KR20230109964A - System and method for joint movement rehabilitation using transcutaneous interferential-current nerve inhibition - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 관절운동 및 재활치료를 위한 장치 및 방법에 관한 것으로, 더 상세하게는, 종래, 수술이나 부상으로 인한 통증 및 근력약화로 인해 발생하는 근육단축(muscle shortening) 및 정적 자세나 동적 행동 중 과도한 신장반사(stretch reflex)로 인해 근긴장도가 높아져 운동장애를 유발하는 경직(spasticity)의 치료에 있어서, 수술, 주사, 시술 등과 같은 체내 침습적 치료의 경우 경직완화 효과가 높지만 부작용에 따른 위험성이 높고, 약물치료는 신경전도 감소효과가 광범위하여 전신무력감이 발생하며, 물리치료나 보조기 등과 같은 비수술적 접근은 효과가 즉각적이지 않고 장시간의 치료기간이 요구되는 단점이 있었던 종래기술의 재활치료 방법들의 문제점을 해결하기 위해, 비수술적이며 즉각적으로 운동 및 감각신경 전달을 억제하는 전기신경전도억제(Transcutaneous Interferential-current Nerve Inhibition ; TINI) 기술과 관절재활운동기기(Continuous Passive Motion ; CPM)를 결합하여, 감각신경 억제를 통해 근육 스트레칭시 통증을 감소시키고 운동신경 억제를 통해 근긴장도를 감소시켜 스트레칭 효과를 최대화할 수 있도록 구성됨으로써, 전기적 자극을 통해 비수술적인 방식으로 효과적인 재활치료가 이루어질 수 있도록 구성되는 전기신경전도억제를 이용한 관절운동 재활시스템 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus and method for joint exercise and rehabilitation treatment, and more particularly, in the treatment of spasticity that causes movement disorders due to increased muscle tone due to muscle shortening caused by pain and muscle weakness caused by surgery or injury and excessive stretch reflex during static posture or dynamic action, in the case of invasive treatments such as surgery, injection, and procedure, the spasticity relieving effect is high, but the risk due to side effects is high, and drug treatment In order to solve the problems of the prior art rehabilitation treatment methods, which have a wide range of nerve conduction reduction effects and cause general incapacity, and non-surgical approaches such as physical therapy or braces have the disadvantages that the effect is not immediate and requires a long treatment period, non-surgical and immediate suppression of motor and sensory nerve transmission (Transcutaneous Interferential-current Nerve Inhibition; TINI) technology and joint rehabilitation exercise device (Continuous Passive Motion; CPM) are combined, It is configured to reduce pain during muscle stretching through sensory nerve inhibition and to maximize the stretching effect by reducing muscle tone through motor nerve inhibition, thereby enabling effective rehabilitation treatment in a non-surgical manner through electrical stimulation. It relates to a joint movement rehabilitation system and method using electrical nerve conduction inhibition.
또한, 본 발명은, 종래, 예를 들면, 경피신경전기자극(Transcutaneous Electrical Nerve Stimulation ; TENS) 및 간섭파 물리치료(Interferential Current Theraphy ; ICT) 등과 같이, 관절 등의 신체부위에 전극을 부착하고 특정 주파수나 전류 등의 전기적 자극에 의해 감각신경을 억제하거나 근섬유를 자극하여 수축시키는 것에 의해 비수술적인 방식으로 재활치료가 이루어질 수 있도록 구성되는 전기치료(electrical therapy) 장치 및 방법에 있어서, 감각신경은 억제되지만 운동신경은 억제되지 않음으로 인해 근육 스트레칭시 통증이 발생하고 신장반사로 인해 근육 스트레칭의 효과가 감소되는 한계가 있었던 종래기술의 TENS 및 ICT 기술의 문제점을 해결하기 위해, 전기신경전도억제(TINI) 기술과 관절재활운동기기(CPM)를 결합하여 감각신경과 운동신경을 모두 억제할 수 있도록 구성됨으로써, 감각신경 억제를 통해 근육 스트레칭시 통증을 감소시키는 동시에, 운동신경 억제를 통해 신장반사를 억제하고 근긴장도를 감소시켜 기존의 전기치료 장치 및 방법들에 비해 근육 스트레칭 효과를 더욱 높일 수 있도록 구성되는 전기신경전도억제를 이용한 관절운동 재활시스템 및 방법에 관한 것이다. In addition, the present invention is conventional, for example, in the electrical therapy device and method configured to perform rehabilitation treatment in a non-surgical manner by attaching electrodes to body parts such as joints and suppressing sensory nerves or stimulating and contracting muscle fibers by electrical stimulation such as a specific frequency or current, such as Transcutaneous Electrical Nerve Stimulation (TENS) and Interferential Current Therapy (ICT), in which sensory nerves are suppressed but exercise In order to solve the problems of the TENS and ICT technologies of the prior art, which had limitations in that pain occurs during muscle stretching because the nerve is not suppressed and the effect of muscle stretching is reduced due to the stretch reflex, the electrical nerve conduction inhibition (TINI) technology and the joint rehabilitation exercise device (CPM) are combined to suppress both sensory nerves and motor nerves, thereby reducing pain during muscle stretching through sensory nerve suppression, while suppressing stretch reflex through motor nerve suppression and reducing muscle tone. Existing electrotherapy devices and methods It relates to a joint motion rehabilitation system and method using electrical nerve conduction inhibition configured to further increase the muscle stretching effect compared to the above.
일반적으로, 근육단축(muscle shortening)은 수술이나 부상으로 인한 통증 및 근력약화 등으로 인해 근골격계 환자뿐만 아니라 정상인에서도 흔히 발생하며, 이와 같이 단축된 근육은 통증을 유발하고 운동능력을 저하시키게 된다. In general, muscle shortening (muscle shortening) commonly occurs in normal people as well as musculoskeletal patients due to pain and muscle weakness due to surgery or injury, and thus shortened muscles cause pain and reduce exercise capacity.
또한, 경직(spasticity)은 정적 자세 또는 동적 행동 중 과도한 신장반사 등에 의해 근긴장도가 높아지는 운동장애로서 뇌손상 환자에게 주로 발생하며, 각종 운동 및 기능장애를 일으켜 정상적인 움직임을 방해하므로 보행과 같은 일상생활이 원활하지 못하게 된다. In addition, spasticity is a movement disorder in which muscle tone is increased due to excessive stretch reflexes during static posture or dynamic action.
여기서, 이러한 근육단축이나 경직의 치료를 위해, 종래, 수술, 보툴리눔(보톡스), 약물치료, 물리치료, 보조기 등과 같이 다양한 치료방법이 제시되어 있으나, 수술이나 주사, 시술과 같은 체내 침습적 치료의 경우 경직완화 효과가 분명하지만 부작용에 따른 위험성이 높으며, 특히, 지속적인 근력약화에 따른 운동기능 저하가 동반되는 문제가 있다. Here, for the treatment of such muscle shortening or spasticity, various treatment methods such as surgery, botulinum (Botox), drug treatment, physical therapy, and orthotics have been proposed. However, in the case of invasive treatment such as surgery, injection, or procedure, the effect of relieving spasticity is obvious, but the risk of side effects is high, and in particular, there is a problem accompanied by deterioration of motor function due to continuous muscle weakness.
아울러, 약물치료는 신경전도 감소효과가 광범위하여 전신무력감이 발생하는 부작용이 있으며, 물리치료나 보조기와 같은 비수술적 접근은 효과가 즉각적이지 않고 장시간의 치료기간이 요구되는 단점이 있다. In addition, drug treatment has a side effect of general incapacity due to a wide range of nerve conduction reduction effects, and non-surgical approaches such as physical therapy or assistive devices have a disadvantage that the effect is not immediate and requires a long treatment period.
더욱이, 현대인은 여러 가지 이유로 종아리 근육이 단축된 경우가 많으며, 이는 무릎 통증뿐만 아니라 고관절, 허리 통증으로 이어지게 되므로, 이에, 최근에는, 상기한 바와 같은 기존의 재활치료 방식의 문제점을 해결하기 위해, 관절 등의 신체부위에 전극을 부착하고 특정 주파수나 전류 등의 전기적 자극에 의해 감각신경을 억제하거나 근섬유를 자극하여 수축시키는 것에 의해 비수술적인 방식으로 재활치료가 이루어질 수 있도록 구성되는 전기치료(electrical therapy) 장치 및 방법이 제시되어 널리 사용되고 있다. Moreover, modern people often have shortened calf muscles for various reasons, which leads to knee pain as well as hip joint and back pain. Therefore, recently, in order to solve the problems of the existing rehabilitation treatment method as described above, an electrical therapy apparatus and method configured to perform rehabilitation treatment in a non-surgical manner by attaching electrodes to body parts such as joints and suppressing sensory nerves or stimulating and contracting muscle fibers by electrical stimulation such as a specific frequency or current have been proposed and widely used.
여기서, 상기한 바와 같이 전기적 자극을 이용하여 비수술적인 방식으로 재활치료를 가능하게 하기 위한 전기치료 장치 및 방법에 대한 종래기술의 예로는, 먼저, 예를 들면, 한국 등록특허공보 제10-2194266호에 제시된 바와 같은 "TENS 치료 기능을 가지는 골전도 장치"가 있다. Here, as an example of the prior art for an electrical treatment device and method for enabling rehabilitation treatment in a non-surgical manner using electrical stimulation as described above, first, for example, there is a "bone conduction device having a TENS treatment function" as suggested in Korean Patent Registration No. 10-2194266.
더 상세하게는, 상기한 한국 등록특허공보 제10-2194266호는, 오디오 데이터를 복호화하는 디코딩부; 복호화된 오디오 데이터를 아날로그 신호로 변환하여 아날로그 오디오 신호를 출력하는 디지털 아날로그 컨버터; 아날로그 오디오 신호를 골전도 신호로 변환하여 출력하는 골전도 유닛; 골전도 유닛을 수용하는 하우징의 외측에 사용자의 피부와 접촉하도록 설치되는 금속전극; TENS(Transcutaneous Electrical Nerve Stimulation) 신호를 생성하는 주파수 발생기; 및 TENS 신호를 증폭하여 금속전극에 인가하는 TENS 신호 증폭부를 포함하여, 골전도 유닛을 수용하는 하우징의 외측에 금속전극을 설치하고 이 금속전극에 TENS 신호를 인가함으로써 일상에서 음악감상 또는 음악치료와 TENS 치료를 함께 제공할 수 있도록 구성되는 TENS 치료 기능을 가지는 골전도장치에 관한 것이다. More specifically, the above Korean Patent Registration No. 10-2194266 discloses a decoding unit for decoding audio data; a digital-to-analog converter that converts the decoded audio data into an analog signal and outputs an analog audio signal; a bone conduction unit converting an analog audio signal into a bone conduction signal and outputting the converted bone conduction signal; a metal electrode installed on the outside of the housing accommodating the bone conduction unit to come into contact with a user's skin; a frequency generator generating a Transcutaneous Electrical Nerve Stimulation (TENS) signal; and a TENS signal amplifying unit for amplifying the TENS signal and applying the TENS signal to the metal electrode. The present invention relates to a bone conduction device having a TENS treatment function configured to provide a combination of music appreciation or music therapy and TENS treatment in daily life by installing a metal electrode on the outside of a housing accommodating a bone conduction unit and applying a TENS signal to the metal electrode.
또한, 상기한 바와 같이 전기적 자극을 이용하여 비수술적인 방식으로 재활치료를 가능하게 하기 위한 전기치료 장치 및 방법에 대한 종래기술의 다른 예로는, 예를 들면, 한국 등록특허공보 제10-1169007호에 제시된 바와 같은 "간섭파 전류를 이용한 저주파 치료장치"가 있다. In addition, as described above, another example of the prior art for an electrical treatment apparatus and method for enabling rehabilitation treatment in a non-surgical manner using electrical stimulation is, for example, Korean Patent Registration No. 10-1169007. There is a "low-frequency treatment device using interference wave current" as presented.
더 상세하게는, 상기한 한국 등록특허공보 제10-1169007호는, 1개 이상의 채널에 대하여 각각의 채널마다 간섭파 주파수의 강도, 증폭도 및 위상을 조정하기 위한 제어신호를 생성하는 MCU(Micro control unit); MCU의 제어신호에 따라 각각의 채널별로 간섭파 주파수를 생성하기 위한 디지털 신호를 출력하는 FPGA(Field Programmable Gate Array); FPGA로부터 생성된 디지털 신호를 받아 저주파 아날로그 신호로 변환·출력하는 D/A(Digital/Analog) 변환부; D/A 변환부로부터 아날로그 신호를 받아 신호의 진동수를 증감시키는 신호조절부; 신호조절부로부터 아날로그 신호를 받아 신호를 증폭시키는 증폭부; 증폭부에서 발생된 저주파 아날로그 신호를 레벨 제어신호에 따라 증폭하여 출력하는 주파수 출력부; 인체와 접촉되어 주파수 출력부의 저주파 아날로그 신호를 인체에 전달하는 도자를 포함하여, 간섭파 전류를 이용하느 것에 의해 심부의 침투율을 높여 치료효과를 높일 수 있을 뿐만 아니라, 신호조절부를 구비하여 간섭파 전류의 완만한 조절이 가능하고, 주파수 출력부와 도자 사이에 릴레이를 구비하여 환자에게 일정 수준 이상의 전류가 인가되지 않도록 하여 고통을 경감시킬 수 있도록 구성되는 간섭파 전류를 이용한 저주파 치료장치에 관한 것이다. More specifically, Korean Patent Registration No. 10-1169007 discloses a micro control unit (MCU) for generating a control signal for adjusting the strength, amplification and phase of an interference wave frequency for each channel for one or more channels; FPGA (Field Programmable Gate Array) outputting a digital signal for generating an interference wave frequency for each channel according to the control signal of the MCU; A D/A (Digital/Analog) conversion unit that receives a digital signal generated from an FPGA and converts and outputs a low-frequency analog signal; a signal control unit that receives an analog signal from the D/A conversion unit and increases or decreases the frequency of the signal; an amplifying unit receiving an analog signal from the signal conditioning unit and amplifying the signal; a frequency output unit for amplifying and outputting the low-frequency analog signal generated by the amplification unit according to the level control signal; Including a conductor that is in contact with the human body and transmits a low-frequency analog signal of a frequency output unit to the human body, by using an interfering current, the penetration rate of the deep part can be increased to increase the treatment effect, and a signal control unit is provided to gently control the interfering current.
상기한 바와 같이, 종래, 전기적 자극을 이용하여 비수술적인 방식으로 재활치료를 가능하게 하기 위해 다양한 전기치료 장치 및 방법들이 제시된 바 있으나, 상기한 바와 같은 종래기술의 내용들은 다음과 같은 한계가 있는 것이었다. As described above, various electrotherapy devices and methods have been proposed to enable rehabilitation treatment in a non-surgical manner using electrical stimulation, but the contents of the prior art as described above have the following limitations.
더 상세하게는, 환자가 근육 스트레칭을 지속적으로 수행한다면 운동능력 및 기능회복에 도움이 되어 원활한 일상생활이 가능할 것으로 기대되며, 이론적으로는 감각신경의 억제를 통해 근육 스트레칭시 통증을 감소시키고, 운동신경 억제를 통해 근긴장도를 감소시켜 스트레칭 효과를 최대화할 수 있다. More specifically, if the patient continues to perform muscle stretching, it is expected that it will help in motor ability and functional recovery, enabling smooth daily life.
그러나 상기한 바와 같은 종래기술의 경피전기신경자극(TENS) 및 간섭파치료(ICT) 방식은 각각 저주파 또는 간섭파를 이용하여 감각신경을 억제하고 근섬유를 자극하여 수축시키는 방식으로, 일반적으로, TENS와 ICT 모두 사용시 감각신경은 억제되지만 운동신경은 억제되지 않는 한계가 있는 것이었다. However, the prior art transcutaneous electrical nerve stimulation (TENS) and interference wave therapy (ICT) methods as described above use low frequencies or interference waves to inhibit sensory nerves and stimulate muscle fibers to contract. Generally, when both TENS and ICT are used, sensory nerves are suppressed, but motor nerves are not suppressed.
즉, 상기한 TENS 및 ICT와 같은 종래기술의 전기치료 장치 및 방법들은, 감각신경은 억제되지만 운동신경은 억제되지 않음으로 인해 스트레칭시 통증 및 신장반사(stretch reflex)가 발생하여 환자의 자발적인 수행에 어려움이 있고, 근긴장도가 증가하여 근육 스트레칭의 효과도 감소하게 되는 문제가 있었다. That is, in the prior art electrical therapy devices and methods such as the TENS and ICT described above, sensory nerves are suppressed but motor nerves are not, so pain and a stretch reflex occur during stretching, which makes it difficult for the patient to perform voluntarily, and increases muscle tone, resulting in a problem in that the effect of muscle stretching is also reduced.
따라서 상기한 바와 같은 종래기술의 TENS 및 ICT와 같은 전기치료 장치 및 방법들의 한계를 해결하기 위하여는, 감각신경 억제를 통해 근육 스트레칭시 통증을 감소시키는 동시에, 운동신경 억제를 통해 근긴장도를 감소시켜 스트레칭 효과를 최대화할 수 있는 새로운 구성의 전기적 자극을 이용한 비수술적 방식의 재활치료 장치 및 방법을 제시하는 것이 바람직하나, 아직까지 그러한 요구를 모두 만족시키는 장치나 방법은 제시되지 못하고 있는 실정이다. Therefore, in order to solve the limitations of the prior art electrical therapy devices and methods such as TENS and ICT as described above, it is desirable to propose a non-surgical rehabilitation treatment device and method using electrical stimulation of a new configuration that can reduce pain during muscle stretching through sensory nerve suppression and at the same time reduce muscle tone through motor nerve suppression to maximize the stretching effect.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 따라서 본 발명의 목적은, 종래, 수술이나 부상으로 인한 통증 및 근력약화로 인해 발생하는 근육단축(muscle shortening) 및 정적 자세나 동적 행동 중 과도한 신장반사(stretch reflex)로 인해 근긴장도가 높아져 운동장애를 유발하는 경직(spasticity)의 치료에 있어서, 수술, 주사, 시술 등과 같은 체내 침습적 치료의 경우 경직완화 효과가 높지만 부작용에 따른 위험성이 높고, 약물치료는 신경전도 감소효과가 광범위하여 전신무력감이 발생하며, 물리치료나 보조기 등과 같은 비수술적 접근은 효과가 즉각적이지 않고 장시간의 치료기간이 요구되는 단점이 있었던 종래기술의 재활치료 방법들의 문제점을 해결하기 위해, 비수술적이며 즉각적으로 운동 및 감각신경 전달을 억제하는 전기신경전도억제(Transcutaneous Interferential-current Nerve Inhibition ; TINI) 기술과 관절재활운동기기(Continuous Passive Motion ; CPM)를 결합하여, 감각신경 억제를 통해 근육 스트레칭시 통증을 감소시키고 운동신경 억제를 통해 근긴장도를 감소시켜 스트레칭 효과를 최대화할 수 있도록 구성됨으로써, 전기적 자극을 통해 비수술적인 방식으로 효과적인 재활치료가 이루어질 수 있도록 구성되는 전기신경전도억제를 이용한 관절운동 재활시스템 및 방법을 제시하고자 하는 것이다. The present invention is intended to solve the problems of the prior art as described above. Therefore, an object of the present invention is to treat spasticity that causes movement disorders due to increased muscle tone due to muscle shortening caused by pain and muscle weakness caused by surgery or injury and excessive stretch reflex during static posture or dynamic behavior. In order to solve the problems of the prior art rehabilitation treatment methods, which have a wide range of nerve conduction reduction effects, resulting in general incapacity, and non-surgical approaches such as physical therapy or braces have the disadvantage of requiring a long treatment period and the effect is not immediate, Combination of Transcutaneous Interferential-current Nerve Inhibition (TINI) technology and Joint Rehabilitation Exercise Equipment (Continuous Passive Motion; CPM) Therefore, it is configured to reduce pain during muscle stretching through sensory nerve suppression and maximize the stretching effect by reducing muscle tone through motor nerve suppression, thereby enabling effective rehabilitation treatment in a non-surgical manner through electrical stimulation. It is intended to propose a joint motion rehabilitation system and method using electrical nerve conduction suppression.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 종래, 예를 들면, 경피신경전기자극(Transcutaneous Electrical Nerve Stimulation ; TENS) 및 간섭파 물리치료(Interferential Current Theraphy ; ICT) 등과 같이, 관절 등의 신체부위에 전극을 부착하고 특정 주파수나 전류 등의 전기적 자극에 의해 감각신경을 억제하거나 근섬유를 자극하여 수축시키는 것에 의해 비수술적인 방식으로 재활치료가 이루어질 수 있도록 구성되는 전기치료(electrical therapy) 장치 및 방법에 있어서, 감각신경은 억제되지만 운동신경은 억제되지 않음으로 인해 근육 스트레칭시 통증이 발생하고 신장반사로 인해 근육 스트레칭의 효과가 감소되는 한계가 있었던 종래기술의 TENS 및 ICT 기술의 문제점을 해결하기 위해, 전기신경전도억제(TINI) 기술과 관절재활운동기기(CPM)를 결합하여 감각신경과 운동신경을 모두 억제할 수 있도록 구성됨으로써, 감각신경 억제를 통해 근육 스트레칭시 통증을 감소시키는 동시에, 운동신경 억제를 통해 신장반사를 억제하고 근긴장도를 감소시켜 기존의 전기치료 장치 및 방법들에 비해 근육 스트레칭 효과를 더욱 높일 수 있도록 구성되는 전기신경전도억제를 이용한 관절운동 재활시스템 및 방법을 제시하고자 하는 것이다. In addition, another object of the present invention is to attach electrodes to body parts such as joints and suppress sensory nerves or stimulate and contract muscle fibers by electrical stimulation such as a specific frequency or current, conventionally, for example, such as Transcutaneous Electrical Nerve Stimulation (TENS) and Interferential Current Therapy (ICT). In order to solve the problems of the TENS and ICT technologies of the prior art, which had limitations in that pain occurs during muscle stretching but the effect of muscle stretching is reduced due to the inhibition of the motor nerve, and the effect of muscle stretching is reduced due to the suppression of the motor nerve, it is configured to suppress both sensory nerves and motor nerves by combining the electrical nerve conduction inhibition (TINI) technology and the joint rehabilitation exercise device (CPM), thereby reducing pain during muscle stretching through sensory nerve suppression, while suppressing the stretch reflex through motor nerve suppression and reducing muscle tone. It is intended to suggest a joint motion rehabilitation system and method using electrical nerve conduction inhibition that is configured to further increase the muscle stretching effect compared to methods and methods.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따르면, 전기신경전도억제(Transcutaneous Interferential-current Nerve Inhibition ; TINI)를 이용한 관절운동 재활시스템에 있어서, 재활치료를 수행하기 위한 공간을 형성하는 본체; 사용자의 특정 신체부위에 미리 정해진 재활운동을 인가하기 위해 상기 본체에 설치되는 운동인가부; 및 사용자의 특정 신체부위에 미리 정해진 전기적 자극을 인가하기 위해 상기 본체의 일측 또는 외부에 설치되는 전기자극 인가부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전기신경전도억제를 이용한 관절운동 재활시스템이 제공된다. In order to achieve the above object, according to the present invention, in the joint motion rehabilitation system using Transcutaneous Interferential-current Nerve Inhibition (TINI), a main body forming a space for performing rehabilitation treatment; a motion application unit installed in the main body to apply a predetermined rehabilitation exercise to a specific body part of the user; And there is provided a joint motion rehabilitation system using electrical nerve conduction inhibition, characterized in that configured to include an electrical stimulation applying unit installed on one side or outside of the main body in order to apply a predetermined electrical stimulation to a specific body part of the user.
여기서, 상기 재활시스템은, 상기 운동인가부 및 상기 전기자극 인가부를 통해 진행되는 재활치료의 과정과 치료결과를 표시하기 위해 상기 본체의 일측 또는 외부에 설치되는 출력부; 및 상기 재활시스템의 전체적인 동작을 제어하는 처리가 수행되도록 이루어지는 제어부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. Here, the rehabilitation system includes an output unit installed on one side or outside of the main body to display the process and treatment result of the rehabilitation treatment progressed through the exercise application unit and the electrical stimulation application unit; and a control unit configured to perform processing for controlling the overall operation of the rehabilitation system.
또한, 상기 본체는, 사용자가 착석할 수 있는 의자 형태나, 또는, 사용자가 누울수 있는 베드(bed) 형태로 형성되도록 구성되는 것을 특징으로 한다. In addition, the main body is characterized in that it is configured to be formed in the form of a chair on which the user can sit or a bed on which the user can lie down.
아울러, 상기 운동인가부는, 사용자의 관절 부위에 스트레칭을 포함하는 미리 정해진 재활운동을 인가하도록 이루어지는 관절재활운동(Continuous Passive Motion ; CPM) 장치를 이용하여 구성되는 것을 특징으로 한다. In addition, the motion applying unit is characterized in that it is configured using a joint rehabilitation exercise (Continuous Passive Motion; CPM) device made to apply a predetermined rehabilitation exercise including stretching to the user's joint.
더욱이, 상기 전기자극 인가부는, 사용자의 신체에 부착되는 다수의 전극 및 미리 정해진 특정 주파수의 신호를 발생하도록 이루어지는 주파수발생기를 포함하여, 사용자의 관절 주위에 간섭파(interferential-current)를 통해 전기적인 자극을 인가하는 것에 의해 감각신경과 운동신경을 모두 억제하도록 이루어지는 전기신경전도억제(TINI) 장치를 이용하여 구성되는 것을 특징으로 한다. Furthermore, the electrical stimulation applying unit is characterized in that it is configured using a TINI device configured to suppress both sensory nerves and motor nerves by applying electrical stimulation through an interferential-current around the user's joints, including a plurality of electrodes attached to the user's body and a frequency generator configured to generate a signal of a predetermined specific frequency.
여기서, 상기 전기자극 인가부는, 1kHz ~ 3kHz의 가용주파수와 20kHz ~ 30kHz의 반송파를 이용하여, 사용자의 관절 부위 주변에 2채널(+, -)의 신호로 간섭파를 형성하여 자극을 인가하는 것에 의해 감각신경과 운동신경을 모두 억제할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 한다. Here, the electrical stimulation applying unit is characterized in that it is configured to suppress both sensory nerves and motor nerves by applying a stimulus by forming an interference wave with a 2-channel (+, -) signal around the user's joint using an available frequency of 1 kHz to 3 kHz and a carrier wave of 20 kHz to 30 kHz.
또한, 상기 전기자극 인가부는, 전극의 부착위치를 결정하기 위해 사용자의 신경 위치를 확인하기 위한 초음파 스캐너를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. In addition, the electrical stimulation applying unit is characterized in that it is configured to further include an ultrasound scanner for checking the user's nerve position to determine the attachment position of the electrode.
아울러, 상기 재활시스템은, 상기 초음파 스캐너를 이용하여 사용자의 관절 부위의 경골신경(Tibal nerve) 위치를 확인하고, 신경이 지나는 위치를 중심으로 다수의 전기자극 패드를 부착하며, 사용자가 본체에 위치하여 자세를 잡고 준비를 마치면 미리 설정된 데이터에 근거하여 상기 전기자극 인가부를 통해 해당 사용자에게 최적의 주파수 및 강도로 전기 자극을 인가한 후, 상기 운동인가부를 통해 미리 정해진 운동을 인가하고, 사용자의 운동범위가 최대가 되는 지점에 대한 데이터를 저장하고 해당 사용자의 운동값으로 설정하며, 설정된 운동값에 근거하여 미리 정해진 설정에 따라 재활운동을 주기적으로 반복하여 결과를 누적 기록하는 처리가 수행되도록 구성됨으로써, 상기 운동인가부를 통해 관절의 운동 및 재활치료를 수행하기 전에 상기 전기자극 인가부를 통해 신경의 위치를 확인하고 간섭파 자극을 인가하는 것에 의해 해당 부위의 감각신경과 운동신경이 모두 억제되어 운동 및 재활치료시 통증과 근긴장도가 감소되며, 감각신경과 운동신경이 모두 억제되어 통증과 근긴장도가 감소되는 것에 의해, CPM 장치만을 단독으로 사용하는 경우나 기존의 경피신경전기자극(Transcutaneous Electrical Nerve Stimulation ; TENS) 및 간섭파 물리치료(Interferential Current Theraphy ; ICT) 방식에 비하여 운동 및 재활치료의 효과를 더욱 증가시킬 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 한다. In addition, the rehabilitation system checks the location of the tibal nerve in the user's joint using the ultrasound scanner, attaches a plurality of electrical stimulation pads centered on the location where the nerve passes, and when the user is positioned on the main body to hold a posture and finishes preparation, electrical stimulation is applied to the user at an optimal frequency and intensity through the electrical stimulation applicator based on preset data, and then a predetermined exercise is applied through the exercise applier, and data about a point at which the user's range of motion is maximized is stored and corresponding It is set as the user's motion value, and the rehabilitation exercise is periodically repeated according to a predetermined setting based on the set motion value and the process of accumulating and recording the result is configured to be performed. By confirming the position of the nerve through the electrical stimulation applying unit and applying the interfering wave stimulation before performing the joint exercise and rehabilitation treatment through the motion applying unit, both sensory nerves and motor nerves in the corresponding area are suppressed, thereby reducing pain and muscle tension during exercise and rehabilitation treatment, and both sensory and motor nerves are suppressed to reduce pain and muscle tone , Compared to the case of using only the CPM device alone or the existing Transcutaneous Electrical Nerve Stimulation (TENS) and Interferential Current Therapy (ICT) methods, it is characterized by being configured to further increase the effect of exercise and rehabilitation treatment.
더욱이, 상기 출력부는, 상기 운동인가부 및 상기 전기자극 인가부를 통해 진행되는 재활치료의 과정 및 치료결과를 표시하기 위한 디스플레이를 포함하는 표시수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. Furthermore, the output unit is characterized in that it is configured to include a display means including a display for displaying the process and treatment results of the rehabilitation treatment progressed through the exercise application unit and the electrical stimulation application unit.
여기서, 상기 출력부는, 스피커를 포함하는 음성출력수단을 더 포함하여, 상기 재활시스템의 전체적인 동작을 시각적 및 청각적 신호를 통해 전달하는 처리가 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 한다. Here, the output unit is characterized in that it is configured to further include a sound output means including a speaker, so that a process for conveying the overall operation of the rehabilitation system through visual and auditory signals is performed.
또한, 본 발명에 따르면, 상기에 기재된 전기신경전도억제를 이용한 관절운동 재활시스템을 이용하여 관절운동 및 재활치료를 수행하도록 구성되는 관절운동 재활방법에 있어서, 상기 관절운동 재활시스템의 초음파 스캐너를 이용하여 사용자의 관절 부위의 경골신경(Tibal nerve) 위치를 확인하고, 신경이 지나는 위치를 중심으로 다수의 전기자극 패드를 부착하는 단계; 사용자가 상기 관절운동 재활시스템의 본체에 위치하여 자세를 잡고 준비를 마치면 상기 관절운동 재활시스템의 전기자극 인가부를 통해 미리 설정된 데이터에 근거하여 해당 사용자에게 최적의 주파수 및 강도로 전기 자극을 인가하는 단계; 상기 관절운동 재활시스템의 운동인가부를 통해 미리 정해진 운동을 인가하고, 운동범위가 최대가 되는 지점에 대한 데이터를 해당 사용자의 운동값으로 설정하여 저장하는 처리가 수행되는 단계; 및 설정된 운동값에 근거하여 미리 정해진 설정에 따라 재활운동을 주기적으로 반복하고 결과를 누적 기록하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 관절운동 재활방법이 제공된다. In addition, according to the present invention, in the joint motion rehabilitation method configured to perform joint motion and rehabilitation treatment using the joint motion rehabilitation system using electrical nerve conduction inhibition described above, using an ultrasound scanner of the joint motion rehabilitation system, confirming the location of the tibal nerve at the user's joint and attaching a plurality of electrical stimulation pads around the location where the nerve passes; Applying electrical stimulation at an optimal frequency and intensity to the user based on data previously set through an electrical stimulation application unit of the joint motion rehabilitation system when the user is positioned on the main body of the joint motion rehabilitation system, takes a posture, and prepares; Applying a predetermined exercise through the motion applying unit of the joint motion rehabilitation system, and setting and storing data for a point at which a range of motion is maximized as a motion value of the corresponding user is performed; and periodically repeating the rehabilitation exercise according to a predetermined setting based on the set exercise value and cumulatively recording the result.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 비수술적이며 즉각적으로 운동 및 감각신경 전달을 억제하는 전기신경전도억제(TINI) 기술과 관절재활운동기기(CPM)를 결합하여 감각신경 억제를 통해 근육 스트레칭시 통증을 감소시키는 동시에, 운동신경 억제를 통해 신장반사를 억제하고 근긴장도를 감소시켜 기존의 전기치료 장치 및 방법들에 비해 근육 스트레칭 효과를 더욱 높일 수 있도록 구성되는 전기신경전도억제를 이용한 관절운동 재활시스템 및 방법이 제공됨으로써, 관절 등의 신체부위에 전극을 부착하고 특정 주파수나 전류 등의 전기적 자극에 의해 감각신경을 억제하거나 근섬유를 자극하여 수축시키는 것에 의해 비수술적인 방식으로 재활치료가 이루어질 수 있도록 구성되는 종래기술의 전기치료 장치 및 방법에 있어서, 감각신경은 억제되지만 운동신경은 억제되지 않음으로 인해 근육 스트레칭시 통증이 발생하고 신장반사로 인해 근육 스트레칭의 효과가 감소되는 한계가 있었던 종래기술의 경피신경전기자극(TENS) 및 간섭파 물리치료(ICT) 기술의 문제점을 해결할 수 있다. As described above, according to the present invention, by combining the electrical nerve conduction inhibition (TINI) technology and the joint rehabilitation exercise device (CPM) that non-surgically and immediately suppress movement and sensory nerve transmission, pain during muscle stretching is reduced through sensory nerve suppression, and at the same time, the joint movement rehabilitation system and method using electrical nerve conduction suppression are provided, which are configured to further increase the muscle stretching effect compared to conventional electrical treatment devices and methods by suppressing the stretch reflex and reducing muscle tone through motor nerve suppression, joints, etc. In the prior art electrical therapy apparatus and method configured to perform rehabilitation treatment in a non-surgical manner by attaching electrodes to body parts and suppressing sensory nerves by electrical stimulation such as a specific frequency or current or stimulating and contracting muscle fibers, the sensory nerves are suppressed, but the motor nerves are not suppressed, so pain occurs during muscle stretching and the effect of muscle stretching is reduced due to the stretch reflex.
또한, 본 발명에 따르면, 상기한 바와 같이 비수술적이며 즉각적으로 운동 및 감각신경 전달을 억제하는 전기신경전도억제(TINI) 기술과 관절재활운동기기(CPM)를 결합하여 감각신경 억제를 통해 근육 스트레칭시 통증을 감소시키고 운동신경 억제를 통해 근긴장도를 감소시켜 스트레칭 효과를 최대화할 수 있도록 구성되는 전기신경전도억제를 이용한 관절운동 재활시스템 및 방법이 제공됨으로써, 수술이나 부상으로 인한 통증 및 근력약화로 인해 발생하는 근육단축 및 정적 자세나 동적 행동 중 과도한 신장반사로 인해 근긴장도가 높아져 운동장애를 유발하는 경직의 치료에 있어서, 수술, 주사, 시술 등과 같은 체내 침습적 치료의 경우 경직완화 효과가 높지만 부작용에 따른 위험성이 높고, 약물치료는 신경전도 감소효과가 광범위하여 전신무력감이 발생하며, 물리치료나 보조기 등과 같은 비수술적 접근은 효과가 즉각적이지 않고 장시간의 치료기간이 요구되는 단점이 있었던 종래기술의 재활치료 방법들의 문제점을 해결할 수 있다. In addition, according to the present invention, as described above, a joint motor rehabilitation system and method using electrical nerve conduction inhibition are provided, which are configured to maximize the stretching effect by reducing pain during muscle stretching through sensory nerve suppression and reducing muscle tone through motor nerve suppression by combining the electrical nerve conduction inhibition (TINI) technology and the joint rehabilitation exercise device (CPM) that suppress motor and sensory nerve transmission non-surgically and immediately, as described above, thereby reducing muscle shortening and static caused by pain and muscle weakness due to surgery or injury. In the treatment of spasticity that causes movement disorders due to increased muscle tone due to excessive stretch reflexes during posture or dynamic action, invasive treatments such as surgery, injection, and procedure have a high spasticity relief effect, but have a high risk of side effects, and drug treatment has a wide range of nerve conduction reduction effects, resulting in generalized incapacity, and non-surgical approaches such as physical therapy or orthoses can solve the problems of prior art rehabilitation treatment methods that have the disadvantages of not being immediate and requiring a long treatment period.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기신경전도억제를 이용한 관절운동 재활시스템의 전체적인 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 기존의 TENS 및 ICT 기술과 본 발명에 적용된 TINI의 특징 및 차이점을 각각 비교하여 나타낸 개념도이다.
도 3은 기존의 TENS 및 ICT 기술과 본 발명에 적용된 TINI의 특징 및 차이점을 각각 비교하여 표로 나타낸 도면이다.
도 4는 도 1에 나타낸 본 발명의 실시예에 따른 전기신경전도억제를 이용한 관절운동 재활시스템의 실제 구성예를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 사용자의 무릎 뒤 신경이 지나는 위치를 중심으로 양쪽에 2개씩 총 4개의 전기자극 패드를 부착한 경우를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 전기신경전도억제를 이용한 관절운동 재활시스템을 이용하여 관절운동 및 재활치료를 진행하는 모습을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 전기신경전도억제를 이용한 관절운동 재활시스템을 이용하여 관절운동 및 재활치료를 수행한 결과를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 전기신경전도억제를 이용한 관절운동 재활시스템을 이용하여 관절운동 및 재활치료를 수행한 결과를 그래프로 나타낸 도면이다. 1 is a diagram schematically showing the overall configuration of a joint motion rehabilitation system using electrical nerve conduction inhibition according to an embodiment of the present invention.
2 is a conceptual diagram showing characteristics and differences of existing TENS and ICT technologies and TINI applied to the present invention, respectively.
3 is a table showing the characteristics and differences of existing TENS and ICT technologies and TINI applied to the present invention, respectively.
FIG. 4 is a diagram schematically showing an example of an actual configuration of a joint motion rehabilitation system using electrical nerve conduction inhibition according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 1 .
5 is a view showing a case in which a total of four electrical stimulation pads are attached, two on each side of the user's back knee, where a nerve passes.
6 is a diagram schematically showing how joint motion and rehabilitation treatment is performed using the joint motion rehabilitation system using electrical nerve conduction inhibition according to an embodiment of the present invention.
7 is a view showing the results of performing joint motion and rehabilitation treatment using the joint motion rehabilitation system using electrical nerve conduction inhibition according to an embodiment of the present invention.
8 is a graph showing the results of joint motion and rehabilitation treatment using the joint motion rehabilitation system using electrical nerve conduction inhibition according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 전기신경전도억제를 이용한 관절운동 재활시스템 및 방법의 구체적인 실시예에 대하여 설명한다. Hereinafter, specific embodiments of a joint motion rehabilitation system and method using electrical nerve conduction inhibition according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
여기서, 이하에 설명하는 내용은 본 발명을 실시하기 위한 하나의 실시예일 뿐이며, 본 발명은 이하에 설명하는 실시예의 내용으로만 한정되는 것은 아니라는 사실에 유념해야 한다. Here, it should be noted that the contents described below are only one embodiment for carrying out the present invention, and the present invention is not limited to the contents of the embodiments described below.
또한, 이하의 본 발명의 실시예에 대한 설명에 있어서, 종래기술의 내용과 동일 또는 유사하거나 당업자의 수준에서 용이하게 이해하고 실시할 수 있다고 판단되는 부분에 대하여는, 설명을 간략히 하기 위해 그 상세한 설명을 생략하였음에 유념해야 한다. In addition, in the following description of the embodiments of the present invention, for parts that are identical or similar to the contents of the prior art or are determined to be easily understood and implemented at the level of those skilled in the art, the detailed description is omitted for simplicity. It should be noted that.
즉, 본 발명은, 후술하는 바와 같이, 종래, 수술이나 부상으로 인한 통증 및 근력약화로 인해 발생하는 근육단축(muscle shortening) 및 정적 자세나 동적 행동 중 과도한 신장반사(stretch reflex)로 인해 근긴장도가 높아져 운동장애를 유발하는 경직(spasticity)의 치료에 있어서, 수술, 주사, 시술 등과 같은 체내 침습적 치료의 경우 경직완화 효과가 높지만 부작용에 따른 위험성이 높고, 약물치료는 신경전도 감소효과가 광범위하여 전신무력감이 발생하며, 물리치료나 보조기 등과 같은 비수술적 접근은 효과가 즉각적이지 않고 장시간의 치료기간이 요구되는 단점이 있었던 종래기술의 재활치료 방법들의 문제점을 해결하기 위해, 비수술적이며 즉각적으로 운동 및 감각신경 전달을 억제하는 전기신경전도억제(Transcutaneous Interferential-current Nerve Inhibition ; TINI) 기술과 관절재활운동기기(Continuous Passive Motion ; CPM)를 결합하여, 감각신경 억제를 통해 근육 스트레칭시 통증을 감소시키고 운동신경 억제를 통해 근긴장도를 감소시켜 스트레칭 효과를 최대화할 수 있도록 구성됨으로써, 전기적 자극을 통해 비수술적인 방식으로 효과적인 재활치료가 이루어질 수 있도록 구성되는 전기신경전도억제를 이용한 관절운동 재활시스템 및 방법에 관한 것이다. That is, the present invention, as will be described later, in the treatment of muscle shortening caused by pain and muscle weakness caused by surgery or injury and spasticity that causes movement disorders due to increased muscle tone due to excessive stretch reflex during static posture or dynamic behavior, in the case of invasive treatments such as surgery, injection, and procedure, the spasticity relief effect is high, but the risk of side effects is high, and drug treatment has a wide range of nerve conduction reducing effects In order to solve the problems of the prior art rehabilitation treatment methods, which have the disadvantage of requiring a long treatment period and non-surgical approaches such as physical therapy or braces, the effect is not immediate and requires a long treatment period, non-surgical and immediate suppression of motor and sensory nerve transmission (Transcutaneous Interferential-current Nerve Inhibition; TINI) technology and joint rehabilitation exercise device (Continuous Passive Motion; CPM) are combined to reduce pain during muscle stretching through sensory nerve suppression. It relates to a joint motion rehabilitation system and method using electrical nerve conduction inhibition, which is configured to maximize the stretching effect by reducing muscle tone through motor nerve inhibition, thereby enabling effective rehabilitation treatment in a non-surgical manner through electrical stimulation.
아울러, 본 발명은, 후술하는 바와 같이, 종래, 예를 들면, 경피신경전기자극(Transcutaneous Electrical Nerve Stimulation ; TENS) 및 간섭파 물리치료(Interferential Current Theraphy ; ICT) 등과 같이, 관절 등의 신체부위에 전극을 부착하고 특정 주파수나 전류 등의 전기적 자극에 의해 감각신경을 억제하거나 근섬유를 자극하여 수축시키는 것에 의해 비수술적인 방식으로 재활치료가 이루어질 수 있도록 구성되는 전기치료(electrical therapy) 장치 및 방법에 있어서, 감각신경은 억제되지만 운동신경은 억제되지 않음으로 인해 근육 스트레칭시 통증이 발생하고 신장반사로 인해 근육 스트레칭의 효과가 감소되는 한계가 있었던 종래기술의 TENS 및 ICT 기술의 문제점을 해결하기 위해, 전기신경전도억제(TINI) 기술과 관절재활운동기기(CPM)를 결합하여 감각신경과 운동신경을 모두 억제할 수 있도록 구성됨으로써, 감각신경 억제를 통해 근육 스트레칭시 통증을 감소시키는 동시에, 운동신경 억제를 통해 신장반사를 억제하고 근긴장도를 감소시켜 기존의 전기치료 장치 및 방법들에 비해 근육 스트레칭 효과를 더욱 높일 수 있도록 구성되는 전기신경전도억제를 이용한 관절운동 재활시스템 및 방법에 관한 것이다. In addition, the present invention, as will be described later, conventionally, for example, for example, Transcutaneous Electrical Nerve Stimulation (TENS) and Interferential Current Therapy (ICT), electrodes are attached to body parts such as joints, and electrical stimulation such as a specific frequency or current is used to suppress sensory nerves or stimulate muscle fibers to contract, thereby enabling rehabilitation treatment in a non-surgical manner. In order to solve the problems of the prior art TENS and ICT technologies, which have limitations in that pain occurs during muscle stretching because sensory nerves are inhibited but motor nerves are not inhibited, and the effect of muscle stretching is reduced due to the stretch reflex, it is configured to suppress both sensory nerves and motor nerves by combining electrical nerve conduction inhibition (TINI) technology and joint rehabilitation exercise device (CPM), thereby reducing pain during muscle stretching through sensory nerve suppression, while suppressing stretch reflex through motor nerve suppression and reducing muscle tone. It relates to a joint motion rehabilitation system and method using electrical nerve conduction inhibition configured to further increase muscle stretching effects compared to electrical therapy devices and methods.
계속해서, 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 전기신경전도억제를 이용한 관절운동 재활시스템 및 방법의 구체적인 내용에 대하여 설명한다. Subsequently, with reference to the drawings, details of a joint motion rehabilitation system and method using electrical nerve conduction inhibition according to the present invention will be described.
더 상세하게는, 먼저, 도 1을 참조하면, 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기신경전도억제를 이용한 관절운동 재활시스템(10)의 전체적인 구성을 개략적으로 나타내는 블록도이다. In more detail, first, referring to FIG. 1, FIG. 1 is a block diagram schematically showing the overall configuration of a joint motion rehabilitation system 10 using electrical nerve conduction inhibition according to an embodiment of the present invention.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전기신경전도억제를 이용한 관절운동 재활시스템(10)은, 크게 나누어, 사용자에게 재활치료를 수행하기 위한 공간을 형성하는 본체(11)와, 사용자의 특정 신체부위에 미리 정해진 재활운동을 인가하기 위해 본체(11)에 설치되는 운동인가부(12)와, 사용자의 관절 등과 같은 특정 신체부위에 미리 정해진 전기적 자극을 인가하기 위해 본체(11)의 일측 또는 외부에 설치되는 전기자극 인가부(13)와, 운동인가부(12) 및 전기자극 인가부(13)를 통해 진행되는 재활치료의 과정과 치료결과를 표시하기 위해 본체(11)의 일측 또는 외부에 설치되는 출력부(14) 및 상기한 각 부 및 재활시스템(10)의 전체적인 동작을 제어하는 처리가 수행되도록 이루어지는 제어부(15)를 포함하여 구성될 수 있다. As shown in FIG. 1, the joint motion rehabilitation system 10 using electrical nerve conduction inhibition according to an embodiment of the present invention is broadly divided into a main body 11 for forming a space for performing rehabilitation treatment for a user, a motion applying unit 12 installed in the main body 11 to apply a predetermined rehabilitation exercise to a specific body part of the user, and electrical stimulation installed on one side or outside of the main body 11 to apply a predetermined electrical stimulus to a specific body part such as a user's joint. It may include an output unit 14 installed on one side or outside of the main body 11 to display the process of rehabilitation treatment progressed through the application unit 13, the exercise application unit 12, and the electrical stimulation application unit 13 and the treatment result, and a control unit 15 configured to perform processing for controlling each unit and the overall operation of the rehabilitation system 10 described above.
여기서, 상기한 본체(11)는, 예를 들면, 사용자가 착석할 수 있는 의자 형태나, 또는, 사용자가 누울수 있는 베드(bed) 형태로 형성되도록 구성될 수 있다. Here, the main body 11 may be configured to be formed, for example, in the form of a chair on which the user can sit or a bed on which the user can lie down.
또한, 상기한 운동인가부(12)는, 예를 들면, 발목 등과 같이, 사용자의 관절 부위에 스트레칭 등의 미리 정해진 재활운동을 인가하도록 이루어지는 관절재활운동(Continuous Passive Motion ; CPM) 장치를 이용하여 구성될 수 있다. In addition, the motion applying unit 12 may be configured using a continuous passive motion (CPM) device configured to apply a predetermined rehabilitation exercise such as stretching to a user's joint, such as, for example, an ankle.
아울러, 상기한 전기자극 인가부(13)는, 사용자의 신체에 부착되는 다수의 전극 및 미리 정해진 특정 주파수의 신호를 발생하도록 이루어지는 주파수발생기를 포함하여, 사용자의 관절 주위에 간섭파(interferential-current)를 통해 전기적인 자극을 인가하는 것에 의해 감각신경과 운동신경을 억제하는 전기신경전도억제(Transcutaneous Interferential-current Nerve Inhibition ; TINI) 장치로 구성될 수 있다. In addition, the electrical stimulation applying unit 13 may include a plurality of electrodes attached to the user's body and a frequency generator configured to generate a signal of a predetermined specific frequency, and may be configured as a Transcutaneous Interferential-current Nerve Inhibition (TINI) device that suppresses sensory nerves and motor nerves by applying electrical stimulation through interferential-current around the user's joints.
여기서, 상기한 전기자극 인가부(13)는, 전극의 부착위치를 결정하기 위해 사용자의 신경 위치를 확인하기 위한 초음파 스캐너를 더 포함하여 구성될 수 있다. Here, the electrical stimulation applying unit 13 may further include an ultrasound scanner for checking the user's nerve position in order to determine the attachment position of the electrode.
더욱이, 상기한 출력부(14)는, 운동인가부(12) 및 전기자극 인가부(13)를 통해 진행되는 재활치료의 과정과 치료결과를 표시하기 위한 디스플레이 등의 표시수단 및 스피커 등의 출력수단을 포함하여, 재활시스템(10)의 전체적인 동작을 시각적 및 청각적 신호를 통해 전달하는 처리가 수행되도록 구성될 수 있다. Furthermore, the above-described output unit 14 includes display means such as a display for displaying the process and treatment results of rehabilitation treatment progressed through the exercise application unit 12 and the electrical stimulation application unit 13, and output means such as a speaker, so that the overall operation of the rehabilitation system 10 is transmitted through visual and auditory signals.
따라서 상기한 바와 같은 구성으로부터, 사용자가 본체(11)에 위치하여 운동인가부(12)의 CPM 장치를 통해 관절의 운동 및 재활치료를 수행할 수 있으며, 이때, 운동이나 치료 전에 전기자극 인가부(13)의 TINI 장치를 통해 간섭파 자극을 인가함으로써 해당 부위의 감각신경과 운동신경을 모두 억제하여 통증과 근긴장도를 감소시킬 수 있고, 그것에 의해, 운동 및 재활치료의 효과를 최대화할 수 있다. Therefore, from the configuration as described above, the user can be located on the main body 11 and perform joint exercise and rehabilitation treatment through the CPM device of the exercise applying unit 12. In this case, by applying the interfering wave stimulation through the TINI device of the electrical stimulation applying unit 13 before exercise or treatment, both sensory nerves and motor nerves in the corresponding area can be suppressed to reduce pain and muscle tone, thereby maximizing the effect of exercise and rehabilitation treatment.
더 상세하게는, 종래, 생리적으로 신경에서 활동전위를 유발하는 최대주파수는 약 600Hz로 알려져 있고, 이 이상의 높은 주파수의 전기자극은 신경 내 자극부위에 신경전도를 방해하는 배리어를 형성하여 신경을 억제할 수 있는 것이 제시된 바 있으며, 이에, 본 발명에 적용된 TINI는 2채널의 전극을 이용하여 각 채널에서 방출된 서로 다른 주파수의 전기자극이 형성하는 간섭파를 통해 신경을 억제하는 기술이다. More specifically, conventionally, it has been known that the maximum frequency that physiologically induces an action potential in a nerve is about 600 Hz, and it has been proposed that electrical stimulation with a higher frequency than this can suppress a nerve by forming a barrier at a stimulation site in a nerve to hinder nerve conduction. Therefore, TINI applied to the present invention is a technology that uses two-channel electrodes to suppress nerves through interference waves formed by electrical stimulation of different frequencies emitted from each channel.
즉, 도 2 및 도 3을 참조하면, 도 2는 기존의 TENS 및 ICT 기술과 본 발명에 적용된 TINI의 특징 및 차이점을 각각 비교하여 나타낸 개념도이고, 도 3은 기존의 TENS 및 ICT 기술과 본 발명에 적용된 TINI의 특징 및 차이점을 각각 비교하여 표로 나타낸 도면이다. That is, referring to FIGS. 2 and 3, FIG. 2 is a conceptual diagram showing the characteristics and differences of the existing TENS and ICT technologies and TINI applied to the present invention, respectively, and FIG.
도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 기존의 TENS와 ICT는 감각신경은 억제되지만 운동신경은 억제되지 않는 반면, TINI는 1kHz ~ 3kHz의 가용주파수와 20kHz ~ 30kHz의 반송파를 이용하여 자극부위 주변에 간섭파를 형성하여 자극을 인가하는 것에 의해 감각신경과 운동신경을 모두 억제할 수 있다. As shown in FIGS. 2 and 3, conventional TENS and ICT suppress sensory nerves but not motor nerves, whereas TINI uses an available frequency of 1 kHz to 3 kHz and a carrier wave of 20 kHz to 30 kHz. By forming an interference wave around the stimulation site and applying the stimulus, both sensory nerves and motor nerves can be suppressed.
또한, 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, TINI는 비교적 높은 수치의 반송주파수(20kHz ~ 30kHz)를 이용하므로 피부 투과성이 높아 통증과 불쾌감이 적고 심부까지 자극을 전달 가능하여 심부신경 억제에 효과적인 장점이 있다. In addition, as shown in FIGS. 2 and 3, TINI uses a relatively high carrier frequency (20 kHz to 30 kHz), so it has high skin permeability, so pain and discomfort are reduced and stimulation can be transmitted to the depths, so it is effective in suppressing the deep nerve.
이는, 피하지방의 영향을 최소화하고 더 강한 신경억제 효과를 발생시키므로 감각신경과 운동신경을 모두 억제하여 근육을 스트레칭하는 데 매우 효과적이며, 여기서, 너무 높은 주파수는 발열효과가 발생하므로 적절한 전기자극 파라미터의 조정이 필요하다. Since this minimizes the effect of subcutaneous fat and generates a stronger neuroinhibitory effect, it is very effective in stretching muscles by inhibiting both sensory nerves and motor nerves.
아울러, CPM을 단독으로 사용하여 운동을 진행할 경우 통증 및 신장반사가 발생하여 근육 스트레칭 효과가 감소하게 되나, 상기한 바와 같이 TINI와 CPM을 결합한 융합형 재활시스템을 통해 근육 스트레칭시 통증 및 신장반사를 억제하고 근긴장도를 감소시킨 상태에서 운동을 진행할 수 있으므로, 기존의 TENS 및 ICT 방식에 비해 근육 스트레칭 효과를 보다 증가시킬 수 있으며, 이러한 효과는 근골격계 질환뿐만 아니라 신경계 질환에서도 동일할 것으로 기대된다. In addition, when exercise is performed using CPM alone, pain and stretch reflexes occur and the muscle stretching effect is reduced. However, as described above, pain and stretch reflexes are suppressed during muscle stretching through the convergence rehabilitation system combining TINI and CPM. Since exercise can be performed while reducing muscle tone, the muscle stretching effect can be further increased compared to the existing TENS and ICT methods, and these effects are expected to be the same for musculoskeletal diseases as well as neurological diseases.
계속해서 상기한 바와 같이 하여 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 전기신경전도억제를 이용한 관절운동 재활시스템(10)을 실제로 구현하여 실험을 통해 치료효과를 검증한 내용에 대하여 설명한다. Continuously, the actual implementation of the joint motion rehabilitation system 10 using electrical nerve conduction suppression according to an embodiment of the present invention configured as described above, and the treatment effect verified through experiments will be described.
먼저, 도 4를 참조하면, 도 4는 상기한 바와 같이 하여 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 전기신경전도억제를 이용한 관절운동 재활시스템(10)의 실제 구성예를 개략적으로 나타내는 도면이다. First, referring to FIG. 4, FIG. 4 is a diagram schematically showing an example of the actual configuration of the joint motion rehabilitation system 10 using electrical nerve conduction inhibition according to an embodiment of the present invention configured as described above.
여기서, 도 4에 나타낸 실시예에서는 본 발명의 실시예에 따른 전기신경전도억제를 이용한 관절운동 재활시스템(10)이 사용자가 착석하여 발목에 대한 재활운동 및 치료를 수행하도록 구성되는 경우를 나타내고 있으나, 본 발명은 반드시 이러한 구성으로만 한정되는 것은 아니며, 즉, 본 발명은, 본 발명의 취지 및 본질을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명의 실시예에 나타낸 구성 이외에 당업자에 의해 필요에 따라 다양하게 수정 및 변경하여 구성될 수 있는 것임에 유념해야 한다. Here, in the embodiment shown in FIG. 4, the case where the joint motion rehabilitation system 10 using electrical nerve conduction inhibition according to an embodiment of the present invention is configured so that a user is seated and performs rehabilitation exercises and treatment for the ankle, but the present invention is not necessarily limited to such a configuration, that is, it should be noted that the present invention can be configured by modifying and changing variously as needed by those skilled in the art in addition to the configurations shown in the embodiments of the present invention without departing from the spirit and essence of the present invention.
도 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명자들은, 상기한 바와 같이 하여 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 전기신경전도억제를 이용한 관절운동 재활시스템(10)의 성능을 검증하기 위해 관절운동 재활시스템을 실제로 구현하여 재활치료의 효과를 검증하기 위한 실험을 진행하였다. As shown in FIG. 4, the present inventors actually implemented the joint motion rehabilitation system 10 to verify the performance of the joint motion rehabilitation system 10 using electrical nerve conduction suppression according to an embodiment of the present invention configured as described above. An experiment was conducted to verify the effect of rehabilitation treatment.
이때, 상기한 실험은 10여년전 교통사고를 경험하고 다양한 재활치료를 받았으나 효과가 미미하였으며 근육단축 이외에 통증 및 첨족보행 양상을 보이는 종아리 근육이 단축된 20대 여성을 대상으로 TINI를 통한 경골신경(Tibial nerve) 억제 및 CPM을 통한 발목 가동성 운동이 가동범위 향상에 미치는 영향을 평가하였다. At this time, the above experiment experienced a traffic accident more than 10 years ago and received various rehabilitation treatments, but the effect was insignificant. The effect of tibial nerve suppression through TINI and ankle mobility exercise through CPM on improving the range of motion was evaluated for women in their twenties with shortened calf muscles showing pain and equinefoot walking in addition to muscle shortening.
더 상세하게는, 상기한 바와 같이 하여 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 전기신경전도억제를 이용한 관절운동 재활시스템(10)을 이용한 관절운동 재활방법은, 먼저, 초음파 스캐너를 이용하여 사용자의 관절 부위의 경골신경(Tibal nerve) 위치를 확인하고 신경이 지나는 위치를 중심으로, 예를 들면, 양쪽에 2개씩 총 4개의 전기자극 패드를 부착한다. More specifically, in the joint motion rehabilitation method using the joint motion rehabilitation system 10 using electrical nerve conduction inhibition according to an embodiment of the present invention configured as described above, first, the location of the tibal nerve at the user's joint is confirmed using an ultrasound scanner, and a total of four electrical stimulation pads are attached, for example, two on each side, around the location where the nerve passes.
즉, 도 5를 참조하면, 도 5는 사용자의 무릎 뒤 신경이 지나는 위치를 중심으로 양쪽에 2개씩 총 4개의 전기자극 패드를 부착한 경우를 나타내는 도면이다. That is, referring to FIG. 5 , FIG. 5 is a view showing a case in which a total of four electrical stimulation pads are attached, two on each side of the user's back of the knee where the nerve passes.
이어서, 사용자가 본체(11)에 착석 또는 누워서 자세를 잡고 준비를 마치면 미리 설정된 데이터에 근거하여 해당 사용자에게 최적의 주파수 강도로 전기 자극을 인가한 후, CPM을 통해 운동을 인가한다. Subsequently, when the user sits or lies on the main body 11 and finishes preparation, electrical stimulation is applied to the user at an optimal frequency intensity based on preset data, and then exercise is applied through the CPM.
즉, 도 6을 참조하면, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 전기신경전도억제를 이용한 관절운동 재활시스템(10)을 이용하여 관절운동 및 재활치료를 진행하는 모습을 개략적으로 나타내는 도면이다. That is, referring to FIG. 6 , FIG. 6 is a diagram schematically illustrating a state in which joint motion and rehabilitation treatment is performed using the joint motion rehabilitation system 10 using electrical nerve conduction inhibition according to an embodiment of the present invention.
이때, 피험자가 발목이 굽혀지는(Dorsiflexion) 최대지점(종아리 부위에서 통증이 느껴지거나 발꿈치가 들리는 지점)에서 정지버튼을 누르면 제어부(15)는 이때의 각도를 기록하고 해당 피험자에 대한 운동각도 데이터로 저장하여 적용하는 처리가 수행되도록 구성될 수 있다. At this time, when the subject presses the stop button at the maximum point of dorsiflexion (the point at which pain is felt in the calf or the heel is lifted), the control unit 15 records the angle at this time and stores and applies the motion angle data for the subject. It may be configured to perform processing.
계속해서, 상기한 바와 같이 하여 설정된 운동각도 값을 CPM의 입력으로 하여 근육 스트레칭 운동을 진행하고, 이를 주기적으로 반복하여 결과를 누적 기록한다. Subsequently, the muscle stretching exercise is performed using the motion angle value set as described above as an input of the CPM, and the result is accumulated and recorded by periodically repeating the exercise.
즉, 도 7 및 도 8을 참조하면, 도 7 및 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 전기신경전도억제를 이용한 관절운동 재활시스템(10)을 이용하여 관절운동 및 재활치료를 수행한 결과를 각각 나타내는 도면이다. That is, referring to FIGS. 7 and 8 , FIGS. 7 and 8 are diagrams showing results of performing joint motion and rehabilitation treatment using the joint motion rehabilitation system 10 using electrical nerve conduction inhibition according to an embodiment of the present invention.
도 7 및 도 8에 나타낸 바와 같이, 기존의 방식과 같이 CPM만을 단독 적용시 통증으로 인해 스트레칭 효과가 미미하였으나, TINI를 적용한 후 CPM을 적용한 경우 통증이 감소하여 발목 가동범위가 효과적으로 증가하였으며, 운동을 진행할수록 발목 가동범위가 점차 개선되는 것을 확인할 수 있다. As shown in FIGS. 7 and 8, the stretching effect was insignificant due to pain when only CPM was applied alone, as in the conventional method, but when CPM was applied after applying TINI, the pain was reduced and the range of motion of the ankle effectively increased. It can be confirmed that the range of motion of the ankle gradually improves as the exercise progresses.
따라서 본 발명의 실시예에 따른 전기신경전도억제를 이용한 관절운동 재활시스템(10)은 기존의 재활치료 장치 및 방법들에 비하여 치료효과를 보다 증가시킬 수 있는 새로운 근육 스트레칭 재활시스템으로서 적용될 수 있다. Therefore, the joint motion rehabilitation system 10 using electrical nerve conduction inhibition according to an embodiment of the present invention can be applied as a new muscle stretching rehabilitation system that can further increase the therapeutic effect compared to existing rehabilitation treatment devices and methods.
상기한 바와 같이, 본 발명자들은, TINI와 CPM을 결합하여 재활치료 현장에서 근육단축 및 경직 완화를 위한 근육 스트레칭의 효과를 증가시키는 것에 의해 환자의 재활기간을 단축하고 운동기능을 회복하여 원활한 일상생활이 가능하게 할 수 있도록 구성되는 융합형 근육 스트레칭 재활시스템 및 방법을 제시하였다. As described above, the present inventors combine TINI and CPM to increase the effect of muscle stretching for muscle shortening and stiffness relief at the rehabilitation treatment site, thereby shortening the patient's rehabilitation period and restoring motor function to enable smooth daily life. Suggested a fusion type muscle stretching rehabilitation system and method.
이에, 본 발명에 따르면, 근골격계 질환자 및 신경계 환자뿐만 아니라 정상인에게도 적용 가능하고, 근육 스트레칭을 통해 수술후 회복기간을 단축하고 운동 및 기능장애를 개선할 수 있을 것으로 기대된다. Accordingly, according to the present invention, it is applicable not only to patients with musculoskeletal disorders and nervous system patients, but also to normal people, and it is expected that the recovery period after surgery can be shortened and movement and functional disorders can be improved through muscle stretching.
아울러, 신경억제를 위한 적절한 주파수 대역폭 탐색을 목적으로 5kHz 간격으로 반송 주파수를 변경하면서 TINI 기술을 적용하였으며, 이에 더하여, 최적의 간섭파 형성을 위해 적용 주파수를 1kHz 간격으로 증가시키며 탐색하여 최적의 간섭파가 형성되는 것을 관찰하였고, 이를 통해 TINI 기술 유효성 검증 및 최적 주파수 설정을 완료하였다. In addition, the TINI technology was applied while changing the carrier frequency at 5 kHz intervals for the purpose of searching for an appropriate frequency bandwidth for neural suppression. In addition, the optimal interference wave was formed by searching while increasing the applied frequency at 1 kHz intervals to form the optimal interference wave. Through this, the validation of the TINI technology and the optimal frequency setting were completed.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 기존의 보조기나 재활로봇 등과 같이 물리적인 힘으로 경직성 수축에 저항하는 것이 아니라 신경계에서 직접 감각 및 운동신경을 억제하므로 보다 직접적이고 근본적인 경직 대응 기술이며, 근육 단축에 의한 불필요한 저항을 필요한 시간에 가역적으로 즉시 제거할 수 있으므로 운동 및 재활 현장에서 매우 유용한 기술로 활용될 수 있다. As described above, according to the present invention, it is a more direct and fundamental spasticity response technology because it suppresses sensory and motor nerves directly in the nervous system, rather than resisting spasticity contraction with physical force like existing orthoses or rehabilitation robots.
또한, 기존의 재활치료 장치들은 경직이 심할 경우 보존적 접근이 힘들다는 한계가 있었으나, 본 발명에 따르면, 전기신경전도억제를 통해 스트레칭 효과를 높여주는 융합형 TINI 기술을 통해 임상적 접근방법에 큰 변화를 기대할 수 있다. In addition, existing rehabilitation treatment devices have limitations in that conservative approaches are difficult when spasticity is severe. However, according to the present invention, a great change in clinical approaches can be expected through the fusion-type TINI technology that enhances the stretching effect through electrical nerve conduction inhibition.
아울러, 현재, 예를 들면, 발목관절 CPM 등과 같이, 재활훈련을 위한 치료장치는 상대적으로 수요가 적음으로 인해 국내개발 제품이 없어 수입제품에 의존하고 있는 실정이며, 이에, 현지 판매가격에 비해 적게는 2배 이상 높은 가격을 형성하고 있으나, 본 발명에 따르면, 국산화를 통해 가격을 낮추고 접근성을 향상시킬 수 있으므로, 보다 효율적인 재활 및 치료환경을 구축하여 사회적으로 기여할 수 있을 것으로 기대된다. In addition, treatment devices for rehabilitation training, such as, for example, ankle joint CPM, are currently dependent on imported products because there is no domestically developed product due to relatively low demand, and thus, the price is at least twice as high as the local selling price.
더욱이, 기존의 국내외에서 수행된 연구들은 단순히 고주파 교류전류를 사용하여 신경을 억제하였으나, 본 발명에 따르면, 고주파 간섭전류를 이용한 새로운 전기자극 기술을 제시할 수 있으며, 그것에 의해, 재활의학 및 생리학, 공학지식이 융합된 새로운 재활치료 기술을 선점할 수 있을 것으로 기대된다. Moreover, existing domestic and foreign studies have simply used high-frequency alternating current to suppress nerves, but according to the present invention, it is possible to present a new electrical stimulation technology using high-frequency interference current, thereby preoccupying new rehabilitation treatment technology in which rehabilitation medicine, physiology, and engineering knowledge are converged.
따라서 상기한 바와 같이 하여 본 발명의 실시예에 따른 전기신경전도억제를 이용한 관절운동 재활시스템 및 방법을 구현할 수 있으며, 그것에 의해, 본 발명에 따르면, 비수술적이며 즉각적으로 운동 및 감각신경 전달을 억제하는 전기신경전도억제(TINI) 기술과 관절재활운동기기(CPM)를 결합하여 감각신경 억제를 통해 근육 스트레칭시 통증을 감소시키는 동시에, 운동신경 억제를 통해 신장반사를 억제하고 근긴장도를 감소시켜 기존의 전기치료 장치 및 방법들에 비해 근육 스트레칭 효과를 더욱 높일 수 있도록 구성되는 전기신경전도억제를 이용한 관절운동 재활시스템 및 방법이 제공됨으로써, 관절 등의 신체부위에 전극을 부착하고 특정 주파수나 전류 등의 전기적 자극에 의해 감각신경을 억제하거나 근섬유를 자극하여 수축시키는 것에 의해 비수술적인 방식으로 재활치료가 이루어질 수 있도록 구성되는 종래기술의 전기치료 장치 및 방법에 있어서, 감각신경은 억제되지만 운동신경은 억제되지 않음으로 인해 근육 스트레칭시 통증이 발생하고 신장반사로 인해 근육 스트레칭의 효과가 감소되는 한계가 있었던 종래기술의 경피신경전기자극(TENS) 및 간섭파 물리치료(ICT) 기술의 문제점을 해결할 수 있다. Therefore, as described above, it is possible to implement a system and method for joint movement rehabilitation using electrical nerve conduction inhibition according to an embodiment of the present invention, whereby, according to the present invention, non-surgical and immediate suppression of movement and sensory nerve transmission, combining a joint rehabilitation exercise device (CPM) with electrical nerve conduction inhibition (TINI) technology reduces pain during muscle stretching through sensory nerve suppression, while suppressing stretch reflex through motor nerve suppression and reducing muscle tone, to conventional electrotherapy apparatus and methods By providing a joint motion rehabilitation system and method using electrical nerve conduction inhibition, which is configured to further increase the muscle stretching effect, in the prior art electrical therapy device and method configured to enable rehabilitation treatment in a non-surgical manner by attaching electrodes to body parts such as joints and suppressing sensory nerves or stimulating and contracting muscle fibers by electrical stimulation such as a specific frequency or current, sensory nerves are suppressed but motor nerves are not suppressed, causing pain during muscle stretching and reducing the effect of muscle stretching due to stretch reflexes. It is possible to solve the problems of the prior art transcutaneous nerve electrical stimulation (TENS) and interfering wave physical therapy (ICT) technologies.
또한, 본 발명에 따르면, 상기한 바와 같이 비수술적이며 즉각적으로 운동 및 감각신경 전달을 억제하는 전기신경전도억제(TINI) 기술과 관절재활운동기기(CPM)를 결합하여 감각신경 억제를 통해 근육 스트레칭시 통증을 감소시키고 운동신경 억제를 통해 근긴장도를 감소시켜 스트레칭 효과를 최대화할 수 있도록 구성되는 전기신경전도억제를 이용한 관절운동 재활시스템 및 방법이 제공됨으로써, 수술이나 부상으로 인한 통증 및 근력약화로 인해 발생하는 근육단축 및 정적 자세나 동적 행동 중 과도한 신장반사로 인해 근긴장도가 높아져 운동장애를 유발하는 경직의 치료에 있어서, 수술, 주사, 시술 등과 같은 체내 침습적 치료의 경우 경직완화 효과가 높지만 부작용에 따른 위험성이 높고, 약물치료는 신경전도 감소효과가 광범위하여 전신무력감이 발생하며, 물리치료나 보조기 등과 같은 비수술적 접근은 효과가 즉각적이지 않고 장시간의 치료기간이 요구되는 단점이 있었던 종래기술의 재활치료 방법들의 문제점을 해결할 수 있다. In addition, according to the present invention, as described above, a joint motor rehabilitation system and method using electrical nerve conduction inhibition are provided, which are configured to maximize the stretching effect by reducing pain during muscle stretching through sensory nerve suppression and reducing muscle tone through motor nerve suppression by combining the electrical nerve conduction inhibition (TINI) technology and the joint rehabilitation exercise device (CPM) that suppress motor and sensory nerve transmission non-surgically and immediately, as described above, thereby reducing muscle shortening and static caused by pain and muscle weakness due to surgery or injury. In the treatment of spasticity that causes movement disorders due to increased muscle tone due to excessive stretch reflexes during posture or dynamic action, invasive treatments such as surgery, injection, and procedure have a high spasticity relief effect, but have a high risk of side effects, and drug treatment has a wide range of nerve conduction reduction effects, resulting in generalized incapacity, and non-surgical approaches such as physical therapy or orthoses can solve the problems of prior art rehabilitation treatment methods that have the disadvantages of not being immediate and requiring a long treatment period.
이상, 상기한 바와 같은 본 발명의 실시예를 통하여 본 발명에 따른 전기신경전도억제를 이용한 관절운동 재활시스템 및 방법의 상세한 내용에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 기재된 내용으로만 한정되는 것은 아니며, 따라서 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 설계상의 필요 및 기타 다양한 요인에 따라 여러 가지 수정, 변경, 결합 및 대체 등이 가능한 것임은 당연한 일이라 하겠다. In the above, the details of the joint motion rehabilitation system and method using electrical nerve conduction suppression according to the present invention have been described through the embodiments of the present invention as described above, but the present invention is not limited to the contents described in the above embodiments.
10. 전기신경전도억제를 이용한 관절운동 재활시스템
11. 본체
12. 운동인가부
13. 전기자극 인가부
14. 출력부
15. 제어부 10. Joint movement rehabilitation system using electrical nerve conduction inhibition
11. Main body 12. Exercise application unit
13. Electrical stimulation application unit 14. Output unit
15. Controls
Claims (11)
재활치료를 수행하기 위한 공간을 형성하는 본체;
사용자의 특정 신체부위에 미리 정해진 재활운동을 인가하기 위해 상기 본체에 설치되는 운동인가부; 및
사용자의 특정 신체부위에 미리 정해진 전기적 자극을 인가하기 위해 상기 본체의 일측 또는 외부에 설치되는 전기자극 인가부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전기신경전도억제를 이용한 관절운동 재활시스템.
In the joint motion rehabilitation system using Transcutaneous Interferential-current Nerve Inhibition (TINI),
A main body forming a space for performing rehabilitation treatment;
a motion application unit installed in the main body to apply a predetermined rehabilitation exercise to a specific body part of the user; and
A joint motion rehabilitation system using electrical nerve conduction inhibition, characterized in that it comprises an electrical stimulation application unit installed on one side or outside of the main body in order to apply a predetermined electrical stimulation to a specific body part of the user.
상기 재활시스템은,
상기 운동인가부 및 상기 전기자극 인가부를 통해 진행되는 재활치료의 과정과 치료결과를 표시하기 위해 상기 본체의 일측 또는 외부에 설치되는 출력부; 및
상기 재활시스템의 전체적인 동작을 제어하는 처리가 수행되도록 이루어지는 제어부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전기신경전도억제를 이용한 관절운동 재활시스템.
According to claim 1,
The rehabilitation system,
an output unit installed on one side or outside of the main body to display a process and treatment result of rehabilitation treatment progressed through the motion application unit and the electrical stimulation application unit; and
The joint motion rehabilitation system using electrical nerve conduction inhibition, characterized in that it is configured to further include a control unit configured to perform processing for controlling the overall operation of the rehabilitation system.
상기 본체는,
사용자가 착석할 수 있는 의자 형태나, 또는, 사용자가 누울수 있는 베드(bed) 형태로 형성되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전기신경전도억제를 이용한 관절운동 재활시스템.
According to claim 1,
the body,
A joint motion rehabilitation system using electrical nerve conduction inhibition, characterized in that it is configured to be formed in the form of a chair on which the user can sit or a bed on which the user can lie down.
상기 운동인가부는,
사용자의 관절 부위에 스트레칭을 포함하는 미리 정해진 재활운동을 인가하도록 이루어지는 관절재활운동(Continuous Passive Motion ; CPM) 장치를 이용하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전기신경전도억제를 이용한 관절운동 재활시스템.
According to claim 1,
The exercise approval department,
A joint motion rehabilitation system using electrical nerve conduction inhibition, characterized in that it is configured using a continuous passive motion (CPM) device configured to apply a predetermined rehabilitation motion including stretching to a user's joint.
상기 전기자극 인가부는,
사용자의 신체에 부착되는 다수의 전극 및 미리 정해진 특정 주파수의 신호를 발생하도록 이루어지는 주파수발생기를 포함하여, 사용자의 관절 주위에 간섭파(interferential-current)를 통해 전기적인 자극을 인가하는 것에 의해 감각신경과 운동신경을 모두 억제하도록 이루어지는 전기신경전도억제(TINI) 장치를 이용하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전기신경전도억제를 이용한 관절운동 재활시스템.
According to claim 1,
The electrical stimulation applying unit,
A joint motion rehabilitation system using electrical nerve conduction suppression, characterized in that it is configured using a TINI device configured to suppress both sensory nerves and motor nerves by applying electrical stimulation through interferential-current around the user's joints, including a plurality of electrodes attached to the user's body and a frequency generator configured to generate signals of a predetermined specific frequency.
상기 전기자극 인가부는,
1kHz ~ 3kHz의 가용주파수와 20kHz ~ 30kHz의 반송파를 이용하여, 사용자의 관절 부위 주변에 2채널(+, -)의 신호로 간섭파를 형성하여 자극을 인가하는 것에 의해 감각신경과 운동신경을 모두 억제할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전기신경전도억제를 이용한 관절운동 재활시스템.
According to claim 5,
The electrical stimulation applying unit,
Using an available frequency of 1 kHz to 3 kHz and a carrier wave of 20 kHz to 30 kHz, an interference wave is formed with a 2-channel (+, -) signal around the user's joint area to apply a stimulus, thereby suppressing both sensory nerves and motor nerves. Joint motion rehabilitation system using electrical nerve conduction suppression, characterized in that it is configured.
상기 전기자극 인가부는,
전극의 부착위치를 결정하기 위해 사용자의 신경 위치를 확인하기 위한 초음파 스캐너를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전기신경전도억제를 이용한 관절운동 재활시스템.
According to claim 6,
The electrical stimulation applying unit,
A joint motion rehabilitation system using electrical nerve conduction inhibition, characterized in that it further comprises an ultrasound scanner for checking the user's nerve position in order to determine the attachment position of the electrode.
상기 재활시스템은,
상기 초음파 스캐너를 이용하여 사용자의 관절 부위의 경골신경(Tibal nerve) 위치를 확인하고, 신경이 지나는 위치를 중심으로 다수의 전기자극 패드를 부착하며,
사용자가 본체에 위치하여 자세를 잡고 준비를 마치면 미리 설정된 데이터에 근거하여 상기 전기자극 인가부를 통해 해당 사용자에게 최적의 주파수 및 강도로 전기 자극을 인가한 후, 상기 운동인가부를 통해 미리 정해진 운동을 인가하고,
사용자의 운동범위가 최대가 되는 지점에 대한 데이터를 저장하고 해당 사용자의 운동값으로 설정하며,
설정된 운동값에 근거하여 미리 정해진 설정에 따라 재활운동을 주기적으로 반복하여 결과를 누적 기록하는 처리가 수행되도록 구성됨으로써,
상기 운동인가부를 통해 관절의 운동 및 재활치료를 수행하기 전에 상기 전기자극 인가부를 통해 신경의 위치를 확인하고 간섭파 자극을 인가하는 것에 의해 해당 부위의 감각신경과 운동신경이 모두 억제되어 운동 및 재활치료시 통증과 근긴장도가 감소되며,
감각신경과 운동신경이 모두 억제되어 통증과 근긴장도가 감소되는 것에 의해, CPM 장치만을 단독으로 사용하는 경우나 기존의 경피신경전기자극(Transcutaneous Electrical Nerve Stimulation ; TENS) 및 간섭파 물리치료(Interferential Current Theraphy ; ICT) 방식에 비하여 운동 및 재활치료의 효과를 더욱 증가시킬 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전기신경전도억제를 이용한 관절운동 재활시스템.
According to claim 7,
The rehabilitation system,
The ultrasound scanner is used to determine the location of the tibal nerve in the user's joint area, and a plurality of electrical stimulation pads are attached around the location where the nerve passes,
When the user is positioned on the main body, takes a posture, and prepares, electrical stimulation is applied to the user at an optimal frequency and intensity through the electric stimulation applying unit based on preset data, and then a predetermined exercise is applied through the exercise applying unit,
The data about the point where the user's range of motion is maximized is stored and set as the user's exercise value.
By being configured to perform a process of accumulating and recording the results by periodically repeating the rehabilitation exercise according to a predetermined setting based on the set exercise value,
Before performing exercise and rehabilitation of the joint through the exercise applying unit, by confirming the position of the nerve through the electrical stimulation applying unit and applying interference wave stimulation, both sensory nerves and motor nerves in the corresponding area are suppressed, thereby reducing pain and muscle tension during exercise and rehabilitation treatment.
By suppressing both sensory nerves and motor nerves to reduce pain and muscle tone, a joint motion rehabilitation system using electrical nerve conduction suppression characterized in that it is configured to further increase the effect of exercise and rehabilitation treatment compared to the case of using only the CPM device or the conventional Transcutaneous Electrical Nerve Stimulation (TENS) and Interferential Current Therapy (ICT) methods.
상기 출력부는,
상기 운동인가부 및 상기 전기자극 인가부를 통해 진행되는 재활치료의 과정 및 치료결과를 표시하기 위한 디스플레이를 포함하는 표시수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전기신경전도억제를 이용한 관절운동 재활시스템.
According to claim 2,
the output unit,
Joint motion rehabilitation system using electrical nerve conduction inhibition, characterized in that it comprises a display means including a display for displaying the process and treatment results of the rehabilitation treatment progressed through the motion applying unit and the electrical stimulation applying unit.
상기 출력부는,
스피커를 포함하는 음성출력수단을 더 포함하여, 상기 재활시스템의 전체적인 동작을 시각적 및 청각적 신호를 통해 전달하는 처리가 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전기신경전도억제를 이용한 관절운동 재활시스템.
According to claim 9,
the output unit,
A joint motion rehabilitation system using electrical nerve conduction inhibition, characterized in that it is configured to further include a voice output means including a speaker, so that a process for conveying the overall operation of the rehabilitation system through visual and auditory signals is performed.
상기 관절운동 재활시스템의 초음파 스캐너를 이용하여 사용자의 관절 부위의 경골신경(Tibal nerve) 위치를 확인하고, 신경이 지나는 위치를 중심으로 다수의 전기자극 패드를 부착하는 단계;
사용자가 상기 관절운동 재활시스템의 본체에 위치하여 자세를 잡고 준비를 마치면 상기 관절운동 재활시스템의 전기자극 인가부를 통해 미리 설정된 데이터에 근거하여 해당 사용자에게 최적의 주파수 및 강도로 전기 자극을 인가하는 단계;
상기 관절운동 재활시스템의 운동인가부를 통해 미리 정해진 운동을 인가하고, 운동범위가 최대가 되는 지점에 대한 데이터를 해당 사용자의 운동값으로 설정하여 저장하는 처리가 수행되는 단계; 및
설정된 운동값에 근거하여 미리 정해진 설정에 따라 재활운동을 주기적으로 반복하고 결과를 누적 기록하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 관절운동 재활방법.
In the joint motion rehabilitation method configured to perform joint motion and rehabilitation treatment using the joint motion rehabilitation system using electrical nerve conduction inhibition according to any one of claims 1 to 10,
Checking the position of the tibal nerve of the user's joint using an ultrasound scanner of the joint motion rehabilitation system, and attaching a plurality of electrical stimulation pads around the nerve passing position;
Applying electrical stimulation at an optimal frequency and intensity to the user based on data previously set through an electrical stimulation application unit of the joint motion rehabilitation system when the user is positioned on the main body of the joint motion rehabilitation system, takes a posture, and prepares;
Applying a predetermined exercise through the motion applying unit of the joint motion rehabilitation system, and setting and storing data for a point at which a range of motion is maximized as a motion value of the corresponding user is performed; and
A joint motion rehabilitation method comprising the step of periodically repeating a rehabilitation exercise according to a predetermined setting based on a set motion value and cumulatively recording the result.
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- 2022-01-14 KR KR1020220005866A patent/KR102681128B1/en not_active Application Discontinuation
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