WO2022211564A1 - 척추 견인 알고리즘 및 이를 적용한 척추 온열 마사지 장치 - Google Patents

척추 견인 알고리즘 및 이를 적용한 척추 온열 마사지 장치 Download PDF

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spinal
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spinal column
conductor
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김가은
장홍영
이미현
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Definitions

  • the following embodiments relate to spinal traction technology, and more specifically, to a spinal traction algorithm and a spinal thermal massage device to which it is applied.
  • intervertebral discs One of the main functions of the intervertebral discs is to reduce the compressive load during daily activities. Disc damage or degeneration can lead to mechanical compression or chemical stimulation of the nerve roots. Many treatments have been performed in the past to solve the dysfunction and pain of the intervertebral discs. In particular, spinal traction has been used to treat dysfunction and pain of the spine since the time of Hippocrates, and even recently, spinal traction therapy has been applied to the treatment of spinal pain in various ways.
  • Korean Patent Laid-Open No. 10-2020-0004780 relates to a thermal treatment device and a method for controlling the same, and provides a spinal thermal massage device capable of providing a target intensity of massage with the same pressure according to body parts or users.
  • Patent Document 1 Korean Patent Publication No. 10-2020-0004780
  • Non-Patent Document 1 Frobin, W., Brinckmann, P., Biggemann, M., Tillotson, M., & Burton, K. (1997). Precision measurement of disc height, vertebral height and sagittal plane displacement from lateral radiographic views of the lumbar spine. Clinical Biomechanics, 12, S1-S63. DOI: 10.1016/S0268-0033(96)00067-8.
  • Non-Patent Document 2 Saunders, H. D. (1979). Lumbar traction. Journal of Orthopedic & Sports Physical Therapy, 1(1), 36-45. DOI: 10.2519/jospt.1979.1.1.1.36.
  • the embodiments describe a spinal traction algorithm and a spinal thermal massage device to which the same is applied, and more specifically, the force of pushing from the back to the front of the spine in the supine state using a personal warmer that is effective in relieving muscle pain is of the cervical and lumbar segments of the intervertebral discs. Towing technology.
  • Embodiments implement LCCT (Lordotic Curve Controlled Traction), which is the principle of action, and target curved traction function through the generation of longitudinal force and maintenance of the curve through axial movement and back to front (P to A) synergy.
  • An object of the present invention is to provide a spinal traction algorithm for performing a spinal traction algorithm and a spinal thermal massage device to which the same is applied.
  • a conductor travels along a spinal column based on a spinal traction algorithm to deliver a physical force to the spine and generates force in at least two directions.
  • LCCT Lidotic Curve Controlled Traction
  • the spinal traction algorithm generates traction in the longitudinal direction as the catheter is in close contact with the axial direction along the spinal column and horizontally drives the spine, and the traction force in the longitudinal direction is generated.
  • the ceramics can synergize from the back to the front (Posterior to Anterior) to maintain the curvature and generate longitudinal traction.
  • intermittent traction which alternately applies or releases traction force at preset intervals using a mechanical device
  • positional traction which places the user in various positions to vertically pull the spinal structure
  • the spinal traction algorithm may perform at least any one or more of muscle relaxation around the spine, sacroiliac joint relaxation, piriformis muscle relaxation, traction of the lumbar spine, leveling of spinal movement, and traction of the cervical spine.
  • the spinal traction algorithm for muscle relaxation around the spinal column, dividing the entire section of the spinal column into a Lumbopelvic section, a Thoracic section, and a Cervical section, and inducing relaxation of the transitional joint through a plurality of reciprocating movements of the conductor; Minimizing sciatica (sciatica) by relaxing the piriformis muscle while the conductor travels a plurality of the rear pelvis; And it may be made including the step of reciprocating a plurality of all sections of the spinal column after the elevating and descending of each conductor so that the intervertebral ROM is sufficiently maintained.
  • the method may further include the step of stopping the sacroiliac joint displacement by stopping the conductor at the corresponding site for relaxation of the sacroiliac joint and relaxing the muscles.
  • the curvature and position of the spinal column as the conductor performs traction of the lumbar spine and the conductor elevates and descends (P to A, A to P) at a targeted specific lumbar level It may further include the step of performing towing.
  • the step of reciprocating the entire section of the spinal column in plural so that the intervertebral ROM is sufficiently maintained is to enable the curvature and positional traction of the spinal column by elevating and lowering the conductor in multiple numbers at a specific level of the Cervical section for traction of the cervical vertebrae. This may include steps.
  • the step of reciprocating the entire section of the spinal column in a plurality of reciprocating driving so that the intervertebral ROM is sufficiently maintained the intervertebral ROM is sufficiently maintained by reciprocating the entire section of the spine in a plurality of times, and may include three stop sections. .
  • the spinal traction algorithm before inducing relaxation of the transitional joint through the plurality of reciprocating motions, may further include an effleurage stroke step of delivering a stimulus of low intensity to the entire spinal column.
  • the spinal traction algorithm after the conductor ascends and descends in multiple numbers to enable curvature and positional traction of the spine, the conductor travels the entire spinal column in plural times and tries the last stretch of a specific section of the lumbar and cervical spine, after which low-intensity
  • the method may further include inducing a reset (Reset) of muscles around the spinal column through driving.
  • the step of inducing relaxation of the transitional joint through the plurality of reciprocating motions can take into account the traction role that can widen the intervertebral spacing when driving in the cranial direction through the elevation of the catheter for each section.
  • the step of reciprocating a plurality of all sections of the spinal column so that the intervertebral ROM is sufficiently maintained may take into account a traction role that may further increase the intervertebral spacing when traveling in the cranial direction.
  • the spinal traction algorithm allows the conductor to travel back and forth in multiple directions according to the setting in close contact in the axial direction along the spinal column, and the strength in the caudal to cranial direction in the entire massage section is from cranial to tail. At least one section greater than the intensity in the (caudal) direction may exist.
  • the spinal thermal massage device to which the spinal traction algorithm according to another embodiment is applied is based on the spinal traction algorithm for the delivery of physical force to the spine.
  • LCCT Local Automated Curve Controlled Traction
  • LCCT includes a spinal traction algorithm control unit that helps traction, wherein the spinal traction algorithm control unit is in close contact with the axial direction along the spinal column to drive horizontally and to pull the spine in the longitudinal direction. generated, and the conductor may synergize from the back to the front (Posterior to Anterior) to generate curvature maintenance and traction force in the longitudinal direction.
  • the spinal traction algorithm controller divides the entire section of the spinal column into a Lumbopelvic section, a Thoracic section and a Cervical section for muscle relaxation around the spinal column, and induces relaxation of the transitional joint through a plurality of reciprocating movements of the conductor. relaxation part; a piriformis muscle relaxation part for minimizing sciatica by relaxing the piriformis muscle while the conductor travels multiple times in the rear pelvis; and a spinal column motion leveling unit for sufficiently maintaining intervertebral ROM by reciprocating a plurality of all sections of the spinal column after the elevating and lowering of each of the conductors.
  • the conductor may further include a sacroiliac joint relaxer to reduce the displacement of the sacroiliac joint and relax the muscle by stopping at the corresponding site.
  • a lumbar traction unit for performing curvature and position traction of the spine may include more.
  • the spinal column movement leveling unit may include a cervical vertebra traction unit that enables the curvature and positional traction of the spinal column by elevating and descending a plurality of the conductors at a specific level of the Cervical section for traction of the cervical vertebrae.
  • the spine that implements the LCCT which is the principle of action, performs the target curved traction function by maintaining the curvature through axial movement and synergy from the back to the front (P to A) and generating the longitudinal force. It is possible to provide a traction algorithm and a spinal thermal massage device to which the same is applied.
  • 1 is a view for explaining the direction of the articular surface of the spine according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a view for explaining joint displacement through spinal traction of the spinal thermal massage device according to an embodiment.
  • Figure 3 is a view for explaining a spinal traction method according to an embodiment.
  • FIG. 4 is a view for explaining the curvature maintenance and longitudinal force through synergy according to an embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining a spinal traction algorithm according to an embodiment.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a spinal traction method according to an embodiment.
  • FIG. 7 is a block diagram illustrating a spinal traction device according to an embodiment.
  • FIG. 8 is a view for explaining a spinal thermal massage device according to an embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a disk height measurement method according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a method of measuring Cobb's angle according to an embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating an average height change of a disk according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a central spinal canal MRI during a baseline and traction operation according to an embodiment.
  • the spine thermal massage device is a medical device approved by the Ministry of Food and Drug Safety for the purpose of relieving muscle pain.
  • the cervix provided to massage the area around the spine while lying in a supine posture moves horizontally along the spine to perform anterior-posterior translational movement based on the subject. It is applied to alternately apply and release traction at preset intervals, functioning like intermittent mechanical traction.
  • the catheter stops at specific parts of the cervical and lumbar vertebrae to perform a position traction operation. It can increase disk space and help with decompression therapy.
  • the following embodiments provide a spinal traction algorithm and a spinal thermal massage device to which the same is applied, and the force of pushing from the back to the front of the spine in the supine state using a personal warmer that is effective in relieving muscle pain has a traction effect on the intervertebral discs of the cervical and lumbar segments check that appears.
  • 1 is a view for explaining the direction of the articular surface of the spine according to an embodiment.
  • Spinal traction is a treatment option based on applying a longitudinal force to the spinal axis. Functional anatomy, joint movement is related to joint shape. Therefore, whether the force applied to the spinal column can generate a longitudinal force for traction is the most important factor for determining the traction function. Accordingly, if the shape of the vertebral articular surface 110 is confirmed based on spinal anatomy, the cervical vertebrae (Cervical Vertebra, C), thoracic vertebrae (T) and lumbar vertebrae (Lumbar Vertebra, L) are generally BUM (Backward, Upward, Medial) , BUL (Backward, Upward, Lateral), and BUM may be represented as shown in FIG. 1 .
  • FIG. 2 is a view for explaining joint displacement through spinal traction of the spinal thermal massage device according to an embodiment.
  • the spinal thermal massage device physically raises 210 one side along the articular surface direction of the spine, thereby lowering the other side relatively lowering 220, thereby traction in the transverse direction.
  • the range may be expanded (230).
  • Figure 3 is a view for explaining a spinal traction method according to an embodiment.
  • the method of traction of the spinal thermal massage device displays the movement 310 of the conductor including frictional force in the axial direction of the spinal column, and the movement of the conductor through the P to A rise of the spinal column ( 320), and it can be explained by displaying the direction and section of the traction (330).
  • a specific conductor travels along the spinal column for the transfer of physical force and generates force in two directions to help LCCT (Lordotic Curve Controlled Traction) traction.
  • LCCT Lidotic Curve Controlled Traction
  • the spinal thermal massage device corresponds to a maximum average of about 32 kgf ⁇ cm with respect to a traction body of 55 kg, for example, when the conductor pulls in close contact horizontally in the axial direction. It has been confirmed that directional traction can be generated, and the calculation of traction can be expressed as the following equation.
  • the traction force for the device is sufficient to realize this range.
  • FIG. 4 is a view for explaining the curvature maintenance and longitudinal force through synergy according to an embodiment.
  • the spinal traction device can apply a longitudinal force to the vertebral axis to achieve spinal traction.
  • the electric orthopedic traction device applied to the spine includes a drive mounting unit (electrical device such as a motor) among devices that can apply a longitudinal force to the spinal column axis for spinal traction.
  • Joint displacement through spinal traction can be achieved by using the spinal thermal massage device according to an embodiment.
  • the traction force must be large enough to cause the vertebral segments to move and cause structural changes. And in order for the traction force to work effectively on the spine, the friction force must be minimized, and the patient must be in a relaxed state.
  • the spinal thermal massage device is designed to play the role of LCCT by complexly implementing intermittent traction and positional traction through a motorized device.
  • Intermittent traction here is similar to sustained traction in intensity and duration, but uses a mechanical device to alternately apply and release traction at preset intervals.
  • positional traction is applied by placing the patient in various positions using pillows, blocks, or sandbags to pull the spinal structures longitudinally. It usually involves lateral bending and affects only one side of the vertebral segment.
  • intermittent traction can be performed for 3 to 5 minutes with a 60-second traction and a 20-second break.
  • Positional traction can be positioned 1 ⁇ 2 level above the corresponding joint. At this time, preparatory arbitration and main arbitration procedures for towing may be required.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining a spinal traction algorithm according to an embodiment.
  • the spinal traction algorithm may perform peripheral muscle relaxation, sacroiliac joint relaxation, piriformis muscle relaxation, leveling of spinal column movements, lumbar traction and cervical traction.
  • a spinal traction algorithm according to an embodiment may be represented as shown in Table 1.
  • Spinal traction algorithm can relieve pain by stretching the structures of the spine and removing stimulation or compression of nerve roots.
  • a spinal traction algorithm and a spinal thermal massage device to which it is applied will be described in more detail below.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a spinal traction method according to an embodiment.
  • a conductor travels along a spinal column based on a spinal traction algorithm to deliver a physical force to the spine and generates force in at least two directions. It can help traction with Lordotic Curve Controlled Traction (LCCT).
  • LCCT Lordotic Curve Controlled Traction
  • the spine traction algorithm generates longitudinal traction force as the conductor is in close contact in the axial direction along the spinal column and drives the spine, and the conductor works synergistically from the back to the front (Posterior to Anterior) to maintain curvature and longitudinal directional traction can be generated.
  • a combination of intermittent traction, which alternately applies or releases traction force at preset intervals using a mechanical device according to a spinal traction algorithm, and positional traction, which places the user in various positions to pull the spinal structure vertically, can be implemented in combination.
  • the spinal traction algorithm may perform at least any one or more of muscle relaxation around the spine, sacroiliac joint relaxation, piriformis muscle relaxation, traction of the lumbar spine, leveling of spinal movement, and traction of the cervical spine.
  • the spinal traction algorithm divides the entire section of the spine into Lumbopelvic section, Thoracic section and Cervical section for muscle relaxation around the spinal column, and Transitional joint through multiple reciprocating movements of the catheter Inducing relaxation of (S120), a step of minimizing sciatica by relaxing the piriformis muscle while the worker travels multiple times in the rear pelvis (S140), and a plurality of all sections of the spinal column after the elevating and descending of each worker It may include a step (S160) of reciprocating to ensure that the intervertebral ROM is sufficiently maintained.
  • the spinal traction algorithm may further include a preparation massage (effleurage stroke) step (S110) of delivering a stimulus of a weak intensity to the entire spinal column before inducing relaxation of the transitional joint through a plurality of reciprocating motions.
  • Spinal traction algorithm may further include a step (S130) of reducing the displacement of the sacroiliac joint by stopping the catheter at the corresponding site for relaxation of the sacroiliac joint and relaxing the muscle.
  • Spinal traction algorithm performs traction of the lumbar spine, and as the conductor ascends and descends (P to A, A to P) at a targeted specific lumbar level, performing curvature and positional traction of the spine (S150) may be further included.
  • the spinal traction algorithm allows the conductor to ascend and descend multiple times to enable curvature and positional traction of the spinal column, then the conductor travels the entire section of the spine in multiple numbers and attempts the last stretch of a specific section of the lumbar and cervical vertebrae, followed by low-intensity driving. It may further include a step (S170) of inducing a reset (Reset) of the muscles around the spinal column.
  • step S160 may include a step of enabling the curvature and positional traction of the spinal column by elevating and descending a plurality of conductors at a specific level of the cervical section for traction of the cervical vertebrae.
  • the spinal traction method applied to the spinal thermal massage device according to an embodiment may be described with the spinal traction device according to an embodiment as an example.
  • FIG. 7 is a block diagram illustrating a spinal traction device according to an embodiment.
  • the spinal thermal massage apparatus to which the spinal traction algorithm is applied may include a spinal traction algorithm controller 700 .
  • the spinal traction algorithm control unit 700 may include a paravertebral muscle relaxation unit 720, a sacroiliac joint relaxation unit 730, a piriformis muscle relaxation unit 740, a lumbar spine traction unit 750, and a spinal movement leveling unit 760.
  • it may further include a preparation massage unit 710 and a reset induction unit 770 , and may further include a cervical spine traction unit 761 .
  • a spinal traction algorithm and a spinal thermal massage device to which the spinal traction algorithm is applied will be described in more detail with reference to FIG. 5 as an example.
  • FIG. 5 is only an example of an optimal spinal traction algorithm, and the spinal traction algorithm is not limited thereto.
  • the spinal traction algorithm control unit 700 may help the LCCT traction by generating forces in at least two directions while driving along the spinal column based on the spinal traction algorithm for the delivery of physical force to the spine.
  • Spinal traction algorithm control unit 700 generates longitudinal traction force as the conductor is in close contact in the axial direction along the spinal column and traction the spine, and the conductor works synergistically from the back to the front to maintain the curvature and longitudinal direction can generate traction.
  • the spinal traction algorithm control unit 700 uses a mechanical device to alternately apply or release a traction force at preset intervals to implement a complex implementation of intermittent traction and positional traction, which places the user in various positions to vertically pull the spinal structure.
  • the spinal traction algorithm for example, as shown in FIG. 5, causes the catheter to be in close contact in the axial direction along the spinal column and reciprocate in multiple ways according to the setting, and the intensity in the caudal to cranial direction in the entire massage section At least one section greater than the intensity in the cranial to caudal direction may exist.
  • Spinal traction algorithm control unit 700 may perform at least any one or more of muscle relaxation around the spine, sacroiliac joint relaxation, piriformis muscle relaxation, traction of the lumbar spine, leveling of spinal movement, and traction of the cervical spine.
  • step S110 the preparation massage unit 710 raises the temperature of the muscle for relaxation, blood circulation and lymph flow and prepares a massage technique of stronger stimulation.
  • An effleurage stroke that delivers stimulation can be performed (Pre stroke).
  • step S120 the paravertebral muscle relaxation unit 720 divides the entire section of the spinal column into a Lumbopelvic section (L), a Thoracic section (T) and a Cervical section (C) for the main purpose of muscle relaxation around the spinal column, Relaxation of the transitional joint can be induced through multiple reciprocating movements of
  • the paravertebral muscle relaxation unit 720 can take into account a traction role that can widen the intervertebral spacing when driving in the cranial direction through the rise of the catheter for each section (Main stroke 1).
  • the paravertebral muscle relaxation unit 720 gradually moves from the caudal to the cranial direction and may induce relaxation of the transitional joint through a plurality of reciprocating movements of the catheter in a predetermined section, at this time, the caudal ) in the cranial direction may be set to have at least one section greater than the cranial to caudal direction strength.
  • step (S130) the sacroiliac joint relaxation unit 730 stops the sacroiliac joint in order to minimize the instability of the sacroiliac joint region (stay indicated in a red circle), thereby reducing the sacroiliac joint displacement and relaxing the muscles. (Main stroke 2).
  • the piriformis relaxation part 740 may minimize sciatica by relaxing the piriformis muscle while the conductor travels the rear pelvis multiple times (Main stroke 3).
  • the lumbar traction unit 750 performs the traction of the lumbar vertebrae and the vertebral column can perform flexion and position traction (indicated in mm in 4 min green circle) (Main stroke 4). In this case, it may be set such that at least one section in which the intensity in the caudal to cranial direction is greater than the intensity in the cranial to caudal direction exists.
  • the spinal column motion leveling unit 760 may reciprocate a plurality of all sections of the spinal column after the elevating and descending of each conductor so that the intervertebral ROM is sufficiently maintained (Main stroke 5). Reciprocating driving in a plurality of all sections of the spinal column is not a simple repetitive driving of sections C1 to S4, for example, as shown in FIG. In this case, three stop sections may be included.
  • the spinal column motion leveling unit 760 may consider a traction role that may further increase the intervertebral spacing when driving in the cranial direction.
  • the spinal column movement leveling unit 760 may include a cervical vertebra traction unit 761, and at the rear end of step S160, the cervical vertebra traction unit 761 is a plurality of conductors at a specific level in the Cervical section for traction of the cervical vertebrae. It can be raised and lowered to enable the curvature of the spinal column and positional traction (Main stroke 6). In addition, it is possible to make it possible to retract the position of the entire cervical vertebrae with the weight of the skull by stopping the catheter in the suboccipital region (stay marked in the red circle).
  • step (S170) the reset induction unit 770 drives the entire section of the spinal column in plural, attempts the last stretching of a specific section of the lumbar and cervical spine, and then induces a reset of the muscles around the spine through low-intensity driving. Can (Finishing stroke).
  • the spinal thermal massage device scans the user's entire spine by driving a heating device (porcelain), measures the operating current of the horizontal motor to calculate the length of the spine of the human body, and configures the spine. It works to elevate and descend the relevant area by using the method of accurately grasping the positions of the cervical, thoracic, lumbar, and coccyx.
  • the spinal thermal massage device implements LCCT, which is the principle of action, through axial movement and P to A (back to front) synergy through maintenance of curvature and generation of longitudinal force. It functions as a curved traction.
  • LCCT which is the principle of action
  • An object of the present embodiments is to verify the traction effect of the back-to-front force of the spine acting on the spinal thermal massage device on the intervertebral discs of the cervical and lumbar segments.
  • 10 healthy adults female, 40%
  • the 4th and 5th cervical vertebrae Cervical4-5
  • the 5th/6th cervical vertebrae C5-6
  • X-rays were taken between the lumbar vertebrae, and between the 3rd/4th lumbar segment (Lumbar3-4) and the 4th/5th lumbar segment (L4-5) were measured with MRI.
  • 10 healthy adults without musculoskeletal disorders and no restrictions on physical activity were targeted.
  • randomization was used to avoid possible bias in each trial sequence assignment. Screening numbers were assigned in the order in which the investigator wrote the consent form, and assignment numbers were sequentially assigned to subjects who met the selection/exclusion criteria at the baseline visit.
  • the randomization table was prepared by an independent statistician unrelated to this example, and the ratio between test sequences was set to be 1:1.
  • FIG. 8 is a view for explaining a spinal thermal massage device according to an embodiment.
  • X-ray and magnetic resonance imaging are not affected, and spinal thermal massage device CGM MB-1901 (CERAGEM Co. Ltd., Cheonan, Korea) is compressed from the back to the front of the spine.
  • spinal thermal massage device CGM MB-1901 CERAGEM Co. Ltd., Cheonan, Korea
  • a plastic model ceramic 810 and an auxiliary mat on which the subject can lie down were manufactured.
  • the height of the model ceramic 810 was adjusted using the first-stage block and the ninth-stage block 820 .
  • the basic mat provides spinal column traction to a place where the upper body of the user's body is placed
  • the plastic model ceramic 810 is made of a plastic model and can press the spine around the spine from back to front.
  • the pedestal 820 that supports the ceramics uses a vertical motor to classify the strength into 1 to 9 steps, and implements the part that applies the pushing force from the back to the front using a tree that is not affected by X-rays and MRI, and adjusts the height.
  • it is composed of two plastic pedestals, which can be changed according to the strength to generate a pushing force from the back.
  • the auxiliary mat is where the lower part of the user's body is placed.
  • the spinal thermal massage device is a device used for the purpose of relieving muscle pain by heating and massaging around the spine.
  • the catheter which is designed to massage the muscles around the spine in the supine position, moves along the spine while continuing forward-backward translational motions based on the subject. At this time, the force from the back to the front applied by the catheter to the spine acts as a lever around the facet joint of the spine, which has the effect of widening the disc space.
  • the front, middle, and rear heights of the disk were measured at the baseline (step 1) and at the height during the traction operation (step 9).
  • the cervical spine was measured between the 4th and 5th cervical vertebrae (C4-5) and 5/6th cervical vertebrae (C5-6) in the supine position on the base mat and the model catheter adjusted to the height of one step.
  • the lumbar region was measured between the third lumbar segment (L3-4, L3-4) and the fourth fifth lumbar segment (L4-5, L4-5), respectively.
  • the study participant was placed in a supine position on the basic mat and the model ceramics adjusted to 9 levels of height, and between C4-5 and C5-6, and between L3-4 and L4-5. Each was measured.
  • the boundary between the upper and lower endplates of the intervertebral disc was performed by the researcher in a non-face-to-face occlusion method after consulting a radiologist with 10 years of experience.
  • the height of the intervertebral disc was used using "image J", an image processing software provided free of charge by the National Institutes of Health (NIH).
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a disk height measurement method according to an exemplary embodiment.
  • the method of calculating the intervertebral disc height and Cobb's angle using the measured data is as follows. First, the height of the intervertebral discs of the cervical and lumbar vertebrae was calculated using the Frobin method (Non-Patent Document 1). The anterior disc height is h2+h4, the posterior disc height is h1+h3, and the central disc height is the third of the interior border of the upper vertebral body. It was calculated as the sum of the distances of a straight line passing through the midpoint of the vertebrae and 4 and the midpoints of the 1st and 2nd points of the superior border of the lower vertebrae and perpendicular to the bisector.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a method of measuring Cobb's angle according to an embodiment.
  • the Cobb's angle of the lumbar vertebrae was evaluated based on the lower surface of the lumbar vertebrae 1 and the upper surface of the sacral vertebrae 1 as shown in FIG. 10 .
  • Table 2 compares the average height (mm) change of cervical disc during traction compared to baseline.
  • Table 3 compares the average (mm 2 ) change in cervical disc area during traction compared to the baseline in the median plane.
  • the disc area increased during the traction operation compared to the baseline in the cervical disc and was statistically significant.
  • Table 4 shows the change in mean height (mm) in vertebral segment spacing.
  • both the L3-4 and L4-5 regions significantly increased the average height of the disc during traction compared to the baseline (p ⁇ 0.001).
  • the average height of the lumbar disc is increased by the force of pushing the spine from the back to the front in the embodiment, so that there is an effect of traction.
  • Table 5 compares the average (mm 2 ) change of the lumbar disc area during the traction operation compared to the baseline in the median plane.
  • the disc area increased during traction operation compared to the baseline in the lumbar disc and was statistically significant. Compared to the baseline, the area is significantly increased in the traction operation.
  • the negative pressure inside the lumbar disc is generated by the treatment according to the present embodiment.
  • the change (mm) of Cobb's angle during traction operation compared to the baseline based on the lower surface of the lumbar vertebrae 1 and the upper surface of the sacral vertebrae 1 can be represented as shown in Table 6.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a change in height of a disk according to an exemplary embodiment. More specifically, (a) of FIG. 11 shows the change in the baseline of the cervical vertebrae and the average disc height during the traction operation, and (b) shows the change in the baseline of the lumbar vertebrae and the average disc height during the traction operation.
  • This embodiment was intended to verify the traction effect of the back to forward pushing force of the spine acting on the spinal thermal massage device on the intervertebral discs of the cervical and lumbar segments. As the first study to verify the traction effect using the spinal thermal massage device, the results of this study could not be directly compared with previous studies.
  • the average disc height during the traction operation compared to the baseline of the spinal thermal massage device was statistically significantly increased in both the cervical and lumbar vertebrae.
  • Disc area also increased statistically significantly in both cervical and lumbar vertebrae.
  • Cobb's angle was also significantly increased during traction operation in both lumbar segments L3-4 and L4-5.
  • the spinal thermal massage device using the force of pushing the spine forward can help the intervertebral disc herniation by increasing the lordosis of the cervical and lumbar vertebrae.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a central spinal canal MRI during a baseline and traction operation according to an embodiment.
  • the ultimate goal of spinal traction is to relieve pain by elongating the spinal structures and removing stimulation or compression of the nerve roots.
  • 12 is an MRI photograph taken in this embodiment, and it can be confirmed that the expansion appears in the central canal region of the spine during the traction operation when compared with the baseline. This suggests that a spinal thermal massage device that simultaneously applies intermittent traction and positional traction while the catheter moves can help manage disc and spinal stenosis while maintaining the normal curved shape of the spine.
  • the present embodiments were intended to objectively verify through MRI imaging whether the force of the spinal thermal massage device, which is proposed to massage the muscles around the spine while lying in a supine state, has a traction effect by pulling the spinal structure vertically. As a result, it was confirmed that the spinal thermal massage device used in this embodiment conforms to several principles of traction.
  • the traction must be large enough to cause the vertebral segments to move and cause structural changes. Whether the traction force can cause structural changes is the result of this experiment in which the posterior-to-front force of the spinal thermal massage device increased the cervical and lumbar disc height and area changes, and the Cobb's angle angle of the lumbar vertebrae. could be verified through Second, in order for the traction force to act effectively on the spine, the friction force must be minimized. Traction using the ceramics of the spinal thermal massage device conforms to the principle because the friction other than the friction of the tissues surrounding the joint or the joint surface is minimized as the area rises. Third, the whole body of the traction target must be in a relaxed state (Non-Patent Document 2). Considering the fact that the spine thermal massage device is performed in a supine position and that the device used in this embodiment is a product approved by the Ministry of Food and Drug Safety as a device for improving muscle pain through muscle relaxation, it will sufficiently help the traction effect.
  • the spinal thermal massage device may be recommended as a useful medical device for the treatment of degenerative stenosis and the like and for relieving pain in the spine.
  • ...unit and “...module” described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented as hardware or software or a combination of hardware and software.

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Abstract

척추 견인 알고리즘 및 이를 적용한 척추 온열 마사지 장치가 제시된다. 일 실시예에 따른 척추 온열 마사지 장치에 적용되는 척추 견인 방법은, 척추에 물리적 힘의 전달을 위해 척추 견인 알고리즘을 기반으로 도자가 척주(spinal column)를 따라 주행하며 적어도 2가지 방향으로 힘을 발생시켜 LCCT(Lordotic Curve Controlled Traction) 견인을 도우며, 상기 척추 견인 알고리즘은, 상기 도자가 척주를 따라 축 방향으로 밀착되어 수평 주행을 하며 척추를 견인함에 따라 종 방향의 견인력을 발생시키고, 상기 도자가 뒤쪽에서 앞쪽(Posterior to Anterior)으로 상승작용을 하여 만곡 유지 및 종 방향의 견인력을 발생시킬 수 있다.

Description

척추 견인 알고리즘 및 이를 적용한 척추 온열 마사지 장치
아래의 실시예들은 척추 견인 기술에 관한 것으로, 보다 구체적으로 척추 견인 알고리즘 및 이를 적용한 척추 온열 마사지 장치에 것이다.
척추 추간판의 주요 기능 중 하나는 일상 활동 중에 압박 부하를 줄이는 것이다. 디스크 손상 또는 퇴행은 신경근의 기계적 압박 또는 화학적 자극으로 이어질 수 있다. 척추 추간판의 기능장애와 통증을 해결하기 위해 과거부터 많은 치료가 시행되고 있다. 특히, 척추 견인은 히포크라테스 시대부터 척추의 기능 장애와 통증 치료에 사용되어 왔으며, 최근에도 다양한 방법으로 척추 통증 치료에 척추 견인 치료가 적용되고 있다.
척추 견인은 후방 세로 인대의 스트레칭으로 추간판 공간이 넓어지고 음의 디스크 내압이 발생하여 디스크 흡입 효과 및 후방 세로 인대의 복원 효과가 발생하여 통증 완화에 도움이 되는 것으로 보고되고 있다. 이와 관련하여 기존 연구에서는 척추 견인으로 추간공 직경이 증가하여 손상된 신경조직의 직접적인 압력이나 접촉을 완화하여 통증을 줄이고 신경학적 결손을 정상화 한다고 보고되었고, 견인이 신경근에 놓여진 압력을 감소시켜 혈류를 증가시키고 척추 구조물의 유착과 경직을 개선하여 통증 경감에 효과가 있다고 보고되었다.
현재까지 척추의 통증을 완화하기 위해 사용된 척추 견인 기기들은 대부분 척추의 축 방향으로 힘을 가하여 견인하는 방식(axial traction)을 취하고 있다. 하지만 이러한 방법은 추간판의 압축을 푸는 것보다는 척추 구조를 곧게 펴는 역할을 하는데 이는 자연적인 전만 곡선을 감소시켜, 근육통증과 경련, 척추 후관절과 연부조직 구조의 손상을 유발하여 견인 치료의 부작용을 초래할 수 있다.
이와 관련하여 기존의 축 방향 견인 치료에 전만 곡선을 유지하면서 특정 부위에 척추구조를 세로로 견인하는 위치 견인을 추가로 가하였을 때 디스크 후방 섬유륜(annulus fibrosis in the posterior region)과 척추 후방 세로 인대(posterior longitudinal ligaments)의 스트레스 감소 및 디스크 감압 효과에 긍정적인 변화가 있음이 규명되었다. 또한 견인을 목적으로 하는 정형용 교정장치의 효과 검증 연구에서는, 기존의 축 방향의 견인 장치(traditional traction) 그룹보다 앙와위 상태에서 위치 견인이 추가된 교정 장치 그룹이 척추 중심관(central canal)의 면적 확장 및 전만각 개선에 우수한 효과를 보여주었다. 이러한 결과들은 위치 견인이 경추와 요추 부위에 전만 곡선(lordotic curve)을 유지하면서 척추간 디스크의 확장뿐 아니라, 외측 추간공의 확장 및 그로 인한 견인 치료에 효과가 있음을 시사한다.
한국공개특허 10-2020-0004780호는 온열 치료기 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 마사지의 목표 강도를 신체 부위 또는 사용자에 따라 동일한 압력으로 제공할 수 있는 척추 온열 마사지 장치를 제공한다.
(특허문헌 1) 한국공개특허 10-2020-0004780호
(비특허문헌 1) Frobin, W., Brinckmann, P., Biggemann, M., Tillotson, M., & Burton, K. (1997). Precision measurement of disc height, vertebral height and sagittal plane displacement from lateral radiographic views of the lumbar spine. Clinical Biomechanics, 12, S1-S63. DOI: 10.1016/S0268-0033(96)00067-8.
(비특허문헌 2) Saunders, H. D. (1979). Lumbar traction. Journal of Orthopaedic & Sports Physical Therapy, 1(1), 36-45. DOI : 10.2519/jospt.1979.1.1.36.
실시예들은 척추 견인 알고리즘 및 이를 적용한 척추 온열 마사지 장치에 관하여 기술하며, 보다 구체적으로 근육통 완화에 효과가 있는 개인용 온열기를 이용하여 앙와위 상태에서 척추의 뒤에서 앞으로 미는 힘이 경추와 요추 분절의 추간판 부위의 견인 기술을 제공한다.
실시예들은 축 방향 움직임(Axial movement) 및 뒤쪽에서 앞쪽(P to A) 상승작용을 통한 만곡 유지 및 종 방향 힘의 발생을 통해 작용원리인 LCCT(Lordotic Curve Controlled Traction)를 구현하며 타켓 만곡 견인 기능을 수행하는 척추 견인 알고리즘 및 이를 적용한 척추 온열 마사지 장치를 제공하는데 있다.
일 실시예에 따른 척추 온열 마사지 장치에 적용되는 척추 견인 방법은, 척추에 물리적 힘의 전달을 위해 척추 견인 알고리즘을 기반으로 도자가 척주(spinal column)를 따라 주행하며 적어도 2가지 방향으로 힘을 발생시켜 LCCT(Lordotic Curve Controlled Traction) 견인을 도우며, 상기 척추 견인 알고리즘은, 상기 도자가 척주를 따라 축 방향으로 밀착되어 수평 주행을 하며 척추를 견인함에 따라 종(Longitudinal) 방향의 견인력을 발생시키고, 상기 도자가 뒤쪽에서 앞쪽(Posterior to Anterior)으로 상승작용을 하여 만곡 유지 및 종 방향의 견인력을 발생시킬 수 있다.
상기 척추 견인 알고리즘에 따라 기계 장치를 사용하여 사전 설정된 간격으로 견인력을 교대로 적용 또는 해제는 간헐적 견인과 척추 구조를 세로로 당기기 위해 사용자를 다양한 위치에 배치하는 위치 견인을 복합적으로 구현할 수 있다.
여기서, 상기 척추 견인 알고리즘은, 척추 주위의 근육 이완, 천장관절 이완, 이상근 이완, 요추부의 견인, 척주 움직임의 평준화 및 경추부의 견인 중 적어도 어느 하나 이상을 수행할 수 있다.
상기 척추 견인 알고리즘은, 척주 주위의 근육 이완을 위해, 상기 척주의 전구간을 Lumbopelvic 구간, Thoracic 구간 및 Cervical 구간으로 나누고, 상기 도자의 복수의 왕복운동을 통해 Transitional joint의 이완을 유도하는 단계; 상기 도자가 후면 골반(Pelvis)을 복수 주행하며 이상근을 이완시켜 좌골신경통(sciatica)을 최소화하는 단계; 및 각 상기 도자의 승하강 이후 척주의 전구간을 복수로 왕복 주행하여 척추간 ROM이 충분히 유지되도록 하는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 Transitional joint의 이완을 유도한 후, 천장관절 이완을 위해 상기 도자가 해당 부위에 정지하여 천장관절 변위를 줄이고 근육은 이완하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 이상근을 이완시킨 후, 상기 도자가 요추부의 견인을 수행하며 타겟이 된 특정 허리 레벨(lumbar level)에서 상기 도자가 승하강(P to A, A to P)을 함에 따라, 척주의 만곡 및 위치 견인을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 척주의 전구간을 복수로 왕복 주행하여 척추간 ROM이 충분히 유지되도록 하는 단계는, 경추부의 견인을 위해 상기 Cervical 구간의 특정 레벨에서 상기 도자가 복수로 승하강하여 척주의 만곡 및 위치 견인이 가능하도록 하는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 척주의 전구간을 복수로 왕복 주행하여 척추간 ROM이 충분히 유지되도록 하는 단계는, 상기 척주의 전구간을 복수로 왕복 주행하여 척추간 ROM이 충분히 유지되도록 하며, 3차례에 걸친 정지구간이 포함될 수 있다.
상기 척추 견인 알고리즘은, 상기 복수의 왕복운동을 통해 Transitional joint의 이완을 유도하기 이전에, 척주 전체에 약한 강도의 자극을 전달하는 준비 마사지(effleurage stroke) 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 척추 견인 알고리즘은, 상기 도자가 복수로 승하강하여 척주의 만곡 및 위치 견인이 가능하도록 한 이후, 척주 전체 구간을 상기 도자가 복수 주행하며 요추부 경추부 특정 구간의 마지막 스트레칭을 시도하고, 이후 낮은 강도의 주행을 통해 척주 주변 근육의 리셋(Reset)을 유도하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 왕복운동을 통해 Transitional joint의 이완을 유도하는 단계는, 구간별 상기 도자의 상승을 통해 두개(cranial) 방향으로 주행할 때 척추간 간격이 벌어질 수 있는 견인 역할을 고려할 수 있다.
상기 척주의 전구간을 복수로 왕복 주행하여 척추간 ROM이 충분히 유지되도록 하는 단계는, 두개(cranial) 방향으로 주행할 때 추가로 척추간 간격이 벌어질 수 있는 견인 역할을 고려할 수 있다.
상기 척추 견인 알고리즘은, 상기 도자가 척주를 따라 축 방향으로 밀착되어 설정에 따라 복수로 왕복 주행하도록 하며, 마사지 전 구간에서 꼬리(caudal)에서 두개(cranial) 방향의 강도가 두개(cranial)에서 꼬리(caudal) 방향의 강도보다 큰 구간이 적어도 하나 이상 존재할 수 있다.
다른 실시예에 따른 척추 견인 알고리즘을 적용한 척추 온열 마사지 장치는, 척추에 물리적 힘의 전달을 위해 척추 견인 알고리즘을 기반으로 도자가 척주(spinal column)를 따라 주행하며 적어도 2가지 방향으로 힘을 발생시켜 LCCT(Lordotic Curve Controlled Traction) 견인을 돕는 척추 견인 알고리즘 제어부를 포함하고, 상기 척추 견인 알고리즘 제어부는, 상기 도자가 척주를 따라 축 방향으로 밀착되어 수평 주행을 하며 척추를 견인함에 따라 종 방향의 견인력을 발생시키고, 상기 도자가 뒤쪽에서 앞쪽(Posterior to Anterior)으로 상승작용을 하여 만곡 유지 및 종 방향의 견인력을 발생시킬 수 있다.
상기 척추 견인 알고리즘 제어부는, 척주 주위의 근육 이완을 위해, 상기 척주의 전구간을 Lumbopelvic 구간, Thoracic 구간 및 Cervical 구간으로 나누고, 상기 도자의 복수의 왕복운동을 통해 Transitional joint의 이완을 유도하는 척주 주위 근육 이완부; 상기 도자가 후면 골반(Pelvis)을 복수 주행하며 이상근을 이완시켜 좌골신경통(sciatica)을 최소화하는 이상근 이완부; 및 각 상기 도자의 승하강 이후 척주의 전구간을 복수로 왕복 주행하여 척추간 ROM이 충분히 유지되도록 하는 척주 움직임 평준화부를 포함하여 이루어질 수 있다.
천장관절 이완을 위해 상기 도자가 해당 부위에 정지하여 천장관절 변위를 줄이고 근육은 이완하는 천장관절 이완부를 더 포함할 수 있다.
상기 도자가 요추부의 견인을 수행하며 타겟이 된 특정 허리 레벨(lumbar level)에서 상기 도자가 승하강(P to A, A to P)을 함에 따라, 척주의 만곡 및 위치 견인을 수행하는 요추부 견인부를 더 포함할 수 있다.
척주 움직임 평준화부는, 경추부의 견인을 위해 상기 Cervical 구간의 특정 레벨에서 상기 도자가 복수로 승하강하여 척주의 만곡 및 위치 견인이 가능하도록 하는 경추부 견인부를 포함할 수 있다.
실시예들에 따르면 축 방향 움직임(Axial movement) 및 뒤쪽에서 앞쪽(P to A) 상승작용을 통한 만곡 유지 및 종 방향 힘의 발생을 통해 작용원리인 LCCT를 구현하며 타켓 만곡 견인 기능을 수행하는 척추 견인 알고리즘 및 이를 적용한 척추 온열 마사지 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 척추의 관절면 방향을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 척추 온열 마사지 장치의 척추 견인을 통한 관절 변위를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 척추 견인 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 상승작용을 통한 만곡 유지 및 종 방향 힘을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 척추 견인 알고리즘을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 척추 견인 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 척추 견인 장치를 나타내는 블록도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 척추 온열 마사지 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 일 실시예에 따른 디스크 높이 측정 방법을 나타내는 도면이다.
도 10은 일 실시예에 따른 Cobb’s angle 측정 방법을 나타내는 도면이다.
도 11은 일 실시예에 따른 디스크의 평균 높이 변화를 나타내는 도면이다.
도 12는 일 실시예에 따른 베이스라인과 견인 동작 시 척추 중심관 MRI를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 설명한다. 그러나, 기술되는 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명되는 실시예들에 의하여 한정되는 것은 아니다. 또한, 여러 실시예들은 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
척추 온열 마사지 장치는 근육통 완화를 목적으로 사용하는 식약처 허가 의료기기이다. 앙와위 자세(supine posture)로 누워 척추 주변을 마사지하기 위해 제공되는 도자가 척추를 따라 수평으로 움직이면서 대상자 기준으로 전방-후방의 병진운동을 할 수 있다. 이는 사전 설정된 간격으로 견인력을 교대로 적용 및 해제할 수 있도록 적용되어 간헐적 기계 견인과 같은 기능을 한다. 한편, 특정 척추 온열 마사지 장치의 경우 경추 및 요추의 특정 부위에 도자가 멈춰 위치 견인 동작을 하는데, 이때 도자가 척추에 가하는 뒤에서 앞으로 미는 힘이 척추 후관절을 중심으로 지렛대 역할을 하여 만곡을 유지하면서 디스크 공간을 넓히고 감압치료에 도움을 줄 수 있다.
아래의 실시예들은 척추 견인 알고리즘 및 이를 적용한 척추 온열 마사지 장치를 제공하며, 근육통 완화에 효과가 있는 개인용 온열기를 이용하여 앙와위 상태에서 척추의 뒤에서 앞으로 미는 힘이 경추와 요추 분절의 추간판 부위에 견인 효과가 나타나는지를 확인한다.
도 1은 일 실시예에 따른 척추의 관절면 방향을 설명하기 위한 도면이다.
척추 견인은 척주 축에 종 방향 힘(longitudinal force)을 적용하는데 기반한 치료 옵션이다. 기능해부학적으로 관절의 움직임은 관절의 형태와 관련이 있다. 따라서 척주에 적용되는 힘이 견인을 위해 종 방향 힘(longitudinal force)을 만들어 낼 수 있는가에 대한 여부가 견인 기능을 판가름하기 위한 가장 중요한 요소이다. 이에 척추해부학을 근거하여 척추 관절면(110)의 모양을 확인하면 대체로 경추(Cervical Vertebra, C), 흉추(Thoracic Vertebra, T) 및 요추(Lumbar Vertebra, L)가 BUM(Backward, Upward, Medial), BUL(Backward, Upward, Lateral), BUM으로 도 1과 같이 나타낼 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 척추 온열 마사지 장치의 척추 견인을 통한 관절 변위를 설명하기 위한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따른 척추 온열 마사지 장치는 척추의 관절면 방향을 따라 일측을 물리적으로 상승(210)시킴으로써 타측을 상대적으로 하강(220)시키며 이를 통해 횡 방향으로의 견인 범위를 확장(230)시킬 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 척추 견인 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 척추 온열 마사지 장치의 견인 방법은 척주의 축 방향을 마찰력이 포함된 도자의 움직임(310)과, 척주의 P to A 상승을 통한 도자의 움직임을 표시(320), 및 견인의 방향 및 구간을 표시(330)하여 설명할 수 있다.
일 실시예에 따른 척추 온열 마사지 장치는 물리적 힘의 전달을 위해 특정 도자가 척주를 따라 주행하며 2가지의 방향으로 힘을 발생시켜 LCCT(Lordotic Curve Controlled Traction) 견인을 돕게 되는데 이는 위 해부학적 증거를 기반으로 한다.
먼저, 축 방향 움직임(Axial movement)을 활용한 종 방향 힘을 발생시킬 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따른 척추 온열 마사지 장치는 도자가 축 방향으로 밀착 수평 주행 견인할 때, 예컨대 55㎏의 견인체에 대하여 최대 평균 약 32㎏f·㎝에 해당하는 종 방향 견인력을 발생시킬 수 있는 것을 확인하였으며, 견인력의 산출은 다음 식과 같이 나타낼 수 있다.
[수학식 1]
견인력(Kgf·cm) = 부하 감속 모터 토크(Kgf·cm) - 무부하 감속 모터 토크(Kgf·cm)
적절한 견인력은 일반적으로 사용자의 몸무게의 30~50%에 해당하는 견인력에서 교정효능이 최대가 된다고 밝혀져 있으므로 해당 장치에 대한 견인력은 이 범위를 구현하기 위해 충분하다.
도 4는 일 실시예에 따른 상승작용을 통한 만곡 유지 및 종 방향 힘을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, P to A(Posterior to Anterior, 뒤쪽에서 앞쪽) 상승작용을 통한 만곡 유지 및 종 방향 힘을 발생시킬 수 있다. 해당 움직임은 LCCT에서 요구되는 척주의 만곡을 유지시키는데 매우 중요한 동작이며 동시에 위치 견인을 일으켜 더 효과적인 견인을 유도할 수 있다. 일 실시예에 따른 척추 온열 마사지 장치의 경우 P to A(뒤쪽에서 앞쪽) 상승작용이 이루어지면 해부학적 관절면의 형태에 따라 종 방향 견인이 추가로 이루어지게 된다.
따라서 척추 견인 장치는 척추 견인을 하기 위해 척주 축에 종 방향 힘을 적용할 수 있다. 한편, 척추에 적용되는 전동식 정형용 견인 장치는 척추 견인을 위해 척주 축에 종 방향 힘을 적용할 수 있는 기기들 중, 구동 장착부(모터 등 전동 장치)가 포함된 것이다.
일 실시예에 따른 척추 온열 마사지 장치를 이용하여 척추 견인을 통한 관절 변위를 이룰 수 있다. 여기서, 견인력은 척추 분절이 움직여 구조적 변화를 일으킬 만큼 커야 한다. 그리고 척추에 견인력이 효과적으로 작용하려면 마찰력을 최소화시켜야 하며, 환자는 전신을 이완시킨 상태여야 한다.
일 실시예에 따른 척추 온열 마사지 장치는 전동 장치를 통해 간헐적 견인 및 위치 견인을 복합적으로 구현하여 LCCT의 역할을 할 수 있도록 설계된다. 여기서 간헐적 견인은 강도 및 지속 시간이 지속되는 견인과 유사하지만 기계 장치를 사용하여 사전 설정된 간격으로 견인력을 교대로 적용 및 해제한다. 그리고 위치 견인은 척추 구조를 세로로 당기기 위해 베개, 블록 또는 모래 주머니를 사용하여 환자를 다양한 위치에 배치함으로써 적용된다. 일반적으로 측면 굽힘이 포함되며 척추 세그먼트의 한쪽에만 영향을 미친다. 예컨대, 간헐적 견인은 60초 견인, 20초 휴식을 3~5분 수행할 수 있다. 위치 견인은 해당 관절의 1~2 level 위쪽에 위치하도록 할 수 있다. 이 때, 견인을 위한 준비중재 및 주요중재 절차가 요구될 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 척추 견인 알고리즘을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 일 실시예에 따른 척추 견인 알고리즘은 척추 주위 근육 이완, 천장관절 이완, 이상근 이완, 척주 움직임의 평준화, 요추부 견인 및 경추부 견인을 수행할 수 있다. 일 실시예에 따른 척추 견인 알고리즘을 표 1과 같이 나타낼 수 있다.
[표 1]
Figure PCTKR2022004682-appb-img-000001
척추 견인 알고리즘은 척추의 구조물을 늘어나게 하여 신경근의 자극이나 압박을 제거시킴으로써 통증을 완화시킬 수 있다. 아래에서 척추 견인 알고리즘 및 이를 적용한 척추 온열 마사지 장치를 보다 상세히 설명한다.
도 6은 일 실시예에 따른 척추 견인 방법을 나타내는 흐름도이다.
일 실시예에 따른 척추 온열 마사지 장치에 적용되는 척추 견인 방법은, 척추에 물리적 힘의 전달을 위해 척추 견인 알고리즘을 기반으로 도자가 척주(spinal column)를 따라 주행하며 적어도 2가지 방향으로 힘을 발생시켜 LCCT(Lordotic Curve Controlled Traction) 견인을 도울 수 있다.
척추 견인 알고리즘은 도자가 척주를 따라 축 방향으로 밀착되어 수평 주행을 하며 척추를 견인함에 따라 종 방향의 견인력을 발생시키고, 도자가 뒤쪽에서 앞쪽(Posterior to Anterior)으로 상승작용을 하여 만곡 유지 및 종 방향의 견인력을 발생시킬 수 있다. 또한, 척추 견인 알고리즘에 따라 기계 장치를 사용하여 사전 설정된 간격으로 견인력을 교대로 적용 또는 해제는 간헐적 견인과 척추 구조를 세로로 당기기 위해 사용자를 다양한 위치에 배치하는 위치 견인을 복합적으로 구현할 수 있다.
척추 견인 알고리즘은 척추 주위의 근육 이완, 천장관절 이완, 이상근 이완, 요추부의 견인, 척주 움직임의 평준화 및 경추부의 견인 중 적어도 어느 하나 이상을 수행할 수 있다.
보다 구체적으로, 도 6에 도시된 바와 같이, 척추 견인 알고리즘은, 척주 주위의 근육 이완을 위해, 척주의 전구간을 Lumbopelvic 구간, Thoracic 구간 및 Cervical 구간으로 나누고, 도자의 복수의 왕복운동을 통해 Transitional joint의 이완을 유도하는 단계(S120), 도자가 후면 골반(Pelvis)을 복수 주행하며 이상근을 이완시켜 좌골신경통(sciatica)을 최소화하는 단계(S140), 및 각 도자의 승하강 이후 척주의 전구간을 복수로 왕복 주행하여 척추간 ROM이 충분히 유지되도록 하는 단계(S160)를 포함하여 이루어질 수 있다.
이 때, 척추 견인 알고리즘은 복수의 왕복운동을 통해 Transitional joint의 이완을 유도하기 이전에, 척주 전체에 약한 강도의 자극을 전달하는 준비 마사지(effleurage stroke) 단계(S110)를 더 포함할 수 있다.
척추 견인 알고리즘은 천장관절 이완을 위해 도자가 해당 부위에 정지하여 천장관절 변위를 줄이고 근육은 이완하는 단계(S130)를 더 포함할 수 있다.
척추 견인 알고리즘은 도자가 요추부의 견인을 수행하며 타겟이 된 특정 허리 레벨(lumbar level)에서 도자가 승하강(P to A, A to P)을 함에 따라, 척주의 만곡 및 위치 견인을 수행하는 단계(S150)를 더 포함할 수 있다.
또한, 척추 견인 알고리즘은 도자가 복수로 승하강하여 척주의 만곡 및 위치 견인이 가능하도록 한 이후, 척주 전체 구간을 도자가 복수 주행하며 요추부 경추부 특정 구간의 마지막 스트레칭을 시도하고, 이후 낮은 강도의 주행을 통해 척주 주변 근육의 리셋(Reset)을 유도하는 단계(S170)를 더 포함할 수 있다.
여기서, 단계(S160)는 경추부의 견인을 위해 Cervical 구간의 특정 레벨에서 도자가 복수로 승하강하여 척주의 만곡 및 위치 견인이 가능하도록 하는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.
아래에서 일 실시예에 따른 척추 온열 마사지 장치에 적용되는 척추 견인 방법을 보다 상세히 설명한다.
일 실시예에 따른 척추 온열 마사지 장치에 적용되는 척추 견인 방법은 일 실시예에 따른 척추 견인 장치를 예를 들어 설명할 수 있다.
도 7은 일 실시예에 따른 척추 견인 장치를 나타내는 블록도이다.
도 7을 참조하면, 일 실시예에 따른 척추 견인 알고리즘을 적용한 척추 온열 마사지 장치는 척추 견인 알고리즘 제어부(700)를 포함할 수 있다. 여기서 척추 견인 알고리즘 제어부(700)는 척추 주위 근육 이완부(720), 천장관절 이완부(730), 이상근 이완부(740), 요추부 견인부(750) 및 척주 움직임 평준화부(760)를 포함할 수 있으며, 실시예에 따라 준비 마사지부(710) 및 리셋 유도부(770)를 더 포함할 수 있으며, 경추부 견인부(761)를 더 포함할 수 있다. 아래에서는 도 5를 하나의 예시로써 참조하여 척추 견인 알고리즘 및 이를 적용한 척추 온열 마사지 장치를 보다 상세히 설명한다. 한편, 도 5는 최적의 척추 견인 알고리즘의 예시일 뿐, 척추 견인 알고리즘은 이에 제한되지는 않는다.
척추 견인 알고리즘 제어부(700)는 척추에 물리적 힘의 전달을 위해 척추 견인 알고리즘을 기반으로 도자가 척주를 따라 주행하며 적어도 2가지 방향으로 힘을 발생시켜 LCCT 견인을 도울 수 있다. 척추 견인 알고리즘 제어부(700)는 도자가 척주를 따라 축 방향으로 밀착되어 수평 주행을 하며 척추를 견인함에 따라 종 방향의 견인력을 발생시키고, 도자가 뒤쪽에서 앞쪽으로 상승작용을 하여 만곡 유지 및 종 방향의 견인력을 발생시킬 수 있다. 또한, 척추 견인 알고리즘 제어부(700)는 기계 장치를 사용하여 사전 설정된 간격으로 견인력을 교대로 적용 또는 해제는 간헐적 견인과 척추 구조를 세로로 당기기 위해 사용자를 다양한 위치에 배치하는 위치 견인을 복합적으로 구현할 수 있다. 척추 견인 알고리즘은, 예컨대 도 5에 도시된 바와 같이, 도자가 척주를 따라 축 방향으로 밀착되어 설정에 따라 복수로 왕복 주행하도록 하며, 마사지 전 구간에서 꼬리(caudal)에서 두개(cranial) 방향의 강도가 두개(cranial)에서 꼬리(caudal) 방향의 강도보다 큰 구간이 적어도 하나 이상 존재할 수 있다.
척추 견인 알고리즘 제어부(700)는 척추 주위의 근육 이완, 천장관절 이완, 이상근 이완, 요추부의 견인, 척주 움직임의 평준화 및 경추부의 견인 중 적어도 어느 하나 이상을 수행할 수 있다.
보다 구체적으로, 단계(S110)에서, 준비 마사지부(710)는 이완, 혈액 순환 및 림프 흐름을 위해 근육의 온도를 높이고 더 강한 자극의 마사지 기술을 준비하기 위한 단계로써, 척주 전체에 약한 강도의 자극을 전달하는 준비 마사지(effleurage stroke)를 수행할 수 있다(Pre stroke).
단계(S120)에서, 척추 주위 근육 이완부(720)는 척주 주위의 근육 이완이 주요 목적으로, 척주의 전구간을 Lumbopelvic 구간(L), Thoracic 구간(T) 및 Cervical 구간(C)으로 나누고, 도자의 복수의 왕복운동을 통해 Transitional joint의 이완을 유도할 수 있다. 또한, 척추 주위 근육 이완부(720)는 구간별 도자의 상승을 통해 두개(cranial) 방향으로 주행할 때 척추간 간격이 벌어질 수 있는 견인 역할을 고려할 수 있다(Main stroke 1). 척추 주위 근육 이완부(720)는, 꼬리(caudal)에서 두개(cranial) 방향을 점점 이동하며 소정 구간 도자의 복수의 왕복운동을 통해 Transitional joint의 이완을 유도할 수 있으며, 이 때, 꼬리(caudal)에서 두개(cranial) 방향의 강도가 두개(cranial)에서 꼬리(caudal) 방향의 강도보다 큰 구간이 적어도 하나 이상 존재하도록 설정될 수 있다.
단계(S130)에서, 천장관절 이완부(730)는 천장관절 부위의 불안정을 최소화하기 위해 도자가 해당 부위에 정지하여(붉은색 원 안에 stay 표시), 천장관절 변위를 줄이고 근육은 이완할 수 있다(Main stroke 2).
단계(S140)에서, 이상근 이완부(740)는 도자가 후면 골반(Pelvis)을 복수 주행하며 이상근을 이완시켜 좌골신경통(sciatica)을 최소화할 수 있다(Main stroke 3).
단계(S150)에서, 요추부 견인부(750)는 도자가 요추부의 견인을 수행하며 타겟이 된 특정 허리 레벨(lumbar level)에서 도자가 승하강(P to A, A to P)을 함에 따라, 척주의 만곡 및 위치 견인을 수행(4min 녹색 원 안에 mm로 표시된 곳)할 수 있다(Main stroke 4). 이 때, 꼬리(caudal)에서 두개(cranial) 방향의 강도가 두개(cranial)에서 꼬리(caudal) 방향의 강도보다 큰 구간이 적어도 하나 이상 존재하도록 설정될 수 있다.
단계(S160)에서, 척주 움직임 평준화부(760)는 각 도자의 승하강 이후 척주의 전구간을 복수로 왕복 주행하여 척추간 ROM이 충분히 유지되도록 할 수 있다(Main stroke 5). 척주의 전구간을 복수로 왕복 주행하는 것은 C1~S4 구간을 단순 반복 주행하는 것이 아니라, 예컨대 도 5에 도시된 바와 같이 척추 견인 알고리즘에 따라 복수로 왕복 주행할 수 있다. 이 때 3번에 걸친 정지구간이 포함될 수 있다. 또한, 척주 움직임 평준화부(760)는 두개(cranial) 방향으로 주행할 때 추가로 척추간 간격이 벌어질 수 있는 견인 역할을 고려할 수 있다.
한편, 척주 움직임 평준화부(760)는 경추부 견인부(761)를 포함할 수 있으며, 단계(S160)의 후단에서 경추부 견인부(761)는 경추부의 견인을 위해 Cervical 구간의 특정 레벨에서 도자가 복수로 승하강하여 척주의 만곡 및 위치 견인이 가능하도록 할 수 있다(Main stroke 6). 또한, Suboccipital 영역에 도자가 정지하여(붉은색 원 안에 stay 표시) 두개골(cranium)의 무게로 경추부 전 영역의 위치 견인이 가능할 수 있도록 할 수 있다.
단계(S170)에서, 리셋 유도부(770)는 척주 전체 구간을 도자가 복수 주행하며 요추부 경추부 특정 구간의 마지막 스트레칭을 시도하고, 이후 낮은 강도의 주행을 통해 척주 주변 근육의 리셋(Reset)을 유도할 수 있다(Finishing stroke).
이와 같이, 일 실시예에 따른 척추 온열 마사지 장치는 온구기(도자)를 구동하여 사용자의 전체 척추를 스캔하고, 상기 수평모터의 동작 전류를 측정하여 인체의 척추길이를 산정하고, 척추를 구성하는 경추, 흉추, 요추, 미추의 각각의 위치를 정확히 파악하는 방식을 활용하여 해당 부위를 승하강시키는 작용을 한다. 특히, 일 실시예에 따른 척추 온열 마사지 장치는 축 방향 움직임(Axial movement) 및 P to A(뒤쪽에서 앞쪽) 상승작용을 통한 만곡 유지 및 종 방향 힘의 발생을 통해 작용원리인 LCCT를 구현하며 타켓 만곡 견인 기능을 한다. 실시예들에 따르면 경추 및 요추에서의 견인 효과가 있음을 척추 추간판의 높이 및 면적의 변화를 통해서 알 수 있다.
본 실시예들의 목적은 척추 온열 마사지 장치에서 작용하는 척추의 뒤에서 앞으로 미는 힘이 경추 및 요추 분절의 추간판 부위에 미치는 견인 효과를 검증하는 것이다. 이러한 목적을 달성하기 위하여 건강한 성인 10명(여자, 40%)을 대상으로 베이스라인과 견인 동작 시에 경추 제 4/5 분절 사이와 (Cervical4-5) 경추 제 5/6 분절(C5-6) 사이를 X-ray로 촬영하였으며, 요추 제3/4 분절 사이(Lumbar3-4)와 요추 제4/5 분절 사이(L4-5)를 MRI로 측정하였다. 연구 결과, C4-5와 C5-6, L3-4와 L4-5 분절 모두 디스크의 평균 높이, 디스크 앞쪽 그리고 디스크 중간에서 베이스라인 대비 견인 동작 시에서 유의하게 증가하였다. 요추부의 요추 1번의 아래면과 천추 1번의 윗면을 기준으로 측정한 Cobb's angle도 모두 L3-4와 L4-5 분절에서 유의하게 상승하였다. 결론적으로 척추 온열 마사지 장치를 적용하였을 때 경추와 요추 부위에 견인 효과가 있음을 확인할 수 있다.
아래에서 척추 온열 마사지 장치의 경추와 요추 부위의 견인 효과 검증 시험을 예를 들어 설명한다.
실시예
일 실시예에 따르면 근골격계 질환이 없고 신체활동에 제한이 없는 건강한 성인 10명(여성 비율: 40%, 연령: 28.1±8.9세, 신장: 171±10, 체중: 74.8±20.7kg, 신체질량지수: 27.1±5.5kg/m2)을 대상으로 하였다. 본 임상시험은 각각의 시험순서 할당에서 개입될 수 있는 비뚤어짐(bias)을 막기 위하여 무작위배정 방법을 사용하였다. 시험자는 동의서를 작성한 순서대로 스크리닝 번호를 부여하였으며, 베이스라인 방문 시 선정/제외 기준에 적합한 피험자에 대해 순차적으로 배정번호를 배정하였다. 무작위 배정표는 본 실시예와 관련 없는 독립된 통계 담당자가 작성하였으며, 시험 순서 간 비율이 1:1로 배정될 수 있도록 하였다.
본 실시예는 기관연구윤리심의위원회(IRB)의 승인을 받았으며, 모든 연구 참여자는 연구 참여에 앞서 연구의 목적과 방법에 대해 충분한 설명을 듣고 자발적으로 연구에 참여하였다.
도 8은 일 실시예에 따른 척추 온열 마사지 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 8을 참조하면, 본 시험에서는 X-ray와 MRI(magnetic resonance imaging)에 영향을 받지 않으며, 척추 온열 마사지 장치 CGM MB-1901(CERAGEM Co. Ltd., Cheonan, Korea)의 척추의 뒤에서 앞으로 압박하는 힘을 동일하게 발생하기 위해 실제 도자와 같은 플라스틱 모형 도자(810)와 피험자가 누울 수 있는 보조 매트를 제작하였다. 강도에 따라 높이를 조절하는 시스템을 적용하기 위해 1단계 블록과 9단계 블록(820)을 이용하여 모형 도자(810)의 높이를 조절하였다. 보다 구체적으로, 기본매트는 사용자의 신체 중 상반신이 놓이는 곳으로 척주 견인을 제공하며, 플라스틱 모형 도자(810)는 플라스틱 모형으로 제작하여 척추 주변을 뒤에서 앞으로 압박할 수 있다. 도자를 받치는 받침대(820)는 수직모터를 이용하여 강도를 1~9 단계로 구분하여 뒤에서 앞으로 미는 힘을 작용하는 부위를 X-ray와 MRI에 영향을 받지 않는 나무를 이용하여 구현하고, 높이 조절을 위해 2개의 플라스틱 받침대로 구성하여 강도에 따라 변경하여 뒤에서 앞으로 미는 힘을 발생시킬 수 있다. 보조 매트는 사용자의 신체 중 하반신이 놓이는 곳이다.
척추 온열 마사지 장치는 척추 주변을 온열 및 마사지를 실시하여 근육통 완화를 목적으로 사용하는 기기로, 본 시험에서는 이 기기의 온열 기능을 제거하고 척추 주변 근육을 마사지하기 위한 장치만을 이용하여 실험할 수 있다. 대상자가 앙와위 상태에서 척추 주변 근육을 마사지 하기 위해 고안된 도자는 척추를 따라 움직이면서 대상자 기준으로 전방-후방의 병진운동을 계속한다. 이 때 도자가 척추에 가하는 뒤에서 앞으로의 힘이 척추 후관절을 중심으로 지렛대 역할을 하여 디스크 공간을 넓히는 효과가 있다.
본 실시예에서는 해당 디스크의 앞, 중간, 뒤의 높이를 베이스라인(1단계)에서 측정하고 견인 동작 시(9단계) 높이에서 측정하였다. 베이스라인 측정을 위해 기본매트와 1단계 높이로 조절된 모형 도자 위에 앙와위 상태에서 경추부위는 경추 제 4/5 분절(C4-5)과 경추 제 5/6 분절(C5-6) 사이를 측정하였으며, 요추 부위는 요추 제3/4 분절(L3-4, L3-4) 사이와 요추 제4/5 분절(L4-5, L4-5) 사이를 각기 측정하였다. 또한, 견인 동작 시 견인 효과 검증을 위해 기본매트와 9단계 높이로 조절된 모형 도자 위에 연구 참여자를 앙와위 자세로 눕혀 C4-5 사이와 C5-6 사이, 그리고 L3-4 사이와 L4-5 사이를 각각 측정하였다.
추간판의 위와 아래의 끝 부분(superior and inferior endplate)의 경계는 10년 경력의 영상의학과 전문의 자문을 받아 연구자가 비대면 가림 방식으로 실시하였다. 추간판 높이는 미국 국립 보건원(National Institutes of Health, NIH)에서 무료로 제공하는 image processing software인 “image J"를 이용하였다.
도 9는 일 실시예에 따른 디스크 높이 측정 방법을 나타내는 도면이다.
도 9를 참조하면, 측정된 자료를 이용하여 추간판 높이와, Cobb’s angle을 산출한 방법은 다음과 같다. 첫 번째, 경추와 요추의 추간판 높이는 Frobin method를 이용하여 산출하였다(비특허문헌 1). 앞쪽 디스크 높이(anterior disc height)는 h2+h4, 뒤쪽디스크 높이(posterior disc height)는 h1+h3, 중간 디스크 높이(central disc height)는 위 척추체(vertebral body)의 하단(interior border)의 3번과 4번의 중간지점과 아래 척추의 상단(superior border)의 1번과 2번의 중간지점을 지나며 이등분선(bisector)에 수직인 직선의 거리의 합으로 구하였다.
도 10은 일 실시예에 따른 Cobb’s angle 측정 방법을 나타내는 도면이다.
두 번째, 요추부의 Cobb’s angle은 도 10에 도시된 바와 같이, 요추 1번의 아래면과 천추 1번의 윗면을 기준으로 평가하였다.
본 실시예에서는 Window용 SPSS ver. 22.0을 이용하였으며, 구체적인 자료처리 방법은 다음과 같다. 신체적 특성 및 관련 된 모든 자료의 평균과 표준편차를 산출하기 위해 기술통계를 실시하였다. 경추 분절(C4-5, C5-6)과 요추 분절(L3-4, L4-5)의 추간판 부위에 견인 효과를 평가하기 위해 베이스라인 대비 견인 동작 시 높이 변화, 경추부 디스크 면적의 변화, 요추부 Cobb's angle의 변화는 대응표본 t-test(paired sample t-test)를 실시하였다. 모든 통계적 검정의 유의수준은 α= 0.05로 설정하였다.
아래에서는 연구 결과에 대해 설명한다.
경추 분절의 변화
표 2는 베이스라인 대비 견인동작 시 경추 디스크의 평균 높이(mm) 변화를 비교하였다.
[표 2]
Figure PCTKR2022004682-appb-img-000002
표 2를 참조하면, C4-5와 C5-6 모두 베이스라인과 비교하여 견인 동작 시 모든 대상자에서 경추 디스크의 평균 높이가 증가하였고 통계적으로 의미 있는 결과를 확인하였다.
또한, 표 3은 정중면에서 베이스라인 대비 견인동작 시 경추 디스크 면적의 평균(mm2) 변화를 비교하였다.
[표 3]
Figure PCTKR2022004682-appb-img-000003
표 3을 참조하면, 경추 디스크에서 베이스라인에 비해 견인 동작 시 디스크 면적이 증가하였고 통계적으로 유의하였다.
기존 선행연구 결과에 따르면, 견인 치료 시에 뒤세로인대의 긴장과 디스크 내부 음압(negative intradiscal pressure)에 의한 흡입이 발생한다고 보고되었다. 이처럼 디스크 내압의 감소가 견인 치료의 중요한 요소임을 확인할 수 있다. 견인에 의해 디스크의 신장이 발생하며 이로 인해 디스크의 부피가 증가하게 되어 내부압력이 감소하게 된다. 결론적으로 본 실시예에 따른 치료에 의해 경추 디스크 내부 음압이 발생됨을 알 수 있다.
요추 분절의 변화
요추 분절(L3-4, L4-5)의 추간판 부위에 견인(traction) 효과를 평가하기 위해 베이스라인(baseline) 대비 높이 변화를 비교한 결과는 표 4와 같이 나타낼 수 있다. 표 4는 척추 분절 간격에서 평균 높이의 변화(mm)를 나타낸다.
[표 4]
Figure PCTKR2022004682-appb-img-000004
표 4를 참조하면, L3-4와 L4-5 부위 모두 베이스라인 대비 견인 동작 시 디스크의 평균 높이가 유의미하게 증가하였다(p<0.001). 결과적으로 실시예에 척추를 후방에서 전방으로 미는 힘에 의해 요추 디스크의 평균적인 높이가 증가하여 견인의 효과가 있음을 확인할 수 있다.
또한, 표 5는 정중면에서 베이스라인 대비 견인동작 시 요추 디스크 면적의 평균(mm2) 변화를 비교하였다.
[표 5]
Figure PCTKR2022004682-appb-img-000005
표 5를 참조하면, 요추 디스크에서 베이스라인에 비해 견인 동작 시 디스크 면적이 증가하였고 통계적으로 유의하였다. 베이스라인 대비 견인 동작 시에서 두드러지게 면적이 증가한다. 결론적으로 본 실시예에 따른 치료에 의해 요추 디스크 내부 음압이 발생됨을 알 수 있다.
요추 1번의 아래면과 천추 1번의 윗면을 기준으로 베이스라인 대비 견인 동작 시 Cobb's angle의 변화(mm)는 표 6과 같이 나타낼 수 있다.
[표 6]
Figure PCTKR2022004682-appb-img-000006
표 6을 참조하면, L3-4와 L4-5 부위 모두 베이스라인 대비 견인 동작에서 통계적으로 유의하게 상승하였다(p<0.05).
도 11은 일 실시예에 따른 디스크의 높이 변화를 나타내는 도면이다. 보다 구체적으로, 도 11의 (a)는 경추 부위의 베이스라인과 견인 동작 시 디스크 평균 높이 변화를 나타내고, (b)는 요추 부위의 베이스라인과 견인 동작 시 디스크 평균 높이 변화를 나타낸다.
본 실시예는 척추 온열 마사지 장치에서 작용하는 척추의 뒤에서 앞으로 미는 힘이 경추와 요추 분절의 추간판 부위에 미치는 견인 효과를 검증하고자 하였다. 척추 온열 마사지 장치를 이용하여 견인 효과를 검증한 첫 번째 연구로서 연구 결과를 선행연구와 직접적으로 비교할 수는 없었으나 견인 치료 관련 선행연구를 기반으로 논의하면 다음과 같다.
척추 온열 마사지 장치의 베이스라인 대비 견인 동작 시 디스크 평균 높이는, 도 11에 도시된 바와 같이, 경추와 요추 모두 통계적으로 유의하게 증가하였다. 디스크 면적도 경추와 요추 모두 통계적으로 유의하게 증가하였다. Cobb's angle도 요추 분절 L3-4, L4-5 모두 견인 동작 시 유의하게 상승하였다. 본 실시예에서는 척추를 뒤에서 앞으로 미는 힘을 이용하는 척추 온열 마사지 장치가 경추와 요추의 전만을 증가시켜 추간판 탈출증에 도움을 줄 수 있음을 제시하였다.
이러한 연구 결과는 요추 추간판 탈출증 환자 40명을 대상으로 앙와위 상태에서 위치 견인 동작이 포함된 전만 곡선 유지 견인 장치(LCCT)의 견인 효과를 검증한 연구 결과와 부분적으로 일치하였다. 그 연구에서는 기존의 축 방향 견인 치료(traditional traction)에 추가적으로 앙와위 상태에서 특정부위 위치 견인이 포함된 치료법이 요추 추간판 각도 개선에 효과가 우수함을 증명하였다.
또한, 기존 연구에서는 요추 추간판 탈출증 환자 40명을 대상으로 5주간 주 3회 기존의 축 방향 견인 치료군과 전만 곡선 유지 견인장치 사용군의 견인 치료 효과를 비교하였다. 그 결과, LCCT 견인장치 사용군에서 척추의 중심관(central canal) 부위의 확장과 같이 형태학적 측면에서 유의한 개선이 나타난 것으로 확인되었다. 이외에도 척추의 만곡을 고려한 위치 견인이 통증개선에 효과가 있음을 증명한 연구들이 있다. 이러한 결과들은 만곡을 고려하지 않은 축 방향의 견인 치료 보다 전만 곡선을 유지하면서 척추에 견인력을 적용하는 위치 견인이 디스크 탈출로 인한 신경근 압박과 같은 증상들의 개선에 도움을 주고 동시에 축 방향 견인에서 나타날 수 있는 후방 근육과 인대의 과도한 스트레칭으로 인한 통증을 감소시킬 수 있음을 의미한다.
도 12는 일 실시예에 따른 베이스라인과 견인 동작 시 척추 중심관 MRI를 나타내는 도면이다.
척추 견인의 궁극적 목표는 척추 구조물을 늘어나게 하여 신경근의 자극이나 압박을 제거시킴으로써 통증을 완화시키는데 있다. 도 12는 본 실시예에서 촬영된 MRI 사진으로 베이스라인과 비교하였을 때 견인 동작 시 척추의 중심관 부위에 확장이 나타난 것을 확인할 수 있다. 이는 도자가 움직이면서 간헐적 견인과 위치 견인을 동시에 가하는 척추 온열 마사지 장치가 척추의 정상적인 곡선 모양을 유지하면서 디스크 및 척추관협착 관리에 도움이 될 수 있음을 시사한다.
본 실시예들은 앙와위 상태로 누워 척추 주변 근육을 마사지 하기 위해 제안된 척추 온열 마사지 장치의 도자가 척추 구조를 세로로 당기는 힘이 견인 효과가 있는지를 MRI 촬영을 통해 객관적으로 검증하고자 하였다. 그 결과, 본 실시예에 사용된 척추 온열 마사지 장치가 견인의 몇 가지 원칙에 부합함을 확인할 수 있었다.
첫째, 견인은 척추 분절이 움직여 구조적 변화를 일으킬 만큼 커야 한다. 견인력이 구조의 변화를 일으킬 수 있는지에 해당하는 사항은 척추 온열 마사지 장치가 척추의 후방에서 전방으로 미는 힘이 경추부와 요추부 디스크 높이 변화와 면적 변화, 그리고 요추부의 Cobb's angle 각도를 증가시킨 본 실험 결과를 통해 확인할 수 있었다. 둘째, 척추에 견인력이 효과적으로 작용하려면 마찰력을 최소화되어야 한다. 척추 온열 마사지 장치의 도자를 이용한 견인은 주위에 관절을 둘러싼 조직이나 관절면의 마찰을 제외한 다른 마찰은 해당부위의 상승에 따라 최소화 되므로 원칙에 부합된다. 셋째, 견인 대상자의 전신은 이완된 상태여야 한다(비특허문헌 2). 척추 온열 마사지 장치는 앙와위 상태에서 시행된다는 사실과 본 실시예에서 사용된 기기가 식약처로부터 근육이완을 통한 근육통 개선기기로 허가 받은 제품임을 감안할 때 충분히 견인 효과에 도움을 줄 것이다.
이와 같이, 척추 온열 마사지 장치(CGM MB-1901)에서 작용하는 척추의 뒤에서 앞으로 미는 힘이 경추와 요추 분절의 추간판 부위에 견인 효과가 있음을 임상연구 결과를 통해서 확인할 수 있었다. 따라서 척추 온열 마사지 장치가 퇴행성 협착 등의 치료 및 척추의 통증 완화에 유용한 의료기기로 권장될 수 있을 것이다.
이상에서 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
또한, 명세서에 기재된 "…부", "…모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
또한, 각 도면을 참조하여 설명하는 실시예의 구성 요소가 해당 실시예에만 제한적으로 적용되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상이 유지되는 범위 내에서 다른 실시예에 포함되도록 구현될 수 있으며, 또한 별도의 설명이 생략될지라도 복수의 실시예가 통합된 하나의 실시예로 다시 구현될 수도 있음은 당연하다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일하거나 관련된 참조 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (18)

  1. 척추 온열 마사지 장치에 적용되는 척추 견인 방법에 있어서,
    척추에 물리적 힘의 전달을 위해 척추 견인 알고리즘을 기반으로 도자가 척주(spinal column)를 따라 주행하며 적어도 2가지 방향으로 힘을 발생시켜 LCCT(Lordotic Curve Controlled Traction) 견인을 도우며,
    상기 척추 견인 알고리즘은,
    상기 도자가 척주를 따라 축 방향으로 밀착되어 수평 주행을 하며 척추를 견인함에 따라 종 방향의 견인력을 발생시키고, 상기 도자가 뒤쪽에서 앞쪽(Posterior to Anterior)으로 상승작용을 하여 만곡 유지 및 종 방향의 견인력을 발생시키는 것
    을 특징으로 하는, 척추 견인 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 척추 견인 알고리즘에 따라 기계 장치를 사용하여 사전 설정된 간격으로 견인력을 교대로 적용 또는 해제는 간헐적 견인과 척추 구조를 세로로 당기기 위해 사용자를 다양한 위치에 배치하는 위치 견인을 복합적으로 구현하는 것
    을 특징으로 하는, 척추 견인 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 척추 견인 알고리즘은,
    척추 주위의 근육 이완, 천장관절 이완, 이상근 이완, 요추부의 견인, 척주 움직임의 평준화 및 경추부의 견인 중 적어도 어느 하나 이상을 수행하는 것
    을 특징으로 하는, 척추 견인 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 척추 견인 알고리즘은,
    척주 주위의 근육 이완을 위해, 척주의 전구간을 Lumbopelvic 구간, Thoracic 구간 및 Cervical 구간으로 나누고, 상기 도자의 복수의 왕복운동을 통해 Transitional joint의 이완을 유도하는 단계;
    상기 도자가 후면 골반(Pelvis)을 복수 주행하며 이상근을 이완시켜 좌골신경통(sciatica)을 최소화하는 단계; 및
    각 상기 도자의 승하강 이후 척주의 전구간을 복수로 왕복 주행하여 척추간 ROM이 충분히 유지되도록 하는 단계
    를 포함하는, 척추 견인 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 Transitional joint의 이완을 유도한 후, 천장관절 이완을 위해 상기 도자가 해당 부위에 정지하여 천장관절 변위를 줄이고 근육은 이완하는 단계
    를 더 포함하는, 척추 견인 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 이상근을 이완시킨 후, 상기 도자가 요추부의 견인을 수행하며 타겟이 된 특정 허리 레벨(lumbar level)에서 상기 도자가 승하강(P to A, A to P)을 함에 따라, 척주의 만곡 및 위치 견인을 수행하는 단계
    를 더 포함하는, 척추 견인 방법.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 척주의 전구간을 복수로 왕복 주행하여 척추간 ROM이 충분히 유지되도록 하는 단계는, 경추부의 견인을 위해 상기 Cervical 구간의 특정 레벨에서 상기 도자가 복수로 승하강하여 척주의 만곡 및 위치 견인이 가능하도록 하는 단계
    를 포함하는, 척추 견인 방법.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 척주의 전구간을 복수로 왕복 주행하여 척추간 ROM이 충분히 유지되도록 하는 단계는,
    상기 척주의 전구간을 복수로 왕복 주행하여 척추간 ROM이 충분히 유지되도록 하며, 3차례에 걸친 정지구간이 포함되는 것
    을 특징으로 하는, 척추 견인 방법.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 척추 견인 알고리즘은,
    상기 복수의 왕복운동을 통해 Transitional joint의 이완을 유도하기 이전에, 척주 전체에 약한 강도의 자극을 전달하는 준비 마사지(effleurage stroke) 단계
    를 더 포함하는, 척추 견인 방법.
  10. 제4항에 있어서,
    상기 척추 견인 알고리즘은,
    상기 도자가 복수로 승하강하여 척주의 만곡 및 위치 견인이 가능하도록 한 이후, 척주 전체 구간을 상기 도자가 복수 주행하며 요추부 경추부 특정 구간의 마지막 스트레칭을 시도하고, 이후 낮은 강도의 주행을 통해 척주 주변 근육의 리셋(Reset)을 유도하는 단계
    를 더 포함하는, 척추 견인 방법.
  11. 제4항에 있어서,
    상기 복수의 왕복운동을 통해 Transitional joint의 이완을 유도하는 단계는,
    구간별 상기 도자의 상승을 통해 두개(cranial) 방향으로 주행할 때 척추간 간격이 벌어질 수 있는 견인 역할을 고려하는 것
    을 특징으로 하는, 척추 견인 방법.
  12. 제4항에 있어서,
    상기 척주의 전구간을 복수로 왕복 주행하여 척추간 ROM이 충분히 유지되도록 하는 단계는,
    두개(cranial) 방향으로 주행할 때 추가로 척추간 간격이 벌어질 수 있는 견인 역할을 고려하는 것
    을 특징으로 하는, 척추 견인 방법.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 척추 견인 알고리즘은,
    상기 도자가 척주를 따라 축 방향으로 밀착되어 설정에 따라 복수로 왕복 주행하도록 하며, 마사지 전 구간에서 꼬리(caudal)에서 두개(cranial) 방향의 강도가 두개(cranial)에서 꼬리(caudal) 방향의 강도보다 큰 구간이 적어도 하나 이상 존재하는 것
    을 특징으로 하는, 척추 견인 방법.
  14. 척추 견인 알고리즘을 적용한 척추 온열 마사지 장치에 있어서,
    척추에 물리적 힘의 전달을 위해 상기 척추 견인 알고리즘을 기반으로 도자가 척주(spinal column)를 따라 주행하며 적어도 2가지 방향으로 힘을 발생시켜 LCCT(Lordotic Curve Controlled Traction) 견인을 돕는 척추 견인 알고리즘 제어부
    를 포함하고,
    상기 척추 견인 알고리즘 제어부는,
    상기 도자가 척주를 따라 축 방향으로 밀착되어 수평 주행을 하며 척추를 견인함에 따라 종 방향의 견인력을 발생시키고, 상기 도자가 뒤쪽에서 앞쪽(Posterior to Anterior)으로 상승작용을 하여 만곡 유지 및 종 방향의 견인력을 발생시키는 것
    을 특징으로 하는, 척추 온열 마사지 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 척추 견인 알고리즘 제어부는,
    상기 척주 주위의 근육 이완을 위해, 척주의 전구간을 Lumbopelvic 구간, Thoracic 구간 및 Cervical 구간으로 나누고, 상기 도자의 복수의 왕복운동을 통해 Transitional joint의 이완을 유도하는 척주 주위 근육 이완부;
    상기 도자가 후면 골반(Pelvis)을 복수 주행하며 이상근을 이완시켜 좌골신경통(sciatica)을 최소화하는 이상근 이완부; 및
    각 상기 도자의 승하강 이후 척주의 전구간을 복수로 왕복 주행하여 척추간 ROM이 충분히 유지되도록 하는 척주 움직임 평준화부
    를 포함하는, 척추 온열 마사지 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    천장관절 이완을 위해 상기 도자가 해당 부위에 정지하여 천장관절 변위를 줄이고 근육은 이완하는 천장관절 이완부
    를 더 포함하는, 척추 온열 마사지 장치.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 도자가 요추부의 견인을 수행하며 타겟이 된 특정 허리 레벨(lumbar level)에서 상기 도자가 승하강(P to A, A to P)을 함에 따라, 척주의 만곡 및 위치 견인을 수행하는 요추부 견인부
    를 더 포함하는, 척추 온열 마사지 장치.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 척주 움직임 평준화부는,
    경추부의 견인을 위해 상기 Cervical 구간의 특정 레벨에서 상기 도자가 복수로 승하강하여 척주의 만곡 및 위치 견인이 가능하도록 하는 경추부 견인부
    를 포함하는, 척추 온열 마사지 장치.
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