KR102271856B1 - Device for fabricating medical splint and method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 의료용 부목을 제조를 위한 장치 및 이의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 의료용 부목을 제조 장치는, 촬상부로부터 생성된 대상 환자 또는 애완 동물의 환부를 포함하는 의료용 영상 이미지를 획득하고, 상기 획득한 의료용 영상 이미지를 3차원 모델링하고, 상기 3차원 모델링된 의료용 영상 이미지를 이용하여, 상기 대상 환자 또는 애완 동물의 환부를 고정 또는 지지하며 통기성 및 강도를 확보를 위한 최적화된 구조를 갖는 적어도 하나 이상의 추천 부목을 시뮬레이션 하는 제조사 컴퓨터; 및 상기 제조사 컴퓨터와 연결되어, 상기 적어도 하나의 추천 부목을 출력하는 3D 프린팅 장치를 포함할 수 있다. The present invention relates to an apparatus for manufacturing a medical splint and a method for manufacturing the same. The apparatus for manufacturing a medical splint according to an embodiment of the present invention obtains a medical image image including the affected part of a target patient or pet generated from an imaging unit, and three-dimensionally models the obtained medical image image, and the A manufacturer computer simulating at least one or more recommended splints using a three-dimensional modeled medical image image to fix or support the affected part of the target patient or pet and have an optimized structure for securing breathability and strength; and a 3D printing device connected to the manufacturer's computer to output the at least one recommended splint.

Description

의료용 부목 제조 장치 및 이의 제조 방법{Device for fabricating medical splint and method thereof}Device for fabricating medical splint and method thereof

본 발명은 의료 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 부목을 제조를 위한 장치 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a medical device, and more particularly, to a device for manufacturing a splint and a method for manufacturing the same.

일반적으로, 의료용 보조 기구인 의료용 부목은 신체 뼈에 금이 가거나 골절되는 경우 또는 관절(關節), 근육(筋肉) 그리고 근건(筋腱)같은 연부 조직이 손상되는 경우에, 골절 또는 금이 간 뼈를 접합하거나 손상된 연부 조직을 지지 및 고정시켜 주거나, 구부정하거나 비뚤어진 자세를 반듯하게 교정해주기 위한 목적으로 사용되고 있다. In general, a medical splint, which is a medical aid, is used when a body bone is cracked or fractured, or when soft tissues such as joints, muscles, and tendons are damaged. It is used for the purpose of joining or fixing damaged soft tissue, or correcting a bent or crooked posture.

상기 의료용 보조 기구는 금형을 통하여 사출하는 방식, 소재를 3축~5축 절삭 가공하여 제작하는 방식, 석고 캐스팅 및 압박 붕대를 활용하는 방식 등이 있다. 상기 금형을 통하여 사출하는 방식의 경우, 부목의 형상이 획일화되어 대량 생산되기 때문에, 환자의 신체 구조에 최적화된 부목을 적용하기 어렵다. 또한, 상기 절삭 가공하여 제작하는 방식의 경우, 최적화된 부목의 제작이 가능하지만, 재료 소모량이 많고 한 가지 소재만을 활용해야 하는 제약이 있으며, 비용이 많이 들고 대량 생산이 어렵고 제작 속도가 느리다. The medical auxiliary device includes a method of injection through a mold, a method of manufacturing a material by cutting 3 to 5 axes, a method of using plaster casting and a compression bandage, and the like. In the case of injection through the mold, since the shape of the splint is uniform and mass-produced, it is difficult to apply the splint optimized to the patient's body structure. In addition, in the case of the manufacturing method by cutting, it is possible to manufacture an optimized splint, but there is a limitation in that a large amount of material is consumed and only one material is used, and the cost is high, mass production is difficult, and the manufacturing speed is slow.

또한, 상기 석고 캐스팅 및 압박붕대를 활용하는 제품의 경우, 신체의 일정 부위를 고정하고 나머지 신체 부위에는 자유도를 부가함에 따라, 고정 파트를 몇 개로 분리하고, 스트랩으로 연결하여 단단히 체결함에 따라 사용이 복잡하고, 착용감 및 미관상에 있어 문제점이 있다. 또한, 상기 석고 캐스팅 또는 압박붕대를 사용하는 경우, 충분한 두께로 환부를 감싸서 부목을 환부에 고정해야 하므로 상당한 시간이 필요하며, 상기 석고 또는 붕대를 감싼 부분에 대해 통기가 이루어지지 않으므로 가려움증이나 피부 질환 같은 부작용이 우려된다. In addition, in the case of the product using the plaster casting and compression bandage, as a certain part of the body is fixed and the degree of freedom is added to the rest of the body, the fixed parts are separated into several parts, and the use is easy as they are connected with a strap and fastened firmly. It is complicated, and there is a problem in wearability and aesthetics. In addition, when using the plaster cast or compression bandage, a considerable amount of time is required because the splint must be fixed to the affected area by wrapping the affected area with sufficient thickness, and since ventilation is not made for the area covered with the plaster or the bandage, itching or skin disease The same side effects are of concern.

또한, 강아지 및 고양이 같은 애완용 동물에 대하여 골절 부위를 붕대 또는 석고로 감싸서 고정하려고 할 때 상기 애완동물이 사람에 비해 치료에 대하여 민감하게 반응하게 되므로, 상기 애완동물의 골절 부위를 정확하게 단단히 고정시키 것이 어려울 수 있다. 더하여, 종래의 방식들로 제작된 부목은 골절 부위 또는 연부 조직의 손상 부위뿐만 아니라, 그 환부 주변까지 지지 및 고정되어, 이로 인해, 상기 골절 부위 또는 상기 연부 조직의 손상 부위 주변의 정상적인 관절까지 압박 및 고정되어 시술 후 환자가 활동함에 있어서 환자 또는 애완동물의 불편함이 가중될 수 있다. In addition, when trying to fix the fracture site with a bandage or plaster for pet animals such as dogs and cats, the pet responds more sensitively to treatment than humans, so it is better to accurately and firmly fix the fracture site of the pet. It can be difficult. In addition, the splint manufactured by conventional methods is supported and fixed not only at the fracture site or the damaged area of the soft tissue, but also around the affected area, thereby compressing the fracture site or the normal joint around the damaged area of the soft tissue. And it is fixed so that the discomfort of the patient or pet can be aggravated when the patient is active after the procedure.

따라서, 환자 또는 애완동물의 체형 부위를 고려한 맞춤형 의료용 부목의 빠른 주문 제작이 가능하고, 의료용 부목 착용 시 환자의 불편함을 줄이며, 유연성과 강도가 확보되고, 통기성을 갖춘 의료용 부목을 제조하는 기술이 필요하다. Therefore, it is possible to quickly order a customized medical splint considering the body type of the patient or pet, reduce the patient's discomfort when wearing the medical splint, secure flexibility and strength, and the technology to manufacture a breathable medical splint. need.

따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 환자 또는 애완동물의 체형 부위를 고려한 맞춤형 의료용 부목의 빠른 주문 제작이 가능하고, 의료용 부목 착용 시 환자의 불편함을 줄이며, 유연성과 강도가 확보되고, 통기성을 갖춘 개선된 의료용 부목을 제조를 위한 장치를 제공하는데 있다. Therefore, the technical problem to be solved by the present invention is that it is possible to quickly order a customized medical splint in consideration of the body type of the patient or pet, reduce the discomfort of the patient when wearing the medical splint, and secure flexibility and strength, SUMMARY OF THE INVENTION To provide an apparatus for manufacturing an improved medical splint with breathability.

또한, 본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 전술한 이점을 갖는 의료용 부목의 제조 방법을 제공하는 데 있다.In addition, another technical problem to be solved by the present invention is to provide a method for manufacturing a medical splint having the above-described advantages.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 촬상부로부터 생성된 대상 환자 또는 애완 동물의 환부를 포함하는 의료용 영상 이미지를 획득하고, 상기 획득한 의료용 영상 이미지를 3차원 모델링하고, 상기 3차원 모델링된 의료용 영상 이미지를 이용하여, 상기 대상 환자의 환부를 고정 또는 지지하며 통기성 및 강도를 확보를 위한 최적화된 구조를 갖는 적어도 하나 이상의 추천 부목을 시뮬레이션 하는 제조사 컴퓨터; 및 상기 제조사 컴퓨터와 연결되어, 상기 적어도 하나의 추천 부목을 출력하는 3D 프린팅 장치를 포함하는 의료용 부목의 제조 장치가 제공될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, a medical imaging image including an affected part of a target patient or pet generated from an imaging unit is obtained, the obtained medical imaging image is 3D modeled, and the 3D modeled medical image is obtained. A manufacturer computer that uses the image to fix or support the affected part of the target patient and simulate at least one or more recommended splints having an optimized structure for securing breathability and strength; and a 3D printing device connected to the manufacturer's computer and outputting the at least one recommended splint may be provided.

일 실시예에서, 상기 제조사 컴퓨터는 상기 획득한 의료용 영상 이미지로부터 상기 대상 환자 또는 애완 동물의 환부를 전체 또는 부분을 감싸는 제 1 부목의 형태를 결정하고, 상기 제 1 부목의 형태를 고려하여, 상기 통기성 및 강도를 확보를 위한 최적화된 구조를 결정하고, 상기 통기성 및 강도를 확보를 위한 최적화된 구조를 상기 제 1 부목에 적용하여 제 2 부목을 결정할 수 있다. 상기 통기성 및 강도를 확보를 위한 최적화된 구조는 상기 통기성 확보를 위한 기공의 모양, 크기 및 패턴 그리고 부목의 내부면과 외부면의 서로 다른 강도를 갖는 2중 구조 중 적어도 하나 이상의 결합으로 결정될 수 있다. 상기 제조사 컴퓨터는 상기 제 1 부목 또는 상기 제 2 부목이 상기 3차원 모델링된 의료용 영상 이미지의 상기 대상 환자 또는 애완 동물의 환부에 착용되도록 3차원 모델링하고, 상기 제 1 부목 또는 상기 제 2 부목이 착용된 상기 3차원 모델링된 의료용 영상 이미지를 디스플레이 할 수 있다. 상기 제조사 컴퓨터는, 상기 적어도 하나 이상의 추천 부목에 대한 시뮬레이션 결과를 담당 의사 또는 의뢰자 컴퓨터에게 전달하고, 상기 적어도 하나 이상의 추천 부목에 대한 상기 담당 의사 또는 상기 의뢰자 컴퓨터의 제 1 피드백 정보를 반영하여, 상기 추천 부목의 형태 및 색상, 상기 통기성 확보를 위한 기공의 모양, 크기 및 패턴 중 적어도 하나 이상을 수정 또는 변경하고, 상기 수정 또는 변경된 추천 부목에 대한 정보를 상기 담당 의사 또는 상기 의뢰자 컴퓨터에게 전달할 수 있다. 상기 제조사 컴퓨터는 상기 대상 환자 또는 상기 대상 환자와 관련된 사람의 제 2 피드백 정보를 반영하여, 상기 추천 부목의 표면에 상기 제 2 피드백 정보를 프린팅할 수 있다. 상기 의료용 영상 이미지는 DICOM(Digital Imaging and Communications in Medicine) 파일 포맷의 이미지 파일일 수 있다. In one embodiment, the manufacturer computer determines the shape of the first splint covering the whole or part of the affected part of the target patient or pet from the acquired medical image image, and considering the shape of the first splint, the An optimized structure for securing breathability and strength may be determined, and the second splint may be determined by applying the optimized structure for securing the breathability and strength to the first splint. The optimized structure for securing the air permeability and strength may be determined by combining at least one or more of a double structure having different strengths of the shape, size and pattern of pores for securing the air permeability and the inner and outer surfaces of the splint. . The manufacturer computer three-dimensionally models the first splint or the second splint to be worn on the affected part of the target patient or pet of the three-dimensional modeled medical image image, and the first splint or the second splint is worn The three-dimensional modeled medical image image may be displayed. The manufacturer computer transmits the simulation results for the at least one or more recommendation splints to the doctor or client computer, and reflects the first feedback information of the doctor or the client computer for the at least one recommendation splint, At least one or more of the shape and color of the recommended splint, the shape, size, and pattern of pores for securing the air permeability may be corrected or changed, and information on the modified or changed recommended splint may be transmitted to the doctor in charge or the client computer. . The manufacturer computer may print the second feedback information on the surface of the recommendation splint by reflecting the second feedback information of the target patient or a person related to the target patient. The medical image image may be an image file in a DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine) file format.

일 실시예에서, 상기 제조사 컴퓨터는 블록 체인 구조에 기반하여 상기 의료용 영상 이미지를 획득할 수 있다. 상기 상기의료용 영상 이미지의 정보는 블록으로 생성 및 검증되어, 블록 체인에 연결될 수 있다.In an embodiment, the manufacturer computer may acquire the medical image image based on a block chain structure. The information of the medical image image may be generated and verified as a block and connected to a block chain.

상기 촬상부는 X-레이 장치, 컴퓨터 단층촬영(computed tomography: CT 또는 computerized axial tomography) 장치, MRI(magnetic resonance imaging) 장치, 광간섭 단층촬영(optical coherence tomography) 장치, 초음파 영상 장치 PET(positron emission tomography) 장치, 3D 스캐너 및 사진기 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. The imaging unit is an X-ray apparatus, a computed tomography (CT or computerized axial tomography) apparatus, a magnetic resonance imaging (MRI) apparatus, an optical coherence tomography apparatus, an ultrasound imaging apparatus positron emission tomography (PET). ) may include at least one of a device, a 3D scanner, and a camera.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 대상 환자 또는 애완 동물의 환부를 촬영하는 촬상부; 상기 촬상부와 연결되어, 상기 대상 환자 또는 애완 동물의 환부를 포함하는 의료용 영상 이미지를 전기적 신호로 변환하는 의뢰자 컴퓨터; 상기 의뢰자 컴퓨터로부터 상기 의료용 영상 이미지를 획득하고, 상기 획득한 의료용 영상 이미지를 3차원 모델링하고, 상기 3차원 모델링된 의료용 영상 이미지를 이용하여, 상기 대상 환자 또는 애완 동물의 환부를 고정 또는 지지하며 통기성 및 강도를 확보를 위한 최적화된 구조를 갖는 적어도 하나 이상의 추천 부목을 시뮬레이션 하는 제조사 컴퓨터; 및 상기 제조사 컴퓨터와 연결되어, 상기 적어도 하나의 추천 부목을 출력하는 3D 프린팅 장치를 포함하는 의료용 부목을 제조하기 위한 시스템이 제공될 수 있다. According to another embodiment of the present invention, an imaging unit for photographing the affected part of the target patient or pet; a client computer connected to the imaging unit to convert a medical image image including the affected part of the target patient or pet into an electrical signal; Obtaining the medical imaging image from the client computer, 3D modeling the obtained medical imaging image, and using the 3D modeled medical imaging image to fix or support the affected part of the target patient or pet and breathable and a manufacturer computer simulating at least one or more recommended splints having an optimized structure for securing strength. and a 3D printing device connected to the manufacturer's computer to output the at least one recommended splint. A system for manufacturing a medical splint may be provided.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 촬상부로부터 생성된 대상 환자 또는 애완 동물의 환부를 포함하는 의료용 영상 이미지를 획득하는 단계; 상기 획득한 의료용 영상 이미지를 3차원 모델링하는 단계; 상기 3차원 모델링된 의료용 영상 이미지를 이용하여, 상기 대상 환자 또는 애완 동물의 환부를 고정 또는 지지하며 통기성 및 강도를 확보를 위한 최적화된 구조를 갖는 적어도 하나 이상의 추천 부목을 시뮬레이션 하는 단계; 상기 적어도 하나의 추천 부목을 3D 프린팅 장치를 통해 출력하는 단계를 포함하는 의료용 부목의 제조 방법이 제공될 수 있다. According to another embodiment of the present invention, the method comprising: acquiring a medical image image including the affected part of the target patient or pet generated from the imaging unit; 3D modeling the obtained medical imaging image; simulating at least one recommended splint having an optimized structure for securing or supporting the affected part of the target patient or pet and securing breathability and strength by using the three-dimensional modeled medical image image; There may be provided a method of manufacturing a medical splint including outputting the at least one recommended splint through a 3D printing device.

일 실시예에서, 상기 적어도 하나 이상의 추천 부목을 시뮬레이션 하는 단계는, 상기 획득한 의료용 영상 이미지로부터 상기 대상 환자의 환부를 전체 또는 부분을 감싸는 제 1 부목의 형태를 결정하는 단계; 상기 제 1 부목의 형태를 고려하여, 상기 통기성 및 강도를 확보를 위한 최적화된 구조를 결정하는 단계; 및 상기 통기성 및 강도를 확보를 위한 최적화된 구조를 상기 제 1 부목에 적용하여 제 2 부목을 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 통기성 및 강도를 확보를 위한 최적화된 구조는 상기 통기성 확보를 위한 기공의 모양, 크기 및 패턴 그리고 부목의 내부면과 외부면의 서로 다른 강도를 갖는 2중 구조 중 적어도 하나 이상의 결합으로 결정될 수 있다. 상기 통기성 및 강도를 확보를 위한 최적화된 구조를 상기 제 1 부목에 적용하여 제 2 부목을 결정하는 단계는 경계조건 설정, 위상 최적화, 및 결과해석을 통해 수행될 수 있다. 상기 제 1 부목 또는 상기 제 2 부목이 상기 3차원 모델링된 의료용 영상 이미지의 상기 대상 환자의 환부에 착용되도록 3차원 모델링하는 단계; 및 상기 제 1 부목 또는 상기 제 2 부목이 착용된 상기 3차원 모델링된 의료용 영상 이미지를 디스플레이 하는 단계가 더 포함될 수 있다. 상기 적어도 하나의 추천 부목을 출력하는 단계 전에, 상기 적어도 하나 이상의 추천 부목에 대한 시뮬레이션 결과를 담당 의사 또는 의뢰자 컴퓨터에게 전달하는 단계; 상기 적어도 하나 이상의 추천 부목에 대한 상기 담당 의사 또는 상기 의뢰자 컴퓨터의 제 1 피드백 정보를 반영하여, 상기 추천 부목의 형태 및 색상, 상기 통기성 확보를 위한 기공의 모양, 크기 및 패턴 중 적어도 하나 이상을 수정 또는 변경하는 단계; 및 상기 수정 또는 변경된 추천 부목에 대한 정보를 상기 담당 의사 또는 상기 의뢰자 컴퓨터에게 전달하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 대상 환자 또는 상기 대상 환자와 관련된 사람의 제 2 피드백 정보를 반영하여, 상기 추천 부목의 표면에 상기 제 2 피드백 정보를 프린팅하는 단계가 더 포함될 수 있다. 상기 의료용 영상 이미지는 DICOM(Digital Imaging and Communications in Medicine) 파일 포맷의 이미지 파일일 수 있다.In one embodiment, the simulating the at least one or more recommended splints may include: determining a shape of a first splint that covers the whole or part of the affected part of the target patient from the acquired medical image image; determining an optimized structure for securing the breathability and strength in consideration of the shape of the first splint; and determining a second splint by applying an optimized structure for securing the breathability and strength to the first splint. The optimized structure for securing the air permeability and strength may be determined by combining at least one or more of a double structure having different strengths of the shape, size and pattern of pores for securing the air permeability and the inner and outer surfaces of the splint. . The determining of the second splint by applying the optimized structure for securing the breathability and strength to the first splint may be performed through boundary condition setting, phase optimization, and result analysis. 3D modeling so that the first splint or the second splint is worn on the affected part of the target patient of the 3D modeled medical image image; and displaying the 3D modeled medical image image in which the first splint or the second splint is worn. before outputting the at least one recommendation splint, transmitting a simulation result for the at least one recommendation splint to a doctor in charge or a client computer; At least one of the shape and color of the recommended splint and the shape, size, and pattern of pores for securing the breathability is modified by reflecting the first feedback information of the doctor in charge or the client computer for the at least one or more recommended splints or changing; and transmitting information on the modified or changed recommendation splint to the doctor in charge or the client computer. The method may further include printing the second feedback information on the surface of the recommendation splint by reflecting second feedback information of the target patient or a person related to the target patient. The medical image image may be an image file in a DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine) file format.

일 실시예에서, 상기 의료용 영상 이미지를 획득하는 단계는, 블록 체인 구조에 기반하여 수행되는 단계를 포함할 수 있다. 상기 블록 체인 구조에 기반하여 수행되는 단계는, 상기 의료용 영상 이미지가 의뢰자 컴퓨터에 의해 제조사 컴퓨터에 전송되는 단계; 상기 의료용 영상 이미지의 전송에 대하여 검증하는 단계; 상기 의료용 영상 이미지를 포함하는 블록을 생성하는 단계; 상기 생성된 블록에 대하여 검증하는 단계; 상기 검증된 블록을 블록체인에 연결하는 단계를 포함할 수 있다. In an embodiment, acquiring the medical imaging image may include performing based on a block chain structure. The step performed based on the block chain structure may include: transmitting the medical image image to a manufacturer computer by a client computer; verifying the transmission of the medical imaging image; generating a block including the medical image image; verifying the generated block; It may include linking the verified block to a blockchain.

상기 촬상부는 X-레이 장치, 컴퓨터 단층촬영(computed tomography: CT 또는 computerized axial tomography) 장치, MRI(magnetic resonance imaging) 장치, 광간섭 단층촬영(optical coherence tomography) 장치, 초음파 영상 장치 PET(positron emission tomography) 장치, 3D 스캐너 및 사진기 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. The imaging unit is an X-ray apparatus, a computed tomography (CT or computerized axial tomography) apparatus, a magnetic resonance imaging (MRI) apparatus, an optical coherence tomography apparatus, an ultrasound imaging apparatus positron emission tomography (PET). ) may include at least one of a device, a 3D scanner, and a camera.

본 발명의 실시예에 따르면, 촬상부로부터 생성된 대상 환자의 환부를 포함하는 복수의 의료용 영상 이미지들을 이용하여 3차원 모델링하고, 상기 3차원 모델링된 의료용 영상 이미지를 이용하여, 상기 대상 환자의 환부를 고정 또는 지지하며 통기성 및 강도를 확보를 위한 최적화된 구조를 갖는 적어도 하나 이상의 추천 부목을 시뮬레이션 하여 그 결과를 이용하여 상기 적어도 하나의 추천 부목을 3D 프린팅 장치를 통해 제조함으로써, 환자 또는 애완동물의 체형을 고려한 맞춤형 의료용 부목의 빠른 주문 제작이 가능하고, 의료용 부목 착용 시 환자의 불편함을 줄이며, 유연성과 강도가 확보되고, 통기성을 갖춘 의료용 부목을 제작하는 장치를 제공할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, three-dimensional modeling is performed using a plurality of medical image images including the affected part of the target patient generated by the imaging unit, and the affected part of the target patient is performed using the three-dimensional modeled medical image image. By simulating at least one or more recommended splints having an optimized structure for securing or supporting the ventilation and strength, and manufacturing the at least one recommended splint through a 3D printing device using the results, the patient's or pet's It is possible to quickly order a customized medical splint considering the body type, and it is possible to provide a device for manufacturing a medical splint with reduced discomfort to the patient when wearing the medical splint, securing flexibility and strength, and having ventilation.

또한, 의료진의 고도의 경험이 없더라도 정확하고 신속하게 의료용 부목을 제조할 수 있으며, 사용자의 피드백을 반영하여 사용자가 원하는 디자인의 의료용 부목의 제작이 가능하다. In addition, it is possible to accurately and quickly manufacture a medical splint even if the medical staff does not have a high level of experience, and it is possible to manufacture a medical splint of a design desired by the user by reflecting the user's feedback.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 전술한 이점을 갖는 의료용 부목의 제조 방법이 제공될 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, a method for manufacturing a medical splint having the above-described advantages may be provided.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 의료용 부목 제조 시스템을 나타내는 것이다.
도 2a 내지 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 의료용 부목 제조를 위한 블록체인 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 의료용 부목의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 일 실시예에 따른 의료용 부목의 제조 방법을 설명하기 이미지 도면이다.
도 5a 내지 도 5d는 통기성 및 강도를 확보를 위한 최적화된 구조를 설계하기 위한 도면이다.
1 shows a medical splint manufacturing system according to an embodiment of the present invention.
2A to 2B are diagrams for explaining a block chain structure for manufacturing a medical splint according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a medical splint according to an embodiment of the present invention.
4A to 4D are image diagrams illustrating a method of manufacturing a medical splint according to an embodiment of the present invention.
5A to 5D are diagrams for designing an optimized structure for securing breathability and strength.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.Examples of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those of ordinary skill in the art, and the following examples may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is as follows It is not limited to an Example. Rather, these examples are provided so that this disclosure will be more thorough and complete, and will fully convey the spirit of the invention to those skilled in the art.

또한, 이하의 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.In addition, in the following drawings, the thickness or size of each layer is exaggerated for convenience and clarity of description, and the same reference numerals in the drawings refer to the same elements. As used herein, the term “and/or” includes any one and any combination of one or more of those listed items.

본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및 /또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.The terminology used herein is used to describe specific embodiments, not to limit the present invention. As used herein, the singular forms may include the plural forms unless the context clearly dictates otherwise. Also, as used herein, “comprise” and/or “comprising” refers to the presence of the recited shapes, numbers, steps, actions, members, elements, and/or groups of those specified. and does not exclude the presence or addition of one or more other shapes, numbers, movements, members, elements and/or groups.

본 명세서에서 제 1, 제 2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안 됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제 1 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제 2 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다. Although the terms first, second, etc. are used herein to describe various members, parts, regions, layers and/or parts, these members, parts, regions, layers and/or parts are limited by these terms so that they It is self-evident that These terms are used only to distinguish one member, component, region, layer or portion from another region, layer or portion. Accordingly, a first member, component, region, layer or portion discussed below may refer to a second member, component, region, layer or portion without departing from the teachings of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 의료용 부목 제조 시스템(10)을 나타내는 도면이다. 1 is a view showing a medical splint manufacturing system 10 according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 의료용 부목 제조 시스템(10)은 네트워크(100)와 유·무선 통신 연결(251)되는 제조자 컴퓨터(200), 제조자 컴퓨터(200)와 유·무선 연결되는 3D 프린팅 장치(210), 네트워크(100)와 유·무선 통신 연결(351)되며 네트워크(100)를 통해 제조자 컴퓨터(200)와 통신 가능한 의뢰자 컴퓨터(300) 및 의뢰자 컴퓨터(300)와 유·무선 연결되는 촬상부(310)를 포함할 수 있다. 촬상부(310) 및 의뢰자 컴퓨터(300)는 병원 내 수술실 또는 진단실에 설치될 수 있고, 제조자 컴퓨터(200) 및 3D 프린팅 장치(210)는 수술실 또는 진단실과는 구별되는 별개의 장소에 배치될 수 있다. 바람직하게, 제조자 컴퓨터(200) 및 3D 프린팅 장치(210)는 병원으로부터 의뢰받아 환자 맞춤형 의료용 부목 전문 제작 회사에 설치 및 운용될 수 있다. 각 구성 요소들은 필요한 경우 도 1에 도시된 바와 같이 네트워크(100)를 통해서 서로 원격지간 접속을 허용할 수 있다. 이를 위하여, 제조자 컴퓨터(200) 및 의뢰자 컴퓨터(300)는 네트워크(130)에 접속하기 위한 통신 인터페이스(미도시)를 포함할 수도 있다. Referring to FIG. 1 , a medical splint manufacturing system 10 according to the present invention is 3D connected to a network 100 and a wired/wireless communication connection 251 with a manufacturer computer 200 , and a manufacturer computer 200 with a wired/wireless connection. The printing device 210, the network 100 and the wired/wireless communication connection 351, and the client computer 300 capable of communicating with the manufacturer computer 200 through the network 100, and the client computer 300 and wired/wireless connection It may include an imaging unit 310 that becomes The imaging unit 310 and the client computer 300 may be installed in an operating room or a diagnosis room in a hospital, and the manufacturer computer 200 and the 3D printing device 210 may be disposed in a separate place from the operating room or the diagnosis room. have. Preferably, the manufacturer's computer 200 and the 3D printing device 210 may be installed and operated by a patient-customized medical splint manufacturing company upon request from a hospital. If necessary, each component may allow remote access to each other through the network 100 as shown in FIG. 1 . To this end, the manufacturer computer 200 and the client computer 300 may include a communication interface (not shown) for connecting to the network 130 .

일 실시예에서, 복수의 병원들 내에 복수의 의뢰자 컴퓨터(300)들 및 복수의 촬상부(310)들이 네트워크(100)에 유·무선 통신 연결될 수 있으며, 복수의 병원들과 적어도 하나의 의료용 부목 전문 제작 회사 사이에 다대일 관계가 성립될 수 있다. 복수의 의뢰자 컴퓨터(300)들과 하나의 제조자 컴퓨터(200)는 유·무선 통신망을 포함하는 네트워크(100)를 통해 상호간 통신 가능하게 연결될 수 있다. In an embodiment, a plurality of client computers 300 and a plurality of imaging units 310 in a plurality of hospitals may be connected to the network 100 by wired/wireless communication, and a plurality of hospitals and at least one medical splint A many-to-one relationship can be established between professional production companies. A plurality of client computers 300 and one manufacturer computer 200 may be communicatively connected to each other through the network 100 including a wired/wireless communication network.

제조자 컴퓨터(200) 또는 의뢰자 컴퓨터(300)는 응용 소프트웨어 및 자료의 저장을 위한 영구 저장 장치(미도시함) 또는 임시 저장 장치(미도시함), 상기 영구 저장 장치 또는 임시 저장 장치에 저장된 적어도 하나 이상의 데이터 베이스들, 및 이들을 제어하기 위한 적어도 하나의 프로세서(미도시함)를 포함할 수 있다. 제조자 컴퓨터(200) 또는 의뢰자 컴퓨터(300)는 마우스, 키보드 또는 터치 패널과 같은 입력부, 및 모니터, 프로젝션 디스플레이 및 헤드업 디스플레이와 같은 출력부를 포함하는 사용자 인터페이스를 갖는다. 상기 사용자 인터페이스는 후술하는 시뮬레이션의 현실감과 정보 전달 효율의 향상을 위해 증강 현실을 구현할 수도 있다. The manufacturer computer 200 or the client computer 300 is a permanent storage device (not shown) or a temporary storage device (not shown) for storage of application software and data, at least one stored in the permanent storage device or the temporary storage device It may include the above databases, and at least one processor (not shown) for controlling them. The manufacturer computer 200 or the customer computer 300 has a user interface that includes an input unit such as a mouse, keyboard, or touch panel, and an output unit such as a monitor, projection display, and head-up display. The user interface may implement augmented reality to improve realism and information transfer efficiency of a simulation to be described later.

제조자 컴퓨터(200) 또는 의뢰자 컴퓨터(300), 데이터 베이스들(미도시함)의 전술한 구성 요소들은 단일 컴퓨터에 구현되는 것에 한정되지 않고, 분산화 또는 클라우드 방식으로 구현될 수 있다. 일 실시예에서, 제조자 컴퓨터(200) 또는 의뢰자 컴퓨터(300)의 주요 데이터 및 실행 프로그램은 서버 컴퓨터(미도시함)에 설치되고, 제조자 컴퓨터(200) 또는 의뢰자 컴퓨터(300)는 이를 다운로드하여 사용할 수도 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. The above-described components of the manufacturer computer 200 or the client computer 300 and databases (not shown) are not limited to being implemented in a single computer, and may be implemented in a distributed or cloud manner. In one embodiment, the main data and execution program of the manufacturer computer 200 or the supplicant computer 300 is installed on a server computer (not shown), and the maker computer 200 or the supplicant computer 300 downloads and uses it. may be However, the present invention is not limited thereto.

병원 내에 마련되는 촬상부(310)는 의료용 부목에 의해 고정 및 지지될 환자 또는 애완동물의 환부를 촬영하여 의료용 영상 이미지를 생성하고, 이를 전기적 신호로 변환하여 의뢰자 컴퓨터(300)에 전송할 수 있다. 상기 환부는 비제한적 예로서 손가락, 손, 팔뚝, 상박부, 쇄골부, 하퇴부 및 대퇴부 중 어느 하나일 수 있다. 촬상부(310)는 비제한적 예로서, X-레이 장치, CT(computed tomography) 장치, MRI(magnetic resonance imaging) 장치 및 PET(positron emission tomography) 장치, 3D 스캐너 및 사진기 중 적어도 어느 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 촬상부(310)는 상기 환자의 환부의 단면을 촬영하는 장비로서, 상기 의료용 영상 이미지인 일정한 간격으로 다수의 단면 영상들을 생성할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 의료용 영상 이미지는 DICOM(Digital Imaging and Communications in Medicine) 파일 포맷의 이미지 파일일 수 있다. The imaging unit 310 provided in the hospital generates a medical image image by photographing an affected part of a patient or pet to be fixed and supported by a medical splint, and converts it into an electrical signal and transmits it to the client computer 300 . The affected part may be any one of a finger, a hand, a forearm, an upper arm, a clavicle, a lower leg, and a thigh as a non-limiting example. The imaging unit 310 may be, as a non-limiting example, at least any one of an X-ray apparatus, a computed tomography (CT) apparatus, a magnetic resonance imaging (MRI) apparatus, a positron emission tomography (PET) apparatus, a 3D scanner, and a camera. may include. The imaging unit 310 is a device for photographing a cross-section of the affected part of the patient, and may generate a plurality of cross-sectional images at regular intervals that are the medical image images. In an embodiment, the medical image image may be an image file in a Digital Imaging and Communications in Medicine (DICOM) file format.

의뢰자 컴퓨터(300)는 촬상부(310)로부터 촬영된 다수의 단면 영상들을 3차원으로 렌더링을 할 수 있으며, 상기 환자 또는 애완동물의 환부를 고정 또는 지지할 부목의 제조를 의뢰하기 위해서, 상기 3차원으로 렌더링된 이미지 또는 상기 의료용 영상 이미지를 네트워크(100)를 통해 다양한 방식으로 제조자 컴퓨터(200)로 전송할 수 있다. 구체적으로, 상기 의료용 영상 이미지 또는 상기 3차원으로 렌더링된 이미지는 이메일, VPN(Virtual Private Network), 메신저(예: 카카오톡, 라인, 왓츠앱)을 통해 의뢰자에게 전달될 수 있다. 다른 예로서, 상기 의료용 영상 이미지 또는 상기 3차원으로 렌더링된 이미지는 해당 의료용 부목 제조 회사의 홈페이지 게시판에 업로드될 수 있다. 또는, 별도의 상기 의료용 영상 이미지 또는 상기 3차원으로 렌더링된 이미지가 저장된 이동식 메모리를 통해 의료용 부목 제조사에 전달될 수도 있다. 바람직하게, 환자 개인정보가 유출되지 않도록, 상기 의료용 영상 이미지는 암호화되어 전달이 되어야 하며, 암호화된 의료용 영상 이미지는 권한을 가진 사람 또는 컴퓨터만이 접근하여 해독할 수 있다. The client computer 300 may render a plurality of cross-sectional images taken from the imaging unit 310 in three dimensions, and in order to request the manufacture of a splint to fix or support the affected part of the patient or pet, the 3 The dimensionally rendered image or the medical imaging image may be transmitted to the manufacturer computer 200 through the network 100 in various ways. Specifically, the medical image image or the three-dimensionally rendered image may be delivered to the client through e-mail, a virtual private network (VPN), or a messenger (eg, KakaoTalk, Line, WhatsApp). As another example, the medical image image or the three-dimensionally rendered image may be uploaded to a bulletin board of a website of a corresponding medical splint manufacturing company. Alternatively, the separate medical image image or the three-dimensionally rendered image may be transmitted to a medical splint manufacturer through a stored removable memory. Preferably, in order not to leak patient personal information, the medical image image should be encrypted and transmitted, and the encrypted medical image image can only be accessed and decrypted by a person or computer with authority.

구현에 있어서, 의뢰자 컴퓨터(300)는 후술할 통기성 및 강도를 확보를 위한 최적화된 구조를 갖는 부목을 결정하는 과정까지 수행한 후, 3D 프린팅 장치(210)가 출력할 수 있는 표준 형식의 파일 예컨대, STL(STereoLithography)로 변환하여 제조사 컴퓨터(200)로 전달할 수 있다. 이 경우 단순히 제조사 컴퓨터(200)는 별도의 3D 모델링이나 위상 최적화 해석 과정없이, 의뢰자 컴퓨터(300)로부터 전달받은 표준 형식의 파일을 3D 프린팅 장치(210)로 출력하여 의료용 부목을 바로 프린팅할 수도 있다.In the implementation, the client computer 300 performs a process of determining a splint having an optimized structure for securing breathability and strength to be described later, and then a standard format file that can be output by the 3D printing device 210, e.g. , it can be converted into STL (StereoLithography) and transmitted to the manufacturer's computer 200 . In this case, the manufacturer computer 200 simply outputs the standard format file received from the client computer 300 to the 3D printing device 210 without a separate 3D modeling or phase optimization analysis process to directly print the medical splint. .

제조자 컴퓨터(200)는 기 인스톨된 3D Rendering S/W를 이용하여 촬상부로부터 생성된 대상 환자 또는 애완동물의 환부를 포함하는 의료용 영상 이미지를 획득하고, 상기 획득한 의료용 영상 이미지를 3차원 모델링하고, 상기 3차원 모델링된 의료용 영상 이미지를 이용하여, 상기 대상 또는 애완동물의 환부를 고정 또는 지지하며 통기성 및 강도를 확보를 위한 최적화된 구조를 갖는 적어도 하나 이상의 추천 부목을 시뮬레이션 할 수 있다. 상기 의료용 영상 이미지는 DICOM(Digital Imaging and Communications in Medicine) 파일 포맷의 이미지 파일일 수 있다. The manufacturer computer 200 obtains a medical image image including the affected part of the target patient or pet generated from the imaging unit by using the 3D Rendering S/W that is already installed, and three-dimensionally models the obtained medical image image. , by using the three-dimensional modeled medical image image, it is possible to simulate at least one or more recommended splints having an optimized structure for fixing or supporting the affected part of the subject or pet and securing breathability and strength. The medical image image may be an image file in a DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine) file format.

일 실시예에서, 상기 의료용 영상 이미지의 3차원 모델링은 복수의 단면 영상들을 차곡차곡 쌓아 올려 3차원 영상 이미지를 표현함으로써 수행될 수 있다. 상기 3차원 영상 이미지는 영상 처리를 통하여 입체적인 영상으로 나타날 수 있다. 여기서, 3차원 영상 이미지의 데이터 크기를 줄이기 위해서, 영상분할(segmentation) 알고리즘이 이용될 수 있다. 상기 영상분할 알고리즘은 장기의 경계 또는 관심영역(region of interest: ROI)을 정확하게 추출하고 이를 나머지 데이터군에서 분리하는 것이다. 해부학적 분할은 이진화(thresholding) 기반 또는 모델 기반(model based)이 많이 사용되고 있다. 상기 이진화 기반 분할은 DICOM 데이터 전체를 통해 구조를 분리하거나 제거하기 위한 화소 밝기 및 패턴을 사용한다. 상기 모델 기반 분할은 기 구축된 해부학적 구조 모양의 데이터베이스를 사용하여, 프린팅하고자하는 영상에서 유사한 패턴을 찾아 분할하는 방식으로서, AI를 이용하여 학습된 정보를 이용한 영역 분할 방식으로 진화하고 있다. 상기 3차원 영상 이미지는 후술하는 3D 프린팅 장치(210)에서 디코딩 가능한 임의의 디지털 포맷으로 저장되거나, 비제한적 예로서 카티아(CatiaTM), 솔리드웍스 (Solidworks), 미믹스 (MIMICS), 프카디아로이 오토캐드(AutocadTM), 또는 3D 맥스(3D MAX¬TM)와 같은 상용 소프트웨어에서 지원 가능한 3 차원 이미지 정보의 디지털 포맷으로 데이터 베이스에 저장될 수 있다. In an embodiment, the three-dimensional modeling of the medical image image may be performed by stacking a plurality of cross-sectional images one by one to express the three-dimensional image image. The three-dimensional image image may be displayed as a three-dimensional image through image processing. Here, in order to reduce the data size of the 3D video image, an image segmentation algorithm may be used. The image segmentation algorithm accurately extracts an organ boundary or region of interest (ROI) and separates it from the remaining data group. For the anatomical segmentation, thresholding-based or model-based is widely used. The binarization-based segmentation uses pixel brightness and patterns to separate or remove structures throughout the DICOM data. The model-based segmentation is a method of finding and segmenting similar patterns in an image to be printed by using a database of anatomical structure shapes that have been established, and is evolving into a region segmentation method using information learned using AI. The 3D video image is stored in any digital format that can be decoded by the 3D printing device 210 to be described later, or as a non-limiting example, Catia™, Solidworks, MIMICS, Fkadia Roy Auto It can be stored in a database in a digital format of 3D image information supported by commercial software such as AutoCAD™ or 3D MAX¬™.

일 실시예에서, 제조자 컴퓨터(200)는 상기 대상 환자의 환부를 고정 또는 지지하며 통기성 및 강도를 확보를 위한 최적화된 구조를 갖는 적어도 하나 이상의 추천 부목을 시뮬레이션 하기 위해서, 상기 획득한 의료용 영상 이미지로부터 상기 대상 환자의 환부를 전체 또는 부분을 감싸는 제 1 부목의 형태를 결정하고, 상기 제 1 부목의 형태를 고려하여, 상기 통기성 및 강도를 확보를 위한 최적화된 구조를 결정하고, 상기 통기성 및 강도를 확보를 위한 최적화된 구조를 상기 제 1 부목에 적용하여 제 2 부목을 결정할 수 있다. 본 발명에서 상기 대상 환자의 환부를 전체를 감싸는 것은 통깁스를 지칭하며, 상기 대상 환자의 환부를 부분을 감싸는 것은 반깁스로 지칭한다. 상기 제 1 부목은 상기 통기성 및 강도를 확보를 위한 최적화된 구조를 포함하지 않은 부목이며, 상기 2 부목은 상기 통기성 및 강도를 확보를 위한 최적화된 구조를 포함하는 부목일 수 있다. In one embodiment, the manufacturer computer 200 fixes or supports the affected part of the target patient and simulates at least one recommended splint having an optimized structure for securing breathability and strength, from the acquired medical image image. Determining the shape of the first splint covering the whole or part of the affected part of the target patient, determining the optimized structure for securing the breathability and strength, considering the shape of the first splint, and increasing the breathability and strength A second splint may be determined by applying an optimized structure for securing to the first splint. In the present invention, covering the entire affected part of the target patient is referred to as a cast, and wrapping the affected part of the target patient is referred to as a half cast. The first splint may be a splint that does not include an optimized structure for securing the breathability and strength, and the second splint may be a splint including an optimized structure for securing the breathability and strength.

일 실시예에서, 상기 통기성 및 강도를 확보를 위한 최적화된 구조는 상기 통기성 확보를 위한 기공의 모양, 크기 및 패턴 그리고 부목의 내부면과 외부면의 서로 다른 강도를 갖는 2중 구조 중 적어도 하나 이상의 결합으로 결정될 수 있다. 후술할 3D 프린팅 장치(210)를 통해 제조된 의료용 부목의 환부에 접촉하여 내부면은 환자 또는 애완동물이 불편함을 느끼지 않도록 강도보다는 부드러운 재질을 사용하여 착용감을 향상시키고, 부목의 외부면은 강도를 향상시키는 재질을 사용하여, 부목의 내부면과 외부면이 서로 다른 재질의 2중 구조를 가질 수 있다. In one embodiment, the optimized structure for ensuring the breathability and strength is at least one or more of a double structure having different strengths of the shape, size and pattern of pores for securing the breathability, and the inner surface and the outer surface of the splint It can be determined by binding. In contact with the affected part of the medical splint manufactured through the 3D printing device 210 to be described later, the inner surface uses a soft material rather than strength so that the patient or pet does not feel discomfort, and the wearability is improved, and the outer surface of the splint is strong By using a material that enhances the splint, the inner surface and the outer surface of the splint may have a double structure of different materials.

더하여, 제조자 컴퓨터(200)는 상기 제 1 부목 또는 상기 제 2 부목이 상기 3차원 모델링된 의료용 영상 이미지의 상기 대상 환자의 환부에 착용되도록 3차원 모델링하고, 상기 제 1 부목 또는 상기 제 2 부목이 착용된 상기 3차원 모델링된 의료용 영상 이미지를 디스플레이 할 수 있다. In addition, the manufacturer computer 200 performs three-dimensional modeling so that the first splint or the second splint is worn on the affected part of the target patient of the three-dimensional modeled medical image image, and the first splint or the second splint The worn 3D modeled medical image image may be displayed.

또한, 제조자 컴퓨터(200)는 상기 환부의 3 차원 영상 이미지와 상기 부목의 3 차원 영상 이미지로 구현된 그래픽 객체의 3 차원적 이동, 회전, 대칭, 자르기, 부분 생성, 확대/축소와 같은 편집 도구, 그래픽 객체들 사이의 비교 도구, 또는 치수 측정 도구와 같은 전용 프로그램 또는 소프트웨어 모듈을 더 포함할 수 있다. In addition, the manufacturer computer 200 is a three-dimensional image of the affected part and the three-dimensional image of the splint 3D movement, rotation, symmetry, cutting, part creation, editing tools such as enlargement / reduction of the graphic object implemented as a 3D image image , a comparison tool between graphic objects, or a dedicated program or software module such as a dimension measurement tool.

일 실시예에서, 제조자 컴퓨터(200)는 상기 적어도 하나 이상의 추천 부목에 대한 시뮬레이션 결과를 담당 의사 또는 의뢰자 컴퓨터에게 전달하고, 상기 적어도 하나 이상의 추천 부목에 대한 상기 담당 의사 또는 상기 의뢰자 컴퓨터의 제 1 피드백 정보를 반영하여, 상기 추천 부목의 형태 및 색상, 상기 통기성 확보를 위한 기공의 모양, 크기 및 패턴 중 적어도 하나 이상을 수정 또는 변경하고, 상기 수정 또는 변경된 추천 부목에 대한 정보를 상기 담당 의사 또는 상기 의뢰자 컴퓨터에게 전달할 수 있다. In one embodiment, the manufacturer computer 200 transmits the simulation result for the at least one or more recommendation splints to the treating doctor or the client computer, and a first feedback of the treating doctor or the client computer for the at least one or more recommendation splints. By reflecting the information, modify or change at least one or more of the shape and color of the recommended splint, the shape, size, and pattern of pores for ensuring air permeability, and transmit information on the modified or changed recommended splint to the doctor or the It can be transmitted to the client computer.

상기 적어도 하나 이상의 추천 부목에 대한 시뮬레이션 결과는 후술할 도 4와 같이 3D 모델링된 환자의 환부 상에 가상의 부목이 착용된 입체 영상 이미지이거나, 3D 프린팅 장치(210)를 통해 제조된 부목 샘플일 수 있다. 또한, 상기 제 1 피드백 정보는 가상의 부목의 길이 또는 폭의 변경 요청, 상기 가상 부목의 형태 및 색상, 상기 통기성 확보를 위한 기공의 모양, 크기 및 패턴의 변경 요청일 수 있다. The simulation result for the at least one or more recommended splints may be a stereoscopic image image in which a virtual splint is worn on the 3D modeled patient's affected part as shown in FIG. 4 to be described later, or a splint sample manufactured through the 3D printing device 210. have. In addition, the first feedback information may be a request to change the length or width of the virtual splint, the shape and color of the virtual splint, and a request to change the shape, size, and pattern of pores for securing the breathability.

더하여, 상기 제조사 컴퓨터는 상기 대상 환자 또는 상기 대상 환자와 관련된 사람의 제 2 피드백 정보를 반영하여, 3D 프린팅 장치(210)를 통해 상기 추천 부목의 표면에 상기 제 2 피드백 정보를 프린팅 하도록 제어할 수 있다. 상기 대상 환자와 관련된 사람은 상기 환자의 부모, 지인, 친척 또는 친구일 수 있다. 상기 제 2 피드백 정보는 상기 추천 부목의 표면에 프린팅할 디자인 무늬, 이미지 또는 빠른 쾌유를 바라는 응원 메시지나 환자가 좋아하는 문구일 수 있다. In addition, the manufacturer computer reflects the second feedback information of the target patient or a person related to the target patient, and can control to print the second feedback information on the surface of the recommended splint through the 3D printing device 210 have. The person related to the subject patient may be a parent, acquaintance, relative, or friend of the patient. The second feedback information may be a design pattern or image to be printed on the surface of the recommended splint, a message of support for a quick recovery, or a phrase a patient likes.

일 실시예에서, 3D 프린팅 장치(210)는 제조자 컴퓨터(200)로부터 변환된 표준 데이터를 수신하여, 적어도 하나 이상의 추천 부목을 프린팅할 수 있다. 3D 프린팅 장치(210)는 모델링된 3D 영상 이미지를 가지고 바로 출력을 할 수 없기 때문에, 제조자 컴퓨터(200)는 3D 프린팅 장치(210)가 출력할 수 있게 표준 형식의 파일 예컨대, STL(STereoLithography)로 변환할 수 있다. In one embodiment, the 3D printing apparatus 210 may receive the converted standard data from the manufacturer computer 200, and print at least one or more recommended splints. Since the 3D printing device 210 cannot directly output the modeled 3D image image, the manufacturer computer 200 uses a standard format file, for example, STL (STereoLithography) so that the 3D printing device 210 can output it. can be converted

구현에 있어서, 제조자 컴퓨터(200)는 블록 체인 구조에 기반하여 상기 의료용 영상 이미지를 획득할 수 있다. 상기 의료용 영상 이미지의 정보는 블록으로 생성 및 검증되어, 블록 체인에 연결될 수 있다. 예컨대, 도 2a를 참조하면, 복수의 영상 이미지들은 각각의 데이터블록(DB1,DB2, DB3,… n-1)들을 통해 저장 및 전달될 수 있다. 데이터블록(C1)들은 블록체인 구조로 링크되어 있는 것이며, 새로운 의료용 영상 이미지의 생성 및 저장을 위한 트랜잭션이 발생하게 되면, 공지된 블록체인 알고리즘에 기반하여, 새로운 의료용 영상 이미지는 새로운 데이터블록(DBn)(C2)에 저장되며, 새로운 데이터블록(DBn)(C2)은 데이터블록(DBn-1) 다음에 체인으로 연결될 수 있다. 블록체인으로 연결된 데이터블록들은 네트워크(100)에 연결된 허가된 복수의 노드들(미도시함)에 의해 분산 저장될 수 있다. 일 실예에서, 허가된 노드들은 복수의 병원들 내에 설치된 컴퓨터들일 수 있다. In an implementation, the manufacturer computer 200 may acquire the medical image image based on a block chain structure. The information of the medical image image may be generated and verified as a block and connected to a block chain. For example, referring to FIG. 2A , a plurality of video images may be stored and transmitted through respective data blocks DB1, DB2, DB3, ... n-1. The data blocks (C1) are linked in a block chain structure, and when a transaction for creating and storing a new medical image image occurs, based on a known blockchain algorithm, the new medical image image is converted into a new data block (DBn). ) (C2), and a new data block (DBn) (C2) can be chained after the data block (DBn-1). The data blocks connected by the block chain may be distributed and stored by a plurality of permitted nodes (not shown) connected to the network 100 . In one embodiment, the authorized nodes may be computers installed within a plurality of hospitals.

다른 실시예에서, 도 2a를 참조하면, 새로운 의료용 영상 이미지는 새로운 데이터블록을 생성하지 않고, 종래의 데이터블록(DB21,DB2, DB3,… DB n-1)들 중 어느 하나의 데이터블록 내에 추가 또는 삽입될 수 있다. 예컨대, 새로운 의료용 영상 이미지는 종래의 데이터블록(DB2)의 삽입되거나 추가되어 종래의 데이터블록(DB2)의 이전 의료용 영상 이미지들과 함께 저장 또는 보관될 수 있다. In another embodiment, referring to FIG. 2A , a new medical image image is added to any one data block among the conventional data blocks (DB21, DB2, DB3, ... DB n-1) without generating a new data block. or may be inserted. For example, the new medical image image may be inserted or added to the conventional data block DB2 and stored or stored together with the previous medical image images of the conventional data block DB2.

따라서, 하나의 데이터블록 내에는 복수의 의료용 영상 이미지 데이터를 포함할 수 있다. 하나의 데이터블록 내에 하나의 개인 환자의 복수의 의료용 영상 이미지 데이터를 저장하거나 하나의 데이터블록 내에 복수의 환자들의 의료용 영상 이미지 데이터를 저장할 수 있다. 상기 의료용 영상 이미지를 암호화하여 블록체인에 저장 및 공유 방식을 적용함으로써, 병원 네트워크 또는 제조사의 네트워크에 대한 해킹 위험으로부터 의료용 영상 이미지를 보호할 수 있다. 구현에 있어서, 제조자 컴퓨터(200)는 상기 의료용 영상 이미지뿐만 아니라 후술한 도 4c 및 도 4d의 영상 이미지도 블록 체인 구조에 기반하여 저장 및 보관할 수 있다. Accordingly, a plurality of medical image image data may be included in one data block. A plurality of medical image image data of one individual patient may be stored in one data block or medical image image data of a plurality of patients may be stored in one data block. By encrypting the medical image image and applying the storage and sharing method to the block chain, it is possible to protect the medical image image from the risk of hacking into the hospital network or the manufacturer's network. In an implementation, the manufacturer computer 200 may store and store not only the medical image images but also the image images of FIGS. 4C and 4D described below based on the block chain structure.

구현에 있어서, 포장된 추천 부목은, 배송 시스템(미도시함)에 의해 해당 환자의 환부를 고정 또는 지지하기 위해 병원으로 운반될 수 있다. 상기 배송 시스템은, 예를 들면, 네트워크에 접속 가능한 제조사 컴퓨터(200) 및 의뢰자 컴퓨터(300)에 접속할 수 있으며, 통상의 육상, 항공 또는 해상 운송 장치들과 결합하여 3D 프린팅된 추천 부목들을 신속하고 정확하게 해당 병원으로 운반할 수 있다. In embodiments, the packaged recommendation splint may be transported to a hospital by a delivery system (not shown) to immobilize or support the patient's affected area. The delivery system, for example, can be connected to the manufacturer computer 200 and the client computer 300 that can be connected to the network, and can be combined with conventional land, air, or sea transport devices to quickly and quickly deliver 3D printed recommendation splints. It can be accurately transported to the appropriate hospital.

전술한 설명에서는 3D 프린팅 장치(210)가 별도의 제조사에 배치되어 부목이 외주 제작되는 경우를 설명하였지만, 다른 구현에 있어서, 병원 내에 3D 프린팅 장치(210)가 배치되어 의뢰자 컴퓨터(300)에 연결될 수 있으며, 의뢰자 컴퓨터(300)로부터의 3D 모델링 결과물을 전달받아 병원 내에서 직접 부목이 제조될 수 있다.In the above description, the 3D printing device 210 is disposed at a separate manufacturer and the splint is manufactured outsourced, but in another implementation, the 3D printing device 210 is disposed in the hospital and connected to the client computer 300 . Also, the splint may be manufactured directly in the hospital by receiving the 3D modeling result from the client computer 300 .

전술한 설명에서는 3D 프린팅 장치(210)가 제조사 컴퓨터(210)로부터 데이터를 받아 출력하고 촬상부(310)로부터의 의료용 영상 이미지가 의뢰자 컴퓨터(300)를 통해 제조사 컴퓨터(210)로 전달되는 것을 예를 들어 설명하였지만, 다른 구현에 있어서, 3D 프린팅 장치(210)가 네트워크(100)을 통한 연결(252)을 통해 의뢰자 컴퓨터(300) 또는 촬상부(310)로부터 의료 영상 이미지를 수신하여 의료용 부목을 출력할 수 있다. 이때 촬상부(310)는 네트워크(100)을 통한 연결(352)을 통해 제조사 컴퓨터(200) 또는 3D 프린팅 장치(310)에 의료 영상 이미지를 전송할 수 있다. In the above description, the 3D printing device 210 receives and outputs data from the manufacturer computer 210, and the medical image image from the imaging unit 310 is transmitted to the manufacturer computer 210 through the client computer 300. Example Although described for example, in another implementation, the 3D printing device 210 receives a medical image image from the client computer 300 or the imaging unit 310 through the connection 252 through the network 100 to provide a medical splint. can be printed out. In this case, the imaging unit 310 may transmit the medical image image to the manufacturer's computer 200 or the 3D printing device 310 through the connection 352 through the network 100 .

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 의료용 부목의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이고, 도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 일 실시예에 따른 의료용 부목의 제조 방법을 설명하기 이미지 도면이다. 바람직하게, 의료용 부목 제조사 컴퓨터의 동작 방법을 기반하여 설명하기로 한다. 3 is a flowchart for explaining a method of manufacturing a medical splint according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 4A to 4D are image diagrams illustrating a manufacturing method of a medical splint according to an embodiment of the present invention. Preferably, it will be described based on the operating method of the medical splint manufacturer computer.

도 3를 참조하면, 촬상부로부터 생성된 대상 환자 또는 애완 동물의 환부를 포함하는 복수의 의료용 영상 이미지들을 획득하는 단계(S1), 상기 획득한 의료용 영상 이미지들을 이용하여 3차원 모델링하는 단계(S2), 상기 3차원 모델링된 의료용 영상 이미지를 이용하여, 상기 대상 환자 또는 애완 동물의 환부를 고정 또는 지지하며 통기성 및 강도를 확보를 위한 최적화된 구조를 갖는 적어도 하나 이상의 추천 부목을 시뮬레이션 하는 단계(S3) 및 상기 적어도 하나의 추천 부목을 3D 프린팅 장치를 통해 출력하는 단계(S4)를 포함하는 의료용 부목의 제조 방법이 제공될 수 있다. 상기 촬상부는 X-레이 장치, 컴퓨터 단층촬영(computed tomography: CT 또는 computerized axial tomography) 장치, MRI(magnetic resonance imaging) 장치, 광간섭 단층촬영(optical coherence tomography) 장치, 초음파 영상 장치 PET(positron emission tomography) 장치, 3D 스캐너 및 사진기 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 3 , obtaining a plurality of medical image images including the affected part of the target patient or pet generated from the imaging unit (S1), three-dimensional modeling using the obtained medical image images (S2) ), using the three-dimensional modeled medical image image, fixing or supporting the affected part of the target patient or pet and simulating at least one recommended splint having an optimized structure for securing breathability and strength (S3) ) and outputting the at least one recommended splint through a 3D printing device (S4) may be provided. The imaging unit is an X-ray apparatus, a computed tomography (CT or computerized axial tomography) apparatus, a magnetic resonance imaging (MRI) apparatus, an optical coherence tomography apparatus, an ultrasound imaging apparatus positron emission tomography (PET). ) may include at least one of a device, a 3D scanner, and a camera.

일 실시예에서, 상기 의료용 영상 이미지는 단면 영상일 수 있다, 도 4a를 참조하면, MRI 또는 CT를 통해 촬영된 강아지 대퇴부의 단면 영상이다. 3차원 모델링하는 단계(S2)는 복수의 단면 영상들을 차곡차곡 적층함으로써 3차원 입체 영상을 모델링할 수 있다. 도 4b를 참조하면, 복수의 강아지 대퇴부의 단면 영상들을 적층하여 모델링된 대퇴부의 3차원 영상 이미지이다.In one embodiment, the medical imaging image may be a cross-sectional image. Referring to FIG. 4A , it is a cross-sectional image of a dog's thighs taken through MRI or CT. In the 3D modeling ( S2 ), a 3D stereoscopic image may be modeled by sequentially stacking a plurality of cross-sectional images. Referring to FIG. 4B , it is a three-dimensional image image of a thigh modeled by stacking a plurality of cross-sectional images of a dog's thigh.

3차원 모델링 단계(S2) 및 적어도 하나 이상의 추천 부목을 시뮬레이션 하는 단계(S3)에서, 상기 환부의 3 차원 영상 정보와 상기 부목의 3 차원 영상 정보로 구현된 그래픽 객체의 3 차원적 이동, 회전, 대칭, 자르기, 부분 생성, 확대/축소와 같은 편집 도구, 그래픽 객체들 사이의 비교 도구, 또는 치수 측정 도구와 같은 전용 프로그램 또는 소프트웨어 모듈이 제공될 수 있다. 사용자는 이들 모듈을 이용하여 적합한 사용자 인터페이스를 통해 시뮬레이션을 수행하고, 상기 가상 부목의 3 차원 영상 정보에 대한 적합한 수정 정보가 생성될 수 있다.In the three-dimensional modeling step (S2) and the step of simulating at least one or more recommended splints (S3), the three-dimensional movement, rotation, and rotation of the graphic object implemented with the three-dimensional image information of the affected part and the three-dimensional image information of the splint, A dedicated program or software module may be provided, such as an editing tool such as symmetry, cropping, part creation, zooming, a comparison tool between graphic objects, or a dimensioning tool. A user may perform a simulation through an appropriate user interface using these modules, and appropriate correction information for 3D image information of the virtual splint may be generated.

일 실시 예에서, 상기 적어도 하나 이상의 추천 부목을 시뮬레이션 하는 단계(S3)는, 상기 획득한 의료용 영상 이미지로부터 상기 대상 환자 또는 애완 동물의 환부를 전체 또는 부분을 감싸는 제 1 부목의 형태를 결정하는 단계, 상기 제 1 부목의 형태를 고려하여, 상기 통기성 및 강도를 확보를 위한 최적화된 구조를 결정하는 단계 및 상기 통기성 및 강도를 확보를 위한 최적화된 구조를 상기 제 1 부목에 적용하여 제 2 부목을 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 대상 환자의 환부를 전체를 감싸는 것은 통깁스를 지칭하며, 상기 대상 환자의 환부를 부분을 감싸는 것은 반깁스로 지칭한다. 상기 제 1 부목은 후술할 상기 통기성 및 강도를 확보를 위한 최적화된 구조를 포함하지 않은 부목이며, 상기 2 부목은 상기 통기성 및 강도를 확보를 위한 최적화된 구조를 포함하는 부목일 수 있다. In one embodiment, the step of simulating the at least one or more recommended splints (S3) includes determining the shape of a first splint that covers the whole or part of the affected part of the target patient or pet from the acquired medical image image. , in consideration of the shape of the first splint, determining an optimized structure for securing the breathability and strength, and applying the optimized structure for securing the breathability and strength to the first splint to form a second splint It may include the step of determining. Covering the entire affected part of the target patient refers to a cast, and wrapping the affected part of the target patient is referred to as a half cast. The first splint may be a splint that does not include an optimized structure for securing the breathability and strength, which will be described later, and the second splint may be a splint including an optimized structure for securing the breathability and strength.

설계자의 요구조건에 따라 구조 최적화는 크기(sizing), 형상(shape), 그리고 위상(topology) 최적화로 나누어지며, 바람직하게 본 발명에서 위상 최적화가 활용될 수 있다. 상기 위상 최적화의 경우, 초기 구조물의 위상을 전혀 고려하지 않고 작용하는 경계조건을 고려하여 최적의 형태를 찾아내는 방법이다. 상기 최적화 방법으로는 solid isotropic material with penalization(SIMP)와 evolutionary structural optimization(ESO)가 있으며, 이러한 방식은 다양한 위상 최적화 문제에 적용 가능하다. 상기 SIMP는 전체 설계 영역을 목표로 하는 체적에 맞게 회색 요소(grey element)로 채운 뒤, 민감도 해석을 통해 중요한 부분은 점점 검은색(구조물인 부분)으로, 중요하지 않은 부분은 흰색(구조물이 아닌 부분)으로 변하게 하는 방법이다. 상기 ESO는 전체 설계 영역을 검은색(구조물) 요소로 꽉 채운 뒤 필요 없는 요소를 순차적으로 제거하여 최적 위상을 찾는 방법이다. 그러나, 본 발명은 상기 최적화 방법들에 제한되지 않는다. Structural optimization according to a designer's requirements is divided into sizing, shape, and topology optimization. Preferably, topology optimization can be utilized in the present invention. In the case of the topology optimization, it is a method of finding an optimal shape in consideration of boundary conditions acting without considering the topology of the initial structure at all. The optimization methods include solid isotropic material with penalization (SIMP) and evolutionary structural optimization (ESO), and these methods are applicable to various topological optimization problems. The SIMP fills the entire design area with gray elements to match the target volume, and then, through sensitivity analysis, the important parts gradually become black (the part that is a structure), and the insignificant parts are white (the part that is not a structure). part) to change it. The ESO is a method of finding an optimal phase by filling the entire design area with black (structure) elements and then sequentially removing unnecessary elements. However, the present invention is not limited to the above optimization methods.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 통기성 및 강도를 확보를 위한 최적화된 구조를 상기 제 1 부목에 적용하여 제 2 부목을 결정하는 단계는 도 5a의 경계조건 설정 단계, 도 5b의 위상 최적화 단계 그리고 도 5c 및 도 5d의 결과해석 단계를 포함한다. 도 5a의 경계조건 설정 단계는 상기 의료용 영상 이미지로부터 상기 대상 환자 또는 애완 동물의 환부를 전체 또는 부분을 감싸는 제 1 부목 내에서 상기 제 1 부목의 내부가 상기 환부에 밀착되는 영역 및 그 영역에 가해지는 소정의 하중에 의해 결정될 수 있다. 도 5b의 위상 최적화 단계는 목적함수, 설계변수, 및 제약조건을 입력하는 단계를 포함한다. In one embodiment of the present invention, the step of determining the second splint by applying the optimized structure for securing the breathability and strength to the first splint includes the boundary condition setting step of FIG. 5a, the phase optimization step of FIG. 5b, and 5c and 5d include the step of analyzing the results. The boundary condition setting step of Figure 5a is applied to the area and the area where the inside of the first splint is in close contact with the affected area within the first splint covering the whole or part of the affected area of the target patient or pet from the medical image image. The load may be determined by a predetermined load. The phase optimization step of FIG. 5B includes inputting an objective function, a design variable, and a constraint.

상기 목적함수( 또는 최적화 종류)는 해석종류를 선택하는 것과 유사하며, 위상최적화는 선형 정적해석, 모드해석, 주파수 응답해석을 지원하기 때문에 설계 목적에 적절한 해석 종류를 선택할 수 있다. 예를 들어 정적인 하중들에 대한 부목의 강성을 증가시키기 위한 목적이면 선형 정적, 부목 구조물의 고유 주파수를 최대화하기 위한 목적이면 모드해석, 주기적인 동적인 하중에 대한 부목의 강성을 증가시키기 위한 목적이면 주파수 응답을 선택할 수 있다. 위상최적화는 설계변수가 요소의 형상밀도밖에 없기 때문에 요소 망을 기준으로 설계세트와 비설계세트를 구분할 수 있다. 상기 비설계세트에 포함된 요소는 해석과정에는 포함되지만 최적화 진행과 무관하게 형상밀도를 항상 1로 유지할 수 있다. 상기 설계세트에 포함된 요소라 하더라도, 스프링이나 강체, 질량 등 2D/3D요소가 아닌 부피가 없는 요소들은 자동으로 설계에서 제외될 수 있다.The objective function (or optimization type) is similar to selecting an analysis type, and since phase optimization supports linear static analysis, modal analysis, and frequency response analysis, an analysis type appropriate for the design purpose can be selected. For example, linear static for the purpose of increasing the stiffness of the splint against static loads, modal analysis for the purpose of maximizing the natural frequency of the splint structure, and for increasing the stiffness of the splint against cyclic dynamic loads If this is the case, the frequency response can be selected. In topology optimization, design set and non-design set can be distinguished based on the element network because the design variable is only the shape density of the element. The elements included in the non-design set are included in the analysis process, but the shape density can always be maintained at 1 regardless of the optimization progress. Even elements included in the design set, elements without volume other than 2D/3D elements such as springs, rigid bodies, and masses may be automatically excluded from the design.

상기 제약조건은 경량화가 주 목적인 경우에는 변위나 응력제한 조건(서브케이스 제어에서 설정)을 사용하여 부피를 최소화하고, 주어진 재료량에서 부목의 강성을 최대화하려는 경우는 부피비(해석 제어에서 설정)를 제약조건으로 선택할 수 있다. 응력제한 조건의 경우는 최대응력의 변화가 전체 재료량과 상관관계가 거의 없기 때문에 최대응력이 아닌, 전체요소의 평균적인 개념의 응력에 대한 제약조건으로 적용될 수 있다. 부목의 골격형태의 레이아웃이 나오기를 원하는 경우는 부피비 대략 30%를 기준으로 시도하는 것이 일반적이고, 전체요소밀도가 꽉 차 있는 초기상태에서의 변위나 응력결과보다 제약조건의 변위나 응력이 커야 경량화가 가능하다.The above constraint is to minimize the volume by using displacement or stress limiting conditions (set in sub-case control) when weight reduction is the main purpose, and constrain the volume ratio (set in analysis control) to maximize the stiffness of the splint at a given amount of material. condition can be selected. In the case of the stress limiting condition, since the change in maximum stress has little correlation with the total amount of material, it can be applied as a constraint on the stress of the average concept of all elements, not the maximum stress. If you want a skeletal layout of the splint, it is common to try based on a volume ratio of about 30%, and the displacement or stress of the constraint must be greater than the displacement or stress result in the initial state when the total element density is full to reduce weight. is possible

도 5c 및 도 5d의 결과해석 단계는 목적함수, 설계변수, 및 제약조건에 기초하여 위상최적화 해석 결과를 보여주는 단계이다. 도 5c은 해석결과로서 안전율을 보여주고 도 5d는 해석결과로서 인장/압축을 보여준다. 상기 결과 유형의 안전율은 모델에서 어떤 영역이 스트레스로 인해 항복될 위험에 있는지 보여주는 수치이며, 인장과 압축 결과 유형은 모델의 어떤 영역이 장력을 받고 압축력을 받는지 보여주는 수치이다. 본 발명은 해석결과의 유형으로서 안정율, 인장/압축을 개시하였지만, 해석결과의 유형은 이들에 제한되지 않는다. 예컨대, 해석결과의 유형은 변위, 항복율, 최대 전단 응력, Von Mises 응력 및 주 응력이 더 포함될 수 있으며, 결과 유형 목록으로부터 선택된 결과 유형에 의해 결과해석이 수행될 수 있다. The step of analyzing the results of FIGS. 5C and 5D is a step of showing the results of the topology optimization analysis based on the objective function, design variables, and constraints. Fig. 5c shows the safety factor as an analysis result, and Fig. 5d shows tension/compression as an analysis result. The safety factor of the above result type is a number showing which areas in the model are at risk of yielding due to stress, and the tensile and compression result types are numbers showing which areas of the model are under tension and compressive forces. Although the present invention discloses stability factor and tension/compression as types of analysis results, the types of analysis results are not limited thereto. For example, the type of analysis result may further include displacement, yield rate, maximum shear stress, Von Mises stress, and principal stress, and result analysis may be performed by a result type selected from the result type list.

일 실시예에서, 상기 통기성 및 강도를 확보를 위한 최적화된 구조는 상기 통기성 확보를 위한 기공의 모양, 크기 및 패턴 그리고 부목의 내부면과 외부면의 서로 다른 강도를 갖는 2중 구조 중 적어도 하나 이상의 결합으로 결정될 수 있다. 상기 후술할 3D 프린팅 장치를 통해 제조된 의료용 부목의 환부에 접촉하여 내부면은 환자가 불편함을 느끼지 않도록 강도보다는 부드러운 재질을 사용하여 착용감을 향상시키고, 부목의 외부면은 강도를 향상시키는 재질을 사용하여, 부목의 내부면과 외부면이 서로 다른 재질의 2중 구조를 가질 수 있다. In one embodiment, the optimized structure for ensuring the breathability and strength is at least one or more of a double structure having different strengths of the shape, size and pattern of pores for securing the breathability, and the inner surface and the outer surface of the splint It can be determined by binding. In contact with the affected part of the medical splint manufactured through the 3D printing device to be described later, the inner surface uses a soft material rather than strength so that the patient does not feel discomfort, and improves the fit, and the outer surface of the splint is made of a material that improves strength By using it, the inner surface and the outer surface of the splint may have a double structure of different materials.

일 실시예에서, 상기 의료용 부목으로 환자 또는 애완 동물의 환부 전체를 감싸 지지 또는 고정하는 경우, 상기 의료용 부목의 착용을 용이하게 하기 위해서 상기 의료용 부목은 적어도 2 이상의 세그먼트로 분리 및 결합될 수 있다, In one embodiment, when the medical splint wraps around or fixes the entire affected part of the patient or pet, the medical splint may be separated and combined into at least two or more segments to facilitate wearing of the medical splint.

더하여, 상기 적어도 하나 이상의 추천 부목을 시뮬레이션 하는 단계(S1)는, 상기 제 1 부목 또는 상기 제 2 부목이 상기 3차원 모델링된 의료용 영상 이미지의 상기 대상 환자의 환부에 착용되도록 3차원 모델링하는 단계; 및 상기 제 1 부목 또는 상기 제 2 부목이 착용된 상기 3차원 모델링된 의료용 영상 이미지를 디스플레이 하는 단계를 더 포함할 수 있다,In addition, the step of simulating the at least one or more recommended splints (S1) may include three-dimensional modeling so that the first splint or the second splint is worn on the affected part of the target patient of the three-dimensional modeled medical image image; and displaying the 3D modeled medical image image in which the first splint or the second splint is worn.

도 4c를 참조하면, 도 4b의 3차원 입체 영상의 대퇴부에 부목이 착용된 것을 볼 수 있다. 또한, 도 4c를 참조하면, 상기 의료용 부목은 좌우 대칭되는 2 개의 블록으로 분리될 수 있으며 분리된 2 개의 블록은 환부를 감싸도록 배치하여 암수 결합부재를 이용하여 결합시킴으로써 종래 대퇴부 같은 부위의 환부에도 쉽게 착용 및 탈착될 수 있도록 설계될 수 있다. Referring to FIG. 4C , it can be seen that the splint is worn on the thigh of the 3D stereoscopic image of FIG. 4B . In addition, referring to Figure 4c, the medical splint can be separated into two blocks that are symmetrical left and right, and the two separated blocks are arranged to surround the affected part and combined using a male and female coupling member, so that even in the affected part of the same area as the conventional thigh. It can be designed to be easily worn and detached.

일 실시예에서, 상기 적어도 하나의 추천 부목을 출력하는 단계(S4) 전에, 상기 적어도 하나 이상의 추천 부목에 대한 시뮬레이션 결과를 담당 의사 또는 의뢰자 컴퓨터에게 전달하는 단계; 상기 적어도 하나 이상의 추천 부목에 대한 상기 담당 의사 또는 상기 의뢰자 컴퓨터의 제 1 피드백 정보를 반영하여, 상기 추천 부목의 형태 및 색상, 상기 통기성 확보를 위한 기공의 모양, 크기 및 패턴 중 적어도 하나 이상을 수정 또는 변경하는 단계; 및 상기 수정 또는 변경된 추천 부목에 대한 정보를 상기 담당 의사 또는 상기 의뢰자 컴퓨터에게 전달하는 단계가 더 포함될 수 있다. 상기 적어도 하나 이상의 추천 부목에 대한 시뮬레이션 결과는 도 4와 같이 3D 모델링된 환자의 환부 상에 가상의 부목이 착용된 입체 영상 이미지이거나, 후술할 3D 프린팅 장치를 통해 제조된 부목 제품일 수 있다. 또한, 상기 제 1 피드백 정보는 가상의 부목의 길이 또는 폭의 변경 요청, 상기 가상 부목의 형태 및 색상, 상기 통기성 확보를 위한 기공의 모양, 크기 및 패턴의 변경 요청일 수 있다. In one embodiment, before the step of outputting the at least one recommended splint (S4), the method further comprising: transmitting a simulation result of the at least one or more recommended splints to a doctor in charge or a client computer; At least one of the shape and color of the recommended splint and the shape, size, and pattern of pores for securing the breathability is modified by reflecting the first feedback information of the doctor in charge or the client computer for the at least one or more recommended splints or changing; and transmitting information on the modified or changed recommendation splint to the doctor in charge or the client computer. The simulation result of the at least one recommended splint may be a stereoscopic image image in which a virtual splint is worn on the 3D modeled patient's affected part as shown in FIG. 4 or a splint product manufactured through a 3D printing apparatus to be described later. In addition, the first feedback information may be a request to change the length or width of the virtual splint, the shape and color of the virtual splint, and a request to change the shape, size, and pattern of pores for securing the breathability.

더하여, 추가적으로 상기 대상 환자 또는 상기 대상 환자와 관련된 사람의 제 2 피드백 정보를 반영하여, 후술한 3D 프린팅 단계에서 상기 추천 부목의 표면에 상기 제 2 피드백 정보를 프린팅할 수 있다. 상기 대상 환자와 관련된 사람은 상기 환자의 부모, 지인, 친척 또는 친구일 수 있다. 상기 제 2 피드백 정보는 상기 추천 부목의 표면에 프린팅할 디자인 무늬, 이미지 또는 빠른 쾌유를 바라는 응원 메시지나 환자가 좋아하는 문구일 수 있다. 그러나 본 발명은 이들에 제한되지 않는다. In addition, by reflecting second feedback information of the target patient or a person related to the target patient, the second feedback information may be printed on the surface of the recommendation splint in the 3D printing step described later. The person related to the subject patient may be a parent, acquaintance, relative, or friend of the patient. The second feedback information may be a design pattern or image to be printed on the surface of the recommended splint, a message of support for a quick recovery, or a phrase a patient likes. However, the present invention is not limited thereto.

일 실시예에서, 상기 적어도 하나의 추천 부목을 3D 프린팅 장치를 통해 출력하는 단계(S4)는 추천 부목의 3D 입체 영상을 표준 파일로 변환하는 단계; 상기 표준 파일에 따라 추천 부목을 3D 프린팅하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 3D 프린팅 장치는 모델링된 3D 영상 이미지를 가지고 바로 출력을 할 수 없다. 따라서 3D 프린팅 장치가 출력할 수 있게 표준 형식의 파일로 변환할 필요가 있다. 예컨대, de facto 표준 형식은 STL(STereoLithography)이다. 다수의 2D 영상으로 이루어진 3D 의료 영상에 대해 재구성 및 자료처리 기술이 적용될 수 있다. 의료 영상은 단순 3D 복셀(voxel)의 집합이기 때문에 표면 정보가 없다. 필요에 따라 볼륨 데이터를 폴리곤 데이터로 변환해주는 과정을 수행하며 사용자와의 상호작용을 위해 반드시 시각화 기술이 적용될 수 있다. In an embodiment, the step of outputting the at least one recommended splint through a 3D printing device (S4) may include converting a 3D stereoscopic image of the recommended splint into a standard file; 3D printing the recommended splint according to the standard file. The 3D printing apparatus cannot directly output the modeled 3D image image. Therefore, it is necessary to convert it to a file in a standard format so that the 3D printing device can output it. For example, the de facto standard format is STL (STereoLithography). Reconstruction and data processing techniques may be applied to a 3D medical image composed of a plurality of 2D images. Since a medical image is a set of simple 3D voxels, there is no surface information. If necessary, the process of converting volume data into polygon data is performed, and visualization technology must be applied for interaction with the user.

인터페이스 모듈(모든 CAD 소프트웨어 프로그램에 기본으로 제공되지 않음)의 부재로 인해 STL 형식을 내보낼 수 없는 경우, 다양한 형식(예: STEP, IGES 또는 VDA-FS)을 사용하여 데이터를 다른 CAD 프로그램으로 전송하고 전송받은 CAD프로그램에서 STL 파일로 변환할 수 있다. If it is not possible to export the STL format due to the absence of an interface module (not provided by default with all CAD software programs), you can use various formats (such as STEP, IGES or VDA-FS) to transfer the data to another CAD program and It can be converted into an STL file in the received CAD program.

상기 3D 프린팅 장치는 SLA(stereo lithography apparatus), SLS(selective laser sintering), FDM (fused deposition modeling), 3DP(three dimensional printing) 중 어느 하나의 방식을 이용할 수 있다. 3D 바이오 프린팅에 사용되는 소재는 비제한적으로 젤라틴, 키토산, 콜라겐, 히알루론산, 알지네이트, 아가, 젤란검, 피브린, 케라틴, 셀룰로오스 자연유래 고분자 또는 PLA (Poly lactic acid), PEG (Poly ethylene glycol), PVA (Poly vinyl alcohol), PLLA (Poly L lactic acid), PLGA (Poly lactic-co-glycolic acid), PCL (Poly-caprolactone) 합성 고분자가 활용될 수 있다. 또는 생체 적합성을 갖는 폴리머계, 금속계, 세라믹계 재료 또는 이들 중 2 이상의 복합 재료일 수 있다. The 3D printing apparatus may use any one of stereo lithography apparatus (SLA), selective laser sintering (SLS), fused deposition modeling (FDM), and three dimensional printing (3DP). Materials used for 3D bioprinting include, but are not limited to, gelatin, chitosan, collagen, hyaluronic acid, alginate, agar, gellan gum, fibrin, keratin, cellulose naturally-derived polymer or PLA (Poly lactic acid), PEG (Poly ethylene glycol), Poly vinyl alcohol (PVA), poly L lactic acid (PLLA), poly lactic-co-glycolic acid (PLGA), and poly-caprolactone (PCL) synthetic polymers may be used. Alternatively, it may be a polymer-based, metal-based, ceramic-based material having biocompatibility, or a composite material of two or more thereof.

도 4d를 참조하면, 3D 프린팅된 대퇴부를 지지 또는 고정하는 부목들을 보여준다. 부목을 3D 프린팅 시 부목의 색상 그리고 기공의 패턴 모양 같은 피드백 정보를 환자 또는 관련 사람들로부터 제공받아 이를 부목에 반영하여 출력할 수 있다. 더하여 부목의 표면 상에 응원 문구나 이미지 등이 프린팅될 수 있다. Referring to FIG. 4D , splints for supporting or securing a 3D printed thigh are shown. When 3D printing a splint, feedback information such as the color of the splint and the pattern shape of the pore can be provided from the patient or related people and reflected on the splint and output. In addition, cheering phrases or images may be printed on the surface of the splint.

일 실시예에서, 상기 의료용 영상 이미지는 DICOM(Digital Imaging and Communications in Medicine) 파일 포맷의 이미지 파일일 수 있다. 또한, 상기 의료용 영상 이미지를 획득하는 단계(S1)는, 블록 체인 구조에 기반하여 수행되는 단계를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 블록 체인 구조에 기반하여 수행되는 단계는, 상기 의료용 영상 이미지가 의뢰자 컴퓨터에 의해 제조사 컴퓨터에 전송되는 단계; 상기 의료용 영상 이미지의 전송에 대하여 검증하는 단계; 상기 의료용 영상 이미지를 포함하는 블록을 생성하는 단계; 상기 생성된 블록에 대하여 검증하는 단계; 상기 검증된 블록을 블록체인에 연결하는 단계를 포함할 수 있다. In an embodiment, the medical image image may be an image file in a Digital Imaging and Communications in Medicine (DICOM) file format. In addition, the step (S1) of obtaining the medical imaging image may include a step performed based on a block chain structure. Specifically, the steps performed based on the block chain structure may include: transmitting the medical image image to a manufacturer computer by a client computer; verifying the transmission of the medical imaging image; generating a block including the medical image image; verifying the generated block; It may include linking the verified block to a blockchain.

전술한 바와 같이, 촬상부로부터 생성된 대상 환자의 환부를 포함하는 복수의 의료용 영상 이미지들을 획득하는 단계(S1), 상기 획득한 의료용 영상 이미지들을 이용하여 3차원 모델링하는 단계(S2), 상기 3차원 모델링된 의료용 영상 이미지를 이용하여, 상기 대상 환자의 환부를 고정 또는 지지하며 통기성 및 강도를 확보를 위한 최적화된 구조를 갖는 적어도 하나 이상의 추천 부목을 시뮬레이션 하는 단계(S3) 및 상기 적어도 하나의 추천 부목을 3D 프린팅 장치를 통해 출력함으로써, 환자의 신체 부위를 고려한 맞춤형 의료용 부목의 빠른 주문 제작이 가능하고, 의료용 부목 착용 시 환자의 불편함을 줄이며, 유연성과 강도가 확보되고, 통기성을 갖춘 의료용 부목을 제공할 수 있다. As described above, obtaining a plurality of medical image images including the affected part of the target patient generated from the imaging unit (S1), 3D modeling using the obtained medical image images (S2), the 3 Simulating at least one recommended splint having an optimized structure for fixing or supporting the affected part of the target patient and securing breathability and strength by using the dimensionally modeled medical image image (S3) and the at least one recommendation By outputting the splint through a 3D printing device, it is possible to quickly order a customized medical splint considering the body part of the patient, reduce the discomfort of the patient when wearing the medical splint, secure flexibility and strength, and have ventilation can provide

더하여, 상기 추천 부목을 3D 프린팅 하기 전에 담당 의자의 피드백 정보를 고려하여 적어도 1회 이상 반복하여 상기 추천 부목의 수정 또는 보완 과정을 수행함으로써, 정확성 및 신뢰성을 향상시켜 환자에게 최적화된 맞춤형 부목을 제공할 수 있다. 또한, 상기 대상 환자 또는 상기 대상 환자와 관련된 사람으로부터 피드백 정보를 받아 추천 부목의 표면 상에 환자의 쾌유를 바라는 이미지나 응원 메시지를 출력함으로써, 환자에게 즐거움과 용기를 줄 수 있을 것이다. In addition, before 3D printing the recommended splint, it is repeated at least once in consideration of the feedback information of the chair in charge to perform the correction or supplementation process of the recommended splint, thereby improving accuracy and reliability to provide a customized splint optimized for the patient can do. In addition, by receiving feedback information from the target patient or a person related to the target patient and outputting an image or a support message wishing for the patient's recovery on the surface of the recommendation splint, it is possible to give pleasure and courage to the patient.

또한, 블록 체인 구조 기반에서 환자의 영상 이미지를 저장 및 전달함으로써, 환자의 영상 이미지의 해킹에 의해 위조 또는 변조된 데이터가 유통되는 문제점을 해결할 수 있다. 상기 블록 체인을 구성하는 각각의 데이터 블록들은 블록 해시(Hash) 값을 저장하고 있어서 사용자가 별도로 환자의 영상 이미지를 암호화할 필요가 없다. In addition, by storing and delivering the patient's image image based on the block chain structure, it is possible to solve the problem that forged or modulated data is distributed by hacking the patient's image image. Each data block constituting the block chain stores a block hash value, so that the user does not need to separately encrypt the patient's image.

이상에서 설명한 본 발명이 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. It is common in the art to which the present invention pertains that the present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications and changes are possible within the scope without departing from the technical spirit of the present invention. It will be clear to those who have knowledge.

Claims (21)

병원 컴퓨터로부터 X-레이 장치, 컴퓨터 단층촬영(computed tomography: CT 또는 computerized axial tomography) 장치, MRI(magnetic resonance imaging) 장치, 광간섭 단층촬영(optical coherence tomography) 장치, 초음파 영상 장치 PET(positron emission tomography) 장치 중 적어도 하나를 포함하는 의료용 장치를 사용하여 촬영된 대상 환자 또는 애완 동물의 환부를 포함하는 의료용 영상 이미지를 네트워크를 통해 수신하고, 상기 수신한 의료용 영상 이미지를 3차원 모델링하고, 상기 3차원 모델링된 의료용 영상 이미지를 이용하여, 상기 대상 환자의 환부를 고정 또는 지지하며 통기성 및 강도를 확보를 위한 최적화된 구조를 갖는 적어도 하나 이상의 추천 부목을 시뮬레이션 하는 제조사 컴퓨터; 및
상기 제조사 컴퓨터와 연결되어, 상기 적어도 하나의 추천 부목을 출력하는 3D 프린팅 장치를 포함하며,
상기 시뮬레이션은 상기 의료용 영상 이미지로부터 상기 대상 환자 또는 상기 애완 동물의 환부를 전체 또는 부분을 감싸는 가상의 부목 내에서 상기 가상의 부목의 내부가 상기 환부에 밀착되는 영역 및 그 영역에 가해지는 소정의 하중에 의해 결정되는 경계조건 설정 단계, 상기 경계조건 설정 단계로부터의 경계조건을 고려하여 최적의 형태를 검색하는 위상 최적화 단계 및 상기 위상 최적화 단계의 목적함수, 설계변수 및 제약 조건에 기초하여 해석 결과를 보여주는 결과해석 단계를 포함하는 3D 렌더링 소프트웨어를 통해 수행되고,
상기 위상 최적화 단계의 목적함수는 정적인 하중들에 대한 부목의 강성을 증가시키는 목적을 갖는 선형 정적 해석, 부목 구조물의 고유 주파수를 최대화하기 위한 목적을 갖는 모드 해석, 주기적인 동적인 하중들에 대한 부목의 강성을 증가시키는 목적을 갖는 주파수 응답 해석 또는 이들의 조합을 포함하고,
상기 위상 최적화 단계의 설계변수는 부목의 형상밀도를 포함하고
상기 위상 최적화 단계의 제약 조건은 경량화, 응력 또는 이들의 조합을 포함하고
상기 해석 결과는 안전율, 인장, 압축, 변위, 항복율, 최대 전단 응력, Von Mises 응력 및 주 응력 또는 이들의 조합을 포함하는 의료용 부목의 제조 장치.
X-ray device from hospital computer, computed tomography (CT or computerized axial tomography) device, magnetic resonance imaging (MRI) device, optical coherence tomography device, ultrasound imaging device PET (positron emission tomography) ) receiving a medical imaging image including an affected part of a target patient or pet taken using a medical device including at least one of the devices through a network, and three-dimensionally modeling the received medical imaging image, and the three-dimensional A manufacturer computer that uses the modeled medical image image to fix or support the affected part of the target patient and simulate at least one or more recommended splints having an optimized structure for securing breathability and strength; and
and a 3D printing device connected to the manufacturer's computer to output the at least one recommended splint,
The simulation is a region in which the inside of the virtual splint is in close contact with the affected part within a virtual splint covering the whole or part of the affected part of the target patient or the pet from the medical image image and a predetermined load applied to the area. Based on the objective function, design variables and constraint conditions of the boundary condition setting step determined by , the phase optimization step of searching for an optimal shape in consideration of the boundary condition from the boundary condition setting step, and the phase optimization step It is performed through 3D rendering software including a step of interpreting the results showing,
The objective function of the phase optimization step is a linear static analysis for the purpose of increasing the stiffness of the splint against static loads, a modal analysis for the purpose of maximizing the natural frequency of the splint structure, and for periodic dynamic loads. Including frequency response analysis or a combination thereof for the purpose of increasing the stiffness of the splint,
The design variable of the phase optimization step includes the shape density of the splint,
Constraints of the phase optimization step include weight reduction, stress, or a combination thereof,
The analysis result is a medical splint manufacturing apparatus including safety factor, tensile, compression, displacement, yield rate, maximum shear stress, Von Mises stress and principal stress or a combination thereof.
제 1 항에 있어서,
상기 제조사 컴퓨터는
상기 수신한 의료용 영상 이미지로부터 상기 대상 환자 또는 애완 동물의 환부를 전체 또는 부분을 감싸는 제 1 부목의 형태를 결정하고,
상기 제 1 부목의 형태를 고려하여, 상기 통기성 및 강도를 확보를 위한 최적화된 구조를 결정하고,
상기 통기성 및 강도를 확보를 위한 최적화된 구조를 상기 제 1 부목에 적용하여 제 2 부목을 결정하는 의료용 부목의 제조 장치.
The method of claim 1,
The manufacturer's computer
Determining the shape of the first splint covering the whole or part of the affected part of the target patient or pet from the received medical image image
Considering the shape of the first splint, determine an optimized structure for securing the breathability and strength,
An apparatus for manufacturing a medical splint for determining a second splint by applying an optimized structure for securing the breathability and strength to the first splint.
제 2 항에 있어서,
상기 통기성 및 강도를 확보를 위한 최적화된 구조는
상기 통기성 확보를 위한 기공의 모양, 크기 및 패턴 그리고 부목의 내부면과 외부면의 서로 다른 강도를 갖는 2중 구조 중 적어도 하나 이상의 결합으로 결정되는 의료용 부목의 제조 장치.
3. The method of claim 2,
The optimized structure for securing the breathability and strength is
An apparatus for manufacturing a medical splint determined by a combination of at least one of a shape, size and pattern of pores for securing the air permeability, and a double structure having different strengths of an inner surface and an outer surface of the splint.
제 2 항에 있어서,
상기 제조사 컴퓨터는
상기 제 1 부목 또는 상기 제 2 부목이 상기 3차원 모델링된 의료용 영상 이미지의 상기 대상 환자 또는 애완 동물의 환부에 착용되도록 3차원 모델링하고,
상기 제 1 부목 또는 상기 제 2 부목이 착용된 상기 3차원 모델링된 의료용 영상 이미지를 디스플레이 하는 의료용 부목의 제조 장치.
3. The method of claim 2,
The manufacturer's computer
3D modeling so that the first splint or the second splint is worn on the affected part of the target patient or pet of the 3D modeled medical image image,
An apparatus for manufacturing a medical splint that displays the 3D modeled medical image image in which the first splint or the second splint is worn.
제 1 항에 있어서,
상기 제조사 컴퓨터는,
상기 적어도 하나 이상의 추천 부목에 대한 시뮬레이션 결과를 담당 의사 또는 상기 병원 컴퓨터에게 전달하고,
상기 적어도 하나 이상의 추천 부목에 대한 상기 담당 의사 또는 상기 병원 컴퓨터의 제 1 피드백 정보를 반영하여, 상기 추천 부목의 형태 및 색상, 상기 통기성 확보를 위한 기공의 모양, 크기 및 패턴 중 적어도 하나 이상을 수정 또는 변경하고,
상기 수정 또는 변경된 추천 부목에 대한 정보를 상기 담당 의사 또는 상기 병원 컴퓨터에게 전달하는 의료용 부목의 제조 장치.
The method of claim 1,
The manufacturer's computer is
Transmitting the simulation results for the at least one or more recommended splints to the doctor in charge or the hospital computer,
By reflecting the first feedback information of the doctor or the hospital computer for the at least one or more recommended splints, at least one or more of the shape and color of the recommended splint, and the shape, size, and pattern of pores for securing the air permeability are modified or change,
An apparatus for manufacturing a medical splint that transmits information on the modified or changed recommended splint to the doctor in charge or the hospital computer.
제 5 항에 있어서,
상기 제조사 컴퓨터는
상기 대상 환자 또는 상기 대상 환자와 관련된 사람의 제 2 피드백 정보를 반영하여, 상기 추천 부목의 표면에 상기 제 2 피드백 정보를 프린팅하며,
상기 제 2 피드백 정보는 상기 추천 부목의 표면에 프린팅할 디자인 무늬, 이미지 또는 상기 대상 환자의 쾌유를 바라는 문구를 포함하는 의료용 부목의 제조 장치.
6. The method of claim 5,
The manufacturer's computer
Reflecting second feedback information of the target patient or a person related to the target patient, printing the second feedback information on the surface of the recommendation splint,
The second feedback information is an apparatus for manufacturing a medical splint including a design pattern to be printed on the surface of the recommended splint, an image, or a phrase wishing a recovery of the target patient.
제 1 항에 있어서,
상기 의료용 영상 이미지는 DICOM(Digital Imaging and Communications in Medicine) 파일 포맷의 이미지 파일을 특징으로 하는 의료용 부목의 제조 장치.
The method of claim 1,
The medical image image is an apparatus for manufacturing a medical splint, characterized in that an image file of a DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine) file format.
제 1 항에 있어서,
상기 의료용 영상 이미지는 상기 병원 컴퓨터, 상기 병원 컴퓨터와 다른 복수의 병원 컴퓨터들과 상기 제조사 컴퓨터가 참여하는 블록체인 구조의 어느 하나의 블록에 기록되고,
상기 의료용 영상 이미지는 암호화된 의료용 부목의 제조 장치.
The method of claim 1,
The medical image image is recorded in any one block of the block chain structure in which the hospital computer, a plurality of hospital computers other than the hospital computer, and the manufacturer computer participate,
The medical image image is an encrypted medical splint manufacturing apparatus.
제 8 항에 있어서,
상기 출력된 적어도 하나의 추천 부목은 적어도 2 개의 세그먼트로 분리 및 결합되는 의료용 부목의 제조 장치.
9. The method of claim 8,
The output of the at least one recommended splint is separated and combined into at least two segments, an apparatus for manufacturing a medical splint.
병원 컴퓨터로부터 X-레이 장치, 컴퓨터 단층촬영(computed tomography: CT 또는 computerized axial tomography) 장치, MRI(magnetic resonance imaging) 장치, 광간섭 단층촬영(optical coherence tomography) 장치, 초음파 영상 장치 PET(positron emission tomography) 장치 중 적어도 하나를 포함하는 의료용 장치를 사용하여 촬영된 대상 환자 또는 애완 동물의 환부를 포함하는 암호화된 의료용 영상 이미지를 네트워크를 통해 수신하고, 상기 암호화된 의료용 영상 이미지를 복호화하고, 상기 복호화된 의료용 영상 이미지를 3차원 모델링하고, 상기 3차원 모델링된 의료용 영상 이미지를 이용하여, 상기 대상 환자의 환부를 고정 또는 지지하며 통기성 및 강도를 확보를 위한 최적화된 구조를 갖는 적어도 하나 이상의 추천 부목을 시뮬레이션 하는 제조사 컴퓨터; 및
상기 제조사 컴퓨터와 연결되어, 상기 적어도 하나의 추천 부목을 출력하는 3D 프린팅 장치를 포함하며,
상기 암호화된 의료용 영상 이미지는 상기 병원 컴퓨터, 상기 병원 컴퓨터와 다른 복수의 병원 컴퓨터들과 상기 제조사 컴퓨터가 참여하는 블록체인 구조의 어느 하나의 블록에 기록되고,
상기 출력된 적어도 하나의 추천 부목은 적어도 2 개의 세그먼트로 분리 및 결합되고,
상기 시뮬레이션은 상기 의료용 영상 이미지로부터 상기 대상 환자 또는 상기 애완 동물의 환부를 전체 또는 부분을 감싸는 가상의 부목 내에서 상기 가상의 부목의 내부가 상기 환부에 밀착되는 영역 및 그 영역에 가해지는 소정의 하중에 의해 결정되는 경계조건 설정 단계, 상기 경계조건 설정 단계로부터의 경계조건을 고려하여 최적의 형태를 검색하는 위상 최적화 단계 및 상기 위상 최적화 단계의 목적함수, 설계변수 및 제약 조건에 기초하여 해석 결과를 보여주는 결과해석 단계를 포함하는 3D 렌더링 소프트웨어를 통해 수행되고
상기 위상 최적화 단계의 목적함수는 정적인 하중들에 대한 부목의 강성을 증가시키는 목적을 갖는 선형 정적 해석, 부목 구조물의 고유 주파수를 최대화하기 위한 목적을 갖는 모드 해석, 주기적인 동적인 하중들에 대한 부목의 강성을 증가시키는 목적을 갖는 주파수 응답 해석 또는 이들의 조합을 포함하고,
상기 위상 최적화 단계의 설계변수는 부목의 형상밀도를 포함하고
상기 위상 최적화 단계의 제약 조건은 경량화, 응력 또는 이들의 조합을 포함하고
상기 해석 결과는 안전율, 인장, 압축, 변위, 항복율, 최대 전단 응력, Von Mises 응력 및 주 응력 또는 이들의 조합을 포함하는 의료용 부목의 제조 장치.
X-ray device from hospital computer, computed tomography (CT or computerized axial tomography) device, magnetic resonance imaging (MRI) device, optical coherence tomography device, ultrasound imaging device PET (positron emission tomography) ) receiving an encrypted medical image image including the affected part of a target patient or pet photographed using a medical device including at least one of the devices through a network, decrypting the encrypted medical image image, and Three-dimensional modeling of a medical image image, and using the three-dimensional modeled medical image image, fix or support the affected part of the target patient, and simulate at least one or more recommended splints having an optimized structure for securing breathability and strength manufacturer's computer; and
and a 3D printing device connected to the manufacturer's computer to output the at least one recommended splint,
The encrypted medical image image is recorded in any one block of the block chain structure in which the hospital computer, a plurality of hospital computers other than the hospital computer, and the manufacturer computer participate,
The output at least one recommendation splint is separated and combined into at least two segments,
The simulation is a region in which the inside of the virtual splint is in close contact with the affected part within a virtual splint covering the whole or part of the affected part of the target patient or the pet from the medical image image and a predetermined load applied to the area. Based on the objective function, design variables and constraint conditions of the boundary condition setting step determined by , the phase optimization step of searching for an optimal shape in consideration of the boundary condition from the boundary condition setting step, and the phase optimization step It is performed through 3D rendering software that includes a step of interpreting the results to show
The objective function of the phase optimization step is a linear static analysis for the purpose of increasing the stiffness of the splint against static loads, a modal analysis for the purpose of maximizing the natural frequency of the splint structure, and for periodic dynamic loads. Including frequency response analysis or a combination thereof for the purpose of increasing the stiffness of the splint,
The design variable of the phase optimization step includes the shape density of the splint,
Constraints of the phase optimization step include weight reduction, stress, or a combination thereof,
The analysis result is a medical splint manufacturing apparatus including safety factor, tensile, compression, displacement, yield rate, maximum shear stress, Von Mises stress and principal stress or a combination thereof.
X-레이 장치, 컴퓨터 단층촬영(computed tomography: CT 또는 computerized axial tomography) 장치, MRI(magnetic resonance imaging) 장치, 광간섭 단층촬영(optical coherence tomography) 장치, 초음파 영상 장치 PET(positron emission tomography) 장치 중 적어도 하나를 포함하며, 대상 환자 또는 애완 동물의 환부를 촬영하는 의료용 장치;
상기 의료용 장치와 연결되어, 상기 의료용 장치를 사용하여 촬영된 대상 환자 또는 애완 동물의 환부를 포함하는 의료용 영상 이미지를 암호화하여 기록하는 병원 컴퓨터;
상기 병원 컴퓨터로부터 상기 암호화된 의료용 영상 이미지를 네트워크를 통해 수신하고, 상기 암호화된 의료용 영상 이미지를 복호화하고 상기 복호화된 의료용 영상 이미지를 3차원 모델링하고, 상기 3차원 모델링된 의료용 영상 이미지를 이용하여, 상기 대상 환자 또는 애완 동물의 환부를 고정 또는 지지하며 통기성 및 강도를 확보를 위한 최적화된 구조를 갖는 적어도 하나 이상의 추천 부목을 시뮬레이션 하는 제조사 컴퓨터; 및
상기 제조사 컴퓨터와 연결되어, 상기 적어도 하나의 추천 부목을 출력하는 3D 프린팅 장치를 포함하며,
상기 시뮬레이션은 상기 의료용 영상 이미지로부터 상기 대상 환자 또는 상기 애완 동물의 환부를 전체 또는 부분을 감싸는 가상의 부목 내에서 상기 가상의 부목의 내부가 상기 환부에 밀착되는 영역 및 그 영역에 가해지는 소정의 하중에 의해 결정되는 경계조건 설정 단계, 상기 경계조건 설정 단계로부터의 경계조건을 고려하여 최적의 형태를 검색하는 위상 최적화 단계 및 상기 위상 최적화 단계의 목적함수, 설계변수 및 제약 조건에 기초하여 해석 결과를 보여주는 결과해석 단계를 포함하는 3D 렌더링 소프트웨어를 통해 수행되고,
상기 위상 최적화 단계의 목적함수는 정적인 하중들에 대한 부목의 강성을 증가시키는 목적을 갖는 선형 정적 해석, 부목 구조물의 고유 주파수를 최대화하기 위한 목적을 갖는 모드 해석, 주기적인 동적인 하중들에 대한 부목의 강성을 증가시키는 목적을 갖는 주파수 응답 해석 또는 이들의 조합을 포함하고,
상기 위상 최적화 단계의 설계변수는 부목의 형상밀도를 포함하고
상기 위상 최적화 단계의 제약 조건은 경량화, 응력 또는 이들의 조합을 포함하고
상기 해석 결과는 안전율, 인장, 압축, 변위, 항복율, 최대 전단 응력, Von Mises 응력 및 주 응력 또는 이들의 조합을 포함하고,
상기 암호화된 의료용 영상 이미지는 상기 병원 컴퓨터, 상기 병원 컴퓨터와 다른 복수의 병원 컴퓨터들과 상기 제조사 컴퓨터가 참여하는 블록체인 구조의 어느 하나의 블록에 기록되고,
상기 출력된 적어도 하나의 추천 부목은 적어도 2 개의 세그먼트로 분리 및 결합되는 의료용 부목을 제조하기 위한 시스템.
X-ray apparatus, computed tomography (CT or computerized axial tomography) apparatus, magnetic resonance imaging (MRI) apparatus, optical coherence tomography apparatus, ultrasound imaging apparatus PET (positron emission tomography) apparatus A medical device comprising at least one and photographing the affected area of the target patient or pet;
a hospital computer connected to the medical device to encode and record a medical video image including the affected part of a target patient or pet taken using the medical device;
receiving the encrypted medical image image from the hospital computer through a network, decrypting the encrypted medical image image, three-dimensionally modeling the decrypted medical image image, and using the three-dimensional modeled medical image image, A manufacturer computer that fixes or supports the affected part of the target patient or pet and simulates at least one recommended splint having an optimized structure for securing breathability and strength; and
and a 3D printing device connected to the manufacturer's computer to output the at least one recommended splint,
The simulation is a region in which the inside of the virtual splint is in close contact with the affected part within a virtual splint covering the whole or part of the affected part of the target patient or the pet from the medical image image and a predetermined load applied to the area. Based on the objective function, design variables and constraint conditions of the boundary condition setting step determined by , the phase optimization step of searching for an optimal shape in consideration of the boundary condition from the boundary condition setting step, and the phase optimization step It is performed through 3D rendering software including a step of interpreting the results showing,
The objective function of the phase optimization step is a linear static analysis for the purpose of increasing the stiffness of the splint against static loads, a modal analysis for the purpose of maximizing the natural frequency of the splint structure, and for periodic dynamic loads. Including frequency response analysis or a combination thereof for the purpose of increasing the stiffness of the splint,
The design variable of the phase optimization step includes the shape density of the splint,
Constraints of the phase optimization step include weight reduction, stress, or a combination thereof,
The analysis results include safety factor, tensile, compression, displacement, yield rate, maximum shear stress, Von Mises stress, and principal stress or a combination thereof,
The encrypted medical image image is recorded in any one block of the block chain structure in which the hospital computer, a plurality of hospital computers other than the hospital computer, and the manufacturer computer participate,
A system for manufacturing a medical splint in which the outputted at least one recommended splint is separated and combined into at least two segments.
병원 컴퓨터로부터 X-레이 장치, 컴퓨터 단층촬영(computed tomography: CT 또는 computerized axial tomography) 장치, MRI(magnetic resonance imaging) 장치, 광간섭 단층촬영(optical coherence tomography) 장치, 초음파 영상 장치 PET(positron emission tomography) 장치 중 적어도 하나를 포함하는 의료용 장치를 사용하여 촬영된 대상 환자 또는 애완 동물의 환부를 포함하는 암호화된 의료용 영상 이미지를 네트워크를 통해 수신하는 단계;
상기 암호화된 의료용 영상 이미지를 복호화하는 단계;
상기 복호화된 의료용 영상 이미지를 3차원 모델링하는 단계;
상기 3차원 모델링된 의료용 영상 이미지를 이용하여, 상기 대상 환자 또는 애완 동물의 환부를 고정 또는 지지하며 통기성 및 강도를 확보를 위한 최적화된 구조를 갖는 적어도 하나 이상의 추천 부목을 시뮬레이션 하는 단계; 및
상기 적어도 하나의 추천 부목을 3D 프린팅 장치를 통해 출력하는 단계를 포함하며,
상기 시뮬레이션은 상기 의료용 영상 이미지로부터 상기 대상 환자 또는 상기 애완 동물의 환부를 전체 또는 부분을 감싸는 가상의 부목 내에서 상기 가상의 부목의 내부가 상기 환부에 밀착되는 영역 및 그 영역에 가해지는 소정의 하중에 의해 결정되는 경계조건 설정 단계, 상기 경계조건 설정 단계로부터의 경계조건을 고려하여 최적의 형태를 검색하는 위상 최적화 단계 및 상기 위상 최적화 단계의 목적함수, 설계변수 및 제약 조건에 기초하여 해석 결과를 보여주는 결과해석 단계를 포함하는 3D 렌더링 소프트웨어를 통해 수행되고,
상기 위상 최적화 단계의 목적함수는 정적인 하중들에 대한 부목의 강성을 증가시키는 목적을 갖는 선형 정적 해석, 부목 구조물의 고유 주파수를 최대화하기 위한 목적을 갖는 모드 해석, 주기적인 동적인 하중들에 대한 부목의 강성을 증가시키는 목적을 갖는 주파수 응답 해석 또는 이들의 조합을 포함하고,
상기 위상 최적화 단계의 설계변수는 부목의 형상밀도를 포함하고
상기 위상 최적화 단계의 제약 조건은 경량화, 응력 또는 이들의 조합을 포함하고
상기 해석 결과는 안전율, 인장, 압축, 변위, 항복율, 최대 전단 응력, Von Mises 응력 및 주 응력 또는 이들의 조합을 포함하고,
상기 암호화된 의료용 영상 이미지는 상기 병원 컴퓨터, 상기 병원 컴퓨터와 다른 복수의 병원 컴퓨터들과 제조사 컴퓨터가 참여하는 블록체인 구조의 어느 하나의 블록에 기록되고,
상기 출력된 적어도 하나의 추천 부목은 적어도 2 개의 세그먼트로 분리 및 결합되는 의료용 부목의 제조 방법.
X-ray device from hospital computer, computed tomography (CT or computerized axial tomography) device, magnetic resonance imaging (MRI) device, optical coherence tomography device, ultrasound imaging device PET (positron emission tomography) ) receiving, through a network, an encrypted medical video image including the lesion of a target patient or pet taken using a medical device including at least one of the devices;
decrypting the encrypted medical image image;
3D modeling the decoded medical image image;
simulating at least one recommended splint having an optimized structure for securing or supporting the affected part of the target patient or pet and securing breathability and strength by using the three-dimensional modeled medical image image; and
and outputting the at least one recommended splint through a 3D printing device,
The simulation is a region in which the inside of the virtual splint is in close contact with the affected part within a virtual splint covering the whole or part of the affected part of the target patient or the pet from the medical image image and a predetermined load applied to the area. Based on the objective function, design variables and constraint conditions of the boundary condition setting step determined by , the phase optimization step of searching for an optimal shape in consideration of the boundary conditions from the boundary condition setting step, and the phase optimization step It is performed through 3D rendering software including a step of interpreting the results showing,
The objective function of the phase optimization step is a linear static analysis with the purpose of increasing the stiffness of the splint against static loads, a modal analysis with the aim of maximizing the natural frequency of the splint structure, and the periodic dynamic loads Including frequency response analysis or a combination thereof for the purpose of increasing the stiffness of the splint,
The design variable of the phase optimization step includes the shape density of the splint,
Constraints of the phase optimization step include weight reduction, stress, or a combination thereof,
The analysis results include safety factor, tensile, compression, displacement, yield rate, maximum shear stress, Von Mises stress and principal stress or a combination thereof,
The encrypted medical image image is recorded in any one block of the block chain structure in which the hospital computer, a plurality of hospital computers other than the hospital computer, and a manufacturer computer participate,
The output at least one recommended splint is separated and combined into at least two segments. A method of manufacturing a medical splint.
제 12 항에 있어서,
상기 적어도 하나 이상의 추천 부목을 시뮬레이션 하는 단계는,
상기 복호화된 의료용 영상 이미지로부터 상기 대상 환자의 환부를 전체 또는 부분을 감싸는 제 1 부목의 형태를 결정하는 단계;
상기 제 1 부목의 형태를 고려하여, 상기 통기성 및 강도를 확보를 위한 최적화된 구조를 결정하는 단계; 및
상기 통기성 및 강도를 확보를 위한 최적화된 구조를 상기 제 1 부목에 적용하여 제 2 부목을 결정하는 단계를 포함하는 의료용 부목의 제조 방법.
13. The method of claim 12,
The step of simulating the at least one or more recommended splints includes:
determining the shape of a first splint covering the whole or part of the affected part of the target patient from the decoded medical image image;
determining an optimized structure for securing the breathability and strength in consideration of the shape of the first splint; and
and determining a second splint by applying an optimized structure for securing the breathability and strength to the first splint.
제 13 항에 있어서,
상기 통기성 및 강도를 확보를 위한 최적화된 구조는
상기 통기성 확보를 위한 기공의 모양, 크기 및 패턴 그리고 부목의 내부면과 외부면의 서로 다른 강도를 갖는 2중 구조 중 적어도 하나 이상의 결합으로 결정되는 의료용 부목의 제조 방법.
14. The method of claim 13,
The optimized structure for securing the breathability and strength is
A method of manufacturing a medical splint determined by combining at least one of a shape, size and pattern of pores for securing the breathability, and a double structure having different strengths of an inner surface and an outer surface of the splint.
제 13 항에 있어서,
상기 통기성 및 강도를 확보를 위한 최적화된 구조를 상기 제 1 부목에 적용하여 제 2 부목을 결정하는 단계는 경계조건 설정, 위상 최적화, 및 결과해석을 통해 수행되는 의료용 부목의 제조 방법.
14. The method of claim 13,
The step of determining the second splint by applying the optimized structure for securing the breathability and strength to the first splint is a method of manufacturing a medical splint which is performed through boundary condition setting, phase optimization, and result analysis.
제 13 항에 있어서,
상기 제 1 부목 또는 상기 제 2 부목이 상기 3차원 모델링된 의료용 영상 이미지의 상기 대상 환자의 환부에 착용되도록 3차원 모델링하는 단계; 및
상기 제 1 부목 또는 상기 제 2 부목이 착용된 상기 3차원 모델링된 의료용 영상 이미지를 디스플레이 하는 단계를 더 포함하는 의료용 부목의 제조 방법.
14. The method of claim 13,
3D modeling so that the first splint or the second splint is worn on the affected part of the target patient of the 3D modeled medical image image; and
The method of manufacturing a medical splint further comprising displaying the 3D modeled medical image image in which the first splint or the second splint is worn.
제 12 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 추천 부목을 출력하는 단계 전에,
상기 적어도 하나 이상의 추천 부목에 대한 시뮬레이션 결과를 담당 의사 또는 의뢰자 컴퓨터에게 전달하는 단계;
상기 적어도 하나 이상의 추천 부목에 대한 상기 담당 의사 또는 상기 의뢰자 컴퓨터의 제 1 피드백 정보를 반영하여, 상기 추천 부목의 형태 및 색상, 상기 통기성 확보를 위한 기공의 모양, 크기 및 패턴 중 적어도 하나 이상을 수정 또는 변경하는 단계; 및
상기 수정 또는 변경된 추천 부목에 대한 정보를 상기 담당 의사 또는 상기 의뢰자 컴퓨터에게 전달하는 단계를 더 포함하는 의료용 부목의 제조 방법.
13. The method of claim 12,
Before the step of outputting the at least one recommended splint,
transmitting a simulation result of the at least one or more recommended splints to a doctor in charge or a client computer;
At least one of the shape and color of the recommended splint and the shape, size, and pattern of pores for securing the breathability is modified by reflecting the first feedback information of the doctor in charge or the client computer for the at least one or more recommended splints or changing; and
The method of manufacturing a medical splint further comprising transmitting information on the modified or changed recommended splint to the doctor in charge or the client computer.
제 17 항에 있어서,
상기 대상 환자 또는 상기 대상 환자와 관련된 사람의 제 2 피드백 정보를 반영하여, 상기 추천 부목의 표면에 상기 제 2 피드백 정보를 프린팅하는 단계를 더 포함하며,
상기 제 2 피드백 정보는 상기 추천 부목의 표면에 프린팅할 디자인 무늬, 이미지 또는 상기 대상 환자의 쾌유를 바라는 문구를 포함하는 의료용 부목의 제조 방법.
18. The method of claim 17,
Reflecting the second feedback information of the target patient or a person related to the target patient, further comprising the step of printing the second feedback information on the surface of the recommendation splint,
The second feedback information is a method of manufacturing a medical splint including a design pattern to be printed on the surface of the recommended splint, an image, or a phrase wishing for the recovery of the target patient.
제 12 항에 있어서,
상기 의료용 영상 이미지는 DICOM(Digital Imaging and Communications in Medicine) 파일 포맷의 이미지 파일을 특징으로 하는 의료용 부목의 제조 방법.
13. The method of claim 12,
The medical image image is a method of manufacturing a medical splint, characterized in that the image file of the DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine) file format.
제 12 항에 있어서,
상기 암호화된 의료용 영상 이미지를 수신하는 단계는, 블록 체인 구조에 기반하여 수행되는 단계를 포함하는 의료용 부목의 제조 방법.
13. The method of claim 12,
The method of manufacturing a medical splint comprising the step of receiving the encrypted medical image image is performed based on a block chain structure.
제 20 항에 있어서,
상기 블록 체인 구조에 기반하여 수행되는 단계는,
상기 의료용 영상 이미지가 상기 병원 컴퓨터에 의해 제조사 컴퓨터에 전송되는 단계;
상기 의료용 영상 이미지의 전송에 대하여 검증하는 단계;
상기 의료용 영상 이미지를 포함하는 블록을 생성하는 단계;
상기 생성된 블록에 대하여 검증하는 단계;
상기 검증된 블록을 블록체인에 연결하는 단계를 포함하는 의료용 부목의 제조 방법.
21. The method of claim 20,
The steps performed based on the block chain structure are:
transmitting the medical image image to the manufacturer's computer by the hospital computer;
verifying the transmission of the medical imaging image;
generating a block including the medical image image;
verifying the generated block;
A method of manufacturing a medical splint comprising the step of linking the verified block to a block chain.
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