KR101409181B1 - 가시광선 조사 및 진동자극 기능이 탑재된 재활치료용 기능적 전기자극기 - Google Patents
가시광선 조사 및 진동자극 기능이 탑재된 재활치료용 기능적 전기자극기 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 마비된 근육에 적절한 강도의 전기 자극을 순차적으로 가하여 근육 재활치료 기능을 수행하며, 가시광선 조사 및 진동자극 기능을 구비하여 FES 자극에 의해 유발되는 극심한 근피로를 풀어주는 가시광선 조사 및 진동자극 기능 탑재된 재활치료용 기능적 전기자극기에 관한 것이다.
본 발명의 재활치료용 기능적 전기자극기는, 발광다이오드 어레이로 이루어진 발광부를 구비하여, 가시광선을 조사하는 가시광선 조사부; 저주파 미세전류를 흘려주기위한 쌍극의 자기전극을 구비하되 상기 발광다이오드 어레이의 양단에 위치되는 자극전극부; 상기 가시광선 조사부의 일측에 위치되는 진동소자에 의해 진동을 출력하는 진동부;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명의 재활치료용 기능적 전기자극기는, 발광다이오드 어레이로 이루어진 발광부를 구비하여, 가시광선을 조사하는 가시광선 조사부; 저주파 미세전류를 흘려주기위한 쌍극의 자기전극을 구비하되 상기 발광다이오드 어레이의 양단에 위치되는 자극전극부; 상기 가시광선 조사부의 일측에 위치되는 진동소자에 의해 진동을 출력하는 진동부;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 가시광선 조사 및 진동자극 기능이 탑재된 재활치료용 기능적 전기자극기에 관한 것으로, 보다 상세히는 마비된 근육에 적절한 강도의 전기 자극을 순차적으로 가하여 근육 재활치료 기능을 수행하며, 가시광선 조사 및 진동자극 기능을 구비하여 FES 자극에 의해 유발되는 극심한 근피로를 풀어주는 가시광선 조사 및 진동자극 기능 탑재된 재활치료용 기능적 전기자극기에 관한 것이다.
기능적 전기 자극기(Fuctional electrical stimulation)(이하 FES라 함)는 마비된 근육에 적절한 강도의 전기 자극을 순차적으로 가하여 주어진 기능을 수행하도록 하는 치료기를 말한다. 다시 말해, FES는 근육을 움직이게 하는 전기 자극을 주어 근육이 제 기능을 할 수 있도록 도와줄 뿐만 아니라, 근육이 상부운동신경계와 단절된 뒤 나타나는 근위축을 방지하거나 지연시켜 근육의 기능이 퇴화하는 것을 막고, 근육이 가지는 본래의 운동 기능을 지속할 수 있도록 재교육하는 효과를 가진다.
FES를 이용한 치료에서, 근수축의 조절은 상지 및 하지에 따라 다른 전기 자극 빈도로 조절한다. 일반적으로 저주파 자극이 이용되며 이는 근육의 피로를 최소화하고 지속적인 기능 수행을 가능하게 하기 때문이다. 자극 빈도 이외에도 자극의 진폭과 파동 지속시간으로 조절된다. 지속적인 전기 자극으로 조직 내로 이동하는 전하량이 증가하여 전기장이 넓어지고, 보다 많은 수의 운동 단위를 동원하여 근수축력을 강화할 수 있다.
기존의 FES는 단상성 전류를 사용할 경우 반복적인 자극으로 세포와 조직의 손상될 가능성이 있으며(주진원 외8명, "醫用電流가 人體에 미치는 影響에 대한 文獻 考察", 대한침구학회지 13.2 pp.335~366, 1996.12. 참조), 자극빈도를 높일 경우 강한 근수축을 얻을 수 있지만 쉽게 피로해질 수 있으므로 장시간 수축을 유지하기 어려운 단점이 있다(정호춘 외4명, "족하수 환자의 보행보조를 위한 피드백 제어형 전기자극기 개발", 의공학회지 20(2), 183-190, 1999년 참조).
또한 전기 치료시 통증이 동반될 수 있으며, FES 치료를 중단하면 없어지는 경우가 대부분이다. 하지만 이는 지속적인 치료를 이행하지 못하는 문제로 직면하게 되며, 또한 전기 자극에 의한 피부의 과민 반응이 유도되는 부작용을 발생한다,
현재시판 중인 마비 환자의 운동 기능 회복을 위한 제품 대부분은 FES 자극에 의한 근피로 회복에 대하여 고려되어 있지 않으며 일반적으로 사용하는 EMS 방식만이 적용되고 있다.
따라서 본 발명은 마비된 근육에 적절한 강도의 전기 자극을 순차적으로 가하여 근육 재활치료 기능을 수행하며, 가시광선 조사 및 진동자극 기능을 구비하여 FES 자극에 의해 유발되는 극심한 근피로 유발 문제를 해결한 가시광선 조사 및 진동자극 기능 탑재된 재활치료용 기능적 전기자극기를 제안한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 마비된 근육에 적절한 강도의 기능적 전기 자극(FES)을 순차적으로 가하여 근육 재활치료 기능을 수행하며, 가시광선 조사 및 진동자극 기능을 구비하여 FES 자극에 의해 유발되는 극심한 근피로를 풀어주는 가시광선 조사 및 진동자극 기능 탑재된 재활치료용 기능적 전기자극기를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 기능적 전기자극의 강도 외 자극빈도와 자극의 진폭과 파동 지속시간 등 다양한 파라미터 설정이 가능하며, 파라미터 설정 제약을 완화함으로써 사용자에게 맞는 프로토콜 설정 시 용이하고, 기능적전기자극의 강도에 따라 광원 조사량을 제어하므로서 근피로 회복을 보조하는, 가시광선 조사 및 진동자극 기능 탑재된 재활치료용 기능적 전기자극기를 제공하는 것이다.
본 발명의 재활치료용 기능적 전기자극기는, 발광다이오드 어레이로 이루어진 발광부를 구비하여, 가시광선을 조사하는 가시광선 조사부; 저주파 미세전류를 흘려주기위한 쌍극의 자기전극을 구비하되 상기 발광다이오드 어레이의 양단에 위치되는 자극전극부; 상기 가시광선 조사부의 일측에 위치되는 진동소자에 의해 진동을 출력하는 진동부;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 가시광선을 조사하는 가시광선 조사부, 저주파 미세전류를 흘려주기 자극전극부, 진동소자에 의해 진동을 출력하는 진동부를 포함하는 재활치료용 기능적 전기자극기에 있어서, 자극전극부의 자극 강도가 설정되도록 이루어진 키입력부; 상기 키입력부로부터 수신된 자극강도 신호로부터 자극전극 제어신호를 생성하며, 자극전극 제어신호에 비례하여 상기 가시광선 조사부의 조사되는 가시광선 조사량을 조절하는 광 제어신호를 생성하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 가시광선 조사부와 상기 자극전극부는 동시에 구동된다.
상기 제어부는, 상기 키입력부로부터 수신된 자극강도 신호에 비례하여 상기 진동부가 진동하도록하는 진동 제어신호를 생성하도록 이루어진다.
설정에 따라 모드 설정신호, 개시/종료신호를 제어부로 전송하는 키입력부; 키입력부의 출력신호를 수신하여, 자극전극 제어신호를 생성하여 자극전극부로 전송하며, 광 제어신호를 생성하여 가시광선 조사부로 전송하며, 진동 제어신호를 생성하여 진동부로 전송하는 제어부;를 포함한다.
상기 자극전극부는 자극전극으로서 쌍극 전극을 이용하되, 표면 전극을 이용한다.
가시광선 조사부는 발광다이오드 어레이로 이루어진 발광부; 전류 드라이브 회로를 구비하여 제어부의 광제어신호에 따라 상기 발광부를 구동시키는 발광 구동부;를 포함하여 이루어진다.
진동부는 진동을 출력하는 진동소자; 제어부의 진동제어신호에 따라 상기 진동소자를 구동시키는 진동 구동부를 포함하여 이루어지며, 상기 진동소자는 모터로 이루어진다.
키입력부로부터 입력된 자극시간, 자극강도를 포함하는 설정신호를 제어부로부터 수신하여 저장하는 메모리부를 더 포함한다.
제어부는 자극전극부의 자극의 강도에 따라 광 제어신호 또는 진동 제어신호를 생성한다.
또한 본 발명의 재활치료용 기능적 전기자극기는, 저주파 미세전류를 흘려주기 자극전극부; 발광다이오드 어레이를 포함하는 가시광선 조사부와 상기 발광다이오드 어레이의 주변에 위치된 진동부를 구비하는 벨트부; 자극전극부, 가시광선 조사부, 진동부의 제어신호를 생성하는 제어부를 포함하는 메인시스템부;를 포함하여 이루어진다.
또한 본 발명은, 가시광선을 조사하는 가시광선 조사부, 저주파 미세전류를 흘려주기 자극전극부, 진동소자에 의해 진동을 출력하는 진동부를 포함하는 벨트부; 자극전극부, 가시광선 조사부, 진동부의 제어신호를 생성하는 제어부를 포함하는 메인시스템부;를 포함하여 이루어진 재활치료용 기능적 전기자극기에 있어서, 상기 제어부는, 상기 키입력부로부터 수신된 자극강도 신호로부터 자극전극 제어신호를 생성하며, 자극전극 제어신호에 비례하여 상기 가시광선 조사부의 조사되는 가시광선 조사량을 조절하는 광 제어신호를 생성하는 것을 특징으로 한다.
가시광선 조사부는 발광다이오드 어레이를 포함하며, 진동부의 진동소자는 발광다이오드 어레이의 주변에 위치되며, 자극전극부의 자극전극은 발광다이오드 어레이의 양단에 위치된다.
상기 벨트부의 양단은 벨크로어를 구비한다.
가시광선 조사부는 700-900nm 파장을 이용한다.
배터리부와, 상기 배터리부를 충전하기위한 충전회로를 더 구비한다.
메인시스템부는, 전기자극의 강도를 강, 중, 약으로 설정하는 스위치와 자극의 시작 및 정지를 시키는 스위치로 이루어지는 키입력부;상기 키입력부로 부터 디스플레이하기 위한 디스플레이부;를 포함한다.
본 발명의 가시광선 조사 및 진동자극 기능 탑재된 재활치료용 기능적 전기자극기에 따르면, 마비된 근육에 적절한 강도의 기능적 전기 자극(FES)을 순차적으로 가하여 근육 재활치료 기능을 수행하며, 가시광선 조사 및 진동자극 기능을 구비하여 FES 자극에 의해 유발되는 극심한 근피로를 풀어준다.
본 발명에서 가시광선 조사 기능을 통해, 피지선의 활성화 및 섬유아세포에서부터 망산진피까지 활성화하는 효과를 발휘한다.
본 발명에 따르면, 기능적 전기자극의 강도 외 자극빈도와 자극의 진폭과 파동 지속시간 등 다양한 파라미터 설정이 가능하며, 파라미터 설정 제약을 완화함으로써 사용자에게 맞는 프로토콜 설정 시 용이하고, 기능적전기자극의 강도에 따라 광원 조사량을 제어하므로서 근피로 회복을 보조한다.
현재 시판되는 FES 중 근피로 회복을 위한 다른 기능이 탑재된 기기가 존재하지 않으며, 본 발명은 초소형 광 조사기기를 FES와 일체형으로 제공하여 사용자가 불편함을 없게 한다.
본 발명에 따르면, 통증을 완화하므로써 사용자의 기능적 전기자극 치료가 중단됨을 방지하고, 치료기간의 장기화와 세포 내 조직 손상을 방지한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 가시광선 조사 및 진동자극 기능이 탑재된 재활치료용 기능적 전기자극기의 개략적인 구성도이다.
도 2는 일반적인 가시광선 조사 반응 메커니즘을 설명하는 설명도이다.
도 3은 광원의 파장에 따른 피부 투과 깊이를 설명하는 설명도이다.
도 4는 본 발명의 벨트부의 일예이다.
도 5는 일반적인 FES의 전기자극신호의 일예이다.
도 6은 본 발명의 벨트부의 다른 일예이다.
도 7은 본 발명의 자극전극부의 일예이다.
도 8은 도 6의 벨트부를 팔에 장착하는 사용실시예를 나타낸다.
도 9는 본 발명의 메인 시스템의 구성의 일예를 설명하기위한 설명도이다.
도 10은 본 발명의 제어부의 구동의 일예를 설명하기위한 설명도이다.
도 2는 일반적인 가시광선 조사 반응 메커니즘을 설명하는 설명도이다.
도 3은 광원의 파장에 따른 피부 투과 깊이를 설명하는 설명도이다.
도 4는 본 발명의 벨트부의 일예이다.
도 5는 일반적인 FES의 전기자극신호의 일예이다.
도 6은 본 발명의 벨트부의 다른 일예이다.
도 7은 본 발명의 자극전극부의 일예이다.
도 8은 도 6의 벨트부를 팔에 장착하는 사용실시예를 나타낸다.
도 9는 본 발명의 메인 시스템의 구성의 일예를 설명하기위한 설명도이다.
도 10은 본 발명의 제어부의 구동의 일예를 설명하기위한 설명도이다.
이하, 본 발명의 일실시예에 따른 가시광선 조사 및 진동자극 기능이 탑재된 재활치료용 기능적 전기자극기의 구성 및 구동방법을 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 가시광선 조사 및 진동자극 기능이 탑재된 재활치료용 기능적 전기자극기의 개략적인 구성도로, 자극전극부(100), 가시광선 조사부(150), 진동부(200), 제어부(300), 키입력부(400), 메모리부(450)을 포함하여 이루어진다.
자극전극부(100)는 저주파 미세전류를 피부에 흘려주어 자극을 행하는 수단으로, 자극전극과 자극전극 구동부를 구비한다.
자극전극은 2개의 자극전극, 즉 쌍극 전극을 이용하되, 경피 자극에 사용되는 표면 전극을 이용한다.
자극전극 구동부는 제어부(300)로부터 수신된 자극전극 제어신호에 따라 자극전극을 구동시킨다.
자극전극부(100)는 근육을 움직이게 하는 전기 자극을 주어 근육이 제 기능을 할 수 있도록 도와주며, 근위축을 방지하거나 지연시켜 근육의 기능이 퇴화하는 것을 막고 근육이 가지고 있는 본래 운동 기능을 지속할 수 있도록 도와준다.
가시광선 조사부(150)는 가시광선을 조사하여 근피로 회복 및 통증을 완화하시키는 수단으로, 발광부와 발광 구동부를 포함하여 이루어진다.
발광부는 발광다이오드 어레이로 이루어진 광조사수단을 이용하여 광을 조사한다. 여기서 발광다이오드는 가시광선을 출사하는 발광다이오드를 사용한다.
발광 구동부는 제어부(300)로부터 수신된 광 제어신호에 따라 발광부를 구동시킨다. 발광 구동부는 광원을 조사하기 위한 전류 드라이브 회로, 광 조사량을 조절하기 위한 전류 조절기기를 포함하여 이루어진다.
진동부(200)는 진동소자에 의해 진동을 출력하여 근피로 회복 및 통증을 완화하시키는 수단으로, 진동소자와 진동 구동부를 포함하여 이루어진다.
진동소자는 진동을 출력하는 소자로, 모터, 압전소자 등으로 이루어질 수 있다. 보다 바람직하게는 모터로 이루어질 수 있다.
진동 구동부는 제어부(300)로부터 수신된 진동 제어신호에 따라 진동소자를 구동시킨다.
가시광선 조사부(150) 및 진동부(200)는 가시광선 및 진동자극을 이용하여 치료시간에 따른 근피로와 피부 손상을 제거하므로 장시간의 치료시간과 지속적인 치료를 받도록 보조할 수 있다.
제어부(300)는 키입력부(400)로부터 모드 설정신호, 자극 개시/종료신호, 가시광선 개시/종료신호, 진동 개시/종료신호 등을 수신하여, 자극전극 제어신호, 광 제어신호, 진동 제어신호을 생성하여, 자극전극부(100), 가시광선 조사부(150), 진동부(200)로 각각 전송한다. 또한 제어부(300)는 재활치료용 기능적 전기자극기의 기타 전반적인 제어를 행한다. 제어부(300)는 마이크로 콘트롤러 또는 마이크로 프로세서로 이루어질 수 있다.
제어부(300)는 경우에 따라서는 자극전극부(100)의 자극의 강도에 따라 가시광선 조사부(150)의 광원 조사량을 조절(비례)하여 광 제어신호를 생성할 수 있으며, 이 경우는 자극전극 제어신호에 비례하여 광 제어신호를 생성할 수 있다.
또한 제어부(300)는 경우에 따라서는 자극전극부(100)의 자극의 강도 또는 가시광선 조사부(150)의 광원 조사량에 따라 비례하는 진동 시간 또는 진동강도를 가지는 진동 제어신호를 생성할 수 있다.
키입력부(400)는 사용자가 사용모드 , 자극 개시/종료, 가시광선 개시/종료, 진동 개시/종료 등의 설정을 행하는 수단으로, 모드 설정신호, 자극 개시/종료신호, 가시광선 개시/종료신호, 진동 개시/종료신호 등을 제어부(300)로 전송한다. 키입력부(400)는 스위치부 또는 터치패드 등으로 이루어질 수 있다. 경우에 따라서는 자극전극부(100), 가시광선 조사부(150), 진동부(200) 각각과 연계된 외부 스위치 들로 이루어질 수 있다.
또한, 키입력부(400)에서 기능적 전기자극의 강도 외 자극빈도와 자극의 진폭과 파동 지속시간 등 다양한 파라미터 설정이 가능하며, 설정신호들은 제어부(300)로 전송되며, 제어부(300)는 키입력부(400)에서 수신된 설정신호들로 부터 자극전극 제어신호, 광 제어신호, 진동 제어신호을 생성하여 자극전극부(100), 가시광선 조사부(150), 진동부(200)로 각각 전송한다.
본 발명에서는 파라미터 설정 제약을 완화함으로써 사용자에게 맞는 프로토콜 설정이 용이하며, 경우에 따라서는 기능적전기자극의 강도에 따라 광원 조사량을 제어하도록 이루어져 근피로 회복을 보조한다.
메모리부(450)는 사용자에 따라 키입력부(400)로부터 입력된 자극시간, 자극강도 등의 설정신호를 제어부(300)로부터 수신하여 저장하며, 공장출하시 기 저장된 자극전극부(100), 가시광선 조사부(150), 진동부(200) 각각의 작동시간 범위가 저장되어 있다. 경우에 따라서 메모리부(450)은 생략될 수 있다.
미도시 되었으나, 본 발명은 배터리부(미도시), 충전부(미도시)를 더구비할 수 있다.
본 발명에서 자극전극부(100), 가시광선 조사부(150), 진동부(200)는 하나의 벨트에 장착될 수 있으며, 제어부(300), 키입력부(400), 메모리부(450)는 하나의 하우징내에 장착되어진 메인시스템부를 이룰 수 있다. 즉, 자극전극부(100), 가시광선 조사부(150), 진동부(200)는 벨트부로 구성될 수 있으며, 제어부(300), 키입력부(400), 메모리부(450)는 메인시스템부로 구성될 수 있다. 벨트부와 메인시스템부 사이는 유선 또는 무선으로 이루어질 수 있다. 경우에 따라서 자극전극부(100)는 벨트부에 포함되지 않고 따로 구성될 수 있다.
일반적인 FES에서 자극은 단상성 전류를 사용하는데, 이 경우 반복적인 자극으로 세포와 조직의 손상될 가능성 존재하며, 자극빈도를 높일 경우 강한 근수축을 얻을 수 있지만 쉽게 피로해질 수 있으므로 장시간 수축을 유지하기 어렵다. 또한, 전기 치료시 통증이 동반될 수 있으며, 치료를 중단하면 없어지는 경우가 대부분이다. 하지만 이는 지속적인 치료를 이행하지 못하는 문제로 직면하게 되며, 또한 전기 자극에 의한 피부의 과민 반응이 유도되는 부작용이 발생된다.
본 발명에서는 자극전극부(100), 가시광선 조사부(150), 진동부(200)는 자극빈도와 자극의 진폭과 파동 지속시간 조절하도록 이루어지며, 자극감도(Feeling)를 개선하고, 근피로 유발을 최소화할 있도록 이루어져 있다.
도 2는 일반적인 가시광선 조사 반응 메커니즘을 설명하는 설명도이다.
도 2는 가시광선을 통해 근피로 회복하는 메커니즘으로, 광자가 세포조직내 색소포놔 광수용기에 흡수되고 세포의 대사활동 촉진하며, 세포 조직 내의 FOS와 ATP 합성을 증가시키므로써 적생과 근적외선 광에 노출된 세포는 NO 방출하며, 효소 활성화를 촉진하며 미토코드리아의 대사와 ATP 생성 촉진하며, 헤모글로빈,미오글로빈과 같은 단백질이 부가적인 NO 방출한다.
따라서 가시광선은 피부에 영향을 미치며, 특히 피지선의 활성화하며, 섬유아세포에서부터 망산진피까지 효과를 발휘한다.
도 3은 광원의 파장에 따른 피부 투과 깊이를 설명하는 설명도이다.
일반적으로 가시광선은 400nm 파장의 광은 1mm 이하의 투과깊이를, 514nm 파장의 광은 0.5-2mm의 투과깊이를, 630nm 파장의 광은 1-6mm 투과 깊이를, 700-900nm 파장의 광은 더 깊이 침투가능하다. 본 발명에서는 가시광선영역의 광선을 사용하되, 보다 바람직하게는 700-900nm 파장으로 이루어질 수 있다.
도 4는 본 발명의 벨트부의 일예이다.
도 4에서는 벨트부의 내측에는 발광다이오드가 일렬로 장착되어 있으며, 발광다이오드 일측에는 진동소자가 장착되어 있으며, 일렬의 발광다이오드의 양측 끝단부위에 자극전극이 위치되도록 장착된다. 도 4에서는 벨트부를 발에 장착하여 종아리 부분의 근육을 자극하는 상태도이다.
도 5는 일반적인 FES의 전기자극신호의 일예이다.
일반적으로는 FES의 전기자극신호는 펄스형태로 주어지며, 일정시간 올라가거나 내려가는 램프타임(ramp time)을 가진다. 본 발명에서도 기본 모드로 지금과 같은 전기자극 신호를 적용하되, 사용자에 따라 진폭, 시간 등의 설정을 보다 자유롭게 설정할 수 있게 했다.
도 6은 본 발명의 벨트부의 다른 일예로, 일렬의 발광다이오드와, 일렬의 발광다이오드의 양측에 위치된 진동부를 구비한다. 도 6에서 일렬의 발광다이오드및 진동부는 메인시스템부과 유선으로 연결되는 연결부를 구비하나 이로써 본 발명을 한정하기위한 것이 아니며, 경우에 따라서는 발광다이오드및 진동부는 메인시스템부과 무선으로 연결될 수 있다.
도 7은 본 발명의 자극전극부의 일예로, 자극전극과 자극전극 커넥터를 구비하며, 자극전극 커넥터를 벨트부 또는 메인시스템부에 연결하여 사용할 수 있다.
도 8은 도 6의 벨트부를 팔에 장착하는 사용실시예를 나타낸다.
도 8에서와 같이, 먼저 표면 전극으로 이루어진 자극전극을 장착하고 벨트부를 장착하되, 벨트부의 양끝단에는 벨크로어가 장착되어 있어 벨트부를 팔에 감아 장착하며, 이때 광조사부 및 진동부가 양 전극사이에 위치되도록 장착한다. 도 8에서는 자극전극의 커넥터가 메인시스템부에 장착되도록 이루어지나, 이로써 본 발명을 한정하기위한 것이 아니며, 경우에 따라서는 2개의 자극전극이 일렬의 발광다이오드(발광다이오드 어레이)의 양단에 위치될 수도 있다.
도 9는 본 발명의 메인 시스템의 구성의 일예를 설명하기위한 설명도이다.
배터리부를 구비하며 배터리부로부터 들어온 DC 전원을 사용하기 위한 안정화 전원으로 변경하기 위한 DC/CD 변환기를 통해 메인 소스전원(main source)부로 전송한다.
키입력부인 외부 입력부(external input)를 구비하며, 입력된 상황등을 디스플레이하기위한 디스플레이부를 더 구비한다.
제어부(300)인 마이크로콘트롤러를 구비하며, 마이크로 콘트롤러는 자극전극 구동부(boost-up converter)를 통해 자극전극(electrnoc stimulation)을 제어한다. 또한, 마이크로 콘트롤러는 발광다이오드 구동부(LED dirver circuit)를 통해 발광다위오드(high brightness LED)를 제어한다. 또한, 마이크로 콘트롤러는 진동 구동부(vibrator driver circuit)를 통해 진동소자(vibration motor)를 구동 제어한다.
도 10은 본 발명의 제어부의 구동의 일예를 설명하기위한 설명도이다.
도 10은 키입력부(400)는 전기자극의 강도를 강, 중, 약으로 설정하는 3개의 외부 스위치와 자극의 시작 및 정지를 시키는 외부 스위치 1개 총 4개의 스위치로 이루어지며, 제어부(300)는 키입력부(400)에서 강, 중, 약 설정 후 시작/정지 버튼을 한번 누르면 전기자극이 시작하면서 설정된 시간에 따라 진동 자극 및 가시광선 조사가 이루어 지는 것으로 인식하고 이에 따른 제어신호를 생성하여 가시광선 조사부와 자극전극부 등으로 전송하며, 키입력부(400)에서 시작/정지 버튼을 다시 한번 누르면 시스템이 멈추면서 초기모드로 설정되는 것으로 인식하여 이에따른 제어신호를 생성하여 가시광선 조사부와 자극전극부 등으로 전송한다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100: 자극전극부 150:가시광선 조사부
200:진동부 300:제어부
400:키입력부 450:메모리부
200:진동부 300:제어부
400:키입력부 450:메모리부
Claims (18)
- 발광다이오드 어레이로 이루어진 발광부를 구비하여, 가시광선을 조사하는 가시광선 조사부;
근육에 저주파 미세전류를 흘려주어, 상기 근육이 움직이어서, 상기 근육의 기능을 하도록, 저주파 미세전류를 흘려주기 위한 쌍극의 자극전극을 구비하되, 상기 발광다이오드 어레이의 양단에 위치되는 자극전극부;
상기 가시광선 조사부의 일측에 위치되는 진동소자에 의해 진동을 출력하는 진동부;
를 포함하여 이루어지며,
상기 진동소자는 모터로 이루어진 것을 특징으로 하는 재활치료용 기능적 전기자극기. - 근육에 저주파 미세전류를 흘려주어, 상기 근육이 움직이어서, 상기 근육의 기능을 하도록, 저주파 미세전류를 흘려주는 자극전극부, 가시광선을 조사하는 가시광선 조사부, 진동소자에 의해 진동을 출력하는 진동부를 포함하는 재활치료용 기능적 전기자극기에 있어서,
자극전극부의 자극 강도가 설정되도록 이루어진 키입력부;
상기 키입력부로부터 수신된 자극강도 신호로부터 자극전극 제어신호를 생성하며, 자극전극 제어신호에 비례하여 상기 가시광선 조사부의 조사되는 가시광선 조사량을 조절하는 광 제어신호를 생성하는 제어부;
를 포함하며,
상기 진동소자는 모터로 이루어지며,
가시광선 조사부는 발광다이오드 어레이를 포함하며,
진동부의 진동소자는 발광다이오드 어레이의 주변에 위치되며,
자극전극부의 자극전극은 발광다이오드 어레이의 양단에 위치되는 것을 특징으로 하는 재활치료용 기능적 전기자극기. - 제1항 또는 제2항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가시광선 조사부와 상기 자극전극부는 동시에 구동되는 것을 특징으로 하는 재활치료용 기능적 전기자극기. - 제2항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 키입력부로부터 수신된 자극강도 신호에 비례하여 상기 진동부가 진동하도록하는 진동 제어신호를 생성하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 재활치료용 기능적 전기자극기. - 제1항에 있어서,
설정에 따라 모드 설정신호, 개시/종료신호를 제어부로 전송하는 키입력부;
키입력부의 출력신호를 수신하여, 자극전극 제어신호를 생성하여 자극전극부로 전송하며, 광 제어신호를 생성하여 가시광선 조사부로 전송하며, 진동 제어신호를 생성하여 진동부로 전송하는 제어부;
를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 재활치료용 기능적 전기자극기. - 제1항 또는 제2항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 자극전극부는 자극전극으로서 쌍극 전극을 이용하되, 표면 전극을 이용하는 것을 특징으로 하는 재활치료용 기능적 전기자극기. - 제5항에 있어서,
가시광선 조사부는
발광다이오드 어레이로 이루어진 발광부;
전류 드라이브 회로를 구비하여 제어부의 광제어신호에 따라 상기 발광부를 구동시키는 발광 구동부;
를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 재활치료용 기능적 전기자극기. - 제5항에 있어서,
진동부는
진동을 출력하는 진동소자;
제어부의 진동제어신호에 따라 상기 진동소자를 구동시키는 진동 구동부;
를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 재활치료용 기능적 전기자극기. - 삭제
- 제5항에 있어서,
키입력부로부터 입력된 자극시간, 자극강도를 포함하는 설정신호를 제어부로부터 수신하여 저장하는 메모리부;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 재활치료용 기능적 전기자극기. - 제5항에 있어서,
제어부는 자극전극부의 자극의 강도에 따라 광 제어신호 또는 진동 제어신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 재활치료용 기능적 전기자극기. - 저주파 미세전류를 흘려주기 자극전극부;
발광다이오드 어레이를 포함하는 가시광선 조사부와 상기 발광다이오드 어레이의 주변에 위치된 진동부를 구비하는 벨트부;
자극전극부, 가시광선 조사부, 진동부의 제어신호를 생성하는 제어부를 포함하는 메인시스템부;
를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 재활치료용 기능적 전기자극기. - 근육에 저주파 미세전류를 흘려주어, 상기 근육이 움직이어서, 상기 근육의 기능을 하도록, 저주파 미세전류를 흘려주는 자극전극부, 가시광선을 조사하는 가시광선 조사부, 진동소자에 의해 진동을 출력하는 진동부를 포함하는 벨트부;
자극전극부, 가시광선 조사부, 진동부의 제어신호를 생성하는 제어부를 포함하는 메인시스템부;
자극전극부의 자극 강도가 설정되도록 이루어진 키입력부;
를 포함하여 이루어진 재활치료용 기능적 전기자극기에 있어서,
상기 제어부는 상기 키입력부로부터 수신된 자극강도 신호로부터 자극전극 제어신호를 생성하며, 자극전극 제어신호에 비례하여 상기 가시광선 조사부의 조사되는 가시광선 조사량을 조절하는 광 제어신호를 생성하고,
가시광선 조사부는 발광다이오드 어레이를 포함하며,
진동부의 진동소자는 모터로 이루어지며, 발광다이오드 어레이의 주변에 위치되고,
자극전극부의 자극전극은 발광다이오드 어레이의 양단에 위치되는 것을 특징으로 하는 재활치료용 기능적 전기자극기. - 삭제
- 제13항에 있어서,
상기 벨트부의 양단은 벨크로어를 구비하는 것을 특징으로 하는 재활치료용 기능적 전기자극기. - 제1항, 제2항, 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
가시광선 조사부는 700-900nm 파장을 이용하는 것을 특징으로 하는 재활치료용 기능적 전기자극기. - 제1항, 제2항, 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
배터리부와, 상기 배터리부를 충전하기위한 충전회로를 더 구비하는 것을 특징으로 재활치료용 기능적 전기자극기. - 제13항에 있어서,
메인시스템부는
전기자극의 강도를 강, 중, 약으로 설정하는 스위치와 자극의 시작 및 정지를 시키는 스위치로 이루어지는 키입력부;
상기 키입력부로 부터 디스플레이하기 위한 디스플레이부;
를 포함하는 것을 특징으로 재활치료용 기능적 전기자극기.
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