KR20200130048A

KR20200130048A - Ｅｍｓ무릎보호대 및 무릎보조기

Info

Publication number: KR20200130048A
Application number: KR1020190086301A
Authority: KR
Inventors: 이진혁; 장기모
Original assignee: 유한회사 티엠엑스
Priority date: 2019-05-08
Filing date: 2019-07-17
Publication date: 2020-11-18
Also published as: KR102313736B1

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 EMS 무릎보호대는, 슬개골개구가 마련되어, 슬개골이 개방되게 무릎을 둘러싸면서 다리에 착용되는 무릎슬리브; 및 무릎슬리브에 내장되어, 허벅지와 종아리 뒷부분으로 전기자극을 제공하는 전기자극부를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무릎보조기는, 허벅지 앞부분에 맞닿게 다리에 착용되는 상부프레임; 종아리 뒷부분에 맞닿게 다리에 착용되는 하부프레임; 슬개골개구가 마련되고, 상부프레임과 하부프레임에 결합되어, 슬개골이 개방되게 다리를 감싸게 다리에 착용되는 무릎슬리브; 슬개골개구를 기준으로 무릎슬리브의 일측에서, 상부프레임과 하부프레임에 탈착가능하게 결합되어, 관절운동가능하게 무릎의 안쪽을 지지하는 제1 지지프레임; 및 제1 지지프레임과 나란하게 위치되되, 상부프레임과 하부프레임에 탈착가능하게 결합되어, 관절운동가능하게 무릎의 바깥쪽을 지지하는 제2 지지프레임을 포함하는 것이 바람직하다.

Description

ＥＭＳ무릎보호대 및 무릎보조기{ＥＭＳ KNEE BRACE AND KNEE JOINT ASSIST APPARATUS}

본 발명은 EMS 무릎보호대 및 무릎보조기에 관한 것이며, 상세하게는 십자인대 수술 후 또는 무릎 손상 후 무릎의 안정성을 향상시키며, 전기적근육자극요법이 결합된 EMS 무릎보호대 및 무릎보조기에 관한 것이다.

일반적으로 무릎 관절에 손상이 생겨 수술을 거친 환자의 경우에는 병변 부위가 회복될 때까지 깁스 등으로 손상 부위를 고정하는 작업을 거쳐야 한다. 다리에서 깁스를 제거하면, 장시간 고정되어 있던 관절이 굳어져 재활 치료를 수행하는 데 상당한 시간이 소요되고 환자 스스로도 재활 치료를 통해 근력을 강화시켜 본래의 컨디션으로 회복하는 데에 많은 노력이 필요하다.

이에, 십자인대 및 무릎 수술 후, 무릎관절을 잡아주는 관절 보조기는 필수적인 것이며, 무릎의 안정성과 기능향상에 중요하다. 관절 보조기는 십자 인대 등의 파열로 인하여 수술한 부위를 보조하거나 교정하는 장치로서, 손상된 인대의 움직임을 최소화하여 관절을 지지할 수 있도록 한다.

무릎보조기와 관련되어 다양한 기술이 연구개발 중에 있으며, 이와 관련된 선행기술문헌으로서, 한국특허공개 제10-2010-0018599호(2010.2.17 공개), 무릎보조기용 재활 운동기에 관하여 개시되어 있다.

상기 선행기술문헌은 상부 지지대, 하부 지지대, 조인트부, 및 탄성부재를 포함하여 이루어지며, 상부 지지대는 무릎 보조기의 상부에 탈부착되고, 하부 지지대는 무릎 보조기의 하부에 탈부착되며, 조인트부는 상부 지지대와 하부 지지대를 연결한다. 그러나, 선행기술문헌의 무릎보조기는 인대의 움직임을 최소화하여 관절을 고정하도록 지지대가 고정되어 있기 때문에 환자의 체형과 부상경중을 전혀 고려하지 못한다는 문제점이 있다. 또한, 환자마다 손상된 부위가 상이함에도 불구하고 고정된 상태로 일정 시간동안 유지할 경우, 관절이 굳어 재활 치료에도 많은 시간이 소요된다.

한편, 기존의 보호대는 기성품으로 매우 투박하고, 부피가 크다. 그러므로 간편하면서 환자개인에 맞춤 보조기가 필요하다. 특히 최근 연구들에서는 초기 전기적근육자극요법은 무릎 수술후 대퇴사두근의 근력 회복 및 향후 재활 및 기능향상에 매우 중요한 것으로 보고되고 있다(Hauger et al. KSSTA 2018; Labanca et al. Med Sci Sports Exerc 2018).

본 발명은 십자인대 수술 후 또는 무릎 손상 후, 슬개골이 개방되게 다리에 착용되면서 무릎관절을 잡아주어, 일상 생활에서도 재활 운동가능하게 무릎관절을 잡아줄 수 있는 EMS 무릎 보호대를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 슬개골이 개방되게 다리에 착용되는 무릎슬리브에 복수의 전기자극패드를 내장하여, 전기적근육자극요법(Electrical muscle stimulation, EMS)으로 무릎 수슬 후 허벅지 및 종아리 근육에 전기자극을 주어 근력 회복을 유도할 수 있는 EMS 무릎 보호대를 제공하는 것을 목적으로 한다.

아울러, 본 발명은 무릎슬리브에 내장된 복수의 전기자극패드가 IoT기반으로 스마트기기와 연동되어, 스마트기기에서의 어플리케이션의 조작을 통해, 일상생활 중에도 전기자극패드로 인가되는 자극의 세기를 조절할 수 있는 EMS 무릎 보호대를 제공하는 것을 목적으로 한다.

아울러, 본 발명은 환자의 체형에 맞게 길이 조절이 가능하고, 무릎 관절에 손상이 발생한 환자의 부상 경중에 따라 유동 가능한 범위를 조절 가능하도록 하여 재활치료의 효과를 높일 수 있는 무릎보조기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

환자가 무릎 관절 수술 후 직장생활 또는 사회 생활로 빠르게 복귀하게 됨에 따라, 재활운동이 제대로 수행되지 않고 장시간 동안 의자에 앉아 일을 하게 되면서 무릎 관절의 굳음(stiff knee)이 발생하게 되는데, 본 발명은 무릎수술 후, 관절의 굳음(stiff knee) 문제를 해결하기 위해, 무릎보조기에 전동실린더를 부착하고, 일상생활에서도 재활치료가능한 무릎보조기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 EMS 무릎보호대는, 슬개골개구가 마련되어, 슬개골이 개방되게 무릎을 둘러싸면서 다리에 착용되는 무릎슬리브; 및 무릎슬리브에 내장되어, 허벅지와 종아리 뒷부분으로 전기자극을 제공하는 전기자극부를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 전기자극부는, 무릎슬리브에 내장된 복수의 전기자극패드; 및 복수의 전기자극패드로 전류를 인가하는 전류인가부를 포함하고, 전류인가부는 IoT 기반으로 연동기기와 연동되어, 연동기기에서의 자극세기의 조작에 의해, 복수의 전기자극패드로의 전류의 세기가 조절되는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 복수의 전기자극패드는, 슬개골개구의 상부에서 무릎슬리브에 내장되어, 전류인가시 허벅지의 앞부분으로 전기자극을 제공하는 전방 허벅지 자극패드; 허벅지의 뒷부분과 맞닿게 무릎슬리브에 내장되어, 허벅지의 뒷부분으로 전기자극을 제공하는 후방 허벅지 자극패드; 및 종아리 뒷부분과 맞닿게 무릎슬리브에 내장되어, 종아리의 뒷부분으로 전기자극을 제공하는 후방 종아리 자극패드를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 무릎슬리브는 탄성재질을 가진 원단으로 제작된 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 무릎슬리브의 상부에 결합되어, 허벅지 앞부분을 둘러싸게 다리에 착용되는 상부프레임; 및 무릎슬리브의 하부에 결합되어, 종아리 뒷부분을 둘러싸게 다리에 착용되는 하부프레임을 더 포함하고, 상부프레임과 하부프레임은 탄성을 가지며, 곡면 형상으로 허벅지와 종아리에 맞닿게 다리에 착용되는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 슬개골개구의 상부에서 무릎슬리브에 내장되어, 슬개골의 상부를 압박하는 슬개골 상부 압박부; 및 슬개골 상부 압박부에 대해 하향경사지게 상기 무릎슬리브에 내장되어, 슬개골의 외측을 사선방향으로 압박하는 슬개골 사선 압박부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에 따른 무릎보조기는, 허벅지 앞부분에 맞닿게 다리에 착용되는 상부프레임; 종아리 뒷부분에 맞닿게 다리에 착용되는 하부프레임; 슬개골개구가 마련되고, 상부프레임과 하부프레임에 결합되어, 슬개골이 개방되게 다리를 감싸게 다리에 착용되는 무릎슬리브; 슬개골개구를 기준으로 무릎슬리브의 일측에서, 상부프레임과 하부프레임에 탈착가능하게 결합되어, 관절운동가능하게 무릎의 안쪽을 지지하는 제1 지지프레임; 및 제1 지지프레임과 나란하게 위치되되, 상부프레임과 하부프레임에 탈착가능하게 결합되어, 관절운동가능하게 무릎의 바깥쪽을 지지하는 제2 지지프레임을 포함하는 것이 바람직하다.

제1 지지프레임과 제2 지지프레임은, 길이조절가능하게 상부프레임에 결합된 상부길이조절부와, 길이조절가능하게 하부프레임에 결합된 하부길이조절부와, 상부길이조절부와 하부길이조절부에 결합되어, 상부길이조절부와 하부길이조절부의 사잇각을 조절하는 각도조절부를 포함하고, 무릎의 굽힘 정도를 사잇각 범위 내로 제한하는 것이 바람직하다.

그리고, 제1 지지프레임과 제2 지지프레임 중 적어도 하나에는, 일단이 상부길이조절부에 소정의 각도로 회전가능하게 결합되고, 타단이 하부길이조절부에 결합되어, 전후이동가능하게 작동되는 전동실린더가 더 설치되고, 전동실린더는, 전진 작동시 일단이 상부길이조절부에 대해 반시계방향으로 회전되면서 사잇각이 커지게 하부길이조절부를 밀어내고, 후진 작동시 일단이 상부길이조절부에 대해 시계방향으로 회전되면서 사잇각이 좁아지게 하부길이조절부를 잡아당기게 작동되는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 무릎슬리브에 내장되어, 허벅지와 종아리 뒷부분으로 전기자극을 제공하는 전기자극부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명은 십자인대 수술 후 또는 무릎 손상 후, 슬개골이 개방되게 다리에 착용되면서 무릎관절을 잡아주어, 일상 생활에서도 재활 운동가능하게 무릎관절을 잡아주어, 무릎 수술 후에 무릎관절운동시 무릎의 안정성을 확보할 수 있다.

또한, 본 발명은 슬개골이 개방되게 다리에 착용되는 무릎슬리브에 복수의 전기자극패드를 내장하여, 전기적근육자극요법(Electrical muscle stimulation, EMS)으로 무릎 수슬 후 허벅지 및 종아리 근육에 전기자극을 주어, 재활 또는 운동효과를 극대화할 수 있다.

아울러, 본 발명은 무릎슬리브에 내장된 복수의 전기자극패드가 IoT기반으로 스마트기기와 연동되어, 스마트기기에서의 어플리케이션의 조작을 통해, 일상생활 중에도 전기자극패드로 인가되는 자극의 세기를 조절할 수 있어, 일상생활 중에도 재활치료의 모니터링 및 강도 조절을 가능하여, 일상생활을 하면서도 재활 치료가능하다.

아울러, 본 발명은 환자의 체형에 맞게 길이 조절이 가능하고, 무릎 관절에 손상이 발생한 환자의 부상 경중에 따라 유동 가능한 범위를 조절 가능하도록 하여 재활치료의 효과를 높일 수 있다.

또한, 본 발명은 전동실린더를 통해 관절운동이 가능하여, 일상생활에서도 재활치료가능하다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무릎보조기의 착용상태도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 EMS무릎보호대 및 무릎보조기의 구성도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 EMS무릎보호대를 개략적으로 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 무릎보조기의 착용상태도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 EMS무릎보호대를 개략적으로 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 무릎보조기의 착용상태도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 무릎보조기의 착용상태도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 8 및 도 9는 전동실린더의 작동시, 제1 지지프레임의 작동상태를 설명하기 위한 도면이다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 EMS무릎보호대 및 무릎보조기에 대해 설명하기로 한다.

● 제 1 실시예

이하에서는 도 1 및 도 2를 참조하여, 무릎보조기(100)에 대해 설명하기로 한다.

무릎보조기(100)는 무릎슬리브(110), 상부프레임(120), 하부프레임(130), 제1 지지프레임(140a)과 제2 지지프레임(140b)을 포함한다.

무릎슬리브(110)는 슬개골개구(115)가 마련되어, 슬개골이 개방되게 무릎을 둘러싸면서 다리에 착용된다. 무릎슬리브(110)는 탄성재질을 가진 원단, 예컨대, 스판덱스로 제작된 것이 바람직하다.

상부프레임(120)은 무릎슬리브(110)의 상부에 결합되어, 허벅지 앞부분을 둘러싸게 다리에 착용된다. 상부프레임(120)에는 상부밴드(미도시)가 더 설치된다. 상부프레임(120)은 탄성을 가진다. 상부프레임(120)은 내면이 곡면으로 휘어진 형상을 가진다. 상부프레임(120)은 상부밴드의 조임에 의해 허벅지에 맞닿게 착용된다.

하부프레임(130)은 무릎슬리브(110)의 하부에 결합되어, 종아리 뒷부분을 둘러싸게 다리에 착용된다. 하부프레임(130)에는 하부밴드(미도시)가 더 설치된다. 하부프레임(130)은 탄성을 가진다. 하부프레임(130)은 내면이 곡면으로 휘어진 형상을 가진다. 하부프레임(130)은 하부밴드의 조임에 의해 종아리에 맞닿게 착용된다.

제1 지지프레임(140a)과 제2 지지프레임(140b)은 슬개골개구(115)를 기준으로 나란하게, 상부프레임(120)과 하부프레임(130)에 결합되어, 관절운동가능하게 무릎을 지지한다.

구체적으로, 제1 지지프레임(140a)은 무릎의 안쪽에서, 무릎과 맞닿게 위치된다. 제1 지지프레임(140a)은 무릎이 관절운동가능하게 무릎의 안쪽을 지지한다. 그리고, 제2 지지프레임(140b)은 무릎의 바깥쪽 방향에서, 무릎과 맞닿게 위치된다. 제2 지지프레임(140b)은 무릎이 관절운동가능하게, 무릎의 바깥쪽을 지지한다.

본 명세서에서, 무릎 안쪽은 왼쪽다리와 오른쪽 다리 사이를 지칭하며, 무릎 바깥쪽은 왼쪽 무릎과 오른쪽 무릎이 닿지 않은 방향을 지칭한다.

제1 지지프레임(140a)과 제2 지지프레임(140b)은 상부프레임(120)과 하부프레임(130)에 탈착가능하게 결합된다. 구체적으로, 제1 지지프레임(140a)은 상부프레임(120)에 마련된 제1 상부체결홈(121)과, 하부프레임(130)에 마련된 제1 하부체결홈(131)에 탈착가능하게 결합된다. 제2 지지프레임(140b)은 상부프레임(120)에 마련된 제2 상부체결홈(122)과, 하부프레임(130)에 마련된 제2 하부체결홈(132)에 탈착가능하게 결합된다.

제2 지지프레임(140b)은 제1 지지프레임(140a)과 동일한 구조를 가지는 바, 이하에서는 설명의 반복을 피하기 위하여, 제1 지지프레임(140a)을 기준으로 설명하기로 한다.

도 2를 참조하면, 제1 지지프레임(140a)은 각도조절부(141), 상부길이조절부(142)와 하부길이조절부(143)를 포함한다. 상부길이조절부(142)와 하부길이조절부(143)은 각각 소정의 각도로 회전가능하게 각도조절부(141)에 결합된다.

각도조절부(141)는 상부길이조절부(142)와 하부길이조절부(143)의 사잇각을 조절한다. 여기서, 사잇각은 각도조절부(141)를 중심으로, 상부길이조절부(142)와 하부길이조절부(143) 사이의 각도이다.

각도조절부(141)에는 각도스토퍼(141a))가 마련되어, 사잇각 범위 내에서만 상부길이조절부(142)와 하부길이조절부(143)의 이동을 제한한다.

상부길이조절부(142)는 상부 길이조절몸체(142a)과 상부 지지대(142b)로 구성된다. 상부 지지대(142b)는 각도조절부(141)에 결합된다. 상부 길이조절몸체(142a)는 상부 지지대(142b)에 길이조절가능하게 결합된다. 그리고, 상부 길이조절몸체(142a)는 상부프레임(120)에 마련된 제1 상부체결홈(121)에 탈착가능하게 끼움결합된다.

상부길이조절부(142)는 상부 길이조절몸체(142a)가 상부 지지대(142b)에 마련된 걸림홈에 걸리는 방식으로 길이조절가능하다. 상부길이조절부(142)의 길이조절가능한 구조는 상부 길이조절몸체(142a)가 상부 지지대(142b)에 걸리는 구조 외에 당업자의 입장에서 자명한 범위 내에서 다양한 구조가 채택가능함은 물론이다.

하부길이조절부(143)는 하부 길이조절몸체(143a)과 하부 지지대(143b)로 구성된다. 하부 지지대(143b)는 각도조절부(141)에 결합된다. 하부 길이조절몸체(143a)는 하부 지지대(143b)에 길이조절가능하게 결합된다. 그리고, 하부 길이조절몸체(143a)는 하부프레임(130)에 마련된 제1 하부체결홈(131)에 탈착가능하게 결합된다.

하부길이조절부(143)는 하부 길이조절몸체(143a)가 하부 지지대(143b)에 마련된 걸림홈에 걸리는 방식으로 길이조절가능하다. 하부길이조절부(143)의 길이조절가능한 구조는 하부 길이조절몸체(143a)가 하부 지지대(142b)에 걸리는 구조 외에 당업자의 입장에서 자명한 범위 내에서 다양한 구조가 채택가능함은 물론이다.

본 발명은 환자의 체형에 맞게 길이 조절이 가능하고, 무릎 관절에 손상이 발생한 환자의 부상 경중에 따라 유동 가능한 범위를 조절 가능하도록 하여 재활치료의 효과를 높일 수 있다.

● 제 2 실시예

이하에서는 도 3 및 도 4를 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 EMS 무릎보호대(200a) 및 무릎보조기(200)에 대해 설명하기로 한다.

도 3을 참조하면, 본 실시예의 무릎보조기(200)는 EMS 무릎보호대(200a)에 상술한 제1 지지프레임(240a)과 제2 지지프레임(미도시)이 탈착가능하게 결합된 것이다. 제1 지지프레임(240a)과 제2 지지프레임(미도시)은 상술한 제 1 실시예의 제1 지지프레임(140a)과 제2 지지프레임(140b)의 설치구조 및 작동구조가 동일하다.

도 4를 참조하면, EMS 무릎보호대(200a)는 무릎슬리브(210), 상부프레임(220), 하부프레임(230)과 전기자극부를 포함한다.

본 실시예에서, 무릎슬리브(210), 상부프레임(220), 하부프레임(230), 제1 지지프레임(240a)와 제2 지지프레임(미도시)는 상술한 제 1 실시예의 무릎슬리브(110), 상부프레임(120), 하부프레임(130), 제1 지지프레임(140a)와 제2 지지프레임(140b)와 동일한다. 본 실시예에서는 상술한 제 1 실시예와 동일한 구성요소를 지칭하는 도면번호가 100번대에서 200번대로 표기되며, 본 실시예에서 설명되지 않은 구성요소는 상술한 제 1 실시예의 구성요소와 동일한 기능을 수행하는 것으로 본다.

이하에서는 상술한 제 1 실시예와 상이한 구성인 전기자극부에 대해 설명하기로 한다.

전기자극부는 허벅지와 종아리로 전기자극을 제공하는 것이다. 전기자극부는 IoT기반으로 연동기기(290)와 연동되어, 전극자극의 세기가 조절된다. 연동기기(290)로는 전기자극부와 연동되는 어플리케이션이 설치된 스마트기기 또는 전기자극부를 조작가능한 컨트롤러 등이 사용될 수 있다.

전기자극부는 무릎슬리브(210)에 내장된다. 전기자극부는 복수의 전기자극패드(251, 252, 253, 254, 255, 256)와 전류인가부(225, 235)로 구성된다.

전류인가부(225, 235)는 복수의 전기자극패드(251, 252, 253, 254, 255, 256)로 전류를 인가한다. 전류인가부(225, 235)는 IoT 기반으로 연동기기(290)와 연동되어, 연동기기(290)에서의 자극세기의 조작에 의해, 복수의 전기자극패드(251, 252, 253, 254, 255, 256)로의 전류의 세기가 조절된다.

복수의 전기자극패드(251, 252, 253, 254, 255, 256)는 무릎슬리브(210)에 내장된다. 복수의 전기자극패드(251, 252, 253, 254, 255, 256)는 무릎슬리브(210)에 내장된 위치에 따라, 전방 허벅지 자극패드(251, 252), 후방 허벅지 자극패드(253, 254) 및 후방 종아리 자극패드(255, 256)로 구분된다.

전방 허벅지 자극패드(251, 252) 슬개골개구(215)의 상부에서 무릎슬리브(210)에 내장되어, 전류인가시 허벅지의 앞부분으로 전기자극을 제공한다. 후방 허벅지 자극패드(253, 254)는 허벅지의 뒷부분과 맞닿게 무릎슬리브(210)에 내장되어, 허벅지의 뒷부분으로 전기자극을 제공한다. 후방 종아리 자극패드(255, 256)는 종아리 뒷부분과 맞닿게 무릎슬리브(210)에 내장되어, 종아리의 뒷부분으로 전기자극을 제공한다.

이에, 본 발명은 십자인대 수술 후 또는 무릎 손상 후 무릎의 안정성을 향상시키며, 전기적근육자극요법(Electrical muscle stimulation, EMS)을 통해, 재활 또는 운동효과를 극대화할 수 있다.

또한, 본 발명은 전기자극부가 IoT기반으로 연동기기(290)와 연동되어, 어플리케이션을 통해, 일상생활 중에도 모니터링 및 강도 조절을 가능하여, 일상생활을 하면서도 재활 치료가능하다.

● 제 3 실시예

이하에서는 도 5 및 도 6을 참조하여, 본 발명의 제3 실시예에 따른 EMS 무릎보호대(300a) 및 무릎보조기에 대해 설명하기로 한다.

도 5을 참조하면, 본 실시예의 무릎보조기(300)는 EMS 무릎보호대(300a)에 상술한 제1 지지프레임(미도시)과 제2 지지프레임(340b)이 탈착가능하게 결합된 것이다.

EMS 무릎보호대(300a)는 무릎슬리브(310), 상부프레임(320), 하부프레임(330), 전기자극부, 슬개골 상부 압박부(316)와 슬개골 사선 압박부(317)를 포함한다.

본 실시예에서, 무릎슬리브(310), 상부프레임(320), 하부프레임(330), 제1 지지프레임(미도시), 제2 지지프레임(340b) 및 전기자극부는 상술한 제 2 실시예의 무릎슬리브(210), 상부프레임(220), 하부프레임(230), 제1 지지프레임(240a), 제2 지지프레임(미도시)와 전기자극부와 동일한다.

본 실시예에서는 상술한 제2 실시예와 동일한 구성요소를 지칭하는 도면번호가 200번대에서 300번대로 표기되며, 본 실시예에서 설명되지 않은 구성요소는 상술한 제2 실시예의 구성요소와 동일한 기능을 수행하는 것으로 본다.

제 2 실시예에서도 상술했듯이, 전기자극부는 허벅지와 종아리로 전기자극을 제공하는 것이다. 전기자극부는 복수의 전기자극패드(351, 352, 353, 355)를 구비하며, 무릎슬리브(310)에 내장되며, IoT 기반으로 연동기기(390)와 연동된다. 전기자극부는 연동기기(390)의 조작에 의해 전극자극의 세기가 조절된다. 연동기기(390)로는 전기자극부와 연동되는 어플리케이션이 설치된 스마트기기 또는 전기자극부를 조작가능한 컨트롤러 등이 사용될 수 있다.

복수의 전기자극패드(351, 352, 353, 354, 355, 356)는 무릎슬리브(310)에 내장된 위치에 따라, 전방 허벅지 자극패드(351, 352), 후방 허벅지 자극패드(353) 및 후방 종아리 자극패드(355)로 구분된다.

전방 허벅지 자극패드(351, 352) 슬개골개구(315)의 상부에서 무릎슬리브(310)에 내장되어, 전류인가시 허벅지의 앞부분으로 전기자극을 제공한다. 후방 허벅지 자극패드(353)는 허벅지의 뒷부분과 맞닿게 무릎슬리브(310)에 내장되어, 허벅지의 뒷부분으로 전기자극을 제공한다. 후방 종아리 자극패드(355)는 종아리 뒷부분과 맞닿게 무릎슬리브(310)에 내장되어, 종아리의 뒷부분으로 전기자극을 제공한다.

본 발명은 전기자극부가 IoT기반으로 연동기기(390)와 연동되어, 어플리케이션을 통해, 일상생활 중에도 모니터링 및 강도 조절을 가능하여, 일상생활을 하면서도 재활 치료가능하다.

본 실시예는 상기와 같은 전기자극을 이용한 재활 치료와 더불어, 무릎슬리브(300a)의 착용시 슬개골 상부 압박부(316)와 슬개골 사선 압박부(317)를 통해 지속적으로 통증점을 압박하여, 착용자의 재활치료를 도모할 수 있다.

슬개골 상부 압박부(316)는 슬개골의 상부의 통증점을 압박한다. 슬개골 상부 압박부(316)는 슬개골개구(315)의 상부에서 무릎슬리브(310)에 내장된다. 슬개골 상부 압박부(316)는 무릎슬리브(310)가 다리에 착용될 때 슬개골의 상부를 압박한다. 이에, 슬개골 상부 압박부(316)는 슬개골의 상부에 발생된 통증을 완화시킬 수 있다.

제2 압박부(317)는 슬개골의 외측의 통증점을 압박한다. 슬개골 사선 압박부(317)는 슬개골 상부 압박부(316)에 대해 하향경사지게 연장되게, 무릎슬리브(310)에 내장된다. 슬개골 사선 압박부(317)는 무릎슬리브(310)가 다리에 착용될 때, 슬개골의 외측을 사선방향으로 압박한다.

이에 따라, 슬개골 사선 압박부(317)는 무릎관절이 움직일 때 슬개골이 무릎의 바깥방향을 향해 사선형으로 이동되는 것까지 고려하여, 슬개골의 외측에 발생된 통증점을 압박할 수 있다.

슬개골 상부 압박부(316) 및 슬개골 사선 압박부(317)로는 단단한 섬유소재, 고무, 실리콘, 핫팩, 에어쿠션, 냉찜질팩 중 어느 하나가 사용될 수 있으며, 기술개발에 따라 다양한 소개가 사용될 수 있음은 물론이다.

본 실시예는, 슬개골 상부 압박부(316) 및 슬개골 사선 압박부(317)가 일상생활을 하는 중에도, 지속적으로 무릎통증점을 안정적으로 압박하여 착용자의 재활 또는 운동효과를 극대화할 수 있다.

● 제 4 실시예

도 7 내지 도 9를 참조하여, 이하에서는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 무릎보조기(400)에 대해 설명하기로 한다.

본 발명은 환자가 무릎 관절 수술 후 직장생활 또는 사회 생활로 빠르게 복귀하게 됨에 따라, 재활운동이 제대로 수행되지 않고 장시간 동안 의자에 앉아 일을 하게 되면서 무릎 관절의 굳음(stiff knee)이 발생하게 된다. 본 발명은 무릎수술 후, 관절의 굳음(stiff knee) 문제를 해결하기 위한 것이다.

본 발명은 무릎슬리브(410), 상부프레임(420), 하부프레임(430), 제1 지지프레임(440a), 제2 지지프레임(440b)과 전동실린더(460)를 포함한다.

본 실시예는 상술한 제 1 실시예 내지 제3 실시예 중 어느 하나의 무릎보조기에 전동실린더(460)가 설치된 실시예이다. 즉, 본 실시예는 제 1 실시예의 제1 지지프레임 및/또는 제2 지지프레임에 전동실린더(460)가 설치된 구조, 제2 실시예의 제1 지지프레임 및/또는 제2 지지프레임에 전동실린더(460)가 설치된 구조, 또는 제3 실시예의 제1 지지프레임 및/또는 제2 지지프레임에 전동실린더(460)가 설치된 구조 중 어느 하나가 적용될 수 있다.

다만, 이하에서는 설명의 편의를 위해, 도 7에서는 제2 실시예에 전동실린더(460)가 부착된 예를 기준으로 설명하기로 한다.

본 실시예에서, 무릎슬리브(410), 상부프레임(420), 하부프레임(430), 제1 지지프레임(440a), 제2 지지프레임(440b) 및 전기자극부는 상술한 제 2 실시예의 무릎슬리브(210), 상부프레임(220), 하부프레임(230), 제1 지지프레임(240a), 제2 지지프레임(미도시)와 전기자극부와 동일한다.

본 실시예에서는 상술한 제2 실시예와 동일한 구성요소를 지칭하는 도면번호가 200번대에서 400번대로 표기되며, 본 실시예에서 설명되지 않은 구성요소는 상술한 제2 실시예의 구성요소와 동일한 기능을 수행하는 것으로 본다.

도 8 및 도 9을 참조하면, 전동실린더(460)는 실린더본체(461)와 피스톤(462)으로 구성된다. 전동실린더는 제1 지지프레임(440a)에 설치되는 방식과 동일한 방식으로, 제2 지지프레임(미도시)에 설치될 수 있다.

실린더본체(461)는 제1 지지블럭(464)에 의해 상부길이조절부(442)에 결합된다. 제1 지지블럭(464)은 상부길이조절부(442)에 소정의 각도로 회전가능하게 결합된다. 피스톤(462)은 실린더본체(461)에 대해 전후이동가능하게 결합된다. 피스톤(462)은 제2 지지블럭(466)에 의해 하부길이조절부(443)에 결합된다.

전동실린더(460)는 기계신호에 따라, 피스톤(462)이 실린더본체(461)에 대해 전후이동가능하게 작동된다. 전동실린더(460)는 IoT기반으로 연동기기(490)와 연동되어, 기설정된 사잇각(θ)의 각도만큼 피스톤(462)의 전후이동거리가 조절된다. 연동기기(490)로는 전동실린더(460)와 연동되는 어플리케이션이 설치된 스마트기기 또는 전동실린더(460)를 구동시키는 컨트롤러 등이 사용될 수 있다.

도 8을 참조하면, 전동실린더(460)의 전진 작동시, 전동실린더(460)는 제1 지지블럭(464)이 상부길이조절부(442)에 대해 반시계방향으로 회전되고, 피스톤(462)이 실린더본체(461)에서 F1방향으로 나오면서 하부길이조절부(443)를 밀어내게 작동된다.

전동실린더(460)의 전진 작동시, 하부길이조절부(443)는 각도조절부(441)에 대해 반시계 방향으로 회전되면서, 상부길이조절부(442)에 대해 멀어지게 작동되고, 피스톤(462)이 하부길이조절부(443)를 밀어내는 힘에 의해, 착용자의 무릎 관절이 사잇각(θ)만큼 펴지게 된다.

도 9를 참조하면, 전동실린더(460)의 후진 작동시, 전동실린더(460)는 제1 지지블럭(464)이 상부길이조절부(442)에 대해 시계방향으로 회전되고, 피스톤(462)이 F2방향을 따라 실린더본체(461)로 삽입되면서, 사잇각(θ)이 좁아지게 하부길이조절부(443)를 잡아당기게 작동된다.

전동실린더(460)의 후진 작동시, 하부길이조절부(443)는 각도조절부(441)에 대해 시계방향으로 회전되면서, 상부길이조절부(442)와의 간격이 좁아지게 작동되고, 피스톤(462)이 하부길이조절부(443)를 잡아당기는 힘에 의해 착용자의 무릎 관절이 사잇각(θ)만큼 접혀지게 된다.

본 발명은 전동실린더(460)를 통해 상부길이조절부(442)와 하부길이조절부(443)가 각도조절부(441)에 대해 접혀졌다 펼쳐졌다 하는 과정을 반복 수행가능하여, 기계적 힘으로 착용자의 재활운동을 보조할 수 있다.

또한, 본 발명은 전동실린더(460)가 IoT기반으로 연동기기(490)와 연동되어, 어플리케이션을 통해, 일상생활을 하면서도 착용자의 상태에서 따라 설정된 운동강도로 재활 운동이 가능하다.

한편, 무릎슬리브(410)에 복수의 전기자극패드(451, 452)가 내장된 경우, 본 발명은 연동기기(490)에 설정된 어플리케이션을 통해, 일상생활 중에도 모니터링 및 전기자극의 세기 조절이 가능하여, 일상생활을 하면서도 재활 치료가능하다. 본 발명에서, 복수의 전기자극패드는 상술한 제2 실시예와 같이 배치가능하며, 도 7에 도시된 것에 한정되지 않는다.

비록 본 발명의 몇몇 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.

100, 200, 300, 400: 무릎보조기
110, 210, 310, 410: 무릎슬리브
115, 215, 315: 슬개골개구
120, 220, 320, 420: 상부프레임
130, 230, 330, 430: 하부프레임
140a, 240a, 440a: 제1 지지프레임
140b, 340b, 440b: 제2 지지프레임
200a, 300a: EMS 무릎보호대
251~ 256, 351, 352, 353, 355, 451, 452: 전기자극패드
316: 슬개골 상부 압박부
317: 슬개골 사선 압박부
460: 전동실린더
461: 실린더본체
462: 피스톤
464: 제1 지지블럭
466: 제2 지지블럭

Claims

슬개골개구가 마련되어, 슬개골이 개방되게 무릎을 둘러싸면서 다리에 착용되는 무릎슬리브; 및
상기 무릎슬리브에 내장되어, 상기 허벅지와 상기 종아리 뒷부분으로 전기자극을 제공하는 전기자극부를 포함하는 것을 특징으로 하는 EMS 무릎보호대.
제 1 항에 있어서, 상기 전기자극부는,
상기 무릎슬리브에 내장된 복수의 전기자극패드; 및
상기 복수의 전기자극패드로 전류를 인가하는 전류인가부를 포함하고,
상기 전류인가부는 IoT 기반으로 연동기기와 연동되어, 상기 연동기기에서의 자극세기의 조작에 의해, 상기 복수의 전기자극패드로의 전류의 세기가 조절되는 것을 특징으로 하는 EMS 무릎보호대.
제 2 항에 있어서, 상기 복수의 전기자극패드는,
상기 슬개골개구의 상부에서 상기 무릎슬리브에 내장되어, 전류인가시 상기 허벅지의 앞부분으로 전기자극을 제공하는 전방 허벅지 자극패드;
상기 허벅지의 뒷부분과 맞닿게 상기 무릎슬리브에 내장되어, 상기 허벅지의 뒷부분으로 전기자극을 제공하는 후방 허벅지 자극패드; 및
상기 종아리 뒷부분과 맞닿게 상기 무릎슬리브에 내장되어, 상기 종아리의 뒷부분으로 전기자극을 제공하는 후방 종아리 자극패드를 포함하는 것을 특징으로 하는 EMS 무릎보호대.
제 1 항에 있어서,
상기 무릎슬리브는 탄성재질을 가진 원단으로 제작된 것을 특징으로 하는 EMS 무릎보호대.
제 1 항에 있어서,
상기 무릎슬리브의 상부에 결합되어, 허벅지 앞부분을 둘러싸게 상기 다리에 착용되는 상부프레임; 및
상기 무릎슬리브의 하부에 결합되어, 종아리 뒷부분을 둘러싸게 상기 다리에 착용되는 하부프레임을 더 포함하고,
상기 상부프레임과 상기 하부프레임은 탄성을 가지며, 곡면 형상으로 상기 허벅지와 상기 종아리에 맞닿게 상기 다리에 착용되는 것을 특징으로 하는 EMS 무릎보호대.
제 1 항에 있어서,
상기 슬개골개구의 상부에서 상기 무릎슬리브에 내장되어, 슬개골의 상부를 압박하는 슬개골 상부 압박부; 및
상기 슬개골 상부 압박부에 대해 하향경사지게 상기 무릎슬리브에 내장되어, 상기 슬개골의 외측을 사선방향으로 압박하는 슬개골 사선 압박부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 EMS 무릎보호대.
허벅지 앞부분에 맞닿게 다리에 착용되는 상부프레임;
종아리 뒷부분에 맞닿게 상기 다리에 착용되는 하부프레임;
슬개골개구가 마련되고, 상기 상부프레임과 상기 하부프레임에 결합되어, 슬개골이 개방되게 상기 다리를 감싸게 상기 다리에 착용되는 무릎슬리브;
상기 슬개골개구를 기준으로 상기 무릎슬리브의 일측에서, 상기 상부프레임과 상기 하부프레임에 탈착가능하게 결합되어, 관절운동가능하게 상기 무릎의 안쪽을 지지하는 제1 지지프레임; 및
상기 제1 지지프레임과 나란하게 위치되되, 상기 상부프레임과 상기 하부프레임에 탈착가능하게 결합되어, 관절운동가능하게 상기 무릎의 바깥쪽을 지지하는 제2 지지프레임을 포함하는 것을 특징으로 하는 무릎보조기.
제 7 항에 있어서,
상기 제1 지지프레임과 상기 제2 지지프레임은,
길이조절가능하게 상기 상부프레임에 결합된 상부길이조절부와,
길이조절가능하게 상기 하부프레임에 결합된 하부길이조절부와,
상기 상부길이조절부와 상기 하부길이조절부에 결합되어, 상기 상부길이조절부와 상기 하부길이조절부의 사잇각을 조절하는 각도조절부를 포함하고, 상기 무릎의 굽힘 정도를 상기 사잇각 범위 내로 제한하는 것을 특징으로 하는 무릎보조기.
제 8 항에 있어서,
상기 제1 지지프레임과 상기 제2 지지프레임 중 적어도 하나에는,
일단이 상기 상부길이조절부에 소정의 각도로 회전가능하게 결합되고, 타단이 상기 하부길이조절부에 결합되어, 전후이동가능하게 작동되는 전동실린더가 더 설치되고,
상기 전동실린더는,
전진 작동시 상기 일단이 상기 상부길이조절부에 대해 반시계방향으로 회전되면서 상기 사잇각이 커지게 상기 하부길이조절부를 밀어내고,
후진 작동시 상기 일단이 상기 상부길이조절부에 대해 시계방향으로 회전되면서 상기 사잇각이 좁아지게 상기 하부길이조절부를 잡아당기게 작동되는 것을 특징으로 하는 무릎보조기.
제 7 항에 있어서,
상기 무릎슬리브에 내장되어, 상기 허벅지와 상기 종아리 뒷부분으로 전기자극을 제공하는 전기자극부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무릎보조기.
제 10 항에 있어서, 상기 전기자극부는,
상기 무릎슬리브에 내장된 복수의 전기자극패드; 및
상기 복수의 전기자극패드로 전류를 인가하는 전류인가부를 포함하고,
상기 전류인가부는 IoT 기반으로 연동기기와 연동되어, 상기 연동기기에서의 자극세기의 조작에 의해, 상기 복수의 전기자극패드로의 전류의 세기가 조절되는 것을 특징으로 하는 무릎보조기.
제 11 항에 있어서, 상기 복수의 전기자극패드는,
상기 슬개골개구의 상부에서 상기 무릎슬리브에 내장되어, 전류인가시 상기 허벅지의 앞부분으로 전기자극을 제공하는 전방 허벅지 자극패드;
상기 허벅지의 뒷부분과 맞닿게 상기 무릎슬리브에 내장되어, 상기 허벅지의 뒷부분으로 전기자극을 제공하는 후방 허벅지 자극패드; 및
상기 종아리 뒷부분과 맞닿게 상기 무릎슬리브에 내장되어, 상기 종아리의 뒷부분으로 전기자극을 제공하는 후방 종아리 자극패드를 포함하는 것을 특징으로 하는 무릎보조기.
제 7 항에 있어서,
상기 무릎슬리브는 탄성재질을 가진 원단으로 제작된 것을 특징으로 하는 무릎보조기.
제 7 항에 있어서,
상기 슬개골개구의 상부에서 상기 무릎슬리브에 내장되어, 슬개골의 상부를 압박하는 슬개골 상부 압박부; 및
상기 슬개골 상부 압박부에 대해 하향경사지게 상기 무릎슬리브에 내장되어, 상기 슬개골의 외측을 사선방향으로 압박하는 슬개골 사선 압박부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무릎보조기.