KR20220138534A - 무릎관절 및 고관절 가동범위 측정 센서가 구비된 하지 재활 운동 시스템 및 하지재활운동기구 - Google Patents

Abstract

무릎 및 고관절의 재활치료를 위해서는 부상 정도 빛 부상 부위별로 무릎 및 고관절의 가동범위를 달리해서 운동해야 한다. 이에, 본 발명은 기존 하지 운동기구 및 실내자전거에 고관절 및 무릎 관절 가동범위 측정 센서를 부착하여 질병의 특성에 맞는 운동범위를 실시하고 있는지 모니터링하거나 데이터화 하도록 한다. 이를 통하여 환자의 재활운동의 질을 향상시킬 수 있고, 운동기록을 데이터화하여 운동프로그램 제작에 활용할 수 있으며, 데이터를 사용하여 의학 발달에 기여할 수 있다. 또한, 운동기록을 실시간으로 모바일로 송출하여 개인과 개인을 연결하여 운동기록을 공유하거나 시합을 하도록하여 운동 효과를 높일 수 있다.

Description

무릎관절 및 고관절 가동범위 측정 센서가 구비된 하지 재활 운동 시스템 및 하지재활운동기구 { Lower body exercise system and lower body exercise equipment with knee and hip joint range of motion measurement sensors}

본 발명은 운동 궤적 측정장치가 구비된 하지 재활운동기구에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 운동기구의 고관절 및 무릎 부분에 부착되는 가동범위 측정 센서와 스마트 기기 및 스마트기기에 구비된 어플리케이션을 통하여, 운동기구의 가동범위 정보를 생성하고 데이터화하도록 하는, 궤적 측정장치가 구비된 하지 운동기구에 관한 것이다.

무릎 및 고관절의 재활치료를 위해서는 부상 정도 빛 부상 부위별로 무릎 및 고관절의 가동범위를 달리해서 운동해야 한다. 예를들어, 십자인대 파열은 그 부위가 전방이냐 후방이냐에 따라 무릎 가동범위를 달리해서 운동한다. 또한 척추디스크 탈출증 환자는 그 정도에 따라서 고관절 가동범위를 다르게 운동해야한다.

그러나 무릎이나 고관절 환자가 주로 사용하는 기존의 실내자전거는 사용자의 신체 상태에 맞는 처방에 따른 것이 아니므로 척추디스크탈출증, 전방십자인대파열, 후방십자인대 파열 등 환자에 맞는 운동을 처방한 것이 아니었다. 따라서 환자자의 무릎 또는 고관절 운동 가동범위를 모니터링 하여, 효과적으로 운동을 제어하도록하고 데이터화 할 수 있는 재활운동 시스템 및 재활운동기구가 필요하다.

이에 본 발명을 기존 하지 운동기구 및 실내자전거에 가동범위 측정 센서를 부착하여 질병의 특성에 맞는 운동범위를 실시하고 있는지 모니터링하거나 데이터화 하도록하며, 이에 더하여 의사나 재활트레이너가 운동범위를 제어하도록 하고자 한다. 이를 통하여 환자의 재활운동의 질을 향상시킬 수 있고, 운동기록을 데이터화하여 운동프로그램 제작에 활용할 수 있으며, 데이터를 사용하여 의학 발달에 기여할 수 있다. 또한, 운동기록을 실시간으로 모바일로 송출하여 개인과 개인을 연결하여 운동기록을 공유하거나 시합을 하도록하여 운동 효과를 높일 수 있다.

무릎 및 고관절의 재활치료를 위해서는 부상 정도 빛 부상 부위별로 무릎 및 고관절의 가동범위를 달리해서 운동해야 한다. 예를들어, 십자인대 파열은 그 부위가 전방이냐 후방이냐에 따라 무릎 가동범위를 달리해서 운동한다. 또한 척추디스크 탈출증 환자는 그 정동에 따라서 고관절 가동범위를 다르게 운동해야한다.

그러나 운동기구, 세부적으로, 무릎이나 고관절 환자가 주로 사용하는 기존의 실내자전거는 사용자의 신체 상태에 맞는 처방에 따른 것이 아니므로 척추디스크탈출증, 전방십자인대파열, 후방십자인대 파열 등 환자에 맞는 운동을 처방한 것이 아니었다. 따라서 환자가 운동을 선택할 수 있는 효과적인 재활운동기구가 필요하다.

이에 본 발명은 기존 하지 운동기구 및 실내자전거에 가동범위 측정 센서를 부착하여 질병의 특성에 맞는 운동범위를 실시하고 있는지 모니터링하거나 데이터화 하도록하며, 이에 더하여 의사나 재활트레이너가 운동범위를 제어하도록 하고자 한다.

이를 통하여 환자의 재활운동의 질을 향상시킬 수 있고, 운동기록을 데이터화하여 운동프로그램 제작에 활용할 수 있으며, 데이터를 사용하여 의학 발달에 기여할 수 있다. 또한, 운동기록을 실시간으로 모바일로 송출하여 개인과 개인을 연결하여 운동기록을 공유하거나 시합을 하도록하여 운동 효과를 높일 수 있다.

도 1은 각도센서가 부착된 위치를 도시한 설명도,
도 2는 가동범위 측정 센서가 구비된 본 발명에 따른 운동시스템을 개략적으로 나타내는 설명도

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위하여 용어의 개념을 절적하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미로 해석되어야만 한다.

따라서 본 발명의 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이으모, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해해야 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 운동기우의 개념도로서 각도센서가 부착된 위치를 개략적으로 나타낸 설명도이다. 도1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 운동기구는 사용자의 고관절에 대응한 위치에 배열된 화동축의 가동범위 측정 센서(1) 또는 사용자의 무릎에 대응하는 위치에 배열된 회동축 가동범위 측정 센서(2)가 구비된다. 상기 가동범위 측정 센서는 회동축, 아암 또는 패달 또는 프레임 등에 구비될 수 있다.

상기 가동범이 측정센서는, 코어(core); 상기 코어의 일측에 권선되며, 시변전류가 인가되어 시변자기장을 형성하는 입력코일;상기 입력코일과 일정간격을 두고 평행하게 배치되며, 상기 입력코일에서 발생하는 시변자기장의 영향을 받아 전압이 유도되는 출력코일; 상기 입력코일과 출력코일 사이에 회전가능하게 설치되고, 그 회전축에 가동물체가 결합되는 회전체;를 포함하여 이루어지되,상기 회전체는 도전체로 이루어진 원판 형상의 구조물로서, 회전시 반경이 선형적 또는 일정한 함수형태로 증가되는 외주 형상을 가지며, 그 일부분은 상기 입력코일과 출력코일 사이에 평행하게 배치되고, 그 중심부 회전축은 상기 입력코일 및 출력코일의 외곽부에 배치되도록 형성되어,상기 회전체의 회전운동시 원판의 반경 변화에 따라 상기 출력코일로 유도되는 전압의 크기 변화를 검출함으로써 상기 회전체의 회전축에 결합된 가동물체의 회전각도를 측정하도록 한 것을 특징으로 하는 전자기유도 방식을 이용한 각도센서일 수 있다. 상기 기술은 공지된 등록특허, 10-08562426에 기술되어 있다.

상기 가동범위 측정센서는, 반복적으로 왕복운동 또는 원운동 하는 운동기구의 실질적인 운동 부분(예를 들어 사이클링 장치, 스탭퍼 장치 등에 있어서 바퀴축이나 회전축이 아닌 회전 중심에 소정 범위 벗어난 부분으로, 자전거 또는 스탭퍼의 페달 등)에 모듈 타입으로 부착 및 탈착이 가능하도록 구비될 수 있다. 이렇게 구비되는 가동범위 측정센서는 3축의 가속도 센서 및 자이로 센서를 포함하여 구성되며 운동 부분에 대한 3축 방향의 가속도 및 각속도를 각각 감지하도록 할 수 있다.

상기 센서는 블루투스를 포함하는 유무선 통신으로 스마트폰에 연결되어서, 감지된 가동범위를 적절히 신호 처리하여 유효 운동 횟수를 카운트하고 이 정보를 컴퓨터 또는 스마트폰에 전달하도록 할 수 있다.

이에 더하여, 상기 고관절 회동축 및 무릎관절 회동축에 가속도 센서 및 자이로 센서를 설치하여 감지된 가속도값 및 각속도값을 산출하여 운동횟수를 카운트하고, 상기 운동정보를 스마트폰에 전달할 수 있다. 상기 기술은 공지된 등록특허, 10-2049506에 기술되어 있다.

따라서, 사용자인 트레이너 및 의사는 본 운동기구를 사용하여, 환자의 신체적 특성인 부상 부위 및 정도에 따른 운동 가동범위를 모니터링할 수 있고, 데이터화할 수 있으며, 사용자 본인도 실시간 모니터링을 통하여 운동범위를 제어할 수 있어 효과적으로 재활운동을 할 수 있다.

1 : 하지 재활 운동기구
2 : 고관절 가동범위 측정 센서
3 : 무릎 가동범위 측정 센서

Claims (3)

1. 회동축이 사용자의 고관절 및 사용자의 무릎에 대응하는 위치에 구비된 하지 운동기구에 있어서, 사용자의 고관절에 대응한 위치에 배열된 화동축의 가동범위 측정 센서(1) 및 사용자의 무릎에 대응하는 위치에 배열된 회동축 가동범위 측정 센서(2)가 구비된 운동기구.
2. 회동축이 사용자의 고관절에 대응하는 위치에 구비된 하지 운동기구에 있어서, 사용자의 고관절에 대응한 위치에 배열된 화동축의 가동범위 측정 센서(1)가 구비된 운동기구.
3. 회동축이 사용자의 고관절 및 사용자의 무릎에 대응하는 위치에 구비된 하지 운동기구에 있어서,사용자의 무릎에 대응하는 위치에 배열된 회동축 가동범위 측정 센서(2)가 구비된 운동기구.

Images