KR20210106721A - 족부 맞춤 3d 인솔 모델링 방법 및 서버 - Google Patents

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KR20210106721A
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임성순
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Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 인솔 제작 서버는, 상기 환자의 좌우 족부 데이터를 입력 받는 입력부, 입력 받은 좌우 족부 데이터를 기초로 상기 환자의 인솔 모델링 데이터를 생성하는 모델링부 및 생성된 인솔 모델링 데이터를 3D 프린터로 송신하는 통신부를 포함한다.
본 발명에 의하면, 환자의 발 치수에 대한 데이터에 더하여, 환자의 진단 정보에 따라 특수 제작이 필요한 부분을 지정해 줌으로써, 인솔을 착용한 환자의 발 건강을 증진시켜 줄 수 있다.

Description

족부 맞춤 3D 인솔 모델링 방법 및 서버{3D INSOLE MODELING METHOD AND SERVER FOR FOOT-FIT}
본 발명은 족부 맞춤 3D 인솔 모델링 방법 및 서버에 관한 것이다. 보다 자세하게는 환자의 족부 진단 결과와 족부 데이터를 취합하여 환자의 발 건강을 증진시켜줄 수 있는 인솔을 3D 프린팅으로 제작할 수 있는 방법 및 서버에 관한 것이다.
일반적으로, 신발은 인체의 발을 보호하기 위하여 착용하는 것으로서, 운동을 할 때 신는 스포츠화, 양복이나 정장을 입었을 때 신는 구두, 기계나 건설, 토목 분야의 현장에서 작업을 할 때 신는 안전화, 산을 오를 때 신는 등산화 등 다양한 종류가 있다.
대부분의 신발은 지면과 접촉하게 되는 바닥창(Out-sole, 아웃솔)과, 바닥창의 상부에 위치하여 발을 지지하고 신발의 착용감을 향상시키는 중창(Mid-sole. 미드솔), 신발의 안쪽 바닥부로서 발을 직접 지지해주는 안창(Insole, 인솔), 신발의 윗부분, 발등을 감싸주며 전체적인 외관 디자인과 형태를 유지해주는 갑피로 구성된다.
이중 인솔은 발을 직접 지지해주는 구성 요소인 바, 신발 바닥면에 안착되어 사람의 발을 편안하게 해준다.
인솔은 사용자의 필요에 따라 다양한 형태가 존재하는데, 대표적으로 운동 선수가 특정 종목에 참여하기 위해 사용되는 스포츠용 인솔, 족부 질병을 치료하기 위한 의료용 인솔, 자세를 교정하기 위한 교정용 인솔이 존재한다. 특히, 발은 인체의 건강과 밀접한 연관이 있기 때문에, 발바닥에 밀착되는 인솔의 역할이 매우 중요하다고 할 수 있다.
이 중 의료용 인솔의 경우, 허리, 무릎, 발의 통증, 자세 이상, 척추 측만, 평발, 다리 길이 차이, 걸음 걸이 이상, OX형 자리, 관절염, 당뇨 등 각종 질병을 치료하거나 교정하기 위해 환자 맞춤으로 제작된다. 그러나 종래의 의료용 인솔의 경우, 환자의 발을 석고를 이용하여 제작하는 것에서부터 제작된 모형을 성형하는 과정까지 모든 작업이 수작업으로 진행된다. 그에 따라, 의료용 인솔은 제작 기간이 길뿐만 아니라, 제작 비용이 비싸다는 단점이 존재한다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 등록특허 제10-1601688호는 3D 프린터를 이용한 맞춤형 신발, 그 제조 장치 및 방법에 관한 것으로서, 3차원 스캔을 통해 사용자의 발을 스캔한 후, 3D 프린터를 이용하여 개인의 발에 맞는 신발을 제작하는 방법을 개시하고 있다.
하지만 종래의 신발 제작 시스템은 스캐닝된 발 데이터에서 발 길이 및 둘레만을 추출하여 신발을 제작하기 때문에, 제작의 편의성은 존재하지만 사용자의 발 특성, 건강을 고려한 신발이라고 할 수 없다.
이에 수작업에 따른 제작 공정을 대폭 개선하여 제작 기간 및 제작 비용을 큰 폭으로 개선하되, 사용자의 발 특성 및 건강을 고려한 인솔의 제작 방법 및 이를 수행하는 서버가 요구된다.
한국등록특허 제10-1601688호(2016.03.03.)
본 발명은 환자의 진단 정보뿐만 아니라, 스캐닝된 발 데이터를 기초로 환자의 건강 상태, 진단 정보를 고려한 인솔을 3D 프린터를 이용하여 제작하는 방법 및 이를 수행하는 서버를 제공할 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 족부 맞춤 3D 인솔 모델링 방법은 환자의 처방 정보를 포함하는 좌우 족부 데이터를 획득하는 단계, 상기 좌우 족부 데이터를 기초로 환자의 인솔 모델링 데이터를 생성하는 단계 및 상기 인솔 모델링 데이터를 이용하여 3차원의 족부 맞춤형 인솔을 제작하는 단계를 포함한다.
일 실시 예에 따르면, 상기 좌우 족부 데이터는, 환자의 좌우 발 스캐닝 데이터, 환자의 좌우 발바닥 위치 별, 환자의 정적 또는 동적 보행 데이터, 평형 감각 데이터를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 환자의 처방 정보는, 환자의 좌우 발바닥에서 자극이 필요한 위치 정보, 위치 별 높이 정보, 앞뒤/좌우 기울기 정보 및 강도(Stiffness) 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 환자의 인솔 모델링 데이터는, 상기 환자의 좌우 족부에 직접적으로 접촉하는 상부 인솔 모델링 데이터 및 상기 상부 인솔과 신발 사이에 배치되는 하부 인솔 모델링 데이터를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 인솔 제작 서버는, 상기 환자의 좌우 족부 데이터를 입력 받는 입력부, 입력 받은 좌우 족부 데이터를 기초로 상기 환자의 인솔 모델링 데이터를 생성하는 모델링부 및 생성된 인솔 모델링 데이터를 3D 프린터로 송신하는 통신부를 포함한다.
일 실시 예에 따르면, 상기 좌우 족부 데이터는, 환자의 처방 정보 환자의 좌우 발바닥 위치 별, 환자의 정적 또는 동적 보행 데이터 및 평형 감각 데이터를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 환자의 처방 정보는, 환자의 좌우 발바닥에서 자극이 필요한 위치 정보, 위치 별 높이 정보, 앞뒤/좌우 기울기 정보 및 강도(Stiffness) 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 환자의 인솔 모델링 데이터는, 상기 환자의 좌우 족부에 직접적으로 접촉하는 상부 인솔 모델링 데이터 및 상기 상부 인솔과 신발 사이에 배치되는 하부 인솔 모델링 데이터를 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 환자의 발 치수에 대한 데이터에 더하여, 환자의 진단 정보에 따라 특수 제작이 필요한 항목(예. 내반, 외반 지지 각도, 강도)들을 지정해 줌으로써, 인솔을 착용한 환자의 발 건강을 증진시켜 줄 수 있다.
본 발명에 의하면, 인솔의 공정 단계를 대폭 단축시키고, 인솔 제작을 위한 제조 인력을 감소시키므로, 인솔 제작에 소모되는 비용을 절감할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해 될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 포함하는 족부 맞춤 3D 인솔 모델링 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 인솔 제작 서버의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 족부 스캐닝 데이터를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 인솔 제작 서버가 수신하는 위험 예측 지수를 나타낸 도면이다.
도 5및 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 두 가지의 인솔을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 족부 맞춤 3D 인솔 모델링 시스템을 이용하여 인솔을 제작하는 방법의 흐름을 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다. 본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.
본 명세서에서 사용되는 "포함한다 (comprises)" 및/또는 "포함하는 (comprising)"은 언급된 구성 요소, 단계 및/또는 동작은 하나 이상의 다른 구성 요소, 단계 및/또는 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 포함하는 족부 맞춤 3D 인솔 모델링 시스템(1000)의 구성을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 족부 맞춤 3D 인솔 모델링 시스템(1000)(이하, "인솔 모델링 시스템")은 스캐너(100), 인솔 제작 서버(200) 및 3D 프린터(300)를 포함할 수 있다.
스캐너(100)는 환자의 좌우 족부에 대한 스캐닝 데이터를 획득할 수 있다. 구체적으로, 스캐닝 데이터는 환자의 좌우 발을 3D 데이터로 구현한 데이터일 수 있다. 즉, 본 발명의 인솔 모델링 시스템(1000)은 종래에 석고틀을 이용하여 획득하였던 환자의 발 형상을 스캐너(100)를 통해 획득할 수 있으며, 이를 통해 인솔 제작 단계가 보다 간소화될 수 있다.
실시 예에 따라, 인솔 모델링 시스템(1000)은 내부에 구비된 수천 개의 압력 센서가 구비된 족압 검사 장치(미도시)를 통해 환자의 좌우 발바닥에 가해지는 압력을 측정할 수 있다. 그에 따라, 좌우 족부에 대한 데이터는, 발의 위치 별 압력(N/m2)을 발바닥 이미지 형태로 나타낸 데이터일 수 있다.
실시 예에 따라, 족압 검사 장치는 위에서 정지한 상태의 정적 보행 데이터, 환자가 스캐너(100) 위에서 걷거나 뛰는 상태의 동적 보행 데이터를 획득할 수 있으며, 이를 인솔 제작 서버(200)로 송신할 수 있다.
또한, 족압 검사 장치는 환자의 평형 감각 데이터를 획득할 수도 있다. 예를 들어, 평형 감각 데이터는 환자가 족압 검사 장치 위에 소정 시간 동안 서 있는 동안, 환자의 왼발 및 오른발에서의 족저압 중심(Center of Pressure) 변위를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 설명의 편의를 위해, 환자의 좌우 족부에 대한 데이터를 획득하는 장치를 "족압 검사 장치"라고 정의하였으나, 이에 제한되지 않는 각종 장치가 본 발명의 좌우 족부 데이터를 획득하기 위해 적용될 수 있다.
도 2를 참조하면, 인솔 제작 서버(200)는 환자의 좌우 족보 데이터를 이용하여 인솔 모델링 데이터를 생성하는 서버로서, 입력부(210), 모델링부(220) 및 통신부(230)를 포함할 수 있다.
입력부(210)는 환자의 처방 정보를 포함하는 좌우 족보 데이터를 제작자로부터 입력 받을 수 있으며, 이를 위해, 인솔 제작 서버(200)는 인솔 모델링 데이터를 생성하기 위한 웹 어플리케이션(웹 사이트)를 운영할 수 있다.
실시 예에 따라, 입력부(210)는 환자의 처방 정보가 작성된 서류를 스캔함으로써, 환자의 처방 정보를 획득할 수 있다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 족부 스캐닝 데이터를 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 인솔 제작 서버가 수신하는 위험 예측 지수를 나타낸 도면이다.
도 3a 내지 도 3c를 참조하면, 인솔 모델링 데이터를 생성하는 인솔 제작 서버(200)는 다음과 같은 족부 데이터를 입력 받을 수 있으며, 구체적인 해석은 다음과 같다.
도 3a를 참조하면, 환자의 발바닥에 다음과 같은 압력이 가해질 수 있으며, 좌우 발바닥의 압력 그래프가 정적 보행 데이터일 수 있다. 구체적으로, 정적 보행 데이터는 사용자의 전후 또는 좌우 기준으로 무게 중심(Balance)이 어느 쪽으로 기울어져 있는지에 대한 정보가 백분율(%)로 표현될 수 있다.
여기서, 발바닥의 위치 별로, 면적 당 압력이 높을수록 빨간색으로 표현될 수 있으며, 압력이 낮을수록 파란색으로 표현될 수 있다. 즉, 환자가 서 있는 상태에서 발 앞꿈치 중앙과 발 뒤꿈치 중앙에 가장 높은 압력이 가해지는 것을 확인할 수 있다.
도 3b를 참조하면, 환자의 왼쪽 발바닥에 다음과 같은 압력이 가해질 수 있음을 확인할 수 있다. 여기서, 환자의 왼쪽 발이 족압 검사 장치를 밟고 지나가는 짧은 시간 동안 측정되는 왼쪽 발바닥의 시간 별 압력 그래프가 동적 보행 데이터일 수 있다.
도 3c를 참조하면, 동적 보행 데이터는 발바닥 위치 별로 다를 수 있으며, 이는 오른쪽에 도시된 그래프로 표현될 수 있다. 예를 들어, 시간(ms)-압력(N/m2) 그래프에서 각 그래프의 색상은 발바닥의 어느 일 지점에 대응되며, 발바닥의 위치 별로 압력 변화 분포가 서로 다름을 확인할 수 있다.
도 4fmf 참조하면, 인솔 제작 서버(200)는 환자의 처방 정보를 통해 좌우 풋 프린팅 그림에서 발바닥 영역 별로 부상 위험도가 높은 구역을 확인할 수 있다. 구체적으로, 가장 검게 표시된 영역이 부상 위험도가 가장 높은 영역이고, 빗금 표시된 영역이 부상 위험도가 낮거나, 중간인 영역, 어떠한 표시도 없는 영역이 부상 위험도가 없는 영역일 수 있다. 이 때, 부상 위험도는 각 발바닥 영역에 수치(%)로 표현될 수도 있다.
한편, 상술한 정보 이외에도 환자의 처방 정보에는 환자의 건강 상태에 따라 발바닥에 가해져야 하는 자극에 대한 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 좌우 발바닥에서 자극이 필요한 위치 정보, 발바닥 영역 별(앞꿈치, 뒷꿈치) 높이 정보, 앞뒤/좌우 기울기 정보 등이 환자의 처방 정보일 수 있다.
실시 예에 따라, 인솔 제작 서버(200)가 동적 보행 데이터를 통해 계산된 부상 위험도가 높은 구역을 예측할 수 있으며, 도 3과 같이 발바닥 모양 영역에 단계적으로 표현할 수 있다.
다른 실시 예에 따라, 인솔 제작 서버(200)가 환자의 직업 특성에 따라 부상 위험도를 서로 다르게 계산할 수도 있다. 즉, 직업 특성에 관계 없이 동적 보행 데이터에서 모든 발바닥 영역에 균일한 압력 분포를 가지는 것이 가장 바람직하지만, 어느 한 쪽으로 압력이 치우쳐지는 특성, 습관을 가진 환자의 경우에는 위험도를 계산하는 기준 값을 상향 조정할 수 있다. 이와 같이, 인솔 제작 서버(200)가 환자의 직업 특성에 따라 기준 값을 조정하고, 위험도를 서로 다르게 계산할 경우, 그에 맞는 인솔을 제작하기 위한 환자의 처방 정보를 획득할 수 있다.
즉, 인솔 제작 서버(200)는 환자의 처방 정보, 환자의 정적, 동적 보행 데이터 및 평형 감각 데이터를 통해 환자의 보행 습관을 판단하고, 족부 형태를 구분하며(평발, 요족, 건강한 발), 족부, 골반, 척추, 무릎에 대한 위험도, 발바닥 근육 염증성 질환 위험 부위 등을 예측할 수 있다.
모델링부(220)는 처방 정보를 포함하는 좌우 족보 데이터를 기초로 환자의 인솔 모델링 데이터를 생성할 수 있다. 이 과정에서, 모델링부(220)는 사전에 저장해 둔, 누적된 환자의 데이터를 참고할 수 있다.
인솔 제작 서버(200)는 족부 맞춤형 인솔(10)을 보다 정밀하게 제작하기 위해서 인솔(10)을 두 가지로 구분하고, 그에 맞게 인솔 모델링 데이터를 생성할 수 있다. 구체적으로, 환자의 인솔 모델링 데이터는 1) 환자의 좌우 족부에 직접적으로 접촉하는 상부 인솔 모델링 데이터, 2) 상부 인솔과 신발 사이에 배치되는 하부 인솔 모델링 데이터를 포함할 수 있다.
실시 예에 따라, 인솔 제작 서버(200)는 1)상부 인솔 모델링 데이터 및 2)하부 인솔 모델링 데이터의 사이즈(발 길이 및 폭)을 지정할 수 있으며, 두께를 지정할 수 있다. 이때, 두께의 경우, 좌우, 전후의 높이를 서로 다르게 지정하여, 기울기를 지정할 수도 있다. 예를 들어, 기울기는 지면을 기준으로 +5도~-5도 사이의 값으로 지정될 수 있으며, 기울기 값을 통해 환자의 발바닥 내반과 외반을 어느 정도의 힘으로 지지할 것인지 결정될 수 있다.
뿐만 아니라, 인솔 제작 서버(200)는 인솔 모델링 데이터에서 각 인솔의 강도(Stiffness) 방향 및 경도를 지정할 수 있으며, 인솔의 강도 방향은 발 길이를 잰 세로 중심축을 기준으로 좌측 또는 우측으로 몇 도가 기울어져 있는지 수치적으로 표현될 수 있다.
다른 실시 예에 따라, 인솔 제작 서버(200)는 2)하부 인솔 모델링 데이터 중에서도 중앙 영역의 인솔 데이터, 뒤꿈치 영역의 인솔 데이터를 구분 지어 생성할 수도 있다. 즉, 인솔 제작 서버(200)는 환자의 발바닥에 기본적으로 안착되는 기본 인솔에 추가로 발바닥 일부 영역 맞춤의 인솔 모델링 데이터 및 3D인솔을 생성하고 제작할 수 있다.
통신부(230)는 모델링부(220)가 생성한 인솔 모델링 데이터를 3D 스캐너(300)에 송신할 수 있다. 이를 위해, 통신부(230)는 4G, 5G와 같은 셀룰러 통신 네트워크를 지원할 수 있으며, Wi-Fi와 같은 무선 통신 네트워크를 지원할 수 있다. 이 외에도, 근거리에 있는 사용자 단말과 무선 통신을 위해 RF(Radio Frequency) 칩(Chip)이나 회로(circuit)를 포함할 수 있다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 두 가지의 인솔(10)을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 상, 하부 인솔 모델링 데이터를 통해 두 개의 인솔(10)(상부 인솔(10a), 하부 인솔(10b))이 제작될 수 있다. 여기서, 상부 인솔(10a)의 경우 환자의 발 바닥 사이즈와 동일하거나 크게 또는 신발 사이즈와 동일하게 제작될 수 있으며, 하부 인솔(10b)의 경우, 환자의 발 중앙부-뒤꿈치 부분과 대응되는 사이즈로 제작될 수 있다.
한편, 인솔 제작 서버(200)가 상, 하부 인솔 모델링 데이터를 다음과 같이 생성하고, 제작한 것으로 도시하였으나, 이에 제한되지 않는 다양한 형상이 생성 및 제작될 수 있다. 예를 들어, 상부 인솔(10a)(상부 인솔 모델링 데이터)가 환자의 발바닥과 동일하게 제작되고, 하부 인솔(10b)(하부 인솔 모델링 데이터)가 환자의 앞꿈치 형상과 동일하게 제작될 수 있다.
도 6을 참조하면, 모델링부(220)가 생성한 인솔 모델링 데이터를 통해 다음과 같은 다양한 형상의 인솔(갈색 형상)이 제작될 수 있다. 즉, 환자의 처방 정보, 족부 데이터에 맞게 발바닥의 전면에 인솔이 제작되거나, 내반, 외반을 제외한 영역에 맞게 인솔이 제작될 수도 있다.
다시 도 1을 참조하여 설명하도록 한다.
3D 프린터(300)는 인솔 제작 서버(300)가 송신한 인솔 모델링 데이터를 이용하여 3차원의 족부 맞춤형 인솔(10)을 제작할 수 있으며, 실시 예에 따라, 3D 프린터(300)의 동작은 인솔 제작 서버(200)에 의해 제어될 수 있다.
아울러, 3D 프린터(300)는 적층 제조 방식(Additive Manufacturing) 또는 절삭 제조 방식(Subtractive Manufacturing)을 이용한 프린터일 수 있다. 또한, 3D 프린터(300)가 인솔(10)을 제작하기 위해 사용하는 재료는 열가소성 수지(예. PLA, ABS, HDPE)이거나 열가소성 수지, 광경화성 수지 등일 수 있다.
지금까지 본 발명의 일 실시 예에 따른 족부 맞춤 3D 인솔 모델링 시스템에 대하여 설명하였으며, 이하에서는 인솔 제작 서버(200)를 포함하는 인솔 모델링 시스템(1000)을 통해 인솔을 제작하는 방법에 대하여 구체적으로 설명하도록 한다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 족부 맞춤 3D 인솔 모델링 시스템(1000)을 이용하여 인솔을 제작하는 방법의 흐름을 나타낸 도면이다.
도 7을 참조하면, 환자의 족부 및 족압 검사 결과를 획득한다(S110). 구체적으로, 구체적으로, 좌우 족부에 대한 데이터는, 발의 위치 별 압력(N/m2)을 발바닥 이미지 형태로 나타낸 데이터일 수 있으며, 정적, 동적 보행 데이터 및 평형 감각 데이터를 포함할 수 있다.
또한, 족부 및 족압 검사 결과에는 환자의 처방 정보를 포함할 수 있다. 여기서, 환자의 처방 정보는 환자의 건강 상태에 따라 발바닥에 가해져야 하는 자극 정보를 포함한다. 예를 들어, 좌우 발바닥에서 자극이 필요한 위치 정보, 위치 별(앞꿈치, 뒷꿈치) 높이 정보, 앞뒤/좌우 기울기 정보 등이 환자의 처방 정보일 수 있다.
실시 예에 따라, 환자의 처방 정보는, 인솔 제작 서버(200)가 환자의 정적, 동적 보행 데이터 및 평형 감각 데이터를 통해 생성할 수도 있다. 예를 들어, 인솔 제작 서버(200)는 동적 보행 데이터에서, 발바닥의 위치 또는 영역 별로 가해지는 압력에 대한 평균을 낼 수 있으며, 이를 통해 환자의 부상 위험도를 예측할 수 있다.
또한, 인솔 제작 서버(200)는 환자의 정적, 동적 보행 데이터 및 평형 감각 데이터를 통해 환자의 보행 습관을 판단하고, 족부 형태를 구분하며(평발, 요족, 건강한 발), 족부, 골반, 척추, 무릎에 대한 위험도, 발바닥 근육 염증성 질환 위험 부위 등을 예측할 수 있다.
S110 단계 이후, 인솔 제작 서버(200)는 관리자로부터 환자 정보 및 처방전을 입력 받아, 환자의 인솔 모델링 데이터를 생성한다(S120).
인솔 제작 서버(200)는 보다 정밀하게 족부 맞춤형 인솔(10)을 제작하기 위해 인솔(10)을 두 가지로 구분할 수 있다. 즉, 인솔 제작 서버(200)는 두 가지의 인솔(10)을 제작하기 위한 모델링 데이터를 생성할 수 있다. 구체적으로, 환자의 인솔 모델링 데이터는 1) 환자의 좌우 족부에 직접적으로 접촉하는 상부 인솔 모델링 데이터, 2) 상부 인솔과 신발 사이에 배치되는 하부 인솔 모델링 데이터를 포함할 수 있다.
실시 예에 따라, 인솔 제작 서버(200)는 1)상부 인솔 모델링 데이터 및 2)하부 인솔 모델링 데이터의 사이즈(발 길이 및 폭)을 지정할 수 있으며, 두께를 지정할 수 있다. 이때, 두께의 경우, 좌우, 전후의 높이를 서로 다르게 지정하여, 기울기를 지정할 수도 있다. 예를 들어, 기울기는 지면을 기준으로 +5도~-5도 사이의 값으로 지정될 수 있다.
뿐만 아니라, 인솔 제작 서버(200)는 각 인솔의 강도(Stiffness) 방향 및 경도를 지정할 수 있으며, 인솔의 강도 방향은 발 길이를 잰 세로 중심축을 기준으로 좌측 또는 우측으로 몇 도가 기울어져 있는지 수치적으로 표현될 수 있다.
S120 단계 이후, 인솔 제작 서버(200)는 생성된 인솔 모델링 데이터를 3D 프린터(300)에 송신하고, 3D 프린터(300)는 수신한 모델링 데이터에 맞게 인솔을 프린팅한다(S130). 실시 예에 따라, 3D 프린터(300)는 적층 제조 방식(Additive Manufacturing) 또는 절삭 제조 방식(Subtractive Manufacturing)을 이용한 프린터일 수 있다. 또한, 실시 예에 따라, 3D 프린터(300)가 인솔(10)을 제작하기 위해 사용하는 재료는 열가소성 수지(예. PLA, ABS, HDPE)이거나 열가소성 수지, 광경화성 수지 등일 수 있다.
S130 단계 이후, 관리자가 인솔에 대한 커버 작업을 수행할 수 있다. 예를 들어, 커버 작업은 제작된 인솔(10)을 사포로 연마하거나, 색칠할 수 있으며, 인쇄된 파트들을 부착 또는 조립할 수 있다.
지금까지 본 발명의 일 실시 예에 따른 인솔 제작 방법에 대하여 설명하였다. 본 발명에 따르면, 족부 맞춤 3D 인솔 모델링 시스템(1000)은 환자의 보행 데이터, 보행 습관을 분석하여, 각 환자에 맞춤 인솔을 제작할 수 있다. 이와 같이, 제작된 인솔은 인솔의 아치와 높이, 국부적인 형상 및 경보, 힐 높이, 내반 또는 외반을 지지하는 각도 등이 환자 맞춤이기 때문에, 환자의 개인별 맞춤 처방이 될 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
1000: 족부 맞춤 3D 인솔 모델링 시스템
100: 스캐너
200: 인솔 제작 서버
300: 3D 프린터
10: 인솔
10a: 상부 인솔
10b: 하부 인솔

Claims (8)

  1. 환자의 처방 정보를 포함하는 좌우 족부 데이터를 획득하는 단계;
    상기 좌우 족부 데이터를 기초로 환자의 인솔 모델링 데이터를 생성하는 단계; 및
    상기 인솔 모델링 데이터를 이용하여 3차원의 족부 맞춤형 인솔을 제작하는 단계;
    를 포함하는 족부 맞춤 3D 인솔 모델링 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 좌우 족부 데이터는,
    환자의 좌우 발 스캐닝 데이터, 환자의 좌우 발바닥 위치 별, 환자의 정적 또는 동적 보행 데이터, 평형 감각 데이터를 포함하는, 족부 맞춤 3D 인솔 모델링 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 환자의 처방 정보는,
    환자의 좌우 발바닥에서 자극이 필요한 위치 정보, 위치 별 높이 정보, 앞뒤/좌우 기울기 정보 및 강도(Stiffness) 정보 중 적어도 하나를 포함하는, 족부 맞춤 3D 인솔 모델링 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 환자의 인솔 모델링 데이터는,
    상기 환자의 좌우 족부에 직접적으로 접촉하는 상부 인솔 모델링 데이터 및 상기 상부 인솔과 신발 사이에 배치되는 하부 인솔 모델링 데이터; 를 포함하는 족부 맞춤 3D 인솔 모델링 방법.
  5. 환자의 족부 맞춤 인솔을 제작하는 인솔 제작 서버로서,
    상기 환자의 좌우 족부 데이터를 입력 받는 입력부;
    입력 받은 좌우 족부 데이터를 기초로 상기 환자의 인솔 모델링 데이터를 생성하는 모델링부; 및
    생성된 인솔 모델링 데이터를 3D 프린터로 송신하는 통신부; 를 포함하는 인솔 제작 서버.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 좌우 족부 데이터는,
    환자의 처방 정보, 환자의 좌우 발 스캐닝 데이터, 환자의 좌우 발바닥 위치 별, 환자의 정적 또는 동적 보행 데이터 및 평형 감각 데이터를 포함하는, 인솔 제작 서버.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 환자의 처방 정보는,
    환자의 좌우 발바닥에서 자극이 필요한 위치 정보, 위치 별 높이 정보 및 앞뒤/좌우 기울기 정보 중 적어도 하나를 포함하는, 인솔 제작 서버.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 환자의 인솔 모델링 데이터는,
    상기 환자의 좌우 족부에 직접적으로 접촉하는 상부 인솔 모델링 데이터 및 상기 상부 인솔과 신발 사이에 배치되는 하부 인솔 모델링 데이터; 를 포함하는 인솔 제작 서버.
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