KR20190023416A - 요추 반경 복부 근육 활성화 기반의 흉추부 통증 완화 장치 - Google Patents

요추 반경 복부 근육 활성화 기반의 흉추부 통증 완화 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 횡격막의 수축 또는 이완에 따른 흉추부 근육을 활성화하는 흉추부 통증 완화 장치로서, 흉부의 일면에 인접하여 수축 또는 이완하는 횡격막의 물리력을 파악하는 흉부 센서부를 포함하는 감지부; 상기 감지부를 통해 파악된 횡격막의 수축 또는 이완 정도를 사용자의 기초 데이터로 입력, 생성하는 데이터 설정부; 및 상기 데이터 설정부에서 생성된 상기 기초 데이터에 근거하여, 피드백을 제공하는 트레이닝 수행부를 포함하는 흉추부 통증 완화 장치에 관한 것이다.

Description

요추 반경 복부 근육 활성화 기반의 흉추부 통증 완화 장치{Apparatus for Relieving Thoracic Vertebrae Pains Based on Lumbar Muscles Activation}
본 발명은 흉추부 통증 완화 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 요추 반경 복부 근육의 수추 및 이완을 통한 흉추부 통증 완화 장치에 관한 것이다.
직립보행을 한 후부터 인간은 다른 동물들에 비해 경추 및 요추를 포함하는 흉추부 질환에 보다 취약한 존재였다. 특히, 고령화 시대로의 진입, 좌식 생활을 주로 하는 학령인구 및 사무직 인구의 증대에 따라, 흉추부 고유의 신체 지지 능력이 약화되고 있다. 이에 따라 추간판 탈출증, 척추 전방전위증, 퇴행성 디스크 질환인 척추관 협착증과 같은 관련 질환을 호소하는 환자도 증가하게 되었다.
이를 개선하고자 의료계 및 보건계를 필두로 한 학계 및 기업에서는 크게 2가지 방법을 제시하고 있다. 첫 번째는 기구를 활용한 개선법이다. 대표적으로는 덤벨 및 바벨을 활용한 머신웨이트가 존재한다. 이러한 개선법은 환자의 근골격계 및 신경계의 표면적인 증상을 기반으로 처방되었으나, 그에 따른 근골격계 및 신경계의 손상마저 야기하기도 하였다. 머신웨이트의 단점을 보완하고자, 짐볼, 튜빙밴드 및 목봉을 활용하는 필라테스 등의 방법도 제시되었다. 하지만, 상기 기구를 활용한 방법은 사용자에게 적정한 기구의 강도 및 운동의 빈도를 직관적으로 제공하지 못했다.
두 번째는 기구 없이 환자의 신체만을 활용한 프리웨이트다. 본 방법은 근골격계 및 신경계의 부상 위험에서는 전자의 방법보다 자유롭다. 하지만, 일정 강도 및 빈도로 운동을 지속할 경우, 보다 강한 강도 및 빈도로 운동을 할 수 없기에 운동 효과가 정체 되는 단점이 존재하였다. 특히, 기존의 프리웨이트 방법은 복직근 내지 척추기립근을 기반으로 하여 선택적인 근육 강화법을 강조하여, 해당 근육의 강화를 통해 흉추 부상을 예방하고 관련 질환을 해소하고자 하였다. 그러나 최근 연구에 따르면, 이러한 방법은 표층근 및 심층근에 있어서 근활성도가 유의하게 나타나지 않는 문제점을 야기할 수 있는 것으로 나타났다. 더불어 복횡근에 국한하여 수축하는 훈련을 지속할 경우, 환자들이 복직근 및 내, 외복사근을 사용하는 것에 어려움을 느낀다는 문제점도 보고되었다.
특히, 상기 두 가지 방법이 가지는 공통적인 문제점은 운동법을 알려주고 운동을 지속적으로 관리할 교수자를 필요로 한다는 것과 환자 스스로 운동 강도 및 빈도를 설정하고 조절할 수 없다는 것이다.
대한민국공개특허공보 10-2014-0033788
본 발명은 요추 반경 복부 근육의 수축 및/또는 이완을 유도하여 이를 통해 흉추 근변의 근육들의 통증을 완화하고, 이를 통해 발생하는 압력으로 흉추부를 안정화하는 요추 반경 복부 근육 및 관련 근육 활성화 기반의 흉추부 통증 완화 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명을 통해, 교수자 없이 사용자의 한계 능력에 기초하여 흉추부의 근육 통증을 완화시키고, 흉추부의 안정성을 강화시키는 데 기능상의 주된 목적이 있다. 더불어, 기존의 운동법들이 외측 근육 자체에 집중하는 것과 달리, 본 발명은 요추 반경 복부 근육의 수축 및/또는 이완을 통한 흉강과 복강의 상호작용을 기반으로 흉추부의 통증 완화 및 안정성을 도모하고자 한다.
본 발명은 요추 반경 복부 근육의 수축 또는 이완에 따른 흉추부 근육을 활성화하는 흉추부 통증 완화 장치로서, 요추 반경 복부 근육의 일면에 인접하여 수축 또는 이완하는 요추 반경 복부 근육의 물리력을 파악하는 복부 센서부를 포함하는 감지부; 상기 감지부를 통해 파악된 요추 반경 복부 근육의 수축 또는 이완 정도를 사용자의 기초 데이터로 입력, 생성하는 데이터 설정부; 및 상기 데이터 설정부에서 생성된 상기 기초 데이터에 근거하여, 피드백을 제공하는 트레이닝 수행부를 포함하는 흉추부 통증 완화 장치를 제공한다.
상기 감지부는 요추 후면의 근육 일면에 인접하여 해당 근육의 수축 또는 이완을 파악하는 요추 센서부를 더욱 포함할 수 있다.
일례로, 상기 감지부는 추 반경의 복부 근육 또는 요추 후면의 근육이 수축 또는 이완함으로써 발생하는 물리력에 따라 길이와 형상이 변하는 탄성부와 커버부를 포함하는 근육 접촉부와, 상기 근육 접촉부에 의해 감지되는 물리적 변화량 데이터를 전기적 저항 데이터로 변환하는 데이터 전환부를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 감지부는 압전 소자, 마찰 발전 소자, 저항 센서 등으로 이루어질 수 있다.
필요한 경우, 상기 감지부에서 파악되는 실시간 데이터와, 상기 트레이닝 수행부에서 제공하는 피드백을 사용자에게 제공하는 표시부를 더욱 포함한다.
한편, 상기 감지부는, 하나 이상의 요추 반경의 복부 근육 또는 요추 후면의 근육 일면을 포함하고, 상기 요추 반경의 복부 근육 또는 상기 요추 후면의 근육과 이어지는 경추부의 하나 이상의 근육에 근접하여 근 수축 또는 이완을 파악할 수 있다.
예를 들어, 상기 감지부는 근전도 센서를 더욱 포함할 수 있다.
일례로, 상기 데이터 설정부는, 상기 흉추부 통증 완화 장치를 착용한 사용자의 추 반경의 복부 근육 또는 요추 후면의 근육의 수축 또는 이완의 최대치를 한번 이상 측정하고 이를 사용자의 상한 표준 데이터로 설정하고, 사용자의 추 반경의 복부 근육 또는 요추 후면의 근육의 수축 또는 이완의 최저치를 하한 표준 데이터로 설정할 수 있다.
이때, 상기 트레이닝 수행부는, 상기 데이터 설정부에서 측정된 사용자의 상한 표준 데이터를 지속적으로 유지될 수 있도록 하여, 상기 상한 표준 데이터가 사용자의 평균값이 될 수 있도록 피드백을 제공하여 흉추부의 교정 또는 강화 훈련을 수행할 수 있다.
사용자가 상기 흉추부 통증 완화 장치를 사용함으로써, 상기 상한 표준 데이터를 본인의 최대치가 아닌 평균치로서 지속할 수 있는 경우, 상한 표준 데이터의 목표 계측 정도를 단계적으로 강화하여 사용자의 근 수축 또는 이완의 능력을 향상 시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 트레이닝 수행부는, 상기 데이터 설정부에서 측정된 사용자의 하한 표준 데이터에 근접하게 되는 경우에 있어서, 사용자의 추 반경의 복부 근육 또는 요추 후면의 근육의 수축 또는 이완 정도가 상기 하한 표준 데이터보다 높은 수준을 유지하도록 피드백을 제공하여 교정 내지 강화 운동을 할 수 있는 기능을 더욱 포함할 수 있다.
일례로, 상기 트레이닝 수행부는, 상기 데이터 생성부에 의한 사용자의 기초 데이터를 기반으로 사용자의 추 반경의 복부 근육 또는 요추 후면의 근육이 단계적 등척성, 등장성, 등속성 운동을 하도록, 상기 감지부 또는 트레이닝 수행부의 목표 데이터를 단계적으로 약화시키는 것을 특징으로 한다.
필요한 경우, 사용자의 한계 능력에 따른 상하한 표준 데이터를 기반으로, 상기 데이터 생성부에 입력되는 측정 시마다의 사용자의 추 반경의 복부 근육 또는 요추 후면의 근육의 수축 또는 이완의 정도에 대해 알림을 사용자에게 제공하는 알람부를 더욱 포함할 수 있다.
예시적인 일 실시형태에서, 상기 알람부는 실시간으로 측정되는 매 측정 시마다의 사용자의 근 수축 또는 이완의 정도가 상기 상한 표준 데이터를 달성하는 경우, 목표 달성에 대한 알림을 제공하는 것을 특징으로 한다.
다른 예시적인 실시형태에서, 상기 알람부는 실시간으로 측정되는 매 측정 시마다의 사용자의 근 수축 또는 이완의 정도가 상기 하한 표준 데이터에 근접하는 경우, 단계적으로 목표 근육의 교정 및 강화 달성의 불성실에 대한 알림을 제공하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 요추 반경의 복부 근육 및/또는 요추 후면의 근육이 수축 내지 이완함으로서 발생하는 복부 근육/요추 후면 근육이 수축 또는 이완하면서 발생하는 물리적 변화를 감지할 수 있는 감지부와 이를 통해 감지된 변화를 전기적 저항으로 변환시켜 데이터를 측정하여 한계 능력치를 체크할 수 있다.
사용자가 본 발명에 따른 흉추부 통증 완화 장치를 통해 트레이닝을 수행함으로서, 사용자 표준 데이터를 기반으로 사용자의 근력 한계에 맞춘 단계적 근력운동을 통하여 사용자 스스로 목표치를 달성하고 자가 측정을 가능하도록 하는 효과를 기대할 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예에 의하면, 사용자가 직접 개인의 흉추부 및 경추부의 근력에 적합한 강도 및 빈도의 운동을 실시함으로써 척추 근력 강화 및 교정 효과를 기대할 수 있다. 또한 기존의 트레이너나 전문 운동 기구를 통해 획득했던 근력 운동 데이터를 스스로 목표치를 달성함으로써 조절 및 달성하도록 하여 비용 절감의 장점이 동반된다.
또한, 상기 장치를 휴대함으로써 시간과 장소에 구애받지 않고 사용자 자신의 운동 강도에 따라 효율적이고 효과적인 사용이 가능하여 사용자 만족도를 크게 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 흉추부 통증 완화 장치의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 2는 배기 시와 흡기 시의 요추 반경의 복부 근육 또는 요추 후면의 근육들의 변화와 그에 따른 척추 및 추간판(디스크)의 변화를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 흉추부 통증 완화 장치를 구성하는 감지부를 부착한 상태에서 흡기에 따른 요추 후면의 근육의 변화와 그에 따른 요추 반경의 근육들의 힘의 작용 방향을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 흉추부 통증 완화 장치를 구성하는 감지부를 부착한 상태에서 배기에 따른 요추 후면의 근육의 변화와 그에 따른 요추 반경의 근육들의 힘의 작용 방향을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 감지부를 부착한 상태에서 흡기에 따른 요추 후면 근육의 변화와 그에 따른 요추 반경의 근육들의 힘의 작용 방향, 척추 및 추간판의 변화를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 감지부를 부착한 상태에서 배기에 따른 요추 후면 근육의 변화와 그에 따른 요추 반경의 근육들의 힘의 작용 방향, 척추 및 추간판의 변화를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 흉추부 통증 완화 장치를 이용하여 흉추부 강화 트레이닝을 수행하는 예시적인 과정을 개략적으로 나타낸 플로 차트이다.
도 8은 본 발명에 따른 흉추부 통증 완화 장치를 이용하여 흉추부 강화 트레이닝을 수행하는 다른 예시적인 과정을 개략적으로 나타낸 플로 차트이다.
도 9는 감지부의 일례로서 스트레인 센서의 구성 및 작용을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 10은 감지부의 다른 일례로서 압전 소자의 원리를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 11은 감지부의 또 다른 일례로서 마찰 나노 발전 소자의 원리를 개략적으로 나타낸 도면이다.
이하, 필요한 경우에 첨부하는 도면을 참조하면서 본 발명을 설명한다. 도 1은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 흉추부 통증 완화 장치의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 요추 반경의 복부 근육의 수축 또는 이완에 따른 흉추부 근육을 활성화하는 흉추부 통증 완화 장치(100)는 적어도 요추 반경 복부 근육의 일면에 인접하여 적어도 수축, 이완하는 요추 반경 복부 근육의 물리력을 파악하는 감지부(200)와, 감지부(200)를 통해 파악된 요추 반경 복부 근육의 수축 또는 이완 정도를 사용자의 기초 데이터로 입력, 생성하는 데이터 설정부(300)와, 데이터 설정부(300)에서 생성된 기초 데이터에 근거하여, 사용자에게 적절한 피드백을 제공하는 트레이닝 수행부(400)를 포함하고, 선택적으로 표시부(500)와 알람부(600)를 포함할 수 있다.
도 2 내지 도 4에 개략적으로 나타낸 바와 같이, 모든 인간은 흡기의 과정을 통해, 횡격막 및 요추 반경 복부 근육이 수축하여 하부로 수직 하강하는 신체적 경향을 가지고 있다. 이렇듯 신체적 경향을 활용하게 되면, 횡격막 및 요추 반경 복부 근육 의 수축에 따라 흉강의 부피가 늘어난다. 늘어난 흉강의 부피에 의해, 복강의 장기들이 밀려나고 이에 따라 밀려난 장기들은 후측의 요추에 압력을 주며, 아래에서는 골반 기저가 요추에 압력을 주게 되어 흉추 전반의 안정성을 만들어낸다.
더욱 자세히 설명하면, 복강을 기준으로 상부에서는 요추 반경 복부 근육, 하부에서는 골반기저, 전방에서는 복벽이 압박을 가하게 됨으로서, 척추 전방에 압력을 증가 시키고 흉추 앞쪽에서 발생한 압력은 요추 신전근에 의해 상쇄되고 요추는 안정화된다는 것이다. 그러나 이 일련의 과정의 시작인 요추 반경 복부 근육의 수축 또는 이완이 미흡한 경우에, 그 압력이 복강을 비롯한 골반기저 및 복벽에 압력을 가하지 못하여, 요추 안정성을 기대하기 힘들다. 더불어, 요추 반경 복부 근육의 수축 내지 이완은 상기 일렬의 과정에서 항상 선행되어야 한다. 만약 요추 반경 복부 근육보다 복부 부근이 먼저 운동하게 되면 복벽이 수축함에 따라서 요추 반경 복부 근육의 하부 수축을 방해하고 요추를 더욱 불안정하게 하는 문제를 야기한다.
본 발명에서는 이러한 원리를 기반으로 요추 반경 복부 근육의 원심성 수축 또는 이완을 우선적으로 활성화시키고자 한다. 그 후, 그에 따른 복부 압력에 의하여 복횡근의 원심성 수축, 골반기저부 근육의 원심성 수축, 다열근의 반사적 수축을 야기하여 흉추 안정화를 달성하고자 한다.
이를 위하여, 감지부(200)는 흡기 및 배기에 따른 요추 반경 복부 근육(복횡근, 복직근, 내복사근, 외복사근)의 원심성 수축 및/또는 이완에 따른 물리력을 파악, 감지한다. 일례로, 감지부(200)는 요추 반경 복부에 인접하여 수축 및/또는 이완하는 요추 반경 복부 근육의 물리력을 파악, 감지하는 하나 이상의 흉부 센서부(200A)를 가지며, 필요한 경우, 기립근 및 다열근이 포함된 요추 후면의 근육 일면에 인접하여 해당 근육의 수축 및/또는 이완에 따른 물리력을 파악, 감지하는 하나 이상의 요추 센서부(200B)를 가질 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 흉추부 통증 완화 장치(100)를 구성하는 복부 센서부(200A)가 사용자의 요추 반경 복부에 하나 이상 부착된다. 복부 센서부(200A)는 흡기의 과정을 통해 요추 반경 복부 근육이 수축하여 하부로 수직 하강하는 요추 반경 복부 근육의 물리력을 측정한다. 필요한 경우, 요추 센서부(200B)가 사용자의 요추(기립근, 다열근) 근방에는 하나 이상 부착될 수 있다. 요추 센서부(200B)는 요추 후면 근육의 반사적 수축을 파악할 수 있다.
이때 흡기에 따라 수축한 요추 반경 복부 근육에 의해 확장된 복부의 부피가 늘어나면서, 기립근 및 다열근을 포함하는 요추 근육을 밀어낸다. 이에 따라 밀려난 요추 근육은 후측 요추에 적정한 압력을 주며, 아래에서는 원심성 수축된 골반 기저근이 요추에 긴장을 주게 된다. 이는 요추 사이를 이완 시키고 그 사이의 압착된 긴장 상태의 디스크(추간판)를 이완시킨다. 이로서, 흉추 전반의 안정성과 통증 완화 효과를 만들어낸다.
한편, 요추 반경 복부 근육 및/또는 요추 후면 근육의 이완 및/또는 수축에 의한 물리력을 파악한 뒤에, 사용자의 요추 반경 복부 근육의 이완 및 수축(요추 반경 복부 근육의 물리력)과 요추 후면 근육의 이완 및 수축(요추 근육의 물리력) 정도를 흉추부 통증 완화 및 안정화를 위해 트레이닝 정도를 높일 필요가 있다. 본 발명에서는 감지부(200)를 통해 파악된 요추 반경 복부 근육의 수축 또는 이완 정도를 사용자의 기초 데이터로 입력, 생성하는 데이터 설정부(300)와, 데이터 설정부(300)에서 생성된 상기 기초 데이터에 근거하여, 피드백을 제공하는 트레이닝 수행부(400)를 구비하고 있다.
데이터 설정부(300)와 트레이닝 수행부(400)를 통하여 사용자에게 피드백을 제공하는 과정에 대해서 보다 상세하게 살펴본다. 도 7에 개략적으로 도시한 바와 같이, 감지부(200)를 통하여 사용자의 최초 흡기에 따른 요추 반경 복부 근육의 물리력(필요한 경우 요추 근육의 물리력)을 측정한다(S710 단계). 감지부(200)에서 파악된 물리력은 데이터 설정부(300)로 전송되고, 데이터 설정부(300)는 최초로 감지된 요추 반격 근육의 수축 및/또는 이완(필요한 경우 요추 후면 근육의 수축 및/또는 이완)에 의한 물리력 중에서 최대값을 최초 상한 표준 데이터로 설정한다(S715 단계). 계속해서, 감지부(200)를 통해서 N번째(첫 번째 이후)의 요추 반경 복부 근육 및/또는 요추 후면 근육의 수축 및/또는 이완에 의한 물리력을 지속적으로 측정한다(S720 단계). 데이터 설정부(300)는 N번째 요추 반경 복부 근육 및/또는 요추 후면 근육의 수축 및/또는 이완에 의한 물리력과, 최초 상한 표준 데이터를 비교한다(S725 단계). 이때, 만약 N번째 감지된 요추 반경 복부 근육 및/또는 요추 후면 근육의 물리력이 최초로 측정된 상한 표준 데이터를 초과한다면, 트레이닝 수행부(400)는 최초로 설정된 상한 표준 데이터를 상향하여 재설정하여(S745 단계), 사용자가 상향 재설정된 표준 데이터에 도달하도록 요추 반경 복부 근육의 이완 및/또는 수축을 반복하도록 피드백을 제공한다.
반면, N번째 요추 반경 복부 근육 및/또는 요추 후면 근육의 물리력이 최초로 측정된 상한 표준 데이터 이하인 경우, 데이터 설정부(300) 또는 트레이닝 설정부(400)는 알람부(600)를 통하여, 사용자의 요추 반경 복부 근육 및/또는 요추 근방 근육의 물리력이 최초 상한 표준 데이터에 도달할 수 있도록 통지한다(S730 단계). 이에 따라, 사용자는 본인의 요추 반경 복부 근육 및/또는 요추 후면 근육을 반복적으로 수축 및/또는 이완시킴으로써, 최초 설정된 표준 데이터에 도달하도록 유도할 수 있다(S735 단계). 데이터 설정부(300)는 반복적으로 훈련된 N번째 요추 반경 복부 근육 및/또는 요추 후면 근육의 수축 및/또는 이완 정도가 최초 설정된 상한 표준 데이터 이상인지의 여부를 판단한다(S740 단계). 이 단계에서, N 번째 요추 반경 복부 근육 및/또는 요추 후면 근육의 수축 및/또는 이완에 의해 감지된 물리력이 최초 상한 표준 데이터 이상인 경우, 트레이닝 수행부(400)는 최초로 설정된 상한 표준 데이터를 상향하여 재설정하여(S745 단계), 사용자로 하여금 보다 높은 강도의 요추 반경 복부 근육 및/또는 요추 후면 근육의 수축 및/또는 이완 운동을 수행하도록 유도하는 피드백을 제공한다.
또한, 데이터 설정부(300)와 트레이닝 수행부(400)는 하한 표준 데이터를 근거로 사용자에게 피드백을 제공할 수 있다. 도 8에 개략적으로 도시한 바와 같이, 감지부(200)를 통하여 사용자의 최초 흡기에 따른 요추 반경 복부 근육의 물리력(필요한 경우 요추 후면 근육의 물리력)을 측정한다(S810 단계). 감지부(200)에서 파악된 물리력은 데이터 설정부(300)로 전송되고, 데이터 설정부(300)는 최초로 감지된 요추 반경 복부 근육의 수축 및/또는 이완(필요한 경우 요추 후면 근육의 수축 및/또는 이완)에 의한 물리력 중에서 최저값을 최초 하한 표준 데이터로 설정한다(S815 단계). 계속해서, 감지부(200)를 통해서 N번째(첫 번째 이후)의 요추 반경 복부 근육 및/또는 요추 후면 근육의 수축 및/또는 이완에 의한 물리력을 지속적으로 측정한다(S820 단계). 데이터 설정부(300)는 N번째 요추 반경 복부 근육 및/또는 요추 후면 근육의 수축 및/또는 이완에 의한 물리력과, 최초 하한 표준 데이터를 비교한다(S825 단계). 이때, 만약 N번째 감지된 요추 반경 복부 근육 및/또는 요추 후면 근육의 물리력이 최초로 측정된 상한 표준 데이터를 초과하는 경우, 트레이닝 수행부(400)는 최초로 설정된 하한 표준 데이터를 상향하여 재설정하여(S845 단계), 사용자가 상향 재설정된 표준 데이터에 도달하도록 요추 반경 복부 근육의 이완 및/또는 수축을 반복하도록 피드백을 제공한다.
반면, N번째 요추 반경 복부 근육 및/또는 요추 후면 근육의 물리력이 최초로 측정된 하한 표준 데이터 이하인 경우, 데이터 설정부(300) 또는 트레이닝 설정부(400)는 알람부(600)를 통하여, 사용자의 요추 반경 복부 근육 및/또는 요추 후면 근육의 물리력이 최초 하한 표준 데이터에 도달할 수 있도록 통지한다(S830 단계). 이에 따라, 사용자는 본인의 요추 반경 복부 근육 및/또는 요추 후면 근육을 반복적으로 수축 및/또는 이완시킴으로써, 최초 설정된 표준 데이터에 도달하도록 유도할 수 있다(S835 단계). 데이터 설정부(300)는 반복적으로 훈련된 N번째 요추 반경 복부 근육 및/또는 요추 후면 근육의 수축 및/또는 이완 정도가 최초 설정된 하한 표준 데이터 이상인지의 여부를 판단한다(840 단계). 이 단계에서, N 번째 요추 반경 복부 근육 및/또는 요추 후면 근육의 수축 및/또는 이완에 의해 감지된 물리력이 최초 하한 표준 데이터 이상인 경우, 트레이닝 수행부(400)는 최초로 설정된 하한 표준 데이터를 상향하여 재설정하여(S845 단계), 사용자로 하여금 보다 높은 강도의 요추 반경 복부 근육 및/또는 요추 후면 근육의 수축 및/또는 이완 운동을 수행하도록 유도하는 피드백을 제공한다.
적어도 하나 이상의 복부 센서부(200A)와, 필요에 따라 적어도 하나 이상의 요추 센서부(200B)를 포함하는 감지부(200)는 요추 반경 복부 근육 및/또는 요추 후면 근육의 수축 및/또는 이완에 따른 물리력을 파악하여, 적절한 형태의 데이터로 데이터 설정부(300)로 제공할 수 있다.
일례로, 도 9는 감지부(200)의 일례로서 스트레인 센서를 보여준다. 스트레인 센서는 근육 접촉부(210)와, 데이터 전환부(240)를 포함한다. 예를 들어, 근육 접촉부(210)는 요추 반경 복부 근육 및/또는 요추 후면 근육이 수축 또는 이완함으로써 발생하는 물리력에 따라 길이와 형상이 변하는 탄성부(200)와, 탄성부(200)의 상면 및 하면의 적어도 일부를 감싸는 커버부(220)를 포함한다. 한편, 데이터 전환부(240)는 근육 접촉부(210)에 의해 감지되는 물리적 변화량의 데이터를 전기적 저항 데이터로 변환하여, 이를 데이터 설정부(300)로 제공할 수 있다.
다른 예시적인 실시형태에서, 감지부(200)는 압전 소자로 이루어질 수 있다. 도 10에 간략하게 도시한 바와 같이, 압전 소자는 이른바 압전 효과(piezoelectric effect)를 통하여 기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환할 수 있다. 이를 위하여, 압전 소자는 요추 반경 복부 근육 및/또는 요추 후면 근육이 수축 또는 이완함으로써 발생하는 물리력에 따라, 결정 구조의 변화에 의해 편극이 발생하여 전기 신호가 발생하도록 구성될 수 있다.
또 다른 선택적인 실시형태에서, 감지부는 마찰 발전 소자로 이루어질 수 있다. 도 11에 개략적으로 나타낸 바와 같이, 마찰 발전 소자는 상이한 물질이 접촉, 분리됨에 따라 발생하는 정전기 유도 현상을 이용한다. 구체적으로, 감지부(200)가 마찰 발전 소자로 이루어지는 경우, 마찰 발전 소자는 요추 반경 복부 근육 및/또는 요추 후면 근육이 수축 내지 이완함으로써 발생하는 물리력에 따라, 유격을 가진 다수의 대전 소자가 상호 인접하면서 발생하는 마찰 전기를 발생시키도록 유도할 수 있다.
또 다른 예시적인 실시형태에서, 감지부(200)는 저항 센서로 이루어질 수 있다. 이 경우, 저항 센서는 요추 반경 복부 근육 및/또는 요추 후면 근육이 수축 내지 이완함으로써 발생하는 물리력에 따라, 구조체를 포함한 다수의 막의 접촉 면적이 변화하면서 반발 저항의 변화를 유도하고, 변화된 반발 저항을 전압으로 측정하고, 이렇게 측정된 데이터를 데이터 설정부(300)로 제공한다.
또한, 감지부(200)는, 하나 이상의 요추부 근육 일면을 포함하고 상기 요추부와 이어지는 경추부의 하나 이상의 근육에 근접하여 근 수축 또는 이완을 파악할 수 있다. 다른 선택적인 실시형태에서, 감지부(200)는 요추 반경 복부 근육 및/또는 요추 후면 근육의 수축 및/또는 이완에 따라 발생하는 활동 전위를 파악하기 위해, 상기 요추 반경 복부 근육 또는 요추 후면 근육의 일면에 접촉하는 근전도 센서를 더욱 포함할 수도 있다.
한편, 표시부(500)는 감지부(200)에서 파악된 실시간 데이터와, 트레이닝 수행부(400)에서 제공하는 피드백을 사용자에게 보여줄 수 있는 장치로서, 스마트폰, 태블릿 PC, 컴퓨터 모니터, 노트북 등의 다양한 정보통신 기기일 수 있다.
상기에서는 본 발명의 예시적인 실시형태 및 실시예에 기초하여 본 발명을 설명하였으나, 본 발명이 전술한 실시형태 및 실시예에 기재된 기술사상으로 한정되지 않는다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 전술한 실시형태 및 실시예에 기초하여 다양한 변형과 변경을 용이하게 추고할 수 있다. 하지만, 이러한 변형과 변경은 모두 본 발명의 권리범위에 속한다는 점은 첨부하는 청구범위에서 분명하다.
100 : 흉추부 통증 완화 장치 200 : 감지부
200A : 복부 센서부 200B : 요추 센서부
210 : 근육 접촉부 220 : 커버부
230 : 탄성부 240 : 데이터 전환부
300 : 데이터 설정부 400 : 트레이닝 수행부
500 : 표시부 600 : 알람부

Claims (17)

  1. 요추 반경 복부 근육의 수축 또는 이완에 따른 흉추부 근육을 활성화하는 흉추부 통증 완화 장치로서,
    요추 반경 복부 근육의 일면에 인접하여 수축 또는 이완하는 요추 반경 복부 근육의 물리력을 파악하는 복부 센서부를 포함하는 감지부;
    상기 감지부를 통해 파악된 요추 반경 복부 근육의 수축 또는 이완 정도를 사용자의 기초 데이터로 입력, 생성하는 데이터 설정부; 및
    상기 데이터 설정부에서 생성된 상기 기초 데이터에 근거하여, 피드백을 제공하는 트레이닝 수행부를 포함하는 흉추부 통증 완화 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 감지부는 요추 후면의 근육 일면에 인접하여 해당 근육의 수축 또는 이완을 파악하는 요추 센서부를 더욱 포함하는 흉추부 통증 완화 장치.
  3. 제 1항 또는 2항에 있어서,
    상기 감지부는 요추 반경의 복부 근육 또는 요추 후면의 근육이 수축 또는 이완함으로써 발생하는 물리력에 따라 길이와 형상이 변하는 탄성부와 커버부를 포함하는 근육 접촉부와, 상기 근육 접촉부에 의해 감지되는 물리적 변화량 데이터를 전기적 저항 데이터로 변환하는 데이터 전환부를 포함하는 흉추부 통증 완화 장치.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 감지부는 요추 반경의 복부 근육 또는 요추 후면의 근육이 수축 또는 이완함으로써 발생하는 물리력에 따라, 결정 구조의 변화에 의해 편극이 발생하여 전기 신호가 발생하는 압전 소자로 이루어지는 흉추부 통증 완화 장치.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 감지부는 요추 반경의 복부 근육 또는 요추 후면의 근육이 이완함으로써 발생하는 물리력에 따라, 유격을 가진 다수의 대전 소자가 상호 인접하면서 발생하는 마찰 전기를 발생시키는 마찰 발전 소자로 이루어지는 흉추부 통증 완화 장치.
  6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 감지부는 요추 반경의 복부 근육 또는 요추 후면의 근육이 수축 내지 이완함으로써 발생하는 물리력에 따라, 구조체를 포함한 다수의 막의 접촉 면적이 변화하면서 반발 저항의 변화를 유도하고, 변화된 반발 저항을 전압으로 측정하는 저항 센서로 이루어지는 흉추부 통증 완화 장치.
  7. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 감지부에서 파악되는 실시간 데이터와, 상기 트레이닝 수행부에서 제공하는 피드백을 사용자에게 제공하는 표시부를 더욱 포함하는 흉추부 통증 완화 장치.
  8. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 감지부는, 하나 이상의 요추 반경의 복부 근육 또는 요추 후면의 근육 일면을 포함하고, 상기 요추 반경의 복부 근육 또는 상기 요추 후면의 근육과 이어지는 경추부의 하나 이상의 근육에 근접하여 근 수축 또는 이완을 파악하는 흉추부 통증 완화 장치.
  9. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 감지부는, 요추 반경의 복부 근육 또는 요추 후면의 근육의 수축 또는 이완에 따라 발생하는 활동 전위를 파악하기 위해, 상기 요추 반경의 복부 근육 또는 요추 후면의 근육의 일면에 접촉하는 근전도 센서를 더욱 포함하는 흉추부 통증 완화 장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 데이터 설정부는, 상기 흉추부 통증 완화 장치를 착용한 사용자의 요추 반경의 복부 근육 또는 요추 후면의 근육의 수축 또는 이완의 최대치를 한번 이상 측정하고 이를 사용자의 상한 표준 데이터로 설정하고, 사용자의 요추 반경의 복부 근육 또는 요추 후면의 근육의 수축 또는 이완의 최저치를 하한 표준 데이터로 설정하는 흉추부 통증 완화 장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 트레이닝 수행부는, 상기 데이터 설정부에서 측정된 사용자의 상한 표준 데이터를 지속적으로 유지될 수 있도록 하여, 상기 상한 표준 데이터가 사용자의 평균값이 될 수 있도록 피드백을 제공하여 흉추부의 교정 또는 통증 완화 훈련을 수행하는 흉추부 통증 완화 장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    사용자가 상기 흉추부 통증 완화 장치를 사용함으로써, 상기 상한 표준 데이터를 본인의 최대치가 아닌 평균치로서 지속할 수 있는 경우, 상한 표준 데이터의 목표 계측 정도를 단계적으로 강화하여 사용자의 근 수축 또는 이완의 능력을 향상 시키는 것을 특징으로 하는 흉추부 통증 완화 장치.
  13. 제 10항에 있어서,
    상기 트레이닝 수행부는, 상기 데이터 설정부에서 측정된 사용자의 하한 표준 데이터에 근접하게 되는 경우에 있어서, 사용자의 요추 반경의 복부 근육 또는 요추 후면의 근육의 수축 또는 이완 정도가 상기 하한 표준 데이터보다 높은 수준을 유지하도록 피드백을 제공하여 교정 내지 강화 운동을 할 수 있는 기능을 더욱 포함하는 전자식 흉추부 통증 완화 장치
  14. 제 1항 또는 제10항에 있어서,
    상기 트레이닝 수행부는, 상기 데이터 생성부에 의한 사용자의 기초 데이터를 기반으로 사용자의 요추 반경의 복부 근육 또는 요추 후면의 근육이 단계적 등척성, 등장성, 등속성 운동을 하도록, 상기 감지부 또는 트레이닝 수행부의 목표 데이터를 단계적으로 약화시키는 것을 특징으로 하는 흉추부 통증 완화 장치.
  15. 제 1항 또는 제 10항에 있어서,
    사용자의 한계 능력에 따른 상하한 표준 데이터를 기반으로, 상기 데이터 생성부에 입력되는 측정 시마다의 사용자의 요추 반경의 복부 근육 또는 요추 후면의 근육의 수축 또는 이완의 정도에 대해 알림을 사용자에게 제공하는 알람부를 더욱 포함하는 흉추부 통증 완화 장치.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 알람부는 실시간으로 측정되는 매 측정 시마다의 사용자의 근 수축 또는 이완의 정도가 상기 상한 표준 데이터를 달성하는 경우, 목표 달성에 대한 알림을 제공하는 것을 특징으로 하는 흉추부 통증 완화 장치.
  17. 제 15항에 있어서,
    상기 알람부는 실시간으로 측정되는 매 측정 시마다의 사용자의 근 수축 또는 이완의 정도가 상기 하한 표준 데이터에 근접하는 경우, 단계적으로 목표 근육의 교정 및 강화 달성의 불성실에 대한 알림을 제공하는 것을 특징으로 하는 전자식 흉추부 통증 완화 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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