WO2022211317A1 - 재활 운동 장치 - Google Patents

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WO2022211317A1
WO2022211317A1 PCT/KR2022/003634 KR2022003634W WO2022211317A1 WO 2022211317 A1 WO2022211317 A1 WO 2022211317A1 KR 2022003634 W KR2022003634 W KR 2022003634W WO 2022211317 A1 WO2022211317 A1 WO 2022211317A1
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patient
unit
standing
sitting
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PCT/KR2022/003634
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French (fr)
Inventor
김철준
이숙정
Original Assignee
가톨릭대학교 산학협력단
김철준
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Definitions

  • the present invention relates to a rehabilitation exercise apparatus that enables a patient with lower extremity paralysis to repeatedly train a sitting motion and a standing motion according to his/her lower extremity muscle strength.
  • Parallel bars are the most common and widely used means used for leg rehabilitation of paraplegic patients.
  • a paraplegic patient walks along a parallel bar while holding two parallel bars with both hands.
  • the parallel bar is only effective for people who have a certain amount of muscle strength in the legs, and it is difficult for a patient who has completely paralyzed legs to use it.
  • the present invention has been devised to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a rehabilitation exercise device that allows a patient with lower extremity paralysis to repeatedly train a sitting motion and a standing motion according to a muscle strength state.
  • a backrest for solving the above problems is a backrest; a seat rotatably coupled to the backrest, the seat reciprocating between a sitting position in which a paraplegic patient can be seated and a standing position in which a paraplegic patient is tilted to stand; a reverse rotation preventing unit for preventing reverse rotation of the seat when the seat rotates forward from the sitting position to the standing position; And the foot of the paraplegic patient is fixed, and includes a footrest that moves forward or backward according to the center of gravity of the paraplegic patient.
  • the reverse rotation preventing unit may allow reverse rotation of the seat when the seat rotates in reverse from the standing position to the seating position.
  • a first driving unit for reciprocating the seat; a pressure measuring unit for measuring the pressure applied to the sheet; and a control unit configured to operate or stop the first driving unit by comparing the pressure data measured by the pressure measuring unit with reference values for each step according to the rotation angle of the sheet.
  • control unit may include: a training mode setting unit for setting a standing operation training mode in which the first driving unit rotates the seat forward or a sitting operation training mode in which the first driving unit reversely rotates the seat; a reference value setting unit for setting a first reference value for each step according to the forward rotation angle of the seat in the standing motion training mode, and for setting a second reference value for each step according to the reverse rotation angle of the seat in the sitting motion training mode; And in the standing motion training mode, if the pressure data is equal to or greater than the first reference value for each step, the first driving unit is stopped and the first driving unit is operated if the pressure data is small, and in the sitting motion training mode, the first driving unit is operated. and a training mode execution unit for operating the first driving unit when the pressure data is equal to or greater than the second reference value and stopping the first driving unit when the pressure data is smaller.
  • a second driving unit for moving the footrest forward or backward; a plantar pressure measurement unit for measuring plantar pressure applied to the footrest; and a controller configured to detect a position of the center of gravity of the patient with lower extremity paralysis using the plantar pressure data measured by the plantar pressure measurement unit and control the second driving unit to move the footrest to the position of the center of gravity of the patient with lower extremity paralysis.
  • it may further include a handle that can be gripped by the paraplegic patient while training for a sitting motion or training for a standing motion.
  • holding a sling connected to the post; and a harness connected to the sling and worn on the lower and upper body of the paraplegic patient to reduce weight load.
  • the bottom plate and the sheet may further include a pair of guide links for repeatedly inducing the reciprocating rotation of the sheet.
  • the first driving unit may be coupled to the seat, and may rotate the seat through unfolding or folding of the pair of guide links by elevating the seat.
  • the backrest and the seat may further include a vibration means for providing vibration to the foot of the paraplegic patient fixed to the footrest.
  • the present invention induces the motion of repeatedly standing up from a sitting posture and sitting again from a standing posture.
  • the plantar pressure sensor detects the force the patient is trying to stand up.
  • the footrest moves so that the patient's foot moves to the back of the knee, which is behind the center of gravity, and the proper foot position is secured.
  • the patient's buttocks are raised from the bottom up.
  • the pressure applied from the hip to the seat is lowered, and when it detects that the pressure is lowered from the seat, the seat rises vertically at a constant speed and then tilts back, causing the patient to stand up. induce
  • the patient is standing up, the seat is prevented from rotating backwards so that the patient does not sit down while standing up.
  • the seat is allowed to rotate in reverse to the sitting position and unfolds at a constant speed in the horizontal direction in the standing state so that the seat can be seated. A series of standing and sitting procedures can be safely repeated.
  • Rehabilitation exercise device is an effect that allows repeated training in accordance with the patient's muscular strength by performing a series of motions from a sitting position to standing up in a paraplegic patient with gait disorder and, conversely, from a standing position to a safe sitting position.
  • the reverse rotation prevention unit prevents the reverse rotation of the seat, thereby rapidly rotating the seat. It has the effect of preventing injury to the paraplegic patient by
  • standing up from the current sitting position is an exercise that is possible only with the assistance of the therapist, as there is no rehabilitation robot that implements this movement. It is difficult to provide repetitive motion therapy. If the sitting posture and standing motion can be safely and repeatedly implemented through the rehabilitation treatment machine, it is possible to provide the most necessary treatment to the patient who cannot walk, and it is considered that the effect of preventing damage to the musculoskeletal system of the therapist who tries to force the patient to stand up is expected to be great. .
  • the rehabilitation exercise apparatus can provide vibration stimulation to the feet of the paraplegic patient through vibration means when the patient with lower extremity paralysis performs rehabilitation training for sitting motion and standing motion, and Through the muscle stimulator, electrical stimulation can be applied to the patient's legs, which helps to prevent sarcopenia and increase the muscle mass of the paralyzed lower extremities.
  • FIGS. 1 to 4 are schematic diagrams showing a standing motion training process of the rehabilitation exercise apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • 5 to 7 are schematic diagrams illustrating a training process for sitting motion in a standing posture of the rehabilitation exercise apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 8A is a schematic diagram illustrating a rehabilitation exercise apparatus capable of reducing a weight load during a standing motion using a harness unit according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8B is a front view showing a harness unit according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a schematic diagram showing a rehabilitation exercise apparatus according to a third embodiment of the present invention.
  • spatially relative terms “below”, “beneath”, “lower”, “above”, “upper”, etc. It can be used to easily describe the correlation between a component and other components.
  • a spatially relative term should be understood as a term that includes different directions of components during use or operation in addition to the directions shown in the drawings. For example, when a component shown in the drawing is turned over, a component described as “beneath” or “beneath” of another component may be placed “above” of the other component. can Accordingly, the exemplary term “below” may include both directions below and above. Components may also be oriented in other orientations, and thus spatially relative terms may be interpreted according to orientation.
  • FIGS. 1 to 4 are schematic diagrams showing a standing motion training process of the rehabilitation exercise device according to the first embodiment of the present invention, and Figs. It is a schematic diagram showing the training process of sitting motion in posture.
  • the rehabilitation exercise apparatus includes a backrest 10, a seat 20, a reverse rotation prevention unit 30, a first driving unit 40, a pressure measuring unit ( 50) and a control unit 60 .
  • the backrest 10 serves to support the back of the paraplegic patient, and may be formed in a plate shape.
  • the backrest 10 may have a curve corresponding to the back of a paraplegic patient.
  • an elastic pad may be coupled to the support surface for supporting the back of the paraplegic patient in the backrest 10 .
  • the seat 20 is rotatably coupled to the backrest 10, and may reciprocate between a sitting position in which the paraplegic patient can be seated and a standing position in which the paraplegic patient is tilted to stand.
  • the seating position may be a state in which the seat 20 is disposed parallel to the ground.
  • the standing position may be a state in which the seat 20 is disposed to be inclined downward or perpendicular to the ground.
  • the seat 20 in this embodiment is arranged to be inclined downward with respect to the ground in the standing position.
  • the controller 60 controls the seat 20 to rotate from the sitting position to the standing position when the paraplegic patient performs the standing motion training.
  • the control unit 60 controls the seat 20 to rotate from the standing position to the sitting position when the paraplegic patient performs the sitting motion training.
  • the seat 20 may be rotatably coupled to the lower surface of the backrest 10 , but the present invention is not particularly limited thereto, and the seat 20 may also be rotatably coupled to the front or rear of the backrest 10 . .
  • the reciprocating rotation of the seat 20 may be induced by the pair of guide links 81 and 82 .
  • the pair of guide links 81 and 82 may be provided to be foldable between the bottom plate 70 and the sheet 20 .
  • the bottom plate 70 is fixed to the ground, and may be fixed through an anchor bolt or the like.
  • a pair of guide links 81 and 82 will be defined as a first guide link 81 and a second guide link.
  • the first guide link 81 connects the bottom plate 70 and the second guide link 82 .
  • one end of the first guide link 81 is rotatably coupled to the bottom plate 70
  • the other end of the first guide link 81 is rotatably coupled to one end of the second guide link 82 .
  • the second guide link 82 connects the first guide link 81 and the seat 20 .
  • one end of the second guide link 82 is coupled to the other end of the first guide link 81
  • the other end of the second guide link 82 is rotatably coupled to the lower surface of the seat 20 .
  • a rail groove 21 for sliding the hinge shaft 83 provided at the other end of the second guide link 82 is formed on the lower surface of the seat 20 .
  • the rail groove 21 may be formed in the front-rear direction of the seat 20 .
  • the hinge shaft 83 of the second guide link 82 moves from one side of the rail groove 21 to the other side. For example, as the hinge shaft 83 moves along the rail groove 21 from the rear to the front of the seat 20 , the seat 20 rises. (See FIGS. 1 and 2) After that, when the hinge shaft 83 of the second guide link 82 reaches the other side of the rail groove 21 and is fixed, the first guide link 81 and the second guide link (82) is linked to the unfolding, the seat 20 is rotated forward. (See Figs. 3 and 4)
  • the reverse rotation preventing part 30 serves to prevent the reverse rotation of the seat 20 when the seat 20 forwardly rotates from the sitting position to the standing position. Further, after the seat 20 reaches the standing position, the reverse rotation preventing unit 30 serves to allow the seat 20 to rotate backwards when the seat 20 reversely rotates from the standing position to the sitting position. .
  • the forward rotation direction of the sheet 20 may be counterclockwise, and the reverse rotation direction of the sheet 20 may be clockwise.
  • the reverse rotation preventing unit 30 may be a dial mechanism used for tightening or loosening the string.
  • a dial mechanism may include a case, a ratchet gear, a strap, and a locking protrusion.
  • the case houses the ratchet gear and the locking protrusion.
  • the ratchet gear is rotatably coupled to the case.
  • the locking protrusion is movably coupled to a first position geared to the ratchet gear in the case or a second position gear disengaged from the ratchet gear.
  • first position geared to the ratchet gear
  • second position gear disengaged from the ratchet gear.
  • reverse rotation of the ratchet gear may be prevented by locking the locking protrusion.
  • reverse rotation of the ratchet gear may be permitted.
  • an elastic force may be applied to the locking protrusion to forcibly move to the first position by the elastic member.
  • the string connects the ratchet gear and the seat 20 .
  • the locking projection of the dial mechanism is disposed in the first position, thereby preventing reverse rotation of the ratchet gear, and the seat ( 20) can also be prevented.
  • the locking projection of the dial mechanism is disposed to the second position, allowing the ratchet gear to rotate in reverse, and the seat ( 20) can also be prevented.
  • the first driving unit 40 reciprocates the seat 20 between the sitting position and the standing position.
  • the actuator 40 may be used as the first driving unit 40 .
  • the pressure measuring unit 50 measures the pressure applied to the sheet 20 and transmits it to the control unit 60 .
  • the pressure measuring unit 50 may be a pressure sensor built into the seat 20 .
  • the control unit 60 operates or stops the first driving unit 40 by comparing the pressure data measured by the pressure measuring unit 50 with a reference value for each step according to the rotation angle of the seat 20 .
  • the control unit 60 may include a training mode setting unit, a reference value setting unit, and a training mode executing unit.
  • the training mode setting unit may set a standing motion training mode in which the first driving unit 40 rotates the seat 20 forward or a sitting motion training mode in which the first driving unit 40 rotates the seat 20 in a reverse direction.
  • the training mode setting unit may use an interface that receives settings of a paraplegic patient. Such an interface may be displayed on the screen of the touchpad.
  • the reference value setting unit sets the first reference value for each step according to the forward rotation angle from the sitting position to the standing position of the seat 20 in the standing motion training mode, and from the standing position of the seat 20 to the sitting position in the sitting motion training mode Set the second reference value for each step according to the reverse rotation angle.
  • the first reference value for each stage and the second reference value for each stage may be pressure data applied to the seat 20 in a state in which the paraplegic patient completely sits or leans on the seat 20 without giving any force to stand up on the leg.
  • the training mode execution unit stops the first driving unit 40 if the pressure data is greater than or equal to the first reference value for each step in the standing operation training mode, and operates the first driving unit 40 if the pressure data is small.
  • the step-by-step first reference value may be pressure data applied to the seat 20 in a state in which the paraplegic patient completely sits or leans on the seat 20 without giving any force to stand up on the leg. Therefore, the first reference value for each stage may be changed according to the weight of the paraplegic patient. That is, the first reference value for each stage increases as the weight of the paraplegic patient increases, and decreases as the weight of the paraplegic patient decreases.
  • the training mode execution unit does not apply the force to stand up to the leg of the paraplegic patient, so that the paraplegic patient is completely on the seat 20 It is a sitting or reclining state, which can be defined as a state in which the paraplegic patient does not train for standing motion, so that the seat 20 is also stopped while the first driving unit 40 is stopped.
  • the training mode execution unit applies a force to the leg of the paraplegic patient to stand up, so that the paraplegic patient completely sits or leans on the seat 20 It is not a state, and this can be defined as a state in which a paraplegic patient trains to stand up, so that the first driving unit 40 raises or forwardly rotates the seat 20 while the first driving unit 40 is operated. Provides assistance to the paralyzed patient's ability to stand up.
  • the step-by-step first reference value may decrease as the forward rotation angle of the sheet 20 increases. The reason is that as the forward rotation angle of the seat 20 on which the paraplegic patient sits or leans increases, the force applied to the leg by the paraplegic patient to stand up decreases.
  • the first reference value for each step is the first reference value n1 of the first step in which the forward rotation angle of the sheet 20 is 0 to 30 degrees, and the second step in which the forward rotation angle of the sheet 20 is 30 to 60 degrees It can be defined as n2, which is a first reference value of , and n3, which is a first reference value of the third step in which the forward rotation angle of the sheet 20 is 60 degrees to 90 degrees.
  • the first reference value for each step may be decreased in the order of n1, n2, and n3.
  • the training mode execution unit may operate the first driving unit 40 when the pressure data is greater than or equal to the second reference value for each step in the sitting motion training mode, and may stop the first driving unit 40 when the pressure data is small.
  • the second reference value for each stage may be pressure data applied to the seat 20 in a state where the paraplegic patient leans against the seat 20 without giving any force to sit. Therefore, the second reference value for each stage may be changed according to the weight of the paraplegic patient. That is, the second reference value for each stage increases as the weight of the paraplegic patient increases, and decreases as the weight of the paraplegic patient decreases.
  • the training mode execution unit gives the paraplegic patient a force to sit on the seat 20, so that the paraplegic patient trains the sitting motion Since it can be defined as a state in which the first driving unit 40 is operated, the seat 20 is reversely rotated or lowered to provide an auxiliary force for the paraplegic patient to sit down.
  • the training mode execution unit does not give the paraplegic patient a force to sit on the seat 20 , so the patient with the lower extremity paralysis trains the sitting motion Since it can be defined as a state not to do so, the sheet 20 is also stopped while the first driving unit 40 is stopped.
  • the step-by-step second reference value may increase as the reverse rotation angle of the seat 20 increases. The reason is that as the reverse rotation angle of the seat 20 on which the paraplegic patient sits or leans increases, the force that the paraplegic patient applies to the seat 20 to sit increases.
  • the second reference value for each step is the second reference value m1 of the first step in which the reverse rotation angle of the sheet 20 is 0 to 30 degrees, and the second step in which the reverse rotation angle of the sheet 20 is 30 to 60 degrees m2, which is a second reference value of , and m3, which is a second reference value of the third step in which the reverse rotation angle of the sheet 20 is 60 degrees to 90 degrees.
  • the second reference value for each step may increase in the order of m1, m2, and m3.
  • the present invention provides a post 150, a sling 160 connected to the post 150, and the sling 160 connected to the upper body of a patient with lower extremity paralysis. It may include an upper body harness 171 and a harness unit 170 having a lower body harness 172 that is worn on the lower body of a paraplegic patient to reduce weight load.
  • the harness unit 170 may lift the paraplegic patient through the elastic force of the sling 160 to lift the paraplegic patient to give an assisting force when standing up the paraplegic patient.
  • the rehabilitation exercise apparatus may include a footrest 180 .
  • the foot plate 180 may be slidably coupled to the bottom plate 70 in the forward and backward directions, the foot of the paraplegic patient is fixed, and may be moved forward and backward according to the center of gravity of the paraplegic patient.
  • the forward and backward movement of the footrest 180 may be performed by a second driving unit to be described later.
  • the footrest 180 may be provided with a Velcro strap 190 for fixing or releasing the foot of the paraplegic patient.
  • the second driving unit serves to move the footrest 180 in the front-rear direction.
  • the second driving unit may be an actuator, a hydraulic motor, a pneumatic motor, a driving motor, and the like, and the present invention is not particularly limited thereto.
  • the plantar pressure measuring unit may be a pressure sensor provided on the bottom surface of the footrest, and may measure the plantar pressure applied to the footrest 180 by the foot of the paraplegic patient.
  • the controller 60 detects the position of the center of gravity of the paraplegic patient by using the plantar pressure data measured by the plantar pressure measurement unit, and controls the second driving unit to move the footrest 180 to the position of the center of gravity of the paraplegic patient.
  • the center of gravity of the paraplegic patient is located behind the initial position of the footrest 180 .
  • the controller 60 determines the position of the center of gravity of the paraplegic patient at the initial stage of the footrest 180 by using the plantar pressure data measured by the plantar pressure measurement unit. It is possible to detect the position behind the position and control the second driving unit so that the footrest 180 is moved to the rearward position of the center of gravity of the paraplegic patient.
  • Vibration means can provide vibration to the foot of the paraplegic patient fixed to the footrest 180 when the backrest 10 and the seat 20 form a specific angle.
  • the vibration means is the backrest When the (10) and the seat (20) form an acute angle, it is possible to provide vibration to the foot of the paraplegic patient fixed to the footrest (180).
  • a vibrator, an actuator, etc. may be used, but the present invention is not particularly limited thereto.
  • the controller detects that the position of the center of gravity of the patient with lower extremity paralysis is located behind the initial position of the footrest 180 using the plantar pressure data measured by the plantar pressure measurement unit, and the footrest
  • the second driving unit may be controlled so that 180 is moved to the rear, which is the center of gravity of the patient with lower extremity paralysis.
  • the pressure measuring unit 50 measures the pressure applied to the seat 20 , and the training mode
  • the setting unit sets the standing motion training mode
  • the reference value setting unit sets a first reference value for each stage
  • the training mode execution unit compares the pressure data measured by the pressure measuring unit 50 with the first reference value for each stage.
  • the training mode execution unit detects that the pressure data measured by the pressure measurement unit 50 is equal to or greater than the first reference value for each step, and stops the actuator 40, so that the seat 20 is stopped.
  • the training mode execution unit operates the actuator 40 by detecting that the pressure data measured by the pressure measuring unit 50 is smaller than the first reference value for each step.
  • the present invention is a pole 150, a sling 160 connected to the pole 150, and the sling 160 connected to the lower body and upper body of the paraplegic patient to wear the weight
  • It may include a harness unit 170 to reduce the load
  • the harness unit 170 is the upper body harness 171 worn on the upper body of the paraplegic patient
  • the lower body is worn on the lower body of the paraplegic patient to reduce the weight load.
  • It may include a harness unit 170 having a harness 172 .
  • the harness unit 170 lifts the paraplegic patient through the elastic force of the sling 160 to lift the paraplegic patient. It can provide assistance when standing up.
  • the training mode setting unit may end the standing operation training mode.
  • the force applied to the leg of the paraplegic patient to stand up decreases.
  • the first reference value for each step may decrease.
  • the actuator 40 is operated and the seat 20 is raised or rotated forward, if the pressure data measured by the pressure measuring unit 50 is equal to or greater than the first reference value for each step, the paraplegic patient stands up Since there is no training, the training mode execution unit detecting this stops the actuator 40 . That is, the patient's willingness to exercise. In other words, the patient must apply force to be able to move again.
  • control unit may constantly maintain the forward rotation and reverse rotation speed of the seat 20 . This is to control so that the paraplegic patient does not sit down or get up suddenly while standing or sitting.
  • the reverse rotation prevention unit 30 can prevent abrupt reverse rotation of the seat 20 . have. Accordingly, the reverse rotation prevention unit 30 may serve to prevent injury to the paraplegic patient due to the rapid reverse rotation of the seat 20 .
  • the handle 140 is disposed on both sides so as to be able to hold the handle 140 on the normal foot side rather than the paralyzed foot side.
  • the handle unit 140 may be gripped by a paraplegic patient while training for a sitting motion or training for a standing motion. Accordingly, the paraplegic patient can assist the necessary force during training for sitting motion or training for standing motion while gripping the handle 140 .
  • the handle 140 is disposed close to the side of the seat 20 and is fixed to the footrest 180 between a pair of first posts 141 and a pair of first posts 141 . It may include a plurality of second posts 142 arranged and coupled in the vertical direction.
  • the pressure measuring unit 50 measures the pressure applied to the seat 20, and sets the training mode.
  • the part sets the sitting motion training mode
  • the reference value setting unit sets the second reference value for each step
  • the training mode execution part compares the pressure data measured by the pressure measuring unit 50 with the second reference value for each step.
  • the training mode execution unit detects that the pressure data measured by the pressure measurement unit 50 is smaller than the second reference value for each step, and stops the actuator 40 , thereby stopping the seat 20 .
  • the training mode execution unit operates the actuator 40 by detecting that the pressure data measured by the pressure measuring unit 50 is equal to or greater than the second reference value for each stage.
  • the paraplegic patient may be trained to sit while holding the handle unit 140 .
  • the training mode setting unit ends the standing motion training mode.
  • the force applied to the seat 20 for a patient with lower extremity paralysis to sit increases.
  • the first reference value for each step may increase.
  • the actuator 40 when the actuator 40 is operated and the pressure data measured by the pressure measuring unit 50 is smaller than the second reference value for each stage while the seat 20 is reversely rotated or lowered, the patient with lower extremity paralysis is trained to stand up Since it is not a state, the training mode execution unit detecting this stops the actuator 40 .
  • FIG. 8A is a schematic diagram illustrating a rehabilitation exercise apparatus capable of reducing a weight load during a standing motion using a harness unit according to a second embodiment of the present invention
  • FIG. 8B is a harness unit according to a second embodiment of the present invention. This is the front view shown.
  • the rehabilitation exercise apparatus is connected to the sling 160 and the sling 160 connected to the pole 150, the pole 150, and the lower limbs It may further include a harness unit 170 worn on the lower body and upper body of the paralyzed patient to reduce the weight load.
  • Post 150 is disposed adjacent to seat 20 . These posts 150 may be fixed to the footrest 180 .
  • the sling 160 connects the post 150 and the harness unit 170, and an elastic force for lifting the paraplegic patient may occur. Meanwhile, the sling 160 may be connected to an upper body harness 171 or a lower body harness 1720 to be described later.
  • the harness unit 170 may lift the paraplegic patient through the elastic force of the sling 160 to lift the paraplegic patient, thereby providing an assisting force when the paraplegic patient is raised.
  • the harness unit 170 may include an upper body harness 171 worn on the upper body of a paraplegic patient and a lower body harness 172 worn on the lower body of the lower extremity paraplegic patient to reduce weight load.
  • the upper body harness 171 and the lower body harness 172 may use a Velcro strap. Also, the upper body harness 171 and the lower body harness 172 may be integrally connected to each other. Additionally, the upper body harness 171 may be worn on the chest or abdomen, and the lower body harness 171 may be worn on the buttocks or buttocks. can
  • FIG. 9 is a schematic diagram showing a rehabilitation exercise apparatus according to a third embodiment of the present invention.
  • the rehabilitation exercise apparatus includes an upper leg wearing part 100 , a first dial lock 110 , a lower leg wearing part 120 , and a second dial lock 130 . ) may be further included.
  • the upper leg wearing unit 100 is rotatably connected to the harness unit 170 and is worn on the upper leg of the paraplegic patient.
  • the upper leg wearing unit 100 may include a Velcro strap worn on the upper leg of a paraplegic patient, and a support arm coupled with the Velcro scrap and supported on the upper leg of the paraplegic patient, but the present invention is not particularly limited thereto. No.
  • the first dial lock 110 may rotate the upper leg wearing part 100 to rotate the hip joint of the paraplegic patient.
  • the first dial lock 110 may be rotated by a pneumatic motor, a hydraulic motor, or a driving motor, but the present invention is not particularly limited thereto.
  • the first dial lock 110 has a built-in surface EMG sensor, an angular velocity sensor, and a muscle contraction/momentum sensor that detects the movement state of the quadriceps muscles and hamstring muscles of the paraplegic patient. In the standing motion, it detects the stimulation of the quadriceps muscle and contracts the corresponding muscle. In the sitting motion, it detects the stimulation of the hind leg (hamstring) and contracts the corresponding muscle so that the muscles required for the standing and sitting motions can be trained. .
  • the lower leg wearing part 120 is worn on the lower leg of the paraplegic patient.
  • the lower leg wearing unit 120 may be a Velcro strap worn on the lower leg of a paraplegic patient, and a support arm combined with the Velcro scrap and supported on the lower leg of the paraplegic patient.
  • the invention is not particularly limited thereto.
  • the second dial lock 130 may rotate the lower leg wearing part 120 to rotate the knee joint of the paraplegic patient.
  • the second dial lock 130 may be rotated by a pneumatic motor, a hydraulic motor, or a driving motor, but the present invention is not particularly limited thereto.
  • the second dial lock 130 may be equipped with a surface electromyography sensor, an angular velocity sensor, a muscle contraction/momentum sensor, etc. for detecting the motion state of the knee joint of the paraplegic patient.
  • first dial lock 110 and the second dial lock 130 may be controlled by the training mode execution unit.
  • the patient with lower extremity paralysis does not apply the force to stand up on the leg, so that the pressure data is larger than the first reference value for each stage or If the same is detected, the first dial lock 110 and the second dial lock 130 are stopped.
  • the training mode execution unit detects that the pressure data for each stage is smaller than the first reference value in a state where the paraplegic patient applies the force to stand up to the leg in the standing motion training mode and the paraplegic patient performs the standing motion training.
  • the first dial lock 110 and the second dial lock 130 are operated.
  • the first dial lock 110 rotates the upper leg wearing part 100 in the direction in which the hip joint of the paraplegic patient is unfolded
  • the second dial lock 130 is lowered in the direction in which the knee joint of the paraplegic patient is unfolded.
  • the leg wearing part 120 is rotated.
  • the training mode execution unit in the state that the paraplegic patient does not apply the force to sit on the seat 20 in the standing motion training mode, so that the paraplegic patient does not train the sitting motion, the pressure data is smaller than the second reference value for each stage Upon detection, the first dial lock 110 and the second dial lock 130 are stopped.
  • the training mode execution unit in a state where the paraplegic patient applies a force to sit on the seat 20 in the standing motion training mode to train the lower extremity patient to sit motion, the pressure data is greater than or equal to the second reference value for each step , the first dial lock 110 and the second dial lock 130 are operated.
  • the first dial lock 110 rotates the upper leg wearing part 100 in the direction in which the hip joint of the paraplegic patient is bent, and the second dial lock 130 is lowered in the direction in which the knee joint of the paraplegic patient is bent.
  • the leg wearing part 120 is rotated.
  • the rehabilitation exercise apparatus has an effect that allows a patient with lower extremity paralysis to repeatedly train a sitting motion and a standing motion.
  • the rehabilitation exercise device prevents the reverse rotation of the seat 20 when the seat 20 on which the paraplegic patient is seated rotates forward from the sitting position to the standing position, thereby preventing the reverse rotation of the seat 20 . , there is an effect that can prevent injury to the paraplegic patient by the sudden reverse rotation of the seat 20.
  • the rehabilitation exercise apparatus may further include a sound generator (not shown) that generates a sound for instructing a patient with lower extremity paralysis to stand up or sit down.
  • a sound generator (not shown) that generates a sound for instructing a patient with lower extremity paralysis to stand up or sit down.
  • the sound generator may be built into the seat 20 .
  • This sound generating unit generates a sound to the paraplegic patient at the moment when the first driving unit 40 and the seat 20 are stopped by the training mode execution unit to instruct the paraplegic patient to perform a standing motion or a sitting motion. have.
  • the sound generator may generate a sound at regular time intervals to instruct the paraplegic patient to perform a standing motion or a sitting motion at regular time intervals.
  • the present invention can control the rehabilitation exercise device according to the lower extremity muscle strength state of the paraplegic patient. For example, when the lower extremity muscle strength of the lower extremity paraplegic patient is very weak as 0 to 2 in the manual muscle force test, At the same time as providing a pushing force, the force of the harness unit and the sling pulling the paraplegic patient to the upper side works together to train the patient's standing motion or sitting motion.
  • the backrest and harness can be removed and training can be performed using only the seat and footrest.
  • the backrest and harness can be removed and training can be performed using only the seat and footrest.
  • the rehabilitation exercise apparatus may further include a rehabilitation electrical stimulator (not shown) for providing rehabilitation electrical stimulation to a paraplegic patient.
  • Such a rehabilitation electrical stimulator can be attached to the lower extremity muscles of a paraplegic patient and provide rehabilitative electrical stimulation to the lower extremity muscles of the paraplegic patient, thereby helping neuromuscular activation and preventing muscle atrophy and stiffness.
  • a Functional Electrical Stimulation (FES) device or an Electrical Stimulation Therapy (EMS) device may be used as the rehabilitation electrical stimulator.
  • the rehabilitation exercise apparatus can provide vibration stimulation to the feet of the paraplegic patient through vibration means when the patient with lower extremity paralysis performs rehabilitation training for sitting motion and standing motion, and provides EMS. Electrical stimulation can be applied to the patient's leg.

Abstract

본 발명은 하지 마비로 보행이 불가능한 환자가 하지 근력 상태에 따라 앉기 동작에서 일어서기, 일어서기에서 앉기 동작으로의 일련의 과정을 반복 훈련할 수 있도록 개발하는 재활 운동 장치로, 등받이; 상기 등받이에 회전 가능하게 결합되되, 하지 마비 환자가 착석 가능하게 펼쳐지는 착석 위치 및 하지 마비 환자가 기립하도록 젖혀지는 기립 위치 사이를 왕복 회전하는 시트; 상기 시트가 상기 착석 위치에서 상기 기립 위치로 정회전할 때, 상기 시트의 역회전을 방지하는 역회전 방지부; 및 하지 마비 환자의 발이 고정되고, 하지 마비 환자의 무게 중심에 따라 전방 또는 후방으로 이동되는 발판을 포함하는 것을 특징으로 하는 재활 운동 장치에 관한 것이다.

Description

재활 운동 장치
본 발명은 하지 마비 환자가 자신의 하지 근력 상태에 따라 앉기 동작과 일어서기 동작의 반복 훈련이 가능한 재활 운동 장치에 관한 것이다.
사람에게 있어서 가장 중요한 능력 중의 하나는 걷고 움직일 수 있는 능력이라 할 수 있는데, 하지, 즉 다리가 마비된 환자의 경우 장기간에 걸쳐 충분한 걷기나 운동 등이 부족함으로써 관절 연골이 경화되면서 관절의 운동 능력을 완전히 상실하게 될 수 있을 뿐 아니라, 다리의 근육도 수축 및 퇴화하게 되는 바, 이를 방지하기 위하여서는 지속적이면서도 반복적인 다리운동을 하여야만 한다.
하지가 마비된 환자의 다리재활을 위하여 사용되는 가장 평범하면서도 널리 사용되고 있는 수단으로는 평행봉을 들 수 있는데, 평행봉은 하지마비 환자가 서로 평행한 두 평행봉을 양 손으로 각각 잡은 상태에서 평행봉을 따라 걷는 연습을 할 수 있는 구조로서 가장 간단하고도 저렴한 장점이 있다.
그러나 상기 평행봉은 다리에 어느 정도의 근력이 있는 사람에게나 유효할 뿐, 다리가 완전히 마비된 환자가 사용하기는 어렵다.
즉, 하지가 마비된 환자의 경우 다리근육을 강화하고 안정적인 보행을 위해서는 앉은 자세에서 환자 스스로 일어나고 일정시간 하지에 체중부하를 통한 일어선 상태를 유지하는 일어서기 운동이 우선 되어야 한다.
그런데, 종래의 재활 훈련 장치는 다리근육의 강화 훈련 및 앉은 자세유지, 서있는 자세 유지 등의 개별적인 훈련은 가능했으나, 앉기 동작과 일어서기 동작의 반복 훈련은 불가능한 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 하지 마비 환자가 근력 상태에 따라 앉기 동작과 일어서기 동작의 반복 훈련이 가능한 재활 운동 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 재활 운동 장치는 등받이; 상기 등받이에 회전 가능하게 결합되되, 하지 마비 환자가 착석 가능하게 펼쳐지는 착석 위치 및 하지 마비 환자가 기립하도록 젖혀지는 기립 위치 사이를 왕복 회전하는 시트; 상기 시트가 상기 착석 위치에서 상기 기립 위치로 정회전할 때, 상기 시트의 역회전을 방지하는 역회전 방지부; 및 하지 마비 환자의 발이 고정되고, 하지 마비 환자의 무게 중심에 따라 전방 또는 후방으로 이동되는 발판을 포함한다.
또한, 상기 역회전 방지부는, 상기 시트가 상기 기립 위치에서 상기 착석 위치로 역회전할 때, 상기 시트의 역회전을 허용할 수 있다.
또한, 상기 시트를 왕복 회전 시키는 제1구동부; 상기 시트에 가해지는 압력을 측정하는 압력 측정부; 및 상기 압력 측정부에서 측정된 압력 데이터와 상기 시트의 회전 각도에 따른 단계별 기준값을 비교하여, 상기 제1구동부를 작동 또는 정지시키는 제어부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 제1구동부가 상기 시트를 정회전시키는 일어서기 동작 훈련 모드 또는 상기 제1구동부가 상기 시트를 역회전시키는 앉기 동작 훈련 모드를 설정하는 훈련 모드 설정부; 상기 일어서기 동작 훈련 모드에서 상기 시트의 정회전 각도에 따른 단계별 제1기준값을 설정하고, 상기 앉기 동작 훈련 모드에서 상기 시트의 역회전 각도에 따른 단계별 제2기준값을 설정하는 기준값 설정부; 및 상기 일어서기 동작 훈련 모드에서는 상기 단계별 제1기준값보다 상기 압력 데이터가 동일하거나 크면 상기 제1구동부를 정지시키고 상기 압력 데이터가 작으면 상기 제1구동부를 작동시키며, 상기 앉기 동작 훈련 모드에서는 상기 단계별 제2기준값보다 상기 압력 데이터가 동일하거나 크면 상기 제1구동부를 작동시키고 상기 압력 데이터가 작으면 상기 제1구동부를 정지시키는 훈련 모드 실행부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 발판을 전방 또는 후방으로 이동시키는 제2구동부; 상기 발판에 가해지는 족저압을 측정하는 족저압 측정부; 및 상기 족저압 측정부에서 측정된 족저압 데이터를 이용하여 하지 마비 환자의 무게 중심 위치를 검출하고, 상기 발판이 하지 마비 환자의 무게 중심 위치로 이동되도록 상기 제2구동부를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
또한, 하지 마비 환자가 앉기 동작 훈련이나 일어서기 동작 훈련을 하는 동안 파지할 수 있는 손잡이부를 더 포함할 수 있다.
또한, 지주; 상기 지주와 연결되는 슬링; 및 상기 슬링과 연결되고, 하지 마비 환자의 하체와 상체에 착용되어 체중 부하를 저감하는 하네스부를 더 포함할 수 있다.
또한, 바닥판과 상기 시트 사이에 절첩가능하게 마련되어, 상기 시트의 왕복회전을 반복적으로 유도하는 한 쌍의 가이드 링크를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1구동부는, 상기 시트에 결합되어, 상기 시트를 승강시켜서 한 쌍의 상기 가이드 링크의 펼침이나 접힘을 통해 상기 시트를 회전시킬 수 있다.
또한, 상기 등받이와 상기 시트가 특정 각도를 이룰 때, 상기 발판에 고정된 상기 하지 마비 환자의 발에 진동을 제공하는 진동수단을 더 포함할 수 있다.
즉, 본 발명은 반복적으로 앉은자세에서 일어서기, 다시 일어선 자세에서 앉는 동작을 유도하도록 한다. 앉은 자세에서 일어설 때에는 족저압 측정부가 환자가 일어서려는 힘을 감지하게 된다. 이때 환자 발이 족저압(center of gravity) 보다 뒤쪽인 무릎 뒤쪽으로 이동하도록 발판이 이동하여 적절한 발의 위치를 잡아준다. 이후 시트가 상승하면서 환자의 엉덩이 부분을 아래에서 위로 올려준다. 이때, 환자가 일어서려는 의지가 있을 때 시트에 엉덩이에서 가해지는 압력이 낮아짐을 알 수 있고, 시트에서 압력이 낮아지는 것을 감지하면 일정속도로 시트가 수직 상승 한 뒤, 뒤로 젖혀지면서 환자의 기립 동작을 유도한다. 환자의 기립 동작이 이루어 질 때 시트의 역회전을 방지하여 환자가 일어서는 도중 주저앉는 일이 없도록 한다.
이후, 기립 자세에서 앉는 자세로 전환 시, 상기 시트의 역회전을 허용하여 착석 위치로 역회전이 되어 착석할 수 있도록 세워진 상태에서 수평방향으로 일정 속도로 펼쳐진다. 일련의 기립, 착석 과정을 안전하게 반복할 수 있다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 재활 운동 장치는 보행장애가 있는하지 마비 환자에서 앉은 자세에서 일어서기까지, 반대로 일어선 자세에서 안전하게 앉는 자세까지 일련의 동작을 환자의 근력 상태에 맞게 반복 훈련이 가능한 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 재활 운동 장치는 하지 마비 환자가 착석하는 시트가 착석 위치에서 기립 위치로 정회전할 때, 역회전 방지부가 시트의 역회전을 방지함으로써, 시트의 급격한 역회전에 의해 하지 마비 환자에게 상해가 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 현재 앉기 자세에서 일어서기 동작은 이런 동작을 구현해 주는 재활로봇이 전무후무한 상태로 오로지 치료사의 보조에 의해서만 가능한 운동이며, 그만큼 치료사의 힘과 노동력이 집약된 훈련이기 때문에 환자에게 충분한 앉기-서기 반복 동작 치료를 제공해 주기 힘들다. 상기 재활치료 기계를 통하여 앉은 자세와 일어서기 동작을 안전하게 반복적으로 구현할 수 있다면 보행이 불가능한 환자에게도 가장 필요한 치료를 제공할 수 있으며 무리하게 환자를 일으켜 세우려는 치료사의 근골격계 손상 방지효과도 클 것으로 사료된다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 재활 운동 장치는 하지 마비 환자가 앉기 동작과 일어서기 동작의 재활 훈련을 할 때, 진동 수단을 통해 하지 마비 환자의 발에 진동 자극을 줄 수 있고 EMS(electronic muscle stimulator)를 통해 환자의 다리에 전기 자극을 줄 수 있고 이를 통해 근감소증 예방 및 마비된 하지의 근육량 증가에도 도움이 된다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1 내지 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 재활 운동 장치의 일어서기 동작 훈련 과정을 나타낸 개략도이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 재활 운동 장치의 일어선 자세에서 앉기 동작 훈련 과정을 나타낸 개략도이다.
도 8a는 본 발명의 제2실시예에 따른 하네스부를 이용하여 일어서기 동작시 체중 부하를 저감해 줄 수 있는 재활 운동 장치를 나타낸 개략도이다.
도 8b는 본 발명의 제2실시예에 따른 하네스부를 나타낸 정면도이다.
도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 재활 운동 장치를 나타낸 개략도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성요소와 다른 구성요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 구성요소들의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들어, 도면에 도시되어 있는 구성요소를 뒤집을 경우, 다른 구성요소의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성요소는 다른 구성요소의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있으며, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
본 발명의 설명에 앞서, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일 부호를 사용하여 대표적으로 제1실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1실시예와 다른 구성에 대해 설명하기로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 다른 재활 운동 장치를 상세하게 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 재활 운동 장치의 일어서기 동작 훈련 과정을 나타낸 개략도이고, 도 5 내지 도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 재활 운동 장치의 일어선 자세에서 앉기 동작 훈련 과정을 나타낸 개략도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 재활 운동 장치는 등받이(10), 시트(20), 역회전 방지부(30), 제1구동부(40), 압력 측정부(50) 및 제어부(60)를 포함한다.
등받이(10)는 하지 마비 환자의 등을 지지하는 역할을 하는 것으로, 판 형태로 이루어질 수 있다. 이러한 등받이(10)는 하지 마비 환자의 등에 대응하는 굴곡을 가질 수 있다. 또한, 등받이(10)에서 하지 마비 환자의 등을 지지하는 지지면에는 탄성패드가 결합될 수 있다.
시트(20)는 등받이(10)에 회전 가능하게 결합되되, 하지 마비 환자가 착석 가능하게 펼쳐지는 착석 위치 및 하지 마비 환자가 기립하도록 젖혀지는 기립 위치 사이를 왕복 회전할 수 있다. 여기서, 착석 위치는 시트(20)가 지면에 대해 평행하게 배치되는 상태일 수 있다. 또한, 기립 위치는 시트(20)가 지면에 대해 하향 경사지게 또는 수직하게 배치되는 상태일 수 있다. 본 실시예에서의 시트(20)는 기립 위치에서 지면에 대해 하향 경사지게 배치된다.
한편, 제어부(60)는 하지 마비 환자가 일어서기 동작 훈련을 실시하는 경우, 시트(20)가 착석 위치로부터 기립 위치로 회전하도록 제어한다. 또한, 제어부(60)는 하지 마비 환자가 앉기 동작 훈련을 실시하는 경우, 시트(20)가 기립 위치로부터 착석 위치로 회전하도록 제어한다.
시트(20)는 등받이(10)의 하면에 회전 가능하게 결합될 수 있으나, 본 발명은 이에 특별히 한정되지 아니하며, 시트(20)는 등받이(10)의 전방이나 후방에도 회전 가능하게 결합될 수 있다.
한편, 한 쌍의 가이드 링크(81, 82)에 의해 시트(20)의 왕복 회전이 유도될 수 있다. 이러한 한 쌍의 가이드 링크(81, 82)는 바닥판(70) 및 시트(20) 사이에 절첩 가능하게 마련될 수 있다. 바닥판(70)은 지면에 고정되는 것으로, 앵커 볼트 등을 통해 고정될 수 있다
이하에서 설명의 편의상, 한 쌍의 가이드 링크(81, 82)는 제1가이드 링크(81) 및 제2가이드 링크로 정의하기로 한다.
제1가이드 링크(81)는 바닥판(70)와 제2가이드 링크(82)를 연결한다. 여기서, 제1가이드 링크(81)의 일단은 바닥판(70)에 회전 가능하게 결합되고, 제1가이드 링크(81)의 타단은 제2가이드 링크(82)의 일단에 회전 가능하게 결합된다.
제2가이드 링크(82)는 제1가이드 링크(81)와 시트(20)를 연결한다. 여기서, 제2가이드 링크(82)의 일단은 제1가이드 링크(81)의 타단에 결합되고, 제2가이드 링크(82)의 타단은 시트(20)의 하면에 회전 가능하게 결합된다.
한편, 시트(20)의 하면에는 제2가이드 링크(82)의 타단에 마련된 힌지축(83)이 슬라이딩되기 위한 레일홈(21)이 형성된다. 예를들면, 레일홈(21)은 시트(20)의 전후방향으로 형성될 수 있다.
따라서, 후술할 시트(20)의 하면에 결합된 액추에이터(40)의 로드가 신장되는 경우, 제2가이드 링크(82)의 힌지축(83)이 레일홈(21)의 일측에서 타측으로 이동하면서 예컨대, 힌지축(83)이 시트(20)의 후방에서 전방으로 레일홈(21)을 따라 이동하면서, 시트(20)가 상승한다. (도 1 및 도 2 참조) 이 후, 제2가이드 링크(82)의 힌지축(83)이 레일홈(21)의 타측에 도달하여 고정되면, 제1가이드 링크(81)와 제2가이드 링크(82)가 펼쳐짐에 연동되어 시트(20)가 정회전된다. (도 3 및 도 4 참조)
이 후, 후술할 시트(20)의 하면에 결합된 액추에이터(40)의 로드가 축소되는 경우, 제1가이드 링크(81)와 제2가이드 링크(82)가 접혀짐에 연동되어 시트(20)가 역회전된다. (도 5 참조) 이 후, 시트(20)가 지면에 대해 평행하게 배치되면, 제2가이드 링크(82)의 힌지축(83)이 레일홈(21)의 일측에서 타측으로 슬라이딩되면서, 시트(20)가 하강한다. (도 6 및 도 7 참조)
역회전 방지부(30)는 시트(20)가 착석 위치에서 기립 위치로 정회전할 때 시트(20)의 역회전을 방지하는 역할을 한다. 나아가, 시트(20)가 기립 위치에 도달한 후, 역회전 방지부(30)는 시트(20)가 기립 위치에서 착석 위치로 역회전할 때 시트(20)의 역회전을 허용하는 역할을 한다. 도면을 기준으로, 시트(20)의 정회전 방향은 시계반대방향일 수 있고, 시트(20)의 역회전 방향은 시계방향일 수 있다.
일예로, 역회전 방지부(30)는 끈의 조임이나 풀림에 사용되는 다이얼 기구가 사용될 수 있다. 이러한 다이얼 기구는 케이스, 래칫 기어, 끈 및 걸림 돌기를 포함할 수 있다.
케이스에는 래칫 기어와 걸림 돌기가 수납된다.
래칫 기어는 케이스에 회전 가능하게 결합된다.
걸림 돌기는 케이스에서 래칫 기어에 기어 결합되는 제1위치 또는 래칫 기어에서 기어 결합 해제되는 제2위치로 이동 가능하게 결합된다. 이러한 걸림 돌기가 제1위치로 이동되어 래칫 기어와 기어 결합된 경우, 래칫 기어의 역회전은 걸림 돌기의 걸림 고정에 의해 방지될 수 있다. 또한, 걸림 돌기가 제2위치로 이동되어 래칫 기어와 기어 결합 해제된 경우, 래칫 기어의 역회전은 허용될 수 있다. 여기서, 걸림 돌기는 탄성부재에 의해 제1위치로 강제 이동하는 탄성력이 가해질 수 있다.
끈은 래칫 기어와 시트(20)를 연결한다.
따라서, 시트(20)가 착석 위치에서 기립 위치로 정회전할 때, 다이얼 기구의 걸림 돌기가 제1위치로 배치되어, 래칫 기어의 역회전이 방지되고, 이러한 래칫 기어와 끈을 통해 연결된 시트(20)의 역회전도 방지될 수 있다.
또한, 시트(20)가 기립 위치에서 착석 위치로 역회전할 때, 다이얼 기구의 걸림 돌기가 제2위치로 배치되어, 래칫 기어의 역회전이 허용되고, 이러한 래칫 기어와 끈을 통해 연결된 시트(20)의 정회전도 방지될 수 있다.
제1구동부(40)는 시트(20)를 착석 위치 및 기립 위치 사이에서 왕복 회전시킨다. 이러한 제1구동부(40)는 액추에이터(40)가 사용될 수 있다.
압력 측정부(50)는 시트(20)에 가해지는 압력을 측정하여 제어부(60)로 전송한다. 이러한 압력 측정부(50)는 시트(20)에 내장되는 압력센서일 수 있다.
제어부(60)는 압력 측정부(50)에서 측정된 압력 데이터와 시트(20)의 회전 각도에 따른 단계별 기준값을 비교하여, 제1구동부(40)를 작동 또는 정지시키는 역할을 한다.
이러한 제어부(60)는 훈련 모드 설정부, 기준값 설정부 및 훈련 모드 실행부를 포함할 수 있다.
훈련 모드 설정부는 제1구동부(40)가 시트(20)를 정회전시키는 일어서기 동작 훈련 모드 또는 제1구동부(40)가 시트(20)를 역회전시키는 앉기 동작 훈련 모드를 설정할 수 있다. 예를들면, 훈련 모드 설정부는 하지 마비 환자의 설정을 입력받는 인터페이스가 사용될 수 있다. 이러한 인터페이스는 터치패드의 화면에 표시될 수 있다.
기준값 설정부는 일어서기 동작 훈련 모드에서 시트(20)의 착석 위치로부터 기립 위치로의 정회전 각도에 따른 단계별 제1기준값을 설정하고, 앉기 동작 훈련 모드에서 시트(20)의 기립 위치로부터 착석 위치로의 역회전 각도에 따른 단계별 제2기준값을 설정한다. 여기서, 단계별 제1기준값과 단계별 제2기준값은 하지 마비 환자가 다리에 일어서려는 힘을 전혀 주지 않고 시트(20)에 완전히 착석하거나 기댄 상태에서 시트(20)에 가해지는 압력 데이터일 수 있다.
훈련 모드 실행부는 일어서기 동작 훈련 모드에서 단계별 제1기준값보다 압력 데이터가 크거나 동일하면 제1구동부(40)를 정지시키고 압력 데이터가 작으면 제1구동부(40)를 작동시킨다.
앞서 설명한 바와 같이, 단계별 제1기준값은 하지 마비 환자가 다리에 일어서려는 힘을 전혀 주지 않고 시트(20)에 완전히 착석하거나 기댄 상태에서 시트(20)에 가해지는 압력 데이터일 수 있다. 그러므로, 단계별 제1기준값은 하지 마비 환자의 체중에 따라 변동될 수 있다. 즉, 단계별 제1기준값은 하지 마비 환자의 체중이 클수록 커지며, 하지 마비 환자의 체중이 작을수록 작아진다.
따라서, 훈련 모드 실행부는 일어서기 동작 훈련 모드에서 단계별 제1기준값보다 압력 데이터가 크거나 동일하면, 하지 마비 환자가 다리에 일어서려는 힘을 가하지 않음에 따라, 하지 마비 환자가 시트(20)에 완전히 착석하거나 기댄 상태이고, 이는 하지 마비 환자가 일어서기 동작 훈련을 안하는 상태로 정의할 수 있으므로, 제1구동부(40)가 정지되면서 시트(20)도 정지된다.
이와 반대로 훈련 모드 실행부는 일어서기 동작 훈련 모드에서 단계별 제1기준값보다 압력 데이터가 작으면, 하지 마비 환자가 다리에 일어서려는 힘을 가함에 따라, 하지 마비 환자가 시트(20)에 완전히 착석하거나 기댄 상태가 아니고, 이는 하지 마비 환자가 일어서기 동작 훈련을 하는 상태로 정의할 수 있으므로, 제1구동부(40)가 작동되면서 제1구동부(40)가 시트(20)를 상승시키거나 정회전시켜서 하지 마비 환자가 일어서려는 힘에 대한 보조력을 제공한다.
여기서, 단계별 제1기준값은 시트(20)의 정회전 각도가 증가할수록 감소할 수 있다. 그 이유는 하지 마비 환자가 착석하거나 기대는 시트(20)의 정회전 각도가 증가할수록 하지 마비 환자가 일어서기 위하여 다리에 가하는 힘이 감소하기 때문이다.
일예로, 단계별 제1기준값은 시트(20)의 정회전 각도가 0도 내지 30도인 제1단계의 제1기준값인 n1과, 시트(20)의 정회전 각도가 30도 내지 60도인 제2단계의 제1기준값인 n2와, 시트(20)의 정회전 각도가 60도 내지 90도인 제3단계의 제1기준값인 n3로 정의할 수 있다. 이러한 단계별 제1기준값은 n1, n2, n3 순으로 작아질 수 있다.
훈련 모드 실행부는 앉기 동작 훈련 모드에서 단계별 제2기준값보다 압력 데이터가 크거나 동일하면 제1구동부(40)를 작동시키고 압력 데이터가 작으면 제1구동부(40)를 정지시킬 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 단계별 제2기준값은 하지 마비 환자가 앉으려는 힘을 전혀 주지 않고 시트(20)에 기대기만 상태에서 시트(20)에 가해지는 압력 데이터일 수 있다. 그러므로, 단계별 제2기준값은 하지 마비 환자의 체중에 따라 변동될 수 있다. 즉, 단계별 제2기준값은 하지 마비 환자의 체중이 클수록 커지며, 하지 마비 환자의 체중이 작을수록 작아진다.
따라서, 훈련 모드 실행부는 앉기 동작 훈련 모드에서 단계별 제2기준값보다 압력 데이터가 크거나 동일하면, 하지 마비 환자가 시트(20)에 앉으려는 힘을 주는 상태임에 따라, 하지 마비 환자가 앉기 동작 훈련을 하는 상태로 정의할 수 있으므로, 제1구동부(40)가 작동되면서 시트(20)를 역회전시키거나 하강시켜서 하지 마비 환자가 앉으려는 힘에 대한 보조력을 제공한다.
이와 반대로, 훈련 모드 실행부는 앉기 동작 훈련 모드에서 단계별 제2기준값보다 압력 데이터가 작으면, 하지 마비 환자가 시트(20)에 앉으려는 힘을 주는 상태가 아님에 따라, 하지 마비 환자가 앉기 동작 훈련을 하지 않는 상태로 정의할 수 있으므로, 제1구동부(40)가 정지되면서 시트(20)도 정지된다.
여기서, 단계별 제2기준값은 시트(20)의 역회전 각도가 증가할수록 증가할 수 있다. 그 이유는 하지 마비 환자가 착석하거나 기대는 시트(20)의 역회전 각도가 증가할수록 하지 마비 환자가 앉기 위하여 시트(20)에 가하는 힘이 증가하기 때문이다.
일예로, 단계별 제2기준값은 시트(20)의 역회전 각도가 0도 내지 30도인 제1단계의 제2기준값인 m1과, 시트(20)의 역회전 각도가 30도 내지 60도인 제2단계의 제2기준값인 m2와, 시트(20)의 역회전 각도가 60도 내지 90도인 제3단계의 제2기준값인 m3를 가질수 있다. 이러한 단계별 제2기준값은 m1, m2, m3 순으로 커질 수 있다.
한편, 도 8a 내지 도 8b를 참조하면, 본 발명은 지주(150)와, 그 지주(150)와 연결되는 슬링(160)과, 그 슬링(160)과 연결되고 하지 마비 환자의 상체에 착용되는 상체 하네스(171)와, 하지 마비 환자의 하체에 착용되어 체중 부하를 저감하는 하체 하네스(172)를 갖는 하네스부(170)를 포함할 수 있다. 그리고, 하네스부(170)는 슬링(160)의 하지 마비 환자를 들어올리는 탄성력을 통해 하지 마비 환자를 들어올려서 하지 마비 환자를 일으커 세울 때 보조력을 줄 수 있다.
한편, 본 발명의 제1실시예에 따른 재활 운동 장치는 발판(180)을 포함할 수 있다.
발판(180)은 바닥판(70)에 전후방향으로 슬라이딩 가능하게 결합될 수 있고, 하지 마비 환자의 발이 고정되며, 하지 마비 환자의 무게 중심에 따라 전후방항으로 이동될 수 있다. 여기서, 발판(180)의 전후방향 이동은 후술할 제2구동부에 의해 실시될 수 있다. 이러한 발판(180)에는 하지 마비 환자의 발이 고정 또는 고정해제되는 벨크로 스트랩(190)가 마련될 수 있다.
제2구동부(미도시)는 발판(180)을 전후방향으로 이동시키는 역할을 한다. 예를들면, 제2구동부는 액추에이터, 유압모터, 공압모터, 구동 모터 등이 사용될 수 있으며, 본 발명은 이에 특별히 한정되지 아니한다.
족저압 측정부(미도시)는 발판의 바닥면에 마련되는 압력 센서일 수 있으며, 하지 마비 환자의 발에 의해 발판(180)에 가해지는 족저압을 측정할 수 있다.
제어부(60)는 족저압 측정부에서 측정된 족저압 데이터를 이용하여 하지 마비 환자의 무게 중심 위치를 검출하고, 발판(180)이 하지 마비 환자의 무게 중심 위치로 이동되도록 제2구동부를 제어할 수 있다. 예를들면, 시트(20)에 착석한 하지 마비 환자가 일어나려고 할때, 하지 마비 환자의 무게 중심은 발판(180)의 초기 위치보다 후방에 위치하게 된다.
따라서, 제어부(60)는 시트(20)에 착석한 하지 마비 환자가 일어나려고 할때, 족저압 측정부에서 측정된 족저압 데이터를 이용하여 하지 마비 환자의 무게 중심 위치가 발판(180)의 초기 위치보다 후방에 위치하는 것을 검출하고, 발판(180)이 하지 마비 환자의 무게 중심 위치인 후방으로 이동되도록 제2구동부를 제어할 수 있다.
진동수단(미도시)은 등받이(10)와 시트(20)가 특정 각도를 이룰때, 발판(180)에 고정된 하지 마비 환자의 발에 진동을 제공할 수 있다, 예를들면, 진동수단은 등받이(10)와 시트(20)가 예각을 이룰 때, 발판(180)에 고정된 하지 마비 환자의 발에 진동을 제공할 수 있다. 이러한 진동수단은 바이브레이터, 액츄에이터, 등이 사용될 수 있으나, 본 발명은 이에 특별히 한정되지 아니한다.
이하에서는 본 발명의 제1실시예에 따른 재활 운동 장치의 앉은 자세에서 일어서기로 이어지는 동작 훈련 과정을 설명하기로 한다.
우선, 도 1에 도시된 바와 같이, 제어부는 족저압 측정부에서 측정된 족저압 데이터를 이용하여 하지 마비 환자의 무게 중심 위치가 발판(180)의 초기 위치보다 후방에 위치하는 것을 검출하고, 발판(180)이 하지 마비 환자의 무게 중심 위치인 후방으로 이동되도록 제2구동부를 제어할 수 있다.
다음으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 하지 마비 환자가 착석한 시트(20)가 착석 위치에 위치한 상태에서, 압력 측정부(50)는 시트(20)에 가해지는 압력을 측정하며, 훈련 모드 설정부는 일어서기 동작 훈련 모드를 설정하고, 기준값 설정부는 단계별 제1기준값을 설정하고, 훈련 모드 실행부는 압력 측정부(50)에서 측정된 압력 데이터를 단계별 제1기준값과 비교한다. 이 때, 시트(20)는 제1가이드링크, 제2가이드 링크(82) 및 액추에이터(40)의 로드에 의해 지지됨에 따라, 착석 위치에 배치될 수 있다.
다음으로, 하지 마비 환자가 다리에 일어서려는 힘을 가하지 않으면, 하지 마비 환자가 일어서기 동작 훈련을 안하는 상태이므로, 압력 측정부(50)에서 측정된 압력 데이터가 단계별 제1기준값보다 동일하거나 크게 된다. 이때, 훈련 모드 실행부는 압력 측정부(50)에서 측정된 압력 데이터가 단계별 제1기준값보다 동일하거나 큰 것을 감지하여 액추에이터(40)를 정지시킴에 따라 시트(20)가 정지된다.
다음으로, 하지 마비 환자가 다리에 일어서려는 힘을 가하면, 하지 마비 환자가 일어서기 동작 훈련을 하는 상태이므로, 압력 측정부(50)에서 측정된 압력 데이터가 단계별 제1기준값보다 작아진다. 이 때, 훈련 모드 실행부는 압력 측정부(50)에서 측정된 압력 데이터가 단계별 제1기준값보다 작은 것을 감지하여 액추에이터(40)를 작동시킨다.
이 때, 액추에이터(40)가 작동되면, 도 2에 도시된 바와 같이, 액추에이터(40)의 로드가 신장되어, 제2가이드 링크(82)의 힌지축(83)이 시트(20)의 레일홈(21)의 일측에서 타측으로 슬라이딩되면서, 시트(20)가 수평한 자세에서 일정 부분 상승한다.
이 후, 도 3에 도시된 바와 같이, 액추에이터(40)의 로드의 신장이 지속되어, 제2가이드 링크(82)의 힌지축(83)이 시트(20)의 타측에 도달하여 고정되면, 제1가이드 링크(81)와 제2가이드 링크(82)의 펼쳐짐에 연동되어 시트(20)가 정회전된다.
한편, 도 8을 참조하면, 본 발명은 지주(150)와, 그 지주(150)와 연결되는 슬링(160)과, 그 슬링(160)과 연결되고 하지 마비 환자의 하체와 상체에 착용되어 체중 부하를 저감하는 하네스부(170)를 포함할 수 있으며, 하네스부(170)는 하지 마비 환자의 상체에 착용되는 상체 하네스(171)와, 하지 마비 환자의 하체에 착용되어 체중 부하를 저감하는 하체 하네스(172)를 갖는 하네스부(170)를 포함할 수 있다.. 그리고, 하네스부(170)는 슬링(160)의 하지 마비 환자를 들어올리는 탄성력을 통해 하지 마비 환자를 들어올려서 하지 마비 환자를 일으커 세울 때 보조력을 줄 수 있다. 이 후, 액추에이터(40)의 로드의 신장과 시트(20)의 정회전이 지속되어, 시트(20)가 기립 위치에 도달하면, 훈련 모드 설정부는 일어서기 동작 훈련 모드를 종료할 수 있다.
한편, 시트(20)의 정회전 각도가 증가할수록 하지 마비 환자가 일어서기 위하여 다리에 가하는 힘이 감소하므로, 시트(20)의 정회전 각도가 증가할수록 단계별 제1기준값은 감소할 수 있다.
또한, 액추에이터(40)가 작동되어, 시트(20)가 상승되거나 정회전되는 동안, 압력 측정부(50)에서 측정된 압력 데이터가 단계별 제1기준값보다 동일하거나 크면, 하지 마비 환자가 일어서기 동작 훈련을 안하는 상태이므로, 이를 감지한 훈련 모드 실행부는 액추에이터(40)를 정지시킨다. 즉, 환자가 운동하려는 의지. 즉, 환자가힘을 줘야 다시 움직일 수 있게 하는 것이다.
이때, 제어부는 시트(20)의 정회전, 역회전 속도를 일정하게 유지할 수 있다. 이는 하지 마비 환자가 서기, 앉기 동작중 주저앉거나 급하게 일어나게 되는 일이 발생하지 않도록 조절하는 것이다. 또한, 시트(20)가 정회전되는 동안, 하지 마비 환자가 다리에 힘이 풀려서 시트(20)에 주저 앉게 되면, 역회전 방지부(30)가 시트(20)의 급격한 역회전을 방지할 수 있다. 따라서, 역회전 방지부(30)는 시트(20)의 급격한 역회전에 의해 하지 마비 환자에게 상해가 발생하는 것을 방지하는 역할을 할 수 있다.
이후, 도 4에 도시된 바와 같이, 하지 마비 환자가 완전히 일어설 때는 시트(20)의 측면에 근접하게 배치되는 손잡이(140)를 잡고 일어설 수 있다. 이 때, 하지 마비 환자의 경우, 마비된 발측이 아닌 정상인 발측의 손잡이(140)를 잡을 수 있게끔, 양측면에 손잡이를 배치하여 환자의 상황에 맞게 사용할 수 있으며 높이 조절이 가능하다.
이러한 손잡이부(140)는 하지 마비 환자가 앉기 동작 훈련이나 일어서기 동작 훈련을 하는 동안 파지할 수 있다. 따라서, 하지 마비 환자는 손잡이부(140)를 파지한 상태에서 앉기 동작 훈련이나 일어서기 동작 훈련시에 필요한 힘을 보조할 수 있다.
예를를면, 손잡이부(140)는 시트(20)의 측면에 근접하게 배치되어 발판(180)에 고정되는 한 쌍의 제1포스트(141)와, 한 쌍의 제1포스트(141) 사이에 상하방향을 따라 배열되어 결합되는 다수의 제2포스트(142)를 포함할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 제1실시예에 따른 재활 운동 장치의 기립자세에서 부터 앉기 동작으로 이어지는 훈련 과정을 설명하기로 한다.
우선, 도 5에 도시된 바와 같이, 하지 마비 환자가 착석한 시트(20)가 기립 위치에 위치한 상태에서, 압력 측정부(50)는 시트(20)에 가해지는 압력을 측정하며, 훈련 모드 설정부는 앉기 동작 훈련 모드를 설정하고, 기준값 설정부는 단계별 제2기준값을 설정하고, 훈련 모드 실행부는 압력 측정부(50)에서 측정된 압력 데이터를 단계별 제2기준값과 비교한다. 이 때, 시트(20)는 제1가이드 링크(81), 제2가이드 링크(82) 및 액추에이터(40)의 로드에 의해 지지됨에 따라, 기립 위치에 배치될 수 있다.
다음으로, 하지 마비 환자가 시트(20)에 앉으려는 힘을 가하지 않으면, 이는 하지 마비 환자가 앉기 동작 훈련을 하지 않는 상태이므로, 압력 측정부(50)에서 측정된 압력 데이터가 단계별 제2기준값보다 작게 된다. 이때, 훈련 모드 실행부는 압력 측정부(50)에서 측정된 압력 데이터가 단계별 제2기준값보다 작은 것을 감지하여 액추에이터(40)를 정지시킴에 따라 시트(20)가 정지된다.
다음으로, 하지 마비 환자가 시트(20)에 앉으려는 힘을 가하면, 하지 마비 환자가 앉기 동작 훈련을 하는 상태이므로, 압력 측정부(50)에서 측정된 압력 데이터가 단계별 제1기준값보다 동일하거나 커진다. 이 때, 훈련 모드 실행부는 압력 측정부(50)에서 측정된 압력 데이터가 단계별 제2기준값보다 동일하거나 큰 것을 감지하여 액추에이터(40)를 작동시킨다. 또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 하지 마비 환자는 손잡이부(140)를 파지하면서 앉기 동작 훈련을 할 수 있다.
이 떄, 액추에이터(40)가 작동되면, 액추에이터(40)의 로드가 축소되어, 제1가이드 링크(81)와 제2가이드 링크(82)의 접힘에 연동되어 시트(20)가 역회전된다.
이 후, 도 6 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 액추에이터(40)의 로드의 축소와 시트(20)의 역회전이 지속되어, 시트(20)가 지면에 평행한 각도로 배치되면, 제2가이드 링크(82)의 힌지축(83)이 시트(20)의 레일홈(21)의 타측에서 일측으로 슬라이딩되면서, 시트(20)가 하강한다.
이 후, 액추에이터(40)의 로드의 축소와 시트(20)의 하강이 지속되어, 시트(20)가 착석 위치에 도달하면, 훈련 모드 설정부는 일어서기 동작 훈련 모드를 종료한다.
한편, 시트(20)의 역회전 각도가 증가할수록 하지 마비 환자가 앉기 위하여 시트(20)에 가하는 힘이 증가하므로, 시트(20)의 역회전 각도가 증가할수록 단계별 제1기준값은 증가할 수 있다.
또한, 액추에이터(40)가 작동되어, 시트(20)가 역회전되거나 하강되는 동안, 압력 측정부(50)에서 측정된 압력 데이터가 단계별 제2기준값보다 작으면, 하지 마비 환자가 일어서기 동작 훈련을 안하는 상태이므로, 이를 감지한 훈련 모드 실행부는 액추에이터(40)를 정지시킨다.
도 8a는 본 발명의 제2실시예에 따른 하네스부를 이용하여 일어서기 동작시 체중 부하를 저감해 줄 수 있는 재활 운동 장치를 나타낸 개략도이고, 도 8b는 본 발명의 제2실시예에 따른 하네스부를 나타낸 정면도이다.
도 8a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 재활 운동 장치는 지주(150)와, 그 지주(150)와 연결되는 슬링(160)과, 그 슬링(160)과 연결되고 하지 마비 환자의 하체와 상체에 착용되어 체중 부하를 저감하는 하네스부(170)를 더 포함할 수 있다.
지주(150)는 시트(20)에 인접하게 배치된다. 이러한 지주(150)는 발판(180)에 고정될 수 있다.
슬링(160)은 지주(150)와 하네스부(170)를 연결하며, 하지 마비 환자를 들어 올리는 탄성력이 발생할 수 있다. 한편, 슬링(160)은 후술할 상체 하네스(171) 또는 하체 하네스(1720에 연결될 수 있다.
도 8b에 도시된 바와 같이, 하네스부(170)는 슬링(160)의 하지 마비 환자를 들어올리는 탄성력을 통해 하지 마비 환자를 들어올려서 하지 마비 환자를 일으켜 세울 때 보조력을 줄 수 있다.
하네스부(170)는 하지 마비 환자의 상체에 착용되는 상체 하네스(171)와, 하지 마비 환자의 하체에 착용되어 체중 부하를 저감하는 하체 하네스(172)를 포함할 수 있다.
이러한 상체 하네스(171)와 하체 하네스(172)는 벨크로 스트랩이 사용될 수 있다. 또한, 상체 하네스(171)와 하체 하네스(172)는 상호 일체로 연결될 수 있다.추가적으로, 상체 하네스(171)는 가슴이나 복부에 착용될 수 있으며, 하체 하네스(171)는 둔부나 엉덩이에 착용될 수 있다.
도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 재활 운동 장치를 나타낸 개략도이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3실시예에 따른 재활 운동 장치는 윗다리 착용부(100), 제1다이얼락(110), 아랫다리 착용부(120) 및 제2다이얼락(130)를 더 포함할 수 있다.
윗다리 착용부(100)는 하네스부(170)에 회전 가능하게 연결되고 하지 마비 환자의 윗다리에 착용된다. 예를들면, 윗다리 착용부(100)는 하지 마비 환자의 윗다리에 착용되는 벨크로 스트랩과, 벨크로 스크랩과 결합되고 하지 마비 환자의 윗다리에 지지되는 지지암이 사용될 수 있으나, 본 발명은 이에 특별히 한정되지 아니한다.
제1다이얼락(110)은 윗다리 착용부(100)를 회전시켜서 하지 마비 환자의 고관절이 회전되게 할 수 있다. 이때, 제1다이얼락(110)은 공압 모터, 유압 모터, 구동 모터에 의해 회전될 수 있으나, 본 발명은 이에 특별히 한정되지 아니한다. 또한, 제1다이얼락(110)에는 하지 마비 환자의 - 대퇴사두근 (quadriceps muscles)과 뒷다릭근육의 (hamstring) 운동 상태를 감지하는 표면근전도 센서, 각속도 센서, 근수축/운동량 센서 등이 내장되어서 일어서는 동작에서는 대퇴사두근의 자극을 감지하여 해당 근육을 수축시키고, 앉는 동작에서는 반대로 뒷다리근육 (hamstring)의 자극을 감지하여 해당근육을 수축시켜 일어서기, 앉기 동작에 필요한 근육이 훈련 될 수 있게 한다.
아랫다리 착용부(120)는 하지 마비 환자의 아랫다리에 착용된다. 예를들면, 아랫다리 착용부(120)는 하지 마비 환자의 아랫다리에 착용되는 벨크로 스트랩과, 벨크로 스크랩과 결합되고 하지 마비 환자의 아랫다리에 지지되는 지지암이 사용될 수 있으나 될 수 있으나, 본 발명은 이에 특별히 한정되지 아니한다.
제2다이얼락(130)은 아랫다리 착용부(120)를 회전시켜서 하지 마비 환자의 슬관절이 회전되게 할 수 있다. 이때, 제2다이얼락(130)은 공압 모터, 유압 모터, 구동 모터에 의해 회전될 수 있으나, 본 발명은 이에 특별히 한정되지 아니한다. 또한, 제2다이얼락(130)에는 하지 마비 환자의 슬관절의 운동 상태를 감지하는 표면근전도 센서, 각속도 센서, 근수축/운동량 센서 등이 내장될 수 있다.
여기서, 제1다이얼락(110)와 제2다이얼락(130)은 훈련 모드 실행부에 의해 제어될 수 있다.
예를들면, 훈련 모드 실행부는, 일어서기 동작 훈련 모드에서 하지 마비 환자가 다리에 일어서려는 힘을 가하지 않아서 하지 마비 환자가 일어서기 동작 훈련을 안하는 상태에서, 단계별 제1기준값보다 압력 데이터가 크거나 동일한 것을 감지하면, 제1다이얼락(110)과 제2다이얼락(130)를 정지시킨다.
또한, 훈련 모드 실행부는, 일어서기 동작 훈련 모드에서 하지 마비 환자가 다리에 일어서려는 힘을 가하여 하지 마비 환자가 일어서기 동작 훈련을 하는 상태에서, 단계별 제1기준값보다 압력 데이터가 작은 것을 감지하면, 제1다이얼락(110)과 제2다이얼락(130)를 작동시킨다. 이 때, 제1다이얼락(110)은 하지 마비 환자의 고관절이 펼쳐지는 방향으로 윗다리 착용부(100)를 회전시키며, 제2다이얼락(130)은 하지 마비 환자의 슬관절이 펼쳐지는 방향으로 아랫다리 착용부(120)를 회전시킨다.
또한, 훈련 모드 실행부는, 일어서기 동작 훈련 모드에서 하지 마비 환자가 시트(20)에 앉으려는 힘을 가하지 않아서 하지 마비 환자가 앉기 동작 훈련을 안하는 상태에서, 단계별 제2기준값보다 압력 데이터가 작은 것을 감지하면, 제1다이얼락(110)과 제2다이얼락(130)을 정지시킨다.
또한, 훈련 모드 실행부는, 일어서기 동작 훈련 모드에서 하지 마비 환자가 시트(20)에 앉으려는 힘을 가하여 하지 마비 환자가 앉기 동작 훈련을 하는 상태에서, 단계별 제2기준값보다 압력 데이터가 크거나 동일한 것을 감지하면, 제1다이얼락(110)과 제2다이얼락(130)를 작동시킨다. 이 때, 제1다이얼락(110)은 하지 마비 환자의 고관절이 굽혀지는 방향으로 윗다리 착용부(100)를 회전시키며, 제2다이얼락(130)은 하지 마비 환자의 슬관절이 굽혀지는 방향으로 아랫다리 착용부(120)를 회전시킨다.
본 발명에 따르면, 본 발명의 일 실시예에 따른 재활 운동 장치는 하지 마비 환자가 앉기 동작과 일어서기 동작의 반복 훈련이 가능한 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 재활 운동 장치는 하지 마비 환자가 착석하는 시트(20)가 착석 위치에서 기립 위치로 정회전할 때, 역회전 회전부가 시트(20)의 역회전을 방지함으로써, 시트(20)의 급격한 역회전에 의해 하지 마비 환자에게 상해가 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 재활 운동 장치는 하지 마비 환자에게 일어서기 동작이나 앉은 동작을 지시하기 위한 소리를 발생하는 소리발생부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
소리발생부는 시트(20)에 내장될 수 있다.
이러한 소리발생부는 훈련 모드 실행부에 의해 제1구동부(40)와 시트(20)가 정지된 순간에 하지 마비 환자에게 소리를 발생시켜서 하지 마비 환자에게 일어서기 동작이나 앉은 동작을 실시하도록 지시할 수 있다.
또한, 소리발생부는 음향을 일정 시간 간격으로 발생시켜서, 하지 마비 환자가 일어서기 동작이나 앉은 동작을 일정 시간 간격으로 실시하도록 지시할 수 있다. 또한, 본 발명은 하지 마비 환자의 하지 근력 상태에 따라 재활 운동 장치를 조절할 수 있는데, 예를 들면, 하지 마비환자의 하지 근력이 도수근력 검사상 0 내지 2 정도로 아주 약할때는 시트에서 하지 마비 환자를 밀어올려주는 힘을 제공함과 동시에, 하네스부와 슬링이 하지 마비 환자를 상측으로 끌어당기는 힘이 함께 작용하여 환자의 일어서기 동작이나, 앉기 동작을 훈련시킬 수 있다.
또한, 하지 마비 환자의 하지 근력이 도수근력 검사상 3이상일 때는 등받이와 하네스부를 제거하고 시트와 발판만을 이용해서 훈련시킬 수 있다.환자의 하지 근력이 호전되고 기립능력 및 균형 조절 능력이 좋아지면 서서히 좌판시트의 높이를 낮추고 시트 기울기를 수평화하여 기립시작 시점의 슬관절 신전근력에 부하를 증가할 수 있도록 유도할 수 있다. 기립 기능이 약한 환자는 기립에 가까운 시점에서 출발하고 근력이 좋은 환자는 앉은 자세에서 운동을 시작할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 재활 운동 장치는 하지 마비 환자에게 재활 전기 자극을 주기 위한 재활 전기 자극기(미도시)를 더 포함할 수 있다.
이러한 재활 전기 자극기는 하지 마비 환자의 하체 근육에 부착되어 하지 마비 환자의 하체 근육에 재활 전기 자극을 주어서, 신경근의 활성을 돕고 근육의 위축과 경직을 방지할 수 있다. 예를들면, 재활 전기 자극기는 FES(Functional Electrical Stimulation) 장비나, EMS(Electric Stimulation Therapy) 장비 등이 사용될 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 재활 운동 장치는 하지 마비 환자가 앉기 동작과 일어서기 동작의 재활 훈련을 할 때, 진동 수단을 통해 하지 마비 환자의 발에 진동 자극을 줄 수 있고 EMS를 통해 환자의 다리에 전기 자극을 줄 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (10)

  1. 등받이;
    상기 등받이에 회전 가능하게 결합되되, 하지 마비 환자가 착석 가능하게 펼쳐지는 착석 위치 및 하지 마비 환자가 기립하도록 젖혀지는 기립 위치 사이를 왕복 회전하는 시트;
    상기 시트가 상기 착석 위치에서 상기 기립 위치로 정회전할 때, 상기 시트의 역회전을 방지하는 역회전 방지부; 및
    하지 마비 환자의 발이 고정되고, 하지 마비 환자의 무게 중심에 따라 전방 또는 후방으로 이동되는 발판을 포함하는 것을 특징으로 하는 재활 운동 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 역회전 방지부는,
    상기 시트가 상기 기립 위치에서 상기 착석 위치로 역회전할 때, 상기 시트의 역회전을 허용하는 것을 특징으로 하는 재활 운동 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 시트를 왕복 회전 시키는 제1구동부;
    상기 시트에 가해지는 압력을 측정하는 압력 측정부; 및
    상기 압력 측정부에서 측정된 압력 데이터와 상기 시트의 회전 각도에 따른 단계별 기준값을 비교하여, 상기 제1구동부를 작동 또는 정지시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 재활 운동 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1구동부가 상기 시트를 정회전시키는 일어서기 동작 훈련 모드 또는 상기 제1구동부가 상기 시트를 역회전시키는 앉기 동작 훈련 모드를 설정하는 훈련 모드 설정부;
    상기 일어서기 동작 훈련 모드에서 상기 시트의 정회전 각도에 따른 단계별 제1기준값을 설정하고, 상기 앉기 동작 훈련 모드에서 상기 시트의 역회전 각도에 따른 단계별 제2기준값을 설정하는 기준값 설정부; 및
    상기 일어서기 동작 훈련 모드에서는 상기 단계별 제1기준값보다 상기 압력 데이터가 동일하거나 크면 상기 제1구동부를 정지시키고 상기 압력 데이터가 작으면 상기 제1구동부를 작동시키며, 상기 앉기 동작 훈련 모드에서는 상기 단계별 제2기준값보다 상기 압력 데이터가 동일하거나 크면 상기 제1구동부를 작동시키고 상기 압력 데이터가 작으면 상기 제1구동부를 정지시키는 훈련 모드 실행부를 포함하는 것을 특징으로 하는 재활 운동 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    바닥판과 상기 시트 사이에 절첩가능하게 마련되어, 상기 시트의 왕복회전을 반복적으로 유도하는 한 쌍의 가이드 링크를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 재활 운동 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1구동부는, 상기 시트에 결합되어, 상기 시트를 승강시켜서 한 쌍의 상기 가이드 링크의 펼침이나 접힘을 통해 상기 시트를 회전시키는 것을 특징으로 하는 재활 운동 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    하지 마비 환자가 앉기 동작 훈련이나 일어서기 동작 훈련을 하는 동안 파지할 수 있는 손잡이부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 재활 운동 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    지주;
    상기 지주와 연결되는 슬링; 및
    상기 슬링과 연결되고, 하지 마비 환자의 하체와 상체에 착용되어 체중 부하를 저감하는 하네스부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 재활 운동 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 발판을 전방 또는 후방으로 이동시키는 제2구동부;
    상기 발판에 가해지는 족저압을 측정하는 족저압 측정부; 및
    상기 족저압 측정부에서 측정된 족저압 데이터를 이용하여 하지 마비 환자의 무게 중심 위치를 검출하고, 상기 발판이 하지 마비 환자의 무게 중심 위치로 이동되도록 상기 제2구동부를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 재활 운동 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 등받이와 상기 시트가 특정 각도를 이룰 때, 상기 발판에 고정된 상기 하지 마비 환자의 발에 진동을 제공하는 진동수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 재활 운동 장치.
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