KR20160011551A

KR20160011551A - 바이오피드백을 이용한 자가 안정화 운동 제어기구

Info

Publication number: KR20160011551A
Application number: KR1020140092881A
Authority: KR
Inventors: 윤준호; 윤현철
Original assignee: 윤준호; 윤현철
Priority date: 2014-07-22
Filing date: 2014-07-22
Publication date: 2016-02-01

Abstract

본 발명은 바이오피드백을 이용한 자가 안정화 운동 제어기구로, 자가 안정화 운동을 실행할 때 인체와 바닥면사이에 위치하는 공기가 들어있는 공기주머니와 측정부, 그리고 측정된 정보를 분석하여 여러 가지 게임을 할 수 있게 만들어 주는 애플리케이션을 구비하는 스마트폰을 포함하며, 상기 측정부는 운동을 실행하는 동안 발생하는 상기 공기주머니 내부 압력의 변화를 측정하는 공기압력 센서; 센서로부터 전달된 신호의 잡음을 제거하고 디지털 신호로 변환시키는 변환부; 디지털 신호를 상기 스마트폰으로 정보를 전달해 주는 블루투스 모듈을 포함한다. 이에 따라 상기 기구로부터 측정된 압력변화의 정보를 블루투스로 연결된 상기 스마트폰에 송신하고, 상기 스마트폰에서 수신된 정보를 분석한 후, 여러 가지 게임을 통해 사용자가 적극적인 자가 안정화 운동을 할 수 있게 유도함으로써, 운동의 효과를 증대시킬 뿐만 아니라 사용자가 수행한 게임의 과정, 결과를 통해 자가 안정화 운동을 쉽게 인지하고, 흥미를 유발시켜 자발적으로 운동을 수행할 수 있게 한다.

Description

바이오피드백을 이용한 자가 안정화 운동 제어기구{Device for self stabilization training control using biofeed-back}

본 발명은 바이오피드백을 이용한 자가 안정화 운동을 제어하는 기구로써, 보다 상세하게는 사용자가 운동을 실행하는 동안 상기 기구의 공기주머니를 압박하는 압력변화의 정보를 스마트폰으로 전송하고, 수신된 정보를 활용하여 여러 가지 게임을 실행하게 함으로써, 사용자가 압력의 변화를 인지하고 스스로 안정화 운동을 제어하게 하는 기구에 관한 것이다.

안정화(stabilization)란 사람이 의식적 또는 무의식적으로 관절에서 나타나는 크거나 미세한 움직임을 조절할 수 있는 능력이며, 안정화의 목적은 근육과 관절에 대한 움직임의 조절 능력을 회복시키는 것이며, 최근 치료 목적의 운동뿐만 아니라 예방 차원의 관리 측면에서도 주목을 받고 있다. (Magee D.j, Instability and stabilization. Theory and treatment, 1999)

심부 목 굽힘근(Deep neck flexor)인 긴목근(longus colli muscle)과 긴머리근(longus capitis muscle)은 목뼈의 자세유지와 전만지지 및 조절에 중요한 역할을 한다. (D. Falla, S. O'Leary, A. Fagan, and G. Jull, Recruitment of the deep cervical flexor muscles during a postural-correction exercise performed in sitting, 2007) 또한 뭇갈래근(multifidus muscle)은 목 뼈 분절의 움직임을 조절하고 목 통증과 손상의 원인이 된다. (M. Stokes, J. Hides, J. Elliott, K. Kiesel, and P. Hodges, Rehabilitative ultrasound imaging of the posterior paraspinal muscles, 2007)

요부 안정화에 관여하는 근육 중 뭇갈래근과 배가로근(transverse abdominis muscle)은 인체의 모든 움직임에 있어서 다른 근육보다 먼저 수축하여 몸의 균형을 유지하는 작용을 한다. (Hodges와 Gandevia, Activation of human diaphragm during a respective postural task, J Physiol, 2000)

허리 안정화 운동인 복부 드로잉-인(Abdominal Drawing-in) 방법은 복벽을 안쪽으로 당김으로써 배가로근과 배빗속근(internal oblique abdominis muscle)을 수축시켜 허리의 안정화에 도움을 주며 목의 안정화 운동인 턱 당기기(chin tuck) 방법은 심부에 위치한 긴목근과 긴머리근을 수축시켜 목의 안정화에 도움을 준다. 복부 드로잉-인 방법을 실행하는 동안에 허리의 전만이나 움직임에는 변화가 없어야 하며 턱 당기기 방법을 실행하는 동안에 경부의 전만이 약간 편평해짐이 나타나며 이러한 변화를 측정하기 위해 목, 허리에 공기를 채워 넣은 압력감지기를 이용한다.(Richardson CA, Jull GA, Hodges PW, et al, Therapeutic Excercise for spinal segmental stabilization in low back pain, 1999)

바이오피드백(Biofeedback)은 "생체되먹임 작용"이라고 할 수 있으며, 인체에서 일어나는 여러 가지 현상을 측정하고 이들을 시각, 청각으로 모니터링하면서 스스로 훈련을 통해 이런 현상을 조절할 수 있도록 도와주는 방법이다.

최근 기술의 발달로 인해 스마트폰에 연결할 수 있는 다양한 외부기기들이 널리 보급되고 있으며, 맥박, 혈압 측정기, 만보기 등 인체에서 일어나는 여러 가지 현상을 시각적으로 보여주는 외부기기들 또한 개발되고 있다.

이와 같이 목과 허리의 자가 안정화 운동을 통한 심부근육들의 강화는 목과 허리의 안정성에 큰 역할을 하지만 자가 안정화 운동이 작고 단조로운 움직임으로 이루어져 있어 사용자가 쉽게 지루함을 느끼게 되며, 또한 올바르게 실행하고 있는지를 알 수 없는 등의 문제점을 가지고 있으므로, 안정화 운동의 상태를 스마트폰으로 보면서 사용자가 스스로 운동을 제어 할 수 있고 게임을 통해 흥미를 증진시킬 수 있는 바이오피드백 시스템이 필요한 실정이다.

본 발명의 목적은 자가 안정화 운동 동안 나타나는 인체의 움직임을 감지하고, 스마트폰을 통해 시각, 청각, 진동각 등으로 피드백을 제공하여, 자가 안정화 운동을 올바르게 실행하도록 유도하고, 게임 등을 통해 지속적인 흥미와 동기 유발을 제공함으로써, 사용자가 적극적인 자가 안정화 운동을 실행하도록 유도하는 것을 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 바이오피드백을 이용한 자가 안정화 운동 제어기구는 공기가 들어 있는 공기주머니와 상기 공기주머니와 연결된 측정부, 측정된 정보를 분석하여 여러 가지 게임을 할 수 있게 만들어 주는 애플리케이션을 구비하는 스마트폰을 포함하여 구성된다.

상기 측정부는 공기주머니 내부 압력의 변화 정보를 측정하는 공기압력 센서부와 센서부로 전달된 신호의 잡음을 제거하고 디지털 신호로 변환시키는 변환부와 상기 스마트폰으로 정보를 전달해 주는 블루투스 모듈을 포함하여 구성된다.

본 발명에 의한 바이오피드백을 이용한 자가 안정화 운동 제어기구에 의하면, 자가 안정화 운동을 올바르게 실행 할 수 있도록 유도하고, 단조롭고 지루한 목과 허리의 자가 안정화 운동을 여러 가지 바이오피드백 게임을 통해 흥미와 동기 유발을 일으켜 적극적인 안정화 운동을 실행하게 하며, 지속적인 자가 안정화 운동을 통해 심부근육이 강화됨으로써 목과 허리의 안정성이 증가되고, 일상생활이나 스포츠 활동 동안에 발생할 수 있는 목과 허리의 손상을 예방할 수 있다.

도 1a는 본 발명에 따른 바이오피드백을 이용한 자가 안정화 운동 제어기구의 허리에 넣는 공기주머니에 대한 정면도,
도 1b는 본 발명에 따른 바이오피드백을 이용한 자가 안정화 운동 제어기구의 목에 넣는 공기주머니에 대한 정면도,
도 2는 본 발명에 따른 바이오피드백을 이용한 자가 안정화 운동 제어기구의 블록도,
도 3a는 본 발명에 따른 바이오피드백을 이용한 자가 안정화 운동 제어기구의 목에 적용한 예시도,
도 3b는 본 발명에 따른 바이오피드백을 이용한 자가 안정화 운동 제어기구의 허리에 적용한 예시도이다.

이하 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 도면을 참고하여 자세히 설명한다.

도 1내지 도 2에서 보는 바와 같이 바이오피드백을 이용한 자가 안정화 운동 제어기구는 공기주머니(10)와 공기 주머니(10)에 안정적으로 부착되며 손쉽게 분리되는 측정부(20), 그리고 측정된 정보를 분석하여 여러 가지 게임을 할 수 있게 만들어 주는 애플리케이션을 구비하는 스마트폰(30)으로 구성된다.

측정부(20)는 자가 안정화 운동을 실행하는 동안 발생하는 공기주머니(10) 내부 압력이 변화되는 정보를 측정하는 공기압력 센서(22)와 전달된 신호의 잡음을 제거하고 디지털 신호로 변환시키는 변환부(23), 그리고 스마트폰으로 정보를 전달해 주는 블루투스 모듈(24)로 구성된다.

공기주머니(10)는 고무시트로 형성된 팽창식 주머니로 공기주입구(13)를 통해 공기를 주입 및 배출할 수 있으며 공기주입구(13)와 측정부(20)의 커넥터(21)를 통해 연결과 분리가 가능하고 목과 허리의 해부학적 구조에 따라 각각의 크기 및 형태를 가진다.

본 발명에 따른 실시 예를 도 3a 내지 도 3b를 참조하여 설명하면, 측정부(20)의 전원(25)을 켜고 측정된 정보를 분석하여 여러 가지 게임을 할 수 있게 만들어 주는 애플리케이션을 구비하는 스마트폰(30)과 측정부(20)를 블루투스로 연결한다.

허리에 사용하는 공기 주머니(11) 혹은 목에 사용하는 공기 주머니(12)의 공기주입구(13)를 통해 공기를 주입시킨 후 공기주입구(13)와 측정부(20)의 커넥터(21)를 연결한 허리에 사용하는 공기 주머니(11) 혹은 목에 사용하는 공기 주머니(12)를 사용자가 바로 누운 상태에서 바닥면과 사용자의 목 혹은 허리 사이에 위치한다.

사용자가 움직이지 않은 상태에서 바닥면과 사용자의 사이에 위치한 허리에 사용하는 공기 주머니(11) 혹은 목에 사용하는 공기 주머니(12) 내부의 압력을 측정부(20)의 공기압력센서(22)가 측정하고 변환부(23)로 보내어 전달된 신호의 잡음을 제거하고 디지털 신호로 변환시키고 블루투스모듈(24)을 통해 애플리케이션을 구비하는 사용자의 스마트폰(30)으로 전송한다.

사용자가 움직이지 않은 상태에서 최초 수신된 압력을 기준으로 허리 안정화 운동인 복부드로잉-인이나 목의 안정화 운동인 턱 당기기 등의 자가 안정화 운동을 하는 동안 변화되는 압력이 전송된다.

여기서 스마트폰(30)에 구비된 애플리케이션에는 운동을 가르쳐 주는 여러 가지 운동 프로그램과 자가 안정화운동에 적합하도록 게임이 프로그래밍 되어있으며 게임의 종류와 규칙, 방식을 다양하게 하고 수행한 게임의 종목, 운동시간, 정확도 등을 저장함으로써 사용자의 지속적인 흥미와 적극적인 동기를 유발하게 된다.

10 : 공기 주머니
11 : 허리에 사용하는 공기 주머니
12 : 목에 사용하는 공기 주머니
13 : 공기 주입구
20 : 측정부
21 : 커넥터
22 : 공기 압력센서
23 : 변환부
24 : 블루투수 모듈
25 : 전원
30 : 스마트폰

Claims

자가 안정화 운동 중 발생하는 압력의 변화정보를 스마트폰으로 보여 주는 기구;
사용자의 인체와 바닥면 사이에 위치한 공기주머니와 측정부를 포함하며,
상기 측정부에는 상기 공기주머니 내부의 압력을 측정하는 센서부와,
상기 센서부로부터 전달된 신호의 잡음을 제거하고 디지털 신호로 변환시키는 변환부와,
상기 변환부에서 변환시킨 디지털신호를 사용자의 스마트폰으로 전달해주는 블루투스 모듈과,
수신된 신호를 사용하여 여러 가지 게임 등을 할 수 있게 만들어주는 애플리케이션이 구비된 사용자의 스마트폰을 포함하며,
사용자가 안정화 운동을 실행하는 동안 압력의 변화를 인지하고, 상기 공기 주머니를 압박하는 압력의 양을 스스로 조절하게 만드는 것을 특징으로 하는 기구.
제 1항에 있어서 공기주머니는 공기 주입 및 측정부와 결합을 위해 돌출된 공기 주입구를 갖는 것을 특징으로 하는 자가 안정화 운동 제어기구.
제 1항에 있어서 측정부는 공기주머니와 결합을 위해 돌출된 커넥터를 갖으며, 공기주머니 내부로 삽입되는 관을 갖는 것을 특징으로 하는 자가 안정화 운동 제어기구