KR20210043761A - 재활 운동장치 및 이를 이용한 재활 운동방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 재활 치료를 필요로 하는 근골격계 및 신경계 환자를 위한 다양한 종류의 재활 운동 치료를 제공할 수 있는 재활 운동장치 및 이를 이용한 재활 운동방법을 제공함에 있다. 이를 위한 본 발명은 베드지지부; 환자가 눕거나 기립할 수 있도록 상기 베드지지부로부터 회전 가능하게 설치되는 베드유닛; 상기 베드유닛에 결합되고, 환자의 상체를 지지하는 시트유닛; 상기 시트유닛에 결합되고, 환자의 상지를 지지하며, 상지운동을 유도하거나 상지운동 시 저항력을 제공하기 위한 상지유닛; 및 상기 베드유닛에 결합되고, 환자의 하지를 지지하며, 하지운동을 유도하거나 하지운동 시 저항력을 제공하기 위한 하지유닛;을 포함하는 특징을 개시한다.

Description

재활 운동장치 및 이를 이용한 재활 운동방법{REHABILITATION EXERCISE APPARATUS AND REHABILITATION EXERCISE METHOD USING THE SAME}
본 발명은 재활 운동장치 및 이를 이용한 재활 운동방법에 관한 것으로, 상세하게는 근골격계 및 신경계 환자의 재활을 위한 다양한 종류의 재활 운동을 수행할 수 있는 재활 운동장치 및 이를 이용한 재활 운동방법에 관한 것이다.
불의의 사고나 질환뿐만 아니라, 고령 인구의 증가로 인하여 손상된 관절이나 근육을 회복하기 위한 재활 운동 치료가 이루어진다.
근골격계 환자를 위한 재활 운동 치료로는 환자가 하지에 착용하여 걸음을 보조하거나, 런닝 머신과 같은 장치 위에서 로봇 의복을 착용하고 안전하게 걸을 수 있게 도와주는 보조 기구가 이용되고 있다.
하지만, 기존 재활 운동 치료는 어느 정도 거동이 가능한 환자인 경우에 한하거나, 척수손상이나 뇌손상 환자와 같이 전혀 거동을 할 수 없는 신경계 환자인 경우에는 보조 기구를 이용한 재활 치료가 불가능한 문제가 있다.
물론, 물리치료사나 간병인 등을 통하여 재활 운동 치료를 할 수 있으나, 재활 운동 치료를 안전하고 반복적으로 수행하기 위해서는 물리치료사나 간병인의 육체적 노력과 시간 및 숙련도 등이 필요하고, 많은 비용이 발생되며, 이에 따라, 대다수의 환자들은 재활 운동 치료를 적극적으로 활용하지 못하고 있다.
한편 신경계 환자 및 근골격계 환자들의 재활 운동 치료를 위해서는 환자마다 다양한 재활 운동 치료가 요구되는데, 다양한 재활 운동 치료를 수행하기 위해서는 서로 다른 종류의 재활 운동장치를 여러 번에 걸쳐 사용해야 했으며, 이마저도 소요되는 시간이나 비용에 비해서는 재활 치료의 만족도가 떨어지는 문제점이 있었다.
따라서, 다양한 종류의 재활 운동 치료를 하나의 장치에서 수행할 수 있는 올인원(all-in-one) 재활 운동장치가 요구된다.
대한민국 등록특허공보 제10-0580971호(2006.05.16.공고)
본 발명의 목적은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 재활 치료를 필요로 하는 근골격계 및 신경계 환자를 위한 다양한 종류의 재활 운동 치료를 수행할 수 있는 재활 운동장치 및 이를 이용한 재활 운동방법을 제공함에 있다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 재활 운동장치는, 베드지지부; 환자가 눕거나 기립할 수 있도록 상기 베드지지부로부터 회전 가능하게 설치되는 베드유닛; 상기 베드유닛에 결합되고, 환자의 상체를 지지하는 시트유닛; 상기 시트유닛에 결합되고, 환자의 상지를 지지하며, 상지운동을 유도하거나 상지운동 시 저항력을 제공하기 위한 한 쌍의 상지유닛; 및 상기 베드유닛에 결합되고, 환자의 하지를 지지하며, 하지운동을 유도하거나 하지운동 시 저항력을 제공하기 위한 한 쌍의 하지유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 재활 운동장치에 있어서, 상기 시트유닛은, 환자의 허리각도에 상응하는 경사각이 유지되도록 상기 베드유닛에 회전 가능하게 결합되는 시트프레임; 상기 시트프레임을 회전시키는 시트프레임 구동부; 환자의 상체에 접촉되고, 상기 하지유닛에 근접하거나 이격되도록 상기 시트프레임에 이동 가능하게 결합되는 시트테이블; 및 상기 시트테이블을 이동시키는 시트테이블 구동부;를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 재활 운동장치에 있어서, 상기 상지유닛은, 상기 시트프레임에 회전 가능하게 결합되는 핸들바; 및 상기 핸들바와 연결되어 상기 핸들바를 회전시키거나 환자로부터 전달되는 가압력에 대해 저항력을 제공하는 핸들바 구동부;를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 재활 운동장치에 있어서, 상기 하지유닛은, 환자의 허벅지를 지지하는 제1 레그프레임; 환자의 종아리를 지지하는 제2 레그프레임; 환자의 발을 지지하는 제3 레그프레임; 환자의 무릎관절에 상응하도록 상기 제1 레그프레임과 상기 제2 레그프레임을 회전 가능하게 연결하는 제1 회전연결부; 환자의 발목관절에 상응하도록 상기 제2 레그프레임과 상기 제3 레그프레임을 회전 가능하게 연결하는 제2 회전연결부; 상기 베드유닛으로부터 상기 제1 레그프레임 및 상기 제2 베드프레임을 지지하고, 상기 제1 회전연결부를 중심으로 상기 제1 레그프레임과 상기 제2 레그프레임의 각도를 조절하기 위한 제1 링크유닛; 및 상기 제1 링크유닛을 이동시키거나 환자로부터 전달되는 가압력에 대해 저항력을 제공하는 제1 링크유닛 구동부;를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 재활 운동장치에 있어서, 상기 제1 링크유닛은, 상기 베드유닛과 제1 힌지로 결합되고, 상기 제1 힌지를 중심으로 일단부가 상기 제1 링크유닛 구동부에 제2 힌지로 결합되며, 상기 제1 힌지를 중심으로 타단부가 상기 제2 레그프레임에 제3 힌지로 결합되는 제1 링크부재; 및 상기 제1 힌지와 상기 제3 힌지 사이에 배치되는 일단부가 상기 제1 링크부재에 제4 힌지로 결합되고, 타단부가 상기 제1 레그프레임에 제5 힌지로 결합되는 제2 링크부재;를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 재활 운동장치에 있어서, 미리 설정된 환자정보 및 운동모드를 기반으로 상기 시트테이블 구동부 및 상기 하지유닛의 작동 신호를 제어하는 제어부;를 더 포함할 수 있고, 이때, 하지운동 시 환자의 고관절 각도가 미리 설정된 기준각도를 초과하는 경우 환자의 상체를 지지하는 상기 시트테이블이 상기 하지유닛에 근접되도록 이동될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 재활 운동장치에 있어서, 환자의 신체 부위에 밀착되어 신체 부위에 전기 자극을 인가하기 위한 전극부; 및 상기 전극부에 전기 자극을 인가하기 위한 신호를 생성함과 동시에 상기 시트유닛, 상기 상지유닛 및 상기 하지유닛의 작동 신호를 제어하는 제어부;를 더 포함할 수도 있다.
본 발명의 실시예에 따른 재활 운동장치에 있어서, 환자정보 및 운동모드가 저장되는 저장부; 상기 환자정보 및 상기 운동모드를 선택하는 입력부; 및 상기 입력부에서 선택된 상기 환자정보 및 상기 운동모드를 표시하는 디스플레이부;를 더 포함할 수도 있다.
한편 본 발명의 실시예에 따른 재활 운동방법은, 전술한 재활 운동장치에 환자가 탑승하는 환자 탑승단계; 미리 설정된 환자정보를 기반으로, 환자별 필요로 하는 운동모드를 설정하는 운동모드 설정단계; 설정된 운동모드에 따라 재활 운동장치의 초기 위치를 세팅하는 운동장치 세팅단계; 및 설정된 운동모드에 따라 재활 운동장치를 작동시키는 운동장치 작동단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 재활 운동방법에 있어서, 상기 운동모드 설정단계는, 미리 설정된 환자정보를 기반으로, 환자의 근력 정도에 따른 제1 운동모드를 설정하는 제1 운동모드 설정단계; 미리 설정된 환자정보를 기반으로, 환자의 동작 패턴에 따른 제2 운동모드를 설정하는 제2 운동모드 설정단계; 및 미리 설정된 환자정보를 기반으로, 환자의 신체에 전기 자극의 인가여부를 설정하는 제3 운동모드 설정단계;를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 상지운동, 하지운동, 상지 하지 연동운동, 그리고 좌우측 팔, 다리의 독립된 재활 운동을 수행할 수 있음으로써, 환자에게 적합한 재활 운동을 효율적으로 수행할 수 있다.
또한 본 발명에 따르면, 환자가 재활 운동을 수행할 시, 구동력 또는 저항력을 제공하여 환자마다 최적화된 재활 운동이 가능함으로써, 재활 운동 효과를 향상시킬 수 있다.
또한 본 발명에 따르면, 거동이 불편한 환자의 신체를 안정적으로 지지할 수 있고, 요구되는 재활 운동을 정확히 구현함함으로써, 재활 운동 효과를 보다 향상시킬 수 있다.
또한 본 발명에 따르면, 운동 중인 환자에게 전달되는 전기자극을 통하여 재활 운동 효과를 더욱 높일 수 있다.
또한 본 발명에 따르면, 환자마다 적합하게 세분화된 재활 프로그램을 제공할 수 있어 환자 개인별 재활 운동 효과를 더욱 높일 수 있다.
또한 기존 재활 치료는 관절 기능을 회복하기 위한 CPM 운동과 근력 강화 운동이 서로 다른 운동장치를 이용하여 별도로 수행되었으나, 본 발명에 따른 재활 운동장치 및 운동방법은 CPM 운동과 근력 강화 운동을 하나의 운동장치에서 동시에 수행할 수 있음으로써, 짧은 시간에 재활 운동 효과를 더욱 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 재활 운동장치의 전체 예시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 재활 운동장치의 눕혀진 상태를 나타낸 측면 예시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 재활 운동장치의 기립된 상태를 나타낸 측면 예시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 시트프레임과 시트테이블의 결합 구조를 나타낸 부분 예시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 운동모드의 일예를 설명하기 위한 개념도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 상지유닛을 나타낸 예시도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 하지유닛을 나타낸 예시도이다.
도 8은 도 7의 배면 예시도이다.
도 9는 도 7의 측면 예시도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 하지유닛의 작동상태를 나타낸 예시도이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 재활 운동방법을 나타낸 도면이다.
이하 상술한 해결하고자 하는 과제가 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. 본 실시예들을 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용될 수 있으며 이에 따른 부가적인 설명은 생략될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 재활 운동장치의 전체 예시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 재활 운동장치의 눕혀진 상태를 나타낸 측면 예시도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 재활 운동장치의 기립된 상태를 나타낸 측면 예시도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 재활 운동장치는 베드지지부(100), 베드유닛(200), 시트유닛(300), 상지유닛(400), 하지유닛(500), 제어부를 포함할 수 있다.
베드지지부(100)는 일련의 재활 운동장치를 지지하는 것으로, 재활 운동장치의 높이를 제한할 수 있다.
베드지지부(100)는 하부프레임(110), 상부프레임(120), 프레임연결부(130), 승하강 구동부(140)를 포함할 수 있다.
하부프레임(110)은 바닥으로부터 재활 운동장치를 지지하고, 하부면에는 복수의 이동바퀴가 구비될 수 있다. 이동바퀴를 통해 재활 운동장치는 쉽게 위치 이동될 수 있다.
상부프레임(120)은 하부프레임(110)으로부터 상측으로 이격하여 배치될 수 있다. 상부프레임(120)에는 후술되는 베드유닛(200)의 베드프레임(210)이 결합될 수 있다.
프레임연결부(130)는 하부프레임(110)과 상부프레임(120)을 연결하도록 구비되며, 실시예에 따른 프레임연결부(130)는 양단부가 하부프레임(110)과 상부프레임(120)에 회전 가능하게 결합되는 복수의 링크 구조로 이루어질 수 있다.
승하강 구동부(140)는 하부프레임(110)과 상부프레임(120)을 연결하도록 구비되며, 실시예에 따른 승하강 구동부(140)는 실린더가 적용될 수 있고, 실린더의 신장 및 수축에 따라 하부프레임(110)으로부터 상부프레임(120)은 높이가 조절될 수 있다.
실시예에 따른 링크 구조의 프레임연결부(130)를 매개로 하부프레임(110)에 연결되는 상부프레임(120)은 승하강 구동부(140)의 작동에 따라 하부프레임(110)의 전방 상측으로 이동되면서 높이가 상승될 수 있고, 하부프레임(110)의 후방 하측으로 이동되면서 높이가 하강될 수 있다.
베드지지부(100)는 미 사용 시 상부프레임(120)이 하부프레임(110)에 근접하게 하강된 상태로 유지될 수 있고, 사용 시에만 승하강 구동부(140)를 작동하여 하부프레임(110)으로부터 이격되어 상승된 상태로 조절될 수 있다.
베드유닛(200)은 시트유닛(300), 상지유닛(400), 하지유닛(500) 및 환자를 지지할 수 있고, 환자가 눕거나 기립할 수 있도록 베드지지부(100)로부터 회전 가능하게 설치될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 재활 운동장치를 이용하여 환자는 누운 상태 및 기립 상태에서 재활 운동을 할 수 있고, 누운 상태와 기립 상태 사이에 위치하는 경사진 상태에서도 재활 운동을 할 수 있다.
베드유닛(200)은 베드프레임(210) 및 베드프레임 구동부(220)를 포함할 수 있다.
베드프레임(210)은 플레이트 구조를 이루며, 상부프레임(120)의 상부면에 안착될 수 있다. 이때, 베드프레임(210)은 회전 가능하도록 상부프레임(120)에 제1 회전축(150A)으로 결합될 수 있다. 실시예에 따른 베드프레임(210)은 중간부가 상부프레임(120)에 제1 회전축(150A)으로 결합될 수 있다.
베드프레임 구동부(220)는 제1 회전축(150A)을 중심으로 베드프레임(210)을 회전시키는 것으로, 상부프레임(120)과 베드프레임(210)을 연결하도록 구비될 수 있다. 실시예에 따른 베드프레임 구동부(220)는 실린더가 적용될 수 있고, 실린더의 신장 및 수축에 따라 제1 회전축(150A)을 중심으로 상부프레임(120)은 회전될 수 있다.
베드프레임(210)은 베드프레임 구동부(220)의 작동에 따라 누운 환자를 지지하기 위한 수평상태와, 기립된 환자를 지지하기 위한 수직상태 사이에서 회전될 수 있다.
시트유닛(300)은 환자의 상체를 지지할 수 있고, 베드프레임(210)에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 여기서, 환자의 상체는 환자의 머리, 몸통, 엉덩이를 포함하는 신체 부분일 수 있다.
시트유닛(300)은 시트프레임(310), 시트프레임 구동부(320), 시트테이블(330), 시트테이블 구동부(340)를 포함할 수 있다.
시트프레임(310)은 플레이트 구조를 이루며, 베드프레임(210)의 상부면에 안착될 수 있다. 이때, 시트프레임(310)은 환자의 허리각도에 상응하는 경사각이 유지되도록 베드프레임(210)에 제2 회전축(250A)으로 결합될 수 있다. 실시예에 따른 시트프레임(310)은 일단부가 베드프레임(210)에 제2 회전축(250A)으로 결합될 수 있다.
또한 시트프레임(310)의 일단부에는 홀딩프레임(350)이 더 구비될 수 있다. 홀딩프레임(350)은 시트프레임(310)의 기립 상태에서 상측에 배치될 수 있다. 도시되진 않았지만, 홀딩프레임(350)에는 기립 시 환자가 착용할 수 있는 웨어러블 홀딩부재가 결속될 수 있다. 즉, 시트프레임(310)이 기립된 상태에서 환자는 웨어러블 홀딩부재를 착용할 수 있고, 이렇게 웨어러블 홀딩부재를 착용한 환자의 체중은 하지에 집중되지 않고 홀딩프레임(350)을 통해 분산될 수 있다.
시트프레임 구동부(320)는 제2 회전축(250A)을 중심으로 시트프레임(310)을 회전시키는 것으로, 베드프레임(210)과 시트프레임(310)을 연결하도록 구비될 수 있다. 실시예에 따른 시트프레임 구동부(320)는 실린더가 적용될 수 있고, 실린더의 신장 및 수축에 따라 제2 회전축(250A)을 중심으로 시트프레임(310)은 회전될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 시트프레임과 시트테이블의 결합 구조를 나타낸 부분 예시도이다.
도 4를 추가 참조하면, 시트테이블(330)은 환자의 상체가 직접 접촉될 수 있고, 시트프레임(310)의 상부면에 안착될 수 있다. 이때, 시트테이블(330)은 레그유닛에 근접하거나 이격되도록 시트프레임(310)에 대해 슬라이드 이동 가능하게 결합될 수 있다.
실시예에 따르면, 시트프레임(310)과 시트테이블(330)은 슬라이드수단을 매개로 서로 연결될 수 있다. 슬라이드수단으로는 시트프레임(310)의 상부면에 결합되어 길이방향으로 구비되는 제1 가이드레일(360)과, 시트프레임(310)의 하부면에 결합되어 상기 제1 가이드레일(360)을 따라 슬라이드 이동되는 제1 가이드블록(370)으로 구비될 수 있다. 이에 따라, 시트테이블(330)은 시트프레임(310)의 상부면에서 제1 가이드레일(360)의 길이방향을 따라 안정적으로 이동될 수 있다.
시트테이블 구동부(340)는 시트프레임(310)으로부터 시트테이블(330)을 슬라이드 이동시킬 수 있다. 실시예에 따른 베드프레임 구동부(220)는 실린더가 적용될 수 있고, 실린더의 신장 및 수축에 따라 시트테이블(330)은 시트프레임(310) 상에서 길이방향으로 왕복 이동될 수 있다. 표시번호 341은 시트테이블(330)과 시트테이블 구동부(340)를 연결하는 고정브래킷이다.
한편 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 운동모드의 일예를 설명하기 위한 개념도이다.
도 5를 참조하면, 도 2에서와 같이 환자가 누운 상태에서 하지운동을 수행할 경우, 환자 다리의 가동범위에 따라서 상체가 연동될 수 있다. 예를 들면, 골반과 허벅지가 이루는 고관절(hip joint)의 각도(a)가 120도를 초과하는 경우에는 환자의 상체가 하지유닛(500) 측으로 당겨지는 움직임이 발생될 수 있다.
이를 위해, 시트유닛(300)은 환자의 하지운동 시 미리 설정된 기준각도를 초과하는 경우에는 하지유닛(500)의 동작과 함께 시트유닛(300)이 연동 제어될 수 있다.
즉, 본 발명은 미리 설정된 환자정보를 기반으로 시트테이블 구동부(340) 및 제1 링크유닛 구동부(580: 도 7참조)의 작동 신호를 제어하는 제어부를 포함할 수 있고, 이때, 제어부는 하지운동 시 환자의 고관절 각도(a)가 미리 설정된 기준각도(a)를 초과하는 경우, 환자의 상체를 지지하는 시트테이블(330)이 하지유닛(500)에 근접되도록 시트테이블 구동부(340)의 작동 신호를 동시에 제어할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 제어부와 관련해서는 추가 후술한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 상지유닛을 나타낸 예시도이다.
도 6을 추가 참조하면, 상지유닛(400)은 시트유닛(300)에 결합될 수 있고, 환자의 상지(上肢)를 지지하면서 환자의 상지운동을 유도하거나 상지운동 시 저항력을 제공할 수 있다. 상지(上肢)는 환자의 팔일 수 있고, 상지운동은 팔운동에 해당될 수 있다.
상지유닛(400)은 환자의 좌측 팔을 지지하는 좌측 상지유닛 및 환자의 우측 팔을 지지하는 우측 상지유닛을 포함할 수 있고, 좌측 상지유닛 및 우측 상지유닛은 서로 독립적으로 구동될 수 있다.
좌측 상지유닛 및 우측 상지유닛 각각은 핸들바(410) 및 핸들바 구동부(420)를 포함할 수 있다. 즉, 좌측 상지유닛은 좌측 핸들바와 좌측 핸들바 구동부를 포함할 수 있고, 우측 상지유닛은 우측 핸들바와 우측 핸들바 구동부를 포함할 수 있다.
핸들바(410)는 일단부가 시트프레임(310)에 회전 가능하게 결합될 수 있고, 타단부에는 파지부가 구비될 수 있다. 결국, 환자는 파지부를 잡은 상태에서 핸들바(410)를 밀거나 당기는 것으로 상지운동을 수행할 수 있다.
핸들바 구동부(420)는 시트프레임(310)으로부터 핸들바(410)를 회전시킬 수 있고, 운동 중인 환자로부터 전달되는 가압력에 반력으로 작용하는 저항력을 제공할 수도 있다.
실시예에 따른 핸들바 구동부(420)는 서보모터가 적용될 수 있고, 핸들바(410)의 일단부는 서보모터의 출력단에 직접 결합될 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 하지유닛을 나타낸 예시도이고, 도 8은 도 7의 배면 예시도이며, 도 9는 도 7의 측면 예시도이고, 도 10 본 발명의 실시예에 따른 하지유닛의 작동상태를 나타낸 예시도이다.
도 7 내지 도 10을 추가 참조하면, 하지유닛(500)은 베드유닛(200)에 결합될 수 있고, 환자의 하지(下肢)를 지지하면서 환자의 하지운동을 유도하거나 하지운동 시 저항력을 제공할 수 있다. 하지(下肢)는 환자의 다리일 수 있고, 하지운동은 다리운동에 해당될 수 있다.
하지유닛(500)은 환자의 좌측 다리를 지지하는 좌측 하지유닛 및 환자의 우측 다리를 지지하는 우측 하지유닛을 포함할 수 있고, 좌측 하지유닛 및 우측 하지유닛은 서로 독립적으로 구동될 수 있다.
좌측 하지유닛 및 우측 하지유닛 각각은 제1 레그프레임(510), 제2 레그프레임(520), 제3 레그프레임(530), 제1 회전연결부(540), 제2 회전연결부(550), 제1 링크유닛(560), 제1 링크유닛 구동부(580)를 포함할 수 있다.
제1 레그프레임(510)은 환자의 허벅지를 지지할 수 있다. 실시예에 따른 제1 레그프레임(510)으로는 허벅지의 측면에 배치되는 한 쌍의 봉부재와, 한 쌍의 봉부재를 연결하면서 허벅지가 안착되는 곡면지지대로 구비될 수 있다. 이러한 제1 레그프레임(510)은 허벅지를 안정적으로 지지할 수 있는 다양한 형상 및 구조로 제작될 수 있다.
이때 도시되진 않았지만, 제1 레그프레임(510)에는 허벅지를 안착시킨 상태에서 제1 레그프레임(510)과 허벅지를 고정시키기 위한 결속부재가 더 구비될 수 있다. 예를 들면, 제1 레그프레임(510)에 허벅지를 안착시킨 상태에서 허벅지를 감싸도록 상기 한 쌍의 봉부재를 연결하는 벨트 구조의 결속부재가 적용될 수 있다. 이에 따라, 하지운동 중 허벅지와 제1 레그프레임(510)은 서로 분리되지 않고 동일한 움직임이 구현될 수 있다.
또한 제1 레그프레임(510)은 신체의 크기 즉, 허벅지의 길이, 두께에 따라 길이조절이 가능할 수 있다. 예를 들면, 허벅지의 길이에 상응하도록 상기 한 쌍의 봉부재 길이를 확장하거나 축소시킬 수 있고, 허벅지의 두께에 상응하도록 상기 곡면지지대의 길이를 확장하거나 축소시킬 수 있다.
제2 레그프레임(520)은 환자의 종아리를 지지할 수 있다. 실시예에 따른 제2 레그프레임(520) 역시 제1 레그프레임(510)과 마찬가지로 종아리의 측면에 배치되는 한 쌍의 봉부재와, 한 쌍의 봉부재를 연결하면서 허벅지가 안착되는 곡면지지대로 구비될 수 있다. 이러한 제2 레그프레임(520) 역시 종아리를 안정적으로 지지할 수 있는 다양한 형상 및 구조로 제작될 수 있다.
또한 제2 레그프레임(520)에도 제1 레그프레임(510)과 같이, 종아리를 안착시킨 상태에서 제2 레그프레임(520)과 종아리를 고정시키기 위한 벨트 구조의 결속부재가 더 구비될 수 있다.
또한 제2 레그프레임(520) 역시 신체의 크기 즉, 종아리의 길이, 두께에 따라 상기 한 쌍의 봉부재 길이를 확장 축소시키거나, 상기 곡면지지대의 길이를 확장 축소시켜 길이조절이 가능할 수 있다.
제3 레그프레임(530)은 환자의 발을 지지할 수 있다. 실시예에 따른 제3 레그프레임(530)은 환자의 발바닥을 지지하기 위해 마치 신발 밑창과 같은 구조로 구비될 수 있다.
또한 제3 레그프레임(530)에도 제1 레그프레임(510) 및 제2 레그프레임(520)과 같이, 발을 안착시킨 상태에서 제3 레그프레임(530)과 발을 고정시키기 위한 벨트 구조의 결속부재가 더 구비될 수 있다.
제1 회전연결부(540)는 환자의 무릎관절에 상응하도록 제1 레그프레임(510)과 제2 레그프레임(520)을 회전 가능하게 연결할 수 있다.
제2 회전연결부(550)는 환자의 발목관절에 상응하도록 제2 레그프레임(520)과 제3 레그프레임(530)을 회전 가능하게 연결할 수 있다.
이와 같이, 환자의 허벅지, 무릎관절, 종아리, 발목관절, 발에 상응하는 제1 레그프레임(510), 제1 회전연결부(540), 제2 레그프레임(520), 제2 회전연결부(550), 제3 레그프레임(530)을 통해, 다양한 각도로 변화되는 다리운동 시 이질감 없이 바르게 안내할 수 있다.
제1 링크유닛(560)은 베드프레임(210)으로부터 제1 레그프레임(510) 및 제2 베드프레임(210)을 지지할 수 있고, 제1 회전연결부(540)를 중심으로 제1 레그프레임(510)과 제2 레그프레임(520)의 변화되는 각도를 안정적으로 지지할 수 있으며, 제1 회전연결부(540)를 중심으로 제1 레그프레임(510)과 제2 레그프레임(520)의 각도를 변화시킬 수 있다.
제1 링크유닛(560)은 제1 링크부재(561) 및 제2 링크부재(562)를 포함할 수 있다.
제1 링크부재(561)는 베드프레임(210)의 고정브래킷(211)과 제1 힌지(H1)로 결합될 수 있다. 또한, 제1 힌지(H1)를 중심으로 제1 링크부재(561)의 일단부는 제1 링크유닛(560) 구동부와 제2 힌지(H2)로 결합될 수 있고, 제1 힌지(H1)를 중심으로 제1 링크부재(561)의 타단부는 제2 레그프레임(520)과 제3 힌지(H3)로 결합될 수 있다. 실시예에 따른 제1 링크부재(561)는 제1 힌지(H1)를 중심으로 절곡 형상되도록 구비될 수 있다.
제2 링크부재(562)의 일단부는 제1 링크부재(561)와 제4 힌지(H4)로 결합될 수 있고, 타단부는 제1 레그프레임(510)과 제5 힌지(H5)로 결합될 수 있다. 이때, 제4 힌지(H4)는 제1 힌지(H1)와 제3 힌지(H3) 사이에 배치될 수 있다. 실시예에 따른 제2 링크부재(562)는 제4 힌지(H4)와 제5 힌지(H5)를 연결하며 만곡 형상되도록 구비될 수 있다.
제1 링크유닛 구동부(580)는 제1 링크유닛(560)을 이동시킬 수 있고, 운동 중인 환자로부터 전달되는 가압력에 반력으로 작용하는 저항력을 제공할 수도 있다.
제1 링크유닛 구동부(580)는 베드프레임(210)과 제1 링크유닛(560)을 연결하도록 구비될 수 있고, 실시예에 따른 제1 링크유닛 구동부(580)는 모터(581), 스크류(582), 너트블록(583)을 포함할 수 있다.
모터(581)는 베드프레임(210)에 결합될 수 있고, 서보모터가 적용될 수 있다.
스크류(582)는 신체 하지의 길이방향으로 구비되고, 모터(581)에 결합되어 모터(581)의 작동에 따라 회전될 수 있다.
너트블록(583)은 스크류(582)와 기어 결합되고, 제1 링크부재(561)와 제2 힌지(H2)로 결합될 수 있다.
이에 따라, 모터(581)와 연동하는 스크류(582)의 회전에 따라 너트블록(583)은 스크류(582) 상에서 왕복 이동될 수 있고, 너트블록(583)과 제2 힌지(H2)로 연결된 제1 링크부재(561)는 너트블록(583)의 왕복 이동과 연동하여 제1 힌지(H1)를 중심으로 회동될 수 있다.
도 10 (b)에 도시된 바와 같이, 제1 링크부재(561)의 제2 힌지(H2)가 도면 상에서 좌측으로 이동하게 되면, 제1 링크부재(561)는 제1 힌지(H1)를 중심으로 시계방향으로 회전되고, 제3 힌지(H3) 및 제4 힌지(H4) 역시 시계방향으로 회전되면서 도면 상에서 상측으로 이동된다. 이와 연동하여 제2 링크부재(562)는 반시계방향으로 회전된다. 결국, 제1 회전연결부(540)가 상측으로 이동되면서 제1 레그프레임(510)과 제2 레그프레임(520)의 각도가 좁혀지면서 환자의 다리가 굽혀지는 동작이 구현될 수 있다.
이와 반대로, 도 10 (a)에 도시된 바와 같이, 제1 링크부재(561)의 제2 힌지(H2)가 도면 상에서 우측으로 이동하게 되면, 제1 링크부재(561)는 제1 힌지(H1)를 중심으로 반시계방향으로 회전되고, 제3 힌지(H3) 및 제4 힌지(H4) 역시 반시계방향으로 회전되면서 도면 상에서 하측으로 이동된다. 이와 연동하여 제2 링크부재(562)는 시계방향으로 회전된다. 결국, 제1 회전연결부(540)가 하측으로 이동되면서 제1 레그프레임(510)과 제2 레그프레임(520)의 각도가 커지면서 환자의 다리가 펼쳐지는 동작이 구현될 수 있다.
한편 하지유닛(500)은 레그서포터(570)를 더 포함할 수 있다.
레그서포터(570)는 베드프레임(210)과 제2 레그프레임(520)을 연결할 수 있고, 제1 링크유닛(560)과 연동하는 제2 레그프레임(520)을 안정적으로 지지할 수 있다.
실시예에 따른 레그서포터(570)는 제2 가이드레일(571), 제2 가이드블록(572), 서포터프레임(573)을 포함할 수 있다.
제2 가이드레일(571)은 베드프레임(210)의 상부면에 결합되어 하지유닛(500)의 길이방향으로 구비될 수 있다.
제2 가이드블록(572)은 제2 가이드레일(571)에 슬라이드 이동 가능하게 결합될 수 있다.
서포터프레임(573)은 일단부가 제2 가이드블록(572)에 회전 가능하게 결합될 수 있고, 타단부는 제2 레그프레임(520)에 결합될 수 있다.
이에 따라, 상지운동 즉, 환자의 다리가 펼쳐지거나 굽혀지는 동작 시, 제2 레그프레임(520)과 서포터프레임(573)이 연동하되, 제2 가이드블록(572)이 제2 가이드레일(571)상에 구속되어 있기 때문에, 레그서포터(570)는 제2 레그프레임(520)을 항상 균일하고 정확한 위치에서 안정적으로 지지할 수 있다.
제어부는 베드지지부(100), 베드유닛(200), 시트유닛(300), 상지유닛(400), 하지유닛(500)을 제어할 수 있다. 다시 말해, 제어부는 베드승하강 구동부(140), 베드프레임 구동부(220), 시트프레임 구동부(320), 시트테이블 구동부(340), 핸들바 구동부(420), 제1 링크유닛 구동부(580)의 작동 신호를 제어할 수 있다.
한편 본 발명의 실시예에 따른 재활 운동장치는 환자의 신체 부위에 밀착되어 신체 부위에 전기 자극을 인가하기 위한 전극부를 포함할 수 있다.
전극부는 환자의 신체 부위에 직접 부착될 수 있고, 환자가 착용하는 웨어러블 홀딩부재에 미리 구비된 것일 수 있다.
전극부는 전기 근육 자극(EMS:electrical muscle stimulation) 또는 신경지배근 전기 자극(NMES:neuromuscular electrical stimulation) 등의 근자극 신호를 환자의 근육에 전달할 수 있다.
근자극 신호는 신체 안전을 위해 제한된 에너지의 저주파 신호가 사용될 수 있고, 근자극 신호의 세기, 주파수, 전류, 파형은 환자정보에 기초하여 제어부에 의해 조정될 수 있다. 또한, 제어부는 생성 및 조정된 근자극 신호를 기반으로 시트유닛, 상지유닛, 하지유닛의 작동 신호를 추가적으로 제어할 수 있다.
이처럼 전극부를 통해 발생된 근자극 신호는 환자의 근육을 자극하여 진통이나 근위축을 방지할 수 있고, 재활 운동 효과를 높일 수 있다.
한편 전극부는 운동 중인 환자의 신체에서 발생되는 표면 근전도 신호를 측정할 수도 있다. 이렇게 측정된 근전도 신호는 제어부로 전송될 수 있다. 이때, 제어부는 전극부를 통해 감지된 근전도 신호를 처리하고, 이를 기반으로 시트유닛, 상지유닛, 하지유닛의 작동 신호를 추가적으로 제어할 수도 있다.
이처럼 전극부가 구비되는 경우, 제어부는 환자정보를 기반으로 전극부에 전기 자극을 인가하기 위한 신호를 생성하고, 운동 중 전극부로부터 감지된 근전도 신호를 처리하며, 처리된 근전도 신호를 기반으로 시트유닛(300), 상지유닛(400) 및 하지유닛(500)의 작동 신호를 재차 제어할 수 있다.
한편 본 발명의 실시예에 따른 재활 운동장치는 저장부, 입력부, 디스플레이부를 더 포함할 수 있다.
저장부에는 환자정보와 운동모드가 미리 저장될 수 있다.
환자정보는 근골격계, 신경계와 관련하여 재활 운동이 요구되는 일련의 환자 신체 정보에 해당될 수 있다.
예를 들면, 근골격계 재활 환자를 대상으로 한 운동은 관절 기능을 회복하기 위한 운동(CPM:continuous passive motion exercise), 근력을 강화시키는 운동 등이 있고, 세부적으로는, 하지 근력 강화, 상지 근력 강화, 보행 능력 향상, 평형성 개선, 통증 이완, 단순 피로 해소, 무릎관절의 유인성 개선 등 다양한 형태의 재활 운동이 수행될 수 있다. 또한, 대부분 물리치료사에 의한 수동적으로 수행되는 신경계 손상 환자의 경우에는 관절 가동술, 전기자극, 열치료 등에 따라 보다 다양한 형태의 재활 운동으로 구분될 수도 있다. 또한, 환자마다 다양한 신체 부위별 재활 운동이 수행될 수 있다.
이처럼 저장부에는 환자 마다 요구되는 재활 운동 종류 및 신체 부위 등에 대한 일련의 환자정보가 저장될 수 있다.
운동모드는 환자의 관절 가동범위, 관절 회동 방향, 관절 회동 속도 및 가속도, 관절에 가해지는 저항력, 근자극 신호의 강도, 재활 운동 시간, 재활 반복 횟수 등 환자정보를 기반으로 선택될 수 있는 다양한 종류의 운동정보이다.
예를 들면, 운동모드는 제1 운동모드, 제2 운동모드, 제3 운동모드를 포함할 수 있다.
제1 운동모드는 해당 환자정보를 기반으로 선택될 수 있고, 해당 환자의 신체별 근력 정도에 따라 구분되는 운동모드일 수 있으며, 예를 들면, 제1 운동모드는 수동모드, 자동모드, 반자동모드로 구분될 수 있다.
수동모드는 마치 헬스와 같이, 환자 스스로 재활 운동을 수행하는 경우일 수 있다. 결국, 수동모드 시 재활 운동장치에는 환자정보에 상응하도록 저항력 크기 및 가동 범위가 설정되고, 이렇게 설정된 저항력 및 가동 범위에서 환자 스스로 재활 운동을 수행할 수 있다.
자동모드는 수동모드와 같이 환자가 직접 외력을 가하는 것이 아니라, 환자정보를 기반으로 저항력의 크기, 가동 범위, 운동 시간 등 미리 설정된 조건에서 재활 운동장치가 환자의 운동을 전적으로 유도하는 경우일 수 있다.
반자동모드는 수동모드와 자동모드가 연동되는 모드에 해당될 수 있다. 예를 들면, 상지운동은 수동모드이고 하지운동은 자동모드가 수행될 수 있다. 또한, 좌측 팔과 좌측 다리는 수동모드이고 우측 팔과 우측 다리는 자동모드일 수 있다. 또한, 관절의 굽힘 동작은 수동모드이고 관절의 폄 동작은 자동모드일 수 있다.
제2 운동모드는 해당 환자정보를 기반으로 선택될 수 있고, 해당 환자의 신체별 동작에 따라 구분되는 운동모드일 수 있으며, 예를 들면, 상지모드, 하지모드, 상하지 연동모드로 구분될 수 있고, 대표적으로, 상하지 연동모드 중에는 스쿼트(Squat)모드와 보행모드로 구분될 수 있다.
상지모드는 좌측 상지유닛 및 우측 상지유닛을 이용하여 환자의 상지운동만을 수행하는 모드이고, 환자의 왼쪽 팔이나 오른쪽 팔 중 하나의 팔로만 상지운동을 수행하거나 양쪽 팔로 상지운동을 수행할 수 있다. 또한, 양쪽 팔을 동일하게 동작시킬 수 있고, 양쪽 팔을 번갈아가며 동작시킬 수도 있다. 또한, 양쪽 팔로 상지운동을 수행할 시 양쪽 상지유닛(400)에는 서로 다른 제1 운동모드가 설정될 수 있다. 즉, 양쪽 핸들바 구동부(420)에는 서로 다른 관절 가동범위, 관절 회동 방향, 관절 회동 속도 및 가속도, 관절에 가해지는 저항력, 근자극 신호의 강도 등이 설정될 수 있다.
하지모드 역시 좌측 하지유닛 및 우측 하지유닛을 이용하여 환자의 하지운동만을 수행하는 모드이고, 환자의 왼쪽 다리이나 오른쪽 다리 중 하나의 다리로만 하지운동을 수행하거나 양쪽 다리로 하지운동을 수행할 수 있다. 또한, 스쿼트(Squat)와 같이 양쪽 다리를 동일하게 동작시킬 수 있고, 보행과 같이 양쪽 다리를 번갈아가며 동작시킬 수도 있다. 또한, 양쪽 다리로 하지운동을 수행할 시 양쪽 하지유닛(500)에는 서로 다른 제1 운동모드가 설정될 수 있다. 즉, 양쪽 제1 링크유닛 구동부(580)에는 서로 다른 관절 가동범위, 관절 회동 방향, 관절 회동 속도 및 가속도, 관절에 가해지는 저항력, 근자극 신호의 강도 등이 설정될 수 있다.
상하지 연동모드는 상지모드와 하지모드를 동시에 수행할 수 있는 모드이고, 전술한 바와 같이, 좌측 상지유닛, 우측 상지유닛, 좌측 하지유닛 및 우측 하지유닛이 독립적으로 작동될 수 있기 때문에, 매우 다양한 조합의 상하지 운동모드를 구현할 수 있다.
대표적으로 스쿼트(Squat)모드 경우, 좌측 상지유닛 및 우측 상지유닛의 동일한 동작 패턴과, 좌측 하지유닛 및 우측 하지유닛의 동일한 동작 패턴을 이용하여, 환자는 스쿼트 운동을 수행할 수 있다. 이때 본 발명에 의하면, 좌측 상지유닛, 우측 상지유닛, 좌측 하지유닛 및 우측 하지유닛이 서로 독립적으로 작동될 수 있기 때문에, 환자별 필요에 따라 왼쪽 팔, 오른쪽 팔, 왼쪽 다리, 오른쪽 다리에는 서로 다른 제1 운동모드 즉, 서로 다른 관절 가동범위, 관절 회동 방향, 관절 회동 속도 및 가속도, 관절에 가해지는 저항력, 근자극 신호의 강도 등이 설정될 수 있다.
또한 보행모드 경우, 좌측 상지유닛 및 우측 상지유닛의 반대되는 동작 패턴과, 좌측 하지유닛 및 우측 하지유닛의 반대되는 동작 패턴을 이용하여, 환자는 보행 동작을 구현할 수 있다. 이때에도 본 발명에 의하면, 좌측 상지유닛, 우측 상지유닛, 좌측 하지유닛 및 우측 하지유닛이 서로 독립적으로 작동될 수 있기 때문에, 환자별 필요에 따라 왼쪽 팔, 오른쪽 팔, 왼쪽 다리, 오른쪽 다리에는 서로 다른 제1 운동모드 즉, 서로 다른 관절 가동범위, 관절 회동 방향, 관절 회동 속도 및 가속도, 관절에 가해지는 저항력, 근자극 신호의 강도 등이 설정될 수 있다.
제3 운동모드는 해당 환자정보를 기반으로 선택될 수 있고, 해당 환자의 신체에 근자극 신호를 인가할 것인지의 여부를 설정하는 운동모드일 수 있다.
결과적으로, 제어부는 제1 운동모드, 제2 운동모드 및 제3 운동모드 별로 각각 제어 신호를 생성할 수 있고, 바람직하게는 제1 운동모드, 제2 운동모드 및 제3 운동모드를 조합한 후 최종 제어 신호를 생성할 수 있다.
이와 같이, 제1 운동모드, 제2 운동모드 및 제3 운동모드에 따라 세분화된 재활 운동은 다양한 재활 운동이 요구되는 환자마다의 근력 강화나 관절의 유인성 등의 재활 운동을 체계적으로 수행할 수 있다.
입력부는 환자정보 및 운동모드를 선택할 수 있고, 이렇게 선택된 환자정보 및 운동모드는 디스플레이부를 통해 표시될 수 있다.
디스플레이부는 입력부와 무관하게 저장부에 저장된 환자정보 및 운동모드를 표시할 수도 있고, 수행 중인 재활 운동 결과, 재활 목표, 재활 일정 등이 표시될 수도 있다.
입력부 및 디스플레이부는 인터넷이 연결된 컴퓨터, 휴대폰, 태블릿 등의 모바일 유닛이 적용될 수 있다.
이러한 입력부 및 디스플레이부를 통해 환자 또는 관리자는 재활 운동장치의 저항력 크기, 가동 범위, 운동 시간 등을 실시간으로 조절할 수 있다. 또한, 수행된 재활 운동 정보는 저장부에 저장될 수 있고, 인터넷 등의 네트워크를 통해 공유서버에 전송될 수 있다.
한편 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 재활 운동방법을 나타낸 도면이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 재활 운동방법은 환자 탑승단계, 운동모드 설정단계, 운동장치 세팅단계, 운동장치 작동단계를 포함할 수 있다.
환자 탑승단계는 재활 운동장치에 환자가 탑승하는 단계이다. 베드지지부(100)의 높이를 조절하여 거동이 불편한 환자의 탑승을 용이하게 수행할 수 있다.
운동모드 설정단계는 미리 설정된 환자정보를 기반으로 환자별 필요로 하는 운동모드를 설정하는 단계이다.
전술한 바와 같이, 운동모드 설정단계는 제1 운동모드 설정단계, 제2 운동모드 설정단계, 제3 운동모드 설정단계를 포함할 수 있다.
제1 운동모드 설정단계는 미리 설정된 환자정보를 기반으로 환자의 근력 정도에 따른 제1 운동모드를 설정하는 단계이다. 예를 들면, 수동모드, 자동모드, 반자동모드에서 선택될 수 있다.
제2 운동모드 설정단계는 미리 설정된 환자정보를 기반으로 환자의 동작 패턴에 따른 제2 운동모드를 설정하는 단계이다. 예를 들면, 상지모드, 하지모드, 상하지 연동모드 등에서 선택될 수 있고, 대표적으로, 상하지 연동모드 중에서 스쿼트모드와 보행모드가 선택될 수 있다.
제3 운동모드 설정단계는 미리 설정된 환자정보를 기반으로 환자의 신체에 근자극 신호를 인가할 것인지의 여부를 설정하는 단계이다.
환자정보에 따른 운동모드가 설정되면 운동장치의 위치를 세팅하게 된다. 즉, 운동장치 세팅단계는 설정된 운동모드에 따라 재활 운동장치의 초기 위치를 세팅하는 단계이다. 예를 들면, 환자는 누운 상태에서 상지운동 또는 하지운동을 수행할 수 있고, 경사진 상태에서 상지운동 또는 하지운동을 수행할 수 있으며, 기립된 상태에서 상지운동 또는 하지운동을 수행할 수 있다.
운동장치의 초기 위치가 세팅되면 재활 운동을 수행하게 된다. 즉, 운동장치 작동단계는 설정된 운동모드에 따라 재활 운동장치를 작동시키며 재활 운동을 수행하는 단계이다.
이상에서 같이, 본 발명에 따른 재활 운동장치 및 운동방법은 상지운동, 하지운동, 상지 하지 연동운동, 그리고 좌우측 팔, 다리의 독립된 재활 운동을 수행할 수 있음으로써, 환자에게 적합한 재활 운동을 효율적으로 수행할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 재활 운동장치 및 운동방법은 환자가 재활 운동을 수행할 시, 구동력 또는 저항력을 제공하여, 환자마다 최적화된 재활 운동이 가능함으로서, 재활 운동 효과를 향상시킬 수 있다.
또한 본 발명에 따른 재활 운동장치 및 운동방법은 거동이 불편한 환자의 신체를 안정적으로 지지할 수 있고, 요구되는 재활 운동을 정확히 구현함에 따라 재활 운동 효과를 보다 향상시킬 수 있다.
또한 본 발명에 따른 재활 운동장치 및 운동방법은 운동 중인 환자에 전달되는 전기자극을 통하여 재활 운동 효과를 더욱 높일 수 있다.
또한 본 발명에 따른 재활 운동장치 및 운동방법은 환자마다 적합하게 세분화된 재활 프로그램을 제공할 수 있어 환자 개인별 재활 운동 효과를 더욱 높일 수 있다.
또한 예를 들어, 기존 재활 치료는 관절 기능을 회복하기 위한 시피엠(CPM) 운동과 근력 강화 운동이 서로 다른 운동장치를 이용하여 별도로 수행되었으나, 본 발명에 따른 재활 운동장치 및 운동방법은 시피엠(CPM) 운동과 근력 강화 운동을 하나의 운동장치에서 동시에 수행할 수 있음으로써, 짧은 시간에 재활 운동 효과를 더욱 높일 수 있게 된다.
상술한 바와 같이 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면, 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변경시킬 수 있다.
100: 베드지지부
200: 베드유닛
300: 시트유닛
400: 상지유닛
500: 하지유닛

Claims (10)

  1. 베드지지부;
    환자가 눕거나 기립할 수 있도록 상기 베드지지부로부터 회전 가능하게 설치되는 베드유닛;
    상기 베드유닛에 결합되고, 환자의 상체를 지지하는 시트유닛;
    상기 시트유닛에 결합되고, 환자의 상지를 지지하며, 상지운동을 유도하거나 상지운동 시 저항력을 제공하기 위한 한 쌍의 상지유닛; 및
    상기 베드유닛에 결합되고, 환자의 하지를 지지하며, 하지운동을 유도하거나 하지운동 시 저항력을 제공하기 위한 한 쌍의 하지유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 재활 운동장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 시트유닛은,
    환자의 허리각도에 상응하는 경사각이 유지되도록 상기 베드유닛에 회전 가능하게 결합되는 시트프레임;
    상기 시트프레임을 회전시키는 시트프레임 구동부;
    환자의 상체에 접촉되고, 상기 하지유닛에 근접하거나 이격되도록 상기 시트프레임에 이동 가능하게 결합되는 시트테이블; 및
    상기 시트테이블을 이동시키는 시트테이블 구동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 재활 운동장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 상지유닛은,
    상기 시트프레임에 회전 가능하게 결합되는 핸들바; 및
    상기 핸들바와 연결되어 상기 핸들바를 회전시키거나 환자로부터 전달되는 가압력에 대해 저항력을 제공하는 핸들바 구동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 재활 운동장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 하지유닛은,
    환자의 허벅지를 지지하는 제1 레그프레임;
    환자의 종아리를 지지하는 제2 레그프레임;
    환자의 발을 지지하는 제3 레그프레임;
    환자의 무릎관절에 상응하도록 상기 제1 레그프레임과 상기 제2 레그프레임을 회전 가능하게 연결하는 제1 회전연결부;
    환자의 발목관절에 상응하도록 상기 제2 레그프레임과 상기 제3 레그프레임을 회전 가능하게 연결하는 제2 회전연결부;
    상기 베드유닛으로부터 상기 제1 레그프레임 및 상기 제2 베드프레임을 지지하고, 상기 제1 회전연결부를 중심으로 상기 제1 레그프레임과 상기 제2 레그프레임의 각도를 조절하기 위한 제1 링크유닛; 및
    상기 제1 링크유닛을 이동시키거나 환자로부터 전달되는 가압력에 대해 저항력을 제공하는 제1 링크유닛 구동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 재활 운동장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 링크유닛은,
    상기 베드유닛과 제1 힌지로 결합되고, 상기 제1 힌지를 중심으로 일단부가 상기 제1 링크유닛 구동부에 제2 힌지로 결합되며, 상기 제1 힌지를 중심으로 타단부가 상기 제2 레그프레임에 제3 힌지로 결합되는 제1 링크부재; 및
    상기 제1 힌지와 상기 제3 힌지 사이에 배치되는 일단부가 상기 제1 링크부재에 제4 힌지로 결합되고, 타단부가 상기 제1 레그프레임에 제5 힌지로 결합되는 제2 링크부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 재활 운동장치.
  6. 제2항에 있어서,
    미리 설정된 환자정보 및 운동모드를 기반으로 상기 시트테이블 구동부 및 상기 하지유닛의 작동 신호를 제어하는 제어부;를 더 포함하고,
    하지운동 시 환자의 고관절 각도가 미리 설정된 기준각도를 초과하는 경우, 환자의 상체를 지지하는 상기 시트테이블이 상기 하지유닛에 근접되도록 이동되는 것을 특징으로 하는 재활 운동장치.
  7. 제1항에 있어서,
    환자의 신체 부위에 밀착되어 신체 부위에 전기 자극을 인가하기 위한 전극부; 및
    상기 전극부에 전기 자극을 인가하기 위한 신호를 생성함과 동시에 상기 시트유닛, 상기 상지유닛 및 상기 하지유닛의 작동 신호를 제어하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 재활 운동장치.
  8. 제1항에 있어서,
    환자정보 및 운동모드가 저장되는 저장부;
    상기 환자정보 및 상기 운동모드를 선택하는 입력부; 및
    상기 입력부에서 선택된 상기 환자정보 및 상기 운동모드를 표시하는 디스플레이부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 재활 운동장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 하나의 항에 기재된 재활 운동장치를 이용한 재활 운동방법으로서,
    재활 운동장치에 환자가 탑승하는 환자 탑승단계;
    미리 설정된 환자정보를 기반으로, 환자별 필요로 하는 운동모드를 설정하는 운동모드 설정단계;
    설정된 운동모드에 따라 재활 운동장치의 초기 위치를 세팅하는 운동장치 세팅단계; 및
    설정된 운동모드에 따라 재활 운동장치를 작동시키는 운동장치 작동단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 재활 운동방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 운동모드 설정단계는,
    미리 설정된 환자정보를 기반으로, 환자의 근력 정도에 따른 제1 운동모드를 설정하는 제1 운동모드 설정단계;
    미리 설정된 환자정보를 기반으로, 환자의 동작 패턴에 따른 제2 운동모드를 설정하는 제2 운동모드 설정단계; 및
    미리 설정된 환자정보를 기반으로, 환자의 신체에 전기 자극의 인가여부를 설정하는 제3 운동모드 설정단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 재활 운동방법.
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