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KR20200145087A - 견관절아탈구의 치료 및 재활을 위한 장치, 이를 이용한 치료 및 재활 방법 및 시스템 - Google Patents

견관절아탈구의 치료 및 재활을 위한 장치, 이를 이용한 치료 및 재활 방법 및 시스템 Download PDF

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KR20200145087A
KR20200145087A KR1020190073570A KR20190073570A KR20200145087A KR 20200145087 A KR20200145087 A KR 20200145087A KR 1020190073570 A KR1020190073570 A KR 1020190073570A KR 20190073570 A KR20190073570 A KR 20190073570A KR 20200145087 A KR20200145087 A KR 20200145087A
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rehabilitation
stimulation
treatment
unit
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김주상
김종철
박융석
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사회복지법인 삼성생명공익재단
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Publication date
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Abstract

본 발명은 견관절아탈구의 치료 및 재활을 위한 장치, 이를 이용한 치료 및 재활 방법 및 시스템에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 장치는, 사용자의 상지 및 어깨를 지지하기 위한 슬링(Sling) 형태의 본체부, 본체부의 상지유닛 또는 어깨유닛 중 적어도 하나에 구비되며, 어깨의 움직임을 감지하는 센서부 및 본체부의 어깨유닛에 구비되며, 어깨의 움직임에 따라 어깨를 구성하는 근육에 전기자극을 제공하는 전기자극부를 포함할 수 있다.

Description

견관절아탈구의 치료 및 재활을 위한 장치, 이를 이용한 치료 및 재활 방법 및 시스템{APPARATUS FOR TREATMENT AND REHABILITATION OF SHOULDER SUBIUXATION AND TREATMENT AND REHABILITATION METHOD AND SYSTEM USING THEREOF}
본 발명은 견관절아탈구의 치료 및 재활을 위한 장치, 이를 이용한 치료 및 재활 방법 및 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 환자의 어깨 움직임에 따른 전기자극을 제공함으로써 중추신경계 손상 등으로 인한 상지의 마비와 이로 인한 견관절아탈구를 치료하거나 재활할 수 있도록 하는 장치, 방법 및 시스템에 관한 것이다.
중추신경계 손상 등으로 상반신 전체 또는 상지 등 상반신을 구성하는 신체 일부가 마비된 경우, 이로 인해 발생할 수 있는 가장 흔한 합병증 중 하나로 견관절아탈구가 있다. 견관절의 안정성은 회전근개의 근육과 인대로 유지되는데, 중추신경계 손상 등으로 인한 마비로 회전근개의 근육능력이 현저하게 감소하게 되면, 견관절 부위에 중력으로 인한 손상이 일어나고, 이로 인해 견관절아탈구가 발생한다.
견관절아탈구를 치료 및 예방하기 위한 방법으로는 일반적으로 슬링 형태의 어깨 보조기를 이용한 견관절 보호 방식, 견관절 주위 근육에 대한 테이핑 방식 및 견관절 주위 근육에 대한 전기자극 방식 등이 있다. 이러한 다양한 방식들이 있음에도 불구하고, 현재 중추신경계 손상 등의 마비로 인한 견관절아탈구의 치료를 위한 최적의 방법은 딱히 정해진 바가 없는 실정이다.
따라서, 전술한 방식들을 동시에 수행하며 견관절아탈구를 치료하는 것이 바람직함에도 불구하고, 시간적 제약과 제한적인 치료 환경 및 장비 등로 인해 어깨 보조기, 테이핑 및 전기자극 등의 치료 방식들을 한꺼번에 수행하기는 어려운 상황이다.
대한민국 등록특허공보 제10-1682948호 (2016.12.07)
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 중추신경계 손상 등으로 인한 마비 환자의 어깨를 안정적으로 지지할 수 있을 뿐만 아니라 어깨의 움직임에 따라 전기자극을 제공하여 견관절아탈구의 예방, 치료 및 재활을 동시에 가능하게 하며, 환자의 착용 시 불편함을 최소화시킨 장치 및 방법을 제공함에 목적이 있다.
또한, 견관절아탈구의 치료 및 재활 과정에서 수집되는 데이터들을 이용함으로써, 환자별로 맞춤형 치료 및 재활 방법을 제공할 수 있으며, 임상의에 의한 환자별 모니터링 및 치료방향의 연구가 지속적으로 수행될 수 있도록 하는 종합 관리 시스템을 제공함에 목적이 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 견관절아탈구의 치료 및 재활을 위한 장치는, 사용자의 상지 및 어깨를 지지하기 위한 슬링(Sling) 형태의 본체부, 본체부의 상지유닛 또는 어깨유닛 중 적어도 하나에 구비되며, 어깨의 움직임을 감지하는 센서부 및 본체부의 어깨유닛에 구비되며, 어깨의 움직임에 따라 어깨를 구성하는 근육에 전기자극을 제공하는 전기자극부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 본체부는 본체부의 상지유닛과 어깨유닛을 연결하며, 탄력성 있는 소재로 형성되는 연결유닛을 포함하고, 연결유닛은 본체부의 상지유닛과 어깨유닛 각각에 분리 또는 결합이 가능할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 본체부의 어깨유닛은 사용자의 몸통 후면을 감싸는 구조로 형성되어 어깨를 지지할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 전기자극부는, 전면 삼각근(Anterior Deltoid) 영역에 배치되는 제 1 자극모듈, 측면 삼각근(Lateral Deltoid) 영역에 배치되는 제 2 자극모듈, 후면 삼각근(Posterior Deltoid) 영역에 배치되는 제 3 자극모듈, 극상근(Supraspinatus) 영역에 배치되는 제 4 자극모듈 및 센서부에 의해 감지된 어깨의 움직임에 따라 어깨를 구성하는 근육의 자극부위, 전기자극의 강도 및 시간을 결정하는 제어모듈을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 제어모듈은, 결정된 자극부위를 기초로 제 1 자극모듈, 제 2 자극모듈, 제 3 자극모듈 및 제 4 자극모듈에 대한 동작 패턴을 결정할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 제어모듈은, 연직방향의 어깨 가상선을 기준으로 어깨가 소정의 각도 이상 상승했는지 여부를 판단하고, 어깨가 소정의 각도 이상 상승한 것으로 판단된 경우, 어깨의 움직임을 기초로 어깨를 구성하는 근육의 자극부위, 전기자극의 강도 및 시간을 결정할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 견관절아탈구의 치료 및 재활을 위한 장치를 이용한 치료 방법은, 센서부가 중력방향을 기준으로 한 사용자의 어깨의 움직임을 감지하는 단계, 중력방향으로의 어깨의 움직임이 감지된 경우, 전기자극부의 제어모듈이 어깨의 움직임에 따라 어깨를 구성하는 근육의 자극부위, 전기자극의 강도 및 시간을 결정하는 단계, 제어모듈이 결정된 근육의 자극부위를 기초로 전기자극부의 자극모듈들에 대한 동작 패턴을 결정하는 단계 및 제어모듈에 의해 결정된 동작 패턴에 따라 자극모듈들이 동작함으로써 전기자극이 제공되는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 견관절아탈구의 치료 및 재활을 위한 장치를 이용한 재활 방법은, 센서부가 중력방향을 기준으로 한 사용자의 어깨의 움직임을 감지하는 단계, 중력반대방향으로의 어깨의 움직임이 감지된 경우, 전기자극부의 제어모듈이 연직방향의 어깨 가상선을 기준으로 어깨가 소정의 각도 이상 상승했는지 여부를 판단하는 단계, 어깨가 소정의 각도 이상 상승한 것으로 판단된 경우, 제어모듈이 어깨의 움직임을 기초로 어깨를 구성하는 근육의 자극부위, 전기자극의 강도 및 시간을 결정하는 단계 및 제어모듈에 의해 결정된 근육의 자극부위에 해당하는 자극모듈이 동작함으로써 전기자극이 제공되는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 견관절아탈구의 치료 및 재활을 위한 시스템은, 전술한 본 발명의 일 실시 예에 따른 장치, 장치로부터 수집된 데이터의 분석 및 관리를 위한 서버 및 견관절아탈구의 치료 및 재활을 위한 애플리케이션의 구동이 가능한 사용자 단말을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 서버는, 센서부에 의해 감지된 어깨의 움직임에 관한 데이터를 수집하고, 수집된 데이터를 기초로 딥러닝 알고리즘을 이용하여 사용자 별 견관절아탈구의 치료방향 설정을 위한 진행도를 학습할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 서버는, 센서부에 의해 감지된 어깨의 움직임에 관한 데이터를 수집하고, 수집된 데이터를 기초로 딥러닝 알고리즘을 이용하여 사용자 별 견관절아탈구의 재활방향 설정을 위한 재활경과 및 어깨의 각도 판단을 위한 기준값을 학습할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 사용자 단말은, 센서부에 의해 감지된 어깨의 움직임에 따라 시각적 또는 청각적 알람을 출력할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예로서 제공되는 장치, 이를 이용한 방법 및 시스템에 따르면, 중추신경계 손상 등에 의한 마비 환자들의 중력으로 인한 견관절아탈구에 대한 예방 및 치료뿐만 아니라 재활 및 운동이 시간 및 장소에 관계없이 실생활에서도 안정적으로 수행될 수 있으며, 이를 통해 견관절아탈구에 대한 예방 및 치료 효과를 극대화시킬 수 있다.
또한, 중추신경계 손상 등에 의한 마비 환자들의 착용감을 크게 개선시킬 수 있으며, 데이터 분석을 통해 환자의 상태에 따라 알맞은 치료 및 재활 훈련을 제공할 수 있을 뿐만 아니라 중추신경계 손상으로 인해 발생하는 합병증인 견관절아탈구의 최적의 치료 및 예방을 위한 연구에도 크게 기여할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 견관절아탈구의 치료 및 재활을 위한 장치를 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 견관절아탈구의 치료 및 재활을 위한 장치의 (a) 착용모습을 나타낸 사시도 및 (b) 각 유닛간 연결관계를 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 견관절아탈구의 치료 및 재활을 위한 장치의 (a) 착용모습을 나타낸 정면도 및 (b) 착용모습을 나타낸 후면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 견관절아탈구의 치료 및 재활을 위한 장치를 이용한 재활 과정을 나타낸 착용도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 견관절아탈구의 치료 및 재활을 위한 장치를 이용한 치료 방법을 나타낸 순서도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 견관절아탈구의 치료 및 재활을 위한 장치를 이용한 재활 방법을 나타낸 순서도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 견관절아탈구의 치료 및 재활을 위한 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 견관절아탈구의 치료 및 재활을 위한 시스템의 동작 과정을 나타낸 시퀀스 다이어그램(sequence diagram)이다.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 명세서 전체에서 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, "그 중간에 다른 구성을 사이에 두고" 연결되어 있는 경우도 포함한다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 견관절아탈구의 치료 및 재활을 위한 장치(100)를 나타낸 블록도, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 견관절아탈구의 치료 및 재활을 위한 장치(100)의 (a) 착용모습을 나타낸 사시도 및 (b) 각 유닛간 연결관계를 나타낸 단면도이다.
또한, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 견관절아탈구의 치료 및 재활을 위한 장치(100)의 (a) 착용모습을 나타낸 정면도 및 (b) 착용모습을 나타낸 후면도, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 견관절아탈구의 치료 및 재활을 위한 장치(100)를 이용한 재활 과정을 나타낸 착용도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 견관절아탈구의 치료 및 재활을 위한 장치(100)는, 사용자의 상지 및 어깨를 지지하기 위한 슬링(Sling) 형태의 본체부(10), 본체부(10)의 상지유닛(12) 또는 어깨유닛(11) 중 적어도 하나에 구비되며, 어깨의 움직임을 감지하는 센서부(20) 및 본체부(10)의 어깨유닛(11)에 구비되며, 어깨의 움직임에 따라 어깨를 구성하는 근육에 전기자극을 제공하는 전기자극부(30)를 포함할 수 있다.
이때, 견관절아탈구의 치료 및 재활을 위한 장치(100)의 사용자는 중추신경계 손상 등으로 인해 발생하는 마비로 상반신 전체 또는 일부를 스스로 제어할 수 없는 환자, 견관절 근육의 손상 등에 의해 견관절아탈구가 발생할 위험이 높아 예방이 필요한 환자 등을 모두 포함한다.
도 2의 (a)를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 본체부(10)는 상지를 고정시키고 상지의 무게를 지지하기 위한 상지유닛(12)과 어깨를 고정시키고 어깨의 무게를 지지하기 위한 어깨유닛(11)으로 구분될 수 있다. 이때, 상지유닛(12)과 어깨유닛(11)을 일체로 고정시켜 상지 및 어깨 전체의 움직임을 보조하기 위해 상지유닛(12)과 어깨유닛(11) 사이에 연결유닛(13)이 연결될 수 있다. 즉, 본체부(10)는 본체부(10)의 상지유닛(12)과 어깨유닛(11)을 연결하며, 탄력성 있는 소재로 형성되는 연결유닛(13)을 포함할 수 있다.
예를 들어, 연결유닛(13)은 실리콘 소재 및 고어텍스(Goretex) 소재로 형성될 수 있다. 즉, 연결유닛(13)은 실리콘 소재로 형성된 층과 고어텍스 소재로 형성된 층으로 구성된 다층 구조로 형성되거나, 고어텍스 소재의 외부를 실리콘 소재가 감싸는 형태로 형성될 수 있다. 전술한 예시 이외에도 연결유닛(13)은 탄력성과 통기성을 모두 확보할 수 있는 다양한 소재들로 형성될 수 있다.
연결유닛(13)은 실리콘 소재로 형성되므로 탄력성을 확보할 수 있을 뿐만 아니라 고어텍스 소재로도 형성되므로 통기성을 확보할 수 있다. 이와 같이 연결유닛(13) 자체에 탄력성이 확보되면, 근육의 이완 또는 수축의 움직임을 보조하는 테이핑 요법의 효과를 줄 수 있다. 또한, 연결유닛(13) 자체에 통기성이 확보되면, 연결유닛(13)이 피부에 직접 접촉되더라도 이질감을 최소화하고 효과적으로 땀을 배출함으로써 사용자의 착용감을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 연결유닛(13)은 본체부(10)의 상지유닛(12)과 어깨유닛(11) 각각에 분리 또는 결합이 가능할 수 있다. 예를 들어, 도 2의 (b)와 같이 2개의 연결유닛(13) 각각은 상지유닛(12)과 어깨유닛(11)에 형성된 결합부위에 삽입되어 고정될 수 있다. 도 2의 (b)에 도시되지는 않았으나, 상지유닛(12)과 어깨유닛(11)에 형성된 결합부위에 연결유닛(13)의 양 단부가 삽입되면, 사용자의 외부 입력에 의해 각각의 결합부위의 내부에 형성된 고정모듈이 돌출되어 연결유닛(13)이 분리되는 것을 방지할 수 있다. 연결유닛(13)이 손상되어 교체가 필요한 경우에는, 사용자의 외부 입력에 의해 각각의 결합부위의 내부에서 돌출된 고정모듈이 다시 원 위치(i.e. 상지유닛(12) 또는 어깨유닛(11)의 내부)로 이동하여 결합부위에 삽입된 연결유닛(13)이 분리될 수 있다.
또한, 어깨의 크기, 상지의 길이 등의 신체 구조는 사용자마다 다르므로, 어떠한 사용자든지 착용하여 사용할 수 있도록 연결유닛(13)은 상지유닛(12)과 어깨유닛(11) 각각에 결합된 이후에 상지유닛(12)과 어깨유닛(11) 각각에 구비된 길이조절모듈에 의해 외부로 노출되는 정도가 조절될 수 있다. 다시 말해서, 연결유닛(13)은 상지유닛(12) 및 어깨유닛(11) 각각에 구비된 길이조절모듈을 통해 전체 길이가 조절될 수 있다.
예를 들어, 도 2의 (b)에 도시되지는 않았으나, 상지유닛(12)과 어깨유닛(11)에 형성된 결합부위에 회전 방식의 길이조절모듈이 형성될 수 있다. 상지유닛(12)과 어깨유닛(11)에 형성된 결합부위에 연결유닛(13)의 양 단부가 삽입되면(i.e. 길이조절모듈에 연결유닛(13)의 양 단부가 삽입되면), 사용자의 외부 입력에 의해 길이조절모듈이 회전하여 연결유닛(13)이 길이조절모듈의 회전축에 감김으로써, 연결유닛(13)의 전체적인 길이가 조절될 수 있다. 이와 같이 길이조절모듈이 구비되면, 전술한 고정모듈이 구비되지 않더라도 연결유닛(13)이 각각의 결합부위에 안정적으로 고정될 수 있다. 또한, 환자의 근육 움직임이 완전하지 못한 경우에 이를 보조할 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 본체부(10)의 어깨유닛(11)은 사용자의 몸통 후면을 감싸는 구조로 형성되어 어깨를 지지할 수 있다. 중추신경계 손상 등에 의한 마비 환자는 몸통의 전면부위(ex. 목의 전면부위, 가슴, 복부 등)에 치료 및 시술을 위한 장치들(ex. 캐뉼라(cannula) 등)이 연결되는 경우가 많다. 이러한 경우 견관절아탈구의 치료 및 재활을 위한 장치(100)가 몸통 전면을 감싸게 되면, 사용자의 불편함을 유발할 뿐만 아니라 캐뉼라와 같은 장치들이 움직여 치료를 방해하는 문제가 발생할 수 있다. 이와 같은 문제들을 방지하기 위해서 본 발명의 일 실시 예에 따른 어깨유닛(11)은 가방을 메는 방식으로 사용자가 착용할 수 있도록 사용자의 몸통 후면을 지지하는 구조로 형성될 수 있다.
예를 들어, 도 3의 (a) 및 (b)를 참조하면, 어깨유닛(11)은 사용자의 목의 전면부위, 가슴 및 복부 등 몸통의 전면부위가 노출될 수 있도록 사용자의 어깨, 겨드랑이 및 등 상부를 감싸는 구조를 가질 수 있다. 또한, 어깨유닛(11)은 피부에 닿는 면적을 최소화함과 동시에 안정적으로 어깨의 무게를 지지할 수 있도록 도 3의 (b)와 같이 등 상부의 일부분을 지나는 구조로 형성될 수 있다. 바람직하게는 어깨유닛(11)은 상완골(Humerus)의 외회전(External rotation)의 효과를 유지하면서 어깨 및 상지를 안정적으로 지지할 수 있도록 7번 경추 상방을 지나는 형태로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 센서부(20)는 전기자극부(30)의 동작을 결정하는 사용자의 어깨의 움직임을 감지하기 위한 구성으로서, 본체부(10)의 일 구성(i.e. 상지유닛(12), 어깨유닛(11) 및 연결유닛(13)) 중 적어도 하나 이상에 구비될 수 있다. 즉, 전기자극부(30)가 견관절아탈구의 예방 및 치료를 위해 동작할지 또는 견관절아탈구의 재활 및 어깨 운동을 위해 동작할지 여부는 센서부(20)에 의해 감지되는 중력방향을 기준으로 한 사용자의 어깨의 움직임에 따라 결정될 수 있다. 이때, 센서부(20)에 의해 감지되는 어깨의 움직임에는 어깨의 움직임의 방향, 속도 및 각도 등이 포함될 수 있다.
예를 들어, 상지유닛(12), 어깨유닛(11) 및 연결유닛(13)에 구비된 센서부(20) 각각에 의해 어깨의 움직임의 방향, 속도 및 각도가 감지될 수 있다. 전기자극부(30)에서는 3개의 센서부들(20)에 의해 감지된 어깨의 움직임의 방향, 속도 및 각도를 종합적으로 고려하여 사용자의 어깨가 중력방향 또는 중력반대방향으로 움직였는지를 판단할 수 있다. 사용자의 어깨가 중력방향(i.e. 가상의 수평면을 기준으로 아래방향)으로 움직인 것으로 판단된 경우, 전기자극부(30)는 견관절아탈구의 예방 및 치료를 위한 전기자극을 견관절 근육에 제공할 수 있다. 사용자의 어깨가 중력반대방향(i.e. 가상의 수평면을 기준으로 윗방향)으로 움직인 것으로 판단된 경우, 전기자극부(30)는 견관절아탈구의 재활 및 어깨 운동을 위한 전기자극을 견관절 근육에 제공할 수 있다. 전기자극부(30)의 동작 과정에 관한 보다 구체적인 내용은 도 4 등을 참조하여 후술하도록 한다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 본체부(10)를 통해 상지 및 어깨가 1차적으로 고정되더라도 중력에 의한 어깨의 움직임을 완전히 통제할 수는 없다. 따라서, 중력에 의한 어깨의 움직임으로 발생할 수 있는 견관절 근육의 손상을 예방 및 치료하기 위해서는 견관절 근육에 대한 전기자극을 통해 근육의 수축을 유도하여 어깨가 중력방향으로 움직이는 것을 방지하는 것이 필요하다.
또한, 중추신경계 손상 등에 의한 마비 환자들의 재활을 위해서는 어깨를 중력반대방향으로 강제적으로 움직여 근육을 활성화 및 강화시켜주는 것이 필요한데, 이러한 강제적 움직임은 환자 스스로 수행하기 어려워 재활 치료사 또는 보호자에 의한 도움이 요구된다. 따라서, 견관절아탈구의 재활을 위한 어깨 운동을 위해서는 견관절 근육에 대한 전기자극을 통해 근육의 수축을 유도하여 어깨가 중력반대방향으로 움직이는 것을 보조하는 것이 필요하다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 전기자극부(30)는 전술한 견관절아탈구의 예방 및 치료뿐만 아니라 재활 및 운동 과정에서의 필요성에 의해 도출된 구성으로서, 어깨의 움직임에 관여하는 근육인 삼각근(Deltoid) 및 극상근(Supraspinatus) 영역에 전기자극을 제공할 수 있다.
즉, 도 1을 참조하면, 전기자극부(30)는 전면 삼각근(Anterior Deltoid) 영역에 배치되는 제 1 자극모듈(31), 측면 삼각근(Lateral Deltoid) 영역에 배치되는 제 2 자극모듈(32), 후면 삼각근(Posterior Deltoid) 영역에 배치되는 제 3 자극모듈(33), 극상근 영역에 배치되는 제 4 자극모듈(34)을 포함할 수 있다. 어깨는 회전운동을 통해 여러 방향으로의 움직임이 가능한 신체부위이므로, 어깨의 삼각근 및 극상근 영역에 4개의 자극모듈들이 각각 배치됨으로써, 여러 방향으로의 어깨의 움직임을 효과적으로 통제 또는 보조할 수 있다.
또한, 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 자극부는 제 1 자극모듈(31), 제 2 자극모듈(32), 제 3 자극모듈(33) 및 제 4 자극모듈(34)의 동작을 제어하기 위한 제어모듈(35)을 포함할 수 있다. 즉, 제어모듈(35)은 센서부(20)에 의해 감지된 어깨의 움직임에 기초하여 전술한 자극모듈들(31, 32, 33, 34)의 견관절아탈구의 예방 및 치료를 위한 동작 또는 견관절아탈구의 재활 및 어깨 운동을 위한 동작을 제어할 수 있다. 이때, 제어모듈(35)은 어깨의 움직임의 방향, 속도 및 각도 등에 따라 전술한 자극모듈들(31, 32, 33, 34)을 선택적으로 제어할 수 있다.
예를 들어, 제어모듈(35)은 센서부(20)에 의해 감지된 어깨의 움직임을 기초로 사용자의 어깨가 중력방향(i.e. 가상의 수평면을 기준으로 아래방향)으로 움직이는지 또는 중력반대방향(i.e. 가상의 수평면을 기준으로 윗방향)으로 움직이는지를 판단할 수 있다. 제어모듈(35)이 사용자의 어깨가 중력방향으로 움직인 것으로 판단한 경우, 견관절아탈구의 예방 및 치료를 위한 자극모듈들(31, 32, 33, 34)의 동작이 개시될 수 있다. 제어모듈(35)이 사용자의 어깨가 중력반대방향으로 움직인 것으로 판단한 경우, 견관절아탈구의 재활 및 어깨 운동을 위한 자극모듈들(31, 32, 33, 34)의 동작이 개시될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 견관절아탈구의 예방 및 치료를 위해 제어모듈(35)은 센서부(20)에 의해 감지된 어깨의 중력방향으로의 움직임의 방향, 속도 및 각도 등에 따라 어깨를 구성하는 근육의 자극부위, 전기자극의 강도 및 시간 등을 결정할 수 있다. 제어모듈(35)은 결정된 자극부위를 기초로 제 1 자극모듈(31), 제 2 자극모듈(32), 제 3 자극모듈(33) 및 제 4 자극모듈(34)에 대한 동작 패턴을 결정할 수 있다.
예를 들어, 센서부(20)에 의해 어깨 및 상지가 사용자의 몸통을 기준으로 전방 및 하향으로 움직이는 것으로 감지된 경우, 제어모듈(35)은 자극부위로서 전면 삼각근 영역을 결정하고 제 1 자극모듈(31)을 동작시킬 수 있다. 센서부(20)에 의해 어깨 및 상지가 사용자의 몸통을 기준으로 연직 하향으로 움직이는 것으로 감지된 경우, 제어모듈(35)은 자극부위로서 측면 삼각근 영역을 결정하고 제 2 자극모듈(32)을 동작시킬 수 있다. 센서부(20)에 의해 어깨 및 상지가 사용자의 몸통을 기준으로 후방 및 하향으로 움직이는 것으로 감지된 경우, 제어모듈(35)은 자극부위로서 후면 삼각근 영역을 결정하고 제 3 자극모듈(33)을 동작시킬 수 있다. 센서부(20)에 의해 감지된 어깨 및 상지의 움직임의 속도가 소정의 기준 속도 이상인 것으로 판단된 경우(i.e. 어깨의 탈구 정도가 극심한 경우), 제어모듈(35)은 자극부위로서 극상근 영역을 결정하고 제 4 자극모듈(34)을 동작시킬 수 있다.
전술한 자극모듈들(31, 32, 33, 34)의 각각의 동작은 어깨의 움직임에 따른 제어모듈(35)의 동시다발적 판단에 따라 복합적으로 수행될 수 있다. 다만, 제어모듈(35)의 판단 및 자극모듈들(31, 32, 33, 34)의 동작 패턴은 전술한 예시에 한정되지 않으며, 어깨의 움직임의 방향, 속도 및 각도에 따라 다양하게 변형될 수 있다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 견관절아탈구의 재활 및 어깨 운동을 위해 제어모듈(35)은 센서부(20)에 의해 감지된 어깨의 중력반대방향으로의 움직임의 방향, 속도 및 각도 등을 기초로 연직방향의 어깨 가상선을 기준으로 어깨가 소정의 각도 이상 상승했는지 여부를 판단할 수 있다. 이때, 소정의 각도는 사용자의 어깨의 상승한계지점을 기준으로 결정된 값으로서, 사용자의 재활 또는 운동에 따른 어깨 근육의 현재 상태를 반영할 수 있도록 후술할 서버(200)에 의해 지속적으로 업데이트될 수 있다.
어깨가 소정의 각도 이상 상승한 것으로 판단된 경우, 제어모듈(35)은 어깨의 움직임의 방향, 속도 및 각도 등 기초로 어깨를 구성하는 근육의 자극부위를 결정할 수 있다. 또한, 제어모듈(35)은 어깨의 움직임의 방향, 속도 및 각도 등을 기초로 전기자극의 강도 및 시간 등을 결정할 수 있다.
예를 들어, 도 4와 같이 센서부(20)에 의해 어깨 및 상지가 사용자의 몸통을 기준으로 연직 상향으로 움직이는 것으로 감지된 경우, 제어모듈(35)은 연직방향의 어깨 가상선(a)을 기준으로 어깨가 θ값 이상으로 상승했는지 여부를 판단할 수 있다. 어깨가 θ값 이상으로 상승한 것으로 판단된 경우, 제어모듈(35)은 어깨의 연직 상향으로의 움직임을 기초로 자극부위로서 측면 삼각근 영역을 결정하고, 어깨의 각도 및 속도 등을 기초로 전기자극의 강도 및 시간을 결정할 수 있다. 즉, 어깨가 θ값 이상으로 상승한 것으로 판단된 경우, 제어모듈(35)은 측면 삼각근 영역에 배치된 제 2 자극모듈(32)을 결정된 전기자극의 강도 및 시간에 따라 동작시킬 수 있다.
이하 도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 장치(100)를 이용한 치료 방법 및 재활 방법에 대해 구체적으로 살펴보도록 한다. 다만, 본 발명의 일 실시 예에 따른 방법과 관련하여서는 전술한 장치(100)에 대한 내용이 적용될 수 있으므로, 전술한 장치(100)에 대한 내용과 동일한 내용에 대하여는 설명을 생략하였다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 견관절아탈구의 치료 및 재활을 위한 장치(100)를 이용한 치료 방법을 나타낸 순서도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 견관절아탈구의 치료 및 재활을 위한 장치(100)를 이용한 치료 방법은, 센서부(20)가 중력방향을 기준으로 한 사용자의 어깨의 움직임을 감지하는 단계(S110), 중력방향으로의 어깨의 움직임이 감지된 경우, 전기자극부(30)의 제어모듈(35)이 어깨의 움직임에 따라 어깨를 구성하는 근육의 자극부위, 전기자극의 강도 및 시간을 결정하는 단계(S120), 제어모듈(35)이 결정된 근육의 자극부위를 기초로 전기자극부(30)의 자극모듈들(31, 32, 33, 34)에 대한 동작 패턴을 결정하는 단계(S130) 및 제어모듈(35)에 의해 결정된 동작 패턴에 따라 자극모듈들(31, 32, 33, 34)이 동작함으로써 전기자극이 제공되는 단계(S140)를 포함할 수 있다.
이때, 중력방향이란 사용자의 가슴 또는 어깨 위치에 해당하는 가상의 수평면을 기준으로 아래방향을 말하는 것으로, 지면을 향하는 모든 방향을 의미한다. 어깨는 회전운동을 통해 전후좌우 모든 방향으로의 운동이 가능하므로, 중력에 의해 여러 방향으로 어깨의 탈구가 발생할 수 있다. 따라서, 지면을 향하는 모든 방향에 대해 어깨의 움직임이 감지되면, 견관절아탈구의 예방 및 치료를 위해서 본 발명의 일 실시 예에 따른 장치(100)는 삼각근 및 극상근을 포함하는 근육에 대해 전기자극을 제공하여 어깨의 움직임을 통제하고 어깨 근육을 치료할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 견관절아탈구의 치료 및 재활을 위한 장치(100)를 이용한 재활 방법을 나타낸 순서도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 견관절아탈구의 치료 및 재활을 위한 장치(100)를 이용한 재활 방법은, 센서부(20)가 중력방향을 기준으로 한 사용자의 어깨의 움직임을 감지하는 단계(S210), 중력반대방향으로의 어깨의 움직임이 감지된 경우, 전기자극부(30)의 제어모듈(35)이 연직방향의 어깨 가상선을 기준으로 어깨가 소정의 각도 이상 상승했는지 여부를 판단하는 단계(S220), 어깨가 소정의 각도 이상 상승한 것으로 판단된 경우, 제어모듈(35)이 어깨의 움직임을 기초로 어깨를 구성하는 근육의 자극부위, 전기자극의 강도 및 시간을 결정하는 단계(S230) 및 제어모듈(35)에 의해 결정된 근육의 자극부위에 해당하는 자극모듈이 동작함으로써 전기자극이 제공되는 단계(S240)를 포함할 수 있다.
이때, 중력반대방향이란 사용자의 가슴 또는 어깨 위치에 해당하는 가상의 수평면을 기준으로 윗방향을 말하는 것으로, 하늘을 향하는 모든 방향을 의미한다. 어깨는 회전운동을 통해 전후좌우 모든 방향으로의 운동이 가능하므로, 바람직한 재활 또는 어깨 운동을 위해서는 여러 방향으로 어깨가 상승함으로써 어깨 근육이 강화되는 것이 필요하다. 따라서, 하늘을 향하는 모든 방향에 대해 어깨의 움직임이 감지되면, 견관절아탈구의 재활 및 어깨 운동을 보조하기 위해서 본 발명의 일 실시 예에 따른 장치(100)는 삼각근 및 극상근을 포함하는 근육에 대해 전기자극을 제공하여 어깨의 움직임을 보조할 수 있다.
이하 도 7 및 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 시스템에 대해 구체적으로 살펴보도록 한다. 다만, 본 발명의 일 실시 예에 따른 시스템과 관련하여서는 전술한 장치(100) 및 방법에 대한 내용이 적용될 수 있으므로, 전술한 장치(100) 및 방법에 대한 내용과 동일한 내용에 대하여는 설명을 생략하였다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 견관절아탈구의 치료 및 재활을 위한 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 견관절아탈구의 치료 및 재활을 위한 시스템은, 전술한 본 발명의 일 실시 예에 따른 장치(100), 장치(100)로부터 수집된 데이터의 분석 및 관리를 위한 서버(200) 및 견관절아탈구의 치료 및 재활을 위한 애플리케이션의 구동이 가능한 사용자 단말(300)을 포함할 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시 예에 따른 장치(100)는 장치(100)의 사용 과정에서 수집되는 데이터를 기초로 한 사용자의 상태 진단을 위한 분석 및 치료방향과 재활방향의 연구를 위한 데이터 관리 등을 수행하는 서버(200)와 사용자의 상태를 실시간으로 모니터링하기 위한 사용자 단말(300)과 연동될 수 있다. 이와 같은 장치(100), 서버(200) 및 사용자 단말(300)의 연동을 통해 구현 가능한 본 발명의 일 실시 예에 따른 시스템을 통해 장치(100)를 착용하는 사용자에 대한 종합적인 관리를 제공할 수 있으며, 사용자 별 맞춤형 의료 서비스를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 서버(200)는, 센서부(20)에 의해 감지된 어깨의 움직임에 관한 데이터를 수집하고, 수집된 데이터를 기초로 딥러닝 알고리즘을 이용하여 사용자 별 견관절아탈구의 치료방향 설정을 위한 진행도를 학습할 수 있다. 이때, 어깨의 움직임에 관한 데이터에는 어깨의 움직임의 방향, 속도, 각도 등에 대한 정보뿐만 아니라 견관절아탈구의 예방 및 치료를 위해 제공된 전기자극의 강도, 시간 등에 대한 정보가 포함될 수 있다.
예를 들어, 서버(200)는 견관절아탈구의 예방 및 치료 과정에서 수집된 어깨의 움직임의 방향, 속도 및 각도 등을 기초로 각 인자별 변화량 및 추이 등을 분석할 수 있다. 서버(200)는 분석된 어깨의 움직임과 견관절아탈구의 예방 및 치료를 위해 제공된 전기자극의 강도 및 시간의 상관관계를 딥러닝 알고리즘을 이용하여 학습할 수 있다. 서버(200)는 전술한 상관관계의 학습 결과를 기초로 사용자 각각의 장치(100)의 사용에 따른 탈구의 정도를 나타내는 진행도를 딥러닝 알고리즘을 이용하여 학습할 수 있다.
이와 같은 과정을 통해 서버(200)에 의해 학습된 사용자 별 견관절아탈구의 치료방향 설정을 위한 진행도는 후술할 사용자 단말(300)을 통해 환자 본인, 보호자 또는 임상의 등에게 제공됨으로써 장치(100)의 사용자의 현재 상태를 모니터링하고, 전기자극의 강도 및 시간을 조절하는 등의 치료방향을 결정하는데 활용될 수 있다. 또한, 진행도는 후술할 사용자 단말(300)을 통해 연구진 등에게 제공됨으로써 견관절아탈구의 예방 및 치료 방법을 연구하는데 활용될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 서버(200)는, 센서부(20)에 의해 감지된 어깨의 움직임에 관한 데이터를 수집하고, 수집된 데이터를 기초로 딥러닝 알고리즘을 이용하여 사용자 별 견관절아탈구의 재활방향 설정을 위한 재활경과 및 어깨의 각도 판단을 위한 기준값을 학습할 수 있다. 이때, 어깨의 움직임에 관한 데이터에는 어깨의 움직임의 방향, 속도, 각도 등에 대한 정보뿐만 아니라 견관절아탈구의 재활 및 어깨 운동을 위해 제공된 전기자극의 강도, 시간 및 소정의 각도를 기준으로 한 어깨의 상승각도 등에 대한 정보가 포함될 수 있다.
예를 들어, 서버(200)는 견관절아탈구의 재활 및 어깨 운동 과정에서 수집된 어깨의 움직임의 방향, 속도 및 각도 등을 기초로 각 인자별 변화량 및 추이 등을 분석할 수 있다. 서버(200)는 분석된 어깨의 움직임과 견관절아탈구의 재활 및 어깨 운동을 위해 제공된 전기자극의 강도, 시간 및 어깨의 상승각도의 상관관계를 딥러닝 알고리즘을 이용하여 학습할 수 있다. 서버(200)는 전술한 상관관계의 학습 결과를 기초로 사용자 각각의 장치(100)의 사용에 따른 재활의 정도를 나타내는 재활경과 및 사용자의 현재 상태를 기초로 추정된 소정의 각도를 딥러닝 알고리즘을 이용하여 학습할 수 있다.
이와 같은 과정을 통해 서버(200)에 의해 학습된 사용자 별 견관절아탈구의 재활방향 설정을 위한 재활경과는 후술할 사용자 단말(300)을 통해 환자 본인, 보호자 또는 임상의 등에게 제공됨으로써 장치(100)의 사용자의 현재 상태를 모니터링하고, 전기자극의 강도 및 시간을 조절하는 등의 재활방향을 결정하는데 활용될 수 있다. 또한, 이와 같은 과정을 통해 서버(200)에 의해 학습된 사용자 별 견관절아탈구의 재활방향 설정을 위한 재활경과는 정확한 재활이 수행될 수 있도록 장치(100)의 제어모듈(35)로 전달되어 소정의 각도에 대한 설정값을 업데이트하는데 활용될 수 있다. 더불어, 진행도는 후술할 사용자 단말(300)을 통해 연구진 등에게 제공됨으로써 견관절아탈구의 재활 및 어깨 운동 방법을 연구하는데 활용될 수 있다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 사용자 단말(300)은 전술한 서버(200)에서 생성되는 사용자 인터페이스의 구현을 위한 애플리케이션의 구동이 가능한 단말로서, 스마트폰, 스마트워치, PMP(Portable Multimedia Player), PDA(Personal Digital Assistants), 데스크탑(Desktop) PC, 랩탑(Laptop) PC, 태블릿(Tablet) PC 등을 포함하는 유무선 네트워크 통신이 가능한 단말일 수 있다. 이때, 사용자 단말(300)의 사용자에는 견관절아탈구의 치료 및 재활을 위한 장치(100)의 착용자(i.e. 중추신경계 손상 등에 의한 마비 환자 등), 보호자, 임상의 또는 연구진 등이 포함될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 견관절아탈구의 치료 및 재활을 위한 시스템의 동작 과정을 나타낸 시퀀스 다이어그램(sequence diagram)이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 장치(100)의 센서부(20)에 의해 어깨의 움직임이 감지되면(S11), 장치(100)의 제어모듈(35)은 어깨의 움직임이 중력방향으로의 움직임인지 여부를 판단할 수 있다. 도 8에는 제어모듈(35)은 중력방향으로의 움직임이 아닌 경우에 어깨의 움직임이 중력반대방향으로의 움직임인지 여부를 판단하는 것으로 도시되어 있으나, 중력방향에 대한 판단과 중력반대방향에 대한 판단은 별개의 판단으로서 각각이 동시에 수행될 수도 있다.
장치(100)의 제어모듈(35)에 의해 어깨가 중력방향으로 움직인 것으로 판단되면(S12), 장치(100)의 전기자극부(30)는 움직임을 기초로 제어모듈(35)에 의해 결정된 자극 패턴에 따라 어깨 근육에 대해 전기자극을 제공할 수 있다(S14). 또한, 장치(100)의 제어모듈(35)에 의해 어깨가 중력방향으로 움직인 것으로 판단되면(S12), 장치(100)는 이러한 판단의 기초가 되는 어깨의 움직임에 대한 데이터(ex. 어깨의 움직임의 방향, 속도, 각도 등)를 서버(200) 및 사용자 단말(300)로 전달할 수 있다.
이때, 도 8을 참조하면, 사용자 단말(300)은 센서부(20)에 의해 감지된 어깨의 움직임에 따라 시각적 또는 청각적 알람을 출력할 수 있다(S13). 즉, 사용자 단말(300)은 견관절아탈구의 예방 및 치료를 위해 전기자극이 제공될 것임을 알려주기 위한 경고를 출력할 수 있다. 이때, 알람은 행동 제한을 위한 컨텐츠를 포함하는 텍스트 또는 이미지 형태로 출력되거나, 즉각적인 반응을 위한 소리 또는 진동 형태로 출력될 수 있다.
도 8을 참조하면, 서버(200)는 장치(100)로부터 전달된 어깨의 움직임에 대한 데이터를 기초로 견관절아탈구의 치료방향을 분석할 수 있다(S15). 치료방향에 대해 분석된 결과는 사용자 단말(300)로 전달될 수 있으며, 사용자 인터페이스로 구현되어 사용자 단말(300)을 통해 출력될 수 있다(S16).
한편, 장치(100)의 제어모듈(35)에 의해 어깨가 중력반대방향으로 움직인 것으로 판단되고(S21), 어깨가 소정의 각도 이상으로 상승한 것으로 판단되면, 장치(100)의 전기자극부(30)는 움직임을 기초로 제어모듈(35)에 의해 결정된 자극부위에 해당하는 어깨 근육에 대해 전기자극을 제공할 수 있다(S22). 또한, 장치(100)의 제어모듈(35)에 의해 어깨가 중력반대방향으로 움직인 것으로 판단되면(S21), 장치(100)는 이러한 판단의 기초가 되는 어깨의 움직임에 대한 데이터(ex. 어깨의 움직임의 방향, 속도, 각도 등)를 서버(200) 및 사용자 단말(300)로 전달할 수 있다.
도 8을 참조하면, 서버(200)는 장치(100)로부터 전달된 어깨의 움직임에 대한 데이터를 기초로 견관절아탈구의 재활방향을 분석할 수 있다(S23). 재활방향에 대해 분석된 결과는 사용자 단말(300)로 전달될 수 있으며, 사용자 인터페이스로 구현되어 사용자 단말(300)을 통해 출력될 수 있다(S24). 또한, 재활방향에 대해 분석된 결과는 장치(100)로 전달될 수 있으며, 장치(100)의 제어모듈(35)은 학습 결과 데이터를 반영하여 재활 및 어깨 운동을 위한 전기자극의 판단 기준이 되는 소정의 각도를 재설정(i.e. 업데이트)할 수 있다(S25).
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 본체부 11: 어깨유닛
12: 상지유닛 13: 연결유닛
20: 센서부
30: 전기자극부 31: 제 1 자극모듈
32: 제 2 자극모듈 33: 제 3 자극모듈
34: 제 4 자극모듈 35: 제어모듈
100: 견관절아탈구의 치료 및 재활을 위한 장치
200: 서버
300: 사용자 단말

Claims (12)

  1. 견관절아탈구의 치료 및 재활을 위한 장치에 있어서,
    사용자의 상지 및 어깨를 지지하기 위한 슬링(Sling) 형태의 본체부;
    상기 본체부의 상지유닛 또는 어깨유닛 중 적어도 하나에 구비되며, 상기 어깨의 움직임을 감지하는 센서부; 및
    상기 본체부의 어깨유닛에 구비되며, 상기 어깨의 움직임에 따라 상기 어깨를 구성하는 근육에 전기자극을 제공하는 전기자극부를 포함하는 견관절아탈구의 치료 및 재활을 위한 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 본체부는 상기 본체부의 상지유닛과 어깨유닛을 연결하며, 탄력성 있는 소재로 형성되는 연결유닛을 포함하고,
    상기 연결유닛은 상기 본체부의 상지유닛과 어깨유닛 각각에 분리 또는 결합이 가능한 것을 특징으로 하는 견관절아탈구의 치료 및 재활을 위한 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 본체부의 어깨유닛은 상기 사용자의 몸통 후면을 감싸는 구조로 형성되어 상기 어깨를 지지하는 것을 특징으로 하는 견관절아탈구의 치료 및 재활을 위한 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기자극부는,
    전면 삼각근(Anterior Deltoid) 영역에 배치되는 제 1 자극모듈;
    측면 삼각근(Lateral Deltoid) 영역에 배치되는 제 2 자극모듈;
    후면 삼각근(Posterior Deltoid) 영역에 배치되는 제 3 자극모듈;
    극상근(Supraspinatus) 영역에 배치되는 제 4 자극모듈; 및
    상기 센서부에 의해 감지된 어깨의 움직임에 따라 상기 어깨를 구성하는 근육의 자극부위, 전기자극의 강도 및 시간을 결정하는 제어모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 견관절아탈구의 치료 및 재활을 위한 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어모듈은,
    상기 결정된 자극부위를 기초로 상기 제 1 자극모듈, 제 2 자극모듈, 제 3 자극모듈 및 제 4 자극모듈에 대한 동작 패턴을 결정하는 것을 특징으로 하는 견관절아탈구의 치료 및 재활을 위한 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어모듈은,
    연직방향의 어깨 가상선을 기준으로 상기 어깨가 소정의 각도 이상 상승했는지 여부를 판단하고,
    상기 어깨가 소정의 각도 이상 상승한 것으로 판단된 경우, 상기 어깨의 움직임을 기초로 상기 어깨를 구성하는 근육의 자극부위, 전기자극의 강도 및 시간을 결정하는 것을 특징으로 하는 견관절아탈구의 치료 및 재활을 위한 장치.
  7. 견관절아탈구의 치료 및 재활을 위한 장치를 이용한 치료 방법에 있어서,
    센서부가 중력방향을 기준으로 한 사용자의 어깨의 움직임을 감지하는 단계;
    중력방향으로의 어깨의 움직임이 감지된 경우, 전기자극부의 제어모듈이 상기 어깨의 움직임에 따라 상기 어깨를 구성하는 근육의 자극부위, 전기자극의 강도 및 시간을 결정하는 단계;
    상기 제어모듈이 결정된 근육의 자극부위를 기초로 상기 전기자극부의 자극모듈들에 대한 동작 패턴을 결정하는 단계; 및
    상기 제어모듈에 의해 결정된 동작 패턴에 따라 상기 자극모듈들이 동작함으로써 전기자극이 제공되는 단계를 포함하는 견관절아탈구의 치료 및 재활을 위한 장치를 이용한 치료 방법.
  8. 견관절아탈구의 치료 및 재활을 위한 장치를 이용한 재활 방법에 있어서,
    센서부가 중력방향을 기준으로 한 사용자의 어깨의 움직임을 감지하는 단계;
    중력반대방향으로의 어깨의 움직임이 감지된 경우, 전기자극부의 제어모듈이 연직방향의 어깨 가상선을 기준으로 어깨가 소정의 각도 이상 상승했는지 여부를 판단하는 단계;
    상기 어깨가 소정의 각도 이상 상승한 것으로 판단된 경우, 상기 제어모듈이 상기 어깨의 움직임을 기초로 상기 어깨를 구성하는 근육의 자극부위, 전기자극의 강도 및 시간을 결정하는 단계; 및
    상기 제어모듈에 의해 결정된 근육의 자극부위에 해당하는 자극모듈이 동작함으로써 전기자극이 제공되는 단계를 포함하는 견관절아탈구의 치료 및 재활을 위한 장치를 이용한 재활 방법.
  9. 견관절아탈구의 치료 및 재활을 위한 시스템에 있어서,
    제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 장치;
    상기 장치로부터 수집된 데이터의 분석 및 관리를 위한 서버; 및
    상기 견관절아탈구의 치료 및 재활을 위한 애플리케이션의 구동이 가능한 사용자 단말을 포함하는 견관절아탈구의 치료 및 재활을 위한 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 서버는,
    상기 센서부에 의해 감지된 어깨의 움직임에 관한 데이터를 수집하고, 상기 수집된 데이터를 기초로 딥러닝 알고리즘을 이용하여 상기 사용자 별 견관절아탈구의 치료방향 설정을 위한 진행도를 학습하는 것을 특징으로 하는 견관절아탈구의 치료 및 재활을 위한 시스템.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 서버는,
    상기 센서부에 의해 감지된 어깨의 움직임에 관한 데이터를 수집하고, 상기 수집된 데이터를 기초로 딥러닝 알고리즘을 이용하여 상기 사용자 별 견관절아탈구의 재활방향 설정을 위한 재활경과 및 상기 어깨의 각도 판단을 위한 기준값을 학습하는 것을 특징으로 하는 견관절아탈구의 치료 및 재활을 위한 시스템.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 사용자 단말은,
    상기 센서부에 의해 감지된 어깨의 움직임에 따라 시각적 또는 청각적 알람을 출력하는 것을 특징으로 하는 견관절아탈구의 치료 및 재활을 위한 시스템.
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