KR20210008591A - Control method for appratus for joint rehabilitation - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 관절 재활 기기의 제어 방법에 관한 것으로서 지속적인 수동운동(Continuous Passive Motion, CPM)을 활용한 관절 재활 기기의 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for controlling a joint rehabilitation device, and to a method for controlling a joint rehabilitation device using a continuous passive motion (CPM).
또한 본 발명은 지속적인 수동운동 시 견인 동작(Traction)과 활주 동작(Gliding)을 통해 관절의 통증을 최소화시킬 수 있는 관절 재활 기기의 제어 방법에 관한 것이다.In addition, the present invention relates to a control method of a joint rehabilitation device capable of minimizing joint pain through traction and gliding during continuous manual movement.
일반적으로 재활 기기는 단위 근력이 약화된 노인, 장애인 또는 근골격계 환자들의 회복을 위해 사용될 수 있다. 단위 근력 약화나 수술로 인해 보행능력이 떨어지는 사람들은 장기간 움직이지 못하기 때문에 보행에 필요한 관절이 굳게 되며 재활 기기는 이러한 굳은 관절을 풀어 주기 위해 사용될 수 있다. 특히, 무릎관절 수술 환자의 경우 수술 부위의 회복을 위해 장기간 고정 장치에 의해 움직이지 않는 상태로 있기 때문에 고정 장치를 푼 후에는 관절 재활을 위해 재활 기기 사용이 중요하다.In general, the rehabilitation device can be used for recovery of the elderly, disabled, or musculoskeletal patients with weakened unit muscle strength. People who have reduced walking ability due to unit muscle weakness or surgery cannot move for a long time, so the joints necessary for walking are hardened, and a rehabilitation device can be used to release these hardened joints. Particularly, in the case of knee joint surgery patients, it is important to use a rehabilitation device for joint rehabilitation after the fixation device is released, since it is not moved by the fixation device for a long time to recover the surgical site.
그런데 종래의 재활 기기의 경우 단순히 관절을 접었다 피는 1차원 직선 왕복운동방식으로 재활을 수행한다. 따라서, 다축 복합운동을 갖는 무릎 관절에 적용하는 경우 관절낭 내에서 뼈 말단끼리 충돌이 일어나 재활 시 관절이 붓고 염증이 발생하는 문제점이 있었다. However, in the case of a conventional rehabilitation device, rehabilitation is performed using a one-dimensional linear reciprocating motion method simply folded and blood joints. Therefore, when applied to a knee joint having a multi-axis complex motion, there is a problem that the ends of the bones collide with each other in the joint capsule, causing joint swelling and inflammation during rehabilitation.
따라서, 보다 효과적으로 관절 재활 운동을 수행시킬 수 있는 관절 재활 기기 및 이의 제어 방법에 대한 연구가 요구되고 있는 실정이다.Therefore, research on a joint rehabilitation device capable of performing joint rehabilitation exercise more effectively and a control method thereof is required.
본 발명은 지속적 수동 운동 치료 시 통증을 최소화시고 재활 효과를 높일 수 있는 관절 재활기기의 제어 방법을 제공하는데 발명의 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a control method of a joint rehabilitation device capable of minimizing pain and enhancing a rehabilitation effect during continuous passive exercise therapy.
본 발명의 일 실시예에 따른 관절 재활 기기의 제어 방법은, 인체의 일부를 지지하기 위한 지지부를 가지고, 견인 동작과 활주 동작을 이용하여 인체의 관절을 재활하기 위한 관절 재활 기기의 제어 방법에 있어서, 상기 관절 재활 기기를 제어하기 위한 제어 수단을 통하여 상기 관절 재활 기기의 가동 시간, 가동 속도, 가동 횟수 및 관절 각도 중 어느 하나 이상이 제어될 수 있다.A method for controlling a joint rehabilitation device according to an embodiment of the present invention includes a support for supporting a part of a human body, and a method for controlling a joint rehabilitation device for rehabilitation of a joint of the human body using a traction motion and a sliding motion. , Any one or more of an operation time, an operation speed, an operation number, and a joint angle of the joint rehabilitation device may be controlled through a control means for controlling the joint rehabilitation device.
본 발명의 일 실시예에 따른 관절 재활 기기의 제어 방법에 따르면, 관절에 견인 동작과 다축 구동 동작을 수행하는 관절 재활 기기를 이상적으로 제어함으로써 환자가 느끼는 통증을 최소화하고 회복을 앞당길 수 있다.According to the control method of a joint rehabilitation device according to an embodiment of the present invention, by ideally controlling a joint rehabilitation device that performs a traction motion and a multi-axis drive motion on a joint, it is possible to minimize pain felt by a patient and accelerate recovery.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 관절 재활 기기의 개략 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 관절 재활 기기의 개략 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 관절 재활 기기의 개략 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 관절 재활 기기의 개략 측면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 관절 재활 기기의 구성 블럭도이다.1 is a schematic perspective view of a joint rehabilitation device according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic exploded perspective view of a joint rehabilitation device according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic plan view of a joint rehabilitation device according to an embodiment of the present invention.
4 is a schematic side view of a joint rehabilitation device according to an embodiment of the present invention.
5 is a block diagram of a joint rehabilitation device according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Prior to the detailed description of the present invention, terms or words used in the present specification and claims described below should not be construed as being limited to their usual or dictionary meanings, and the inventors shall use their own invention in the best way. For explanation, based on the principle that it can be appropriately defined as a concept of terms, it should be interpreted as a meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention. Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are only the most preferred embodiments of the present invention, and do not represent all the technical spirit of the present invention, and various equivalents that can replace them at the time of application It should be understood that there may be water and variations.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음을 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지의 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In this case, it should be noted that the same components in the accompanying drawings are indicated by the same reference numerals as possible. In addition, detailed descriptions of known functions and configurations that may obscure the subject matter of the present invention will be omitted. For the same reason, some components in the accompanying drawings are exaggerated, omitted, or schematically illustrated, and the size of each component does not entirely reflect the actual size.
또한, 본 명세서에서 상측, 하측, 측면 등의 표현은 도면에 도시를 기준으로 설명한 것이며, 해당 대상의 방향이 변경되면 다르게 표현될 수 있음을 미리 밝혀둔다.In addition, in the present specification, expressions such as the upper side, the lower side, and the side are described with reference to the drawings in the drawings, and it should be noted in advance that if the direction of the object is changed, it may be expressed differently.
CPM(Continuous Passive Motion)기기는 연조직의 외과적 처치나 외상 이후 제1 기 재활(phase 1 rehabilitation)에 사용된다. 제1 기 재활의 목적은 수술 후 통증 제거, 염증 감소, 특정면에서의 수동운동 제공, 그리고 치유 과정이나 조직을 보호하는 것에 있다. CPM 기기는 통제된 관절가동범위(Range of Motion, ROM) 안에서 일정하게 움직여 관절 재활을 보조한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 관절 재활 기기는 이러한 CPM 기기의 일종으로서, CPM 기기가 사용되는 다양한 관절부위에 사용가능하다. 이하에서는 본 발명에 따른 관절 재활 기기가 무릎 재활에 사용되는 구성을 예로 들어 설명한다.The CPM (Continuous Passive Motion) device is used for the surgical treatment of soft tissues or for
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 관절 재활 기기의 개략 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 관절 재활 기기의 개략 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 관절 재활 기기의 개략 평면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 관절 재활 기기의 개략 측면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 관절 재활 기기의 구성 블럭도이다.1 is a schematic perspective view of a joint rehabilitation device according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a schematic exploded perspective view of a joint rehabilitation device according to an embodiment of the present invention, and Figure 3 is a schematic perspective view of a joint rehabilitation device according to an embodiment of the present invention. A schematic plan view of a joint rehabilitation device, FIG. 4 is a schematic side view of a joint rehabilitation device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a block diagram of a configuration of a joint rehabilitation device according to an embodiment of the present invention.
도 1 내지 도 4를 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 관절 재활 기기(1)는 베이스 플레이트(100), 베이스 플레이트(100)에 슬라이드 이동 가능하게 삽입결합되는 제1 로드(210), 제1 로드(210)에 일측 단부가 회전가능하게 연결되고 상기 베이스 플레이트(100)가 구비된 방향으로 연장되는 제2 로드(220), 제2 로드(220)의 연장된 단부에 회전가능하게 연결되는 제3 로드(230), 제3 로드(230)에 일측 단부가 커넥터(400)에 의해 연결되고 타측 단부에는 지지대(600)가 회전가능하게 연결된 제4 로드(240), 베이스 플레이트(100)의 제1 축(110)을 따라 슬라이드 이동하는 가이드 플레이트(700) 및 가이드 플레이트(700)와 제4 로드(240)에 연결되어 가이드 플레이트(700)가 제1 축(110)을 따라 슬라이드 이동하는 경우 제4 로드(240)를 회전시키는 제5 로드(250)를 포함할 수 있다.1 to 4, the
여기서 제1 로드(210) 제2 로드(220), 제2 로드(220)와 제3 로드(230), 제 4로드(240)와 제5 로드(250)는 서로 상대 회전가능하게 회전 연결체(10)에 의해 연결될 수 있다. 회전 연결체(10)는 제1 로드 내지 제5 로드 부재를 서로 상대회전 가능하게 연결할 수 있는 부재라면 당업계에서 통용되는 다양한 커넥팅 부재가 사용될 수 있다.Here, the
베이스 플레이트(100)는 관절 재활 기기(1)의 저면에 배치될 수 있다. 베이스 플레이트(100)의 내측에는 개구(100a)가 형성될 수 있다. 개구(100a)에는 제1 축(110)이 베이스 플레이트(100)의 길이방향으로 구비될 수 있다. 여기서 방향에 대한 용어를 정의하면, 길이방향이란 도 1을 기준으로 x축방향을 의미하고, 폭방향이란 도 1을 기준으로 y축 방향을 의미한다.The
제1 축(110)에는 가이드 플레이트(700)가 슬라이드 이동 가능하게 구비될 수 있다. 예를 들어 제1 축(110)의 외주면에는 나사산이 형성되어 있고, 가이드 플레이트(700)의 내부에는 제1 축(110)의 외주면에 형성된 나사산에 치합되어 회전하는 스테핑 모터(미도시)가 구비될 수 있다. 따라서, 스테핑 모터가 회전하는 경우 가이드 플레이트(700)는 제1 축(110)을 따라 왕복 이동할 수 있다.A
가이드 플레이트(700)의 양측 단부에는 제5 로드(250)가 연결될 수 있다. 제5 로드(250)는 일측 단부가 가이드 플레이트(700)에 회전가능하게 연결될 수 있으며, 제5 로드(250)의 타측 단부는 제4 로드(240)에 회전 가능하게 연결될 수 있다. 이에 따라 가이드 플레이트(700)가 제1 축(110)을 따라 이동하는 경우, 제5 로드(250)는 제4 로드(240)를 회전시킬 수 있다. The
제4 로드(240)에는 제5 로드(250)가 연결될 수 있다. 제4 로드(240)는 제5 로드(250)에 의해 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전할 수 있다. 제4 로드(240)가 회전 운동하는 경우 환자의 무릎에 슬라이드 동작이 인가될 수 있다. 제4 로드(240)는 일측 단부가 커넥터(400)에 의해 제3 로드(230)와 연결될 수 있다. 제4 로드(240)의 타측 단부에는 사용자의 발을 지지하는 지지대(600)가 회전가능하게 연결될 수 있다.The
커넥터(400)는 제4 로드(240)에 결합되는 제1 부재(410) 및 제3 로드(230)에 결합되는 제2 부재(420)를 포함할 수 있다. 제 1 부재(410)는 제4 로드(240)와 평행한 방향으로 구비되는 제2 축(411)을 포함할 수 있으며, 제2 부재(420)는 일측이 제1 부재(410)의 제2 축(411)에 결합되어 제2 축(411)을 따라 왕복 이동할 수 있다. 예를 들어, 제2 축(411)의 외주면에는 나사산이 형성되어 있고, 제2 부재(420)의 내측에는 제2 축(411)의 나사산에 치합되어 회전하는 스테핑 모터가 구비될 수 있다. 따라서 스테핑 모터 동작 시 제2 부재(420)는 제2 축(411)을 따라 왕복이동할 수 있다. 제2 부재(420)에는 제3 로드(230)가 연결될 수 있다. 예를 들어, 제3 로드(230)는 일측이 제2 로드(220)에 회전가능하게 연결되고 타측이 제2 부재(420)에 연결될 수 있다. 이때, 제2 부재(420)에는 제3 로드(230)와 수직한 방향으로 구비되고 외주면에 나사산이 형성된 제3 축(421)이 구비될 수 있다. 제3 로드(230)는 제3 축(421)을 따라 왕복 이동할 수 있다. 예를 들어, 제3 로드(230)의 단부에는 제3 축(421)의 나사산에 치합되는 스테핑 모터가 구비될 수 있으며, 스테핑 모터의 동작에 의해 제3 로드(230)의 타측 단부는 제3 축(421)을 따라 왕복 이동할 수 있다.The
제2 로드(220)는 일측 단부가 제1 로드(210)에 회전 가능하게 연결될 수 있으며, 예를 들어 제2 로드(220)는 제1 로드(210)의 상측으로 절곡된 일측 단부에 회전가능하게 연결될 수 있다. 또한 제3 로드(230)는 제2 로드(220)의 타측 단부에 일측 단부가 회전 가능하게 연결될 수 있으며, 제3 로드(230)의 타측 단부에는 전술한 커넥터(400)의 제2 부재(420)가 구비될 수 있다.One end of the
한편, 폭방향 양측으로 배치된 제2 로드(220) 사이에는 제1 지지부(310)가 구비될 수 있다. 제1 지지부(310)는 환자의 무릎 상부, 즉, 대퇴부를 지지하기 위해 구비될 수 있으며, 중공이 형성된 원기둥 형상으로 구비될 수 있다. 제1 지지부(310)는 제1 승강부(510)에 의해 제2 로드(220)에 대해 소정 거리 승강가능하게 제2 로드(220)에 연결될 수 있다. 제1 승강부(510)는 예를 들어, 제1 지지부(310)의 폭방향 양측에 결합되고 내측에 제4 축(511a)이 구비된 제1 하우징(511) 및 제2 로드(220)에 연결되고 일측이 제4 축(511a)에 결합되어 제4 축(511a)을 따라 왕복 이동하는 제1 브라켓(512)을 포함할 수 있다. 여기서 제4 축(511a)의 외주면에는 나사산이 형성될 수 있으며, 제1 브라켓(512)의 일측 내부에는 제4 축(511a)의 나사산에 치합되는 스테핑 모터가 구비될 수 있다. 따라서, 스테핑 모터가 구동하는 경우 제1 지지부(310)는 승강할 수 있다.Meanwhile, a
또한, 폭방향 양측으로 배치된 제4 로드(240) 사이에는 제2 지지부(320)가 구비될 수 있다. 제2 지지부(320)는 환자의 무릎 하부, 즉, 정강이를 지지하기 위해 구비될 수 있으며, 중공이 형성된 원기둥 형상으로 구비될 수 있다. 제2 지지부(320)의 내주면에는 볼베어링(321)이 구비될 수 있다. 따라서 제2 지지부(320)의 내주면은 외주면에 대해 원기둥의 중심축을 기준으로 회전운동할 수 있다. 제2 지지부(320)는 제4 로드(240)에 대해 제2 승강부(520)에 의해 소정 거리 승강 가능하게 제4 로드(240)에 연결될 수 있다. 제2 승강부(520)는 예를 들어, 제2 지지부(320)의 폭방향 양측에 결합되고 내측에 제5 축(521a)이 구비된 제2 하우징(521) 및 제4 로드(240)에 연결되고 일측이 제5 축(521a)에 결합되어 제5 축(521a)을 따라 왕복이동하는 제2 브라켓(522)을 포함할 수 있다. 여기서 제5 축(521a)의 외주면에는 나사산이 형성될 수 있으며, 제2 브라켓(522)의 일측 내부에는 제5 축(521a)의 나사산에 치합되는 스테핑 모터가 구비될 수 있다. 따라서 스테핑 모터가 구동하는 경우 제2 지지부(320)는 승강할 수 있다.In addition, a
이상, 본 발명의 일 실시예에 따른 관절 재활 기기(1)의 개략적인 구성에 대해 설명하였으며, 이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 관절 재활 기기(1)에서 재활 운동이 수행되는 과정에 대해 설명한다.In the above, a schematic configuration of the
우선, 환자의 무릎 상부는 제1 지지부(310)에 고정되고, 무릎 하부는 제2 지지부(320)에 고정될 수 있다. 환자의 다리가 고정된 경우, 커넥터(400)의 제2 부재(411)에 구비된 스테핑 모터가 작동될 수 있다. 제2 부재(411)에 구비된 스테핑 모터는 제3 로드(230)와 제4 로드(240)가 서로 멀어지도록 구동될 수 있으며, 이에 따라 무릎 관절에 대한 견인 동작이 수행되어 무릎 관절 낭 내의 인접한 뼈 사이의 거리가 증가되어 관절낭내 공간의 압력이 줄어들수 있다.First, the upper part of the patient's knee may be fixed to the
이와 같이 견인 동작이 수행된 후에 무릎 관절에 대한 슬라이드 동작이 수행될 수 있다. 다시 말해, 커넥터(400)에 의해 관절낭 사이의 공간이 확장된 후에, 가이드 플레이트(700)가 제1 축(110)을 따라 슬라이드 이동할 수 있다. 가이드 플레이트(700)가 제1 축(110)을 따라 슬라이드 이동하는 경우, 가이드 플레이트(700)와 제4 로드(240)에 연결된 제5 로드(250)에 의해 제4 로드(240)는 회전하게 되며 이데 따라 제4 로드(240)의 제2 지지부(320)에 고정된 무릎 하측 뼈가 슬라이드 이동할 수 있다.After the traction operation is performed in this way, the slide operation for the knee joint may be performed. In other words, after the space between the joint capsules is expanded by the
이와 같이 재활 운동 과정 중에 견인 동작을 수행함으로써 본 발명의 일 실시예에 따른 관절 재활 기기는 무릎 관절낭 내 인접하게 배치되는 뼈와 뼈사이의 마찰에 의한 염증, 통증 등을 감소시킬 수 있으며, 결과적으로 효과적으로 재활 운동을 수행할 수 있다.In this way, by performing a traction operation during the rehabilitation exercise process, the joint rehabilitation device according to an embodiment of the present invention can reduce inflammation and pain caused by friction between bones and bones disposed adjacent to the knee joint capsule, and as a result You can effectively perform rehabilitation exercises.
본 발명에 따른 관절 재활 기기는 제어 수단(900)에 의해 제어될 수 있다. 제어 수단(900)은 관절 재활 기기(1)에 연결되는데, 관절 재활 기기(1)에 구성되거나 관절 재활 기기(1)의 외부에 구성될 수 있다. 제어 수단(900)은 제어 보드, 모니터링 대시보드 및 이에 적용되는 펌웨어 등을 가지는 소프트웨어를 포함할 수 있다. 관절 재활 기기(1)의 제어는 기기의 가동 시간, 가동 속도, 가동 횟수 및 기기의 각종 관절이나 인체 관절 각도의 제어를 통하여 이루어질 수 있다. 즉, 환자의 통증을 최소화하면서 재활 치료 효과를 극대화할 수 있다.The joint rehabilitation device according to the present invention may be controlled by the control means 900. The control means 900 is connected to the
상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위 내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명의 속하는 기술분야의 통상의 기술자들에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.In the above, the configuration and features of the present invention have been described based on the embodiments according to the present invention, but the present invention is not limited thereto, and various changes or modifications can be made within the spirit and scope of the present invention. It is obvious to those skilled in the art, and therefore, such changes or modifications are found to be within the scope of the appended claims.
1: 관절 재활 기기
100: 베이스 플레이트
110: 제1 축
210: 제1 로드
220: 제2 로드
230: 제3 로드
240: 제4 로드
250: 제5 로드
310: 제1 지지부
320: 제2 지지부
400: 커넥터
410: 제1 부재
420: 제2 부재
510: 제1 승강부
520: 제2 승강부
600: 지지대
700: 가이드 플레이트
900: 제어 수단1: joint rehabilitation device 100: base plate
110: first axis 210: first rod
220: second rod 230: third rod
240: fourth rod 250: fifth rod
310: first support 320: second support
400: connector 410: first member
420: second member 510: first lifting unit
520: second lifting unit 600: support
700: guide plate 900: control means
Claims (1)
상기 관절 재활 기기를 제어하기 위한 제어 수단을 통하여 상기 관절 재활 기기의 가동 시간, 가동 속도, 가동 횟수 및 관절 각도 중 어느 하나 이상이 제어되는 것을 특징으로 하는 관절 재활 기기의 제어 방법.In the control method of a joint rehabilitation device for rehabilitation of the joints of the human body by using a traction motion and a sliding motion, having a support for supporting a part of the human body,
A method for controlling a joint rehabilitation device, characterized in that at least one of an operation time, an operation speed, an operation number, and a joint angle of the joint rehabilitation device is controlled through a control means for controlling the joint rehabilitation device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020190084871A KR20210008591A (en) | 2019-07-15 | 2019-07-15 | Control method for appratus for joint rehabilitation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020190084871A KR20210008591A (en) | 2019-07-15 | 2019-07-15 | Control method for appratus for joint rehabilitation |
Publications (1)
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KR20210008591A true KR20210008591A (en) | 2021-01-25 |
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Family Applications (1)
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2019
- 2019-07-15 KR KR1020190084871A patent/KR20210008591A/en unknown
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