KR20210022007A

KR20210022007A - 장력 정착 장치

Info

Publication number: KR20210022007A
Application number: KR1020207038015A
Authority: KR
Inventors: 마틴 오스카 구스타프 이왈드슨; 요한 잉배스트; 마틴 올로프 잘마 아스카드
Original assignee: 바이오서보 테크놀로지스 악티에보락
Priority date: 2018-06-01
Filing date: 2019-05-24
Publication date: 2021-03-02
Also published as: EP3801408B1; US20210196554A1; WO2019228933A1; JP2021526045A; ES2908028T3; EP3801408A1

Abstract

착용자의 손의 외주의 절반보다 더 둘러싸는 강직하지만 원주 방향으로 절곡 가능한 밴드(8)를 구비하는 장력 정착 장치(2)를 가지는 힘줄 작동 손 강화기(1). 적어도 하나의 인공 힘줄(3)에 대한 적어도 하나의 견인점(6)이 장력 정착 장치(2)에 구비된다. 장력 정착 장치(2)가, 손 강화기(1)가 사용될 때 사용자의 손의 손목과 중수골의 근접부에 대응하는 위치의 손 강화기(1)에 구비되고, 그리고 적어도 하나의 인공 힘줄(3)을 견인하는 견인 수단(4)이 손 강화기(1)에 연결된다.

Description

장력 정착 장치

본 발명은 장력 정착 장치(force anchoring device)를 가지는 힘줄 작동(tendon actuated) 손 강화기(hand enhancer)에 관한 것이다.

예를 들어 WO 2008/027002 A1에 따른 파지 강화기(grip enhancer) 등 종래에 알려진 힘줄 작동 손 강화기의 문제점은 인공 힘줄에 인가된 장력(force)을 정착(碇着; anchoring)시키는 방법이다. 흔히 이 정착이 수행되는 손목 둘레에 유연한(soft) 커프(cuff)가 제공된다. 손에서 멀리 벗어나지 않도록 이 커프는 긴밀하게 맞을 필요가 있다. 이는 인체의 수근관(carpal tunnel; 손목굴)에 부정적인 방식으로 영향을 미칠 수 있다. 또한 장력이 적어도 하나의 인공 힘줄에 인가될 때 팔이 하방으로 쳐지는(flex) 경향을 가질 것이다. 또한, 장력이 적어도 하나의 인공 힘줄에 인가될 때 손의 쳐짐을 방지하기 위해 정착된 손의 손바닥에 대응하는 부분에 강직부(stiff portion)를 구비하는 것도 알려졌다.

본 발명은 종래기술에 알려진 문제들을 가능한 한 해결하여 새로운 장력 정착 장치에 의해 편안하고 신속하게 반응하는 힘줄 작동 손 강화기를 제공하는 것이다.

본 발명의 한 국면(aspect)에 따르면 장력 정착 장치를 가지는 손 강화기가 제공되는데, 이 장력 정착 장치는 외주의 절반보다 더 둘러싸는 강직(rigid)하지만 원주 방향으로 절곡 가능한(bendable) 밴드(band)를 구비한다. 적어도 하나의 인공 힘줄의 견인점(pulling point)이 장력 정착 장치에 구비되고, 장력 정착 장치는 손 강화기가 사용될 때 사용자 손의 손목뼈(수근골; carpal bones)와 중수골(meta carpal bone)의 근접부에 해당하는 위치에서 손 강화기에 구비된다. 적어도 하나의 인공 힘줄을 견인하는 견인 수단이 손 강화기에 연결된다.

장력 정착 장치를 가지는 힘줄 작동 손 강화기에 의해 손 강화기의 적어도 하나의 인공 힘줄의 신속한 작동을 제공하는 장력의 고정 정착이 가능함과 동시에 고정 정착 장치가 손목과 중수골의 근접부가 위치한 착용자의 손의 영역에 안착될 것이다. 장력 정착 장치의 강직성(rigidness)은 이것이 종래의 유연한 커프처럼 변형되지 않는 한편 손 위로 미끄러져 적어도 엄지를 운동시킬 가능성을 제한하지도 않는다.

본 발명의 한 실시예에 따라, 밴드는 약간 원추 형태를 가진다. 원추형 밴드의 더 큰 단부는 적어도 하나의 손가락 부를 가지는 힘줄 작동 손 강화기의 단부에 대향한다(face). 바람직하기로, 밴드는 착용자의 손의 하부(lower portion)의 형태에 대응하여 사전 성형(preform)된다. 이는 착용자의 편안함을 더욱 향상시킬 것이다.

한 실시예에 따르면, 밴드의 착용자의 사용되는 엄지에 대응하는 위치에 인입부(recess)가 존재한다. 이 인입홈에 의해 착용자의 엄지가 어느 방향으로건 자유로이 운동할 수 있다.

한 실시예에 따르면, 밴드는 착용자의 손의 하부의 손목과 중수골의 근접부를 둘러싸도록 하는 연결에 의해 연결될 수 있다. 바람직하기로 이 연결은 강직하지만 원주 방향으로 절곡 가능하다. 이 연결이 잠금 및 해제(latch and release) 수단을 구비하는 것 역시 바람직하다.

한 실시예에 따르면, 적어도 하나의 견인점이 밴드의 배쪽(ventral side)에 구비된다. 한 실시예에 따르면, 밴드는 밴드의 등쪽(dorsal side)에 장력 평형재(force balancing material)를 고정할 고정점을 가진다.

이하 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명할 것인데, 도면에서:
도 1a는 힘줄 작동 손 강화기에 매립되어 점선으로 도시된 장력 정착 장치를 가지는 힘줄 작동 손 강화기의 한 실시예를 보이는 도면,
도 1b는 손 강화기 내부의 부품들이 보이도록 외층을 제거한, 장력 정착 장치를 가지는 힘줄 작동 손 강화기의 한 실시예를 보이는 도면,
도 2a, b, c 및 d들은 장력 정착 장치의 다른 실시예들을 보이는 사시도들,
도 3a 및 b는 강직한 연결을 가지는 장력 정착 장치의 두 실시예들을 보이는 도면들,
도 3c는 연질의 연결을 가지는 장력 정착 장치의 한 실시예를 보이는 도면,
도 4a는 외층이 제거된 힘줄 작동 손 강화기 내에 구비된 장력 정착 장치의 한 실시예를 보이는 도면, 그리고
도 4b는 등쪽에 힘줄을 가지는 힘줄 작동 손 강화기의 한 실시예를 보이는 도면이다.

장력 정착 장치(force anchoring device; 2)를 가지는 힘줄 작동 손 강화기(tendon actuated hand enhancer; 1)의 한 실시예가 도 1a에 도시된다. 이 실시예에서, 선택적인 (예를 들어 장갑 등의) 외층(outer layer)이 사용되고 점선이 장력 정착 장치를 나타내어 손 강화기를 사용할 때 착용자에게 보일 필요가 없음을 알 수 있다. 힘줄 작동 손 강화기가 무엇인지 설명하기 위해 도 1b에 외층 없이 도시되었다. 적어도 하나의 인공 힘줄(artificial tendon; 3)이 견인 수단(pulling means; 4)으로부터 내층(inner layer; 14) 등 장력 평형재(force balancing material; 14)의 적어도 하나의 손가락 부(finger portion; 5) 사이에 연장된다(엄지 역시 손가락임). 인공 힘줄(3)은 장력 평형재(14)의 어떤 점에 부착되거나 그 위 또는 아래에 구비된다. 도시된 실시예에서는, 짧은 덕트(duct)(15)가 인공 힘줄(3)을 내층(inner layer; 14)에 부착하고, 내층(14)은 그 내측에서 장력 정착 장치(2)에 부착되어 손목을 향해 돌출한다. 일부 실시예들에서, 인공 힘줄(3)들은 외층의 내부에 부착된다. 견인 수단(4)에 의해 적어도 하나의 인공 힘줄(3)에 인가된 장력은 장력 정착 장치(2) 내의 적어도 하나의 견인점(pulling point; 6)에 정착된다.

견인 수단(4)이 견인점(6)에 위치하지 않는 경우, 견인 수단(6)과 적어도 하나의 견인점(6) 사이에 예를 들어 적어도 하나의 브레이크 케이블(Bowden cable; 7)이 사용될 수 있다. 바람직하기로, 한 브레이크 케이블이 특정한 손가락 부(5)로 연장되는 각 인공 힘줄(3) 또는 각 인공 힘줄(3) 쌍에 사용될 수 있다. 또한 특정한 손가락 부(5)로 연장되는 각 인공 힘줄(3) 또는 각 인공 힘줄(3) 쌍 당 하나의 견인점(6)이 구비된다. 바람직하기로, 손가락 부의 적어도 하나의 손가락 끝들에 센서들이 위치한다(도시 안 됨).

도시된 경우에는, 5쌍의 인공 힘줄(3)들이 각각 한 브레이크 케이블(7)을 통해 연장되고, 각각 견인점(6)에서 종단된다. 견인점(6)에서 견인 수단(4)으로부터의 장력이 브레이크 케이블을 통해 전달되어 인공 힘줄(3)에 작용한다. 도시된 경우, 힘줄 작동 손 강화기에 모두 다섯 개의 손가락 부(5)들이 존재한다. 바람직하기로 엄지와 두 손가락들인 셋 등 더 적은 손가락 부(5)를 가지는 것 역시 고려될 수 있다.

힘줄 작동 손 강화기(1)는 예를 들어 착용자 손의 파지(grip)를 강화시킨다. 또한 착용자의 손가락들의 똑바른 자세(straight position)로의 운동을 강화할 수도 있는데, 예를 들어 도 4b를 참조하라. 힘줄 작동 손 강화기의 전반적인 기능은 착용자의 손의 기능과 운동을 강화하는 것이다.

장력 정착 장치(2)는 본 발명 힘줄 작동 손 강화기에 신규하고 발명적인 특징을 제공한다. 도 2a에서, 장력 정착 장치(2)는 착용자의 손의 외주의 절반보다 더 둘러싸는 약간 원추형을 가지는 밴드(band; 8)를 구비한다. 밴드(8)는 강직(rigid)하지만 바람직하기로 탄성적인 방식으로, 원주 방향으로 절곡 가능, 즉 외주의 중심축 내외로 절곡 가능하다. 이러한 방식으로 이는 착용자의 손을 통과시키도록 외주가 확대된 다음, 원래의 형태로 탄성 복원(spring back)될 수 있다. 바람직하기로 밴드(8)는 그 표면 평면에서 강직하다. 표면 평면을 따라 강직성(rigidness)을 제공하지만 그 외주를 변경할 수 있도록 하기 위해 조인트(joint; 18)들에 부착된 링크(link)의 사용도 고려될 수 있는데, 이는 도 2d에 도시되어 있다. 절곡 가능성은 착용자들의 손의 다른 크기들에 대해 맞출 가능성을 제공한다.

도 1a 및 1b에서 볼 수 있듯, 장력 정착 장치(2)는 손 강화기(1)의 적어도 하나의 손가락 부(5)를 향해 배치된 더 큰 단부를 가져 약간 원추형이다. 이러한 방식으로 이는 착용자의 손의 근접부(proximal portion)의 착용자의 손의 손목(뼈)(carpal)과 중수골(meta carpal bones)의 근접부에 대응하는 위치에 편안하게 안착될 것이다. 원추형 덕분에, 장력은 장력 정착 장치(2)의 표면에 걸쳐 분산될 것이다. 장치가 원통형이었다면, 모든 장력이 착용자의 손의 근접부에 안착된 원통의 테두리(rim)로 집중되었을 것인데, 이는 착용자를 불편하게 했을 것이다.

바람직하기로 밴드(8)의 외측, 그리고 바람직하기로 장력 정착 장치(2)의 배쪽(ventral side)에 적어도 하나의 견인점(6)이 구비된다. 당연히, 적어도 하나의 견인점(6)은 원한다면 등쪽(dorsal side)에 배치할 수도 있다. 바람직하기로, 밴드(8)의 형태는 가능한 한 착용자의 손의 근접부, 즉 손목(뼈) 및 중수골의 근접부의 위치에 대응한다. 엄지를 자유로이 운동시킬 가능성을 제한하지 않도록, 인입부(recess; 10)가 착용자의 엄지 또는 손 강화기(1)의 엄지 부(5)에 대응하는 밴드(8)의 위치에 구비된다.

도 2b 및 c에서, 장력 장착 장치(12)는 견인점(6)을 제공하는 돌출부(protrusion; 16, 16')을 구비한다. 도 2a에서, 돌출부(16)는 엄지에 대한 인공 힘줄의 견인점(6)을 제공한다. 도 2c에서, 견인점들의 나머지도 돌출부(16')에 제공된다.

도 3a, b, 및 c에서, 밴드(8)의 두 단부들 간에 연결(connection; 9)이 도시되어 있다. 이 연결(9)이 잠금 및 해제 수단(latch and release means; 11)을 구비하여 장력 정착 수단(2)이 사용중 착용자의 외주 크기에 맞춰 고정될 수 있다. 이는 장력 정착 수단(2)이 손목(뼈) 및 중수골의 근접부에 해당하는 위치에서 착용자의 손의 근접부를 밀접하게 따르지만 착용자를 조이지 않도록 하여 바람직하다. 이에 따라 수근관(carpal tunnel; 손목굴)에도 착용자의 손의 운동성에도 영향을 미치지 않는다. 사용후 착용자가 잠금 및 해제 수단(11)으로 연결을 해제하면 외주가 증가되어 착용자의 손을 장력 정착 장치(2)를 통해 힘줄 작동 손 강화기(1)에서 뺄 수 있다. 바람직하기로 잠금 및 해제 수단(11)은 힘줄 작동 손 강화기(1)의 외부로부터 도달 가능하다. 이는 또한 짧은 끈(short strap) 등의 급속 해제부(quick release portion; 12)를 구비할 수도 있다.

도 3c에 도시된 실시예에서, 연결(9)은 예를 들어 직물 밴드 등 비강직성이다. 이 방법으로는 장력 정착 장치(2)에 어떤 뒤틀림 변형(warping deformation)이 발생될 수 있다. 도 3c에서, 버튼(17)들이 잠금 및 해제 수단(11)으로 사용된다. 단연히, 찍찍이(hook and loop) 부착 등의 다른 종류의 해제 가능한 부착들도 사용될 수 있다. 더 적은 뒤틀림 변형을 원하는 경우는 도 3a 및 b의 실시예에 도시된 바와 같이 강직한(rigid) 연결(9)을 사용해야 한다. 도 2a의 실시예에서, 연결부(9)는 밴드(8)의 일부, 즉 밴드(8)의 타단에서 잠금 및 해제 수단(11)에 도달하는 밴드(8)의 연장(elongation)이다.

더 강직한 장력 정착 장치(2)는 힘줄 작동 손 강화기(1)에서 더 신속한 응답을 달성할 것이다. 이는 손 강화기(1)가 임공 힘줄(3)에 힘을 인가, 즉 견인 수단(4)이 인공 힘줄(3)을 당겨 견인점(6)에 장력을 축적하고, 이는 인공 힘줄(3)의 반향으로 강제(이동)되는 것에 기인한다. 장력 정착 수단(2)은 견인점(6)을 고정한다(hold back). 인공 힘줄(3)로부터의 장력은 장력 정착 장치를 쳐지게(deflect)하여 시도할 것이다. 종래기술에 알려진 장력 정착 장치에서 쳐짐이 발생되면, 견인 수단(4)에 의한 추가적(extra) 견인으로 이를 보상해야 했다. 이는 에너지를 소모하고 견인 수단에 더 긴 행정(stroke)을 요구한다. 초과적 견인은 또한 수행에 약간의 시간을 소요하여 시스템의 응답성을 저하시킨다. 이에 따라 장력 하에서 쳐지지 않는 장력 정착 장치가 바람직하다.

착용자의 안락성을 향상시키도록 밴드(8)의 내측에 발포(foam) 폴리머, 직물, 또는 부직포(non-woven material) 등의 더 부드러운 소재를 구비하는 것도 고려할 수 있다. 도 3b에서, 연결(9)은 강직하고 밴드(8)의 일단에 고정 부착되어, 잠금 및 해제 수단(11)으로서의 벨크로(Velcro) 등의 찍찍이 수단에 의해 밴드(8)의 타단에 연결된다.

도 3a에는, 연결(9)에 경사진 계단부(도시 안 됨)를 가지고, 연장부(elongated portion)가, 계단부에 맞물려 연결(9)을 잠그는 돌출부(도시 안 됨)를 가지는 잠금 및 해제 수단(11)을 통과하는 연결(9)의 실시예가 도시되어 있다. 돌출부는 계단부를 향해 탄성 바이어스(spring bias)되지만 계단부가 경사져 있으므로 돌출부가 외주의 조임(tightening) 동안 계단부의 경사를 따라 밀어져, 돌출부가 계단부의 너머에 반대 방향으로 잠길 것이다. 외주의 확장을 원할 때 돌출부를 계단부에서 해제하기 위해서는, 예를 들어 도시된 경우 끈인 급속 해제부(12)에 의해 돌출부를 들어올린다(lift).

도 4a에는, 손 강화기(1)의 등쪽에서 외층 없이 도시한, 힘줄 작동 손 강화기(1)의 한 실시예를 도시한다. 장력 정착 장치(2)에는 예를 들어 이 실시예에서 내층으로 도시된 장력 평형재(14)를, 적어도 하나의 견인점(6)이 밴드(8)의 배쪽에 구비된다면 바람직하기로 밴드(8)의 등쪽 상에 고정하는 적어도 하나의 고정점(13)이 위치한다. 도시된 실시예에서, 고정점(13)은 더 큰 림(rim)에 가까운 밴드(8)의 구멍들의 형태이고, 내층(14)은 구멍(13)들과 내층(14)을 통과하는 나사(thread)와 함께 밴드(8)에 재봉된다. 적어도 하나의 훅(hook)을 밴드(8)에 배치하거나 장력 평형재(14)를 장력 정착 장치(2)에 고정하는 다른 수단을 배치하는 것도 고려할 수 있다. 당연히, 적어도 하나의 견인점(6)이 도 4b에 도시된 바와 같이 밴드(8)의 등쪽에 구비된다면, 적어도 하나의 고정점(도시 안 됨)은 밴드(8)의 배쪽에 가지는 것이 바람직하다.

외층의 내측에 구비될 수도 있지만 힘줄 작동 손 강화기(1)의 도시된 실시예에서 인공 힘줄(3)은 내층(14) 상에 구비된다.

장력 정착 장치는 예를 들어 폴리아미드 또는 폴리에틸렌 등의 폴리머, 폴리우레탄 또는 천연 고무 등의 엘라스토머 등의 다양한 재질로 제조될 수 있다. 밴드(8)가 링크 연결되는 경우, 금속 또는 유리나 탄소로 강화된(armed) 복합재료 등의 더 강직한 재질도 (그 자체로 또는 위의 것들과 조합되어) 사용될 수 있다.

Claims

장력 정착 장치(2)를 가지는 힘줄 작동 손 강화기(1)로, 착용자의 손의 외주의 절반보다 더 둘러싸는 강직하지만 원주 방향으로 절곡 가능한 밴드(8)를 구비하고, 적어도 하나의 인공 힘줄(3)에 대한 적어도 하나의 견인점(6)이 상기 장력 정착 장치(2)에 구비되며, 상기 장력 정착 장치(2)가 상기 손 강화기(1)가 사용될 때 사용자의 손의 손목과 중수골의 근접부에 대응하는 위치의 상기 손 강화기(1)에 구비되고, 그리고 상기 적어도 하나의 인공 힘줄(3)을 견인하는 견인 수단(4)이 상기 손 강화기(1)에 연결되는
장력 정착 장치(2)를 가지는 힘줄 작동 손 강화기(1).
제1항에 있어서,
상기 밴드(8)가 약간 원추형을 가지고, 상기 원추형 밴드(8)의 더 큰 단부가 적어도 하나의 손가락 부(5)를 가지는 상기 장력 작동 손 강화기(1)의 단부에 대향하는
장력 정착 장치(2)를 가지는 힘줄 작동 손 강화기(1).
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 밴드(8)가 착용자의 손의 하부의 형상에 대응하도록 사전 성형되는
장력 정착 장치(2)를 가지는 힘줄 작동 손 강화기(1).
제1항, 제2항, 또는 제3항에 있어서,
상기 밴드(8)의 상기 착용자의 엄지에 대응하는 위치에 인입부(10)가 존재하는
장력 정착 장치(2)를 가지는 힘줄 작동 손 강화기(1).
선행하는 항들 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 밴드(8)가 연결(9)에 의해 상기 손목과 중수골의 근접부의 위치에서 착용자의 손의 하부를 둘러싸도록 연결 가능한
장력 정착 장치(2)를 가지는 힘줄 작동 손 강화기(1).
제5항에 있어서,
상기 연결(9)이 강직하지만 원주 방향으로 절곡 가능한
장력 정착 장치(2)를 가지는 힘줄 작동 손 강화기(1).
제5항 또는 제6항에 있어서,
상기 연결(9)이 잠금 및 해제 수단(11)을 구비하는
장력 정착 장치(2)를 가지는 힘줄 작동 손 강화기(1).
선행하는 항들 중의 어느 한 항에 있어서,
적어도 하나의 견인점(6)이 상기 밴드(8)의 배쪽에 구비되는
장력 정착 장치(2)를 가지는 힘줄 작동 손 강화기(1).
선행하는 항들 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 밴드(8)가 장력 평형재(14)를 상기 밴드(8)의 등쪽에 고정하는 고정점(13)을 가지는
장력 정착 장치(2)를 가지는 힘줄 작동 손 강화기(1).