KR20180089126A - 무릎각도 측정 장치를 포함하는 무릎관절 재활장치 및 이를 운용하는 방법 - Google Patents
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Abstract
무릎각도 측정 장치를 포함하는 무릎관절 재활장치 및 이를 운용하는 방법이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 무릎관절 재활장치(100)는, 대상환자의 무릎을 포함하는 다리 일부를 감싸는 형태로 착용하여 대상환자의 무릎관절 재활을 위한 운동을 유도하는 무릎관절 재활장치(100)로서, 대상환자의 대퇴부(thigh, 11)의 적어도 일부를 감싸는 형태로 장착되고, 제 1 관성측정센서(111)가 탑재된 상부지지대(110); 대상환자의 하퇴부(lower leg, 12)의 적어도 일부를 감싸는 형태로 장착되고, 제 2 관성측정센서(121)가 탑재된 하부지지대(120); 및 상기 상부지지대(110) 또는 하부지지대(120)에 장착되고, 제 1 관성센서(111)와 제 2 관성센서(121)를 통해 검출된 관성데이터를 바탕으로 무릎관절 굽힘 각도를 산출하고, 산출된 무릎관절 굽힘 각도를 대상환자에게 출력하는 제어부(130);를 포함하는 것을 구성의 요지로 한다.
본 발명에 따르면, 환자 자신이 무릎의 굽힘 각도를 스스로 인지할 수 있도록 반복훈련을 유도할 수 있는 무릎각도 측정 장치를 포함하는 무릎관절 재활장치를 제공할 수 있다.
본 발명에 따르면, 환자 자신이 무릎의 굽힘 각도를 스스로 인지할 수 있도록 반복훈련을 유도할 수 있는 무릎각도 측정 장치를 포함하는 무릎관절 재활장치를 제공할 수 있다.
Description
본 발명은 무릎관절 재활장치 및 이를 운용하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 무릎각도 측정 장치를 포함하는 무릎관절 재활장치 및 이를 운용하는 방법에 관한 것이다.
뇌가소성이란 뇌가 손상된 후 훼손된 기능을 회복할 수 있는 성질로서, 특정한 뇌세포가 손실될 경우 다른 신경세포가 축색돌기를 증가시켜 없어진 부분을 보충하여 회복 가능하게 하는 것을 말한다.
예컨대, 뇌출혈이나 뇌경색으로 인해 뇌의 특정 영역이 손상될 경우 그에 해당하는 신체 부위를 쓸 수 없게 된다. 이때, 이러한 해당 신체 부위를 지속적으로 운동시키게 되면 뇌가소성이 향상됨으로써 손상된 뇌 기능을 정상으로 회복시킬 수 있다. 또한, 교통사고, 산업 재해, 스포츠 손상 등과 같은 각종 사고로 인해 외상성 뇌손상이 발생한 환자의 경우에도 외상을 입은 부분을 지속적으로 운동시킴으로써 뇌가소성을 향상시켜 손상된 기능을 회복시킬 수 있다.
한편, 전술한 뇌손상 환자뿐만 아니라 골절 환자나 관절 수술을 받은 환자와 같은 정형외과 수술 환자 또는 근육 손상을 입은 외상 환자의 경우, 수술 후 재활 치료를 위해 지속적이고 반복적인 운동이 필요하다. 이러한 환자가 수술이나 손상을 입은 부위의 회복을 위한 운동을 의식적으로 행하게 되면 그에 해당하는 뇌 기능이 활발해져 뇌가소성이 증가하게 되어 재활 치료의 효과를 향상시킬 수 있다.
상술한 바와 같은 환자들의 손상된 뇌 기능 회복이나 신체의 기능 회복을 위한 운동 장치로는 연속 수동 운동(CPM; Continuous Passive Motion) 장치가 있다. CPM 장치는 환자의 운동 의지와는 상관없이 수동적으로 운동을 행하는 장치로서, 기계의 힘으로 신체 부위를 운동하게 한다. 이러한 경우, 환자는 힘을 주지 않고 운동을 할 수 있으므로 환자가 능동적으로 힘을 주고 운동을 하는 경우보다 회복 속도가 느려지게 된다. 예컨대, 무릎관절 수술을 받은 환자의 경우, 수술 직후 무릎 관절 조직이 정렬되지 않은 상태에서 능동적으로 힘을 주어 운동하게 되면 무릎 관절 조직이 정렬된다. 따라서, 기계적 힘으로만 운동하는 경우보다 관절 조직이 강화되고 회복 속도가 빠르게 된다.
또한, CPM 장치는 기계의 힘으로 수동적으로 운동하기 때문에, 환자의 신체 손상 정도나 신체 회복 정도에 따른 운동 강도를 조절할 수 없다. 예컨대, 운동 시 통증이 발생하는 경우, 환자가 통증을 느끼는 정도에 따라 운동강도를 제어할 수 없다. 따라서, CPM 장치는 환자의 상태에 따른 적절한 재활 운동 효과를 얻기 힘들다.
이러한 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위해, 도 1 또는 도 2에 도시된 바와 같이 하나 이상의 링크 구조를 포함하는 무릎 재활기구를 이용하기도 한다.
그러나, 도 1 및 도 2에 도시된 무릎 재활기구는 환자가 능동적으로 힘을 주어 운동할 수 있는 환경을 제공할 수 있으나, 무릎 굽힘 정도를 스스로 인지하지 못하는 환자에게는 적합하지 못하다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 도 3에 도시된 바와 같이, 링크 연결부위에 구동기기(50)를 장착하여 무릎의 굽힘 정도를 제어하여, 환자 스스로가 무릎 굽힘 각도를 느낄 수 있도록 유도하고 있다.
그러나, 상기 언급한 종래 기술에 따른 무릎 재활기구는, 하나 이상의 링크 구조를 포함하는 구조로서, 휴대하기 불편하다는 문제점을 가지고 있다.
또한, 종래 기술에 따른 무릎 재화기구는, 환자의 대퇴부와 하퇴부의 근 상태를 반영하여 환자에 최적화된 무릎관절 운동을 유도할 수 없다는 문제점을 가지고 있다.
따라서, 종래 기술에 따른 문제점을 해결할 수 있는 무릎관절 재활장치에 대한 기술이 필요한 실정이다.
본 발명의 목적은, 환자 자신이 무릎의 굽힘 각도를 스스로 인지할 수 있도록 반복훈련을 유도할 수 있고, 휴대하기 간편한 무릎각도 측정 장치를 포함하는 무릎관절 재활장치 및 이를 운용하는 방법을 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 무릎관절 재활장치는, 대상환자의 무릎을 포함하는 다리 일부를 감싸는 형태로 착용하여 대상환자의 무릎관절 재활을 위한 운동을 유도하는 무릎관절 재활장치로서, 대상환자의 대퇴부(thigh)의 적어도 일부를 감싸는 형태로 장착되고, 제 1 관성측정센서가 탑재된 상부지지대; 대상환자의 하퇴부(lower leg)의 적어도 일부를 감싸는 형태로 장착되고, 제 2 관성측정센서가 탑재된 하부지지대; 및 상기 상부지지대 또는 하부지지대에 장착되고, 제 1 관성센서와 제 2 관성센서를 통해 검출된 관성데이터를 바탕으로 무릎관절 굽힘 각도를 산출하고, 산출된 무릎관절 굽힘 각도를 대상환자에게 출력하는 제어부;를 포함하는 구성일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제 1 관성측정센서 및 제 2 관성측정센서는, 이동관성을 측정할 수 있는 가속도계와 회전관성을 측정할 수 있는 자이로계와 방위각을 측정할 수 있는 자계로 이루어진 하나의 통합 유닛일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 상부지지대 및 하부지지대는 일체형으로 형성되고, 유연한 소재로 구성될 수 있다.
또한, 상기 상부지지대 및 하부지지대의 외부면에는, 소정 크기의 면적으로 수납부가 형성되어 있고, 상기 수납부에는 유연한 구조의 발열부재가 수납되고, 상기 발열부재는 제어부의 제어신호에 의해 제어될 수 있다.
또한, 상기 수납부는, 대상환자의 피부와 입접하는 방향에 장착된 다공성 섬유소재로 구성된 내측지지면; 및 외부로 노출되는 방향에 장착된 보온 섬유소재로 구성된 외측지지면;을 포함하는 구성일 수 있다.
이 경우, 상기 내측지지면은, 전기 전도성 섬유소재 또는 전기 전도성 금속소재를 포함하는 구성일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 무릎관절 재활장치는, 상기 상부지지대 및 하부지지대에 탑재되어, 대상환자의 근전도를 측정하여 검출된 근전도 데이터를 제어부에 송신하는 근전도 측정센서; 및 상기 상부지지대 및 하부지지대에 탑재되고, 제어부로부터 구동제어신호를 수신하여 대상환자의 대퇴부 및 하퇴부에 전기자극을 실시하는 전기자극장치;를 더 포함하는 구성일 수 있다.
이 경우, 상기 제어부는, 상기 근전도 측정센서로부터 수신한 근전도 데이터를 바탕으로 근피로도 데이터 내지 근활성도 데이터를 산출하고, 상기 산출된 데이터와 무릎관절 굽힘 각도를 바탕으로 전기자극 세기 및 패턴을 결정한 후, 전기자극장치에 결정된 전기자극 세기 및 패턴 명령을 송신할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 근피로도 데이터, 근활성도 데이터, 무릎 관절 굽힘 각도, 전기자극 세기 및 패턴 데이터를 저장할 수 있는 데이터 저장부를 내장하고, 상기 데이터 저장부에는, 기 설정된 전기자극 패턴 및 재활운동 이력 데이터가 저장될 수 있다.
이 경우, 상기 제어부는, 대상환자로부터 검출된 근피로도 데이터, 무릎 관절 굽힘 각도, 전기자극 세기 및 패턴 데이터를 기준으로 실시간으로 목표치를 상향하여 전기자극장치의 전기 자극 강도 내지 패턴을 다양하게 변경하거나 목표로 하는 무릎 관절 굽힘 각도를 재설정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제어부는, 산출된 무릎관절 굽힘 각도를 외부 통신장비에 송신하는 무선통신모듈을 내장할 수 있다.
이 경우, 상기 제어부는, 내장된 무선통신모듈을 이용하여, 운용자의 휴대단말기와 무선통신을 수행할 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 무릎관절 재활장치를 운용하는 방법을 제공할 수 있는 바, 본 발명의 일 측면에 따른 무릎관절 재활장치 운용방법은, a) 대상환자의 대퇴부와 하퇴부에 무릎관절 재활장치를 착용하는 착용단계; b) 근전도 측정센서를 이용하여 대상환자의 근전도를 측정하고, 검출된 근전도 데이터와 제어부에 저장된 최근운동이력을 바탕으로 목표로 하는 무릎각도, 대퇴부 및 하퇴부 가열정도, 전기자극 세기, 전기자극 패턴을 결정하는 초기설정단계; c) 대상환자의 무릎관절 굽힘 운동을 실시하는 무릎운동 실시단계; 및 d) 무릎관절 굽힘 각도가 초기 목표로 하는 무릎각도에 도달할 경우에 알림을 출력하는 알림출력단계;를 포함하는 구성일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 무릎관절 재활장치 운용방법은, e) 무릎관절 굽힘 운동 전 또는 운동 후, 대퇴부 및 하퇴부를 이완시키는 근이완단계;를 더 포함하는 구성일 수 있다.
이 경우, 상기 근이완단계는, 발열부재 또는 전기자극장치를 이용하여 대퇴부 및 하퇴부를 이완시킬 수 있다.
또한, 상기 무릎관절 재활장치 운용방법은, f) 무릎관절 굽힘 운동 전 또는 운동 후, 전기자극장치를 이용하여 대퇴부 및 하퇴부에 전기자극을 실시하는 전기자극단계;를 더 포함하는 구성일 수 있다.
경우에 따라서, 상기 전기자극단계는 무릎운동 실시단계와 동시에 실시될 수 있다.
또한, 상기 알림출력단계는, 무선통신모듈을 이용하여 대상환자의 무릎 굽힘 각도, 근 피로도, 운동상태, 운동이력, 대퇴부 및 하퇴부 가열정도, 전기자극 세기, 전기자극 패턴에 관한 정보를 운용자의 휴대단말기에 송신할 수 있다.
이 경우, 상기 알림출력단계는, 휴대단말기를 이용하여 대상환자 또는 운용자에게 알림을 출력하여 반복운동을 유도할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 무릎관절 재활장치에 따르면, 특정 구조의 상부지지대, 하부지지대 및 제어부를 구비함으로써, 환자 자신이 무릎의 굽힘 각도를 스스로 인지할 수 있도록 반복훈련을 유도할 수 있는 무릎각도 측정 장치를 포함하는 무릎관절 재활장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 무릎관절 재활장치에 따르면, 특정 구조의 제 1 관성측정센서 및 제 2 관성측정센서를 구비함으로써, 대상환자의 무릎관절 굽힘 각도를 정확하게 산출할 수 있다.
또한, 본 발명의 무릎관절 재활장치에 따르면, 상부지지대 및 하부지지대를 유연한 소재로 구성한 후 일체형으로 형성함으로써, 대상환자의 무릎에 손쉽고 안정적으로 착용될 수 있고, 접어서 보관할 수 있어 휴대성이 현저히 향상된 무릎관절 재활장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 무릎관절 재활장치에 따르면, 특정 구조의 발열부재를 상부지지대 및 하부지지대의 외부면에 마련된 수납부에 수납시켜, 대상환자의 대퇴부 및 하퇴부를 가열하여 이완시킬 수 있어, 더욱 효과적인 재활운동을 구현할 수 있다.
또한, 본 발명의 무릎관절 재활장치에 따르면, 특정 구조의 내측지지면 및 외측지지면을 포함하는 수납부를 구비함으로써, 대상환자의 대퇴부 및 하퇴부를 가열하는 발열부재를 손쉽고 안정적으로 장착하거나 탈거할 수 있다.
또한, 본 발명의 무릎관절 재활장치에 따르면, 특정 위치에 장착되는 근전도 측정센서 및 전기자극장치를 구비함으로써, 대상환자의 근전도를 측정하여 검출된 근전도 데이터를 바탕으로 전기자극 세기 및 전기자극 패턴을 산출하여 전기자극장치를 효과적으로 운용할 수 있다.
또한, 본 발명의 무릎관절 재활장치에 따르면, 근전도 측정센서로부터 수신한 근전도 데이터를 바탕으로 근피로도 데이터를 산출하고, 근피로도 데이터와 무릎관절 굽힘 각도를 바탕으로 전기자극 세기 및 패턴을 결정한 후, 전기자극장치에 결정된 전기자극 세기 및 패턴 명령을 송신하는 제어부를 구비함으로써, 대상환자의 근 상태에 따라 최적을 전기자극을 수행할 수 있어, 전기자극에 따른 무릎관절 재활 효과를 극대화 시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 무릎관절 재활장치 운용방법에 따르면, 특정 구성의 착용단계, 초기설정단계, 무릎운동 실시단계, 알림출력단계, 근이완단계 및 전기자극단계를 포함함으로써, 대상환자의 근 상태 및 운동이력을 반영하여 최적의 무릎관절 운동을 유도함으로써 무릎관절 재활 효과를 극대화 시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 무릎관절 재활장치 운용방법에 따르면, 무선통신모듈을 이용하여 대상환자의 무릎 굽힘 각도, 근 피로도, 운동상태, 운동이력, 대퇴부 및 하퇴부 가열정도, 전기자극 세기, 전기자극 패턴에 관한 정보를 운용자의 휴대단말기에 송신함으로써, 보다 편리하고 손쉬운 무릎관절 재활 운동을 유도할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 무릎 관절용 재활장치를 나타내는 사시도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 무릎 재활 기구를 나타내는 사진이다.
도 3은 종래 기술에 따른 무릎 관절 재활 운동 기구를 나타내는 정면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무릎관절 재활장치를 나타내는 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 무릎관절 재활장치를 나타내는 투시도이다.
도 6은 도 4에 도시된 무릎관절 재활장치를 대상환자의 대퇴부 및 하퇴부에 착용한 모습을 나타내는 사시도이다.
도 7은 도 4에 도시된 제 1 관성측정센서 및 제 2 관성측정센서의 작동원리를 설명하기 위한 모식도이다.
도 8은 도 7에 도시된 제 1 관성측정센서 및 제 2 관성측정센서의 작동원리를 설명하기 위한 모식도이다.
도 9은 도 7에 도시된 제 1 관성측정센서 및 제 2 관성측정센서로부터 검출된 관성데이터를 바탕으로 무릎관절 굽힘 각도를 산출하는 방법을 설명하기 위한 모식도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 무릎관절 재활장치의 제어부를 나타내는 구성도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 무릎관절 재활장치 운용방법을 나타내는 흐름도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 무릎 재활 기구를 나타내는 사진이다.
도 3은 종래 기술에 따른 무릎 관절 재활 운동 기구를 나타내는 정면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무릎관절 재활장치를 나타내는 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 무릎관절 재활장치를 나타내는 투시도이다.
도 6은 도 4에 도시된 무릎관절 재활장치를 대상환자의 대퇴부 및 하퇴부에 착용한 모습을 나타내는 사시도이다.
도 7은 도 4에 도시된 제 1 관성측정센서 및 제 2 관성측정센서의 작동원리를 설명하기 위한 모식도이다.
도 8은 도 7에 도시된 제 1 관성측정센서 및 제 2 관성측정센서의 작동원리를 설명하기 위한 모식도이다.
도 9은 도 7에 도시된 제 1 관성측정센서 및 제 2 관성측정센서로부터 검출된 관성데이터를 바탕으로 무릎관절 굽힘 각도를 산출하는 방법을 설명하기 위한 모식도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 무릎관절 재활장치의 제어부를 나타내는 구성도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 무릎관절 재활장치 운용방법을 나타내는 흐름도이다.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
본 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 4에는 본 발명의 일 실시예에 따른 무릎관절 재활장치를 나타내는 사시도가 도시되어 있고, 도 5에는 도 4에 도시된 무릎관절 재활장치를 나타내는 투시도가 도시되어 있으며, 도 6에는 도 4에 도시된 무릎관절 재활장치를 대상환자의 대퇴부 및 하퇴부에 착용한 모습을 나타내는 사시도가 도시되어 있다.
이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 무릎관절 재활장치(100)는, 특정 구조의 제 1 관성측정센서(111)가 탑재된 상부지지대(110), 제 2 관성측정센서(121)가 탑재된 하부지지대(120) 및 제어부(130)를 구비함으로써, 환자 자신이 무릎의 굽힘 각도를 스스로 인지할 수 있도록 반복훈련을 유도할 수 있는 무릎각도 측정 장치를 포함하는 무릎관절 재활장치를 제공할 수 있다.
이하에서는, 도면을 참조하여, 본 실시예에 따른 무릎관절 재활장치(100)를 구성하는 각 구성에 대해 상세히 설명하기로 한다.
본 실시예에 따른 상부지지대(110)는, 도 4내지 도 6에 도시된 바와 같이, 대상환자의 대퇴부(thigh, 11)의 적어도 일부를 감싸는 형태로 장착되고, 제 1 관성측정센서(111)를 일측부에 탑재하는 구조일 수 있다.
하부지지대(120)는, 대상환자의 하퇴부(lower leg, 12)의 적어도 일부를 감싸는 형태로 장착되고, 제 2 관성측정센서(121)를 일측부에 탑재하는 구조일 수 있다.
본 실시예에 따른 상부지지대(110) 및 하부지지대(120)는 일체형으로 형성되고, 유연한 소재로 구성됨이 바람직하다. 예를 들어, 상부지지대(110)와 하부지지대(120)는 일체형으로 형성된 밴드 구조일 수 있으며, 소정 크기의 탄성력을 가지는 섬유소재로 구성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 무릎관절 재활장치(100)에 따르면, 상부지지대(110) 및 하부지지대(120)를 유연한 소재로 구성한 후 일체형으로 형성함으로써, 대상환자의 무릎에 손쉽고 안정적으로 착용될 수 있고, 접어서 보관할 수 있어 휴대성이 현저히 향상된 무릎관절 재활장치를 제공할 수 있다.
경우에 따라서, 도 5에 도시된 바와 같이, 상부지지대(110) 및 하부지지대(120)의 외부면에는, 소정 크기의 면적으로 수납부(140)가 형성될 수 있다.
이 경우, 수납부(140)에는 유연한 구조의 발열부재(150)가 수납되고, 발열부재(150)는 제어부(도 6의 130)의 제어신호에 의해 제어될 수 있다.
따라서, 본 발명의 무릎관절 재활장치(100)에 따르면, 특정 구조의 발열부재(150)를 상부지지대(110) 및 하부지지대(120)의 외부면에 마련된 수납부(140)에 수납시켜, 대상환자의 대퇴부(11) 및 하퇴부(12)를 가열하여 이완시킬 수 있어, 더욱 효과적인 재활운동을 구현할 수 있다.
또한, 본 발명의 무릎관절 재활장치(100)에 따르면, 특정 구조의 내측지지면(141) 및 외측지지면(142)을 포함하는 수납부(140)를 구비함으로써, 대상환자의 대퇴부(11) 및 하퇴부(12)를 가열하는 발열부재(150)를 손쉽고 안정적으로 장착하거나 탈거할 수 있다.
수납부(140)는, 대상환자의 피부와 입접하는 방향에 장착된 다공성 섬유소재로 구성된 내측지지면(141) 및 외부로 노출되는 방향에 장착된 보온 섬유소재로 구성된 외측지지면(142)을 포함하는 구조일 수 있다.
경우에 따라서, 본 실시예에 따른 수납부(140)의 내측지지면(141)은 전기 전도성 섬유 소재 또는 전기 전도성 금속 소재로 구성될 수 있다. 이 경우 후술하는 전기자극장치(170)를 구성하는 전극으로 활용될 수 있다. 이 경우, 전기자극장치(170)와 수납부(140)가 차지하는 면적을 최소화 할 수 있어, 무릎관절 재활장치(100)의 전체 구성을 컴팩트(compact)하게 구성할 수 있다.
본 실시예에 따른 제 1 관성측정센서(111) 및 제 2 관성측정센서(121)는, 도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 이동관성을 측정할 수 있는 가속도계(도 8의 a)와 회전관성을 측정할 수 있는 자이로계(도 8의 b)와 방위각을 측정할 수 있는 자계(도 8의 c)로 이루어진 하나의 통합 유닛임이 바람직하다.
도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 무릎관절 재활장치(100)는, 제 1 관성측정센서(111) 및 제 2 관성측정센서(121)를 이용하여 무릎관절의 굽힘 각도를 정확히 검출할 수 있다.
따라서, 본 발명의 무릎관절 재활장치(100)에 따르면, 특정 구조의 제 1 관성측정센서(111) 및 제 2 관성측정센서(121)를 구비함으로써, 대상환자의 무릎관절 굽힘 각도를 정확하게 산출할 수 있다.
경우에 따라서, 도 6에 도시된 바와 같이, 제어부(130)는 무선통신을 이용하여 사용자의 휴대단말기(200)와 무선통신을 수행하여, 무릎관절의 굽힘 각도를 사용자에게 출력할 수 있다.
이에 관한 내용은 이하에서 상세히 설명하기로 한다.
도 10에는 본 발명의 일 실시예에 따른 무릎관절 재활장치의 제어부를 나타내는 구성도가 도시되어 있고, 도 11에는 본 발명의 일 실시예에 따른 무릎관절 재활장치 운용방법을 나타내는 흐름도가 도시되어 있다.
본 실시예에 따른 제어부(130)는, 상부지지대(110) 또는 하부지지대(120)에 장착되고, 제 1 관성센서(111)와 제 2 관성센서(121)를 통해 검출된 관성데이터를 바탕으로 무릎관절 굽힘 각도를 산출하고, 산출된 무릎관절 굽힘 각도를 대상환자에게 출력할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 무릎관절 재활장치(100)는, 도 10에 도시된 바와 같이, 특정 위치에 근정도 측정센서(160) 및 전기자극장치(170)를 더 탑재할 수 있다.
구체적으로, 근전도 측정센서(160)는, 상부지지대(110) 및 하부지지대(120)에 탑재되어, 대상환자의 근전도를 측정하여 검출된 근전도 데이터를 제어부(130)에 송신할 수 있다.
또한, 전기자극장치(170)는, 상부지지대(110) 및 하부지지대(120)에 탑재되고, 제어부(130)로부터 구동제어신호를 수신하여 대상환자의 대퇴부(11) 및 하퇴부(120)에 전기자극을 실시할 수 있다.
이때, 제어부(130)는, 근전도 측정센서(160)로부터 수신한 근전도 데이터를 바탕으로 근피로도 데이터를 산출하고, 근피로도 데이터와 무릎관절 굽힘 각도를 바탕으로 전기자극 세기 및 패턴을 결정한 후, 전기자극장치(170)에 결정된 전기자극 세기 및 패턴 명령을 송신할 수 있다.
따라서, 본 발명의 무릎관절 재활장치(100)에 따르면, 특정 위치에 장착되는 근전도 측정센서(160) 및 전기자극장치(170)를 구비함으로써, 대상환자의 근전도를 측정하여 검출된 근전도 데이터를 바탕으로 전기자극 세기 및 전기자극 패턴을 산출하여 전기자극장치를 효과적으로 운용할 수 있다.
또한, 제어부(130)는, 근피로도 데이터, 무릎 관절 굽힘 각도, 전기자극 세기 및 패턴 데이터를 저장할 수 있는 데이터 저장부(180)를 내장하는 구성일 수 있다. 이때, 데이터 저장부(180)에는, 기 설정된 전기자극 패턴 및 재활운동 이력 데이터가 저장됨이 바람직하다.
경우에 따라서, 제어부(130)는, 산출된 무릎관절 굽힘 각도를 외부 통신장비에 송신하는 무선통신모듈(190)을 내장하는 구성일 수 있다.
이 경우, 제어부(130)는, 내장된 무선통신모듈(190)을 이용하여, 운용자의 휴대단말기(200)와 무선통신을 수행할 수 있다.
또한, 본 발명의 무릎관절 재활장치(100)에 따르면, 근전도 측정센서(160)로부터 수신한 근전도 데이터를 바탕으로 근피로도 데이터를 산출하고, 근피로도 데이터와 무릎관절 굽힘 각도를 바탕으로 전기자극 세기 및 패턴을 결정한 후, 전기자극장치(170)에 결정된 전기자극 세기 및 패턴 명령을 송신하는 제어부(130)를 구비함으로써, 대상환자의 근 상태에 따라 최적을 전기자극을 수행할 수 있어, 전기자극에 따른 무릎관절 재활 효과를 극대화 시킬 수 있다.
이하에서는 도 11을 도 10과 함께 참조하여, 본 실시예에 따른 무릎관절 재활장치 운용방법(S100)에 대해 상세히 설명하기로 한다.
본 실시예에 따른 무릎관절 재활장치 운용방법(S100)은, 특정 구성의 착용단계(S110), 초기설정단계(S120), 무릎운동 실시단계(S130) 및 알림출력단계(S140)를 포함하는 구성일 수 있다.
경우에 따라서, 본 실시예에 따른 무릎관절 재활장치 운용방법(S100)은, 도 11에 도시된 바와 같이, 근이완단계(S150) 및 전기자극단계(S160)를 더 포함하는 구성일 수 있다.
구체적으로, 착용단계(S110)는, 대상환자의 대퇴부(11)와 하퇴부(12)에 무릎관절 재활장치(100)를 착용하는 단계이다.
초기설정단계(S120)는, 근전도 측정센서(160)를 이용하여 대상환자의 근전도를 측정하고, 검출된 근전도 데이터와 제어부(130)에 저장된 최근운동이력을 바탕으로 목표로 하는 무릎각도, 대퇴부 및 하퇴부 가열정도, 전기자극 세기, 전기자극 패턴을 결정하는 단계이다.
이때, 저장된 재활운동 이력 데이터는, 운용자 또는 사용자가 입력한 대퇴부 및 하퇴부 가열정도, 전기자극의 세기, 전지자극 패턴에 관한 데이터이다. 운용자 또는 사용자는 이러한 이력 데이터를 수정하여 입력할 수 있고, 제어부(130)의 제어로직에 따라 자동으로 운용되도록 설정할 수 있다.
이후, 무릎운동 실시단계(S130)를 통해 대상환자의 무릎관절 굽힘 운동을 실시한다.
이때, 알림출력단계(S140)가 수행되어, 무릎관절 굽힘 각도가 초기 목표로 하는 무릎각도에 도달할 경우에 알림을 출력할 수 있다. 또한, 무선통신모듈(190)을 이용하여 대상환자의 무릎 굽힘 각도, 근활성도, 근 피로도, 운동상태, 운동이력, 대퇴부 및 하퇴부 가열정도, 전기자극 세기, 전기자극 패턴에 관한 정보를 운용자의 휴대단말기(200)에 송신할 수 있다.
운용자 또는 사용자는 휴대단말기(200)에 전송된 정보를 바탕으로 무릎관절 재활장치(100)의 운용상태 및 치료 대상 대퇴부(11) 및 하퇴부(12)의 상태를 한눈에 모니터링 할 수 있다.
전기자극의 세기는 대상환자에 따라 느끼는 강도가 다르므로, 대상환자의 의도 내지 운용자의 의도에 따라 휴대단말기(200)를 이용한 제어에 의해 무릎관절 재활장치(100)의 작동을 손쉽게 제어할 수 있다. 구체적으로, 휴대단말기(200)를 이용하여 대퇴부 및 하퇴부 가열정도, 전기자극의 세기, 전지자극 패턴에 관한 정보를 수정하여 무릎관절 재활장치(100)의 작동을 손쉽게 제어할 수 있다.
경우에 따라서, 근이완단계(S150)는, 무릎관절 굽힘 운동 전 또는 운동 후, 대퇴부(11) 및 하퇴부(12)를 이완시키는 단계이다.
구체적으로, 근이완단계(S150)는 상기 언급한 발열부재(170)를 이용하여 대퇴부(11) 및 하퇴부(12)를 이완시킬 수 있다.
경우에 따라서, 근이완단계(S150)는 전기자극장치(170)의 전지자극 주파수를 낮추어 마사지 기능(EMS의 Tense 기능)을 이용하여 대퇴부(11) 및 하퇴부(12)를 이완시킬 수 있다. 구체적으로, 일반적인 전기자극장치(170)의 전기자극 적용 주파수 대역은 80 내지 90 헤르츠이며, 마사지 기능으로 활용될 경우의 주파수 대역은 5 내지 10 헤르츠일 수 있다. 전기자극장치(170)를 이용하여 대퇴부(11) 및 하퇴부(12)를 이완시킬 경우, 발열부재(150)를 생략하는 구성을 구현할 수 있다.
더 나아가, 본 실시예에 따른 제어부(130)는, 대상환자로부터 검출된 최대 근전도 값을 기준으로 실시간으로 목표치를 상향하여 전기자극장치(170)의 전기 자극 강도 내지 패턴을 다양하게 변경할 수 있다. 이때, 운용자 내지 사용자는 이러한 상태를 휴대단말기(200)를 통해 실시간으로 확인할 수 있으며, 경우에 따라서 목표치 상향 정도를 운용자 내지 사용자에 의해 임의의로 변경할 수 있다.
전기자극단계(S160)는, 무릎관절 굽힘 운동 전 또는 운동 후, 전기자극장치(170)를 이용하여 대퇴부(11) 및 하퇴부(12)에 전기자극을 실시하는 단계이다. 경우에 따라서, 전기자극단계(S160)는 무릎운동 실시단계(S130)와 동시에 실시되어, 재활 운동 중 전기자극을 활용하여 더 빠른 근육 훈련 효과를 달성할 수 있다.
따라서, 본 발명의 무릎관절 재활장치 운용방법(S100)에 따르면, 특정 구성의 착용단계(S110), 초기설정단계(S120), 무릎운동 실시단계(S130), 알림출력단계(S140), 근이완단계(S150) 및 전기자극단계(S160)를 포함함으로써, 대상환자의 근 상태 및 운동이력을 반영하여 최적의 무릎관절 운동을 유도함으로써 무릎관절 재활 효과를 극대화 시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 무릎관절 재활장치 운용방법(S100)에 따르면, 무선통신모듈(190)을 이용하여 대상환자의 무릎 굽힘 각도, 근 피로도, 운동상태, 운동이력, 대퇴부 및 하퇴부 가열정도, 전기자극 세기, 전기자극 패턴에 관한 정보를 운용자의 휴대단말기(200)에 송신함으로써, 보다 편리하고 손쉬운 무릎관절 재활 운동을 유도할 수 있다.
경우에 따라서, 알림출력단계(S140)는, 휴대단말기(200)를 이용하여 대상환자 또는 운용자에게 알림을 출력하여 반복운동을 유도할 수 있다.
이상의 본 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
즉, 본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 설명에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능하며, 그와 같은 변형은 본 발명의 보호 범위 내에 있게 된다.
11: 대퇴부
12: 하퇴부
13: 무릎관절
100: 무릎관절 재활장치
110: 상부지지대
111: 제 1 관성측정센서
120: 하부지지대
121: 제 2 관성측정센서
130: 제어부
140: 수납부
141: 내측지지면
142: 외측지지면
150: 발열부재
160: 근전도 측정센서
170: 전기자극장치
180: 데이터 저장부
190: 무선통신모듈
200: 휴대단말기
S100: 무릎관절 재활장치 운용방법
S110: 착용단계
S120: 초기설정단계
S130: 무릎운동 실시단계
S140: 알림출력단계
S150: 근이완단계
S160: 전기자극단계
S170: 운동이력 저장단계
12: 하퇴부
13: 무릎관절
100: 무릎관절 재활장치
110: 상부지지대
111: 제 1 관성측정센서
120: 하부지지대
121: 제 2 관성측정센서
130: 제어부
140: 수납부
141: 내측지지면
142: 외측지지면
150: 발열부재
160: 근전도 측정센서
170: 전기자극장치
180: 데이터 저장부
190: 무선통신모듈
200: 휴대단말기
S100: 무릎관절 재활장치 운용방법
S110: 착용단계
S120: 초기설정단계
S130: 무릎운동 실시단계
S140: 알림출력단계
S150: 근이완단계
S160: 전기자극단계
S170: 운동이력 저장단계
Claims (19)
- 대상환자의 무릎을 포함하는 다리 일부를 감싸는 형태로 착용하여 대상환자의 무릎관절 재활을 위한 운동을 유도하는 무릎관절 재활장치(100)로서,
대상환자의 대퇴부(thigh, 11)의 적어도 일부를 감싸는 형태로 장착되고, 제 1 관성측정센서(111)가 탑재된 상부지지대(110);
대상환자의 하퇴부(lower leg, 12)의 적어도 일부를 감싸는 형태로 장착되고, 제 2 관성측정센서(121)가 탑재된 하부지지대(120); 및
상기 상부지지대(110) 또는 하부지지대(120)에 장착되고, 제 1 관성센서(111)와 제 2 관성센서(121)를 통해 검출된 관성데이터를 바탕으로 무릎관절 굽힘 각도를 산출하고, 산출된 무릎관절 굽힘 각도를 대상환자에게 출력하는 제어부(130);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 무릎관절 재활장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 관성측정센서(111) 및 제 2 관성측정센서(121)는, 이동관성을 측정할 수 있는 가속도계와 회전관성을 측정할 수 있는 자이로계와 방위각을 측정할 수 있는 자계로 이루어진 하나의 통합 유닛인 것을 특징으로 하는 무릎관절 재활장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 상부지지대(110) 및 하부지지대(120)는 일체형으로 형성되고, 유연한 소재로 구성되는 것을 특징으로 하는 무릎관절 재활장치.
- 제 3 항에 있어서,
상기 상부지지대(110) 및 하부지지대(120)의 외부면에는, 소정 크기의 면적으로 수납부(140)가 형성되어 있고,
상기 수납부(140)에는 유연한 구조의 발열부재(150)가 수납되고,
상기 발열부재(150)는 제어부(130)의 제어신호에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 무릎관절 재활장치.
- 제 4 항에 있어서,
상기 수납부(140)는,
대상환자의 피부와 입접하는 방향에 장착된 다공성 섬유소재로 구성된 내측지지면(141); 및
외부로 노출되는 방향에 장착된 보온 섬유소재로 구성된 외측지지면(142);
을 포함하는 것을 특징으로 하는 무릎관절 재활장치.
- 제 5 항에 있어서,
상기 내측지지면(141)은, 전기 전도성 섬유소재 또는 전기 전도성 금속소재를 포함하는 것을 특징으로 하는 무릎관절 재활장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 무릎관절 재활장치(100)는,
상기 상부지지대(110) 및 하부지지대(120)에 탑재되어, 대상환자의 근전도를 측정하여 검출된 근전도 데이터를 제어부(130)에 송신하는 근전도 측정센서(160); 및
상기 상부지지대(110) 및 하부지지대(120)에 탑재되고, 제어부(130)로부터 구동제어신호를 수신하여 대상환자의 대퇴부(11) 및 하퇴부(120)에 전기자극을 실시하는 전기자극장치(170);
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무릎관절 재활장치.
- 제 7 항에 있어서,
상기 제어부(130)는,
상기 근전도 측정센서(160)로부터 수신한 근전도 데이터를 바탕으로 근피로도 데이터 내지 근활성도 데이터를 산출하고,
상기 산출된 데이터와 무릎관절 굽힘 각도를 바탕으로 전기자극 세기 및 패턴을 결정한 후,
전기자극장치(170)에 결정된 전기자극 세기 및 패턴 명령을 송신하는 것을 특징으로 하는 무릎관절 재활장치.
- 제 8 항에 있어서,
상기 제어부(130)는,
근피로도 데이터, 근활성도 데이터, 무릎 관절 굽힘 각도, 전기자극 세기 및 패턴 데이터를 저장할 수 있는 데이터 저장부(180)를 내장하고,
상기 데이터 저장부(180)에는, 기 설정된 전기자극 패턴 및 재활운동 이력 데이터가 저장되는 것을 특징으로 하는 무릎관절 재활장치.
- 제 9 항에 있어서,
상기 제어부(130)는, 대상환자로부터 검출된 근피로도 데이터, 무릎 관절 굽힘 각도, 전기자극 세기 및 패턴 데이터를 기준으로 실시간으로 목표치를 상향하여 전기자극장치(170)의 전기 자극 강도 내지 패턴을 다양하게 변경하거나 목표로 하는 무릎 관절 굽힘 각도를 재설정하는 것을 특징으로 하는 무릎관절 재활장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제어부(130)는,
산출된 무릎관절 굽힘 각도를 외부 통신장비에 송신하는 무선통신모듈(190)을 내장하는 것을 특징으로 하는 무릎관절 재활장치.
- 제 11 항에 있어서,
상기 제어부(130)는, 내장된 무선통신모듈(190)을 이용하여, 운용자의 휴대단말기(200)와 무선통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 무릎관절 재활장치.
- 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 무릎관절 재활장치를 운용하는 방법(S100)으로서,
a) 대상환자의 대퇴부(11)와 하퇴부(12)에 무릎관절 재활장치(100)를 착용하는 착용단계(S110);
b) 근전도 측정센서(160)를 이용하여 대상환자의 근전도를 측정하고, 검출된 근전도 데이터와 제어부(130)에 저장된 최근운동이력을 바탕으로 목표로 하는 무릎각도, 대퇴부 및 하퇴부 가열정도, 전기자극 세기, 전기자극 패턴을 결정하는 초기설정단계(S120);
c) 대상환자의 무릎관절 굽힘 운동을 실시하는 무릎운동 실시단계(S130); 및
d) 무릎관절 굽힘 각도가 초기 목표로 하는 무릎각도에 도달할 경우에 알림을 출력하는 알림출력단계(S140);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 무릎관절 재활장치 운용방법.
- 제 13 항에 있어서,
상기 무릎관절 재활장치 운용방법(S100)은,
e) 무릎관절 굽힘 운동 전 또는 운동 후, 대퇴부(11) 및 하퇴부(12)를 이완시키는 근이완단계(S150);
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무릎관절 재활장치 운용방법.
- 제 14 항에 있어서,
상기 근이완단계(S150)는, 발열부재(150) 또는 전기자극장치(170)를 이용하여 대퇴부 및 하퇴부(12)를 이완시키는 것을 특징으로 하는 무릎관절 재활장치 운용방법.
- 제 13 항에 있어서,
상기 무릎관절 재활장치 운용방법(S100)은,
f) 무릎관절 굽힘 운동 전 또는 운동 후, 전기자극장치(170)를 이용하여 대퇴부(11) 및 하퇴부(12)에 전기자극을 실시하는 전기자극단계(S160);
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무릎관절 재활장치 운용방법.
- 제 16 항에 있어서,
상기 전기자극단계(S160)는 무릎운동 실시단계(S130)와 동시에 실시되는 것을 특징으로 하는 무릎관절 재활장치 운용방법.
- 제 13 항에 있어서,
상기 알림출력단계(S140)는,
무선통신모듈(190)을 이용하여 대상환자의 무릎 굽힘 각도, 근 피로도, 운동상태, 운동이력, 대퇴부 및 하퇴부 가열정도, 전기자극 세기, 전기자극 패턴에 관한 정보를 운용자의 휴대단말기(200)에 송신하는 것을 특징으로 하는 무릎관절 재활장치 운용방법.
- 제 18 항에 있어서,
상기 알림출력단계(S140)는, 휴대단말기(200)를 이용하여 대상환자 또는 운용자에게 알림을 출력하여 반복운동을 유도하는 것을 특징으로 하는 무릎관절 재활장치 운용방법.
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Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109259769A (zh) * | 2018-09-26 | 2019-01-25 | 华蓥市铜堡初级中学 | 一种用于腿部角度测量的角度传感器 |
| CN110786858A (zh) * | 2019-10-17 | 2020-02-14 | 常熟市第二人民医院 | 可穿戴膝部电子量角装置 |
| CN110811941A (zh) * | 2019-11-07 | 2020-02-21 | 北京精博现代假肢矫形器技术有限公司 | 一种智能仿生膝关节的数据采集装置 |
| CN111110245A (zh) * | 2020-01-14 | 2020-05-08 | 北京精密机电控制设备研究所 | 一种人体下肢多传感测量*** |
| CN111544002A (zh) * | 2019-02-15 | 2020-08-18 | 华中科技大学同济医学院附属协和医院 | 一种膝关节屈伸度量尺 |
| KR20200130048A (ko) * | 2019-05-08 | 2020-11-18 | 유한회사 티엠엑스 | Ｅｍｓ무릎보호대 및 무릎보조기 |
| KR20210155862A (ko) * | 2020-06-16 | 2021-12-24 | 계명대학교 산학협력단 | 신체 부위 보호대의 탈부착 가능한 재활기능향상 스마트 제어장치 및 그 이용 방법 |
| CN115253185A (zh) * | 2022-04-14 | 2022-11-01 | 中南大学湘雅医院 | 一种用于膝关节康复训练的牵引装置 |
| KR20230011532A (ko) | 2021-07-13 | 2023-01-25 | 엘아이지넥스원 주식회사 | 무릎 관절 동작 측정 시스템 |
| KR20230011767A (ko) | 2021-07-14 | 2023-01-25 | 이현제 | 아듀이노 관절분석 알고리즘을 이용한 무릎각도 진단용 스마트 무릎복대장치 |
| KR20230018556A (ko) | 2021-07-30 | 2023-02-07 | 순천향대학교 산학협력단 | 무릎관절 각도 추정장치 및 그 추정방법 |
| WO2023179700A1 (zh) * | 2022-03-25 | 2023-09-28 | 东莞永胜医疗制品有限公司 | 一种感应器及膝关节支具 |
| CN117100475A (zh) * | 2023-08-22 | 2023-11-24 | 南方医科大学珠江医院 | 一种基于3d打印的膝关节康复辅具及其制备方法和使用方法 |
-
2017
- 2017-01-31 KR KR1020170013817A patent/KR20180089126A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109259769A (zh) * | 2018-09-26 | 2019-01-25 | 华蓥市铜堡初级中学 | 一种用于腿部角度测量的角度传感器 |
| CN111544002B (zh) * | 2019-02-15 | 2024-05-14 | 华中科技大学同济医学院附属协和医院 | 一种膝关节屈伸度量尺 |
| CN111544002A (zh) * | 2019-02-15 | 2020-08-18 | 华中科技大学同济医学院附属协和医院 | 一种膝关节屈伸度量尺 |
| KR20200130048A (ko) * | 2019-05-08 | 2020-11-18 | 유한회사 티엠엑스 | Ｅｍｓ무릎보호대 및 무릎보조기 |
| CN110786858A (zh) * | 2019-10-17 | 2020-02-14 | 常熟市第二人民医院 | 可穿戴膝部电子量角装置 |
| CN110811941A (zh) * | 2019-11-07 | 2020-02-21 | 北京精博现代假肢矫形器技术有限公司 | 一种智能仿生膝关节的数据采集装置 |
| CN111110245A (zh) * | 2020-01-14 | 2020-05-08 | 北京精密机电控制设备研究所 | 一种人体下肢多传感测量*** |
| CN111110245B (zh) * | 2020-01-14 | 2024-06-04 | 北京精密机电控制设备研究所 | 一种人体下肢多传感测量*** |
| KR20210155862A (ko) * | 2020-06-16 | 2021-12-24 | 계명대학교 산학협력단 | 신체 부위 보호대의 탈부착 가능한 재활기능향상 스마트 제어장치 및 그 이용 방법 |
| KR20230011532A (ko) | 2021-07-13 | 2023-01-25 | 엘아이지넥스원 주식회사 | 무릎 관절 동작 측정 시스템 |
| KR20230011767A (ko) | 2021-07-14 | 2023-01-25 | 이현제 | 아듀이노 관절분석 알고리즘을 이용한 무릎각도 진단용 스마트 무릎복대장치 |
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