KR20180098653A - 인간의 체강 삽입용 골반저근 훈련 및 프로파일링 장치 및 골반저근 수축을 시각화하는 방법 - Google Patents

인간의 체강 삽입용 골반저근 훈련 및 프로파일링 장치 및 골반저근 수축을 시각화하는 방법 Download PDF

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알렉산더 헤닝스
야콥 크리스티안 콘라드센
노암 리토브 엡스테인
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노비펠 홀딩 에이피에스
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Abstract

인간의 체강 내에 삽입하기 위한 골반저근 훈련 및 프로파일링 장치로, 상기 장치는: 원위 단부, 반대쪽에 있는 근위 단부 및 외측 표면을 구비하는 본체로, 상기 단부들 사이에서 연장하는 본체; 본체 내에 둘러싸이는 센서 어레이로, 센서 어레이는 센서 유닛을 포함하고, 센서 유닛은 본체의 외측 표면에 가해지는 외부 힘을 검출하기에 적절한, 센서 어레이; 센서 어레이로부터 센서 데이터를 수신하기에 적절한 마이크로 제어 유닛;을 포함하며, 센서 유닛은 본체의 외측 표면에 가해지는 외부 힘의 특정 위치를 검출하기에 적절하다.

Description

인간의 체강 삽입용 골반저근 훈련 및 프로파일링 장치 및 골반저근 수축을 시각화하는 방법
본 개시는, 골반저근 수축을 시각화하는 제1 양태의 장치 및 제2 양태의 방법에 관한 것이다.
골반저부(pelvic floor)의 기능 중 하나는 골반 부위에 위치하는 장기를 지탱하는 것이다. 요실금, 대변실금, 질 및 직장 부위의 탈장(prolapses), 감염, 염증 및 통증, 성적 쾌감의 감소 및 기타 증상은 모두 골반저근의 기능 장애의 결과로서 발생할 수 있다. 골반저근의 기능 장애는 호르몬 변화, 노화, 무거운 것을 들어올리는 일, 과도한 기침 및 기타를 포함하는, 다양한 요인에 의해 발생할 수 있다.
골반저근의 강도를 높이는 데 도움을 주기 위해, 골반 근육을 사용하여 조이는(clenching) 운동 또는 질 내에 무게를 유지시키는(holding) 연습들이 개발되었다. 이러한 방법들은, 운동, 즉 근육 조임이 항상 올바르게 수행되는지 수치화(quantify)하는 것이 어렵기 때문에, 성과가 제한적이다.
의료인(HPC; health care provider)이 사용자가 운동을 올바르게 수행하는지 제어하는 방법은, 체강에 손가락을 삽입하여 손가락 주변의 조임을 감지(feeling)하는 것이다.
HPC는 골반저근 기능을 향상시키기 위해 운동을 올바르게 수행하는 방법을 환자(person)에게 가르쳐줄 수는 있지만, (예를 들어, 환자가 이 방법을 자택에서 연습할 경우) 지속적인 피드백을 제공할 수는 없다. 따라서, 환자는 이 방법을 잘못된 방식으로 연습하여, 운동의 목적을 무효화시키는(defeating) 위험을 감수한다.
이러한 예시가 WO2016/042310호에 제공되며, 이는 골반저근이 수축함을 측정하는 장치를 개시한다. 장치는, 본체를 구비하는 2-부분 하우징, 하우징의 본체 내에 둘러싸이는 힘 감지 센서 및 데이터 수신기를 포함한다. 골반저근의 수축 시, 하우징의 두 부분들은 하우징에 포함되는 슬라이딩 가능한 돌출부(finger)를 통해, 서로를 향해 가압하고, 힘 센서는 상기 슬라이딩 가능한 돌출부가 센서에 인가한 힘을 측정한다.
따라서, 이 장치는, 장치에 (가능하게는, 근육의 조임에 의해) 힘이 인가되는 것을 감지하는 가능성을 용이하게 할 뿐, 힘의 근원 또는 근육 조임이 올바르게 되었는지에 대한 정보는 주지 않는다.
따라서, 여전히, 골반저근, 예를 들어 항문 거근(levator ani)의 수축을 효과적으로 측정하여 사용자에게 유익한 피드백을 제공하는 것이 과제로 남아있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 사용하기에 쉽고 편하며, 골반저근 강화와 관련된 운동의 질을 향상시키는 골반저근 훈련 및 프로파일링 장치를 제공하는 것이다.
더불어, 본 발명의 목적은, 골반저근 운동의 질을 향상시키기 위해, 장치로부터 사용자에게 피드백을 제공(improving)하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 추가적인 목적은, 본 발명에 따른 장치가 골반저근, 조직 및/또는 종기(abscess)의 움직임을 시각화하는 데 사용되는 것이다.
본 발명의 제1 양태에서, 이러한 목적은 인간의 체강 내에 삽입되는 골반저근 훈련 및 프로파일링 장치를 제공함으로써 해결되는데, 상기 장치는:
원위 단부, 반대쪽의 근위 단부 및 외측 표면을 구비하는 본체로, 상기 단부들 사이에서 연장하는 본체,
본체 내에 둘러싸이는 센서 어레이로, 본체의 외측 표면에 가해지는 외부 힘을 검출하기에 적절한 센서 유닛을 포함하는 센서 어레이,
센서 어레이로부터 센서 데이터를 수신하기에 적절한 마이크로 제어 유닛을 포함하며,
센서 유닛은 본체의 외측 표면에 가해지는 외부 힘의 특정 위치를 검출하기에 적절하다.
본체의 외측 표면에 가해지는 힘의 위치를 결정함으로써, 장치는 힘이 가해졌다는 정보만 제공할 수 있는 것이 아니라, 힘의 사양에 대한 보다 상세한 피드백을 제공할 수 있다.
일 실시예에서, 외부 힘은, 골반저근, 골반저부 조직 및/또는 골반저부에 존재하는 종기와 같은 이상(abnormality)에 의해 생성된다.
일 실시예에서, 외부 힘은 항문 거근의 수축에 의해 생성된다.
이하의 설명에서는, 항문 거근에 의해 가해지는 힘이 본 발명을 설명하기 위한 예시적인 방법으로서 사용된다. 통상의 기술자는, 본 발명이 다른 골반저근, 조직 및/또는 종기에도 적합할 수 있음을 인지할 것이다.
장치로부터의 피드백은 실패/성공 피드백의 형태일 수 있으며, 성공은 수축하는 동안에 항문 거근이 올바르게 활성됐음을 가리키고, 실패는 수축하는 동안에 항문 거근이 활성되지 않았거나 제대로 활성되지 않았음을 가리킨다. 이러한 방식으로, 사용자는 장치로부터 제공되는 피드백으로부터, 보다 효율적으로 그리고 더 높은 품질로 골반 저근을 운동할 수 있어, 이로 인해 골반 저근을 강화하는 데 필요한 시간을 줄이고, 운동을 잘못 수행하는 것을 회피할 수 있을 것이다.
일 실시예에서, 피드백은 시각적 피드백이다.
유리하게는, 피드백이 수축의 시각화인 경우, 사용자는 수축 운동 동안에 골반 근육이 어떻게 활성화되는지 훨씬 더 상세한 피드백을 얻을 수 있다. 따라서, 이렇게 함으로써, 사용자는 수축을 비교하여 근육 기억 학습을 가능하게 할 수 있다. 더불어, 장치가 골반저부 운동의 품질과 관련하여 사용자에게 피드백을 제공할 수 있기 때문에, 운동은 HPC 없이 집에서 행해질 수 있으며, 이는 시간과 비용 모두를 절약하며, 사용자에게 보다 편리하다.
본 발명의 장치는, 골반 저근의 치료 및/또는 강화 분야 내에서 일하는 HPC에게 큰 이득이다. 장치는 단순하게, 신규하고 관련성 있으며 정량화 가능한 사용자 데이터를 수집할 수있는 디지털 핑거로서 이해될 수있다. 따라서, 촉진(palpation)의 필요성이 최소화되고, 어떤 경우에는 그 필요성이 제거된다. 데이터는 저장되고, 그래프화되고, 추적될 수 있으며, 연구 또는 환자 치료를 최적화하는 데 사용될 수 있다.
유리하게는, 데이터는 근육 프로파일을 제공하도록 시각화될 수 있어, HPC가 촉진을 수행할 필요 없이, 환자의 골반저근 상태를 보다 잘 결정할 수 있도록 한다. 따라서, 장치는, HPC로 하여금 사용자와 동일한 방에 있지 않아도, 실시간으로 그리고 저장된 데이터로부터 사용자를 검사할 수 있는 가능성을 제공한다.
본 개시의 측면에서, "센서 유닛"이라는 용어는 센서 어레이의 전체 표면 영역에 걸쳐 연장할 수 있고, 표면 어레이의 표면 영역과 관련하여 외측 표면에 가해지는 외부 힘의 위치를 검출하는 센서 유닛을 이루는 하나의 측정 지점을 포함하거나, 그러한 다수의 측정 지점을 포함할 수 있다.
"측정의 지점들" 및 "측정 지점들"이라는 용어는 본 개시에서 교체 사용이 가능하도록 사용된다.
본 개시의 측면에서, "센서 어레이"라는 용어는 센서 유닛과 마이크로 제어 유닛 사이에 전력 및/또는 통신을 제공하는 어레이로서 이해되어야 한다.
상대적이라는 용어는 사용자의 수축으로부터 가해지는 힘의 위치, 지속 시간 및 크기가 본체의 표면으로부터 센서 유닛에 가해지는 힘에 대해 측정된다는 것을 명확하게 하는 것으로 이해된다.
본 발명의 측면에서, "크기(magnitude)"라는 용어는 사용자로부터 본체에 가해지는 힘의 상대적인 크기(size)로 이해되어야 한다.
센서 유닛은 수축의 지속시간을 포함하여 다수의 인자들을 검출 및 측정할 수 있는 다목적(versatile) 센서 유닛일 수 있다.
일 실시예에서, 센서 유닛은 본체의 외측 표면에 가해지는 외부 핌의 압력 프로파일을 검출하기에 적절하다.
이러한 구성은 압력이 작은 비트의 정보로 나눠질 수 있도록 한다. 이러한 정보는 사용되는 근육의 매우 정밀한 "그림(picture)" 또는 프로파일을 줄 수 있어, 신규한 시각화를 가능하게 한다.
근육 압력 프로파일은, 상기 근육 상태를 결정할 수 있는 독특한 간으성을 제공하기 때문에, 골반 저근 관련 조직을 진단 및 치료하는 데 중요하다. 압력 프로파일은 근육 수축의 질, 근육 세포의 밀도 및 크기를 가리킨다. 따라서, 본 발명은, 골반 저근의 진전 및 상태에 대한, 이전에는 보지 못했던 데이터 및 신규한 시각화를 제공할 수 있다.
일 실시예에서, 센서 유닛은 cm당 적어도 5개의 측정 지점을 포함한다.
이는, 장치가 상기 근육의 형상, 크기, 상태 및 관련 데이터를 측정하는 데 효과적일 수 있도록 한다.
외측 표면에 인가되는 상대적 크기를 검출하는 센서 유닛을 제공함으로써, 본 발명으로부터 사용자 또는 HPC에 제공되는 피드백은 더 개선된다.
크기 및 위치 모두를 측정함으로써, 골반 저근의 근육 강도 프로파일을 결정하는 것이 가능하다.
일 예시로서, 초기 임산부의 근육 프로파일이 획득될 수 있다. 장치로부터 제공되는 초기 양의 피드백에 의해, HPC 및 임산부는, 출산 후에 도달하기 위해 수축의 강도 및/또는 지속 시간에 대한 임산부의 목표를 설정할 수 있다.
추가적인 실시예에서, 센서 유닛은 서로에 대한 최대 거리가 0.3cm 미만, 바람직하게는 0.2cm 미만, 보다 바람직하게는 0.1cm 미만으로 배치되는 2개의 측정 지점을 포함한다.
일 실시예에서, 2개의 측정 지점 사이의 거리는 대략적으로 0.05cm이다.
예컨대 근육 프로파일과 같은 피드백의 해상도 및 상세한 정도는, 측정 위치를 서로에 대해 더 가깝게 배열함으로써 강화된다. 이러한 방식으로, HPC는 사용자로부터 훨씬 정확하고, 정밀한 양적 데이터를 얻을 수 있다. 본 발명의 장치로부터 획득되는 시각적인 근육 프로파일은 보다 신속하고 보다 정밀한 진단로 이어질 수 있다. 따라서, 진전하는(go forward) 사용자에게 가장 최적의 치료 및/또는 훈련 운동을 제공한다
각 지점이 서로에 대해 가깝게 배열되기 때문에, 시각적인 근육 프로파일의 해상도는 증가한다.
일 실시예에서, 센서 유닛은 광학 센서이고, 바람직하게는 힘 센서이며, 보다 바람직하게는 힘-저항 센서이다.
본 발명에 따르면, 일 실시예에서 마이크로 제어 유닛은 데이터 분석을 수행하여, 장치 상의 표시를 통해 또는 통신을 통한 외부 디바이스를 통해 사용자에게 피드백을 제공할 수 있다.
본 개시의 측면에서, 측정 지점이라는 용어는 센서의 유형에 따라 다양한 용어로 정의될 수 있다. 하지만, 통상의 기술자는 모든 유형의 센서에 대해 측정 지점의 수를 결정할 수 있을 것이다.
일 예시로서, 힘-저항 센서의 경우에, 하나의 측정 지점은, 압력이 두 접촉 플레이트 사이에 가해질 때 저항의 변화를 측정하는데 적절한 작은 거리로 분리되는 2개의 전기 접촉 플레이트를 구비하는 지점으로서 정의될 수 있다. 따라서, 일 실시예에서, 측정 지점은 단일의 센서 셀이거나, 바람직하게는 힘 감지 저항이다.
일 실시예에서, 센서 유닛은 적어도10개의 측정 지점, 바람직하게는 적어도 26개의 측정 지점, 보다 바람직하게는 적어도 50개의 측정 지점을 포함한다 .
일 실시예에서, 센서 유닛은 52개 내지 104개의 측정 지점을 포함한다.
일 실시예에서, 센서 유닛은 근육 수축으로부터 상기 센서 유닛에 가해지는 상대적인 분포된 힘을 측정한다.
본 개시의 측면에서, "분포된 힘"은 다양한 사용자들 사이의 비교를 위한 정규화된(normalized) 데이터로서 이해될 수 있으며, 각 측정 지점에 가해지는 힘의 크기는 최대 힘을 수용하는 지점에 기초하여 계산된다. 하지만, 통상의 기술자는 데이터를 정규화하는 다른 방법을 알 것이다.
또 다른 실시예에서, 센서 유닛은 근육 수축으로부터 측정 지점에 가해지는 상대적인 분포된 힘을 측정한다.
사용자에게 우수한 피드백을 제공하기 위해, 다수의 측정 지점에 가해지는 외부 힘의 상대적인 분포로부터 시각화가 이루어질 수 있다. 골반저근은 강도, 수축의 지구력 및 근육의 모양이 다를 수 있기 때문에, 본 발명자는, 수축하는 동안 근육의 사용을 식별하는 최적의 방법은 다수의 측정 지점에 걸쳐 가해지는 총 힘의 분포를 분석하는 것임을 알아냈다. 따라서, 힘의 분포(프로파일이라고도 함)는 특정 근육, 조직 및/또는 종기를 결정하는 "지문"으로서 사용될 수 있다.
본 발명의 추가적인 실시예에서, 센서 유닛은 힘 센서, 바람직하게는 힘-저항 센서이다.
일 실시예에서, 센서 어레이는 실질적으로 본체의 전체 길이를 따라 연장하며, 본체의 길이는 원위 단부로부터 반대쪽의 근위 단부까지 연장하는 것으로 정의된다.
일 실시예에서, 센서 유닛 또는 센서 유닛들은 실질적으로 본체의 전체 길이를 따라 연장한다.
일 실시예에서, 센서 유닛은 대략적으로 본체의 전체 외측 표면 상의 임의의 위치에 가해지는 힘의 위치를 검출하기에 적합하다.
이는, 가해지는 힘을 360도 방식으로 측정할 수 있는 것으로 언급될 수 있다.
360도 방식이란, 본체의 표면상 어디에 힘이 가해지는지에 상관없이, 센서 유닛들이 본체의 전체 원주에서 측정 가능하도록, 센서 유닛이 위치설정되는 것으로 이해되어야 한다.
하나의 센서 유닛이 본체의 반경 방향으로 0-90도 각도를 포함하는 영역에 가해지는 힘을 측정하도록 배치되고, 또 다른 센서 유닛이 본체의 반경 방향으로 90-180도 각도를 포함하는 영역에 가해지는 힘을 측정하도록 배치되며, 또 다른 센서 유닛이 본체의 반경 방향으로 180-270도 각도를 포함하는 영역에 가해지는 힘을 측정하도록 배치되고, 또 다른 센서 유닛이 본체의 반경 방향으로 270-360도 각도를 포함하는 영역에 가해지는 힘을 측정하도록 배치되어, 조합된 센서 유닛들이 본체의 원주 중 임의의 곳에 가해지는 힘을 검출하는 것으로 이해된다.
본 개시의 용어에서, "원주"라는 용어는 기하학적 도형을 둘러싸는 경계로서 이해되어야 한다. 기하학적 도형은 정사각형, 초타원형, 직사각형, 원 또는 본체 및/또는 지지 구조체(이하에서 설명됨)에 적합한 임의의 다른 기하학 형상일 수 있다.
이러한 방식으로 사용자로부터 수축이 측정되면, 근육 수축의 2D 및/또는 3D-시각화를 만드는 것이 가능하다.
추가적인 실시예에서, 본체는 센서 지지 구조체를 포함하고, 센서 어레이는 상기 지지 구조체에 장착된다.
지지 구조체에 센서 어레이를 설치(fit)하는 것이 본체를 생산하는 가장 쉽고 가장 비용 효율적인 방법임을 알아냈다. 더불어, 지지 구조체는 센서 어레이 상의 응력 및 변형을 감소시켜, 장치의 수명이 현저하게 연장되도록 한다.
센서 어레이 상의 응력 및 변형을 더 감소시키기 위해, 일 실시예에서, 지지 구조체는 센서 어레이가 맞춰질 수 있는 납작한 부분을 포함한다.
센서 어레이를 실질적으로 평평한 표면에 장착함으로써, 센서 어레이 및 센서 유닛 내의 변형이 두드러지게 감소한다. 따라서, 장치의 수명 및 외부 힘 측정의 정밀도(accuracy) 및 정확도(precision)가 향상될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 지지 구조체는 센서 어레이에 배치되는 양측(bilateral) 배열된 센서 어레이와 맞춰진다.
본 발명의 일 실시예에서, 지지 구조체는 실질적으로 직사각형이다.
본 발명의 일 실시예에서, 장치는, 상기 장치의 길이를 따라 서로에 대해 대략 85-95도의 각도로 배치되는 2개의 센서 어레이를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서, 장치는, 상기 장치의 길이를 따라 이웃하는 센서 어레이와 대략 85-95도 각도로 배치되는 적어도 3개의 센서 어레이를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서, 본체는, 상기 본체의 원위 단부에 배치되는 상부 센서를 포함한다.
상부 센서는 복부로부터 가해지는 힘의 존재를 측정할 수 있다.
복부로부터의 힘은 골반저근을 운동할 때에는 바람직하지 않은 것이며, 따라서 이 피드백은 사용자 및 HPC에게 유익하다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 장치는 센서 어레이로부터 마이크로 제어 유닛을 통해 표시기 및/또는 외부 디바이스로 통신하기 위한 통신 모듈을 포함한다.
외부 디바이스는 컴퓨터 수단일 수 있다. 컴퓨터 수단은 시각화 수단 및/또는 디스플레이 수단을 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 장치와 외부 디바이스 사이의 통신은 쌍방 통신이다.
이러한 방식으로, 장치로부터의 피드백이 외부 디바이스 또는 그와 유사한 것에 전송될 수 있고, 외부 디바이스는 장치에 정보를 줄 수 있다.
일 실시예에서, 장치로부터의 피드백은 조직을 프로파일하기 위해 근육 수축을 모니터링하는 데 사용된다.
본 발명의 일 실시예에서, 본체는 실리콘, 열가소성, 사출-성형된 ABS 플라스틱, 및/또는 임의의 가공된 재료(milled material)로 만들어진다.
또 다른 실시예에서, 본체는, 의료용 실리콘, 라텍스, 전기 활성 폴리머 및/또는 니트릴로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 비교적 연성인 재료로 추가적으로 코팅된다.
또 다른 실시예에서, 본체는 초타원형, 타원체, 비행선과 같은 형상, 또는 어뢰와 같은 형상을 갖는다.
본 발명자는, 초타원형은 사용자가 개구 내에 본체를 편리하게 삽입할 수 있도록 하고, 동시에 정밀하고 정확한 수축 데이터를 얻는 최적의 형상이기 때문에, 초타원형의 본체가 바람직하다는 것을 알아냈다.
본 발명의 일 실시예에서, 장치는 본체에 연결되는 헤드를 포함한다.
헤드는 꼬리부를 통해 본체에 연결될 수 있다.
헤드는 신체 개구 내에 삽입될 때, 올바르게 기능하지 않는 전자 유닛을 둘러싸는 데 사용된다. 따라서, 바람직한 일 실시예에서, 통신 모듈이 헤드 내에 둘러싸인다.
헤드는 또한, 전체 장치가 신체 개구 내로 끝까지 밀려 들어가지 않도록 보장하는 닻의 형태로 추가적인 안전성을 제공한다. 헤드는, 사용자가 장치를 쉽게 파지하고 쉽게 취출(removal)할 수 있도록 한다.
예컨대 블루투스 또는 와이파이와 같은 무선 통신으로부터의 신호는 신체 개구로부터 발생될 때 종종 차폐되므로, 통상적으로는 신체 개구의 외측에 배치되는 무선 교환기(commutation)를 구비하는 것이 바람직하다.
또 다른 실시예에서, 장치는 구조적 및 전자적으로 본체와 헤드를 연결하기 위한 꼬리부를 포함한다.
본체와 헤드의 분리는, 본체가 (더 적은 요소들을 포함하므로) 더 소형으로 제조될 수 있도록 하여, 보다 양호한 사용 경험을 제공하기 때문에, 사용자에게 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에서, 꼬리부는 유연성 재료로 제조된다.
유연한 꼬리부는 사용자에게, 헤드를 골반 저근 운동에 악영향을 미치지 않는 위치에 놓을 때 더 높은 자유도를 제공한다.
일 실시예에서, 장치가 체강 내에 삽입되었을 때, 골반저근에 의해 외부 힘이 가해진다.
일 실시예에서, 장치가 체강 내에 삽입되었을 때, 항문 거근에 의해 외부 힘이 가해진다.
일 실시예에서, 장치는, 가해지는 외부 힘의 위치 및/또는 외부 힘의 크기 및/또는 다른 관련 데이터를 시각화하는 시각화 수단을 추가적으로 포함한다.
또 다른 실시예에서, 골반저근 훈련 및 프로파일링 장치는 항문 거근의 움직임을 시각화하기 위해 사용된다.
본 발명의 일 실시예에서, 골반저근 훈련 및 프로파일링 장치는 사용자의 골반저부 수축을 시각화하기 위해 사용된다.
또 다른 실시예에서, 수축의 시각화는 일차원, 이차원, 삼차원 및/또는 다차원으로 디스플레이된다.
종래 기술과는 달리, 골반저근 수축 데이터는 골반저근의 움직임 및/또는 건강 상태(condition) 및/또는 상태(state)를 시각화하기 위해 사용될 수 있으며, 이는 HPC에 의해 수행되는 촉진을 보충 또는 그 대신에 사용될 수 있다.
일 실시예에서, 본 발명은 골반저근의 움직임을 시각화하기 위한 사용자의 골반저근 수축 데이터 사용과 관련된다.
일 실시예에서, 본 발명은 항문 거근의 움직임을 시각화하기 위한 사용자의 골반저근 수축 데이터 사용과 관련된다.
항문 거근의 움직임을 시각화함으로써, 실패/성공 기반의 피드백이 사용자에게 제공될 수 있으며, 이는 골반저근 운동의 질을 향상시킨다.
제2 양태에 따르면, 본 발명은 골반저근 수축을 시각화하는 방법에 관한 것으로, 상기 방법은:
a) 장치로,
- 원위 단부, 반대쪽의 근위 단부 및 외측 표면을 구비하는 본체로, 상기 단부들 사이에서 연장하는 본체;
- 본체 내에 둘러싸이는 센서 어레이로, 본체의 외부 표면에 가해지는 외부 힘을 검출하기에 적절한 센서 유닛을 포함하는 센서 어레이;
- 센서 어레이로부터 센서 데이터를 수신하기에 적절한 마이크로 제어 유닛;
- 상기 마이크로 제어 유닛으로부터 센서 데이터를 수신하기에 적절한 시각화 수단;을 포함하는 장치를 제공하는 단계,
b) 상기 장치를 사용자의 체강 내에 삽입하는 단계,
c) 사용자가 적어도 하나의 골반저근을 수축하는 단계,
d) 본체의 외부 표면에서 수축을 측정하는 단계,
e) 골반저근 수축의 데이터를 시각화 수단에 디스플레이하는 단계를 포함한다.
이 방법은, 높은 정확도 및 정밀도로 센서 데이터가 획득될 수 있도록 하면서, 동시에 구조 및 사용 면에서 단순하여, 비용 효율적인 생산 및 우수한 사용 경험을 야기하는 장치를 제공한다.
일 실시예에서, 골반저근 수축 데이터는, 수축의 위치 및/또는 수축의 크기/사이즈 및/또는 근육의 움직임 및/또는 근육의 건강 상태 및/또는 상대 분포된 힘 및/또는 근육 지문을 포함한다.
근육 지문은 장치에 미치는 근육의 영향에 대한 프로파일로서 정의된다.
일 실시예에서, 시각화 수단은 근육 수축의 정확도에 대한 피드백을 사용자에게 제공하기에 적절하다.
본 개시의 용어에서, "근육 수축의 정확도"라는 용어는, 본 발명이 장치에 가해지는 외부 힘의 수축 프로파일(프로파일은 정규화될 수 있음) 및 표준 프로파일(이것 또한, 정규화될 수 있음)을 비교할 수 있어서, 본 발명이 사용자에게, 수축이 정확하게 수행되었는지 알리고, 아닌 경우 더 정확하게 수축이 수행될 수 있도록 수축을 개선하는 방법을 알릴 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명의 일 실시예에서, 골반저근 수축을 시각화하는 방법이 제공되며, 상기 방법은:
a) 사용자의 체강 내에 제1항에 따른 장치를 삽입하는 단계,
b) 사용자가 골반저근을 수축하는 단계,
c) 센서 어레이의 표면 영역에 대해, 본체의 외부 표면에서 수축을 측정하는 단계,
d) 골반저근 수축을 시각화하는 디스플레이 스크린에 수축 데이터를 디스플레이하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서, 골반저근 훈련 및 프로파일링 장치의 생산 방법이 제공되며, 상기 방법은:
a) 원위 단부, 반대쪽의 근위 단부 및 지지 표면을 구비하는 센서 지지체로, 상기 단부들 사이에서 연장하는 센서 지지체를 제공하는 단계,
b) 센서 어레이의 표면 영역에 대해, 센서 유닛에 가해지는 외부 힘의 위치를 검출하기에 적절한 센서 유닛을 포함하는, 센서 어레이를 제공하는 단계,
c) 센서 지지 구조체에 센서 어레이를 부착하는 단계,
d) 센서 어레이로부터 센서 데이터를 수신하는 마이크로칩과 센서 시스템을 제공하기 위한 센서 어레이 사이에 전자 통신을 제공하는 단계,
e) 장치에 최종 구조를 제공할 수 있도록, 추가적인 층으로 센서 시스템을 둘러싸는 단계를 포함한다.
또 다른 실시예에서, 본 발명은, 사용자의 골반저근 수축을 시각화하기 위해 제1 양태에 따른 골반저근 훈련 및 프로파일링 장치를 사용하는 것과 관련된다.
일 실시예에서, 본 발명은, 골반저근의 움직임을 시각화하기 위해 사용자의 골반저근 수축 데이터를 사용하는 것과 관련된다.
일 실시예에서, 본 발명은 항문 거근의 움직임을 시각화하기 위해 사용자의 골반저근 수축 데이터를 사용하는 것과 관련된다.
또 다른 양태에서, 본 발명은 골반저근 훈련 및 프로파일링 장치를 생산하는 방법과 관련되며, 이 방법은:
a) 원위 단부, 반대쪽의 근위 단부, 상기 단부들 사이에서 연장하는 센서 지지 구조체를 구비하는 센서 지지 구조체를 제공하는 단계,
b) 센서 유닛을 포함하는 센서 어레이로, 본체의 외측 표면에 가해지는 외부 힘의 위치를 검출하기에 적절한 센서 어레이 및 마이크로 제어 유닛을 제공하는 단계,
c) 센서 지지 구조체에 센서 어레이를 부착하는 단계,
d) 센서 데이터를 수신하는 마이크로 제어 유닛과 센서 요소를 제공하는 센서 어레이 사이에 전력 및 통신 라인을 제공하는 단계,
e) 장치에 최종 구조를 제공하기 위해, 센서 요소를 추가적인 층으로 둘러싸는 단계를 포함한다.
센서 요소는, 센서 지지 구조체, 센서 어레이 및 마이크로 제어 유닛을 포함한다.
추가적인 실시예에서, 센서 어레이는, 센서 어레이, 센서 유닛, 센서 저항성 재료, 그리고 리프를 제자리에 유지시키고 센서 지지 구조체에 리프를 부착하기 위한 부착 접착 수단을 포함하는 센서 리프로서 부착된다.
또 다른 실시예에서, 센서 지지 구조체의 형상은 팔각형이다.
실시예들의 추가적인 목적 및 이점들은 이하의 설명에 부분적으로 설명될 것이며, 부분적으로는 상세한 설명으로부터 명백해지거나 실시예의 실시에 의해 습득될 것이다. 실시예들의 목적 및 이점들은 첨부된 청구항들에서 특별히 지적된 요소들 및 조합에 의해 실현 및 달성될 것이다.
전술된 일반적인 설명 및 이하의 상세한 설명은 모두 단시 예시적이고 설명을 위한 것으로, 청구항을 제한하지 않는다는 것을 이해해야 한다.
본 발명은 이하에서 더 상세하게 설명될 것이다. 각각의 특정 실시예 및 특징의 변형은 달리 표시되지 않는 한, 본 발명의 제1 양태 및 이어지는 양태에 동등하게 적용된다.
본 명세서에 통합되어 그 일부를 구성하는 첨부된 도면은, 개시된 실시예들을 도시하고, 설명과 함께 개시된 실시예의 원리를 설명하는 역할을 한다.
도 1은 여성의 하복부 해부도를 도시한다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 예시적인 골반저근 훈련 및 프로파일링 장치를 도시한다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 예시적인 골반저근 훈련 및 프로파일링 장치의 측면도이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 골반저근 훈련 및 프로파일링 장치를 도시한다.
도 5a는 본 개시의 일 실시예에 따른, 예시적인 하우징 유닛에 안착되어 있는 예시적인 골반저근 훈련 및 프로파일링 장치를 도시한다.
도 5b는 본 개시의 일 실시예에 따른, 폐쇄된 위치에 있는 예시적인 하우징 유닛의 외부를 도시한다.
도 6a 및 도 6b는 본 개시의 실시예들에 따른 예시적인 골반저근 훈련 및 프로파일링 장치의 예시적인 개략도이다.
도 7a는 본 개시의 일 실시예에 따른, 골반저근 훈련 및 프로파일링 장치에 사용되는 예시적인 센서 어레이의 분해도이다.
도 7b는 본 개시의 일 실시예에 따른, 골반저근 훈련 및 프로파일링 장치에 사용되는 예시적인 센서 어레이의 조립도이다.
도 7c는 본 개시의 일 실시예에 따른, 골반저근 훈련 및 프로파일링 장치의 본체 내에서의 예시적인 센서 어레이의 상대적인 위치를 도시한다.
도 7d는 본 개시의 일 실시예에 따른, 골반저근 훈련 및 프로파일링 장치의 본체 내에서의 예시적인 센서 어레이의 상대적인 위치를 도시한다.
도 7e는 본 개시의 일 실시예에 따른, 본체 내에서의 예시적인 센서 어레이의 상대적 위치를 나타낸며, 본체는 단면도로 도시되어 있다.
도 8a는 본 개시의 일 실시예에 따른, 예시적인 골반저근 훈련 및 프로파일링 장치를 사람이 사용하는 동안, 골반저근의 비-수축에 대응하는 예시적인 데이터를 도시한다.
도 8b는 본 개시에 일 실시예에 따른, 예시적인 골반저근 훈련 및 프로파일링 장치를 사람이 사용하는 동안, 케겔 운동을 잘못 수행한 것에 대응하는 예시적인 데이터를 도시한다.
도 8c는 본 개시의 일 실시예에 따른, 예시적인 골반저근 및 프로파일링 장치를 사람이 사용하는 동안, 케겔 운동을 정확하게 수행한 것에 대응하는 예시적인 데이터를 도시한다.
도 8d 및 도 8e는 훈련 및 프로파일링 장치에 가해지는 외부 힘을 시각화하는 예시적인 방법을 도시한다.
도 8f는 센서 어레이로 분포되는 비-상대적인 힘을 시각화하는 예시적인 방법을 도시한다.
도 8g는 센서 어레이로 분포되는 상대적인 힘을 시각화하는 예시적인 방법을 도시한다.
도 9a는 예시적인 시각화 디스플레이의 평면도이다.
도 9b는 예시적인 시각화 디스플레이의 측면도이다.
도 10a는 항문 거근으로부터의 정확한 외부 힘의 예시적인 시각화를 도시한다.
도 10b는 항문 거근으로부터의 불규칙적인 외부 힘의 예시적인 시각화를 도시한다.
도 10c는 훈련에 적합하지 않은 일반적인 압력의 예시적인 시각화를 도시한다.
도 11은 본 발명의 일 양태에 따른, 골반저근을 시각화하는 예시적인 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른, 골반저근 장치를 제공하는 예시적인 방법을 나타내는 흐름도이다.
이하에서는, 이하에 설명되고 첨부된 도면에 도시되는 본 개시의 예시적인 실시예들을 자세하게 참조할 것이다. 가능하다면, 도면 전체에서 동일한 또는 유사한 부분을 지칭하는 데 동일한 도면부호가 사용될 것이다.
본 개시의 목적으로, "체강(body cavity)"은 질 또는 항문을 포함할 수 있다. 체강은 여성 또는 남성의 것일 수 있다.
상세한 설명을 제공하기 전에, 다음의 개요는 일반적으로 고려되는 실시예를 설명한다. 본 개시의 골반저근 훈련 및 프로파일링 장치(10)는, 예컨대 질 또는 항문과 같은 체강 내에 삽입되되, 본체(11)가 체내에 완전히 삽입되고 꼬리부(tail) 및 헤드부(13)는 체외에 남아있게 삽입되도록 구성된다.
골반저근 훈련 및 프로파일링 장치(10)는 본체(11)를 포함한다. 본체(11)는, 유선형 프로파일 및 연질 재료의 코팅에 의해 쉽고 용이하게, 예컨대 질 또는 직장과 같은 체강 내에 삽입되도록 구성된다. 본체(11)는 사람마다 다른 해부학적 차이를 수용하도록 다양한 크기일 수 있다. 본체(11)는 센서 어레이(40)와 무선 충전 유닛(30)을 둘러쌀(envelope) 수 있다. 센서 어레이(40)는 골반저근 수축을 검출하는 데 사용될 수 있다. 무선 충전 유닛(30)은 하우징 유닛(20)과 함께, 골반저근 훈련 및 프로파일링 장치(10)에 전력을 공급하는 배터리를 충전하는 데 사용될 수 있다.
골반저근 훈련 및 프로파일링 장치(10)의 본체(11)는 꼬리부(12)에 연결된다. 꼬리부(12)의 외부 재료는, 헤드(13)에 하우징된 전자 부품에 센서 어레이(40)와 무선 충전 유닛(30)을 연결하는 와이어(35)를 둘러싼다(encase). 헤드(13)는, 표시광(31), 배터리(32), 통신 모듈(33) 및 마이크로-제어 유닛(34)을 포함하는 몇몇 전자 부품들을 하우징할 수 있다. 하지만, 이에 국한되는 것은 아니다.
골반저근 훈련 및 프로파일링 장치(10)가 사용될 때, 본체(11)는 체강 내에 삽입되고, 꼬리부(12) 및 헤드(13)는 체강의 외부에 유지된다. 센서 어레이(30)는 사용자의 근육 수축을 검출하여, 사용자 및/또는 사용자의 HPC에 피드백을 제공한다. 이 피드백은 헤드(12)에 있는 표시 광(31)을 통해 제공되거나, 예컨대 전화기, 태블릿, 또는 컴퓨터와 같은 디바이스에 (통신 모듈(33)을 통해) 무선으로 보내져 디바이스 상에 디스플레이될 수 있다.
골반저근 훈련 및 프로파일링 장치(10)를 사용하지 않을 때, 장치를 하우징 유닛(20)에 저장할 수 있다. 골반저근 훈련 및 프로파일링 장치(10)의 무선 충전 유닛(30)에 무선으로 전력을 공급하는 하우징 유닛에 의해, 골반저근 훈련 및 프로파일링 장치(10)는 하우징 유닛(20)에 저장되는 동안 무선으로 충전될 수 있다. 골반저근 훈련 및 프로파일링 장치(10)는 헤드(13)에 있는 표시 광(31)을 통해 배터리 충전 상태를 표시할 수 있다.
이하에서는, 여성의 하복부 구조를 도시하는, 도 1을 참조한다. 골반저근 훈련 및 프로파일링 장치(10)의 본체(11)는 질(2) 또는 직장(3) 내에 삽입될 수 있다. 본체(11)가 체강 내에 삽입되어 있는 동안, 골반 저근(1)의 수축이 측정될 수 있다. 특히, 항문 거근의 움직임이 중요하다.
이하에서는, 예시적인 골반저근 훈련 및 프로파일링 장치(10)를 도시하는 도 2를 참조한다. 전술한 바와 같이, 골반저근 훈련 및 프로파일링 장치(10)는 본체(11), 꼬리부(12) 및 헤드(13)를 포함할 수 있다. 본체(11)는 질 또는 직장 삽입에 적합한 형상일 수 있다. 예시적인 일 실시예에서, 본체(11)는 초타원 형상을 가질 수 있으며, 균일한 변형 데이터를 획득하는 것을 돕도록 센서 또는 센서들이 설치될 수 있는 평평한 부분을 소유할 수 있다. 또한, 도시된 실시예들은 초타원형 외측 본체 형상이지만, 이러한 형상이 내측에 구현될 수도 있고 아닐 수도 있다. 초타원형 외측 본체의 형상은 다음의 매개 방정식에 의해 정의될 수 있다.
식 1:
Figure pct00001
식 2:
Figure pct00002
이때, a 및 b는 달라질 수 있으며, N은 1 내지 7이다.
다른 도시적인 실시예들에서, 본체(11)에 대해 적절한 추가적인 형상으로는 타원체, 비행선과 같은 형상, 또는 도 1에 도시된 것과 같이, 어뢰와 같은 형상이 포함된다. 본체(11)의 둥그런 원위 단부(꼬리 부착부의 반대측)는 체강 내에 무통 삽입(pain-free insertion)을 용이하게 할 수 있다. 본체(11)는 센서 유닛(30)을 하우징할 수 있다. 예컨대, 무선 충전 유닛과 같은 추가적인 구성 요소들도 제공될 수 있다. 본체(11)는, 예컨대 열가소성 재료, 사출-성형 ABS 플라스틱, 또는 다른 가공된 재료와 같이, 비교적 단단한 재료로 제조될 수 있으며, 예컨대 의료용 실리콘, 라텍스, 전기 활성(electroactive) 폴리머 또는 니트릴과 같이 비교적으로 부드러운 재료로 코팅될 수 있다.
본체(11)가 체강 내에 삽입될 때, 센서 유닛(30)에 의해 골반 저근(1)에 의한 수축이 측정될 수 있도록 하기 위한, 본체(11)의 최적의 외측 코팅이 필요하다. 근육 수출을 효과적으로 측정할 수 있는 코팅을 제공하기 위해, 예컨대, 경도, 파손 시 신장률, 인장 강도, 인열 강도, 영률 및 선형 수축률와 같은 파라미터들이 최적화될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 쇼어 A 경도는 약 22°이고, 파손 시 신장률는 약 497%, 인장 강도는 약 3.64MPa, 인열 강도는 약 26.24kN/m, 영률은 약 1.5MPa, 그리고 선형 수축률은 약 0.4%일 수 있다.
꼬리부(12)는 본체(11)를 구조적으로 및 전자적으로 헤드(13)에 연결하도록 설계되며, 가요성일 수 있다. 본체/꼬리 장착 지점(14) 및 헤드/꼬리 장착 지점(15)에서, 사용 및 저장하는 동안에 구부림으로 인해 구조 또는 내측 구성요소가 손상되지 않도록 보장하기 위해, 변형 완화(strain relieve)가 사용될 수 있다. 이하에서 더 설명되는, 꼬리부(12)의 코팅은 실리콘일 수 있으며, 본체(11)와 헤드(13) 내의 구성요소들을 연결하는 전력 및 통신 라인을 둘러쌀 것이다. 꼬리부(12)의 가요성 특성(nature)은, 사용자가 골반저근 훈련 및 프로파일링 장치(10)를 사용하는 동안 꼬리부(12)와 헤드(13)를 편한 위치로 조정할 수 있도록 한다.
꼬리부(12)의, 본체(11)가 부착되는 단부의 반대쪽에 부착되는 헤드(13)는 사용하는 동안 체강의 외부에 유지된다. 전술한 바와 같이, 헤드(13)는 배터리(32), 통신 모듈(33), 마이크로 제어 유닛(34) 및 표시 광(31)을 포함할 수 있다. 본체(11)처럼, 헤드(13)는, 예컨대 열가소성 재료, 사출-성형되는 ABS 플라스틱 또는 다른 가공된 재료와 같은 상대적으로 단단한 재료로 제조될 수 있고, 예컨대 의료용 실리콘, 라텍스, 전기 활성 폴리머 또는 니트릴과 같이 상대적으로 부드러운 재료로 코팅될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 헤드(13)는 둥근 에지를 갖는 직사각형이거나, 예컨대 초타원형, 둥근 형상, 또는 타원형과 같은 형상을 가질 수 있다.
전술한 바와 같이, 골반저근 훈련 및 프로파일링 장치(10)는 신체 사이즈의 범위를 수용(accommodate)하도록 다수의 사이즈로 이용 가능할 수 있다. 따라서, 본체(11)는 약 15mm 내지 약35mm 범위의 직경과, 약 70mm 내지 약 90mm 범위의 길이를 가질 수 있다. 꼬리부(12)는 외측 직경이 약 10mm 내지 약 60mm, 길이는약 70mm 내지 약 130mm일 수 있다. 헤드(13)는 약 30mm 내지 약 100mm 범위의 길이, 약 10mm 내지 50mm 범위의 너비, 그리고 약 10mm 내지 약 50mm 범위의 높이를 가질 수 있다.
일 실시예에서, 소형의 골반저근 훈련 및 프로파일링 장치(10)의 본체(11)는, 약 10mm 내지 약 25mm 범위의 직경과 약 50mm 내지 약 70mm 범위의 길이를 가질 수 있다. 또 다른 실시예에서, 중간-사이즈의 골반저근 훈련 및 프로파일링 장치(10)의 본체(11)는 약 25mm 내지 약 35mm범위의 직경과 약 60mm 내지 약 90mm 범위의 길이를 가질 수 있다. 또 다른 실시예에서, 대형의 골반저근 훈련 및 프로파일링 장치의 본체(10)는, 약 35mm 내지 약 70mm 범위의 직경과 약 70mm 내지 약 150mm 범위의 길이를 가질 수 있다.
이하에서는, 본 개시의 일 실시예에 따라, 예시적인 골반저근 훈련 및 프로파일링 장치(10)의 측면도를 도시하는 도 3을 참조한다. 여기서, 유선형 프로파일의 본체(11)가 도시되어 있으며, 이는 체강 내로의 삽입을 용이하게 할 수 있다.
이하에서는, 본 개시의 일 실시예에 따라, 예시적인 골반저근 장치(10)를 도시하는 도 4를 참조한다. 본체/꼬리 장착부(14) 및 헤드/꼬리 장착부(15)의, 상대적으로 뻣뻣한(stiffer) 꼬리부(12)와의 각도는 골반저근 장치(10)가 U-자 형상을 갖도록 한다. 이 U-자 형상은, 헤드(13)와, 예를 들어 사람의 음순 사이의 접촉을 통한 안정화에 의해, 체강 내에서 본체(11)의 더 나은 위치설정을 제공할 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 꼬리(12)는 치형 패턴을 가질 수 있다. 대안적으로, 꼬리부(12)는 예를 들어 곡선 또는 둥글게 말린(curly) 형상을 자길 수 있다. 일 실시예에서, 꼬리(13)의 중심을 통과하는 길이방향 축은 본체(11)의 중심을 통과하는 길이 방향 축에 대략 평행할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 헤드(13)의 중심을 통과하는 길이방향 축은, 본체(11)의 중심을 통과하는 길이방향 축으로부터 약 45° 내지 약 90°오프셋될 수 있다. 이러한 오프셋 구성은 헤드(13) 및 사용자의 음핵 사이의 접촉을 방지함으로써, 성적 자극을 회피할 수 있다.
이하에서는, 본 개시의 일 실시예에 따라, 예시적인 하우징 유닛(20)에 안착되는 예시적인 골반저근 훈련 및 프로파일링 장치(10)를 도시하는 도 5a를 참조한다. 하우징 유닛(20)은 골반저근 훈련 및 프로파일링 장치(10)용 충전 유닛으로서 기능(serve)할 수 있다. 골반저근 훈련 및 프로파일링 장치(10)가 하우징 유닛(20)에 안착되면, 하우징 유닛(20)은 무선 충전 유닛(30)을 통해, 골반저근 훈련 및 프로파일링 장치(10)를 유도적으로 충전할 수 있다. 또한, 하우징 유닛(20)은 골반저근 훈련 및 프로파일링 장치(10)용 보호 케이스로서 기능할 수 있다. 충전되는 동안, 골반저근 훈련 및 프로파일링 장치(10)는, 배터리 충전 상태을 표시하기 위해 헤드(13)에 위치되는, 표시 광(31)을 통해 광을 방출 할 수 있다. 하우징 유닛(20)은 커버(21) 또는 베이스(22)의 일부가 투명 또는 반투명해서, 표시광이 외부에서도 보이도록 할 수 있다. 또한, 하우징 유닛(20)은 골반저근 훈련 및 프로파일링 장치(10)의 교정 툴(calibration tool)로서 기능할 수 있다. 예를 들어, 커버(21)는 정의된 추일 수 있고, 커버가 닫혔을 때 커버가 골반저근 훈련 및 프로파일링 장치(10)에 가하는 힘은 센서 어레이(40)를 교정하는 데 사용될 수 있다.
이하에서는, 본 개시의 일 실시예에 따라, 폐쇄 위치(position)에 있는 예시적인 하우징 유닛(20)을 도시하는 도 5b를 참조한다. 하우징 유닛(20)의 공간-절약적인 특성이 도 5b에 도시된다.
이하에서는, 본 개시의 일 실시예에 따라, 예시적인 골반저근 훈련 및 프로파일링 장치(10)의 예시적인 개략도를 나타내는, 도 6a를 참조한다. 본체(11)는 센서 지지 구조체, 센서 어레이, 아래에 설명되는 센서 유닛, 그리고 무선 충전기(30)를 포함하는 센서 요소(400)를 둘러쌀 수 있다. 전술한 바와 같이, 무선 충전기(30)는 배터리 유닛(32)을 충전하기 위해, 전류를 하우징 유닛(20)으로부터 무선으로 수신할 수 있다.
꼬리부(12)에 봉입되는 와이어(35)는, 본체(11)에 봉입되는 구성요소들과 헤드(13)에 봉입되는 구성요소들 간의 전력 이송 및 전자 통신을 용이하게 할 수 있다. 꼬리부(12)를 통해 본체(11)의 구성요소들과 꼬리부(12)를 연결시키는 하나 이상의 와이어(35)가 있을 수 있다.
헤드(13)는 표시 광(31), 배터리(32), 통신 모듈(33) 및 마이크로 제어 유닛(34)을 둘러쌀 수 있다. 표시 광(31)은 사용자에게 배터리(32) 충전 상태, (예를 들어, 통신 모듈(33)을 통한) 연결 상태 및 디바이스의 전원 상태(예를 들어, 온 또는 오프 상태)에 관한 시각적 피드백을 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 표시 광(31)은 LED 또는 광 방출 다이오드일 수 있다. 또 다른 실시예에서, 표시 광(31)은, 예를 들어 사전-배열된 패턴으로 깜빡거리거나, 밝기를 변화시키거나, 일정한 조도를 유지하거나, 색깔을 변화시킴으로써 시각적인 피드백을 제공할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 표시 광(31)은 배터리(32)가 완전히 충전됨을 표시하기 위해 녹생광을 방출할 수 있다.
배터리(32)는 골반저근 훈련 및 프로파일링 장치(10)용 전력원이다. 이는, 표시 광(31), 통신 모듈(33) 및 마이크로 제어 유닛(34), 그리고 와이어(35)를 통해 센서 어레이(40)에 전력을 제공한다 또한, 도시적인 일 실시예에서, 배터리(32)는 리튬 이온 배터리일 수 있다. 재충전 가능한, 또는 재충전 불가능한 임의의 유형의 배터리가 다양한 실시예에서 사용될 수 있다.
통신 모듈(33)은 골반저근 훈련 및 프로파일링 장치(10)와, 예컨대 스마트폰, 태블릿 컴퓨터, 랩탑, 도는 데스크탑 컴퓨터와 같은 외부 디바이스 사이에서의 데이터 통신 기능을 한다. 통신 모듈(33)을 통한, 골반저근 훈련 및 프로파일링 장치(10)와 외부 디바이스 사이의 통신은, 단지 정보의 일방 (골반저근 훈련 및 프로파일링 장치(10)로부터 외부 디바이스로의) 전송일 수도 있고, 양방 통신 전달일 수도 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 골반저근 훈련 및 프로파일링 장치(10)는 근육 수축 데이터를 외부 디바이스에 전송할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 골반저근 훈련 및 프로파일링 장치(10)는, 예컨대 전력 상태 또는 배터리 충전 상태와 같은, 작동 상태 데이터를 전송할 수 있다. 통신 모듈(33)은 다수의 디바이스에 데이터를 전송할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 통신 모듈(33)은 사용자 또는 HPC가 보는 외부 디바이스에 예컨대 근육 수축 데이터와 같은 데이터를 전송할 수 있다.
통신 모듈(33)은 하나 이상의 통신 프로토콜에 의해 통신할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 통신 모듈(33)은 블루투스 통신에 의해 데이터를 전송 및 수신할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 통신 모듈(33)은 802.11a/b/g/n 통신을 통해 데이터를 전송 및 수신할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 통신 모듈(33)은 블루투스 및 802.11a/b/g/n 통신 모두에 의해 데이터를 전송 및 수신할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 통신 모듈은 시리얼 UART 통신 프로토콜을 통해 데이터를 전송한다.
마이크로 제어 유닛(34)은 골반저근 훈련 및 프로파일링 장치(10)의 중앙 처리 유닛이다. 마이크로 제어 유닛(34)은, 센서 어레이(40)에 의해 측정된 대로 골반 수축 데이터를 수신하거나, 배터리(32) 및 무선 충전 유닛(30)에 의해 배터리 충전 상태를 수신할 수 있다. 마이크로 제어 유닛(34)은 통신 모듈(33)을 통해 외부 디바이스와 이러한 데이터를 통신할 수 있다. 또한, 마이크로 제어 유닛(34)은, 예를 들어 표시 광(31)을 통해 배터리 충전 상태와 같은 데이터를 통신할 수 있다.
이하에서는, 본체(101), 꼬리부(102) 및 헤드(103)를 구비하는 장치(100)의 일 실시예를 나타내는 도 6b를 참조한다. 헤드(103)는 꼬리부(102)와 유사한 형상을 갖는다.
본체(101)는, 센서 어레이, 센서 유닛, 센서 지지 구조체를 포함하는 센서 요소(400)와, 통신 모듈의 일부인 통신 칩(330)을 모두 둘러싼다. 안테나 부(331)는 헤드(103) 내에 배치되며, 이 실시예에서 헤드(103)는 꼬리부(102)와 통합된다. 헤드(103)는 LED(31)와 온/오프 버튼(37)을 추가적으로 포함한다.
이하에서는, 본 개시의 일 실시예에 따른 골반저근 훈련 및 프로파일링 장치에 사용되는 예시적인 센서 어레이(40)의 분해도를 나타내는 도 7a를 참조한다. 센서 어레이(40)는 하나 이상의 센서 유닛(41)과 센서 지지 구조체(42)를 포함한다. 센서 유닛(41)은 센서 지지 구조체(42)에 장착되면, 360° 방식으로 본체(11)의 외부에 가해지는 근육 수축을 감지하도록 협력적으로 작동한다.
도시된 실시예에서, 센서 유닛(41)은 픽셀화된(pixilated) 변형 센서 시스템 또는 다각적인(multilateral) 센서 어레이, 또는 둘 모두를 포함할 수 있다. 픽셀화된 변형 센서 시스템 및 다각적인 센서 어레이는 모두, 가해지는 힘의 크기 및 (본체(11)의 길이를 따라) 힘이 가해지는 위치 모두의 측정을 가능하게 할 수 있다. 센서 유닛(41)은, 강성 기계 전달 감압 또는 힘 저항 센서, 광학 센서, 기압 센서, 기계적 변위에 기반한 선형 전위차계 센서, 용량성 힘 센서, 변형계 센서, 내부 반사로 인한 광학적 방해(optical frustration), 광기계식 센서, 인접한 섬유간의 광 결합, 변형 가능한 젤에서 마커의 광학적 추적, 전체(integral) 힘 측정 및 위치 센서의 조합, 표면 근전도 센서, 및 아날로그 저항 메트릭스 센서 중에서 선택된 센서 또는 힘 감지 방법일 수 있다. 각각에 대해 차례로 설명될 것이다. 일 실시예에서, 각 센서 유닛(41)은 동일한 유형의 센서일 수 있다. 또 다른 실시예에서, 각 센서 유닛(41)은 다른 유형의 센서일 수 있다. 어떤 센서들은 다른 센서들보다 더 예민할 수 있기 때문에, 다양한 센서 유형의 조합은 더 넓은 양의 데이터를 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 센서 유닛(41)은 압력 프로파일 센서일 수 있다. 또 다른 실시예에서, 센서 유닛(41)은 압력 프로파일 센서와 S-EMG의 조합일 수 있다. 센서 유닛(41)은 근육 수축력을 감지하는 것 이외에도, 가속도계 또는 온도계일 수 있다.
센서 유닛(41)은, 예를 들어 사용되는 센서(들)의 유형, 센서들의 전체 배치 및 본체(11)의 크기에 따라, 다양한 치수 및 재료로 이루어질 수 있다. 일 실시예에서, 센서 유닛(41)은 길이가 약 50mm 내지 약 60mm이고, 너비가 약 10mm 내지 약 15mm이며, 높이가 약 mm 내지 약 mm이다.
센서 지지 구조체(42)는 센서 유닛(41)들이 그 위에 장착되도록 하는 구조를 제공한다. 센서 지지 구조체(42)는 실리콘, 유리 섬유 또는 플라스틱으로 제작될 수 있다. 센서 지지 구조체(42)의 치수 및 형상은, 예를 들어 사용되는 센서(들)의 유형, 센서들의 전체 배치, 그리고 본체(11)의 크기에 따라 다양한 치수 및 형상일 수 있다.
이하에서는, 본 개시의 일 실시예에 따라 골반저근 훈련 및 프로파일링 장치(10)에 사용되는 예시적인 센서 어레이(40)의 조립도를 나타내는 도 7b를 참조한다. 도 7b에 도시된 바와 같이, 지지 구조체(42)의 다수의 표면 위에 센서 유닛(41)이 장착되어 있다. 이러한 구조는 골반저근 수축의 360° 감지를 제공할 수 있다.
이하에서는, 본 개시의 일 실시예에 따른 골반저근 훈련 및 프로파일링 장치(10)의 본체(11) 내에서 예시적인 센서 어레이(40)의 상대적 위치를 나타내는 도 7c를 참조한다. 도 7c에 도시된 바와 같이, 센서 어레이(40)는 거의 본체(11)의 전체 길이로 연장할 수 있다. 이렇게 구조되었을 때, 본체(11)의 길이를 따라 360° 방식으로 근육 수축을 검출하는 것이 가능해질 수 있다. 360° 감지 이외에도, 다른 각도, 예를 들어 약 270°, 약 180°, 약 135°, 및 약 90° 감지도 가능할 수 있다.
이하에서는, 8개의 에지 및 4개의 실질적으로 평평한 옆면(410)을 구비하는 본질적으로 팔각형인 센서 지지 구조체(403)를 포함하는, 본 발명에 따른 센서 요소(400)를 나타내는 도 7d를 참조한다. 센서 지지 구조체(403)의 둥근 에지(411)들은 골반저근에 대해 슬라이드 가능한 표면으로서의 기능을 하여, 근육이 둥근 에지(411)를 향해 가압될 때, 근육은 힘의 크기 및/또는 지속 기간이 측정되어 시각화 되는 위치인 센서 유닛(402) 상에 슬라이드할 것이다.
센서 유닛(402)은 복수의 측정 지점(도시되지 않음)을 구비하는 픽셀화된 센서 유닛이다. 경우에 따라서는, 센서 지지 구조체(403)의 상부면(412)에, 복부로부터 가해지는 힘을 검출하는 상부 센서(412)가 제공될 수 있다.
더불어, 센서 어레이(401)는 센서 지지 구조체(403)의 원주 둘레에 제공되어, 360도 방식으로 근육 수축의 위치를 검출한다.
이하에서는, 본체(101)가 내부에 센서 지지 구조체(403), 센서 어레이(401) 및 센서 유닛(402)들을 구비하는, 장치의 본체(101)에 대한 단면 사시도를 나타내는, 도 7e를 참조한다. 센서 어레이(401)는, 센서 유닛(402)이 실질적으로 평평한 면들에 배치되도록, 센서 지지 구조체(403)에 설치된다.
이러한 특정 실시예에서, 센서 유닛(402)은 힘 감지 저항체이다. 센서 유닛(402)의 측정 지점(405)들은 4개의 칼럼으로 배열되며, 각 칼럼은 실질적으로 본체(101)의 전체 길이로 연장되는데, 상기 길이는 원위 단부(104)로부터 근위 단부(105)까지의 거리이다.
센서 칼럼에서 각 지점(405)은 0.2cm만큼 떨어져 있으며, 센서 어레이는 양호한 해상도의 시각화를 획득하기 위해 총 100개의 측정 지점(405)을 포함한다. 더불어, 센서 유닛(402)은 센서 지지 구조체(403)의 둘레(실질적으로는 원주)에 제공되어, 360도 방식으로 근육 수축의 위치를 검출한다.
측정 지점들 간의 거리는 0.2cm 미만일 수 있고, 센서 유형은 측정 지점의 수와는 독립적으로 달라질 수 있다는 것이 고려된다.
이하에서는, 본 개시의 일 실시예에 따라, 골반저근(1)이 이완된 상태에 있을 때의 예시적인 피드백 디스플레이(50)를 나타내는, 도 8a를 참조한다. 피드백 디스플레이(50)는 예시적인 본체(11)의 측면도를 나타낸다. 본체(11)가 체강 내에 삽입되고, 사람은 골반저근(1)을 수축하지 않을 때, 본체(11)의 내부 센서는 아무건 압력도 감지하지 않을 것이므로 (또는, 임계 압력 미만의 압력을 감지할 것이므로), 수축을 디스플레이하지 않는다.
이하에서는, 본 개시의 일 실시예에 따라, 골반저근(1)이 잘못 수축된 상태에 있을 때의 예시적인 피드백 디스플레이(50)를 나타내는, 도 8b를 참조한다. 본체(11)가 체강 내에 삽입되고 사람이 골반저근(1)을 수축할 때, 본체(11)의 내부 센서들은 수축되는 근육으로부터 인가되는 압력을 검출할 것이다. 이 가해진 압력으로 인해 본체(11)의 연성 코팅(soft coating)의 변형이 발생할 수 있고, 수축 힘의 상대적 크기뿐 아니라 본체(11)의 길이를 따른 힘의 상대적인 위치가 피드백 디스플레이(50)로서 디스플레이될 수 있다. 환자가 골반저근(1)을 잘못 수축시키면, 다른 근육들이 사용될 수 있어, 이로 인해 다수의 변형들이 검출되거나, 또는 도 8b에 도시된 바와 같이, 원위 단부(51)에 매우 가까운 수축이 검출될 것이다.
이하에서는, 본 개시의 일 실시예에 따라, 골반저근(1)이 올바르게 수축된 상태에 있을 때의 예시적인 피드백 디스플레이(50)를 나타내는, 도 8c를 참조한다. 본체(11)가 체강 내에 올바르게 삽입되면, 근육 수축에 의해 초래되는 본체(11)의 변형은 근위 단부(52)의 근처에서, 또는 도 8c에 도시된 바와 같이 꼬리부(12)가 부착되어 있는 곳에 가장 가까운 본체(11) 단부에서 발생되어야 한다.
도 8d는 훈련 및 프로파일링 장에 가해지는 외부 힘을 시각화하는 예시적인 방법을 나타낸다.
도 8e는 훈련 및 프로파일링 장치에 가해지는 외부 힘을 시각화하는 또 다른 예시적인 방법을 나타낸다.
도 8f는 센서 어레이에 분포되는 비-상대적인 힘을 시각화하는 예시적인 방법을 나타낸다.
도 8g는 센서 어레이에 분포되는 상대적인 힘을 시각화하는 예시적인 방법을 나타낸다.
이하에서는, 센서 어레이에 분포되는 비-상대적인 힘을 시각화하는 예시적인 방법을 나타내는 도 8f를 참조하지 않는다. 이 실시예에서, 단지 위치 및 그 지점에 가해지는 힘을 측정하는 각 지점(405)들에만 기초하여 사용자에게 피드백이 주어질 수 있따. 따라서, 이 경우, 예를 들어 HPC가 피크가 하나의 근육에서 유래한 것인지 아니면 두 개의 근육에서 유래한 것인지 의심이 드는 경우에 높은 해상도를 제공하기 위해, 측정 지점(405)들을 더 가깝게 배열할 필요가 있을 것이다.
이하에서는, 각 측정 지점(405) 사이에 분포되는 상대적인 힘을 측정함으로써 시각화하는 바람직한 방법을 도시하는, 도 8g를 참조한다. 각 측정 지점 및 마이크로 제어 유닛 사이의 통신에 의해, 알고리즘을 이용한 데이터 분석에 의해 보다 우수한 피드백을 제공하는 것이 가능하다.
알고리즘은 개별적인 지점으로부터의 개별적인 신호를 검색하고, 사전-정의된 프로파일(예를 들어, 항문 거근과 관련된 프로파일)에 매치하는(match) 프로파일(다수의 활성 지점)을 검색한다.
항문 거근이 정확하게 활성화되면, 사용자는 조이는 운동이 정확하게 수행되고 있다는 것을 보거나 또는 예컨대 머리에 장착되는 스피커와 같은 표시 수단에 의해 잠재적으로 들을 수 있다.
따라서, 알고리즘은 센서 지점의 총 개수를 찾고, 지점들 사이에 개별적인 힘이 어떻게 영향을 주는지 찾는다.
HCP가 구할 수 있는 데이터는 다른 근육 크기 및 상태를 보여주므로, HPC가 근육 성장 및 밀도를 추적할 수 있다.
프로파일링 및 알고리즘은, 장치가 사용자에게 정확한 조임이 수행될 때를 알리는 개별적인 훈련 프로그램을 가능하게 한다. 이러한 피드백은 사용자가 잠재적으로 잘못된 운동을 하여, 자신을 다치게 하거나 훈련을 망치는 것을 방지할 것이다.
게다가, 항문 거근뿐만 아니라, 다른 모든 골반저근이 관심의 대상이 된다. 하지만, 항문 거근은 그 부위의 주요 근육이기 때문에 예시로서 사용된다.
골반저근 훈련 및 모니터링 이외에도, 장치는 성적인 용도로도 사용될 수 있으며, 장치는 오르가즘과 일반적인 근육 수축을 검사하여, 이에 따라 장치가 (예를 들어, 머신 러닝을 통해) 사용자 특정적이 되어, 오르가즘의 유무에 따라 장치가 진동할 수 있도록 할 수 있다. 시각화되는 근육 프로파일은 외부 힘의 크기 이외에 훨씬 많은 정보를 포함한다. 근육 프로파일은 근육의 정밀한 상태 및 조건을 이해하기 위해 매우 중요하다.
이하에서는, 본 개시의 일 실시예에 따라, 예시적인 피드백 디스플레이(40)를 나타내는 도 9a 및 도 9b를 참조한다. 예시적인 시각화 디스플레이인 피드백 디스플레이(50')가 도 9a에는 평면도로, 도 9b에는 측면도로 도시되어 있다. 본체(11)가 체강 내에 삽입되고 사람이 골반저근(1)을 수축할 때, 본체(11)의 내부 센서들은 압력을 검출하고, 이로 인해 수축을 디스플레이 할 것이다. 물론, 다른 디스플레이도 가능하다.
전술된 바와 같이, 정확한 골반저근 수축은 그 근육의 강화로 이어질 수 있으며, 이는 특정 의학적 상태(medical condition)을 보조할 수 있다. 골반저근 훈련 및 프로파일링 장치(10)는, 예를 들어 질 또는 직장과 같은 체강에 사용될 수 있다. 사용자는 혼자 또는 그녀 또는 그의 HPC가 곁에 있을 때(in presence), 디바이스를 사용할 수 있다.
골반저근 훈련 및 프로파일링 장치(10)가 사용될 때, 외부 디바이스에 피드백이 제공될 수 있다. 외부 장치의 예시로는, 스마트폰, 태블릿 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터 및 데스크톱 컴퓨터가 포함될 수 있다. 디스플레이드되는 데이터는 다이어 그램, 예를 들어 도 8a, 도 8b 및 도 8c에 도시된 것과 같은 다이어그램의 형태일 수 있다. HPC가 데이터를 보고, 사용자 올바른 수축 테크닉을 돕기 위해 사용자에게 피드백을 제공할 수 있다. HPC는, (희망하는 경우, 편의성을 위한 탈착 가능한 액세서리를 사용하여) 장치(10) 사용자의 외부 디바이스의 장치(10), 사용자의 골반 훈련 및 프로파일링 장치(10)로부터 직접적인 무선 통신을 수신하는 HPC 자신의 외부 디바이스, 또는 사용자가 HPC가 곁에서 골반저근 훈련 및 프로파일링 장치(10)를 사용하지 않는 경우에는 원격 접속을 통해 데이터를 볼 수 있다.
사용자는 의료진의 피드백이 없어도 골반저근 수축이 올바르게 수행되는지 결정할 수 있다. 예를 들어, 경험 또는 HPC로부터의 지도를 바탕으로, 사용자는 외부 디바이스 상의 데이터 디스플레이에 기초하여 수축이 올바르게 수행되는지 여부를 결정할 수 있다. 또 다른 예시는, 골반 수축의 정확성에 대해 의료진에 의해 제공되는 피드백과 유사한 방식으로, 데이터를 평가하고 피드백을 제공하는 사용자의 외부 디바이스 상의 어플리케이션을 포함한다.
도 10a는 항문 거근에 의해 가해지는 규칙적인 외부 힘을 예시적으로 시각화한 것을 나타낸다.
도 10b는 일반적인 압력의 형태로 외부 힘을 예시적으로 시각화한 것을 나타낸다.
도 10c는 항문 거근에 의해 가해지는 불규칙적인 외부 힘을 예시적으로 나타낸다.
본 발명의 일 양태에 따라, 골반저근 수축을 시각화하는 예시적인 방법의 흐름도를 도시하는 도 11을 참조한다.
흐름도는 다음의 방법 단계들을 도시한다.
501) - 원위 단부, 반대쪽의 근위 단부 및 외부 표면을 구비하는 본체로, 상기 단부들 사이에서 연장하는 본체,
- 본체에 둘러싸이는 센서 어레이로, 본체의 외측 표면에 가해지는 외부 힘을 검출하기에 적절한 센서 유닛을 포함하는 센서 어레이,
- 센서 어레이로부터 센서 데이터를 수신하기에 적절한 마이크로 제어 유닛,
- 상기 마이크로 제어 유닛으로부터 센서 데이터를 수신하기에 적절한 시각화 수단을 포함하는, 장치를 제공하는 단계,
502) 사용자의 세창 내로 상기 장치를 삽입하는 단계,
503) 사용자가 적어도 하나의 골반저근을 수축하는 단계,
504) 본체의 외부 표면에서 수축을 측정하는 단계,
505) 시각화 수단에서 골반저근 수축의 데이터를 디스플레이 사는 단계.
이로 인해, 사용자는 근육 수축에 관한 시각적 피드백을 수신할 수 있다. 피드백은 근육 수축의 수행에 관한 정보를 포함하고 있어, 사용자는 상기 수축을 개선할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 골반 저근 장치를 제공하는 예시적인 방법의 흐름도를 도시하는 도 12를 참조한다.
방법은 다음의 단계를 포함한다.
601) 원위 단부, 반대쪽의 근위 단부를 구비하는 센서 지지 구조체로, 상기 단부들 사이에서 연장하는 센서 지지 구조체를 제공하는 단계,
602) 센서 어레이의 표면 영역과 관련하여 센서 유닛에 가해지는 외부 힘의 위치를 검출하기에 적합한 센서 유닛을 포함하는 센서 어레이와, 마이크로 제어 유닛을 제공하는 단계,
603) 센서 어레이를 센서 지지 구조체에 부착하는 단계,
604) 센서 데이터를 수신하기 위한 마이크로 제어 유닛과 센서 요소를 제공하기 위한 센서 어레이 사이에 전력 및 통신 라인을 제공하는 단계,
605) 센서 요소를 추가적인 층으로 둘러싸서, 장치에 최종 구조를 제공하는 단계.
센서 지지 구조체는 3D-프린팅, 사출 성형, 또는 유사한 기법으로 제조될 수 있다. 추가적인 실시예에서, 센서 지지 구조체의 재료는, 전체 장치의 무게 최소화에 도움을 주면서 여전이 기계적으로 안정적인 구조를 제공하도록, 저밀도이면서 강성인 재료인 것이 바람직하다.
일 실시예에서, 센서 지지 구조체의 재료는 열가소성, 바람직하게는 폴리프로필렌 또는 예컨대 Stratasys社에서 판매되는 ABS-M30i와 같은 아크릴로니트릴 부타디엔이다.
센서 지지 구조체의 형상은 4개의 둥근 에지와 4개의 실질적으로 평평한 부분을 갖는 팔각형인 것이 바람직하며, 센서 유닛은 센서 유닛의 변형을 줄이기 위해 센서 유닛 구조체의 평평한 부분에 배치된다.
센서 유닛이 힘 저항 센서인 특정 실시예에서, 센서 어레이 및 센서 유닛은, 센서 어레이에 연결되는 마이크로 제어 유닛을 포함하는 리프 센서(leaf sensor)로서 유리하게 제공될 수 있다. 센서 어레이는 센서 유닛에 대한 비계(scaffold)를 제공하고, 마이크로 제어 유닛과 센서 유닛 사이에 전력 및 통신 라인을 제공한다.
리프 센서를 생산하는 또 다른 단계에서, 힘 저항성 재료(force resistive material)이 센서 어레이의 전체 표면 영역을 커버할 수 있고, 바람직하게는 더 큰 크기로 제공된다.
리프 센서를 제공하는 또 다른 단계에서, 완성된 리프 센서를 제공하기 위해, 센서 어레이의 바닥면과 힘 저항성 재료의 상부면에 점착성 층이 제공된다. 점착성 층은, 센서 어레이, 센서 유닛 및 힘 저항성 재료라 제자리에 유지되도록 한다.
본 발명의 일 실시예에서, 점착성 층은 양면 테이프이다.
또 다른 실시예에서, 리프 센서는 접착제, 바람직하게는 양면 테이프를 사용하여 센서 지지 구조체에 부착된다.
유리하게는, 센서 리프를 센서 지지 구조체에 부착함으로써, 어떤 재료도 리프를 관통하여 센서 리프의 전자 및 센서 부분에 진입하지 않고, 센서 요소를 둘러싸는 단계가 수행될 수 있다. 따라서, 일 실시예에서, 센서 리프는 액체에 대해 불침투성이다.
센서 요소를 둘러싸는 단계는, 예컨대 Wacker Chemie社에서 판매하는 ELATOSIL® LR 3003과 같은 액체 실리콘으로 된 추가적인 층을 센서 요소 상에 몰딩함으로써 수행되는 것이 바람직하다. 실리콘은 장치를 물리적으로 비활성화하고, 박테리아의 성장을 억제하며, 악취 발생을 감소시키고, 장치의 용이한 세척을 가능하게 한다. 본 발명의 일 실시예에서, 센서 요소를 둘러싸는 층의 두께는, 사용자의 수축으로부터 가해지는 힘이 센서 유닛에 의해 측정되는 것을 보장하기 위해 최대 2mm이다.
통상적으로, 마이크로 제어 유닛 및 센서는 구조적으로, 센서 어레이를 센서 지지 구조체에 부착하기 전에, 전력 및 통신 라인에 연결된다.
추가적인 실시예에서, 마이크로 제어 유닛은 꼬리부에 연결된다.
최종 구조는 몰드 가능한 임의의 형상일 수 있지만, 초타원형인 것이 바람직하다.
센서 유닛이 힘 저항성 센서가 아닐 때, 센서 리프를 생산함에 있어서 힘 저항성 재료를 제공하는 단계는 생략될 수 있다는 것이 예측된다.
근육 프로파일링
이하의 섹션에서는, 장치와 상기 장치로부터 유도되는(derived) 피드백을 사용하는 방법에 대한 다양한 예시들이 주어질 것이다.
제1 예시에서, 본 발명에 따른 장치는 골반저근을 훈련하는 데 사용될 수 있다. 골반저부의 다양한 특수 근육 또는 특정 근육을 홀로 또는 그룹에 초점을 맞춤으로써, 외부 힘이 어디서부터 외부 표면에 가해지는지, 그 힘의 크기, 및 가해지는 힘의 지속시간을 측정하여 골반 근육이 훈련될 수 있다. 어떤 경우에도, 피드백은 골반저근의 현재 상태와 관련하여 사용자의 목표에 따라 개별적인 훈련 계획을 세우는 데 사용될 수 있다.
추가적인 예시에서, 장치는 성적 쾌감을 위해 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에서, 장치는 예컨대 딜도 또는 바이브레이터와 같은 섹스토이다. 다양한 오르가즘 및/또는 오르가즘 전/후 근육의 움직임/수축이 다양한 근육 프로파일을 나타낼 수 있기 때문에, 데이터의 수집 및 처리는 사용자에게, 자위 또는 성교 중에 어떻게 성적 쾌감을 향상시키는지에 대한 향상된 정보를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 장치는 액추에이터를 포함할 수 있으며, 액추에이터는 마이크로 제어 유닛으로부터의 입력을 수신한다. 입력은 액추에이터를 활성화 및/또는 비활성화할 수 있다. 액추에이터는 활성 조건에서, 사용자의 쾌감을 위해 진동 및/또는 떨림 운동을 제공할 수 있다.
또 다른 예시에서, 장치는 탈출증으로 고통받는 여성을 위해 사용될 수 있다. 출산 이후, 많은 여성들이 탈출증, 즉 방광 또는 자궁의 탈출에 이르게 하는 골반저근 긴장으로 고통받는다. 이 경우, 압력 프로파일이 하복부 근육을 강화하여, 탈출증을 완화시키고, 가능하게는 수술을 피할 수 있도록 하는데 사용될 수 있다.
추가적인 예시에서, 장치는 질경(vaginism)을 진단 및 치료하는 데 사용될 수 있다. 직장으로 삽입함으로써 측정되는 근육 프로파일은 의료진에게, 어떤 근육이 경련을 일으켜 질환을 일으키는지에 대한 지식을 제공할 수 있다.
본 개시의 많은 특징 및 이점은 상세한 설명으로부터 명백해지며, 따라서 첨부된 청구항은 본 개시의 진정한 사상 및 범위 내에 있는 본 개시의 이러한 모든 특징 및 이점을 포함하는 것으로 의도된다. 또한, 수많은 수정 및 변형예가 통상의 기술자에 의해 손쉽게 이루어질 수 있으므로, 본 개시를 도시되고 설명된 정확한 구조 및 작동에 제한하는 것은 바람직하지 않으며, 따라서 모든 적절한 수정 및 균등물은 본 개시의 범위 내에 있는 것으로 간주될 수 있다.
게다가, 통상의 기술자라면, 본 개시의 기반이 되는 개념이, 본 개시의 몇몇 목적을 수행하기 위한 다른 구조, 방법 및 시스템을 설계하는 기초로서 사용될 수 있음을 이해할 것이다. 따라서, 청구항들은 전술된 설명에 의해 제한되는 것으로고려되어서는 안된다.

Claims (21)

  1. 인간의 체강 내에 삽입하기 위한 골반저근 훈련 및 프로파일링 장치로,
    원위 단부, 반대쪽의 근위 단부, 그리고 외측 표면을 구비하는 본체로, 상기 단부들 사이에서 연장하는 본체,
    본체 내에 둘러싸이는 센서 어레이로, 본체의 외측 표면에 가해지는 외부 힘을 검출하기에 적절한 센서 유닛을 포함하는 센서 어레이,
    센서 어레이로부터 센서 데이터를 수신하기에 적절한 마이크로 제어 유닛을 포함하는, 골반저근 훈련 및 프로파일링 장치에 있어서,
    센서 유닛은 본체의 외측 표면에 가해지는 외부 힘의 특정 위치를 검출하기에 적절한 것을 특징으로 하는, 골반저근 훈련 및 프로파일링 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    센서 유닛은 본체에 가해지는 외부 힘의 상대적인 크기를 측정하는 것을 특징으로 하는, 골반저근 훈련 및 프로파일링 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    센서 유닛은, 서로에 대해 0.3cm 미만, 바람직하게는 0.2cm 미만, 보다 바람직하게는 0.1cm 미만의 최대 거리로 배치되는 2개의 측정 지점을 포함하는 것을 특징으로 하는, 골반저근 훈련 및 프로파일링 장치.
  4. 선행하는 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 센서 유닛이 힘 센서, 바람직하게는 힘-저항 센서(force-resistive sensor)인 것을 특징으로 하는, 골반저근 훈련 및 프로파일링 장치.
  5. 선행하는 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    센서 유닛은 근육 수축으로부터 상기 센서 유닛에 가해지는 상대적인, 분포된 힘을 측정하는 것을 특징으로 하는, 골반저근 훈련 및 프로파일링 장치.
  6. 선행하는 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    센서 유닛은 적어도 26개의 측정 지점, 바람직하게는 적어도 52개의 측정 지점, 보다 바람직하게는 적어도 100개의 측정 지점을 포함하는 것을 특징으로 하는, 골반저근 훈련 및 프로파일링 장치.
  7. 선행하는 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    센서 어레이는 실질적으로, 본체의 전체 길이를 따라 연장하는 것을 특징으로 하는, 골반저근 훈련 및 프로파일링 장치.
  8. 선행하는 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    센서 유닛은, 대략적으로 본체의 전체 외부 표면상의 임의의 지점에 가해지는 힘의 위치를 검출하기에 적절한 것을 특징으로 하는, 골반저근 훈련 및 프로파일링 장치.
  9. 선행하는 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    본체는 센서 지지 구조체를 포함하고, 센서 어레이는 상기 센서 구조체에 장착되는 것을 특징으로 하는, 골반저근 훈련 및 프로파일링 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    지지 구조체는, 그 위에 센서 어레이가 설치(fitted)될 수 있는 실질적으로 납작한 부분을 포함하여, 센서 유닛이 실질적으로 납작한 부분에 배치되도록 하는 것을 특징으로 하는, 골반저근 훈련 및 프로파일링 장치.
  11. 선행하는 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    장치가 인간의 체강 내에 삽입되면, 항문 거근(levator ani)에 의해 외부 힘이 가해지는 것을 특징으로 하는, 골반저근 훈련 및 프로파일링 장치.
  12. 선행하는 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    외부 힘이 가해지는 위치 및/또는 외부 힘의 크기를 시각화하기 위한 시각화 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는, 골반저근 훈련 및 프로파일링 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    시각화가 1차원, 2차원, 3차원 및/또는 다차원으로 디스플레이되는 것을 특징으로 하는, 골반저근 훈련 및 프로파일링 장치.
  14. 골반저근의 수축을 시각화하는 방법으로,
    상기 방법은,
    a) - 원위 단부, 반대쪽의 근위 단부 및 외측 표면을 구비하는 본체로, 상기 단부들 사이에서 연장하는 본체,
    - 본체 내에 둘러싸이는 센서 어레이로, 본체의 외측 표면에 가해지는 외부 힘을 검출하기에 적절한 센서 유닛을 포함하는 센서 어레이,
    - 센서 어레이로부터 센서 데이터를 수신하기에 적절한 마이크로 제어 유닛,
    - 상기 마이크로 제어 유닛으로부터 센서 유닛을 수신하기에 적절한 시각화 수단을 포함하는, 장치를 제공하는 단계,
    b) 사용자의 체강 내에 상기 장치를 삽입하는 단계,
    c) 사용자가 적어도 하나의 골반 저근을 수축하는 단계,
    d) 본체의 외측 표면에서 상기 수축을 측정하는 단계,
    e) 골반 저근 수축 데이터를 시각화 수단에 디스플레이하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 골반저근 수축 시각화 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    골반저근 수축 데이터는,
    - 수축의 위치 및/또는
    - 수축의 크기를 포함하는 것을 특징으로 하는, 골반저근 수축 시각화 방법.
  16. 제14항 또는 제15항에 있어서,
    시각화 수단은, 사용자에게 근육 수축의 정확도에 대한 피드백을 제공하기에 적절한 것을 특징으로 하는, 골반저근 수축 시각화 방법.
  17. 사용자의 골반저근 수축을 시각화하는 것을 특징으로 하는, 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 골반저근 훈련 및 프로파일링 장치의 용도
  18. 제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 사용자의 골반저근 수축 시각화 방법으로 사용하는 것을 특징으로 하는, 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 골반저근 훈련 및 프로파일링 장치의 용도.
  19. 골반저근 훈련 및 프로파일링 장치를 생산하는 방법으로,
    상기 방법은,
    a) 원위 단부, 반대쪽의 근위 단부를 구비하는 센서 지지 구조체로, 상기 단부들 사이에서 연장하는 센서 지지 구조체를 제공하는 단계,
    b) 센서 유닛을 포함하며, 본체의 외측 표면에 가해지는 외부 힘의 위치를 검출하기에 적절한 센서 어레이와, 마이크로 제어 유닛을 제공하는 단계,
    c) 센서 어레이를 센서 지지 구조체에 부착하는 단계,
    d) 센서 데이터를 수신하는 마이크로 제어 유닛과 센서 요소를 제공하기 위한 센서 어레이 사이에 전력 및 통신 라인을 제공하는 단계,
    e) 장치에 최종 구조를 제공하기 위해, 센서 요소를 추가적인 층으로 둘러싸는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 골반저근 훈련 및 프로파일링 장치 생산 방법.
  20. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 골반저근 훈련 및 프로파일링 장치 또는 제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 사용자의 골반저근 수축을 시각화하는 방법으로,
    센서 유닛은 본체의 외측 표면에 가해지는 외부 힘의 압력 프로파일을 검출하기에 적절한 것을 특징으로 하는, 골반저근 훈련 및 프로파일링 장치 또는 사용자의 골반저근 수축 시각화 방법.
  21. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항 또는 제20항에 따른 골반저근 훈련 및 프로파일링 장치로,
    센서 유닛은 cm당 적어도 5개의 측정 지점을 포함하는 것을 특징으로 하는, 골반저근 훈련 및 프로파일링 장치.
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