KR20130080500A - 바이오 피드백 전자 복대 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복부가 이완된 것을 알려줄 수 있는 바이오 피드백 전자 복대에 관한 것으로서, 본 발명에 의한 바이오 피드백 전자 복대는, 사람의 허리에 찰 수 있도록 형성된 복대 몸체, 상기 복대 몸체에 걸리는 장력을 검출할 수 있도록 상기 복대 몸체에 설치된 장력 센서, 및 상기 장력 센서의 신호에 따라 알림 신호를 발생시키는 알림부를 포함한다. 상기 장력 센서는 상기 복대 몸체를 찬 사람의 복근이 수축된 상태에서 이완된 상태로 변화하면 신호를 출력하여 알림부가 알림 신호를 발생시키도록 한다.

Description

바이오 피드백 전자 복대{Biofeedback electronic lumbar stabilizer}

본 발명은 전자 복대에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 사용자의 복근운동을 감지하여 사용자에게 알려줄 수 있는 바이오 피드백 전자 복대에 관한 것이다.

일반적으로 요통 환자를 위한 복대는 환자의 복부 근육의 수축 없이 복대가 가하는 힘만으로 요추를 지지하도록 구성되어 있다. 따라서, 이와 같은 종래의 복대는 환자 스스로가 복근 운동을 하여 복근을 강화시키는 운동을 하는 데는 도움을 주지 못한다. 오히려, 복대를 장기간 착용하면 허리 건강을 해칠 수 있다는 것이 연구 결과 알려지고 있다.

복근의 운동을 위해 최근 전기적으로 복근의 수축을 유발하는 복대들이 개발되고 있으나, 이 역시 복대를 착용한 사용자가 복근을 수의적으로 수축하도록 하는 것이 아니라는 한계가 있다.

요추를 안정화시키기 위해서는 환자 자신이 복부 속 근육인 복근, 특히 복횡근(transverse abdominis)를 수축시키는 것이 필수적이다. 그러나, 복횡근의 수축은 적절한 측정기기나 운동기기가 없어 정확하게 복횡근을 수축시키는지 모니터링하는 것이 곤란하다는 문제점이 있다.

최근 외국에서 압력 바이오 피드백 유닛(pressure biofeedback unit)이 개발되어 복횡근 수축의 평가와 훈련도구로 타당성과 신뢰성이 인정되었다. 그러나, 이압력 바이오 피드백 유닛은 사용자가 엎드린 상태에서만 복횡근이 수축 단련이 가능하므로 사용이 불편하다는 문제점이 있다.

따라서, 사용 자세의 제한이 없는 복대를 사용하되, 사용자가 착용시 배를 당기지 않으면, 즉 복근을 수축시키지 않으면 소리 등을 이용하여 이를 환자에게 알려주어 사용자 자신이 자발적으로 복근을 수축시킴으로써 복근을 강화시킬 수 있도록 하는 복대의 개발이 필요하다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 창안한 것으로서, 복대를 착용한 사용자가 복근을 수축하지 않는 경우에는 이를 알려 주어 사용자 스스로가 복근을 자발적으로 수축시킬 수 있도록 하는 바이오 피드백 전자 복대를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적은, 사람의 허리에 찰 수 있도록 형성된 복대 몸체; 상기 복대 몸체에 걸리는 장력을 검출할 수 있도록 상기 복대 몸체에 설치된 장력 센서; 및 상기 장력 센서의 신호에 따라 알림 신호를 발생시키는 알림부;를 포함하며, 상기 장력 센서는 상기 복대 몸체를 찬 사람의 복근이 수축된 상태에서 이완된 상태로 변화하면 신호를 출력하여, 상기 알림부가 알림 신호를 발생시키도록 하는 것이 좋다.

또한, 상기 복근이 이완된 상태에서 수축된 상태로 변화하면, 상기 알림부는 알림 신호의 발생을 중지하는 것이 좋다.

또한, 상기 복대 몸체에 설치되며, 상기 장력 센서가 신호를 발생시키는 장력의 크기를 조절할 수 있는 장력 조절부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 알림 신호는 소리 신호, 빛 신호, 진동 신호를 포함할 수 있다.

또한, 상기 복대 몸체는 상기 복근의 이완과 수축에 따라 신축하는 신축부를 포함하며, 상기 장력 센서는 상기 신축부의 장력 변화를 측정할 수 있도록 설치되는 것이 좋다.

상기와 같은 구조를 갖는 본 발명의 일 실시예에 의한 바이오 피드백 전자 복대에 의하면, 요추 환자와 같이 복대를 사용하는 사용자는 소리와 같은 알림 신호에 의해 자기의 복근이 이완된 상태를 알 수 있기 때문에, 무의식적으로 복근을 이완시킨 경우에도 다시 의식적으로 복근을 수축시킬 수 있으므로 복근을 강화하는데 효과적이다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 바이오 피드백 전자 복대에 의하면, 복근이 이완되면 알림 신호가 발생하고, 복근이 수축되면 알림 신호가 차단되므로, 사용자는 이 알림 신호를 이용하여 복근의 수축 여부를 쉽게 인지함으로써 적절한 복근 수축 운동을 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 바이오 피드백 전자 복대를 나타낸 사시도;
도 2는 도 1의 바이오 피드백 전자 복대에 설치된 장력 센서를 보여 주기 위한 부분 절개 평면도;
도 3은 도 1의 바이오 피드백 전자 복대의 부분 절개 측면도;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 바이오 피드백 전자 복대의 기능 블록도;
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 의한 바이오 피드백 전자 복대를 사용자가 착용한 상태를 간략하게 나타낸 것으로서, 복근이 수축된 상태를 나타낸 평면도;
도 5b는 본 발명의 일 실시예에 의한 바이오 피드백 전자 복대를 사용자가 착용한 상태를 간략하게 나타낸 것으로서, 복근이 이완된 상태를 나타낸 평면도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 바이오 피드백 전자 복대의 실시 예들에 대하여 상세하게 설명한다. 이하에서 설명되는 실시 예는 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 발명은 여기서 설명되는 실시 예와 다르게 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 다만, 이하에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성요소에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명 및 구체적인 도시를 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 발명의 이해를 돕기 위하여 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 바이오 피드백 전자 복대를 나타낸 사시도이다. 도 2는 도 1의 바이오 피드백 전자 복대에 설치된 장력 센서를 보여 주기 위한 부분 절개 평면도이고, 도 3은 도 1의 바이오 피드백 전자 복대의 부분 절개 측면도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 바이오 피드백 전자 복대의 기능 블록도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 바이오 피드백 전자 복대(1)는 복대 몸체(10), 장력 센서(30), 알림부(40), 장력 조절부(50), 전원부(60)를 포함할 수 있다.

복대 몸체(10)는 사람의 허리 부분에 찰 수 있도록 유연성 있는 재질, 예를 들면 헝겊과 같은 섬유나, 합성 수지로 만들어지며, 일정한 폭을 갖는 띠 형상으로 형성된다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 복대 몸체(10)는 3개의 복대부(11,12,13)와 3개의 복대부(11,12,13)를 연결하는 2개의 신축부(21,22)로 구성된다. 즉, 복대 몸체(10)는 중앙 복대부(11)와 중앙 복대부(11)의 좌우측에 설치되는 좌측 복대부(12)와 우측 복대부(12)를 포함한다. 중앙 복대부(11)와 좌측 복대부(12)는 제1신축부(21)에 의해 연결되고, 중앙 복대부(11)와 우측 복대부(13)는 제2신축부(22)에 의해 연결되어 있다. 제1 및 제2신축부(21,22)는 힘이 인가되면 늘어나고 힘이 제거되면 원상태로 복원되는 부분이다. 제1 및 제2신축부(21,22)는 탄성이 있는 재질, 예를 들면 고무 재질로 만들어질 수 있다.

본 실시예의 경우에는, 힘이 인가되면 변형되는 제1 및 제2신축부(21,22)와 힘이 인가되어도 거의 변형이 되지 않는 중앙 복대부(11), 좌측 및 우측 복대부(12,13)를 포함하도록 복대 몸체(10)를 구성하였으나, 복대 몸체(10)의 구성이 이에 한정되는 것은 아니다. 복대 몸체(10)에 힘이 가해지고 제거됨에 따라 복대 몸체(10)의 길이가 늘어났다가 원상태로 복원될 수 있는 한 복대 몸체(10)의 구조는 다양하게 형성할 수 있다. 일 예로서, 복대 몸체(10)에 힘이 가해지는 경우에 복대 몸체(10)의 전체가 늘어나고, 힘이 제거되면 복대 몸체(10)가 원상태로 복원되도록 복대 몸체(10)를 구성할 수도 있다.

복대 몸체(10)의 양단부, 즉 좌측 및 우측 복대부(12,13)에는 고정부(15)가 마련된다. 고정부(15)는 복대 몸체(10)를 사용자의 복부에 고정하기 위한 것으로서, 고정부(15)로는 밸크로 파스너(velcro fastner), 고리, 버클 등으로 형성될 수 있다. 도 1에 도시된 본 실시예는 고정부(15)로서 좌측 및 우측 복대부(12,13)에 밸크로 파스너가 설치된 경우를 나타낸다. 따라서, 사용자는 복대 몸체(10)를 허리에 걸친 후 좌측 및 우측 복대부(12,13)에 마련된 밸크로 파스너로 복대 몸체(10)를 복부에 견고하게 고정할 수 있다. 이때, 벨크로 파스너의 결합 위치를 조절함으로써, 복대 몸체(10)가 복부를 죄는 힘을 조절할 수 있다.

장력 센서는 복대 몸체(10)에 걸리는 장력을 검출할 수 있도록 복대 몸체(10)에 설치된다. 장력 센서(30)는 복대 몸체(10)의 내부에 설치되어 외부에서는 보이지 않는다. 도 2는 복대 몸체(10)의 중앙 복대부(11)에 설치된 장력 센서(30)가 노출되도록 중앙 복대부(11)의 전면을 제거한 경우를 나타내고 있다. 또한, 도 3은 장력 센서(30)가 복대 몸체(10)의 중앙 복대부(11)의 중간층에 설치되는 것을 보여 주기 위해 복대 몸체(10)의 일부를 절단한 경우를 나타낸다.

장력 센서(30)는 센서 몸체(31)와 센서 몸체(31)의 양측에서 연장되는 검출부(32)를 포함한다. 센서 몸체(31)는 중앙 복대부(11)의 대략 중앙에 고정되어 있으며, 2개의 검출부(32)는 각각 중앙 복대부(11)에서 좌측 및 우측 복대부(12,13)로 연장되도록 설치된다. 즉, 2개의 검출부(32)는 각각 제1 및 제2신축부(21,22)를 통과하여 좌측 및 우측 복대부(12,13)에 끝단이 고정되도록 설치된다. 따라서, 제1 및 제2신축부(21,22)가 신장되면 각각의 검출부(32)에 장력이 걸리게 된다. 센서 몸체(31)는 검출부(32)에 일정 크기 이상의 장력, 즉 힘이 걸리면, 일정한 신호, 즉 바이오 피드백 신호를 출력할 수 있다.

구체적으로 설명하면, 사용자가 복대 몸체(10)를 복부에 착용한 상태에서 도 5a와 같이 복근을 수축시키면, 장력 센서(30)의 검출부(32)에 장력이 걸리지 않으므로 센서 몸체(31)는 신호를 발생시키지 않는다. 그러나, 복근이 이완되면 사용자의 복부가 확대되므로 도 5b와 같이 복부에 착용된 복대 몸체(10), 즉 제1 및 제2신축부(21,22)가 힘을 받아 늘어나게 된다. 그러면, 장력 센서(30)의 검출부(32)에 장력이 인가되고, 센서 몸체(31)는 이를 감지하여 신호를 발생시킨다. 이 상태에서 사용자가 복근을 수축시키면, 복부가 축소되므로 복대 몸체(10)에 인가된 힘이 줄어들게 된다. 그러면, 장력 센서(30)의 검출부(32)에 걸리는 장력이 제거되고, 센서 몸체(31)는 이를 감지하여 더 이상 신호를 발생시키지 않는다.

본 실시예의 경우에는 장력 센서(30)의 검출부(32)에 일정 크기 이상의 장력, 즉 기준 장력 이상의 장력이 걸리면, 센서 몸체(31)가 신호를 출력하도록 설정되어 있다. 이때, 장력 센서(30)의 센서 몸체(31)가 신호를 출력하는 장력, 즉 기준 장력의 크기를 사용자가 임의로 설정할 수 있도록 할 수도 있다. 이와 같이 센서 몸체(31)가 신호를 출력하는 기준 장력의 크기를 조절할 수 있으면, 사용자는 자기의 복근의 상태에 따라 장력 센서(30)가 복근 이완에 따른 피드백 신호를 발생시키는 것을 조절할 수 있으므로 효과적이다.

알림부(40)는 장력 센서(30)로부터의 신호에 따라 알림 신호를 발생시킴으로써 사용자에게 현재 복근이 이완되었다는 것을 피드백시켜 주는 것이다. 또한, 장력 센서(30)로부터의 신호가 중지되면, 알림부(40)는 알림 신호를 중단하도록 형성된다. 알림 신호로는 사용자가 인식할 수 있는 소리 신호, 빛 신호, 진동 신호를 사용할 수 있다. 소리 신호로는 일정한 내용의 음성, 벨 소리, 노래 등을 포함한다. 따라서, 소리 신호를 알림 신호를 사용할 경우에는 알림부(40)로는 소리를 발생시키는 소리발생장치가 사용된다.

소리발생장치는 저장된 음성이나 노래 등을 장력 센서(30)로부터의 신호에 따라 재생할 수 있는 장치나 장력 센서(30)로부터의 신호에 따라 벨 소리를 내는 벨 등을 말한다.

빛 신호를 알림 신호로 사용할 경우에는 알림부(40)로는 빛을 발생시킬 수 있는 LED 등과 같은 전구가 사용될 수 있다. 전구를 사용할 경우에는 알림부(40)에서 전구를 점멸시켜 사용자가 용이하게 인식하도록 하는 것이 좋다.

진동 신호를 알림 신호로 사용할 경우에는 알림부(40)로는 진동을 발생할 수 있는 진동발생장치가 사용될 수 있다. 진동발생장치는 장력 센서(30)로부터의 신호에 따라 사용자의 복부를 진동시킬 수 있도록 설치하는 것이 좋다.

본 실시예의 경우에는 알림부(40)로 소리발생장치를 사용하였으며, 알림부(40)는 복대 몸체(10)의 중간 복대부(11)의 전면으로 노출되도록 설치되어 있다.

장력 조절부(50)는 복대 몸체(10)의 중앙 복대부(11)에 설치되며, 장력 센서(30)의 센서 몸체(31)가 신호를 발생시키는 장력의 크기를 조절한다. 장력 조절부(50)는 사용자가 잡고 돌릴 수 있는 손잡이(51)를 포함할 수 있다. 손잡이(51)는 도 1에 도시한 바와 같이 중앙 복대부(11)의 전면에 노출되도록 설치된다. 이 경우에는 손잡이(51)의 회전에 따라 장력 센서(30)가 신호를 발생시키는 기준 장력의 크기가 커지거나 줄어들도록 설정된다.

전원부(60)는 장력 센서(30), 알림부(40)에 필요한 전류를 공급하는 것으로서, 배터리를 사용할 수 있다. 전원부(60)에는 장력 센서(30)와 알림부(40) 등으로 전류를 공급하는 것을 선택적으로 차단할 수 있는 스위치를 설치할 수 있다.

이하, 상기와 같은 구조를 갖는 본 발명의 일 실시예에 의한 바이오 피드백 전자 복대(1)의 작용에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

사용자는 본 발명의 일 실시예에 의한 바이오 피드백 전자 복대(1)를 벨크로 파스너(15)를 사용하여 자기의 복부에 찬다. 이때, 사용자는 자기의 복부를 수축하였을 때, 알림부(40)가 알림 신호를 발생시키지 않고 자기의 복부가 이완되었을 경우에는 알림부(40)가 알림 신호를 발하도록 착용한다. 만일, 벨크로 파스너(15)의 조절만으로 복부의 신축에 따라 알림부(40)의 알림 신호를 발생시키고 차단하는 것이 힘든 경우에는 장력 조절부(51)를 이용하여 장력 센서(30)가 동작하는 장력의 크기를 조절할 수 있다.

이후, 사용자가 무의식 중에 복근을 이완시키면, 도 5b에 도시한 바와 같이, 복대 몸체(10)에 힘이 가해지게 된다. 복대 몸체(10)에 힘이 가해지면, 복대 몸체(10)의 중앙 복대부(11)와 좌측 및 우측 복대부(12,13) 사이에 설치된 제1 및 제2신축부(21,22)가 늘어나게 된다. 복부의 팽창에 의해 제1 및 제2신축부(21,22)가 늘어나면, 장력 센서(30)의 검출부(32)가 장력을 받게 된다. 장력 센서(30)의 검출부(32)에 걸리는 장력이 일정 크기를 넘으면, 즉 기준 장력보다 커지면 장력 센서(30)의 센서 몸체(31)는 신호를 발생시킨다.

센서 몸체(31)에서 발생된 신호는 알림부(40)로 전송된다. 알림부(40)는 장력 센서(30)로부터 신호가 수신되면, 알림 신호를 발생시킨다. 본 실시예의 경우에는 알림부(40)로 소리발생장치를 사용하므로, 장력 센서(30)로부터 신호가 수신되면 소리발생장치에 저장된 일정한 소리가 출력된다.

사용자는 알림부(40)에서 나는 소리를 듣고 자기의 복근이 이완된 것을 인식하고, 도 5a에 도시한 바와 같이, 다시 자기의 복근을 수축시키게 된다. 이때, 사용자는 기준 장력 이하의 장력이 장력 센서(30)에 걸리도록 자기의 복부를 수축시켜야 한다. 사용자가 적절하게 복근을 수축시키면, 복대 몸체(10)에 걸리는 장력이 기준 장력 이하로 감소되므로 장력 센서(30)가 발생시키는 신호가 소멸된다. 그러면, 알림부(40)도 알림 신호 발생을 중지한다.

이와 같이 본 발명의 일 실시예에 의한 바이오 피드백 전자 복대는 전자 복대를 착용한 사용자의 복근이 이완되는 것을 감지하여 사용자에게 피드백시켜줌으로써 사용자는 효율적으로 자기의 복근을 강화할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 바이오 피드백 전자 복대는 복근의 신축에 따라 알림부의 알림 신호가 발생되거나 차단되므로, 사용자가 본 발명에 의한 바이오 피드백 전자 복대를 차고 복근 운동을 할 경우, 복근을 정확하게 필요한 정도로 수축할 수 있으므로 효과적인 복근 운동이 가능하다.

상기에서 본 발명은 예시적인 방법으로 설명되었다. 여기서 사용된 용어들은 설명을 위한 것이며, 한정의 의미로 이해되어서는 안 될 것이다. 상기 내용에 따라 본 발명의 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서 따로 부가 언급하지 않는 한 본 발명은 청구범위의 범주 내에서 자유로이 실시될 수 있을 것이다.

1; 바이오 피드백 전자 복대 10; 복대 몸체
11; 중앙 복대부 12,13; 좌측 및 우측 복대부
15; 고정부 21,22; 신축부
30; 장력 센서 31; 센서 몸체
32; 검출부 40; 알림부
50; 장력 조절부 60; 전원부

Claims (5)

1. 사람의 허리에 찰 수 있도록 형성된 복대 몸체;
   상기 복대 몸체에 걸리는 장력을 검출할 수 있도록 상기 복대 몸체에 설치된 장력 센서; 및
   상기 장력 센서의 신호에 따라 알림 신호를 발생시키는 알림부;를 포함하며,
   상기 장력 센서는 상기 복대 몸체를 찬 사람의 복근이 수축된 상태에서 이완된 상태로 변화하면 신호를 출력하여, 상기 알림부가 알림 신호를 발생시키도록 하는 것을 특징으로 하는 바이오 피드백 전자 복대.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 복근이 이완된 상태에서 수축된 상태로 변화하면, 상기 알림부는 알림 신호의 발생을 중지하는 것을 특징으로 하는 바이오 피드백 전자 복대.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 복대 몸체에 설치되며, 상기 장력 센서가 신호를 발생시키는 장력의 크기를 조절할 수 있는 장력 조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오 피드백 전자 복대.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 알림 신호는 소리 신호, 빛 신호, 진동 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오 피드백 전자 복대.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 복대 몸체는 상기 복근의 이완과 수축에 따라 신축하는 신축부를 포함하며, 상기 장력 센서는 상기 신축부의 장력 변화를 측정할 수 있도록 설치되는 것을 특징으로 하는 바이오 피드백 전자 복대.

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