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KR102326917B1 - 무릎 보조기 - Google Patents

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KR102326917B1
KR102326917B1 KR1020190157511A KR20190157511A KR102326917B1 KR 102326917 B1 KR102326917 B1 KR 102326917B1 KR 1020190157511 A KR1020190157511 A KR 1020190157511A KR 20190157511 A KR20190157511 A KR 20190157511A KR 102326917 B1 KR102326917 B1 KR 102326917B1
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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 무릎 보조기는, 환자의 무릎, 정강이부 및 대퇴부에 착용되는 것으로서, 상기 대퇴부에 착용되는 상부 프레임, 상기 정강이부에 착용되는 하부 프레임, 및 상기 상부 프레임의 하부 및 상기 하부 프레임의 상부에 마련되고 상기 상부 프레임과 상기 하부 프레임을 회전 가능하게 연결시키는 관절 유닛을 포함할 수 있다. 상기 관절 유닛은, 상기 무릎의 관절 운동을 모사한 형태로 회전될 수 있고, 상기 무릎의 관절 운동 각도를 제한하도록 마련될 수 있다.

Description

무릎 보조기{KNEE BRACE}
본 발명은 무릎 보조기에 관한 것으로서, 더 상세하게는 인대 손상 등과 같은 환자의 무릎 재활을 원활하게 보조할 수 있고, 무릎의 재활 효율을 더욱 높일 수 있는 무릎 보조기에 관한 것이다.
일반적으로, 무릎 보조기는 무릎의 기능을 보조하거나 교정하는 기구로서, 무릎의 손상을 예방하거나 무릎의 손상을 재활 치료할 목적으로 널리 사용되고 있다. 특히, 사고나 격한 운동 등으로 인하여 무릎의 인대가 훼손되거나 늘어난 인대 손상을 재활하는 과정에서 무릎 보조기는 필수적으로 사용되고 있다.
상기와 같은 무릎 보조기는 인대의 손상 부위를 빠르게 재활하기 위해 무릎 관절의 굽힘 각도를 제한하여 손상된 인대의 움직임을 최소화한다. 통상적으로, 무릎 보조기의 사용 각도를 단계적으로 늘리거나 체중 부하를 부분적으로 적용하다가 나중에 전체 체중 부하를 적용하는 방식으로 무릎 보조기가 활용될 수 있다.
뿐만 아니라, 무릎 보조기는 연골이 마모되거나 손상된 무릎 부위에 착용하는 것도 가능하다. 이때, 무릎 보조기는 무릎의 운동각도를 제한하고 하중을 지지하는 효과가 있기 때문에 통증을 완화시켜 주고 무릎에 무리가 가는 것을 방지할 수 있다.
기존의 무릎 보조기는 환자의 대퇴부와 정강이부에 탄력 밴드, 스트랩 등으로 밀착되게 착용하되, 무릎 부위에 마련된 힌지 회전 구조를 통해 무릎의 관절 운동에 대응하고 있다.
그런데, 기존의 무릎 보조기는 1개의 회전축으로 형성된 힌지 회전 구조로 마련되므로, 무릎 보조기의 회전 각도가 무릎의 실제 관절 운동 각도와 상이하여 무릎의 관절 운동을 적절하게 보조하는데 한계가 있었다.
또한, 기존의 무릎 보조기를 사용하여 인대 손상을 재활하는 경우, 무릎 보조기를 환자의 정위치에 소정 크기 이상의 압력으로 밀착되게 착용하고, 그 상태에서 무릎의 재활이 장시간 동안 이루어진다. 하지만, 기존의 무릎 보조기는 복수개의 탄력 밴드나 스트랩으로 착용되는 구조이므로, 장시간 사용시 탄력 밴드나 스트랩의 구조적 한계로 인하여 착용이 느슨해질 수 있고, 무릎 보조기의 착용 위치도 정위치에서 벗어날 수 있다. 따라서, 기존에는 무릎 보조기를 반복적으로 다시 착용해야만 하는 번거로움이 있었고, 환자가 혼자서 무릎 보조기를 착용하는 것이 매우 불편하였다.
최근에는 무릎 보조기의 사용 편의성 및 상품성을 높이기 위한 다양한 노력이 시도되고 있다.
예를 들면, 한국등록특허 제10-1954028호(발명의 명칭: 관절 보조 장치, 등록일: 2019.02.25)에는, 인체의 관절 부위에 착용하여 관절의 움직임을 보호하는 관절 보조 장치가 개시되어 있다. 그런데, 한국등록특허 제10-1954028호(발명의 명칭: 관절 보조 장치, 등록일: 2019.02.25)에서는, 관절 부위에 대한 조임 강도를 자동으로 조절하는 구조를 포함하여 구성됨으로써, 착용자의 관절 부위에 보다 용이하게 착용 가능하고, 밴드부의 조임 강도를 항상 일정하게 유지시키는 것이 가능하다.
전술한 바와 같이, 기존의 무릎 보조기는, 무릎의 실제 관절 운동과 동일하게 관절 운동하지 못하고, 무릎의 자세를 원하는 다양한 각도로 제한하는 것이 매우 불편하며, 환자의 특정 부위에 희망하는 압력으로 강하게 압박하는 것도 불가능한 문제가 있다.
한국등록특허 제10-1954028호(등록 2019.02.25)
본 발명의 실시예는, 인대 손상의 재활이나 연골 손상의 재활 등과 같은 환자의 무릎 재활 치료를 원활하게 보조할 수 있고, 무릎의 재활 효율을 더욱 높일 수 있는 할 수 있는 무릎 보조기를 제공한다.
또한, 본 발명의 실시예는, 무릎 보조기의 관절 운동을 무릎의 실제 관절 운동과 동일하게 모사할 수 있고, 무릎 보조기의 관절 운동 각도 및 자세를 간편한 조작만으로 다양하게 제한하거나 변경할 수 있는 무릎 보조기를 제공한다.
또한, 본 발명의 실시예는, 인대 손상의 재활시 특정 부위에 원하는 압력으로 강하게 압박하여 인대 손상의 재활 효과를 극대화시킬 수 있는 무릎 보조기를 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 환자의 무릎, 정강이부 및 대퇴부에 착용되는 무릎 보조기를 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따른 무릎 보조기는, 상기 대퇴부에 착용되는 상부 프레임, 상기 정강이부에 착용되는 하부 프레임, 및 상기 상부 프레임의 하부 및 상기 하부 프레임의 상부에 마련되고 상기 상부 프레임과 상기 하부 프레임을 회전 가능하게 연결시키는 관절 유닛을 포함할 수 있다.
상기 관절 유닛은, 상기 무릎의 관절 운동을 모사한 형태로 회전될 수 있고, 상기 무릎의 관절 운동 각도를 제한하도록 마련될 수 있다.
바람직하게, 상기 관절 유닛은, 상기 무릎이 굽혀지는 굽힘 방향으로 상기 상부 프레임을 회전시킴과 동시에 상기 상부 프레임을 후방으로 이동시키도록 마련될 수 있고, 상기 상부 프레임의 회전 각도를 원하는 각도 범위로 한정하거나 상기 상부 프레임을 원하는 회전 각도로 고정시키도록 마련될 수 있다.
바람직하게, 상기 관절 유닛은, 상기 상부 프레임의 하부에 형성된 제1 관절 프레임, 상기 제1 관절 프레임과 서로 겹쳐지게 배치되도록 상기 하부 프레임의 상부에 형성된 제2 관절 프레임, 상기 제1 관절 프레임과 상기 제2 관절 프레임을 회전 가능하게 연결하도록 상기 제1 관절 프레임과 상기 제2 관절 프레임에 형성되고, 상기 제1 관절 프레임과 상기 제2 관절 프레임의 회전이 상기 무릎의 관절 운동을 모사하도록 마련된 프레임 회동부, 및 상기 프레임 회동부의 작동 범위를 선택적으로 제한 및 변경하도록 상기 제1 관절 프레임과 상기 제2 관절 프레임에 마련된 회동 제한부를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 프레임 회동부는, 상기 제1 관절 프레임과 상기 제2 관절 프레임 중 어느 하나의 중심부에 회전 가능하게 배치된 회전 중심축, 상기 회전 중심축이 이동 가능하게 삽입되도록 상기 제1 관절 프레임과 상기 제2 관절 프레임 중 다른 하나의 중심부에 형성되고 상기 무릎이 굽힐 때 상기 회전 중심축의 이동을 안내하도록 마련된 중심축 이동홀부, 상기 제1 관절 프레임과 상기 제2 관절 프레임 중 어느 하나의 가장자리부에 배치된 회전 안내축, 및 상기 회전 안내축이 이동 가능하게 삽입되도록 상기 제1 관절 프레임과 상기 제2 관절 프레임 중 다른 하나의 가장자리부에 형성되고 상기 무릎을 굽히거나 펼칠 때 상기 회전 안내축의 이동을 안내하도록 마련된 안내축 이동홀부를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 회동 제한부는, 상기 제1 관절 프레임과 상기 제2 관절 프레임 중 어느 하나에 형성된 걸림턱, 상기 제1 관절 프레임과 상기 제2 관절 프레임 중 다른 하나에 형성되고 상기 무릎을 굽히거나 펼침시 상기 걸림턱이 이동되는 경로를 따라 복수개가 배치된 걸림홀부, 및 상기 걸림턱과 간섭되도록 상기 걸림홀부들 중 어느 하나에 선택적으로 삽입되고 상기 걸림턱과의 간섭 위치를 변경하여 상기 프레임 회동부의 회전 각도를 제한하거나 상기 프레임 회동부를 특정 각도에서 고정시키는 걸림핀을 포함할 수 있다.
상기 걸림핀과 상기 회전 안내축에는 상기 걸림핀의 분실 및 임의 탈거를 방지하기 위한 핀 연결부재가 연결될 수 있다.
여기서, 상기 핀 연결부재의 일단부에는 상기 걸림핀의 위치를 변경할 수 있도록 상기 회전 안내축에 이동 가능하게 연결되는 축 연결부가 형성될 수 있다. 그리고, 상기 핀 연결부재의 타단부에는 상기 걸림핀을 고정할 수 있도록 상기 걸림핀이 끼워지는 핀 고정용 홀이 형성될 수 있다.
상기 걸림턱은, 상기 무릎의 굽힘 방향으로 회전 각도를 제한하는 제1 걸림턱, 및 상기 제1 걸림턱과 이격된 위치에 마련되고, 상기 무릎의 펴짐 방향으로 회전 각도를 제한하는 제2 걸림턱을 포함할 수 있다.
상기 걸림홀부는, 상기 무릎의 굽힘시 상기 제1 걸림턱의 이동 경로를 따라 복수개가 이격되게 마련된 제1 걸림홀부, 및 상기 무릎의 펼침시 상기 제2 걸림턱의 이동 경로를 따라 복수개가 이격되게 마련된 제2 걸림홀부를 포함할 수 있다.
상기 걸림핀은, 상기 제1 걸림홀부들 중 어느 하나에 선택적으로 삽입되는 제1 걸림핀, 및 상기 제2 걸림홀부들 중 어느 하나에 선택적으로 삽입되는 제2 걸림핀을 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 관절 유닛은, 상기 프레임 회동부 및 상기 회동 제한부를 보호하도록 상기 프레임 회동부와 상기 회동 제한부를 덮는 제1 위치 또는 상기 프레임 회동부와 상기 회동 제한부를 외부로 노출시키는 제2 위치에 선택적으로 배치되는 관절 유닛 커버를 더 포함할 수 있다.
상기 관절 유닛 커버는, 상기 제1 관절 프레임 또는 제2 관절 프레임 중 적어도 하나에 회전 또는 이동 가능하게 연결될 수 있다.
바람직하게, 상기 제2 관절 프레임은 서로 마주보도록 한 쌍이 서로 이격되게 배치될 수 있고, 상기 제1 관절 프레임은 한 쌍의 상기 제2 관절 프레임 사이에 형성된 공간에 회전 가능하게 삽입될 수 있다.
이때, 상기 걸림턱은 상기 제1 관절 프레임에 마련될 수 있고, 상기 걸림홀부는 한 쌍의 상기 제2 관절 프레임에 마련될 수 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 무릎 보조기는, 상기 정강이부 또는 상기 대퇴부 중 적어도 하나의 특정 부위를 강하게 압박하도록 상기 상부 프레임 또는 상기 하부 프레임 중 어느 하나의 전면부 또는 후면부에 배치되는 압박 패드, 및 상기 압박 패드와 연결된 와이어를 이용하여 상기 압박 패드를 상기 특정 부위에 압박시키는 패드 압박 수단을 더 포함할 수 있다.
상기 패드 압박 수단은, 상기 압박 패드를 압박시키거나 상기 압박 패드의 압압박 상태를 해제하는 와이어 조임 유닛으로 제공될 수 있다.
상기 와이어 조임 유닛은, 상기 압박 패드에 와이어의 조임력을 전달하도록 상기 상부 프레임 또는 상기 하부 프레임 중 어느 하나와 상기 압박 패드에 마련될 수 있다.
여기서, 상기 와이어 조임 유닛은, 상기 압박 패드의 외측면에 배치되는 조임 조작부, 상기 조임 조작부에 의해 조여지거나 풀리도록 상기 조임 조작부에 연결된 와이어 부재, 및 상기 조임 조작부에서 좌우 방향으로 길게 연장된 상기 와이어 부재의 양단부를 이동 가능하게 지지하는 와이어 지지부를 포함할 수 있다.
상기 와이어 지지부는 상기 상부 프레임 또는 상기 하부 프레임 중 어느 하나의 양측부에 각각 배치될 수 있다.
또한, 상기 와이어 조임 유닛은, 상기 압박 패드의 외측면에 복수개가 마련되고 상기 조임 조작부의 조임 또는 풀림시 상기 와이어 부재의 이동을 안내하여 상기 압박 패드의 비틀림 현상 및 쏠림 현상을 방지하는 와이어 가이드를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 무릎 보조기는, 관절 유닛이 무릎의 관절 운동을 모사한 형태로 회전하되, 무릎의 관절 운동 각도를 제한하는 구조이므로, 무릎 보조기의 사용시 환자가 무릎의 관절 운동시 발생되는 불편함을 해소할 수 있고, 환자의 무릎을 보다 정확한 자세로 지지하여 무릎의 재활 성능을 안정적으로 확보할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 무릎 보조기는, 관절 유닛의 프레임 회동부에 의해서 제1 관절 프레임과 제2 관절 프레임의 관절 운동이 무릎의 실제 관절 운동을 동일하게 모사하므로, 무릎의 관절 각도에 맞는 최적의 구조로 무릎 보조기를 안정적으로 착용할 수 있고, 무릎 보조기를 착용한 상태에서 무릎의 관절 운동도 원활하게 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 무릎 보조기는, 관절 유닛의 회동 제한부를 조작하는 간단한 방법으로 무릎 보조기의 관절 운동 각도 및 자세를 다양하게 제한 및 설정할 수 있고, 환자의 무릎 재활에 대한 진행 과정에 따라 무릎 보조기의 관절 각도를 적절하게 대응할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 무릎 보조기는, 와이어 조임 유닛의 와이어 조임 메커니즘을 통하여 압박 패드를 환자의 특정 부위에 압박시키는 구조이므로, 환자의 무릎 재활시 원하는 특정 부위에 적절한 압력으로 압박할 수 있고, 그에 따라 인대 손상의 재활이나 연골 손상의 재활 등과 같은 환자의 무릎 재활 치료를 원활하게 보조할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 무릎 보조기는, 전방 인대 파열이나 후방 인대 파열 등과 같은 환자의 인대 손상을 재활하는 경우, 무릎과 인접한 정강이부와 대퇴부의 전면 또는 후면을 압박 패드로 강하게 압박하여 전방 인대 파열 또는 후방 인대 파열의 재활 효과를 극대화시킬 수 있고, 와이어 조임 유닛을 이용하여 압박 패드의 압력을 적절하게 조절할 수 있다.
도 1과 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 무릎 보조기가 도시된 측면도 및 정면도이다.
도 3은 도 1과 도 2에 도시된 무릎 보조기의 주요부를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 무릎 보조기의 관절 유닛을 나타낸 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 A-A선에 따른 단면을 나타낸 도면이다.
도 6은 도 4에 도시된 관절 유닛에서 회동 제한부의 걸림핀이 제거된 모습을 나타낸 도면이다.
도 7 내지 도 9는 도 4에 도시된 관절 유닛의 주요부에 대한 작동 상태를 각각 나타낸 도면이다.
도 10은 도 4에 도시된 관절 유닛을 나타낸 분해 사시도이다.
도 11은 도 1과 도 2에 도시된 무릎 보조기의 커프에 대한 다른 예를 나타낸 도면이다.
이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1과 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 무릎 보조기(100)가 도시된 측면도 및 정면도이고, 도 3은 도 1과 도 2에 도시된 무릎 보조기(100)의 주요부를 나타낸 도면이다. 도 11은 도 1과 도 2에 도시된 무릎 보조기의 커프에 대한 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 무릎 보조기(100)은 보조기 본체(110), 압박 패드(120), 및 와이어 조임 유닛(130)를 포함한다.
본 실시예의 무릎 보조기(100)는, 인대 손상이나 인골 손상 등과 같은 무릎의 관절 재활 치료에 사용하기 위한 의료용 기구로서, 환자의 무릎, 정강이부 및 대퇴부에 착용될 수 있다. 특히, 본 실시예의 무릎 보조기(100)는, 전방 인대 파열이나 후방 인대 파열의 재활시 압박 패드(120)를 이용하여 환자의 특정 부위를 원하는 크기의 압력으로 압박할 수 있고, 그로 인하여 전방 인대 파열이나 후방 인대 파열의 재활 효과를 더욱 높일 수 있다.
이하, 본 실시예에서는 설명의 편의를 위하여 무릎 보조기(100)가 환자의 인대 손상을 재활하는데 사용되는 것으로 설명한다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예의 보조기 본체(110)는, 환자의 무릎 재활을 보조하기 위한 구성으로서, 환자의 무릎, 정강이부 및 대퇴부에 착용될 수 있다. 상기와 같은 보조기 본체(110)는 환자의 무릎에 작용되는 체중 부하를 견딤과 아울러 환자의 무릎을 움직이지 않게 단단히 고정시킬 수 있도록 금속이나 플라스틱 등의 강성 소재로 형성될 수 있다. 또한, 보조기 본체(110)는 환자의 무릎 관절 운동에 대응하여 굽혀지거나 펴지는 구조로 마련될 수 있다.
예를 들면, 보조기 본체(110)는, 상부 프레임(112), 하부 프레임(114), 및 관절 유닛(140)을 포함할 수 있다.
상부 프레임(112)은 환자의 대퇴부에 착용될 수 있다. 일례로, 상부 프레임(112)은 대퇴부의 양측부에 밀착되는 한 쌍의 금속바로 형성될 수 있고, 그 금속바를 따라 복수개의 고정 스트랩(116)이 마련될 수 있다. 고정 스트랩(116)은 상부 프레임(112)을 환자의 대퇴부에 견고하게 고정시키기 위한 부재로서, 벨크로 또는 버클 등과 같이 착탈 구조가 구비될 수 있다. 상기와 같은 상부 프레임(112)의 내측면에는 상부 프레임(112)의 착용감을 향상시키도록 완충 패드(118)가 대퇴부에 밀착되게 마련될 수 있다.
하부 프레임(114)은 환자의 정강이부에 착용될 수 있다. 일례로, 하부 프레임(114)은 정강이부의 양측부에 밀착되는 한 쌍의 금속바로 형성될 수 있고, 그 금속바를 따라 복수개의 고정 스트랩(116)이 마련될 수 있다. 고정 스트랩(116)은 상부 프레임(112)에 배치된 것과 동일 유사하게 형성될 수 있다. 또한, 하부 프레임(114)의 내측면에도 하부 프레임(114)의 착용감을 향상시키도록 완충 패드(118)가 상부 프레임(112)과 마찬가지로 마련될 수 있다.
한편, 상부 프레임(112)의 상부에는 대퇴부를 감싸는 형상으로 상부 커프(113)가 마련될 수 있고, 하부 프레임(114)의 하부에는 정강이부를 감싸는 형상으로 하부 커프(115)가 마련될 수 있다. 일례로, 상부 커프(113) 및 하부 커프(115)는 상부 프레임(112) 및 하부 프레임(114)과 동일한 재질의 금속바로 형성되되, 호 형상으로 절곡된 구조로 마련될 수 있다.
도 1 내지 도 3에 도시된 상부 커프(113)와 하부 커프(115)는 상부 프레임(112)의 상부 프레임(112)과 하부 프레임(114)의 하부에 견고하게 고정되는 구조로 마련된다.
이와 다르게, 다른 예로서 도 11에 도시된 하부 커프(115')는 하부 프레임(114)에 설정 각도로 회전 가능하게 연결되는데, 이와 같이 같이 하부 커프(115')가 회전 가능한 구조로 형성되면, 무릎 보조기(100)가 환자의 움직임에 대응하여 환자의 무릎, 정강이부에 더 밀착된 상태를 유지할 수 있고, 그에 따라 무릎 보조기(100)의 착용감을 더 향상시킬 수 있다. 예를 들면, 하부 커프(115')의 양단부는 리벳 등과 같은 체결 부재(114a)에 의해 하부 프레임(114)의 하부에 회전 가능하게 연결될 수 있다. 이때, 체결 부재(114a)는 하부 커프(115')의 회전축 역할을 수행할 수 있으며, 뿐만 아니라 고정 스트랩(116)과 하부 커프(115')를 하부 프레임(114)에 고정하는 역할도 수행할 수 있다. 또한, 하부 프레임(114)에는 체결 부재(114a)로부터 일정 거리 이격된 위치에 안내핀(114b)이 배치될 수 있고, 하부 커프(115')에는 안내핀(114b)이 이동 가능하게 삽입되기 위한 회전 슬릿(115a)이 원호 형상으로 마련될 수 있다. 따라서, 하부 커프(115')가 체결 부재(114a)를 중심으로 회전되면, 안내핀(114b)이 하부 커프(115')의 회전 각도에 대응하여 회전 슬릿(115a)을 따라 이동하기 때문에 하부 커프(115')의 회전 동작이 매우 안정적으로 이루어질 수 있다. 상기와 같은 회전 슬릿(115a)은 안내핀(114b)의 이동 거리를 제한하는 역할도 수행하는 구조이므로, 회전 슬릿(115a)의 길이에 따라 하부 커프(115')의 회전 각도가 설정될 수 있다. 참고로, 하부 커프(115')의 회전 각도는 15도의 각도 범위로 설정되는 것이 바람직하지만, 이에 한정되는 것은 아니며 무릎 보조기(100)의 설계 조건 및 환자의 요구에 따라 다양한 각도 범위로 변경될 수 있다.
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다시 도 1 내지 도 3으로 돌아가서 상부 커프(113)와 하부 커프(115)는 환자의 재활 상황에 따라 상부 프레임(112)과 하부 프레임(114)의 전방부 또는 후방부 중 어느 부위에 배치될 수 있다. 예를 들면, 전방 인대(ACL, anterior cruciate ligament)의 파열을 재활 치료하는 경우에는, 상부 커프(113)가 상부 프레임(112)의 상단부의 후방부에서 후방으로 볼록하게 배치될 수 있고, 하부 커프(115)는 하부 프레임(114)의 하단부의 전방부에서 전방으로 볼록하게 배치될 수 있다. 또한, 후방 인대(PCL, posterior cruciate ligament)의 파열을 재활 지료하는 경우에는, 상부 커프(113)가 상부 프레임(112)의 상단부의 전방부에서 전방으로 볼록하게 배치될 수 있고, 하부 커프(115)는 하부 프레임(114)의 하단부의 후방부에서 후방으로 볼록하게 배치될 수 있다.
이하, 본 실시예에서는 무릎 보조기(100)가 후방 인대(PCL, posterior cruciate ligament)의 파열을 재활하는 타입으로 설명한다. 즉, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 상부 커프(113)가 상부 프레임(112)의 상단부의 전방부에 배치될 수 있고, 하부 커프(115)는 하부 프레임(114)의 하단부의 후방부에 배치될 수 있다.
관절 유닛(140)은 상부 프레임(112)과 하부 프레임(114)을 회전 가능하게 연결시키는 구성으로서, 환자의 무릎이 굽혀지거나 펴지는 동작에 대응하여 상부 프레임(112)과 하부 프레임(114)을 상대 회전시킬 수 있다. 관절 유닛(140)은, 상부 프레임(112)의 하부 및 하부 프레임(114)의 상부에 마련될 수 있고, 환자의 무릎의 양측부에 각각 배치될 수 있다.
여기서, 관절 유닛(140)은, 환자의 무릎 관절 운동을 동일하게 모사하는 것이 바람직하고, 아울러 무릎의 관절 운동 각도를 필요에 따라 선택적으로 제한할 수 있다. 상기와 같은 관절 유닛(140)의 구성 및 작동은 아래에서 더 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예의 압박 패드(120)는, 무릎의 재활시 환자의 정강이부 또는 대퇴부 중 특정 부위를 원하는 압력으로 강하게 압박하기 위한 구성이다. 압박 패드(120)는, 정강이부 또는 대퇴부 중 적어도 하나의 전면부 또는 후면부에 배치될 수 있고, 와이어 조임 유닛(130)의 조임력에 의해 정강이부 또는 대퇴부의 특정 부위에 밀착될 수 있다.
압박 패드(120)는, 환자의 무릎 재활 상황에 따라 상부 커프(113) 또는 하부 커프(115)와 동일 방향으로 배치될 수 있다. 즉, 전방 인대(ACL, anterior cruciate ligament)의 파열을 재활 치료하는 경우에는, 압박 패드(120)가 상부 프레임(112)의 후방부에 상부 커프(113)와 인접하게 배치되거나 하부 프레임(114)의 전방부에 하부 커프(115)와 인접하게 배치될 수 있다. 또한, 후방 인대(PCL, posterior cruciate ligament)의 파열을 재활 치료하는 경우에는, 압박 패드(120)가 상부 프레임(112)의 전방부에 상부 커프(113)와 인접하게 배치되거나 하부 프레임(114)의 후방부에 하부 커프(115)와 인접하게 배치될 수 있다.
이하, 본 실시예에서는 압박 패드(120)가 하부 프레임(114)의 후방부에 배치되되, 하부 커프(115)의 상측에 이격되게 배치되는 것으로 설명한다. 즉, 압박 패드(120)는 후방 인대(PCL, posterior cruciate ligament)의 파열을 재활하기 위한 구조로 배치될 수 있다.
참고로, 본 실시예의 무릎 보조기(100)는 내측 인대(MCL, medial collateral ligament)의 파열 또는 외측 인대(LCL, lateral collateral ligament)의 파열을 재활 치료하는 경우에도 사용될 수 있다. 이때, 압박 패드(120)과 하부 커프(115)의 배치 위치는 내측 인대(MCL, medial collateral ligament)의 파열을 재활 치료하는데 사용되는지 아니면 외측 인대(LCL, lateral collateral ligament)의 파열을 재활 치료하는데 사용되는지에 따라 적절하게 변경될 수 있다.
상기와 같이 압박 패드(120)가 배치된 상태에서 와이어 조임 유닛(130)의 조임력이 압박 패드(120)에 작용되면, 와이어 조임 유닛(130)의 조임력에 의해서 압박 패드(120)가 환자의 대퇴부 또는 정강이부 중 어느 하나의 특정 부위를 원하는 압력으로 강하게 압박할 수 있다. 즉, 압박 패드(120)는, 고정 스트랩(116)과 같이 보조기 본체(110)를 환자의 무릎, 정강이부 및 대퇴부에 착용시키는 기능을 수행하는 것이 아니라, 재활 목적으로 환자의 특정 부위를 적정 압력으로 압박하는 기능을 수행하는 데 특징이 있다.
한편, 압박 패드(120)는 전면 패드(122) 및 접촉 패드(124)를 포함할 수 있다.
전면 패드(122)는 압박 패드(120)의 외측면을 형성하는 부재로서, 와이어 조임 유닛(130)과 연결되어 와이어 조임 유닛(130)의 조임력이 제공될 수 있다. 상기와 같은 전면 패드(122)에는 와이어 조임 유닛(130)의 일부 구성이 배치될 수 있지만, 이에 대한 설명은 아래에서 상세하게 설명하기로 한다. 접촉 패드(124)는 전면 패드(122)의 내측면에 부착된 완충성 패드로서, 환자의 대퇴부 또는 정강이부에 밀착될 수 있다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예의 와이어 조임 유닛(130)은 와이어 조임 메커니즘을 통하여 압박 패드(120)를 압박시키거나 압박 상태를 해제하는 구성이다. 와이어 조임 유닛(130)은 하부 프레임(114)을 착용한 정강이부의 전면부에 압박 패드(120)를 압박하도록 압박 패드(120)와 보조기 본체(110)에 마련될 수 있다. 참고로, 와이어 조임 유닛(130)에 의한 압박 패드(120)의 압박 효과를 안정적으로 확보하기 위하여, 하부 프레임(114)에는 압박 패드(120)와 마주보는 위치에 고정 스트랩(116)이 마련될 수 있다.
와이어 조임 유닛(130)은 와이어를 감거나 풀어서 압박 패드(120)를 환자의 정강이부에 원하는 압력으로 압박시키는 기능을 수행할 수 있다. 이를 위하여, 와이어 조임 유닛(130)은, 압박 패드(120)와 하부 프레임(114)에 와이어를 매개로 연결될 수 있고, 와이어를 감거나 풀어주기 위한 와이어 조임 패커니즘으로 구성될 수 있다.
예들 들면, 와이어 조임 유닛(130)은, 조임 조작부(132), 와이어 부재(134), 및 와이어 지지부(136)를 포함할 수 있다.
조임 조작부(132)는 와이어 부재(134)를 감아서 조여주기 위한 구성으로서, 와이어 부재(134)를 감거나 풀어주는 구조로 마련될 수 있고, 와이어 부재(134)를 적절하게 감은 상태로 고정시키는 구조로 마련될 수 있다. 상기와 같은 조임 조작부(132)는 압박 패드(120)의 외측면에 배치될 수 있다. 즉, 조임 조작부(132)는 압박 패드(120)의 전면 패드(122)에 설치될 수 있다.
와이어 부재(134)는 조임 조작부(132)의 조작에 의해 조임력을 전달하는 구성으로서, 조임 조작부(132)에 연결될 수 있다. 와이어 부재(134)는 조임 조작부(132)의 조작시 조임 조작부(132)에 감기거나 풀릴 수 있다. 여기서, 와이어 부재(134)의 양단부는 조임 조작부(132)에서 좌우 방향으로 길게 연장될 수 있다.
와이어 지지부(136)는 와이어 부재(134)의 양단부를 이동 가능하게 지지하는 구성으로서, 하부 프레임(114)의 양측부에 각각 배치될 수 있다. 와이어 지지부(136)는 조임 조작부(132)의 조작시 와이어 부재(134)의 조임력을 지탱하도록 형성될 수 있다. 상기와 같은 와이어 지지부(136)는 하부 프레임(114)의 양측부에 장착 고정될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니며 하부 프레임(114)의 양측부에 착탈 가능한 구조로 연결될 수도 있다.
한편, 와이어 조임 유닛(130)은, 조임 조작부(132)의 조임 또는 풀림시 와이어 부재(134)의 이동을 원활하게 안내하는 와이어 가이드(138)를 더 포함할 수 있다.
상기와 같은 와이어 가이드(138)는, 조임 조작부(132)의 조작시 와이어 부재(134)가 원활하게 조여지거나 풀리도록 안내할 수 있고, 그로 인하여 압박 패드(120)에 작용되는 와이어 부재(134)의 조임력을 일정하게 조정하여 압박 패드(120)의 비틀림 현상 및 쏠림 현상을 방지할 수 있다. 즉, 와이어 가이드(138)가 없으면, 조임 조작부(132)를 조작하여 와이어 부재(134)를 조이거나 풀어줄 때 와이어 부재(134)의 양단부에 작용되는 조임력에 차이가 발생하여 압박 패드(120)의 자세가 비틀리거나 압박 패드(120)의 위치가 한 쪽으로 쏠릴 수 있다.
여기서, 와이어 가이드(138)는 압박 패드(120)의 외측면에 복수개가 마련될 수 있다. 즉, 와이어 가이드(138)는 압박 패드(120)의 전면 패드(122)에 조임 조작부(132)와 인접한 위치에 배치되되, 와이어 부재(134)의 양단부를 안내하도록 조임 조작부(132)의 양측에 각각 배치될 수 있다. 일례로, 본 실시예에서는, 조임 조작부(132)가 전면 패드(122)의 중심부에 배치될 수 있고, 와이어 가이드(138)는 조임 조작부(132)의 좌우에 각각 한쌍이 서로 대응되게 마련될 수 있다.
상기와 같은 와이어 가이드(138)에는, 와이어 부재(134)가 이동 가능하게 통과되기 위한 와이어홀부(138a)가 형성될 수 있다. 와이어 가이드(138)는 무릎 보조기(100)의 설계 조건 및 상황에 따라 배치 위치 및 설치 개수가 다양하게 변경될 수 있다. 예를 들면, 와이어 가이드(138)가, 하부 프레임(114)에도 형성될 수 있고, 와이어 부재(134)의 길이 방향을 따라 2개 이상이 연속적으로 배치될 수도 있다.
도 4는 도 1에 도시된 무릎 보조기(100)의 관절 유닛(140)을 나타낸 도면이고, 도 5는 도 4에 도시된 A-A선에 따른 단면을 나타낸 도면이다. 도 6은 도 4에 도시된 관절 유닛(140)에서 회동 제한부(148)의 걸림핀(165, 166)이 제거된 모습을 나타낸 도면이고, 도 7 내지 도 9는 도 4에 도시된 관절 유닛(140)의 주요부에 대한 작동 상태를 각각 나타낸 도면이다. 도 10은 도 4에 도시된 관절 유닛(140)을 나타낸 분해 사시도이다.
도 4 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 관절 유닛(140)은, 무릎의 관절 운동을 모사함과 아울러 무릎의 관절 운동 각도를 제한하기 위한 구성이다.
즉, 관절 유닛(140)은, 무릎이 굽혀지는 굽힘 방향(B)으로 상부 프레임(112)을 회전시킴과 동시에 상부 프레임(112)을 후방으로 이동시키도록 마련될 수 있고, 상부 프레임(112)의 회전 각도를 원하는 각도 범위로 한정하거나 상부 프레임(112)을 원하는 회전 각도로 고정시키도록 마련될 수 있다.
예를 들면, 관절 유닛(140)은 제1 관절 프레임(142), 제2 관절 프레임(144), 프레임 회동부(146), 및 회동 제한부(148)를 포함할 수 있다.
도 4 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 제1 관절 프레임(142)은, 상부 프레임(112)의 하부에 형성될 수 있고, 제2 관절 프레임(144)과 회전 가능하게 연결될 수 있다. 상기와 같은 제1 관절 프레임(142)은 무릎의 양측부에 배치되도록 상부 프레임(112)의 하부의 양측에 각각 마련될 수 있다. 제1 관절 프레임(142)은 상부 프레임(112)과 일체로 형성되거나, 별도로 제작된 후 상부 프레임(112)의 하부에 장착될 수 있다. 이하, 본 실시예에서는 제1 관절 프레임(142)이 상부 프레임(112)과 일체로 형성된 것으로 설명한다.
도 4 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 제2 관절 프레임(144)은, 하부 프레임(114)의 상부에 형성될 수 있고, 제1 관절 프레임(142)과 회전 가능하게 연결될 수 있다. 상기와 같은 제2 관절 프레임(144)은 무릎의 양측부에 배치되도록 하부 프레임(114)의 상부의 양측에 각각 마련될 수 있다. 제2 관절 프레임(144)은 하부 프레임(114)과 일체로 형성되거나, 별도로 제작된 후 하부 프레임(114)의 상부에 장착될 수 있다. 이하, 본 실시예에서는 제2 관절 프레임(144)이 별도로 제작된 후 하부 프레임(114)의 상부에 장착되는 것으로 설명한다.
여기서, 제2 관절 프레임(144)은 제1 관절 프레임(142)과 서로 겹쳐지게 배치될 수 있다. 일례로, 제2 관절 프레임(144)은 서로 마주보는 형상으로 한 쌍을 이격되게 배치한 구조로 마련될 수 있다. 이때, 제1 관절 프레임(142)은, 한 쌍의 제2 관절 프레임(144) 사이에 형성된 공간으로 삽입될 수 있고, 한 쌍의 제2 관절 프레임(144) 사이에 배치된 상태로 회전될 수 있다. 참고로, 도 2와 도 10에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 제2 관절 프레임(144) 사이에는 제1 관절 프레임(142)이 삽입되기 위한 간격을 확보하기 위한 간격 확보 부재(145)가 배치될 수 있다.
또한, 제1 관절 프레임(142)은 제2 관절 프레임(144)을 중심으로 상대 회전하되, 무릎 보조기(100)를 착용한 환자의 무릎이 굽혀지는 굽힘 방향(B) 또는 펴지는 펴짐 방향(C) 중 어느 한 방향으로 회전할 수 있다. 제1 관절 프레임(142)이 펴짐 방향(C)으로 완전히 회전하면, 환자의 무릎이 완전히 펴진 상태에 대응될 수 있고, 그에 따라 상부 프레임(112)과 하부 프레임(114)이 수직하게 배치될 수 있다.
도 6 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 프레임 회동부(146)는 제1 관절 프레임(142)과 제2 관절 프레임(144)을 회전 가능하게 연결하는 구성이다. 프레임 회동부(146)는 제1 관절 프레임(142)과 제2 관절 프레임(144)의 회전이 무릎의 관절 운동을 모사하도록 제1 관절 프레임(142)과 제2 관절 프레임(144)에 마련될 수 있다.
즉, 프레임 회동부(146)는, 제1 관절 프레임(142)과 제2 관절 프레임(144)을 하나의 회전축을 기준으로 단순하게 회전시키는 구조로 형성되지 않으며, 무릎을 굽히거나 펼치는 관절의 운동을 모사하도록 제1 관절 프레임(142)과 제2 관절 프레임(144)의 회전시 회전축이 전후 방향으로 이동될 수 있다. 예를 들면, 본 실시예에서는, 제1 관절 프레임(142)이 굽힘 방향(B)으로 회전되면 제1 관절 프레임(142)의 회전축이 후방으로 일정 거리 이동될 수 있고, 제1 관절 프레임(142)이 펴짐 방향(C)으로 회전되면 제1 관절 프레임(142)의 회전축이 전방으로 일정 거리 이동될 수 있다.
상기와 같이 프레임 회동부(146)는 제1 관절 프레임(142)과 제2 관절 프레임(144)을 단순히 회전시키는 것이 아니라, 무릎의 관절 운동을 모사하여 제1 관절 프레임(142)과 제2 관절 프레임(144)을 회전시킴과 동시에 제1 관절 프레임(142)을 이동시킬 수 있다.
예를 들면, 프레임 회동부(146)는 회전 중심축(151), 중심축 이동홀부(152), 회전 안내축(153, 154), 및 안내축 이동홀부(155, 156)를 포함할 수 있다.
회전 중심축(151)은 제1 관절 프레임(142)과 제2 관절 프레임(144)의 회전축 역할을 수행하는 부재로서, 제1 관절 프레임(142)의 중심에 형성된 중심홀(151a)에 회전 가능하게 배치될 수 있고, 제2 관절 프레임(144)에 형성된 중심축 이동홀부(152)에 회전 및 이동 가능하게 배치될 수 있다. 즉, 제1 관절 프레임(142)은 회전 중심축(151)을 중심으로 회전될 수 있고, 그 과정에서 회전 중심축(151)은 중심축 이동홀부(152)를 따라 이동될 수 있다.
이하, 본 실시예에서는 회전 중심축(151)이 제1 관절 프레임(142)의 중심홀(151a) 및 제2 관절 프레임(144)의 중심축 이동홀부(152)에 관통되게 배치된 리벳인 것으로 설명한다. 회전 중심축(151)의 양단부는, 한 쌍의 제2 관절 프레임(144)에 형성된 중심축 이동홀부(152)에 회전 또는 이동 가능하도록 배치되되, 중심축 이동홀부(152)로부터 이탈되지 않도록 중심축 이동홀부(152)보다 큰 직경의 단차부가 마련될 수 있다. 일례로, 회전 중심축(151)의 일단부에는 리벳의 머리부가 단차부 역할을 수행할 수 있고, 회전 중심축(151)의 타단부에는 중심홀(151a)과 중심축 이동홀부(152)를 관통한 리벳의 끝단부를 단차지게 소성 가공하여 단차부 역할을 수행할 수 있다.
중심축 이동홀부(152)는 환자의 무릎이 굽혀질 때 회전 중심축(151)의 후방 이동을 안내하도록 전후 방향으로 길게 형성된 호 형상의 슬릿으로서, 회전 중심축(151)의 단부가 이동 가능하게 삽입될 수 있다. 상기와 같은 중심축 이동홀부(152)는 한 쌍의 제2 관절 프레임(144)의 중심부에 각각 형성될 수 있다.
회전 안내축(153, 154)은 제1 관절 프레임(142)과 제2 관절 프레임(144)의 회전 및 이동을 안내하는 부재로서, 한 쌍의 제2 관절 프레임(144)에 형성된 안내홀(153a, 154a)에 회전 가능하게 배치될 수 있고, 제1 관절 프레임(142)에 형성된 안내축 이동홀부(155, 156)에 회전 및 이동 가능하게 배치될 수 있다. 즉, 제1 관절 프레임(142)이 회전 중심축(151)을 중심으로 회전되면서 회전 중심축(151)과 함께 중심축 이동홀부(152)를 따라 이동될 수 있고, 그 과정에서 회전 안내축(153, 154)은 안내축 이동홀부(155, 156)를 따라 이동될 수 있다.
이하, 본 실시예에서는 회전 안내축(153, 154)이 제2 관절 프레임(144)의 안내홀(153a, 154a) 및 제1 관절 프레임(142)의 안내축 이동홀부(155, 156)에 관통되게 배치된 리벳인 것으로 설명한다. 회전 안내축(153, 154)의 양단부는, 한 쌍의 제2 관절 프레임(144)의 가장자리부에 형성된 안내축 이동홀부(155, 156)에 회전 또는 이동 가능하도록 배치되되, 안내축 이동홀부(155, 156)로부터 이탈되지 않도록 안내축 이동홀부(155, 156)보다 큰 직경의 단차부가 마련될 수 있다. 일례로, 회전 안내축(153, 154)의 일단부에는 리벳의 머리부가 단차부 역할을 수행할 수 있고, 회전 안내축(153, 154)의 타단부에는 안내홀(153a, 154a)과 안내축 이동홀부(155, 156)를 관통한 리벳의 끝단부를 단차지게 소성 가공하여 단차부 역할을 수행할 수 있다.
안내축 이동홀부(155, 156)는 환자의 무릎을 굽히거나 펼칠 때 회전 안내축(153, 154)의 이동을 안내하도록 회전 중심축(151)을 중심으로 둘레를 따라 호 형상으로 형성된 슬릿으로서, 회전 안내축(153, 154)의 단부가 이동 가능하게 삽입될 수 있다. 상기와 같은 안내축 이동홀부(155, 156)는 제1 관절 프레임(142)의 가장자리부에 형성될 수 있다.
한편, 회전 안내축(153, 154)과 안내축 이동홀부(155, 156)는 제1 관절 프레임(142)과 제2 관절 프레임(144)의 회전 및 이동을 더 안정적으로 안내하도록 복수개가 대응되게 마련될 수 있다. 이하, 본 실시예에서는, 안내축 이동홀부(155, 156)가 제1 관절 프레임(142)에 2개가 마련되고, 회전 안내축(153, 154)이 2개의 안내축 이동홀부(155, 156)에 관통되게 배치되도록 2개가 마련된 것으로 설명한다.
즉, 안내축 이동홀부(155, 156)는, 제1 관절 프레임(142)의 중심홀(151a)에서 일측으로 이격된 위치에 형성된 제1 안내 이동홀부(155), 및 제1 관절 프레임(142)의 중심홀(151a)에서 타측으로 이격된 위치에 형성된 제2 안내 이동홀부(156)를 포함할 수 있다. 또한, 회전 안내축(153, 154)은, 제1 안내 이동홀부(155)에 관통되게 배치되는 제1 회전 안내축(153), 및 제2 안내 이동홀부(156)에 관통되게 배치되는 제2 회전 안내축(154)을 포함할 수 있다.
도 4 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 회동 제한부(148)는 프레임 회동부(146)의 작동 범위를 선택적으로 제한 및 변경하는 구성이다. 회동 제한부(148)는 제1 관절 프레임(142)과 제2 관절 프레임(144)의 회전을 구속하거나 제1 관절 프레임(142)과 제2 관절 프레임(144)의 회전 범위를 설정하도록 제1 관절 프레임(142)과 제2 관절 프레임(144)에 마련될 수 있다.
즉, 회동 제한부(148)는, 환자의 무릎 재활시 관절 유닛(140)의 회전 각도를 고정하여 무릎을 원하는 각도로 지지하는 기능을 수행할 수 있고, 뿐만 아니라 관절 유닛(140)의 회전 각도 범위를 설정하여 무릎을 원하는 각도 범위 내에서 굽히거나 펴는 기능을 수행할 수 있다. 일례로, 본 실시예에서는, 회동 제한부(148)에 의해서 제1 관절 프레임(142)이 굽힘 방향(B)으로 일정 각도 회전된 상태로 고정되거나, 회동 제한부(148)에 의해서 제1 관절 프레임(142)이 굽힘 방향(B)과 펴짐 방향(C)으로 일정 각도 범위의 내에서 회전이 제한될 수 있다.
예를 들면, 회동 제한부(148)는 제1 걸림턱(161) 및 제2 걸림턱(162), 제1 걸림홀부(163) 및 제2 걸림홀부(164), 제1 걸림핀(165) 및 제2 걸림핀(166)을 포함할 수 있다.
제1 걸림턱(161) 및 제2 걸림턱(162)은 제1 관절 프레임(142)과 제2 관절 프레임(144) 중 어느 하나에 형성될 수 있지만, 본 실시예에서는 제1 관절 프레임(142)에 형성되는 것으로 설명한다.
이러한 제1 걸림턱(161)은 무릎의 굽힘 방향(B)으로 회전되는 각도를 제한할 수 있고, 제2 걸림턱(162)은 무릎의 펴짐 방향(C)으로 회전되는 각도를 제한할 수 있다.
제1 걸림턱(161)과 제2 걸림턱(162)은 제1 관절 프레임(142)의 둘레를 따라 설정 각도 이격된 위치에 배치될 수 있다. 상기와 같은 제1 걸림턱(161)과 제2 걸림턱(162)은 제1 관절 프레임(142)의 가장자리부 중 둘레의 일부 영역을 제거하는 방식으로 마련될 수 있다.
제1 걸림홀부(163) 및 제2 걸림홀부(164)는 제1 관절 프레임(142)과 제2 관절 프레임(144) 중 다른 하나에 형성될 수 있지만, 본 실시예에서는 한 쌍의 제2 관절 프레임(144)에 형성되는 것으로 설명한다. 즉, 제1 걸림홀부(163) 및 제2 걸림홀부(164)는 한 쌍의 제2 관절 프레임(144)에 복수개가 서로 마주보도록 형성되되, 무릎을 굽히거나 펼칠 때 제1 걸림턱(161) 및 제2 걸림턱(162)의 이동 경로를 따라 복수개가 이격되게 마련될 수 있다. 상기와 같은 제1 걸림홀부(163) 및 제2 걸림홀부(164)에는 제1 걸림핀(165) 및 제2 걸림핀(166)이 선택적으로 삽입될 수 있다.
예를 들면, 제1 걸림홀부(163)는 무릎의 굽힘시 제1 걸림턱(161)의 이동 경로를 따라 복수개가 이격되게 마련될 수 있고, 제2 걸림홀부(164)는 무릎의 펼침시 제2 걸림턱(162)의 이동 경로를 따라 복수개가 이격되게 마련될 수 있다.
제1 걸림홀부(163)들과 제2 걸림홀부(164)들은 제2 관절 프레임(144)의 가장자리부에 호 형상의 경로를 따라 일렬로 배치되되, 제1 관절 프레임(142)의 회전시 회전 중심축(151)의 이동에 대응하도록 마련될 수 있다. 즉, 제1 걸림홀부(163)들과 제2 걸림홀부(164)들은 굽힘 방향(B)으로 갈수록 보조기 본체(110)의 후방으로 일정 거리 이동된 위치에 배치될 수 있다.
제1 걸림핀(165)은 제1 걸림턱(161)과 간섭되도록 제1 걸림홀부(163)들에 선택적으로 삽입될 수 있고, 제2 걸림핀(166)은 제2 걸림턱(162)과 간섭되도록 제2 걸림홀부(164)들에 선택적으로 삽입될 수 있다. 제1 걸림핀(165)과 제1 걸림턱(161)의 간섭 위치와 제2 걸림핀(66)과 제2 걸림턱(162)의 간섭 위치가 가변됨으로써, 프레임 회동부(146)를 고정시키거나 프레임 회동부(146)의 회전 각도를 제한할 수 있다. 즉, 제1 걸림핀(165) 및 제2 걸림핀(166)은 관절 유닛(140)의 관절 운동을 제한하는 역할을 수행하는 구성으로서, 관절 유닛(140)을 원하는 관절 각도로 구속시키거나, 관절 유닛(140)의 회전 각도를 원하는 각도의 범위로 설정할 수 있다.
예를 들면, 제1 걸림핀(165)은 제1 걸림홀부(163)들 중 어느 하나에 선택적으로 삽입될 수 있고, 제2 걸림핀(166)은 제2 걸림홀부(164)들 중 어느 하나에 선택적으로 삽입될 수 있다.
제1 걸림핀(165)은 한 쌍의 제2 관절 프레임(144)에 서로 마주보게 형성된 제1 걸림홀부(163)를 관통하도록 배치될 수 있고, 제2 걸림핀(166)은 한 쌍의 제2 관절 프레임(144)에 서로 마주보게 형성된 제2 걸림홀부(164)를 관통하도록 배치될 수 있다. 상기와 같은 제1 걸림핀(165)과 제2 걸림핀(166)은 핀 형상으로 형성될 수 있다.
한편, 제1 걸림핀(165)과 제1 회전 안내축(153)에는 제1 걸림핀(165)의 분실과 임의 탈거를 방지하기 위한 제1 핀 연결부재(167)가 연결될 수 있고, 제2 걸림핀(166)과 제2 회전 안내축(154)에는 제2 걸림핀(166)의 분실과 임의 탈거를 방지하기 위한 제2 핀 연결부재(168)가 연결될 수 있다.
제1 핀 연결 부재(167) 및 제2 핀 연결 부재(168)의 일단부에는 각각 제1 걸림핀(165) 및 제2 걸림핀(166)의 위치 변경이 가능하도록 제1 회전 안내축(153) 및 제2 회전 안내축(154)에 이동 가능하게 연결된 제1 축 연결부 및 제2 축 연결부가 형성될 수 있다. 제1 핀 연결 부재(167) 및 제2 핀 연결 부재(168)의 타단부에는 각각 제1 걸림핀(165) 및 제2 걸림핀(166)을 고정하도록 제1 걸림핀(165) 및 제2 걸림핀(166)이 끼워지는 제1 핀 고정용 홀 및 제2 핀 고정용 홀이 형성될 수 있다. 이때, 제1 핀 연결 부재(167) 및 제2 핀 연결 부재(168)는 제1 걸림핀(165) 및 제2 걸림핀(166)의 취급 편의성을 향상시키기 위해서 유연성 소재로 제작될 수 있다.
삭제
도 1, 도 2, 도 4 및 도 6을 참조하면, 본 실시예의 관절 유닛(140)은, 프레임 회동부(146) 및 회동 제한부(148)를 보호하도록 프레임 회동부(146)와 회동 제한부(148)를 덮거나 외부로 노출시키는 위치에 선택적으로 배치되는 관절 유닛 커버(149)를 더 포함할 수 있다.
관절 유닛 커버(149)는, 프레임 회동부(146)와 회동 제한부(148)를 덮는 제1 위치에 배치되거나, 프레임 회동부(146)와 회동 제한부(148)를 외부로 노출시키는 제2 위치에 배치될 수 있다. 한편, 본 실시예에서는 관절 유닛 커버(149)가 프레임 회동부(146) 및 회동 제한부(148)을 덮을 수 있을 뿐만 아니라 제2 관절 프레임(144)을 덮을 수 있는 형상으로 마련될 수 있다.
이를 위하여, 관절 유닛 커버(149)는 제1 관절 프레임(142) 또는 제2 관절 프레임(144) 중 적어도 하나에 회전 또는 이동 가능하게 연결될 수 있다. 이하, 본 실시예에서는 관절 유닛 커버(149)의 하부가 제2 관절 프레임(144)에 회전 가능하게 연결되어 제1 위치와 제2 위치로 선택적으로 회전되는 것으로 설명한다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 일실시예에 따른 무릎 보조기(100)의 착용 방법 및 작용 효과를 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 환자의 무릎 재활에 적합한 각도로 관절 유닛(140)의 프레임 회동부(146)를 굽힘 방향(B) 또는 펴짐 방향(C) 중 적어도 어느 한 방향으로 회전시킨다.
프레임 회동부(146)의 회전 각도를 원하는 관절 각도로 설정하면, 관절 유닛 커버(149)를 제2 방향으로 회전시켜 관절 유닛(140)의 회동 제한부(148)를 외부로 노출시키고, 회동 제한부(148)를 이용하여 프레임 회동부(146)의 회전을 구속하거나 프레임 회동부(146)의 회전 범위를 설정한다.
즉, 회동 제한부(148)의 제1 걸림핀(165)을 제1 걸림홀부(163)들 중 어느 하나에 끼워서 프레임 회동부(146)의 제1 관절 프레임(142)이 굽힘 방향(B)으로 회전하는 각도를 제한하고, 회동 제한부(148)의 제2 걸림핀(166)을 제2 걸림홀부(164)들 중 어느 하나에 끼워서 프레임 회동부(146)의 제1 관절 프레임(142)이 펴짐 방향(C)으로 회전하는 각도를 제한한다.
제1 걸림핀(165)과 제2 걸림핀(166)을 끼우는 간단한 작업으로 보조기 본체(110)의 관절 각도를 간편하게 고정할 수 있고, 제1 걸림핀(165)과 제2 걸림핀(166)의 끼워지는 위치를 변경하는 간단한 작업으로 보조기 본체(110)의 관절 각도를 신속 간편하게 변경할 수 있다.
상기와 같이 프레임 회동부(146)와 회동 제한부(148)를 이용하여 보조기 본체(110)의 관절 유닛(140)을 원하는 관절 각도로 설정하면, 보조기 본체(110)를 환자의 무릎, 정강이부 및 대퇴부에 착용시킨다.
따라서, 환자는 보조기 본체(110)에 의해서 무릎을 원하는 관절 각도로 고정하거나, 필요에 따라서는 무릎을 원하는 관절 각도 범위 내에서만 사용 가능하게 만들 수 있다.
특히, 환자가 전방 인대 손상을 재활하는 경우에는, 와이어 조임 유닛(130)을 이용하여 환자의 정강이부의 후면부에 압박 패드(120)를 강하게 압박한다.
즉, 와이어 조임 유닛(130)의 조임 조작부(132)를 조작하여 와이어 부재(134)에 조임력을 조이면, 와이어 부재(134)의 조임력에 의해서 압박 패드(120)가 환자의 무릎에 인접한 정강이부의 상측에 강하게 밀착된다.
상기와 같이 조임 조작부(132)의 조작에 의해 와이어 부재(134)가 조임 조작부(132)에 감기거나 풀리는 경우, 와이어 부재(134)는 복수개의 와이어 가이드(138)에 의해 원활하게 이동하여 압박 패드(120)의 비틀림 또는 쏠림을 방지할 수 있다.
환자는 조임 조작부(132)의 조작을 통하여 압박 패드(120)의 압박력을 간편하게 조절하거나 압박 패드(120)의 압박을 제거할 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 실시예에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 청구범위뿐 아니라 이 청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100: 무릎 보조기
110: 보조기 본체
112: 상부 프레임
114: 하부 프레임
120: 압박 패드
130: 와이어 조임 유닛
132: 조임 조작부
134: 와이어 부재
136: 와이어 지지부
138: 와이어 가이드
140: 관절 유닛
142: 제1 관절 프레임
144: 제2 관절 프레임
146: 프레임 회동부
148: 회동 제한부
149: 관절 유닛 커버
B: 무릎의 관절이 굽혀지는 굽힘 방향
C: 무릎의 관절이 펴지는 펴짐 방향

Claims (10)

  1. 환자의 무릎, 정강이부 및 대퇴부에 착용되는 무릎 보조기로서,
    상기 대퇴부에 착용되는 상부 프레임;
    상기 정강이부에 착용되는 하부 프레임; 및
    상기 상부 프레임의 하부 및 상기 하부 프레임의 상부에 마련되고, 상기 상부 프레임과 상기 하부 프레임을 회전 가능하게 연결시키는 관절 유닛;을 포함하고,
    상기 관절 유닛은, 상기 무릎의 관절 운동을 모사한 형태로 회전되고, 상기 무릎의 관절 운동 각도를 제한하도록 마련되며,
    상기 관절 유닛은, 상기 상부 프레임의 하부에 형성된 제1 관절 프레임; 상기 제1 관절 프레임과 서로 겹쳐지게 배치되도록 상기 하부 프레임의 상부에 형성된 제2 관절 프레임; 상기 제1 관절 프레임과 상기 제2 관절 프레임을 회전 가능하게 연결하도록 상기 제1 관절 프레임과 상기 제2 관절 프레임에 형성되고, 상기 제1 관절 프레임과 상기 제2 관절 프레임의 회전이 상기 무릎의 관절 운동을 모사하도록 마련된 프레임 회동부; 및 상기 프레임 회동부의 작동 범위를 선택적으로 제한 및 변경하도록 상기 제1 관절 프레임과 상기 제2 관절 프레임에 마련된 회동 제한부;를 포함하고,
    상기 프레임 회동부는, 상기 제1 관절 프레임과 상기 제2 관절 프레임 중 어느 하나의 중심부에 회전 가능하게 배치된 회전 중심축; 상기 회전 중심축이 이동 가능하게 삽입되도록 상기 제1 관절 프레임과 상기 제2 관절 프레임 중 다른 하나의 중심부에 형성되고, 상기 무릎이 굽힐 때 상기 회전 중심축의 이동을 안내하도록 마련된 중심축 이동홀부; 상기 제1 관절 프레임과 상기 제2 관절 프레임 중 어느 하나의 가장자리부에 배치된 회전 안내축; 및 상기 회전 안내축이 이동 가능하게 삽입되도록 상기 제1 관절 프레임과 상기 제2 관절 프레임 중 다른 하나의 가장자리부에 형성되고, 상기 무릎을 굽히거나 펼칠 때 상기 회전 안내축의 이동을 안내하도록 마련된 안내축 이동홀부;를 포함하며,
    상기 회동 제한부는, 상기 제1 관절 프레임과 상기 제2 관절 프레임 중 어느 하나에 형성되고 상기 무릎의 굽힘 방향으로 회전 각도를 제한하는 제1 걸림턱; 상기 제1 관절 프레임과 상기 제2 관절 프레임 중 어느 하나에 형성되고 상기 무릎의 펴짐 방향으로 회전 각도를 제한하는 제2 걸림턱; 상기 제1 관절 프레임과 상기 제2 관절 프레임 중 다른 하나에 형성되고, 상기 무릎의 굽힘시 상기 제1 걸림턱이 이동되는 경로를 따라 복수개가 이격 배치된 제1 걸림홀부; 상기 제1 관절 프레임과 상기 제2 관절 프레임 중 다른 하나에 형성되고, 상기 무릎의 펼침시 상기 제2 걸림턱이 이동되는 경로를 따라 복수개가 이격 배치된 제2 걸림홀부; 상기 제1 걸림턱과 간섭되도록 상기 제1 걸림홀부들 중 어느 하나에 선택적으로 삽입되고, 상기 제1 걸림턱과의 간섭 위치를 변경하여 상기 프레임 회동부의 회전 각도를 제한하거나 상기 프레임 회동부를 특정 각도에서 고정시키는 제1 걸림핀; 상기 제2 걸림턱과 간섭되도록 상기 제2 걸림홀부들 중 어느 하나에 선택적으로 삽입되고, 상기 제2 걸림턱과의 간섭 위치를 변경하여 상기 프레임 회동부의 회전 각도를 제한하거나 상기 프레임 회동부를 특정 각도에서 고정시키는 제2 걸림핀;을 포함하고,
    상기 회전 안내축은 제1 회전 안내축 및 제2 회전 안내축을 포함하며,
    상기 제1 걸림핀과 상기 제1 회전 안내축에는 상기 제1 걸림핀의 분실 및 임의 탈거를 방지하기 위한 제1 핀 연결부재가 연결되고,
    상기 제2 걸림핀과 상기 제2 회전 안내축에는 상기 제2 걸림핀의 분실 및 임의 탈거를 방지하기 위한 제2 핀 연결부재가 연결되며,
    상기 제1 핀 연결부재의 일단부에는 상기 제1 걸림핀의 위치를 변경할 수 있도록 상기 제1 회전 안내축에 이동 가능하게 연결되는 제1 축 연결부가 형성되고, 상기 제1 핀 연결부재의 타단부에는 상기 제1 걸림핀을 고정할 수 있도록 상기 제1 걸림핀이 끼워지는 제1 핀 고정용 홀이 형성되고,
    상기 제2 핀 연결부재의 일단부에는 상기 제2 걸림핀의 위치를 변경할 수 있도록 상기 제2 회전 안내축에 이동 가능하게 연결되는 제2 축 연결부가 형성되고, 상기 제2 핀 연결부재의 타단부에는 상기 제2 걸림핀을 고정할 수 있도록 상기 제2 걸림핀이 끼워지는 제2 핀 고정용 홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 무릎 보조기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 관절 유닛은,
    상기 무릎이 굽혀지는 굽힘 방향으로 상기 상부 프레임을 회전시킴과 동시에 상기 상부 프레임을 후방으로 이동시키도록 마련되고,
    상기 상부 프레임의 회전 각도를 원하는 각도 범위로 한정하거나 상기 상부 프레임을 원하는 회전 각도로 고정시키도록 마련된 것을 특징으로 하는 무릎 보조기.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 관절 유닛은, 상기 프레임 회동부 및 상기 회동 제한부를 보호하도록 상기 프레임 회동부와 상기 회동 제한부를 덮는 제1 위치 또는 상기 프레임 회동부와 상기 회동 제한부를 외부로 노출시키는 제2 위치에 선택적으로 배치되는 관절 유닛 커버;를 더 포함하고,
    상기 관절 유닛 커버는, 상기 제1 관절 프레임 또는 제2 관절 프레임 중 적어도 하나에 회전 또는 이동 가능하게 연결된 것을 특징으로 하는 무릎 보조기.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 정강이부 또는 상기 대퇴부 중 적어도 하나의 특정 부위를 강하게 압박하도록 상기 상부 프레임 또는 상기 하부 프레임 중 어느 하나의 전면부 또는 후면부에 배치되는 압박 패드; 및
    상기 압박 패드와 연결된 와이어를 이용하여 상기 압박 패드를 상기 특정 부위에 압박시키는 패드 압박 수단;
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무릎 보조기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 패드 압박 수단은, 상기 압박 패드를 압박시키거나 상기 압박 패드의 압압박 상태를 해제하는 와이어 조임 유닛으로 제공되고,
    상기 와이어 조임 유닛은, 상기 압박 패드에 와이어의 조임력을 전달하도록 상기 상부 프레임 또는 상기 하부 프레임 중 어느 하나와 상기 압박 패드에 마련되며,
    상기 와이어 조임 유닛은, 상기 압박 패드의 외측면에 배치되는 조임 조작부; 상기 조임 조작부에 의해 조여지거나 풀리도록 상기 조임 조작부에 연결된 와이어 부재; 및 상기 조임 조작부에서 좌우 방향으로 길게 연장된 상기 와이어 부재의 양단부를 이동 가능하게 지지하는 와이어 지지부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무릎 보조기.
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