WO2024019301A1 - 어깨 스트레칭 기구 - Google Patents

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WO2024019301A1
WO2024019301A1 PCT/KR2023/006970 KR2023006970W WO2024019301A1 WO 2024019301 A1 WO2024019301 A1 WO 2024019301A1 KR 2023006970 W KR2023006970 W KR 2023006970W WO 2024019301 A1 WO2024019301 A1 WO 2024019301A1
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WO
WIPO (PCT)
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shoulder
arm
control unit
range
user
Prior art date
Application number
PCT/KR2023/006970
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English (en)
French (fr)
Inventor
박재흥
조현범
김기원
허성문
정선근
Original Assignee
서울대학교산학협력단
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Publication date
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H1/00—Apparatus for passive exercising; Vibrating apparatus; Chiropractic devices, e.g. body impacting devices, external devices for briefly extending or aligning unbroken bones
    • A61H1/02—Stretching or bending or torsioning apparatus for exercising

Definitions

  • the present invention relates to the design of an instrument for the purpose of rehabilitation treatment for patients with adhesive capsulitis. More specifically, it concerns a shoulder stretching assistive device that takes glenohumeral rhythm into account.
  • Adhesive capsulitis is a disease in which the joint area of the shoulder joint becomes inflamed and the tissue around the joint becomes tied and clumps, restricting joint movement. It usually starts with pain or stiffness in the shoulder and gradually causes symptoms such as a narrowing of the range of joint movement. It is also known that diabetes, metabolic diseases such as thyroid disease, and trauma can be the cause.
  • Treatment of patients with adhesive capsulitis includes non-conservative treatments such as surgery and conservative treatments such as drugs and rehabilitation exercises.
  • the type of treatment to use is determined depending on the patient's condition, but in most cases, rehabilitation exercises are recommended for the purpose of treatment or prevention of recurrence.
  • Scapulothoracic Rhythm refers to the coordination of movements that occur between the scapula and sternum during shoulder movements.
  • the scapula plays an important role in the human body by assisting in essential shoulder movements, and the sternum, together with the scapula, maintains shoulder stability and controls movement.
  • Scapulohumeral rhythm can be a concept that the movement between the scapula and the sternum should occur at a certain rate and pattern according to the principle that the scapula and sternum should move together during shoulder movement. This is achieved through control and coordination of the muscles that move the shoulder, and maintaining correct scapulohumeral rhythm has a significant impact on the efficiency and stability of shoulder exercise.
  • Scapulohumeral rhythm can become a problem when shoulder movements become unnatural or imbalanced. In these cases, rehabilitation exercises that focus on improving glenohumeral rhythm and restoring shoulder function through physical therapy may be necessary.
  • the shoulder stretching device proposed in an embodiment of the present invention is intended to enable the shoulder stretching device to hold the shoulder and exercise the arm, as when an actual physical therapist performs manual therapy. This greatly contributes to the stability of the patient's shoulder, and at the same time, one goal and technical task is to increase the flexibility of the shoulder joint in patients with adhesive capsulitis without disrupting the glenohumeral rhythm.
  • Embodiments proposed in the present invention relate to the design of an instrument for the purpose of treating patients with adhesive capsulitis, in which the glenohumeral rhythm, which contributes to the stability of the human shoulder, is within the normal range (movement of the patient's shoulder on the non-lesioned side, or It may be about a device that helps increase flexibility (within a range based on the textbook relative movement of the scapula and upper arm) and a device for stretching the shoulder within a safe range.
  • a shoulder control unit is largely composed of a shoulder control unit for identifying and controlling the position of the scapula from the outside and an arm control unit for performing arm flexibility exercises, which can passively or actively help the patient stretch the shoulder. Stretching equipment is suggested.
  • the shoulder stretching device includes a contact part formed to directly contact the user's shoulder or back, and a shoulder control unit that controls the upward range of motion of the shoulder by applying a physical external force to the user's shoulder or shoulder blade. (60); An arm control unit 50 that controls arm movement so that the shoulder can move within the shoulder's limit range of motion; and an integrated control unit that transmits commands to control movement to the shoulder control unit and the arm control unit according to the transmitted shoulder range of motion information.
  • the shoulder control unit applies an external force to the upper part of the shoulder to prevent the shoulder from going out of the limit range of motion when the user raises the arm, and the contact part is located at the upper part of the shoulder and has a rod structure extending from the back to the front of the user or It may be formed of a structure that includes a curved surface that covers and surrounds the trapezius muscle at the top.
  • the shoulder control unit supports and applies an external force to push up the user's shoulder from the rear when the user raises the arm, and the contact unit is located at the rear of the shoulder and allows the user to use the arm to force forward or upward. It is formed in a shape that catches the scapula when applied, and may include a support body of one of the following shapes, including L-shaped, triangular, half-moon-shaped, or curved, that surrounds the scapula from the rear.
  • the shoulder control unit applies an external force to push the user's shoulder from the rear when the user's shoulder cannot be pulled toward the back
  • the contact part is a curved surface located at the rear of the shoulder and pushing the shoulder to the front. , It may have one of the shapes of a flat contact surface.
  • the shoulder control unit applies an external force that pushes the user's shoulder inward as opposed to coming out of the side of the body
  • the contact unit is located on the outer side of the body of the shoulder and covers the shoulder or extends from the back to the front of the user. It may be in the form of a formed rod.
  • the contact portion may be connected to the end of the shoulder control portion that is formed to have at least three degrees of freedom.
  • the shoulder stretching device may assist or control the user's movements in consideration of the normal range of glenohumeral rhythm.
  • a shoulder stretching device includes a support shaft (10) extending in a vertical direction; A height adjuster (20) fitted to the support shaft and capable of adjusting height; A link arm (30) on one side connected to the height adjustment unit and connected to the shoulder control unit or connection unit; A shoulder control unit 60, one side of which is connected to the support shaft or the link arm, holds the axis of the shoulder and simultaneously suppresses the upward range of motion of the shoulder; A shoulder range of motion sensing unit (40) connected on one side to the link arm and measuring the limit range of motion of the shoulder; An arm control unit (50) connected to the other side of the shoulder range of motion sensing unit, which supports the arm and controls movement of the arm so that the shoulder can move within a set range of motion. and a control unit that transmits commands to control movement to the shoulder control unit and the arm control unit according to the shoulder range of motion information received from the shoulder range of motion sensing unit.
  • the shoulder range of motion sensing unit may be capable of measuring torque in all three axes of the shoulder.
  • the shoulder range of motion sensing unit may perform sensing with the axis of the humeral joint and the axis of the sensor aligned.
  • the shoulder control unit may be provided with an acromion 66 that extends toward the front of the wearer and suppresses upward movement of the shoulder.
  • the height adjuster is capable of rotational movement (first degree of freedom) in a first plane direction, which is a horizontal direction, and the link arm has a connection portion with the height adjuster in the first plane. It is possible to rotate in a second plane direction perpendicular to the plane direction (second degree of freedom), and the shoulder range of motion sensing part connects to the link arm to rotate in the direction of the second plane (third degree of freedom). This may be possible.
  • the arm control unit includes a first connection part supporting the upper arm from the shoulder; a second connection part connected to one end of the first connection part to support the lower arm above the elbow; And it may include a third connection part connected to the other end of the second connection part that is not connected to the first connection part and extending to support the elbow from below.
  • the first connection part and the shoulder range of motion sensing unit rotate in a third plane direction perpendicular to the first plane direction and the second plane direction (fourth degree of freedom).
  • the portion where the elbow of the third connection part contacts may be capable of rotational movement (fifth degree of freedom) in the direction of a fourth plane perpendicular to the third plane.
  • the arm control unit includes an upper arm support unit and a lower arm support unit, and the overlapping portion of the upper arm support unit and the lower arm support unit slides and adjusts the length according to the length of the wearer's upper arm. It may include a slide part that can be used.
  • the link arm includes a first link arm formed adjacent to the height adjustment portion and a second link arm connected to one end of the first link arm and extending, wherein the first link arm
  • the connection between the and the second link arm may be such that the overlapping length of the first link arm and the second link arm can be adjusted and slid according to the wearer's body shape through a slide structure, allowing the length of the link arm to be changed.
  • the adhesive capsulitis exercise treatment system using a shoulder stretching device collects and accumulates treatment data of patients obtained using the shoulder stretching device according to the above-described embodiment, and uses this Through the constructed algorithm, a customized exercise treatment algorithm for each patient may be proposed.
  • a shoulder exercise treatment method using a shoulder stretching device is a method for treating shoulder patients or for the general public to perform shoulder stretching, and is a method of treating the patient's shoulder using a shoulder stretching device during shoulder exercise.
  • the shoulder stretching device can be used to check the appropriate range of motion of the patient's shoulder and allow the patient to exercise the shoulder within the appropriate range of motion.
  • the effect of using the shoulder stretching device according to an embodiment of the present invention is that it can maintain glenohumeral rhythm to increase the range of motion within normal movement.
  • the shoulder stretching device is effective in helping patients with adhesive capsulitis increase flexibility and at the same time become familiar with normal glenohumeral rhythm.
  • embodiments of the present invention can also be applied to hemiplegic shoulder joint pain patients with similar symptoms.
  • embodiments of the present invention can be expected to be effective when applied to shoulder stretching of ordinary people without related symptoms.
  • Figure 1 is a diagram showing how the scapula moves according to each movement when a person moves the shoulder.
  • Figure 2 is a schematic diagram showing the structure of a shoulder stretching device according to an embodiment of the present invention as seen from the back.
  • Figure 3 is a schematic diagram showing the general structure of a patient moving the shoulder while wearing the shoulder stretching device of Figure 2 as viewed from the back, showing the patient abnormally raising the shoulder joint.
  • Figure 4 is a structure viewed from the back showing how the patient's shoulder moves within the normal range of motion when the shoulder control unit suppresses the rise of the shoulder when the patient wears the shoulder stretching device of Figure 2 and moves the shoulder.
  • This is a schematic diagram representing:
  • Figure 5 is a schematic diagram showing the structure of a shoulder stretching device according to another embodiment of the present invention as seen from the back.
  • Figure 6 is a schematic diagram showing a patient wearing the shoulder stretching device of Figure 5 as seen from the rear side.
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing the degrees of freedom of a portion where rotational movement of the shoulder stretching device is performed when the patient moves his shoulder while wearing the shoulder stretching device of FIG. 5.
  • FIG. 8 is a diagram showing the plane where the rotational movements occur in order to explain each rotational movement in the drawing shown in FIG. 6.
  • Figure 9 shows an example of a design diagram in which the shoulder control unit can wrap or hold the inside of the neck (trapezius muscle area) at the top of the shoulder in a shoulder stretching device according to another embodiment of the present invention. It's a picture.
  • the shoulder control unit contacts the back from the lower part of the shoulder and supports the back toward the upper part (a structure that drives the shoulder by pushing up).
  • This is a picture showing an example (L-shaped).
  • Figure 11 is a diagram showing an example in which the shoulder control unit pushes from the rear of the shoulder in a shoulder stretching device according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an example in which the shoulder control unit covers the outer surface of the shoulder in a shoulder stretching device according to another embodiment of the present invention.
  • Figure 13 is a diagram explaining the process of developing the shoulder stretching device of the present invention to treat patients with adhesive capsulitis.
  • Embodiments of the present disclosure are illustrated for the purpose of explaining the technical idea of the present disclosure.
  • the scope of rights according to the present disclosure is not limited to the embodiments presented below or the specific description of these embodiments.
  • the human shoulder has a ball and socket structure, but in order to secure the range of motion, it takes the form of a shallow socket structure with low safety.
  • glenohumeral rhythm can be understood as the role of keeping the upper arm from leaving the shallow socket by moving the scapula depending on the degree of upper arm abduction.
  • the shoulder stretching device proposed in the present invention is a predecessor of the rehabilitation robot for patients with adhesive capsulitis that previously performed simple stretching by grabbing and controlling the patient's shoulder during the exercise process to continuously maintain the glenohumeral rhythm. More effective treatment can be expected compared to studies.
  • Embodiments proposed in the present invention relate to the design of an instrument for the purpose of treating patients with adhesive capsulitis, in which the glenohumeral rhythm, which contributes to the stability of the human shoulder, is within the normal range (movement of the patient's shoulder on the non-lesioned side, or It could be about a device or robot that helps increase flexibility (within a range based on textbook relative movement of the scapula and upper arm).
  • a shoulder control unit that is largely composed of a shoulder control unit for identifying and controlling the position of the scapula from the outside and an arm control unit for performing arm flexibility exercises can passively or actively help the patient stretch the shoulder. Stretching equipment is suggested.
  • Figure 1 is a diagram showing how the scapula moves according to each movement when a person moves the shoulder.
  • the shoulder stretching device proposed in the present invention may be a device that supports the shoulder and scapula or applies an external force to assist the movement so that the shoulder moves within a normal range when shoulder movement occurs.
  • Figure 2 is a schematic diagram showing the structure of a shoulder stretching device according to an embodiment of the present invention as viewed from the back. Below, each part of the shoulder stretching device shown in FIG. 2 will be described in detail with reference to FIG. 2.
  • the shoulder stretching device includes a contact part formed to directly contact the user's shoulder or back, and a shoulder control unit that controls the upward range of motion of the shoulder by applying a physical external force to the user's shoulder or shoulder blade. (60); An arm control unit 50 that controls arm movement so that the shoulder can move within the shoulder's limit range of motion; and an integrated control unit that transmits commands to control movement to the shoulder control unit and the arm control unit according to the transmitted shoulder range of motion information.
  • the shoulder control unit applies an external force to the upper part of the shoulder to prevent the shoulder from going out of the limit range of motion when the user raises the arm, and the contact part is located at the upper part of the shoulder and has a rod structure extending from the back to the front of the user or It may be formed of a structure that includes a curved surface that covers and surrounds the trapezius muscle at the top.
  • the shoulder control unit supports and applies an external force to push up the user's shoulder from the rear when the user raises the arm, and the contact unit is located at the rear of the shoulder and allows the user to use the arm to force forward or upward. It is formed in a shape that catches the scapula when applied, and may include a support body in one of the following shapes, including L-shaped, triangular, half-moon-shaped, or curved, that surrounds the scapula from the rear.
  • the contact portion may be connected to the end of the shoulder control portion that is formed to have at least three degrees of freedom.
  • a shoulder stretching device includes a support shaft (10) extending in a vertical direction; A height adjuster (20) fitted to the support shaft and capable of adjusting height; A link arm (30) on one side connected to the height adjustment unit; A shoulder control unit 60 that holds the axis of the shoulder and simultaneously suppresses the upward range of motion of the shoulder; A shoulder range of motion sensing unit (40) connected on one side to the link arm and measuring the limit range of motion of the shoulder; an arm control unit 50 that supports the arm and controls the movement of the arm so that the shoulder can move within a set range of motion; and an integrated control unit that transmits commands to control movement to the shoulder control unit and the arm control unit according to the shoulder range of motion information received from the shoulder range of motion sensing unit.
  • the support axis is located in the middle of the patient's back during rehabilitation treatment, and both the height adjuster and the link arm are located on the patient's rear back.
  • the shoulder control unit may have a structure in which one side is connected to the height adjustment unit like a link arm, or the shoulder control unit may have a structure in which the other side is connected to the other side opposite to one side connected to the height adjustment unit of the link arm. there is.
  • the shoulder control unit may play a role in suppressing abnormal elevation of the shoulder joint when the patient exercises the shoulder.
  • the shoulder range of motion sensing unit may serve as a connection between the link arm located on the back of the patient and the arm control unit extending downward from the shoulder.
  • the shoulder range of motion sensing unit may be formed as a twice-bent connection structure as shown in Figure 1 or Figure 4.
  • the arm control unit may be made of a flexible material so that it can be inserted into the elbow and perform movements reflecting the multiple degrees of freedom of the arm ( Figure 1). In another embodiment, it may be made of a flat panel extending from a rigid material ( Figure 1). 4) It could be.
  • the shoulder control unit is designed to hold and control the shoulder in order to externally control the movement of the shoulder.
  • Figure 3 is a schematic diagram showing the general structure of a patient moving the shoulder while wearing the shoulder stretching device of Figure 2, as viewed from the back, showing the patient with adhesive capsulitis abnormally raising the shoulder joint.
  • Figure 4 is a structure viewed from the back showing how the patient's shoulder moves within the normal range of motion when the shoulder control unit suppresses the rise of the shoulder when the patient wears the shoulder stretching device of Figure 2 and moves the shoulder.
  • This is a schematic diagram representing:
  • the shoulder control unit when a patient attempts an abnormal shoulder raising movement, the shoulder control unit is fixed at a certain position to control the patient's shoulder raising movement, and through this, the patient with adhesive capsulitis is shown to exercise the shoulder in a normal trajectory.
  • the shoulder control unit may be applied in various forms as long as it can control shoulder elevation.
  • the shoulder control unit may be formed in a structure including an acromion that extends long toward the front of the patient.
  • the shoulder control unit may hold the shoulder of a patient with adhesive capsulitis and move it forward and backward and/or up and down, or may serve to control the movement of the patient's scapula to suppress excessive movement of the patient's scapula.
  • the shoulder range of motion sensing unit may be capable of measuring torque in all three axes of the shoulder.
  • the three-axis direction of the shoulder refers to the direction of movement of the shoulder in three axes: front and back, left and right, and up and down.
  • the shoulder range of motion sensing unit may use a means that can measure torque, such as a torque sensor or a series elastic actuator (SEA), to determine the limit range of motion of the shoulder.
  • torque such as a torque sensor or a series elastic actuator (SEA)
  • SEA series elastic actuator
  • This method of predicting the limit range of motion of the shoulder uses the person's behavior of unconsciously exerting force when the person's shoulder reaches the limit range of motion, and the reaction force generated by the tension of elements such as ligaments and tendons that cause the limit range of motion. It may be.
  • the shoulder range of motion sensing unit may perform sensing with the axis of the humeral joint and the axis of the sensor aligned.
  • the shoulder range of motion sensing unit may identify the limit range of motion of the shoulder while aligning the axis of the shoulder and the shoulder stretching device.
  • Figure 2 shows the patient's shoulder and the axis of the shoulder stretching device.
  • the axis of the shoulder is defined as the central axis around which the glenohumeral joint rotates, and the axis of the mechanism is referred to as the sum of the last three degrees of freedom (the last three rotation axes of the arm control unit in FIG. 7) for rotating the arm along the axis.
  • Axis alignment using a direct method is to attach the device to the patient's upper arm by aligning it with the axis of the shoulder. As the arm moves, the axis of the shoulder stretching device naturally moves in line with the axis of the shoulder.
  • Axis alignment using an indirect method predicts the axis of the patient's shoulder by checking the movement of the patient's shoulder control unit, and notifies the user if the predicted shoulder axis position deviates significantly from the actual axis position of the arm control unit to take corrective action. You can use the recommended method.
  • the arm control unit may be responsible for moving and exercising the arm of a patient with adhesive capsulitis.
  • the arm control unit includes at least 2 degrees of freedom that can move the arm up and down, front and back following the movement of the shoulder produced by the scapula at the center of the body, and 3 degrees of freedom that can reproduce the rotational 3-axis movement of the arm. It can be implemented to have a driving part with more than 5 degrees of freedom.
  • the shoulder control unit and the arm control unit may be configured as a pair, and the shoulder control unit and the arm control unit may be systematically connected to each other through a range of motion detection unit and a control unit.
  • the shoulder stretching device can be used as a single arm type in which both arms are used alternately in a pair depending on the situation, and as a double arm type in which both arms can be used simultaneously in two symmetrical pairs.
  • a configuration may be possible.
  • Figure 5 is a schematic diagram showing the structure of a shoulder stretching device according to another embodiment of the present invention as seen from the back.
  • Figure 6 is a schematic diagram showing a patient wearing the shoulder stretching device of Figure 5 as seen from the rear side.
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing a portion where rotational movement of the shoulder stretching device is performed when the patient moves his shoulder while wearing the shoulder stretching device of FIG. 5.
  • a shoulder stretching device includes a shoulder stretching device according to an embodiment shown in FIGS. 2 to 4, a portion of the acromion, a structural part of the shoulder control unit, and a structure of the arm control unit. There are different characteristics.
  • the shoulder stretching device includes a shape in which the acromion extends long from one side of the shoulder control unit toward the front of the patient.
  • the shoulder control part is not directly connected to the shoulder range of motion sensing part, and the arm control part is made of a rigid material and consists of a panel structure that extends long from the upper arm toward the elbow.
  • the shoulder control unit may be provided with an acromion 66 that extends toward the front of the wearer and suppresses upward movement of the shoulder.
  • the acromion 66 may be fixed to the slide portion 64 of the shoulder control link portion 62, which forms part of the shoulder control portion 60, through a pin structure 65. At this time, depending on the patient's shoulder height or body shape, the position of the acromion can be moved and fixed on the shoulder control link unit through the slide unit 64.
  • the shoulder control described above may be designed to implement at least two degrees of freedom movement, up and down, forward and backward.
  • One end of the shoulder control unit may be implemented with a mechanism capable of holding the acromion or the inner clavicle area, which can suppress upward movement of the patient's shoulder, and pressing down and pushing and pulling forward/backward.
  • each component including the height adjustment unit, the link arm, and the shoulder range of motion sensing unit, may be designed to be able to rotate in each direction to increase the effectiveness of rehabilitation exercise.
  • FIG. 8 is a diagram showing the plane where the rotational movements occur in order to explain each rotational movement in the drawing shown in FIG. 7.
  • the height adjuster is capable of rotational movement in a horizontal first plane direction
  • the link arm has a connection portion with the height adjuster perpendicular to the first plane direction. It may be capable of rotational movement in two plane directions, and a portion of the shoulder range of motion sensing unit connected to the link arm may be capable of rotational movement in the direction of the second plane.
  • the arm control unit includes a first connection part 52 that supports the upper arm from the shoulder; a second connection portion 56 connected to one end of the first connection portion to support the lower arm above the elbow; And it may include a third connection part 58 that is connected to the other end of the second connection part that is not connected to the first connection part and extends to support the elbow from below.
  • the first connection part and the second connection part may be composed of a slide part 54 that can control the length of the overlapping connection part according to the length of the patient's arm and a pin part 55 that can fix the sliding position. It may be configured to include a first connection support 53 that supports the first connection from the patient's arm side to the outside.
  • the first connection part is connected to the shoulder range of motion sensing unit and rotates in a third plane direction perpendicular to the first plane direction and the second plane direction (fourth degree of freedom). ) is possible, and the portion where the elbow of the third connection part contacts may be capable of rotational movement (fifth degree of freedom) in the direction of a fourth plane perpendicular to the third plane.
  • the fourth plane direction may be parallel to the first plane direction and perpendicular to the third plane when the stretching device is in its initial neutral state before movement. However, in the process of the patient exercising using the stretching device, the fourth plane direction may be performed in a plane direction that is perpendicular only to the third plane direction and is not parallel to the first plane direction. .
  • the arm control unit includes an upper arm support unit and a lower arm support unit, and the overlapping portion of the upper arm support unit and the lower arm support unit slides and adjusts the length according to the length of the wearer's upper arm. It may include a slide portion 54 that can be used.
  • the link arm includes a first link arm 34 formed adjacent to the height adjustment portion and a second link arm 36 extended and connected to one end of the first link arm.
  • the connection between the first link arm and the second link arm allows the length of the link arm to be changed by adjusting and sliding the overlapping length of the first link arm and the second link arm according to the wearer's body shape through a slide structure. It may be.
  • An embodiment for using the shoulder stretching device according to an embodiment of the present invention is as follows.
  • the patient's condition Before using shoulder stretching equipment, first determine the patient's condition. As an example, it may be important to determine whether a patient has one or both affected arms.
  • the shoulder control unit is attached to the patient's shoulder (near the acromion or clavicle) on the arm without the lesion to record normal arm movements, and the arm
  • the control unit attaches the shoulder stretching device with the upper arm or elbow area in the basic posture of not opening the arm. The method of attaching the shoulder stretching device to the affected arm that will be exercised later is the same.
  • the arm control unit can be moved in several directions (forward or backward, raised or lowered). , arm opening, and internal or external rotation of the arm) and the shoulder range of motion sensing unit determines the limit range of motion of the shoulder through the movement of the shoulder control unit and arm control unit and the change in measurement torque that occurs in the reverse direction of movement.
  • Figure 9 shows an example of a design diagram in which the shoulder control unit can wrap or hold the inside of the neck (trapezius muscle area) at the top of the shoulder in a shoulder stretching device according to another embodiment of the present invention. It's a picture.
  • the shoulder control unit contacts the back from the lower part of the shoulder and supports the back toward the upper part (a structure that drives the shoulder by pushing up).
  • This is a picture showing an example (L-shaped).
  • the shoulder control unit and the contact part included therein can be configured in various forms. As shown in FIGS. 9 and 10, a contact part is formed at the end of the shoulder control part, and the contact part is directed toward the trapezius muscle. It may be configured to wrap or hold from above, or in another example, the contact portion may be configured to support the scapula from behind and push or raise it.
  • Figures 9 and 10 are only an example of the technical features to be implemented in the present invention, and represents a case where the device is set based on one shoulder, and the device is placed on the opposite shoulder.
  • the shoulder control portion and the contact portion included therein may be formed in a symmetrical form.
  • Figure 11 is a diagram explaining the process of developing the shoulder stretching device of the present invention to treat patients with adhesive capsulitis.
  • the adhesive capsulitis exercise treatment system using a shoulder stretching device collects and accumulates treatment data of patients obtained using the shoulder stretching device of claim 1, and an algorithm is constructed using this. It may be possible to propose a customized exercise treatment algorithm for each patient.
  • a shoulder exercise treatment method using a shoulder stretching device maintains the scapulohumeral rhythm of the shoulder while physically pressing the patient's shoulder using a shoulder stretching device during the shoulder exercise process.
  • the shoulder stretching device can be used to check the appropriate range of motion of the patient's shoulder and enable the patient to exercise the shoulder within the appropriate range of motion.

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Abstract

본 발명은 유착성 관절낭염 환자의 치료 목적을 위한 기구 설계에 관한 것으로서 본 발명의 일 실시예에 따르는 어깨 스트레칭 기구는, 수직 방향으로 연장 형성된 지지축; 상기 지지축에 끼워지도록 구비되어 높이 조정이 가능한 높이 조절부; 일 측이 상기 높이 조절부에 연결되어 견갑 제어부 또는 연결부와 이어지는 링크 암; 일 측이 상기 지지축 또는 상기 링크 암에 연결되며 어깨의 축을 잡아주며 동시에 어깨의 상승 가동범위를 억제하는 견갑 제어부; 일 측이 상기 링크 암과 연결되며 어깨의 한계 가동범위를 측정하는 어깨 가동범위 센싱부; 및 상기 어깨 가동범위 센싱부의 타 측과 연결되며, 팔을 지지하는 동시에 설정된 가동 범위 내에서 어깨가 움직일 수 있도록 팔의 움직임을 제어하는 팔 제어부; 및 상기 어깨 가동범위 센싱부로부터 전달받은 어깨의 가동범위 정보에 따라 상기 견갑 제어부와 상기 팔 제어부에 움직임을 제어하는 명령을 전달하는 제어부;를 포함한다.

Description

어깨 스트레칭 기구
본 발명은 유착성 관절낭염 환자의 재활 치료를 목적으로 하는 기구 설계에 관한 것이다. 보다 구체적으로는 견갑상완 리듬을 고려한 어깨 스트레칭 보조 기구에 관한 것이다.
보건복지부 통계에 의하면 유착성 관절낭염의 환자는 매년 증가하고 있으며 특히 환자의 가장 큰 비율은 50대이긴 하지만, 생활방식의 변화로 인해 30대 또는 40대와 같은 젊은 층에서의 성장률이 두드러지게 나타나고 있다.
유착성 관절낭염(Adhesive Capsulitis)은 어깨 관절의 결합 부위에 염증이 생겨 관절 주위의 조직이 묶이고 뭉쳐져 관절 움직임이 제한되는 질환이다. 보통 어깨의 통증이나 뻣뻣함 등으로 시작하여 점차적으로 관절 움직임의 범위가 좁혀지는 증상을 보이는데, 당뇨병, 갑상선 질환 등의 대사성 질환, 외상 등이 원인이 될 수 있다고도 알려져 있다.
이러한 유착성 관절낭염의 환자 치료에는 수술과 같은 비보존적 치료와 약물, 재활 운동과 같은 보존적 치료가 있다. 어떠한 치료 방식을 이용할 것인지는 환자의 상태에 따라 결정되긴 하지만 대부분은 치료 혹은 재발 방지의 목적으로 재활 운동이 권장된다.
하지만 재활 운동의 경우, 견갑상완 리듬이 무너진 환자가 정확하게 수행하기가 쉽지 않고 오히려 잘못된 방식의 운동을 스스로 수행함으로 인해 또 다른 이상 증상을 초래할 수 있다.
견갑상완 리듬(Scapulothoracic Rhythm)은 어깨운동 시 견갑골과 흉골 사이에서 일어나는 움직임의 조화를 의미한다. 견갑골은 사람의 신체에서 어깨운동에 필수적인 움직임을 도와주는 중요한 역할을 하고 흉골은 견갑골과 함께 어깨의 안정성을 유지하며 움직임을 조절하게 된다.
견갑상완 리듬이란 어깨운동 시 견갑골과 흉골이 함께 움직여야 한다는 원리에 따라, 견갑골과 흉골 사이에서의 움직임이 일정한 비율과 패턴으로 발생해야 한다는 개념일 수 있다. 이는 어깨를 움직이는 근육들의 조절과 조화에 따라서 이루어지며, 올바른 견갑상완 리듬을 유지하는 것이 어깨운동의 효율성과 안정성에 큰 영향을 미치게 된다.
견갑상완 리듬은 어깨의 움직임이 부자연스러워지거나 불균형이 발생할 때 문제가 될 수 있다. 이러한 경우에는 물리치료를 통해 견갑상완 리듬을 개선하고, 어깨의 기능을 회복시키는데 중점을 두는 재활 운동이 필요할 수 있다.
이와 같은 재활 운동은 치료사가 개입된 운동 치료를 받는 것이 가장 효과적이긴 하지만, 병원에서는 비용에 대한 문제로 많은 경우 전문 치료사를 고용하지 않고 있는 실정이어서 문제가 되고 있다. 이에 유착성 관절낭염에 대한 치료를 기구 또는 로봇을 이용하여 할 수 있는 방법이 있는 방법의 고안이 필요한 상황이다.
유착성 관절낭염의 치료와 재활을 위한 선행 연구들은 대부분 운동기능을 상실한 마비 환자의 근육 활성에 초점이 맞춰져 있다. 그러나 본 발명의 경우 유착성 관절낭염 환자의 관절 유연성 증대를 목표로 개발되었다.
본 발명의 실시예에서 제안하는 어깨 스트레칭 기구는 실제 물리 치료사가 수기 치료를 할 때와 같이, 어깨 스트레칭 기구가 어깨를 잡아주고 팔을 운동시키는 동작을 가능하게 하기 위한 것이다. 이로써 환자 어깨의 안정성에 크게 이바지함과 동시에, 견갑상완 리듬이 무너지지 않는 범위에서 유착성 관절낭염 환자의 어깨 관절의 유연성이 증가하도록 하는 것이 하나의 목표이자 기술적 과제이다.
본 발명에서 제안하는 실시예들은 유착성 관절낭염 환자의 치료 목적을 위한 기구 설계에 관한 것으로서, 사람의 어깨의 안정성에 기여하는 견갑상완 리듬이 정상범주(환자의 병변이 없는 쪽 어깨의 움직임, 혹은 견갑골과 위쪽 팔의 교과서적 상대적 움직임을 기준으로 한 범위)내에서 유연성이 증가하도록 도우는 기구이자 안전한 범위 내에서 어깨 스트레칭을 위한 기구에 관한 것일 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 크게는 외부에서 견갑골의 위치를 파악하고 제어하기 위한 견갑 제어부와 팔의 유연성 운동을 수행하기 위한 팔 제어부로 구성되어 수동적 또는 능동적으로 환자의 어깨 스트레칭을 도울 수 있는 어깨 스트레칭 기구가 제안된다.
본 발명의 일 실시예에 따르는 어깨 스트레칭 기구는, 사용자의 어깨 또는 등 쪽에 직접 닿도록 형성된 접촉부를 포함하여, 물리적인 외력을 사용자의 어깨 또는 견갑에 가함으로써 어깨의 상승 가동범위를 제어하는 견갑 제어부(60); 상기 어깨의 한계 가동범위 내에서 어깨가 움직일 수 있도록 팔의 움직임을 제어하는 팔 제어부(50); 및 전달된 어깨의 가동범위 정보에 따라 상기 견갑 제어부와 상기 팔 제어부에 움직임을 조절하는 명령을 전달하는 통합 제어부;를 포함한다.
상기 견갑 제어부는, 사용자가 팔을 올릴 때 어깨의 상부에서 어깨가 상기 한계 가동범위 밖으로 벗어나지 않도록 눌러주는 외력을 가하는 것이며, 상기 접촉부는 어깨의 상부에 위치하며, 사용자의 뒤에서 앞으로 연장 형성된 봉 구조 또는 승모근을 상부에서 덮으며 감싸주는 곡면을 포함하는 구조로 형성된 것일 수 있다.
상기 견갑 제어부는, 사용자가 팔을 올릴 때 후방에서 사용자의 견갑을 지지하며 밀어 올려주는 외력을 가하는 것이며, 상기 접촉부는, 상기 견갑의 후방부에 위치하여 사용자가 팔을 사용하여 앞이나 위쪽으로 힘을 가할 때 견갑골이 걸리는 형태로 형성되고, L자형, 삼각형, 반달형 또는 곡면을 포함하여 견갑을 후방에서 감싸주는 형태 중 하나의 지지체를 포함하는 것일 수 있다.
또한, 상기 견갑 제어부는, 상기 견갑 제어부는, 사용자의 견갑이 배면 쪽으로 당겨지지 못할 때 후방에서 밀어주는 외력을 가하는 것이며, 상기 접촉부는, 상기 견갑의 후방부에 위치하여 견갑을 전면으로 밀어주는 곡면, 평면 형태의 접촉면 중 하나의 형상을 가진 것일 수 있다.
또한, 상기 견갑 제어부는, 사용자의 견갑이 몸의 측면 바깥쪽으로 나오는 것을 반대로 안으로 밀어주는 외력을 가하는 것이며, 상기 접촉부는, 상기 견갑의 신체 외측면에 위치하여 견갑을 덮는 형태 또는 사용자의 뒤에서 앞으로 연장 형성된 봉 형태인 것일 수 있다.
상기 접촉부는, 최소한 3자유도 이상을 가지도록 형성되는 견갑 제어부의 말단에 이어져 있는 형태인 것일 수 있다.
상기 어깨 스트레칭 기구는 정상 범위의 견갑상완 리듬을 고려하여 사용자의 움직임을 보조 또는 제어하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르는 어깨 스트레칭 기구는, 수직 방향으로 연장 형성된 지지축(10); 상기 지지축에 끼워지도록 구비되어 높이 조정이 가능한 높이 조절부(20); 일 측이 상기 높이 조절부에 연결되어 견갑 제어부 또는 연결부와 이어지는 링크 암(30); 일 측이 상기 지지축 또는 상기 링크 암에 연결되며 어깨의 축을 잡아주며 동시에 어깨의 상승 가동범위를 억제하는 견갑 제어부(60); 일 측이 상기 링크 암과 연결되며 어깨의 한계 가동범위를 측정하는 어깨 가동범위 센싱부(40); 상기 어깨 가동범위 센싱부의 타 측과 연결되며, 팔을 지지하는 동시에 설정된 가동 범위 내에서 어깨가 움직일 수 있도록 팔의 움직임을 제어하는 팔 제어부(50); 및 상기 어깨 가동범위 센싱부로부터 전달받은 어깨의 가동범위 정보에 따라 상기 견갑 제어부와 상기 팔 제어부에 움직임을 제어하는 명령을 전달하는 제어부;를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 어깨 가동범위 센싱부는, 어깨의 3축 방향 토크를 모두 측정 가능한 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 어깨 가동범위 센싱부는, 상완와 관절의 축과 센서의 축이 정렬된 상태에서 센싱이 수행되는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 견갑 제어부는, 착용자의 전방을 향해 연장 형성되어 어깨의 상승 가동을 억제하는 견봉(66)을 구비한 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 높이 조절부는 수평한 방향인 제1 평면 방향으로 회전운동(제1 자유도)이 가능한 것이고, 상기 링크 암은 상기 높이 조절부와의 연결 부분이 상기 제1 평면 방향과 수직인 제2 평면 방향으로 회전운동(제2 자유도)이 가능한 것이고, 상기 어깨 가동범위 센싱부는 상기 링크 암과의 연결 부분이 상기 제2 평면 방향으로 회전운동(제3 자유도)이 가능한 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 팔 제어부는, 어깨에서부터 상부의 팔을 지지하는 제1 연결부; 상기 제1 연결부의 일 단과 연결되어 팔꿈치 위쪽의 하부의 팔을 지지하는 제2 연결부; 및 상기 제2 연결부의 제 1 연결부와 연결되지 않은 타 단과 연결되어 팔꿈치를 아래 쪽에서 지지하도록 연장 형성된 제3 연결부를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 연결부는 상기 어깨 가동범위 센싱부와의 연결 부분이 상기 제1 평면 방향 및 제2 평면 방향과 수직인 제3 평면 방향으로 회전운동(제4 자유도)이 가능한 것이고, 상기 제3 연결부의 팔꿈치가 접촉하는 부분은 상기 제3 평면에 수직한 제4 평면 방향으로 회전운동(제5 자유도)이 가능한 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 팔 제어부는 상부 팔 지지부 및 하부 팔 지지부를 포함하며, 착용자의 상완의 길이에 따라 상기 상부 팔 지지부와 상기 하부 팔 지지부가 중첩되는 부분이 슬라이드되며 길이를 조절할 수 있는 슬라이드부를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 링크 암은 높이 조절부에 인접 형성되는 제1 링크 암 및 제1 링크 암의 일 단과 연결되어 연장 형성되는 제2 링크 암을 포함하고, 상기 제1 링크 암과 제2 링크 암의 연결은 슬라이드 구조를 통해 착용자의 체형에 따라 상기 제1 링크 암 및 상기 제2 링크 암의 중첩되는 길이가 조절되어 슬라이드되어 링크 암의 길이 변경이 가능한 것일 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르는 어깨 스트레칭 기구를 이용한 유착성 관절낭염 운동 치료 시스템은, 상술한 실시예에 따르는 어깨 스트레칭 기구를 이용하여 확보한 환자들의 치료 데이터를 취합하여 축적하고, 이를 이용하여 구축한 알고리즘을 통해서 환자별 맞춤형 운동치료 알고리즘을 제안하는 것일 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르는 어깨 스트레칭 기구를 이용한 어깨 운동 치료 방법은, 어깨 환자를 치료하거나 일반인들이 어깨 스트레칭을 수행하는 방법으로서, 어깨의 운동 과정에서 어깨 스트레칭 기구를 이용하여 환자의 어깨를 물리적으로 눌러주면서 어깨의 견갑상완 리듬을 유지하게 함과 동시에, 상기 어깨 스트레칭 기구를 이용하여 환자의 어깨의 적정 가동범위를 확인하고 적정 가동범위 내에서 어깨를 운동할 수 있도록 할 수 있다.
유착성 관절낭염 환자의 경우 근력의 부재보다는 조직이 굳으며 줄어든 가동범위의 회복에 치료가 더 집중되어야 한다. 그러나 기존의 상지 재활 운동 로봇은 유연성 증대보단 마비 환자를 위한 근력 강화에 초점이 맞춰져 있기 때문에 이러한 기존 상지 재활 로봇으로는 유착성 관절낭염 환자의 치료에 한계가 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르는 어깨 스트레칭 기구의 이용 효과는 정상적인 움직임 내에서 가동범위가 늘어나도록 견갑상완 리듬을 유지하게 시켜줄 수 있는 것이다.
유착성 관절낭염 환자는 보통 팔을 벌려 들어 올리는 과정에서 굳은 어깨가 움직이지 못하는 범위를 보상하기 위해 견갑골을 들어 올리는 행동을 무의식적으로 하게 되는데, 상술한 견갑상완 리듬을 유지함으로써 이러한 움직임을 정상범위 내로 억제한 상태에서 스트레칭을 수행하게 될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르는 어깨 스트레칭 기구는 유착성 관절낭염 환자로 하여금 유연성 증대와 동시에 정상적인 견갑상완 리듬을 숙지시키는 것을 도와주는 효과가 있다.
이러한 본 발명의 실시예들은, 비슷한 증상을 가지는 편마비성견관절통증 환자에게도 적용할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예들은, 관련 증상이 없는 일반인의 어깨 스트레칭에도 적용하여 효과를 기대할 수 있다.
도 1은, 사람이 어깨를 움직일 때 각각의 움직임에 따라 견갑골이 이동하는 형태를 나타낸 그림이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따르는 어깨 스트레칭 기구를 배면에서 바라본 구조를 나타내는 모식도이다.
도 3은, 도 2의 어깨 스트레칭 기구를 환자가 착용하고 어깨를 움직이는 일반적인 모습을 배면에서 바라본 구조를 나타내는 모식도로서, 환자가 어깨 관절을 비정상적으로 올리게 되는 모습이 드러나고 있다.
도 4는, 도 2의 어깨 스트레칭 기구를 환자가 착용하고 어깨를 움직이는 경우에 견갑 제어부가 어깨의 상승을 억제할 경우, 정상 가동범위 내에서 환자의 어깨가 운동하게 되는 모습을 배면에서 바라본 구조를 나타내는 모식도이다.
도 5는, 본 발명의 다른 일 실시예에 따르는 어깨 스트레칭 기구를 배면에서 바라본 구조를 나타내는 모식도이다.
도 6은, 도 5의 어깨 스트레칭 기구를 환자가 착용한 모습을 후측면에서 바라본 형태를 나타낸 모식도이다.
도 7은, 도 5의 어깨 스트레칭 기구를 환자가 착용한 모습에서 환자가 어깨를 움직일 경우 어깨 스트레칭 기구의 회전 운동이 이루어지는 부분의 자유도를 나타내는 모식도이다.
도 8은, 도 6에 나타나 있는 도면에서 각각의 회전운동을 설명하기 위하여 상기 회전운동들이 일어나는 평면을 도시한 그림이다.
도 9는, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르는 어깨 스트레칭 기구에 있어서 견갑 제어부가 어깨의 상부에서 목 안쪽(승모근 부위)을 감싸거나 잡아줄 수 있는 형태로 구현된 설계도의 일 예를 도시한 그림이다.
도 10은, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르는 어깨 스트레칭 기구에 있어서 견갑 제어부가 견갑의 하부에서 등에 접촉하면서 등을 상부 쪽으로 지지하는 형태(밀어서 견갑을 쓸어올리는 형태로 구동하는 구조)로 구현된 일 예(L자형)를 도시한 그림이다.
도 11은, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르는 어깨 스트레칭 기구에 있어서 견갑 제어부가 견갑의 후방에서 밀어주는 형태로 구현된 일 예를 도시한 그림이다.
도 12는, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르는 어깨 스트레칭 기구에 있어서 견갑 제어부가 견갑의 외측면에서 견갑을 덮는 형태로 구현된 일 예를 도시한 그림이다.
도 13은, 유착성 관절낭염 환자를 치료하기 위하여 본 발명의 어깨 스트레칭 기구를 개발하는 과정에 대하여 설명하는 그림이다.
본 개시의 실시예들은 본 개시의 기술적 사상을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것이다. 본 개시에 따른 권리범위가 이하에 제시되는 실시예들이나 이들 실시예들에 대한 구체적 설명으로 한정되는 것은 아니다.
본 개시에 사용되는 모든 기술적 용어들 및 과학적 용어들은, 달리 정의되지 않는 한, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해되는 의미를 갖는다. 본 개시에 사용되는 모든 용어들은 본 개시를 더욱 명확히 설명하기 위한 목적으로 선택된 것이며 본 개시에 따른 권리범위를 제한하기 위해 선택된 것이 아니다.
본 개시에서 사용되는 "포함하는", "구비하는", "갖는" 등과 같은 표현은, 해당 표현이 포함되는 어구 또는 문장에서 달리 언급되지 않는 한, 다른 실시예를 포함할 가능성을 내포하는 개방형 용어(open-ended terms)로 이해되어야 한다.
본 개시에서 기술된 단수형의 표현은 달리 언급하지 않는 한 복수형의 의미를 포함할 수 있으며, 이는 청구범위에 기재된 단수형의 표현에도 마찬가지로 적용된다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 개시의 실시예들을 설명한다. 또한, 이하의 실시예들의 설명에 있어서, 동일하거나 대응하는 구성요소를 중복하여 기술하는 것이 생략될 수 있다. 그러나, 구성요소에 관한 기술이 생략되어도, 그러한 구성요소가 어떤 실시예에 포함되지 않는 것으로 의도되지는 않는다.
사람의 어깨는 볼, 소켓의 구조로 되어있으나 그 가동범위 확보를 위해 안전성이 낮은 얕은 소켓 구조의 형태를 띠고 있다. 이러한 어깨의 불안정성을 보완하기 위한 다양한 구조적, 기구적 안정화 요소들이 있는데 특히 견갑상완 리듬은 위 팔의 벌림 정도에 따라 견갑골을 움직여 윗 팔이 얕은 소켓의 위치를 벗어나지 않도록 하는 역할로 이해할 수 있다.
유착성 관절낭염 환자들은 벌어지지 않는 어깨로 인해 상기 견갑상완 리듬이 무너진 움직임에 점점 익숙해지게 된다. 이와 같이 유착성 관절낭염 환자들은 재활 운동을 수행하는 과정에서 정상적인 리듬을 벗어나는 범위에서 훈련할 가능성이 높은데, 이러한 운동은 오히려 다른 병을 유발하는 원인이 될 수 있다.
본 발명에서 제안하는 어깨 스트레칭 기구의 실시예에 따르면, 이러한 견갑상완 리듬이 지속적으로 유지되도록 운동 과정에서 환자의 어깨를 잡아 제어해 줌으로써 기존의 단순 스트레칭을 시켜주던 유착성 관절낭염 환자 재활 로봇의 선행 연구들에 비해 더 효과적인 치료를 기대할 수 있다.
본 발명에서 제안하는 실시예들은 유착성 관절낭염 환자의 치료 목적을 위한 기구 설계에 관한 것으로서, 사람의 어깨의 안정성에 기여하는 견갑상완 리듬이 정상범주(환자의 병변이 없는 쪽 어깨의 움직임, 혹은 견갑골과 위쪽 팔의 교과서적 상대적 움직임을 기준으로 한 범위)내에서 유연성이 증가하도록 도우는 기구이자 로봇에 관한 것일 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 크게는 외부에서 견갑골의 위치를 파악하고 제어하기 위한 견갑 제어부와 팔의 유연성 운동을 수행하기 위한 팔 제어부로 구성되어 수동적 또는 능동적으로 환자의 어깨 스트레칭을 도울 수 있는 어깨 스트레칭 기구가 제안된다.
도 1은, 사람이 어깨를 움직일 때 각각의 움직임에 따라 견갑골이 이동하는 형태를 나타낸 그림이다. 본 발명에서 제안하는 어깨 스트레칭 장치는 어깨의 움직임이 발생할 때 어깨가 정상 범주 내에서 움직이도록 어깨 및 견갑골을 지지하거나 외력을 가하여 움직임을 보조하는 장치일 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따르는 어깨 스트레칭 기구를 배면에서 바라본 구조를 나타내는 모식도이다. 아래에서는 도 2에 도시되어 있는 어깨 스트레칭 기구의 각 부분을 도 2를 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따르는 어깨 스트레칭 기구는, 사용자의 어깨 또는 등 쪽에 직접 닿도록 형성된 접촉부를 포함하여, 물리적인 외력을 사용자의 어깨 또는 견갑에 가함으로써 어깨의 상승 가동범위를 제어하는 견갑 제어부(60); 상기 어깨의 한계 가동범위 내에서 어깨가 움직일 수 있도록 팔의 움직임을 제어하는 팔 제어부(50); 및 전달된 어깨의 가동범위 정보에 따라 상기 견갑 제어부와 상기 팔 제어부에 움직임을 조절하는 명령을 전달하는 통합 제어부;를 포함한다.
상기 견갑 제어부는, 사용자가 팔을 올릴 때 어깨의 상부에서 어깨가 상기 한계 가동범위 밖으로 벗어나지 않도록 눌러주는 외력을 가하는 것이며, 상기 접촉부는 어깨의 상부에 위치하며, 사용자의 뒤에서 앞으로 연장 형성된 봉 구조 또는 승모근을 상부에서 덮으며 감싸주는 곡면을 포함하는 구조로 형성된 것일 수 있다.
상기 견갑 제어부는, 사용자가 팔을 올릴 때 후방에서 사용자의 견갑을 지지하며 밀어 올려주는 외력을 가하는 것이며, 상기 접촉부는, 상기 견갑의 후방부에 위치하여 사용자가 팔을 사용하여 앞이나 위쪽으로 힘을 가할 때 견갑골이 걸리는 형태로 형성되고, L자형, 삼각형, 반달형 또는 곡면을 포함하여 견갑을 후방에서 감싸주는 형태 중 하나의 지지체를 포함하는 것일 수 있다.
상기 접촉부는, 최소한 3자유도 이상을 가지도록 형성되는 견갑 제어부의 말단에 이어져 있는 형태인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르는 어깨 스트레칭 기구는, 수직 방향으로 연장 형성된 지지축(10); 상기 지지축에 끼워지도록 구비되어 높이 조정이 가능한 높이 조절부(20); 일 측이 상기 높이 조절부에 연결되는 링크 암(30); 어깨의 축을 잡아주며 동시에 어깨의 상승 가동범위를 억제하는 견갑 제어부(60); 일 측이 상기 링크 암과 연결되며 어깨의 한계 가동범위를 측정하는 어깨 가동범위 센싱부(40); 팔을 지지하는 동시에 설정된 가동 범위 내에서 어깨가 움직일 수 있도록 팔의 움직임을 제어하는 팔 제어부(50); 및 상기 어깨 가동범위 센싱부로부터 전달받은 어깨의 가동범위 정보에 따라 상기 견갑 제어부와 상기 팔 제어부에 움직임을 제어하는 명령을 전달하는 통합 제어부;를 포함한다.
상기 지지축은 재활치료시 환자의 등 가운데에 위치하게 되며, 상기 높이 조절부와 상기 링크 암은 모두 환자의 후방 등 쪽에 위치하게 된다.
상기 견갑 제어부는 일 측이 링크 암과 같이 상기 높이 조절부에 연결되는 구조일 수 있고, 또는 상기 견갑 제어부는 상기 링크 암의 높이 조절부와 연결된 일 측의 반대 쪽 타 측에 연결되는 구조일 수도 있다. 상기 견갑 제어부는 환자의 어깨 운동시 어깨 관절의 비정상적인 상승을 억제하는 역할을 수행할 수 있다.
상기 어깨 가동범위 센싱부는 환자의 배면 쪽에 위치한 링크 암과 어깨 아래 쪽으로 연장 형성되는 팔 제어부 사이를 연결하는 역할을 수행할 수 있다. 일 예로서, 상기 어깨 가동범위 센싱부는 도 1 또는 도 4에 도시된 것과 같이 두 번 벤딩된 연결부 구조로 형성될 수 있다.
상기 팔 제어부는 팔꿈치에 끼워져 팔의 다자유도를 반영한 운동을 수행할 수 있도록 플렉시블한 소재로 형성될 수 있으며(도 1), 다른 일 실시예에서는 리지드한 소재의 연장 형성된 플랫한 패널로 형성(도 4)될 수도 있다.
후술할 도 3 및 도 4에서 나타나는 것과 같이 상기 견갑 제어부는, 견갑의 움직임을 외부에서 제어해주기 위하여 어깨를 잡고 제어해주는 역할을 수행하도록 설계되었다.
도 3은, 도 2의 어깨 스트레칭 기구를 환자가 착용하고 어깨를 움직이는 일반적인 모습을 배면에서 바라본 구조를 나타내는 모식도로서, 유착성 관절낭염 환자가 어깨 관절을 비정상적으로 올리게 되는 모습이 드러나고 있다.
도 4는, 도 2의 어깨 스트레칭 기구를 환자가 착용하고 어깨를 움직이는 경우에 견갑 제어부가 어깨의 상승을 억제할 경우, 정상 가동범위 내에서 환자의 어깨가 운동하게 되는 모습을 배면에서 바라본 구조를 나타내는 모식도이다.
도 4에는 환자가 비정상적인 어깨의 상승 동작을 시도할 때 견갑 제어부가 정해진 위치에 고정되어 환자의 어깨 상승 동작을 제어하게 되고 이를 통해 유착성 관절낭염 환자가 정상적인 궤도에서 어깨를 운동하는 모습이 도시되어 있다. 상기 견갑 제어부는 어깨 상승을 제어할 수 있는 형태라면 다양하게 적용될 수 있으며, 일 예로서 상기 견갑 제어부는 환자의 전면으로 길게 연장 형성되는 견봉을 포함하는 구조로 형성될 수 있다.
상기 견갑 제어부는 유착성 관절낭염 환자의 어깨를 잡아 앞과 뒤 및/또는 위와 아래로 움직임을 만들어주거나 환자 견갑골의 과도한 움직임을 억제할 수 있도록 견갑골의 움직임을 잡아주는 역할을 수행할 수 있다.
유착성 관절낭염 환자에게 있어서, 가장 두드러지게 나타나는 잘못된 견갑골의 움직임은 위와 아래 방향의 움직임이다. 이 때, 견갑골의 움직임을 적어도 위와 아래의 두 방향으로의 움직임만 가능하도록 단순화시켜 적절히 제어하게 되면 유착성 관절낭염의 치료에 큰 효과를 기대할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 어깨 가동범위 센싱부는, 어깨의 3축 방향 토크를 모두 측정 가능한 것일 수 있다.
상기 어깨의 3축 방향은 앞과 뒤, 좌와 우 및 위와 아래 방향의 3개 축 방향의 어깨의 운동 방향을 의미한다.
상기 어깨 가동범위 센싱부는, 어깨의 한계 가동범위를 토크 센서나, SEA(Series Elastic Actuator)와 같이 토크를 측정할 수 있는 수단을 이용하는 것일 수 있다. 이 때, 어깨 스트레칭 기구가 회전하는 방향의 역방향으로 움직이는 힘의 변화를 측정하여 어깨의 한계 가동범위를 예측할 수 있다.
이러한 어깨의 한계 가동범위 예측 방법은 사람의 어깨가 한계 가동범위에 다다르면 무의식적으로 힘을 내는 사람의 행동과, 한계 가동범위를 유발하는 인대나 건과 같은 요소들의 장력으로 인해 발생하는 반발 힘을 이용하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 어깨 가동범위 센싱부는, 상완와 관절의 축과 센서의 축이 정렬된 상태에서 센싱이 수행되는 것일 수 있다.
상기 어깨 가동범위 센싱부는 어깨와 상기 어깨 스트레칭 기구의 축을 맞춤과 동시에 어깨의 한계 가동범위를 파악하는 것일 수 있다.
도 2에는 환자의 어깨와 어깨 스트레칭 기구의 축이 도시되어 있다. 상기 어깨의 축은 상완와관절이 회전하는 중심축으로 정의하고, 상기 기구의 축은 팔을 축에 따라 회전하기 위한 위한 마지막 3 자유도(도 7의 팔 제어부 마지막 회전축 3곳)를 합해 일컫는다.
이 때 어깨와 어깨 스트레칭 기구의 축 맞춤은 직접적인 방법과 간접적인 방법 두 가지가 사용될 수 있다. 직접적인 방법을 이용한 축 맞춤은 환자의 윗 팔에 어깨의 축을 맞춰 기구가 결착되도록 하는 것으로서, 팔이 움직이는 것에 따라 자연스레 어깨 스트레칭 기구의 축 또한 어깨의 축에 맞춰 움직이도록 하는 방법이다. 간접적인 방법을 이용한 축 맞춤은, 환자의 견갑 제어부의 움직임을 확인하여 환자의 어깨의 축을 예측하고, 예측된 어깨의 축의 위치가 실제 팔 제어부의 축 위치에서 많이 이탈할 경우 사용자에게 알려주어 시정을 권고하는 방식을 사용할 수 있다.
이를 통해 잘못된 결착으로 인해 운동효과가 감소하거나 부상을 초래할 수 있는 환경으로부터 환자를 보호할 수 있다.
상기 팔 제어부는, 유착성 관절낭염 환자의 팔을 움직이면서 운동시키는 역할을 수행하는 것일 수 있다. 상기 팔 제어부는 최소 몸 중심부에서 견갑골이 만들어내는 어깨의 움직임을 따라 팔의 위와 아래, 앞과 뒤의 움직임이 가능한 2 자유도와 팔의 회전 3축 운동을 재현할 수 있는 3 자유도를 포함하여, 최소한으로 5 자유도 이상의 구동부를 가지도록 구현될 수 있다.
이러한 견갑 제어부와 팔 제어부는 한 쌍으로 구성될 수 있으며, 상기 견갑 제어부와 팔 제어부는 가동범위 감지부와 제어부를 통해 시스템적으로 서로 연결되어 있는 구조일 수 있다.
상기 견갑 제어부와 팔 제어부가 쌍을 이루어 구비될 경우, 상황에 따라 한 쌍의 구성에 양쪽 팔을 번갈아 가면서 사용하는 외팔형과 대칭되는 두 쌍으로 양쪽 팔을 동시에 사용할 수 있는 양팔형으로 어깨 스트레칭 기구의 구성이 가능할 수 있다.
이하에서는 도 5 내지 도 7을 이용하여 본 발명의 다른 일 실시예에서 제안하는 어깨 스트레칭 기구의 다른 일 양태를 설명한다.
도 5는, 본 발명의 다른 일 실시예에 따르는 어깨 스트레칭 기구를 배면에서 바라본 구조를 나타내는 모식도이다.
도 6는, 도 5의 어깨 스트레칭 기구를 환자가 착용한 모습을 후측면에서 바라본 형태를 나타낸 모식도이다.
도 7은, 도 5의 어깨 스트레칭 기구를 환자가 착용한 모습에서 환자가 어깨를 움직일 경우 어깨 스트레칭 기구의 회전 운동이 이루어지는 부분을 나타내는 모식도이다.
도 5 내지 도 7에 도시된 다른 일 실시예에 따르는 어깨 스트레칭 기구는 도 2 내지 도 4에 도시된 일 실시예에 따르는 어깨 스트레칭 기구와 견봉의 구비 부분, 견갑 제어부의 구성 부분 및 팔 제어부의 구조 등이 상이한 특징이 있다.
우선 도 5 내지 도 7에 도시된 다른 일 실시예에 따르는 어깨 스트레칭 기구는, 견갑 제어부의 일 측으로부터 견봉이 환자의 전면 방향으로 길게 뻗어나와 있는 형태를 포함한다. 또한, 견갑 제어부가 어깨 가동범위 센싱부와 직접적으로 연결되어 있지 않으며, 팔 제어부가 리지드한 소재로 되어 팔 상완에서 팔꿈치 방향으로 길게 연장 형성된 패널구조로 이루어져 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 견갑 제어부는, 착용자의 전방을 향해 연장 형성되어 어깨의 상승 가동을 억제하는 견봉(66)을 구비한 것일 수 있다.
일 예로서, 상기 견봉(66)은 상기 견갑 제어부(60)의 일부를 이루는 어깨 제어 링크부(62)의 슬라이드부(64)에 핀 구조(65)를 통하여 고정된 것일 수 있다. 이 때, 환자의 어깨의 높이나 체형에 따라 상기 견봉의 위치는 슬라이드부(64)를 통해 상기 어깨 제어 링크부 상에서 이동 및 고정될 수 있다.
일 실시예에서, 상술한 견갑 제어부는 최소 위와 아래, 앞과 뒤의 2 자유도 움직임을 구현할 수 있도록 설계될 수 있다. 상기 견갑 제어부의 일 단부는 환자의 어깨의 상승 가동을 억제할 수 있는 견봉이나 혹은 좀 더 안 쪽인 빗장뼈 부근을 잡아 아래로 누르고 앞/뒤로 밀고 당기는 것이 가능한 기구를 구비하도록 구현될 수 있다.
도 6과 도 7에 도시된 것과 같이 상기 높이 조절부와 링크 암, 상기 어깨 가동범위 센싱부를 비롯한 각각의 부품들은 재활 운동의 효과를 증대하고자 저마다의 방향으로 회전이 가능하도록 설계될 수 있다.
도 8은, 도 7에 나타나 있는 도면에서 각각의 회전운동을 설명하기 위하여 상기 회전운동들이 일어나는 평면을 도시한 그림이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 높이 조절부는 수평한 방향인 제1 평면 방향으로 회전운동이 가능한 것이고, 상기 링크 암은 상기 높이 조절부와의 연결 부분이 상기 제1 평면 방향과 수직인 제2 평면 방향으로 회전운동이 가능한 것이고, 상기 어깨 가동범위 센싱부는 상기 링크 암과의 연결 부분이 상기 제2 평면 방향으로 회전운동이 가능한 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 팔 제어부는, 어깨에서부터 상부의 팔을 지지하는 제1 연결부(52); 상기 제1 연결부의 일 단과 연결되어 팔꿈치 위쪽의 하부의 팔을 지지하는 제2 연결부(56); 및 상기 제2 연결부의 제 1 연결부와 연결되지 않은 타 단과 연결되어 팔꿈치를 아래 쪽에서 지지하도록 연장 형성된 제3 연결부(58)를 포함하는 것일 수 있다.
일 예로서, 상기 제1 연결부와 제2 연결부는 환자의 팔의 길이에 따라 중첩되는 연결부의 길이를 제어할 수 있는 슬라이드부(54)와 슬라이딩 위치를 고정할 수 있는 핀부(55)로 구성될 수 있으며, 상기 제1 연결부를 환자의 팔 쪽에서 외측으로 지지해주는 제1 연결부 지지대(53)를 포함하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 연결부는 상기 어깨 가동범위 센싱부와의 연결 부분이 상기 제1 평면 방향 및 제2 평면 방향과 수직인 제3 평면 방향으로 회전운동(제4 자유도)이 가능한 것이고, 상기 제3 연결부의 팔꿈치가 접촉하는 부분은 상기 제3 평면에 수직한 제4 평면 방향으로 회전운동(제5 자유도)이 가능한 것일 수 있다.
상기 제 4 평면 방향은 상기 스트레칭 기구가 운동을 진행하기 전의 최조의 중립 상태일 경우에는 상기 제1 평면 방향과 수평함과 동시에 상기 제3평면에 수직한 것일 수 있다. 다만, 상기 제4 평면 방향은 환자가 상기 스트레칭 기구를 이용하여 운동하는 과정에서는, 상기 제3 평면 방향과만 수직하고 상기 제1 평면 방향과 평행하지 않은 평면 방향에서 회전 운동이 수행되는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 팔 제어부는 상부 팔 지지부 및 하부 팔 지지부를 포함하며, 착용자의 상완의 길이에 따라 상기 상부 팔 지지부와 상기 하부 팔 지지부가 중첩되는 부분이 슬라이드되며 길이를 조절할 수 있는 슬라이드부(54)를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 링크 암은 높이 조절부에 인접 형성되는 제1 링크 암(34) 및 제1 링크 암의 일 단과 연결되어 연장 형성되는 제2 링크 암(36)을 포함하고, 상기 제1 링크 암과 제2 링크 암의 연결은 슬라이드 구조를 통해 착용자의 체형에 따라 상기 제1 링크 암 및 상기 제2 링크 암의 중첩되는 길이가 조절되어 슬라이드되어 링크 암의 길이 변경이 가능한 것일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르는 어깨 스트레칭 기구를 사용하기 위한 실시 양태는 다음과 같다.
어깨 스트레칭 기구를 사용하기 전에 환자의 상태를 먼저 파악한다. 일 예로서, 환자의 병변이 있는 팔이 한쪽 또는 양쪽에 있는지 파악하는 것이 중요할 수 있다.
만약, 환자의 팔 중 병변이 한 쪽에만 있는 경우, 정상적인 팔의 움직임을 기록하기 위해 환자의 병변이 없는 쪽 팔 부분에 견갑 제어부를 환자의 어깨(견봉 혹은 빗장뼈 부근)에 결착을 시키고, 팔 제어부는 윗 팔 혹은 팔꿈치 부근을 팔을 벌리지 않은 상태를 기본자세로 하여 어깨 스트레칭 기구를 결착 시킨다. 추후 운동하는 병변이 있는 쪽 팔에 어깨 스트레칭 기구를 결착하는 방법은 동일하다.
수행하기로 계획된 스트레칭 방식에 따라 환자가 힘을 뺀 상태에서의 팔 제어(수동 스트레칭) 및/또는 환자 스스로 만들어내는 움직임(능동 스트레칭)에 따라 상기 팔 제어부는 여러 방향(앞 또는 뒤, 올리거나 내리기, 팔 벌리기, 팔의 내회전 또는 외회전)으로 움직이며 어깨 가동범위 센싱부를 통하여 견갑 제어부와 팔 제어부의 움직임 그리고 가동 역방향으로 발생하는 측정 토크의 변화를 통해 어깨의 한계 가동범위를 파악한다.
이로부터 파악된 어깨의 한계 가동범위에 대한 정보를 바탕으로 병변이 있는 팔에 어깨 스트레칭 기구를 착용하고 이러한 정보를 적용하여 운동을 수행하도록 한다. 이때 움직임이 온전히 나오지 않은 상황에서 어깨의 한계 가동범위에 다다른 것을 감지했을 경우 그 이상의 범위로 스트레칭을 강제하지 않음으로써, 스트레칭의 효과를 얻으며 무리한 스트레칭으로 인한 부상을 방지할 수 있다. 만약 양팔 모두 병변이 있어 정상적인 움직임을 녹화할 데이터가 없으면, 교과서적으로 알려진 견갑상완 리듬에 따라 같은 운동을 수행시킬 수 있다.
이러한 운동의 과정 중에 얻은 데이터를 이용하면 유착성 관절낭염 환자의 치료 경과를 파악할 수도 있다.
도 9는, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르는 어깨 스트레칭 기구에 있어서 견갑 제어부가 어깨의 상부에서 목 안쪽(승모근 부위)을 감싸거나 잡아줄 수 있는 형태로 구현된 설계도의 일 예를 도시한 그림이다.
도 10은, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르는 어깨 스트레칭 기구에 있어서 견갑 제어부가 견갑의 하부에서 등에 접촉하면서 등을 상부 쪽으로 지지하는 형태(밀어서 견갑을 쓸어올리는 형태로 구동하는 구조)로 구현된 일 예(L자형)를 도시한 그림이다.
본 발명의 어깨 스트레칭 기구는, 견갑 제어부와 그에 포함된 접촉부를 다양한 형태로 구성할 수 있으며, 도 9와 도 10에 도시된 것과 같이 견갑 제어부의 말단에 접촉부가 형성되고, 상기 접촉부는 승모근 쪽을 위에서 감싸거나 잡아주는 형태로 구성될 수도 있고 다른 예에서는 상기 접촉부는 견갑골을 뒤에서 지지하며 밀어주거나 올려주는 형태로 구성될 수 있다.
도 9 및 도 10에 도시된 형태는 본 발명에서 구현하고자 하는 기술적인 특징이 구현된 일 구현 예일 뿐이며, 한 쪽 어깨를 기준으로 상기 기구가 세팅되었을 경우를 나타내는 것으로, 반대 쪽 어깨에 상기 기구가 세팅될 경우에는 대칭 형태로 상기 견갑 제어부와 그에 포함된 접촉부가 형성될 수도 있다.
도 11은, 유착성 관절낭염 환자를 치료하기 위하여 본 발명의 어깨 스트레칭 기구를 개발하는 과정에 대하여 설명하는 그림이다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르는 어깨 스트레칭 기구를 이용한 유착성 관절낭염 운동 치료 시스템은, 제1항의 어깨 스트레칭 기구를 이용하여 확보한 환자들의 치료 데이터를 취합하여 축적하고, 이를 이용하여 구축한 알고리즘을 통해서 환자별 맞춤형 운동치료 알고리즘을 제안하는 것일 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르는 어깨 스트레칭 기구를 이용한 어깨 운동 치료 방법은, 어깨의 운동 과정에서 어깨 스트레칭 기구를 이용하여 환자의 어깨를 물리적으로 눌러주면서 어깨의 견갑상완 리듬을 유지하게 함과 동시에, 상기 어깨 스트레칭 기구를 이용하여 환자의 어깨의 적정 가동범위를 확인하고 적정 가동범위 내에서 어깨를 운동할 수 있도록 할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
* 부호의 설명
10: 지지축
20: 높이 조절부
30: 링크 암
34: 36:
40: 어깨 가동범위 센싱부
50: 팔 제어부
52:제1 연결부, 53: 제1 연결부 지지대,
55: 핀 부, 56: 제2 연결부,
58: 제3 연결부, 59: 팔꿈치 슬라이드부
60: 견갑 제어부
62: 어깨 제어 링크부, 64: 슬라이드부
65:핀 구조, 66:견봉

Claims (17)

  1. 사용자의 어깨 또는 등 쪽에 직접 닿도록 형성된 접촉부를 포함하여, 물리적인 외력을 사용자의 어깨 또는 견갑에 가함으로써 견갑의 위치를 제어하는 견갑 제어부;
    상기 어깨의 한계 가동범위 내에서 어깨가 움직일 수 있도록 팔의 움직임을 제어하는 팔 제어부; 및
    전달된 어깨의 가동범위 정보에 따라 상기 견갑 제어부와 상기 팔 제어부에 움직임을 조절하는 명령을 전달하는 통합 제어부;를 포함하는,
    어깨 스트레칭 기구.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 견갑 제어부는, 사용자가 팔을 올릴 때 상부에서 상기 어깨를 눌러주어 어깨가 과도하게 올라 간 것을 억제하거나 내려가지 못하는 것을 보조해주는 외력을 가하는 것이며,
    상기 접촉부는 어깨의 상부에 위치하며, 사용자의 뒤에서 앞으로 연장 형성된 봉 구조 또는 승모근을 상부에서 덮으며 감싸주는 곡면을 포함하는 구조로 형성된 것인,
    어깨 스트레칭 기구.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 견갑 제어부는, 사용자가 팔을 올릴 때 후방에서 사용자의 견갑을 지지하며 밀어 올려주는 외력을 가하는 것이며,
    상기 접촉부는, 상기 견갑의 후방부에 위치하여 사용자가 팔을 사용하여 앞이나 위쪽으로 힘을 가할 때 견갑골이 걸리는 형태로 형성되고, L자형, 삼각형, 반달형 또는 곡면을 포함하여 견갑을 후방에서 감싸주는 형태 중 하나의 지지체를 포함하는 것인,
    어깨 스트레칭 기구.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 견갑 제어부는, 사용자의 견갑이 배면 쪽으로 당겨지지 못할 때 후방에서 밀어주는 외력을 가하는 것이며,
    상기 접촉부는, 상기 견갑의 후방부에 위치하여 견갑을 전면으로 밀어주는 곡면, 평면 형태의 접촉면 중 하나의 형상을 가진 것인,
    어깨 스트레칭 기구.
  5. 제 1항에 있어서
    상기 견갑 제어부는, 사용자의 견갑이 몸의 측면 바깥쪽으로 나오는 것을 반대로 안으로 밀어주는 외력을 가하는 것이며,
    상기 접촉부는, 상기 견갑의 신체 외측면에 위치하여 견갑을 덮는 형태 또는 사용자의 뒤에서 앞으로 연장 형성된 봉 형태인 것인,
    어깨 스트레칭 기구.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 접촉부는, 최소한 3자유도 이상을 가지도록 형성되는 견갑 제어부의 말단에 이어져 있는 형태인 것인,
    어깨 스트레칭 기구.
  7. 수직 방향으로 연장 형성된 지지축;
    상기 지지축에 끼워지도록 구비되어 높이 조정이 가능한 높이 조절부;
    일 측이 상기 높이 조절부에 연결되어 견갑 제어부 또는 연결부와 이어지는 링크 암;
    일 측이 상기 지지축 또는 상기 링크 암에 연결되며 어깨의 축을 잡아주며 동시에 견갑의 움직임을 제어하는 견갑 제어부;
    일 측이 상기 링크 암과 연결되며 어깨의 한계 가동범위를 측정하는 어깨 가동범위 센싱부;
    상기 어깨 가동범위 센싱부의 타 측과 연결되며, 팔을 지지하는 동시에 설정된 가동 범위 내에서 어깨가 움직일 수 있도록 팔의 움직임을 제어하는 팔 제어부; 및
    상기 어깨 가동범위 센싱부로부터 전달받은 어깨의 가동범위 정보에 따라 상기 견갑 제어부와 상기 팔 제어부에 움직임을 제어하는 명령을 전달하는 통합 제어부;를 포함하는,
    어깨 스트레칭 기구.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 어깨 가동범위 센싱부는, 어깨의 3축 방향 토크를 모두 측정 가능한 것인,
    어깨 스트레칭 기구.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 어깨 가동범위 센싱부는, 상완와 관절의 축과 센서의 축이 정렬된 상태에서 센싱이 수행되는 것인,
    어깨 스트레칭 기구.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 견갑 제어부는,
    착용자의 전방을 향해 연장 형성되어 어깨의 상승 가동을 억제하는 견봉(66)을 구비한 것인,
    어깨 스트레칭 기구.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 높이 조절부는 수평한 방향인 제1 평면 방향으로 회전운동(제1 자유도)이 가능한 것이고,
    상기 링크 암은 상기 높이 조절부와의 연결 부분이 상기 제1 평면 방향과 수직인 제2 평면 방향으로 회전운동(제2 자유도)이 가능한 것이고,
    상기 어깨 가동범위 센싱부는 상기 링크 암과의 연결 부분이 상기 제2 평면 방향으로 회전운동(제3 자유도)이 가능한 것인,
    어깨 스트레칭 기구.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 팔 제어부는,
    어깨에서부터 상부의 팔을 지지하는 제1 연결부;
    상기 제1 연결부의 일 단과 연결되어 팔꿈치 위쪽의 하부의 팔을 지지하는 제2 연결부; 및
    상기 제2 연결부의 제 1 연결부와 연결되지 않은 타 단과 연결되어 팔꿈치를 아래 쪽에서 지지하도록 연장 형성된 제3 연결부를 포함하는 것인,
    어깨 스트레칭 기구.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 연결부는 상기 어깨 가동범위 센싱부와의 연결 부분이 상기 제1 평면 방향 및 제2 평면 방향과 수직인 제3 평면 방향으로 회전운동(제4 자유도)이 가능한 것이고,
    상기 제3 연결부의 팔꿈치가 접촉하는 부분은 수평한 방향인 제1 평면 방향으로 회전운동(제5 자유도)이 가능한 것인,
    어깨 스트레칭 기구.
  14. 제7항에 있어서,
    상기 팔 제어부는 상부 팔 지지부 및 하부 팔 지지부를 포함하며,
    착용자의 상완의 길이에 따라 상기 상부 팔 지지부와 상기 하부 팔 지지부가 중첩되는 부분이 슬라이드되며 길이를 조절할 수 있는 슬라이드부를 포함하는 것인,
    어깨 스트레칭 기구.
  15. 제7항에 있어서,
    상기 링크 암은 높이 조절부에 인접 형성되는 제1 링크 암 및 제1 링크 암의 일 단과 연결되어 연장 형성되는 제2 링크 암을 포함하고,
    상기 제1 링크 암과 제2 링크 암의 연결은 슬라이드 구조를 통해 착용자의 체형에 따라 상기 제1 링크 암 및 상기 제2 링크 암의 중첩되는 길이가 조절되어 슬라이드되어 링크 암의 길이 변경이 가능한 것인,
    어깨 스트레칭 기구.
  16. 제1항 또는 제7항 중 어느 한 항의 어깨 스트레칭 기구를 이용하여 확보한 환자들의 치료 데이터를 취합하여 축적하고,
    이를 이용하여 구축한 알고리즘을 통해서 환자별 맞춤형 운동치료 알고리즘을 제안하는 것인,
    어깨 스트레칭 기구를 이용한 어깨 운동 치료 시스템.
  17. 어깨 환자를 치료하거나 일반인들이 어깨 스트레칭을 수행하는 방법으로서,
    어깨의 운동 과정에서 어깨 스트레칭 기구를 이용하여 사용자의 어깨를 물리적으로 눌러주면서 어깨의 견갑상완 리듬을 유지하게 함과 동시에,
    상기 어깨 스트레칭 기구를 이용하여 사용자의 어깨의 적정 가동범위를 확인하고 적정 가동범위 내에서 어깨를 운동할 수 있도록 하는,
    어깨 스트레칭 기구를 이용한 어깨 운동 및 치료 방법.
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