KR20160103342A - 바이탈 사인 피드백 및 제어기능을 갖는 보행 재활 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 보행 재활 장치에 관한 것으로, 보행 재활 운동을 위하여, 사용자의 좌우측 발에 상응하는 한 쌍의 발판 및 상기 한 쌍의 발판을 보행 궤적에 대응시켜 구동시키는 발판 구동 수단을 갖는 보행 훈련 유닛과 보행 훈련 유닛을 통하여 보행 재활 운동을 하는 사용자의 바이탈 사인을 검출하는 바이탈 사인 검출센서 및 바이탈 사인 검출센서로부터의 검출값을 사전에 정한 설정값과 비교하여 검출값이 설정값을 벗어나면, 보행 훈련 유닛의 동작을 정지시키거나 감속시키는 제어부를 포함하는 보행 재활 장치이며, 이와 같은 본 발명에 의하면 바이탈 사인을 실시간으로 모니터링 할 수 있으며, 비상시 보행 재활 장치를 정지시키거나 감속시킬 수 있어 사용자에게 보다 높은 안전성을 갖는 보행 재활 장치를 제공할 수 있다.

Description

바이탈 사인 피드백 및 제어기능을 갖는 보행 재활 장치 {Training Walk Apparatus}

본 발명은 보행 재활 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 보행 재활 장치의 이용 시 사용자의 바이탈 사인을 실시간으로 파악하고, 비상 상황 시 보행 훈련 유닛을 제어하여 발판 구동 장치 동작을 정지시키거나 감속시킴으로써 보행 재활 장치의 안정성을 증대시키는 방안에 대한 것이다.

일반적으로 두 다리로 체중을 지지하고 걷는 직립보행은 인간만이 할 수 있는 고도로 발달 된 운동이며, 인간으로서의 생활을 유지하는 기본적인 동작 및 기능이다. 따라서 직립보행에 장애가 생기게 되면 신체적으로 운동의 제약이 생길 뿐 아니라 사회적 활동에까지 장애가 오며, 더 나아가서는 정신적 문제까지 생길 수 있다. 최근 급속히 증가 되는 산업재해로 인해 거동이 불편한 보행장애인, 관절염환자, 비만환자 및 노인의 재활과정에서 환자를 바른 자세로 걸을 수 있도록 환자의 장애 정도에 따라 일정한 속도를 조절하여 걸을 수 있도록 하는 지팡이, 목발, 보행 보조기 등이 있으나 환자들 스스로의 상지로 체중을 지지해야 하므로 상당한 근력을 필요로 하고, 선 자세의 유지를 위해 전신의 근육이 비정상적으로 수축되므로 정상적인 보행 패턴을 유도하는 치료를 시행하기 어렵고 직선 보행과 같은 사람의 기본운동기능에 부합되지 않는 문제점이 있었다. 상기와 같은 문제점을 해결하고자, 한국 공개특허공보 제10-2009-0007043호에는 능동적인 보행이 가능하고, 직선운동을 하며, 보행 자세를 분석 교정함에 따라 다양한 질환에 의해 초래되는 보행 환자의 보행 훈련과 재활 훈련을 할 수 있는 보행 재활 훈련 장치가 제시되어 있다.

하지만 종래의 보행 재활 장치는 단편적이고 일률적인 보행 훈련만을 수행하는 장치들로서 환자 상태에 따른 보행 훈련의 강도와 형태를 반영하지 못하고 있다. 또한 환자의 맥박, 호흡, 혈압, 체온 등과 같이 환자의 상태 변화를 알 수 없어 환자의 상태를 고려하지 않고 보행 재활 장치가 계속 작동되는 문제점이 있다.

따라서, 환자의 상태 변화를 실시간으로 모니터링 할 수 있고, 비상 상황 시 보행 재활 장치의 동작을 제어할 수 있는 보행 재활 장치가 필요하다.

한국 특허공개공보 제10-2009-0007043호(2009.01.16 공개)

본 발명은 상술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 보행 훈련을 하는 사용자의 바이탈 사인을 통하여 사용자에게 비상(응급) 상황이 발생되는지 여부를 파악하고, 비상 상황 발생 시 보행 훈련을 중단시키거나 완화시킴으로써, 사용자가 건강 상의 위험에 빠지는 것을 방지할 수 있는 보행 재활 장치를 제공하고는 데 있다.

상기 기술적 과제를 달성하고자 본 발명에 따른 보행 재활 장치는 보행 재활 운동을 위하여, 사용자의 좌우측 발에 상응하는 한 쌍의 발판 및 상기 한 쌍의 발판을 보행 궤적에 대응시켜 구동시키는 발판 구동 수단을 갖는 보행 훈련 유닛과 상기 보행 훈련 유닛을 통하여 보행 재활 운동을 하는 사용자의 바이탈 사인을 검출하는 바이탈 사인 검출센서 및 상기 바이탈 사인 검출센서로부터의 검출값을 사전에 정한 설정값과 비교하여 상기 검출값이 상기 설정값을 벗어나면, 상기 보행 훈련 유닛의 동작을 정지시키거나 감속시키는 제어부를 포함할 수 있다.

이때, 상기 제어부는, 상기 보행 훈련 유닛의 동작을 점진적으로 정지시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 보행 훈련 유닛은, 사용자가 보행 재활 운동 시 손으로 파지하는 핸들을 더 포함하고, 상기 바이탈 사인 검출센서는 상기 핸들에 사용자가 상기 핸들을 손으로 파시 시 접촉 가능하도록 구비된 생체 신호 인식 센서인 것을 특징으로 한다.

또한, 바이탈 사인 검출센서는 사용자의 맥박, 호흡, 혈압 또는 체온 중 적어도 하나 이상을 검출하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 검출값이 상기 설정값을 벗어나면, 이를 알려 주는 알림 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명에 따른 보행재활 장치에 의하면, 보행 훈련 유닛을 통하여 보행 재활 운동을 하는 사용자의 바이탈 사인 검출 센서를 구비하여, 사용자의 바이탈 사인을 실시간으로 모니터링 함으로써 사용자의 상태를 실시간으로 체크 할 수 있다.

또한, 비상 상황 시 보행 훈련 유닛의 발판 구동 장치를 제어하여 보행 재활 장치의 동작을 정지시키거나 감속시킴으로써 보행 재활 장치의 안전성을 증대시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 보행 재활 장치가 도시된 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 보행 재활 장치를 이용한 보행 훈련 상태가 도시된 사용상태도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 보행 재활 장치의 발판 및 그 구동 수단이 도시된 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 보행 재활 장치의 비상 정지 유닛이 도시된 블록도이다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 설명하기 위하여 이하에서는 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 한정되거나 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서, 대응되는 구성요소에 대해서는 동일한 명칭 및 동일한 참조부호를 부여하여 설명하도록 하고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명에 따른 보행 재활 장치의 실시예에 대한 사시도를 도시한다. 도 1을 참조하여 설명하면, 보행 재활 장치는 보행 훈련 유닛(100)의 본체(110) 상에 사용자의 좌우측 발에 상응하는 한 쌍의 발판(120)이 설치되어, 발판(120)이 사용자의 발을 지지하면서 보행 궤적에 대응하여 이동하게 되며, 사용자는 발판(120)에 올라서 보행 훈련을 수행하게 된다. 이를 위해 도 1 에서 보행 훈련 유닛(100) 내부 상에 위치되어 도시되지 않았으나 발판(120)을 보행 궤적에 대응시켜 구동시키는 발판 구동 수단(125)이 설치된다. 이는 도 3에서 후술하기로 한다.

여기서, 발판(120)은 다양한 형태로 변형될 수 있는데, 가령 발판(120)의 면이 발의 형상에 대응되어 형성됨으로써 사용자가 보다 편안함을 느끼도록 할 수 있고, 또한 사용자의 발이 발판(120)에서 벗어나지 않도록 신발 형상으로 형성될 수도 있으며 사용자의 발을 고정시키는 밴드가 설치될 수도 있다.

또한, 상기 보행 훈련 유닛(100)을 통하여 보행 재활 운동을 하는 사용자의 바이탈 사인을 검출하는 바이탈 사인 검출센서(210) 가 설치된다.

이때, 보행 훈련 유닛(100)은, 사용자가 보행 재활 운동 시 손으로 파지하는 핸들(130)을 더 포함하고, 상기 바이탈 사인 검출센서(210)는 상기 핸들(130)에 사용자가 상기 핸들(130)을 손으로 파시 시 접촉 가능하도록 구비된 생체 정보 인식 센서이다. 상기 생체 정보 인식 센서는 사용자가 핸들(130)을 손으로 파지 한 상태에서 사용자 상태, 즉 맥박, 호흡, 혈압, 체온 중에서 적어도 하나를 각각 인식하는 센서 일 수 있다. 또한, 생체 인식 센서에는 생체 전위를 측정하는 전극이 형성되어 있다.

핸들(130)은 자율적으로 보행하기 어려운 사용자가 보행 재활 장치 상에서 핸들(130)을 통해 자신의 체중 일부를 지지하여 하중완화를 도우며, 핸들(130)이 사용자를 감싸는 형태로 형성되며 사용자가 보행 재활 장치에서 이탈하여 낙상하는 위험을 방지할 수 있다.

이와 같은 핸들(130)은 그 형상이 도 1에 예시된 형태에 한정되지 않으며 다양한 형태로 변형될 수 있다.

또한, 보행 훈련 유닛(100) 상에는 보행 훈련자의 골반부를 지지하기 위한 안장부(135)가 설치되어, 안장부(135)는 탑승한 사용자의 체중을 분산시키는 기능을 수행함으로써 자율적인 움직임이 불편한 사용자가 보다 편안한 상태로 보행 훈련을 수행할 수 있도록 도모하며, 사용자의 골반부가 부담하는 하중을 감소시킴으로써 재활 보행 시간을 증가시켜 보행할 수 있는 회복 시간을 단축시킬 수 있다.

바람직하게는, 안장부(135) 및 핸들(130)을 포함하는 사용자 체중 지지부는 그 전체가 상하방향으로 이동 가능하여 사용자의 키높이에 따라 초기 위치가 조절될 수 있다.

실시조건 등에 따라서는, 안장부(135)는 사용자를 보다 편안한 자세로 지지할 수 있게 하기 위하여 사용자의 체중을 상측에서 지지하는 오버헤드 타입의 하네스를 포함할 수 있다.

보행 훈련 유닛(100)은 디스플레이(150)를 포함한다. 보행 훈련 유닛(100)은 보행 훈련 프로그램에 따라 작동될 수 있다. 디스플레이(150)에는 사용자가 보행 훈련 프로그램에 따라 보행 훈련 시 그 수행도 등이 표시될 수 있다.

나아가서 본 발명에서 보행 재활 장치와 관련하여 도 2에 도시된 본 발명에 따른 바이탈 사인 검출센서(210) 기능을 결합하여 보행 훈련 유닛(100)을 제어하는 보행재활 장치를 통해 사용자가 보행 재활 장치를 수행하는 실시예를 참조하여 살펴보기로 한다.

상기 도 2에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 보행 재활 장치에 대한 구성은 앞서 상기 도 1을 통해 살펴 보았으므로 세부적인 설명은 생략하기로 한다.

도 2에서와 같이 사용자가 보행 훈련 유닛(110)의 발판(120)에 양쪽 발을 올려 놓고, 핸들(130)부의 바이탈 사인 검출센서(210)를 파지 한 상태로 보행 훈련을 수행하게 된다. 이때, 상기 사용자가 보행 재활을 수행하면서 바이탈 사인 검출 센서(210)로부터 사용자의 바이탈 사인을 실시간으로 모니터링 함으로써 사용자의 상태를 실시간을 체크 할 수 있다.

도 3에는 보행 재활 장치의 발판(120)의 구성 등이 도시되어 있다.

발판(120)은 발판(120)의 하부에 위치하는 발판 구동 수단(125)에 의하여 구동된다. 발판 구동 수단(125)으로는 복수(예를 들어, 3개)의 모터가 적용될 수 있다. 일례로, 발판(120)은 복수의 모터에 의하여 상하 및/또는 좌우 이동되거나 일정 각도의 범위 이내에서 회전될 수 있다. 발판 구동 수단(125)으로는 복수의 모터 대신 직선운동을 하는 액추에이터가 적용될 수도 있다. 예를 들어, 액추에이터는, 공압 또는 유압으로 동작하는 실린더일 수도 있고, 리니어모터일 수도 있다.

도 4는 보행 재활 장치의 주요 구성이 도시된 블록도이다. 도 4를 참조하여 설명하면, 보행 재활 장치는 바이탈 사인 검출센서(210), 제어부(220) 및 알림수단(230)을 포함하는 비상 정지 유닛을 더 포함한다.

상기 바이탈 사인 검출센서(210)에서 측정된 맥박, 호흡, 혈압, 체온 등의 생체 정보의 측정값이 제어부(220)를 통해서, 상기의 바이탈 사인 검출센서(210)로부터의 검출된 검출값과 제어부(220)에서 사전에 설정한 설정값을 비교한다. 이때, 제어부(220)는, 상기 검출값이 상기 설정값을 벗어나지 않고 정상일 경우에는 재활 동작을 계속 진행시키고, 상기 검출값이 상기 설정값을 벗어나 비정상일 경우에는 상기 보행 훈련 유닛(100)의 제어를 통하여 발판 구동 수단(125)의 동작을 정지시키거나 감속시킬 수 있다. 이때, 상기 제어부(220)에 의한 발판 구동 수단(125)의 정지는 사용자의 안정성을 위하여 시간적인 여유를 두고 점진적으로 이루어지도록 하는 바람직하다.

또한, 상기의 제어부(220)를 통해서, 알림 수단(230)을 제어할 수 있다.

상기의 알림 수단(230)은 바이탈 사인 검출센서(210)로부터 검출된 검출값이 제어부(220)에 기 설정된 설정값을 벗어나면 이를 알려 주는 수단이다. 알림 수단(230)으로는 시각적 알림 수단과 청각적 알림 수단 중 적어도 어느 하나 이상이 적용될 수 있다.

예를 들어, 시각적 알림 수단으로는 디스플레이 또는 램프 등이 채택될 수 있고, 청각적 알림 수단으로는 부저, 스피커 등 채택될 수 있다. 이러한 시각적 및/또는 청각적 알림 수단을 이용해서 주변에 검출값이 비정상임을 알릴 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 실시예에 따른 보행 재활 장치는 비상시에 사용자에게 비상 상황임을 알려줌으로써 사용자가 재활 동작을 멈추는 것이 가능하기 때문에 안전성을 높힐 수 있다.

이상에서 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예를 중심으로 설명하였으나, 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 그리고, 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 보행 훈련 유닛
110: 본체
120: 발판
125: 발판 구동 수단
130: 핸들
135: 안장부
150: 디스플레이
210: 바이탈 사인 검출센서
220: 제어부
230: 알림 수단

Claims (5)

1. 보행 재활 운동을 위하여, 사용자의 좌우측 발에 상응하는 한 쌍의 발판 및 상기 한 쌍의 발판을 보행 궤적에 대응시켜 구동시키는 발판 구동 수단을 갖는 보행 훈련 유닛;
   상기 보행 훈련 유닛을 통하여 보행 재활 운동을 하는 사용자의 바이탈 사인을 검출하는 바이탈 사인 검출센서; 및
   상기 바이탈 사인 검출센서로부터의 검출값을 사전에 정한 설정값과 비교하여 상기 검출값이 상기 설정값을 벗어나면, 상기 보행 훈련 유닛의 동작을 정지시키거나 감속시키는 제어부를 포함하는 보행 재활 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 보행 훈련 유닛의 동작을 점진적으로 정지시키는 것을 특징으로 하는 보행 재활 장치.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 보행 훈련 유닛은, 사용자가 보행 재활 운동 시 손으로 파지하는 핸들을 더 포함하고, 상기 바이탈 사인 검출센서는 상기 핸들에 사용자가 상기 핸들을 손으로 파시 시 접촉 가능하도록 구비된 생체 신호 인식 센서인 것을 특징으로 하는 보행 재활 장치.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 바이탈 사인 검출센서는 사용자의 맥박, 호흡, 혈압 또는 체온 중 적어도 하나 이상을 검출하는 것을 특징으로 하는 보행 재활 장치.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 검출값이 상기 설정값을 벗어나면, 이를 알려 주는 알림 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 보행 재활 장치.

Images