KR20190092798A

KR20190092798A - 하지근력 측정장치

Info

Publication number: KR20190092798A
Application number: KR1020180011971A
Authority: KR
Inventors: 송영주; 권대근; 박재용
Original assignee: 선문대학교 산학협력단
Priority date: 2018-01-31
Filing date: 2018-01-31
Publication date: 2019-08-08
Also published as: KR102035282B1

Abstract

본 발명은 하지근력 측정장치에 관한 것으로서, 측정자가 올라서며 바닥면에 서로 대향되는 방향으로 한 쌍의 원호형태의 슬릿(111,113)이 관통형성된 측정대(110)와; 상기 한 쌍의 슬릿(111,113)에 대응되게 위치되어 근력을 측정하는 스트레인게이지(130,140)와; 상기 스트레인게이지(130,140)와 발걸이체인(163)에 의해 연결되며, 측정자의 발이 삽입되어 상기 발이 당겨지는 방향에 따른 힘을 상기 스트레인게이지(130,140)로 전달하는 발걸이(160)와; 상기 스트레인게이지(130,140)의 상부와 연결되어 상기 측정대(110)의 상부로 돌출형성되며 상기 슬릿(111,113)을 따라 이동 및 고정가능하게 구비되며 상기 발걸이체인(163)과 착탈가능하게 결합되는 게이지고정후크(133,143)와; 상기 스트레인게이지(130,140)에서 측정된 근력을 외부로 표시하는 표시부(170)를 포함하며, 상기 한 쌍의 슬릿(111,113)에 상기 게이지고정후크(133,143)가 고정되는 고정위치와, 상기 고정위치에서 착용자가 상기 발걸이(160)를 가압하는 방향에 따라 하지의 신전력, 굴근력, 외전력 및 내전력 중 어느 하나가 측정되는 것을 특징으로 한다.

Description

하지근력 측정장치{MEASURING APPARATUS FOR STRENGTH OF LOWER EXTREMITY}

본 발명은 하지근력 측정장치에 관한 것으로서, 보다 자세히는 하지의 굴근, 신전, 외전 및 내전의 근력을 함께 측정할 수 있는 하지근력 측정장치에 관한 것이다.

신체의 균형을 유지하는 데는 발목, 무릎, 엉덩관절 주위의 근육이 복합적으로 작용하게 되고, 이러한 근육들과 체간 근육의 상호작용에 의해 전신의 움직임 조절에 관여하게 된다. 하지근력의 변화는 균형능력 및 여러 가지 일상생활에 영향을 미치게 되는데 대표적으로 하지근력의 약화는 걸음걸이, 계단 오르기, 의자에서 일어서기 등 일상생활 전반에 영향을 미치며, 균형능력을 손상시키는 요인이 된다.

근력의 측정은 근감소증 진단의 중요한 요소이며, 손, 아래팔과 넙적네갈래 근력의 등척성 수축력(isometric strength)을 힘측정계(dynamometer)로 측정하거나 힘과 회전력의 복합 등속 운동력 측정 방법 등 여러 근력을 측정하는 방법이 있다.

신체 한 부위의 근력은 다른 부위의 근력과 밀접한 연관이 있어 손의 힘 측정기로 측정된 악력은 넙적네갈래 근력 평가를 대용할 수 있고 다리 근력과 비슷하게 예후를 예측하기도 한다.

한편, 재활병원 등에서 많이 이용하고 있는 근관절기능측정용 기기(CSMI, Cybex, Biodex 등)는 고가의 장비이며 이용료가 높고 외부로의 이동이 불가능하여 일반인과 임상현장에서 쉽게 사용할 수 없는 단점이 있다.

또한, 기존에 판매되는 하지근 측정용 장비는 넙적다리네갈래근력만 측정가능하여 하지근력의 근기능을 알기 위한 측정 장비로는 제한이 있다.

본 발명의 목적은 상술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 하나의 장비로 하지근력의 굴근력, 신전력, 외전력 및 내전력 등의 근력 평가가 가능한 하지근력 측정장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 본 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

본 발명의 목적은 하지근력 측정장치에 의해 달성될 수 있다. 본 발명의 하지근력 측정장치는, 측정자가 올라서서 바닥면에 서로 대향되는 방향으로 한 쌍의 원호형태의 슬릿(111,113)이 관통형성된 측정대(110)와; 상기 한 쌍의 슬릿(111,113)에 대응되게 위치되어 근력을 측정하는 스트레인게이지(130,140)와; 상기 스트레인게이지(130,140)와 발걸이체인(163)에 의해 연결되며, 측정자의 발이 삽입되어 상기 발이 당겨지는 방향에 따른 힘을 상기 스트레인게이지(130,140)로 전달하는 발걸이(160)와; 상기 스트레인게이지(130,140)의 상부와 연결되어 상기 측정대(110)의 상부로 돌출형성되며 상기 슬릿(111,113)을 따라 이동 및 고정가능하게 구비되며 상기 발걸이체인(163)과 착탈가능하게 결합되는 게이지고정후크(133,143)와; 상기 스트레인게이지(130,140)에서 측정된 근력을 외부로 표시하는 표시부(170)를 포함하며, 상기 한 쌍의 슬릿(111,113)에 상기 게이지고정후크(133,143)가 고정되는 고정위치와, 상기 고정위치에서 착용자가 상기 발걸이(160)를 가압하는 방향에 따라 하지의 신전력, 굴근력, 외전력 및 내전력 중 어느 하나가 측정되는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 따르면, 상기 측정대(110)에 측정자가 서 있는 위치를 기준으로 한 쌍의 슬릿(111,113)의 동서남북의 네 위치 중 어느 한 위치에 상기 게이지고정후크(133,143)가 고정될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 측정대의 상부에는 측정자가 측정과정 중에 손을 잡아 몸의 균형을 잡을 수 있게 하는 팔지지대가 "ㄷ“자 형태로 구비될 수 있다.

본 발명에 따른 하지근력 측정장치는 측정대에 구비된 한 쌍의 스트레인게이지의 위치를 변화시키는 간단한 조작만으로 오른쪽다리와 왼쪽다리의 신전력, 내전력, 굴근력 및 외전력을 함께 측정할 수 있다.

이에 따라 간단한 구조와 간단한 조작으로 하지에 관한 다양한 근력을 측정할 수 있게 된다.

따라서, 고가의 측정 장비 없이도 간단하게 하지근력을 측정할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 하지근력 측정장치를 이용해 측정자가 하지근력을 측정하는 과정을 개략적으로 도시한 개략도이고,
도 2는 도 1의 A-A 선에 따른 단면구성을 도시한 단면도,
도 3은 본 발명의 하지근력 측정장치의 스트레인게이지부와 발걸이고정체인의 결합구조를 도시한 개략도,
도 4는 하지근력 측정장치를 이용한 다양한 근력측정시의 측정자의 자세를 도시한 예시도,
도 5는 다양한 근력측정을 위한 스트레인게이지부의 위치를 도시한 예시도이다.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

도 1은 본 발명에 따른 하지근력 측정장치(100)를 이용해 측정자가 하지근력을 측정하는 상태를 도시한 예시도이다.

도시된 바와 같이 본 발명에 따른 하지근력 측정장치(100)는 측정자가 하지근력 측정을 위해 올라서게 되는 측정대(110)와, 측정대(110)에 구비되어 측정자가 손으로 잡아 몸의 중심을 잡게 도와주는 팔지지대(120)와, 측정대(110) 내부에 수용되는 한 쌍의 스트레인게이지(130,140)와, 한 쌍의 스트레인게이지(130,140)가 회전가능하도록 지지하는 게이지지지체(150)와, 스트레인게이지(130,140)와 착탈가능하게 결합되며 측정자의 발이 끼워져 힘을 가하게 되는 발걸이(160)를 포함한다.

본 발명에 따른 하지근력 측정장치(100)는 측정자가 측정하고자 하는 다리의 발을 발걸이(160)에 끼운 후 당기거나 밀어 하지근력을 측정하게 된다. 이 때, 스트레인게이지(130,140)가 측정대(110)에 위치되는 고정위치와, 측정자가 발걸이(160)를 당기는 방향에 따라 오른쪽다리 또는 왼쪽다리의 굴근력, 신전력, 외전력 및 내전력을 측정할 수 있다.

즉, 하나의 장비를 이용해 양다리의 굴근력, 신전력, 외전력 및 내전력을 간편하게 함께 측정할 수 있다.

측정대(110)는 내부에 한 쌍의 스트레인게이지(130,140)를 수용하며, 상면에 측정자가 올라서서 하지근력을 측정할 수 있도록 지지한다.

측정대(110)는 측정자가 서서 다리를 벌리는 동작을 할 수 있도록 일정 면적을 갖도록 형성된다. 측정대(110)는 휴대가 가능한 넓이로 구비되는 것이 바람직하다. 일례로, 측정대(110)는 가로 849mm, 세로 500mm로 설계될 수 있다.

측정대(110)의 상면에는 스트레인게이지(130,140)와 결합된 한 쌍의 후크(133,143)가 이동되는 한 쌍의 슬릿(111,113)이 관통형성된다. 제1슬릿(111)과 제2슬릿(113)은 서로 대향되는 방향으로 90°각도의 원호 형태로 형성된다.

제1슬릿(111)은 제1스트레인게이지(130)를 이동가능하게 지지하고, 제2슬릿(113)은 제2스트레인게이지(140)를 이동가능하게 지지한다. 제1슬릿(111)의 양단부(111a,111b)와 제2슬릿(113)의 양단부(113a,113b)에 각각 한 쌍의 스트레인게이지(130,140)가 서로 대향되는 방향으로 위치되어 오른쪽다리(A)와 왼쪽다리(B)의 하지근력을 측정하게 된다.

도 2에 도시된 바와 같이 측정대(110)의 내부에는 한 쌍의 스트레인게이지(130,140)와 게이지지지체(150)를 수용하는 게이지수용공간(115)이 형성된다. 게이지수용공간(115)에 게이지지지체(150)가 회전가능하게 결합되고, 게이지지지체(150)에 한 쌍의 스트레인게이지(130,140)가 고정결합된다.

이 때, 게이지수용공간(115)의 가운데 영역의 상부와 하부에는 각각 상부베어링(115a)과 하부베어링(115b)이 구비되어 게이지지지체(150)의 회전축(151)을 회전가능하게 지지한다.

측정대(110)의 하부에는 복수개의 레그(117)가 구비된다. 레그(117)는 측정대(110)의 수평을 조절하기 위한 것으로, 높이 조절이 가능하게 구비된다.

팔지지대(120)는 측정자가 측정대(110)에 서서 발걸이(160)를 당기는 동작을 할 때, 중심을 잃지 않도록 측정자가 팔을 잡을 수 있게 한다.

팔지지대(120)는 측정대(110)의 네 면 중 세 면을 감싸는 "ㄷ"자 형태로 형성된다. 개방된 일측을 통해 사용자가 측정대(110)로 올라서거나 내려설 수 있다. 팔지지대(120)는 수직프레임(121)에 의해 측정대(110)와 일정 높이 이격되게 배치된다. 이 때, 측정대(110)와 팔지지대(120) 사이의 높이(h)는 수직프레임(121)에 의해 조절될 수 있다.

즉, 측정자(A)의 키와 다리길이 등의 신체조건에 따라 수직프레임(121)을 이용해 팔지지대(120)의 높이를 조절할 수 있다.

한 쌍의 스트레인게이지(130,140)는 각각 오른쪽다리와 왼쪽다리의 하지근력을 측정한다. 스트레인게이지(130,140)에 의해 측정된 하지근력을 디지털수치로 산출된 후 표시부(170)에 표시된다.

도 2와 도 3에 도시된 바와 같이 한 쌍의 스트레인게이지(130,140)는 게이지지지체(150)의 내부에 고정된다. 한 쌍의 스트레인게이지(130,140)의 상부에는 각각 제1후크(133)와 제2후크(143)가 결합되고, 제1후크(133)와 제2후크(143)는 제1슬릿(111)과 제2슬릿(113)의 상부로 돌출된다.

각 후크(133,143)에는 체인결합공(133a)이 형성되어 발걸이체인(163)의 결합고리(165)가 착탈가능하게 삽입된다. 후크(133,143)와 스트레인게이지(130,140)의 연결축의 상부에는 제2나사산(133b)이 형성되고 하부에는 나사산이 형성되지 않는다. 이 때, 슬릿(111,113)의 제1나사산(111c)과 나사결합된다.

스트레인게이지(130,140)의 위치를 슬릿(111,113)을 따라 이동시킬 때는 후크(133,143)의 연결축을 상방향으로 이동시켜 나사산이 없는 영역이 슬릿(111,113)과 닿게 하고, 스트레인게이지(130,140)의 위치를 고정하고자 할 때는 후크(133,143)를 회전시켜 연결축의 제2나사산(133b)이 제1나사산(111c)에 나사결합되어 위치가 고정되게 한다.

게이지지지체(150)는 한 쌍의 스트레인게이지(130,140)를 측정대(110) 하부에 회전가능하게 지지한다. 게이지지지체(150)는 상부가 개방된 원통 형태로 형성되고, 가운데는 게이지회전축(151)이 수직방향으로 위치되고, 양측에 한 쌍의 스트레인게이지(130,140)가 고정결합된다.

게이지회전축(151)의 상단에는 상부베어링결합축(153)이 돌출형성되고, 하부에는 하부베어링결합축(153)이 돌출형성된다. 상부베어링결합축(153)은 게이지수용공간(115)의 상부베어링(115a)에 결합되고, 하부베어링결합축(155)은 게이지수용공간(115)의 하부베어링(115b)에 결합된다.

사용자가 나사결합이 풀리는 방향으로 후크(133,143)를 회전시켜 후크(133,143)를 상방향으로 상승시킨 후, 슬릿(111,113)을 따라 이동되도록 가압하면, 게이지회전축(151)은 가압방향으로 회전된다. 이에 따라 한 쌍의 스트레인게이지(130,140)가 함께 회전된다.

발걸이(160)는 측정자가 발을 끼운 후 당겨 스트레인게이지(130,140)로 힘을 전달하게 한다. 발걸이(160)는 발걸이지지고리(161)에 결합되고, 발걸이지지고리(161)는 발걸이체인(163)에 연결된다. 발걸이체인(163)은 길이 조절이 가능하게 구비된다.

발걸이체인(163)의 단부에는 결합고리(165)가 구비되고, 결합고리(165)는 후크(133,143)에 착탈가능하게 결합된다.

작업자는 측정자(A)의 하지근력을 측정하고자 하는 다리와, 측정하고자 하는 하지근력의 종류에 따라 한 쌍의 후크(133,143) 중 어느 하나에 결합고리(165)를 결합시킨다.

도 4는 양쪽다리의 하지근력을 측정할 경우 다리의 자세를 도시한 예시도이고, 도 5는 하지근력 측정시에 한 쌍의 후크(133,143)의 배치를 도시한 예시도이다.

설명을 위해 사용자가 도 1에 도시된 바와 같이 정면을 바라보고 서 있는 경우를 기준으로 설명한다. 본 발명의 하지근력 측정장치(100)는 오른쪽다리와 왼쪽다리의 굴근력, 신전력, 외전력 및 내전력을 각각 측정할 수 있다.

설명의 편의를 위해 도 5에 도시된 바와 같이 오른쪽 다리의 경우를 일례로 설명한다.

도 5의 (a)에 도시된 바와 같이 굴근력(F1)은 측정자가 서 있는 자세에서 오른발(D)을 앞쪽으로 차는 힘을 말한다. 굴근력(F1) 측정을 위해 측정자는 발걸이(160)에 발을 끼우고 앞쪽으로 차게 된다.

도 5의 (b)에 도시된 바와 같이 신전력(F3)은 측정자가 서 있는 자세에서 오른발(D)을 뒤쪽으로 당기는 힘을 말한다. 신전력(F3) 측정을 위해 측정자는 발걸이(160)에 발을 끼우고 뒤쪽으로 당기게 된다.

도 5의 (c)에 도시된 바와 같이 내전력(F2)은 측정자가 서 있는 자세에서 오른발(D)을 몸의 안쪽, 즉 왼쪽다리를 향해 당기는 힘을 말한다. 내전력(F2) 측정을 위해 측정자는 발걸이(160)에 발을 끼우고 몸 안쪽으로 당기게 된다.

도 5의 (d)에 도시된 바와 같이 외전력(F4)은 측정자가 서 있는 자세에서 오른발(D)을 몸의 바깥쪽으로 밀어내는 힘을 말한다. 외전력(F4) 측정을 위해 측정자는 발걸이(160)에 발을 끼우고 몸 바깥쪽으로 밀게 된다.

도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 작업자는 측정자의 오른다리에 대한 굴근력(F1)과 내전력(F2)을 측정하고자 할 때는 제1후크(133)를 제1슬릿(111)의 하부(111a)에 위치시킨다. 이 때, 제2후크(143)는 자동으로 제2슬릿(113)의 상부(113b)에 위치된다.

제1후크(133)를 제1슬릿(111)의 하부(111a)에 위치시킨 후, 제1후크(133)에 발걸이체인(163)을 결합시키고, 측정자는 발걸이(160)에 오른발을 끼운 후, 앞쪽으로 발걸이를 차 굴근력(F1)를 측정하고, 안쪽으로 당겨 내전력(F2)을 측정한다.

이 위치에서 발걸이체인(163)을 제2슬릿(113)의 상부(113b)에 위치된 제2후크(143)에 결합시킨 후, 발걸이(160)에 왼발을 끼운 후, 뒤쪽으로 발걸이(160)를 당겨 신전력(F3)을 측정하거나, 발걸이(160)를 바깥쪽으로 밀어 외전력(F4)을 측정할 수 있다.

도 4의(b)에 도시된 바와 같이 제1후크(133)를 회전시켜 제1슬릿(111)의 상부(111b)에 위치시킨다. 이 때, 제2후크(143)는 자동으로 제2슬릿(113)의 하부(113a)에 위치된다.

제1후크(133)를 제1슬릿(111)의 상부(111b)에 위치시킨 후, 제1후크(133)에 발걸이체인(163)을 결합시키고, 측정자는 발걸이(160)에 오른발을 끼운 후, 뒷쪽으로 발걸이(160)를 당겨 오른다리의 신전력(F3)을 측정하고, 바깥쪽으로 밀어 오른다리의 외전력(F4)을 측정할 수 있다.

이 위치에서 발걸이체인(163)을 제1슬릿(111)의 하부(111a)에 위치된 제2후크(143)에 결합시킨 후, 발걸이(160)에 왼발을 끼운 후, 앞쪽으로 발걸이(160)를 차 왼쪽다리의 굴근력(F1)을 측정하거나, 발걸이(160)를 몸 안쪽으로 당겨 왼쪽다리의 내전력(F2)을 측정할 수 있다.

각 위치에서 발걸이(160)를 당기게 되면, 후크(133,143)와 연결된 제1스트레인게이지(130) 또는 제2스트레인게이지(140)가 각 근력을 측정한 값을 디지털로 산출하고, 표시부(170)에 산출된 근력값이 표시된다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 하지근력 측정장치는 측정대에 구비된 한 쌍의 스트레인게이지의 위치를 변화시키는 간단한 조작만으로 오른쪽다리와 왼쪽다리의 신전력, 내전력, 굴근력 및 외전력을 함께 측정할 수 있다.

이상에서 설명된 본 발명의 하지근력 측정장치의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

100 : 하지근력측정장치 110 : 측정대
111 : 제1슬릿 111a : 제1하부
111b : 제1상부 111c : 제1나사산
113 : 제2슬릿 113a : 제2하부
113b : 제2상부 115 : 게이지수용공간
115a : 상부베어링 115b : 하부베어링
117 : 레그 120 : 팔지지대
121 : 수직프레임 130 : 제1스트레인게이지
133 : 제1후크 133a : 체인결합공
140 : 제2스트레인게이지 143 : 제2후크
133b : 제2나사산 150 : 게이지지지체
151 : 게이지회전축 153 : 상부베어링결합축
155 : 하부베어링결합축 160 : 발걸이
161 : 발걸이지지고리 163 : 발걸이체인
165 : 결합고리 170 : 표시부
A : 측정자
B : 오른쪽다리
C : 왼쪽다리
D : 오른발
F1 : 신전력
F2 : 내전력
F3 : 굴근력
F4 : 외전력

Claims

측정자가 올라서며 바닥면에 서로 대향되는 방향으로 한 쌍의 원호형태의 슬릿(111,113)이 관통형성된 측정대(110)와;
상기 한 쌍의 슬릿(111,113)에 대응되게 위치되어 근력을 측정하는 스트레인게이지(130,140)와;
상기 스트레인게이지(130,140)와 발걸이체인(163)에 의해 연결되며, 측정자의 발이 삽입되어 상기 발이 당겨지는 방향에 따른 힘을 상기 스트레인게이지(130,140)로 전달하는 발걸이(160)와;
상기 스트레인게이지(130,140)의 상부와 연결되어 상기 측정대(110)의 상부로 돌출형성되며 상기 슬릿(111,113)을 따라 이동 및 고정가능하게 구비되며 상기 발걸이체인(163)과 착탈가능하게 결합되는 게이지고정후크(133,143)와;
상기 스트레인게이지(130,140)에서 측정된 근력을 외부로 표시하는 표시부(170)를 포함하며,
상기 한 쌍의 슬릿(111,113)에 상기 게이지고정후크(133,143)가 고정되는 고정위치와, 상기 고정위치에서 착용자가 상기 발걸이(160)를 가압하는 방향에 따라 하지의 신전력, 굴근력, 외전력 및 내전력 중 어느 하나가 측정되는 것을 특징으로 하는 하지근력 측정장치.
제1항에 있어서,
상기 측정대(110)에 측정자가 서 있는 위치를 기준으로 한 쌍의 슬릿(111,113)의 동서남북의 네 위치 중 어느 한 위치에 상기 게이지고정후크(133,143)가 고정되는 것을 특징으로 하지근력 측정장치.
제2항에 있어서,
상기 측정대의 상부에는 측정자가 측정과정 중에 손을 잡아 몸의 균형을 잡을 수 있게 하는 팔지지대가 "ㄷ“자 형태로 구비되는 것을 특징으로 하는 하지근력측정장치.