KR950701809A - 비 침습성 생체 골성장 촉진 방법 및 장치(non-invasive method and means for in-vivo bone-growth stimulation) - Google Patents

비 침습성 생체 골성장 촉진 방법 및 장치(non-invasive method and means for in-vivo bone-growth stimulation)

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KR950701809A
KR950701809A KR1019940704360A KR19940704360A KR950701809A KR 950701809 A KR950701809 A KR 950701809A KR 1019940704360 A KR1019940704360 A KR 1019940704360A KR 19940704360 A KR19940704360 A KR 19940704360A KR 950701809 A KR950701809 A KR 950701809A
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Abstract

본 발명은 골 결핍을 방지하고, 골조직의 성장, 내실화, 및 치유를 촉진하는 장치에 관한 것으로 장치는 인체를 지지하는 적어도 하나의 단단한 평판 (11,12,31,40,42,47,50,53,70,71)과, 적어도 하나의 평판과 맞물린 견고한 탄성 구조물 (13, 14, 41,48, 48′, 51, 76)과, 평판을 수직으로 구동시키도록 평판과 맞물린 동적인 힘 변환기(15, 15′, 30, 38′, 44, 44′, 54, 77)을 포함한다. 견고한 탄성 구조물은 평판의 총질량과 평판에 의해 지지된 인체 질량의 관계에서, 총질량과 탄성 구조물이 10㎐내지 100㎐의 범위내에서 자연적인 공명 진동수를 나타내도록 하는 스프링 상수를 갖는다.

Description

비 침습성 생체 골성장 촉진 방법 및 장치(NON-INVASIVEMETHOD AND MEANS FOR IN-VIVO BONE-GROWTH STOMULATION)
본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음

Claims (46)

  1. 주어진 질량의 생체내의 골성장을 촉진시키는 장치에 있어서, 평판이 수평이고 척추가 직립인 경우, 인체를 지지하기에 충분한 본질적으로 단단한 평판 면적과; 단단한 컴플리언트 수단이 맞물려 있는 상기 평판을 지지하는 수단과; 상기 비교적 단단한 지지면에 대한 반작용을 참조하여 상기 평판을 수직으로 구동시키도록 방향이 정해지고, 상기 평판의 하측에 맞물린 동적인 힘 변환 수단과; 상기 평판의 총질량과 평판이 지지하는 인체 질량과의 관계에 있어서, 상기 총질량과 상기 컴플리언트 수단이 10㎐ 내지 50㎐ 사이의 범위에서 자연적인 공면 진동수를 나타내도록 하는 상기 컴플리언트 수단용 스프링 상수와; 상기 공명 진동수로, 2.0㎜의 최대. 최하 변위 범위내에서, 지지된 인체 중량보다 실질적으로적은 힘으로 상기 변환 수단을 구동시키는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 골성장 촉진 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 단단한 컴플리언트 수단은 상기 평판의 외주와 맞물리는 것을 특징으로 하는 골성장 촉진 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 단단한 컬플리언트 수단은 상기 평판의 하측부와 맞물리는 것을 특징으로 하는 골성장 촉진장치.
  4. 주어진 질량의 인체내의 골성장을 촉진하는 장치에 있어서, 척추가 직립인 경우, 생체를지지하기에 충분한 면적을 가진 2개의 본질적으로 단단한 평판과; 하부 평판에 마주한 상부 평판의 중력 하중에 대해 수평으로 향해있는 경우, 상기 평판을 수직으로 컴플리언트 결합하기 위해 상기 평판 사이에 배치된 단단한 컴플리언트수단과; 상기 하부 평판에 대하여 상기 상부 평판을 수직으로 구동시키도록 향해있고, 상기 평판 사이에 삽입되어 있는 동적인 힘 변화 수단과; 컴플리언트 결합을 하는 동안 상기평판의 상대적인 변위를 자유롭게 하여, 상기평판과 상기 컴플리어트 수단과 상기 변환 수단의 조립 관계를 유지 시키는 수단과; 상기 상부 평판의 총질량과 평판으로 지지된 인체 질량의 관계에 있어, 상기 총질량과 상기 컴플리언트 수단이 10㎐ 내지 50㎐범위내에서 자연적인 공동 진동수를 나타내도록 하는 상기 컴플리언트 수단용 스프링 상수와; 상기 공명 진동수로, 2.0㎜내의 변위 범위에서, 지지된 인체에 중량보다 실질적으로 적은 힘으로 상기 변환 수단을 구동하는 수단을 구비하며, 상기 하부 평판이 플로어 또는 벤치 시트와 같은 수평지지면 상에 설치된 경우, 상기 상부평판은 상방으로 면하고, 척추가 곶추선 인체를 지지하도록 위치되는 것을 특징으로 하는 골성장 촉진 장치.
  5. 주어진 질량의 인체내의 골성장을 촉진시키는 장치에 있어서, 평판이 수평이고 척추가 직립해 있는 경우, 인체를 지지하기에 충분한 면적을 가진 본질적으로 단단한 평판과; 비교적 단단한 수평 지지면상에 상기 평판을 지지하기 위한 상기 평판의 하측부상의 단단한 컴플리언트 수단과; 상기 비교적 단단한 지지면에 대한 반작용을 참조하여 상기 평판을 수직으로 구동시키도록 향해있고, 상기 평판의 하측부에 의해 수반되는 동적인 힘 변화 수단과; 상기 평판의 총질량과 평판에 의해 지지된 인체 질량의 관계에서, 상기 총질량과 상기 컴플리언트 수단이 10㎐ 내지 50㎐ 사이의 범위에서 자연적인 공명 진동수를 나타내도록 하는 상기 컴플리언트 수단용 스프링 상수와 ; 상기 공명 진동수로, 2.0㎜내의 변위 범위내에서, 지지된 인체 중량보다 실질적으로 적은 힘으로 상기 변환 수단을 구동하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 골성장 촉진 장치.
  6. 제2항에 있어서, 상기 단단한 컴플리언트 수단은 상기 평판을 지지하는 단일 수단인 것을 특징으로 하는 골성장 촉진 장치.
  7. 제2항에 있어서, 상기 비교적 단단한 수평 지지면은 플로어면인 것을 특징으로 하는골성장 촉진 장치.
  8. 제2항에 있어서, 상기 비교적 단단한 수평 지지면은 벤치 시트면인 것을 특징으로 하는 골성장 촉진 장치.
  9. 주어진 질량의 인체내의 골성장 촉진시키는 장치에 있어서, 척추가 직립해 있는 경우 인체를 지지하기에 충분한 면적을 가진 본질적으로 단단한 상부 평판과; 인체를 지지하도록 상기 림내에 배치된 상기 상부 평판 위에 외주림을 포함하는 단단한 프레임 구조부를 형성하는 단단한 하부 평판; 긴장된 예비하중하에서 외주 방향으로 분포된 여러쌍의 상기 상부 평판과 상기 림에 연결된 상부 스프링과, 상기 상부 평판과 상기 하부평판에 연결하부 스프링 형태로 있으며, 상기 평판이 긴장된 예비하중하에서 상기 모든 스프링에 의해 상기 프레임 구조에 대하여 현수되어 있도록 하는 단단한 컬플리언트 수단과; 상기 평판 사이에 합체되고, 상기 하부 평판에 대하여 상기 상부 평판을 수직으로 구동시키도록 향해진 동적인 힘 변화 수단과; 상기 상부 평판의 총 질량과 평판에 의해 지지된 인체 질량의 관계에서, 상기 총질량과 상기 컴플리언트 수단이 10㎐ 내지 50㎐사이의 범위내에서 자연적인 공명 진동수를 나타내도록 하는 상기 컴플리언트 수단용 스프링 상수와; 상기 공명 진동수로, 2.0㎜내의 변위 범위내에서, 지지된 인체의 중량보다 실질적으로 적은 힘으로 상기 변환 수단을 구동하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하느 골성장 촉진 장치.
  10. 제4항에 있어서, 상기 하부 평판은 단단한 플로어에 대하여 산출되지 않은 중력 좌부에 적합한 것을 특징으로 하는 골성장 촉진 장치.
  11. 제4항에 있어서, 상기 하부 평판은 의자 프레임에 대하여 산출되지 않은 중력 좌부에 적합한 것을 특징으로 하는골성장 촉진 장치
  12. 제5항에 있어서, 상기 단단한 컴플리언트 수단은 상기 평판에 연결된 상부 단부와, 단단한 플로어에 대하여 중력 좌부에 적합한 하부 단부를 구비하는 것을 특징으로 하는골성장 촉진 장치.
  13. 제5항에 있어서, 상기 단단한 컴플리언트 수단은 상기 평판에 연결된 상부 단부와 의자 프레임에 대하여 산출되지않은 중력 좌부에 적합한 하부 단부를 구비하는 것을 특징으로 하는 골성장 촉진 장치.
  14. 제14항에 있어서, 상기 단단한 컴플리언트 수단은, 상기 상부 평판에일체로 형성된 외주 요소인 것을 특징으로 하는 골성장 촉진장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 단단한 컴플리언트 수단은, 상기 하부 평판과 외주에서 접촉하고 상부 평판 지지부에 단일 수단을 제공하는 상기 상부 평판의 외주림인 것을 특징으로 하는 골성장 촉진 장치.
  16. 제5항에 있어서, 상기 단단한 컴플리언트 수단은 상기 평판에 일체로 형서된 외주 요소이며, 상기 평판내의 상기 외주 요소의 외주는 평판 지지부의 단일수단인 것을 특징으로 하는 골성장 촉진 장치.
  17. 제4항에 또는 제5항에 있어서, 상기 공명 진동수가 25㎐ 내지 35㎐ 범위내에 있는 것을 특징으로 하는 골성장 촉진 장치.
  18. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 최고점과 최고점 사이의 변위는 0.01㎜ 내지 2.0㎜의 범위내에 있으며, 약 50 내지 약 500 마이크로스트레인의 비교적 낮은 수준에서 인체내에 골조직 변형력 전달에 상응하는 것을 특징으로 하는 골성장 촉진 장치.
  19. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 최고점과 최저점 사이의 변위는 0.08㎜ 내지 0.05㎜의 범위내에 있으며, 약 100 내지 약 200마이크로스트레인의 비교적 낮은 수준에서 인체내에 골조직 변형력 전달에 상응하는 것을 특징으로 하는 골성장 촉진 장치.
  20. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 최고점과 최저점 사이의 변위는 실질적으로 커야 0.05㎜이하인 것을 특징으로 하는 골성장 촉진 장치.
  21. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 변환 수단을 수동하는 상기 수단은 상기 범위내에서 구동 진동수를 공면 진동수로 조절하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는골성장 촉진 장치.
  22. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 변환 수단은 선형 전자기식 액츄에이터인 것을 특징으로 하는 골성장 촉진 장치.
  23. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 변환 수단은 압전식 액츄에이터인 것을 특징으로 하는 골성장 촉진장치.
  24. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 변환기를 구동하는 상기 수단은 k가 상기 견고한 탄성 수단의 스프링상수이고, M이 상기 견고한 탄성 수단에 의해 지지된 질량(생체의 질량을 포함함)인 k/M 몫의 제곱근과 실질적으로 같은 단일 진동수로 구동 진동수를 자동적으로 조절하는 수단을 포함하느 것을 특징으로하는 골성장 촉진 장치.
  25. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 변환기를 구동하는 상기 수단은 상기 장치에 생체 중량을 가할시 상기 견고한 탄성 수단의 압축 변위에 응답하는 스위치 수단에 의해 작동되는 것을 특징으로 하는 골성장 촉진 장치,
  26. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 변환기를 구동하는 수단은 상기 장치에 인체 중량을 적용할 시 상기 단단한 컴플리언트 수단의 압축 변위에 응답하는 스위치 수단과, 인체하중이 부가된 변환작동을 예정된 간격으로 조절할 시 상기 변환 수단의 구동부를 분리하는 상기 변환기구동수단과 연결된 간격 조절 수단에 의해 작동되는 것을 특징으로 하는 골성장 촉진 장치.
  27. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 변환 수단을 구동하는 상기 수단은 상기 자연적인 공명 진동수 범위내에서 출력 진동수를 선택적으로 변경하는 수단과, 진동수 변경과정중에 자연적인 공명 진동수에서 상기 상부 평판의 간헐적인 운동치를 관찰하여 가해진 개개인의 인체 질량에 대하여 자연적인 공명 진동수를 달성하는 수단을 구비하는 교류 전류 신호 발생기인 것을 특징으로 하는 골성장 촉진 장치.
  28. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 변환수단을 구동하는 수단은 상기 변환 수단에 대해 출력 전류의 크기를 선택적으로 변경하는 수단과, 자연적인 공명 진동수에서 상기 상부 평판의 간헐적인 관찰치를 표시한 양을 관찰하기 위해 상기 상부 평판에 의해 수반되어, 예정된 관찰 한계까지 또는 내에서 상기 변환 수단에 공급된 전류의 크기를 선택적으로 조절하는 수단을 구비하는 교류 전류 발생기인 것을 특징으로 하는 골성장 촉진 장치
  29. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 변환 수단을 구동하는 상기수단은 상기 변환 수단에 대한 출력 전류의 크기를 선택적으로 변경하는 수단과, 0.3g의 관찰된 최대 동적 가속치에 상응하는 상한까지 출력 젼류를 확식하게 제어하기 위하여 상기 자연적인 공명 진동수에 상기 상류 평판의 간헐적인 최대 동적 가속치를 관찰하기 위하여 상기 상부 평판에 의해 수반되는 가속 수단을 구비한 교류 전류 신호 발생기인 것을 특징으로 하는 골성정 촉진 장치.
  30. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 변환 수단을 구동하는 상기 수단은 상기 변환 수단에 대해 출력 전류의 크기를 선택적으로 변경하는 수단과 2.0㎜의 관찰된 최대 변위에 상응하는 상한까지 출력 전류를 확실히 제어하기 위하여 상기 자연적인 공명 진동수에서 상기 상부 평판의 간헐적인 변위치를 관찰하기 위해 상기 상부평판에의해 수반되는 변위 응답식 관찰 수단을 구비한 교류 전류 신호 발생기인 것을 특징으로 하는 골성장 촉진 장치.
  31. 주어진 질량의 인체 척추내의 골성장을 촉진하는 장치에 있어서, 평판이 수평이고 척추가 직립해 있는 경우, 인체를 지지하기에 충분한 면적을 가진 본질적으로 단단한 평판과; 상기 평판과 맞물린 단단한 컴플리언트 수단을 포함하는 상기 평판을 지지하는 수단과; 상기 평판의 하측부 와 맞물리고, 상기 비교적 단단한 지지표면에 대한 반작용을 참조하여 상기 평판을 수직으로 구동하도록 향해 있는 동적인 힘 변환 수단과; 상기 평판의총질량과 평판에 의해 지지된 인체 질량의 관계에서, 상기 총질량과 상기 컴플리언트 수단이 10㎐ 내지 100㎐ 사이의 자연적인 공명 진동수를 나타내도록 하는 스프링 상수를 갖는 상기 컴플리언트 수단과; 상기 공명 진동수에서, 최고점과 최저점 사이의 약 2.0㎜의 변위의 상한까지 범위내에서, 지지된 인체의 중량보다 실질적으로 적은 힘으로 상기 변환 수단을 구동시키도록 연결된 가면 진동수 신호 발생 수단과; 상기 자연적인 공명 진동수의 이미 확인된 값으로 상기 발생기의 진동수 출력을 설정하는 수단과; 최고점과 최저점 사이의 변위의 상기 상한내에의 상기 평판의 간헐적인 운동을 표시하는 전기 신호 출력을 제공하기위해 상기 평판에 의해 수반되는 운동 지지 감지기와; 상기 전기 신호 출력에 응답하고, 상기 신호 발생 수단에 연결된 진폭제어 수단을 구비하는 피드백 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 골성장 촉진장치.
  32. 제31항에 있어서, 상기 진폭 제어 연결부와 연결된 사전설정 가능한 수단은 초고점과 최저점 사이의 변위 상기 상한보다 작은 예정치로 평판 운동을 선택적으로 제한하기 위해 상기 발생기에 대한 여자 진폭을 선택적으로 제한하도록 작동 되는 것을 특징으로 하는 골성장 촉진 장치.
  33. 주어진 질량의 인체 척추내의 골성장을 촉진하는 장치에 있어서, 평판이 수평이고 척추가 직립해 있는 경우, 인체를 지지하기에 충분한 면적을 가진 본질적으로 단단한 평판과; 상기 평판과 맞물린 단단한 컴플리언트 수단을 포함하는 상기 평판을 지지하는 수단과; 상기 비교적 단단한 지지표면에 대한 반작용 참조하여 상기 평판을 수직으로 구동시키도록 향해 있고, 상기 평판의 하측부와 맞물린 동적인 힘 변환 수단과; 상기 평판의 총질량과 평판에 의해 지지된 인체 질량의 관계에서, 상기 총질량과 상기 컴플리언트 수단은 10㎐ 내지 100㎐ 사이의 범위 내에서 자연적인 공명 진동수를 나타내도록 하는 스프링 상수를 가지는 상기 컴플리언트 수단과; 상기 공명 진동수에서, 최고점과 최저점 사이의 약 2.0㎜의 변위의 상한까지의 범위내에서, 지지된 인체의 중량보다 실질적으로 적은 힘으로 상기 변환 수단을 구동시키는 가변 진동수 신호 발생 수단과; 상기 진동수 범위내에서 상기 신호발생수단의 진동수 출력을 변경하는 스캐닝 수단과, 간헐적인 전류가 상기 진동수 범위 내에서 최소치가 되는, 진동수와 일치하도록 진동수 변경 과정중에서 상기변환기 수단에 상기 발생 수단에 의해 공급된 간헐적인 전류에 응답하는 수단을 구비하며, 상기 자연적인 공명 진동수를 확인하는 자동 수단을 구비 하는 것을 특징으로 하는 골성장 촉진 장치.
  34. 제33항에 있어서, 상기 자동 수단은 이와 같이 일치된 진동수로 상기 신호발생 수단의 진동수를 설정하는 수단과, 상기 평판의 간헐적인 운동을 표시하는 전기 신호 출력을 제공하기 위해 평판에 의해 수판되는 운동 지지 감지기와, 최고점과 최저점 사이의 변위의 상기 상한 보다 적은 예정된 수준으로 간헐적인 평판 운동을 조절하는 상기 전기 신호 출력에 응답하는 신호 발생 수단용의 진폭 제어 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 골성장 촉진 장치.
  35. 제 34항에 있어서, 진폭 수중의 상기 예정된 수주은 처리 시간중에 예정된 최소 유지 수준까지 감소되는 가변 수준인 것을 특징으로 하는 골성장 촉진 장치.
  36. 주어진 질량의 인체 척추내의 골성장을 촉진하는 장치에 있어서, 평판이 수평이고 척추가 직립해 있는 경우 인체를 지지하기에 충분한 면적을 가진 본질적으로 단단한 평판과; 상기평판과 맞물린 단단한 컴플리언트 수간을 포함하는 상기 평판을 지지하는 수단과; 비교적 단단한 지지면에 대한반작용을 참조하여 상기 평판을 수직으로 구동하도록 향해 있고. 상기 평판의 하측부에 맞물린 동적인 힘 변화 수단과; 상기 평판의 총질량과 평판에 의해 지지된 인체 질량의 관계에서, 상기 총질량과 상기 컴플리언트 수단이 10㎐ 내지 100㎐ 사이의 범위내에서 자연적인 공명 진동수를 나타내도록 하는 스프링 상수를 가지는 상기 컴플리언트 수단과; 상기 공명 진동수에서, 최고점과 최저점 사이의 약 2.0㎜의 변위 상한까지 범위내에서, 지지된 인체의 중량보다 실질적으로 적은 힘으로 상기 변환 수단을 구동시키는 가변 진동수 신호 발생 수단과; (a) 상기 진동수 범위내에서 상기 발생 수단의 신호 출력 진동수를 변경하는 수단과 ; (b) 상기 신호 출력의 간헐적인 전류치에 응답하여, 순간적인 전류치가 최소로 하는 값으로 변경된 진동수를 조절하는 수단과, (c) 상기 신호 출력의 순간적인 진폭을 조절하는 진폭제어 수단과, (d) 상기 순간적인 운동의 전기 신호 표시를 발생하기 위해 상기 평판에 의해 수반되며, 주어진 처리중에 감지기 출력의 예정된 수준을 유지하는 상기 진폭 제어 수단에 연결된는 운동표시 감시기를 포함하는 피드백 제어 수단을 포함하는, 상기 신호 발생 수단용 제어 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 골성장 촉진 장치.
  37. 제36항에 있어서, 상기 제어 수단은 처리 시간을 사전 설정하는 준비량으로 프로그램 가능한 것을 특징으로 하는 골성장 촉진 장치.
  38. 제36항에 있어서, 상기 제어 수단은 상기 감지기의 예정된 출력 수준을 사전 설정하는 준비량으로 프로그램 가능한 것을 특징으로 하는 골성장 촉진 장치.
  39. 제36항에 있어서, 상기 제어 수단은 장치를 사용하는 환자에게 정확한 공면 진동수가 되도록 예정된 고정치로 신호 발생 출력 진동수를 사전 설정하는 준비량으로 프로그램 가능한 것을 특징으로 하는 골성장 촉진 장치.
  40. 제36항에 있어서, 상기 제어 수단은 상기 변환기에 대해 최소 전류를 위한 진동수 스캔을 실행하고, 상기 최소 전류가 발생하는 것으로 알려진 진동수와 일치하고, 상기 변환기에 신호 발생 출력의 고정된 진동수로서 일치된 진동수를 형성하도록 프로그램된 마이크로프로세서를 포함하는 것을 특징으로 하는 골성장 촉진 장치.
  41. 제40항에 있어서, 상기 마이크로프로세서의 프로그래밍은, 비교적 근접한 근사치이지만, 상기 고정된 진동수의 사전 설정치의 반대편 측부에 이격되 있는 값에 상기 진동수 스캔의 한계를 사전 설정하는 준비량을 포함하여, 상기 사전 설정값은 같은 환자에게 상기 장치의 종래 사용치인 것을 특징으로 하는 골성장 촉진 장치.
  42. 제40항에 있어서, 상기 마이크로프로세서의 프로그래밍은 특별한 환자의 요구에 대해 독특한 처방 암호코드 부재의 기계판독과 일치하는 것을 특징으로 하는 골성장 촉진 장치.
  43. 제40항에 있어서, 상기 마이크로프로세서는 실질적으로 예정된 처리 수준에서 감지기 출력을 유지할 만큼 신호 발생 출력의 진폭 제어를 유지하도록 자동 증진 제어를 제공하고 연속적으로 응답하도록 상기 감지기에 연결된는 것을 특징으로 하는 골성장 촉진 장치.
  44. 제40항에 있어서, 상기 제어 수단은 사전 설정 자료와 측정된 운동 출력 자료를 출력하거나 또는 기록하는 수단을 포함하며, 그 제어 수단내에서 상기 마이트로프로세서의 프로그래밍은 상기 자료를 자동적으로 출력하거나 기록하는 준비량을 포함하는 것을 특징으로 하는 골성장 촉진 장치.
  45. 제40항에 있어서, 상기제어 수단은 디지탈 저장 수단과 연결되고, 그제어 수단내에서 상기 마이크로프로세서는 사전 설정 자료와 측정된 운동 출력 자료를 자동적으로 디지탈 저장 수단내로 들어보내는 준비량을 포함하는 것을 특징으로 하는 골성장 촉진 장치.
  46. 제33항에 있어서, 상기 자연적인 공명 진동수는 10㎐ 내지 50㎐ 범위내에 있는 것을 특징으로 하는 골성장 촉진 장치.
    ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.
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