KR20160119515A - 신체 장착형 전기 자극 교정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 신체 장착형 전기 자극 교정장치는, 사용자의 상체에 착용 가능하게 구비되는 착용유닛, 상기 착용유닛에 구비되며, 사용자의 등에 위치된 근육의 근전도를 측정하여 해당 근육의 근활성도를 산출하는 근전도 센서부 및 상기 착용유닛에 구비되며, 상기 근전도 센서부에 의해 산출된 근활성도에 대응되는 자극을 해당 근육에 인가하는 기능성 전기자극부 를 포함한다.

Description

신체 장착형 전기 자극 교정장치{wearable electrical stimulation correction apparatus}

본 발명은 신체 장착형 전기 자극 교정장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사용자가 일상생활에서 불편함 없이 사용자의 몸에 장착할 수 있으며, 실시간으로 근육의 상태를 모니터링하고 그에 대응하여 각기 다른 자극을 줄 수 있는 교정장치에 관한 것이다.

척추에서 신체 움직임이나 신체 작용을 정상적으로 작용할 수 있도록 조정하는 근육은 척추를 감싸고 있는 장요근, 기립근, 요방형근 등이다.

여기서 직립 보행을 하는 사람의 특성상, 요추와 골반을 중심으로 체중을 지지하며 신체 균형을 잡게 된다. 이에 따라, 일상생활은 물론 보다 격렬한 운동도 가능할 수 있다.

척추는 상 하 좌 우로 정상적인 각도로 유지되어야 하지만 척추를 지지하는 근육의 노화, 잘못된 자세 또는 외부의 충격 등으로 인하여 척추 지지근육의 변형이 일어나고 이에 따라 척추가 비정상적으로 변형이 되는 척추질환이 발병하는 경우가 많다.

이러한 현상은 연령이 많아지며 척추의 추간판에 이상이 생겨서 발생하기도 하지만, 대다수는 비정상적으로 척추에 가해지는 외부 작용에 따라 발생된다. 예를 들어 평소 앉은 자세나 수면 자세 등 잘못된 생활 습관에 따라 발병되는 것이 일반적이다.

게다가 성장기에 있는 어린이와 청소년들의 경우 척추에 이상이 생기면 성장선에 영향을 받아 성장 호르몬의 분비가 원활하지 못해 성장 촉진이 저해되는 문제가 있다.

이에 따라 다양한 척추 교정기와 척추질환 발병에 따른 치료기가 있지만 근활성도에 따라 그에 대응되는 자극을 줄 수 있는 장치는 존재하지 않는다.

따라서, 기존의 척추 교정 장치보다 편리하게 장착할 수 있고, 동시에 척추 주변 근육에 자극을 주어 정상적인 근육의 상태로 만들 수 있는 척추 교정장치의 개발이 시급한 시점이다.

미국등록특허공보 제5,814,093호

본 발명은 상술한 종래 기술의 부족한 점을 보완하기 위하여 안출된 발명으로서, 교정장치 내부에 근육의 근전도를 측정하여 해당 근육의 근활성도를 산출하는 근전도 센서부를 구비하고 상기 근전도센 서부에 의해 산출된 근활성도에 대응되는 자극을 기능성 전기자극부를 통하여 해당 근육에 인가하여, 척추를 기준으로 양측에 있는 근육을 균형 있게 발달 시키기 위한 목적을 가진다.

본 발명의 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 과제는 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일측면에 따르면, 사용자의 상체에 착용 가능하게 구비되는 착용유닛, 상기 착용유닛에 구비되며, 사용자의 등에 위치된 근육의 근전도를 측정하여 해당 근육의 근활성도를 산출하는 근전도 센서부 및 상기 착용유닛에 구비되며, 상기 근전도 센서부에 의해 산출된 근활성도에 대응되는 자극을 해당 근육에 인가하는 기능성 전기자극부를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 착용유닛에 구비되며, 상기 근전도 센서부 및 상기 기능성 전기자극부에 전력을 공급하는 배터리를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 착용유닛에 구비되며, 사용자의 신체에 열을 발산하는 발열부를 더 포함할 수 있다.

그리고, 상기 근전도 센서부는, 나노소자가 포함된 패치 형태로 형성되며, 유연성을 가지도록 형성될 수 있다.

또한, 상기 기능성 전기자극부는, 상기 근전도 센서부에 의한 측정 결과, 사용자의 척추를 기준으로 양측에 서로 대응되는 제1 근육부의 근활성도와 제2근육부의 근활성도가 상이한 경우, 상기 제1 근육부와 상기 제2근육부 간 근활성도의 차이에 따른 보상값을 산출하고, 기 설정된 기본값에 상기 보상값이 반영된 자극을 상기 제1 근육부와 상기 제2근육부에 인가할 수 있다.

그리고, 상기 기능성 전기자극부는, 상기 제1 근육부(m1)의 근활성도 및 상기 제2근육부의 근활성도 중 어느 하나가 다른 하나보다 높을 경우, 근활성도가 낮은 측에는 상기 기본값에서 상기 보상값을 더한 자극을 인가할 수 있다.

또한, 상기 기능성 전기자극부는, 상기 제1 근육부의 근활성도 및 상기 제2 근육부의 근활성도 중 어느 하나가 다른 하나보다 높을 경우, 근활성도가 높은 측에는 상기 기본값에서 상기 보상값을 뺀 자극을 인가할 수 있다.

그리고, 상기 기능성 전기자극부는, 흉추, 경추 및 요추 중 적어도 어느 하나 이상의 부위에 대응되는 위치에 구비될 수 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 신체 장착형 전기 자극 교정장치는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 사용자가 쉽게 장착할 수 있고, 교정장치를 장착했을 때 일상생활을 하는 데 있어서 제약을 받지 않는다.

둘째, 근전도 센서부를 통해 사용자의 근활성도를 측정하고 그에 대응하는 자극을 인가하여 균형 있게 근육을 발달시킬 수 있다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 효과는 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 신체 장착형 전기 자극 교정장치를 사용자가 착용한 상태 및 상기 교정장치의 구성요소를 나타낸 도면;
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 신체 장착형 전기 자극 교정장치의 구성요소를 나타낸 도면;
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 신체 장착형 전기 자극 교정장치에 있어서, 근전도 센서부의 유연성을 나타낸 도면;
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 신체 장착형 전기 자극 교정장치에 있어서, 척추 기준 양측으로 대응되는 근육부를 나타낸 도면;
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 신체 장착형 전기 자극 교정장치에 있어서, 교정장치 내에 배터리가 구비된 모습을 나타낸 도면; 및
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 신체 장착형 전기 자극 교정장치에 있어서, 교정장치 내에 발열부가 구비된 모습을 나타낸 도면이다.

이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 첨부된 도면은 본 발명의 내용을 보다 쉽게 개시하기 위하여 설명되는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 첨부된 도면의 범위로 한정되는 것이 아님은 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 알 수 있을 것이다.

또한, 본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 발명에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 신체 장착형 전기 자극 교정장치를 사용자가 착용한 상태 및 상기 교정장치의 구성요소를 나타낸 도면이다.

도1에 도시된 바와 같이, 신체 장착형 전기 자극 교정장치는 착용유닛(100), 근전도 센서부(130) 및 기능성 전기자극부(150)를 포함한다.

착용유닛(100)은 사용자의 상체에 착용 가능하게 구비된다.

보다 상세히 설명하면 착용유닛(100)은 의복과 같은 형태로 형성될 수 있다. 하지만, 잠금부가 구비된 의복과 같이 전면부에 개폐부가 따로 형성되지 않고 일체형으로 제작되어 사용자가 별도의 잠금 동작을 하지 않고 착용할 수 있게 제작되어도 무방하다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 신체 장착형 전기 자극 교정장치에서 근전도 센서부(130)는 착용유닛(100) 내부에 구비되는데, 이는 사용자의 등에 위치한 근육의 근전도를 측정하기 위함이다. 따라서, 근전도 센서부(130)는 착용유닛(100) 내부에 구비되되 사용자의 등과 인접한 곳에 있어야 사용자의 근육측정을 보다 용이하게 할 수 있다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 신체 장착형 전기 자극 교정장치에서 기능성 전기자극부(150)는 근전도 센서부(130)와 마찬가지로 착용유닛(100) 내부에 구비된다. 이에 따라 사용자의 등에 위치한 근육을 자극할 수 있다.

여기서, 근전도 센서부(130)의 측정으로 인해 산출된 근육의 근활성도를 고려하여 기능성 전기자극부(150)를 통해 사용자의 근육에 자극을 주게 되는데 이에 따른 자세한 설명은 후술 하도록 한다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 신체 장착형 전기 자극 교정장치장치의 구성요소를 나타낸 도면이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 신체 장착형 전지 자극 교정장치는 사용자가 일상생활을 함에 불편함 없이 상체에 장착할 수 있는 형태로 형성된다.

여기서, 도 1 및 도 2에서 볼 수 있듯이 착용유닛(100) 내부에 구비되는 근전도 센서부(130) 및 기능성 전기자극부(150)는 사용자의 척추 주변에 형성되어 있는데, 이는 사용자의 척추를 기준으로 좌측 및 우측에 서로 대응되는 위치에 있는 근육을 자극하기 위하여 이에 대응된 위치에 구비될 수 있다.

하지만, 근전도 센서부(130) 및 기능성 전기자극부(150)는 사용자의 등 부위 중 다른 부위의 근육에 자극을 줄 수 있도록 제1 실시예에서 구비된 위치와 와 다른 위치에 구비될 수 있음은 물론이며, 이를 위한 근전도 센서부(130) 및 기능성 전기자극부(150)의 개수 또한 제한이 없다.

상기 근전도 센서부(130)는 착용유닛(100) 내부에 구비되는데 나노소자를 포함한 패치 형태로 형성되며, 유연성을 가지도록 형성될 수 있다.

이에 따라 사용자가 움직임에 따른 손상 및 파손을 방지할 수 있으며 사용자가 착용유닛(100)을 입었을 때 불편함을 느끼지 않을 수 있다.

이상과 같은 본 발명의 신체 장착형 전기 자극 교정장치에서 근전도 센서부(130)의 형태는 도 3에 도시된 바와 같다.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 신체 장착형 전기 자극 교정장치에 있어서, 근전도 센서부(130)의 유연성을 나타낸 도면이다.

도 3에 도시된 바와 같이 근전도 센서부(130)는 플렉서블한 재질로 형성되어 사용자의 다양한 움직임에 대응하여 사용자의 근육의 근전도를 측정하기 용이할 수 있다.

여기서, 근전도 센서부(130)는 플렉서블하게 형성됨에 따라, 다양한 소재로도 형성이 가능함은 물론이다. 그리고 본 실시예에서는 근전도 센서부(130)가 원형으로 형성되어 있으나 근전도 센서부(130)모양에는 제한을 두지 않을 수 있다.

이상과 같은 본 발명의 신체 장착형 전지 자극 교정장치가 구동하는 과정은 도 4에 도시된 바와 같다.

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 신체 장착형 전기 자극 교정장치에 있어서, 척추 기준 양측으로 대응되는 근육부를 나타낸 도면이다.

위에서 설명한 근전도 센서부(130)는 사용자의 척추를 기준으로 양측에 있는 근육의 근전도를 측정하여 근육의 근활성도를 산출한다. 여기서 산출된 근활성도에 따라 기능성 전기자극부(150)가 그에 대응되는 자극을 해당 근육에 인가하게 된다.

보다 상세히 설명하면, 도 4에 도시된 바와 같이 척추를 기준으로 좌측에 있는 제1 근육부(m1) 및 제1 근육부와 대응되며 우측에 있는 제2 근육부(m2)의 근활성도를 측정한 결과 제1 근육부(m1) 및 제2 근육부(m2)의 근활성도가 상이할 수 있다. 이때, 상기 제1 근육부(m1)와 상기 제2 근육부(m2) 간 근활성도의 차이에 따른 보상값을 산출하여, 기 설정된 기본값에 상기 보상값이 반영된 자극을 기능성 전기자극부(150)를 통해 제1 근육부(m1)와 제2 근육부(m2)에 인가할 수 있다.

예를 들어, 기능성 전기자극부(150)는 근전도 센서부(130)를 통해 제1 근육부(m1) 및 제2 근육부(m2)의 근활성도를 측정하였을 때, 제1 근육부(m1)의 근활성도가 제2 근육부(m2)의 근활성도 보다 낮을 경우 제1 근육부(m1)에는 기본적으로 가해지는 자극보다, 위에서 말한 보상값을 더한 자극을 인가할 수 있다. 이에 따라 제1 근육부(m1)는 강한 자극을 받게 되어 근활성도를 높일 수 있다.

또한, 기능성 전기자극부(150)는, 근전도 센서부(130)가 측정한 결과 제1 근육부(m1)의 근활성도 및 제2 근육부(m2)의 근활성도 중 어느 하나가 다른 하나보다 높을 경우, 근활성도가 높은 측에는 상기 기본값에서 상기 상기 보상값을 뺀 자극을 인가할 수 있다.

예를 들어, 제1 근육부(m1)와 제2 근육부(m2)의 근활성도 측정결과 제1 근육부(m1)의 근활성도가 높을 경우 제1 근육부(m1)에는 기본적으로 자극되는 강도에서 제1 근육부(m1) 및 제2 근육부(m2)의 차이인 보상값을 뺀 자극이 가해질 수 있다.

이에 따라 근활성도가 높은 제1 근육부(m1)의 과도한 발달을 방지 할 수 있다.

위에서 설명한 바와 같이, 제1 근육부(m1) 및 제2 근육부(m2)의 차이에 따라 상이한 자극을 줌으로써 보다 균형 있는 척추주변 근육을 강화 할 수 있다.

본 발명에 제1 실시예에 따른 신체 장착형 전지 자극 교정장치에서, 기능성 전기자극부(150)는 흉추, 경추 및 요추 중 적어도 어느 하나 이상의 부위에 대응되는 위치에 구비될 수 있다.

여기서, 기능성 전기자극부(150)는 사용자의 척추를 기준으로 좌, 우에 있는 근육을 자극하기 위함은 물론이지만, 척추는 상, 하 방향으로 흉추, 경추 및 요추로 구분될 수 있으며, 흉추, 경추 및 요추 중 사람마다 약한 부위가 상이하며 이에 대응한 좌 우 근육부의 근활성도 또한 상이하다.

이에 따라, 사용자가 선택적으로 기능성 전기자극부(150)를 흉추, 경추 및 요추 중 적어도 하나 이상의 부위에 배치시켜 상기 흉추, 경추 및 요추 주변 근육의 근활성도를 높일 수 있다.

위에서 설명한 근육의 근전도를 측정하는 근전도 센서부(130) 및 근전도 센서부(130)로부터 산출된 근활성도에 대응되는 자극을 해당 근육에 인가하는 기능성 전기자극부(150)는 전력을 공급받아 기능을 수행하게 되는데 이에 필요한 전력은 유선 또는 무선으로 충전하는 방식으로 가능할 수 있으며 별도의 배터리(200)를 구비하여 전력을 공급 받을 수 도 있다.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 신체 장착형 전기 자극 교정장치에 있어서, 교정장치 내에 배터리(200)가 구비된 모습을 나타낸 도면이다.

도 5에 도시된 본 발명의 제2 실시예의 경우, 상기 착용유닛(100)에 배터리(200)가 더 구비될 수 있다. 상기 배터리(200)는 근전도 센서부(130) 및 기능성 전기자극부(150)에 전력을 공급할 수 있도록 하는 구성요소이다. 즉 상기 배터리(200)는 착용유닛(100)의 일 측에 구비되어 사용자가 자유롭게 움직일 수 있도록 하는 것은 물론, 보다 편리하게 배터리(200)를 교체할 수 있다.

또한, 제2 실시예의 경우 상기 배터리(200)가 착용유닛(100) 하부에 구비되어 있지만 배터리(200)가 구비되는 위치에는 제한이 없음은 물론이다.

한편, 제2 실시예와 달리 전력을 공급받는 구조에서 배터리(200)가 착용유닛(100)과 일체로 형성될 수도 있으며 이 밖에 다양한 방법에 의해 전력을 공급받을 수 있음은 물론이다.

도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 신체 장착형 전기 자극 교정장치에 있어서, 교정장치 내에 발열부(300)가 구비된 모습을 나타낸 도면이다.

도 6에 도시된 본 발명의 제3 실시예의 경우, 상기 착용유닛(100) 내부에 발열부(300)가 형성된다. 상기 발열부(300)는 착용유닛(100) 내부에서 열선의 형태로 형성되어 사용자가 교정장치를 입었을 때, 사용자의 체온을 상승 시킬 수 있도록 할 수 있으며, 발열의 의한 근육의 이완을 도와 근육 발달에 도움을 줄 수 있다.

또한, 본 실시예의 경우 발열부(300)가 착용유닛(100)의 열선 형태로 형성되어 있지만 이와 달리 근전도 센서부(130)와 기능성 전기자극부(150)와 마찬가지로 특정 지점에서 서로 분리된 형태로 형성될 수 있으며 이 밖에 다양한 형태로 구현될 수 있을 것이다.

이상과 같이 본 발명에 따른 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

100: 착용유닛 130: 근전도 센서부
150: 기능성 전기자극부 200: 배터리
300: 발열부 m1: 제1 근육부
m2: 제2 근육부

Claims (8)

1. 사용자의 상체에 착용 가능하게 구비되는 착용유닛;
   상기 착용유닛에 구비되며, 사용자의 등에 위치된 근육의 근전도를 측정하여 해당 근육의 근활성도를 산출하는 근전도 센서부; 및
   상기 착용유닛에 구비되며, 상기 근전도 센서부에 의해 산출된 근활성도에 대응되는 자극을 해당 근육에 인가하는 기능성 전기자극부;
   을 포함하는 신체 장착형 전기 자극 교정장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 착용유닛에 구비되며, 상기 근전도 센서부 및 상기 기능성 전기자극부에 전력을 공급하는 배터리를 더 포함하는 신체 장착형 전기 자극 교정장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 착용유닛에 구비되며, 사용자의 신체에 열을 발산하는 발열부를 더 포함하는 신체 장착형 전기 자극 교정장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 근전도 센서부는,
   나노소자가 포함된 패치 형태로 형성되며, 유연성을 가지도록 형성된 신체 장착형 전기 자극 교정장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 기능성 전기자극부는,
   상기 근전도 센서부에 의한 측정 결과, 사용자의 척추를 기준으로 양측에 서로 대응되는 제1 근육부의 근활성도와 제2 근육부의 근활성도가 상이한 경우,
   상기 제1 근육부와 상기 제2 근육부 간 근활성도의 차이에 따른 보상값을 산출하고, 기 설정된 기본값에 상기 보상값이 반영된 자극을 상기 제1 근육부와 상기 제2 근육부에 인가하는 신체 장착형 전기 자극 교정장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 기능성 전기자극부는,
   상기 제1 근육부의 근활성도 및 상기 제2 근육부의 근활성도 중 어느 하나가 다른 하나보다 높을 경우, 근활성도가 낮은 측에는 상기 기본값에서 상기 보상값을 더한 자극을 인가하는 신체 장착형 전기 자극 교정장치.
   
7. 제5항에 있어서,
   상기 기능성 전기자극부는,
   상기 제1 근육부의 근활성도 및 상기 제2 근육부의 근활성도 중 어느 하나가 다른 하나보다 높을 경우, 근활성도가 높은 측에는 상기 기본값에서 상기 보상값을 뺀 자극을 인가하는 신체 장착형 전기 자극 교정장치.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 기능성 전기자극부는,
   흉추, 경추 및 요추 중 적어도 어느 하나 이상의 부위에 대응되는 위치에 구비되는 신체 장착형 전기 자극 교정장치.
   

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