特開 2024-37390 足部スキャンによる足部状態診断システム及びそれによる足部状態診断方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024037390

(43)【公開日】2024-03-19

(54)【発明の名称】足部スキャンによる足部状態診断システム及びそれによる足部状態診断方法

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/107 20060101AFI20240312BHJP

   A61B 5/11 20060101ALI20240312BHJP

【ＦＩ】

A61B5/107 130

A61B5/11 210

【審査請求】有

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022142225

(22)【出願日】2022-09-07

(71)【出願人】

【識別番号】522263895

【氏名又は名称】エイチビーティー カンパニー リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100130111

【弁理士】

【氏名又は名称】新保 斉

(72)【発明者】

【氏名】パク、ギョン ウォン

【テーマコード（参考）】

4C038

【Ｆターム（参考）】

4C038VA03

4C038VA04

4C038VA11

4C038VB15

4C038VC01

4C038VC05

(57)【要約】

【課題】足部スキャンによる足部状態診断システム及びそれによる足部状態診断方法を提供すること。
【解決手段】足部スキャンによる足部状態診断システム及びそれによる足部状態診断方法に関し、本システムは、多様な形態の足の形状を探知して保存する形状データモジュール１１；足または足と関連した多様な状態を探知して保存する状態データモジュール１２；形状データモジュール１１及び状態データモジュール１２に保存されたデータから足に対する標準データを生成して保存する足標準データベース１３；足の３Ｄスキャンによって足の形状のための３Ｄ形状データを生成する形状スキャンデータモジュール１４；足のスキャンによって足の状態を測定して状態データを生成する状態測定データモジュール１５；形状スキャンデータモジュール１４と状態測定データモジュール１５とによって生成されたデータから足部データを生成する足部診断データモジュール１７；を含む。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

多様な形態の足の形状を探知して保存する形状データモジュール１１と、
足または足と関連した多様な状態を探知して保存する状態データモジュール１２と、
形状データモジュール１１及び状態データモジュール１２に保存されたデータから足に対する標準データを生成して保存する足標準データベース１３と、
足の３Ｄスキャンによって足の形状のための３Ｄ形状データを生成する形状スキャンデータモジュール１４と、
足のスキャンによって足の状態を測定して状態データを生成する状態測定データモジュール１５と、
形状スキャンデータモジュール１４と状態測定データモジュール１５とによって生成されたデータから足部データを生成する足部診断データモジュール１７と、
を含む
ことを特徴とする足部スキャンによる足部状態診断システム。

【請求項2】

足の地面接触による圧力及び刺激に対する反応に基づいて足の状態指数を生成する足評価指数生成モジュール４３をさらに含む
請求項１に記載の足部スキャンによる足部状態診断システム。

【請求項3】

足部に形状または状態に対する標準データベースが生成される段階と、
足のスキャンによる形状データが獲得され、接触圧力及び刺激反応が測定される段階と、
接触圧力及び刺激反応に基づいて足の分割部位に対する評価指数が生成される段階と、
足の評価指数が標準データベースに保存されたデータと対比される段階と、
足関連疾患に対する診断データが生成される段階と、
を含む
ことを特徴とする足部スキャンによる足部診断方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、足部スキャンによる足部状態診断システム及びそれによる足部状態診断方法に係り、具体的に、足部の形状をスキャンしながら反応を測定して足部または足部関連疾病の診断が可能な足部スキャンによる足部状態診断システム及びそれによる足部状態診断方法に関する。

【背景技術】

【0002】

人体の体重を支える足は、姿勢に主要な影響を及ぼしながら人体の多様な疾病と関連する。したがって、足の健康を保持する必要があり、足の健康状態があらかじめ確認される必要がある。足の健康状態の確認のために、足の状態が測定される必要があり、これと関連した多様な先行技術が、当該分野に公知されている。特許文献１は、足部測定装置について開示する。また、特許文献２は、足部形状測定技術について開示する。足部の健康を探知するために、足の形状に対する測定を含めて足の圧力分布または刺激に対する足の反応状態が測定される必要がある。そして、このような圧力分布または反応に基づいて足の健康を保持することができる方法が提示される必要がある。しかし、先行技術は、その方法について開示していない。
本発明は、先行技術の問題点を解決するためのものであって、以下のような目的を有する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】大韓民国特許登録番号１０－２１３３７７１（湖南大学校産学協力団、２０２０．０７．１４．公告）足部測定装置

【特許文献2】大韓民国特許公開番号１０－２０２１－０１４７４８４（韓国光技術院、２０２１．１２．０７．公告）足部形状測定装置

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明の目的は、足のスキャン過程で足の形状を含めて足の圧力分布または刺激反応状態を測定し、それに基づいて足または足関連健康状態の診断が可能な足部スキャンによる足部状態診断システム及びそれによる足部状態診断方法を提供するところにある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の適切な実施形態によれば、足部状態診断システムは、多様な形態の足の形状を探知して保存する形状データモジュール；足または足と関連した多様な状態を探知して保存する状態データモジュール；形状データモジュール及び状態データモジュールに保存されたデータから足に対する標準データを生成して保存する足標準データベース；足の３Ｄスキャンによって足の形状のための３Ｄ形状データを生成する形状スキャンデータモジュール；足のスキャンによって足の状態を測定して状態データを生成する状態測定データモジュール；及び形状スキャンデータモジュールと状態測定データモジュールとによって生成されたデータから足部データを生成する足部診断データモジュール；を含む。

【0006】

本発明の他の適切な実施形態によれば、足の地面接触による圧力及び刺激に対する反応に基づいて足の状態指数を生成する足評価指数生成モジュールをさらに含む。

【0007】

本発明のさらに他の適切な実施形態によれば、足部スキャンによる足部診断方法は、足部に形状または状態に対する標準データベースが生成される段階；足のスキャンによる形状データが獲得され、接触圧力及び刺激反応が測定される段階；接触圧力及び刺激反応に基づいて足の分割部位に対する評価指数が生成される段階；足の評価指数が標準データベースに保存されたデータと対比される段階；及び足関連疾患に対する診断データが生成される段階；を含む。

【発明の効果】

【0008】

本発明による足部スキャンによる足部状態診断システムは、あらかじめ生成された標準データベースから個人の足部形状または状態を備えて診断信頼性が確保されるようにする。また、本発明による診断システムは、足の形状、圧力または刺激に対する反応を探知して足の現在健康状態を含めて今後の発生しうる足または足関連疾病の診断を可能にする。また、本発明による診断方法は、診断結果によって適切なインソールのモデリングを通じて姿勢または歩行習慣の矯正を可能にする。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明による足部スキャンによる足部状態診断システムの実施形態を示した図面である。

【図2】本発明による診断システムで足部形状または足部状態の測定のための測定機器の実施形態を示した図面である。

【図3】本発明による診断システムに診断データが獲得される過程の実施形態を示した図面である。

【図4】本発明による診断システムの作動構造の実施形態を示した図面である。

【図5】本発明による足部スキャンによる足部診断方法の実施形態を示した図面である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明は、添付図面に提示された実施形態を参照して詳細に説明されるが、実施形態は、本発明の明確な理解のためのものであって、本発明は、これに制限されるものではない。下記の説明で、互いに異なる図面で同じ図面符号を有する構成要素は、類似した機能を有するので、発明の理解のために、不要であれば、反復説明はせず、公知の構成要素は、簡略に説明されるか、省略されるが、本発明の実施形態から除外されない。

【0011】

図１は、本発明による足部スキャンによる足部状態診断システムの実施形態を図示したものである。
図１を参照すれば、足部スキャンによる足部状態診断システムは、多様な形態の足の形状を探知して保存する形状データモジュール１１；足または足と関連した多様な状態を探知して保存する状態データモジュール１２；形状データモジュール１１及び状態データモジュール１２に保存されたデータから足に対する標準データを生成して保存する足標準データベース１３；足の３Ｄスキャンによって足の形状のための３Ｄ形状データを生成する形状スキャンデータモジュール１４；足のスキャンによって足の状態を測定して状態データを生成する状態測定データモジュール１５；及び形状スキャンデータモジュール１４と状態測定データモジュール１５とによって生成されたデータから足部データを生成する足部診断データモジュール１７；を含む。

【0012】

形状データモジュール１１によって多様な足の形状の探知されて保存することができる。形状データモジュール１１は、足の形状と関連したデータを探索するか、多様な足の形状に対する３Ｄスキャンによって足の形状と関連したデータを収集して保存することができる。状態データモジュール１２の足の状態によるデータを保存することができ、足と関連した多様なデータを収集することができる。例えば、状態データモジュール１２によって足の接触圧力中心、足の多様な部位の接触圧力、足の温度、足の多様な部位の電気伝導状態、足の多様な部位の接触圧力またはこれと類似した状態データを保存することができる。また、状態データモジュール１２は、足または足と関連した多様な疾患または疾病に対するデータを保存することができる。形状データモジュール１１と状態データモジュール１２とに保存された形状データ及び状態データに基づいて足標準データベース１３が作られる。足標準データベース１３は、標準足形状及び標準足状態を分類して保存することができ、非正常な形態の足形状に対するデータを保存することができる。また、正常な形態の足の形状または非正常な形態の足の形状による状態データを保存することができる。このように作られた標準データベース１３に基づいて、それぞれの足の形状及び状態に対する診断データが形成されうる。それぞれの足に対する診断データの生成のために、形状スキャンデータモジュール１４によって足がスキャンされ、形状スキャンデータモジュール１４は、足部の３Ｄスキャンデータの獲得のためのレーザスキャナまたはカメラを含みうる。形状スキャンデータモジュール１４によって足部の３Ｄ形状の生成のための３Ｄ形状スキャンデータが生成されうる。状態測定データモジュール１５によって足の多様な部位に対する状態が測定される。具体的に、状態測定データモジュール１５によって足の多様な部位の接触圧力、刺激反応、温度またはこれと類似した状態が測定される。

【0013】

このように足の形状に対する３Ｄスキャンデータ及び状態測定データが獲得されれば、足の各部分に対する診断指数が生成されうる。具体的に、足が多数個の部分に分けられ、各部分が標準データベース１３に保存された標準データまたは異常データと比較されて評価指数が生成されうる。例えば、評価指数は、０を基準に正と負とに－１０～１０の数値で表示され、絶対値が大きくなるほど異常状態になる。それぞれの分割部分に対する評価指数に基づいて足部診断データモジュール１７によって足部診断データが生成されうる。そして、足部診断データに基づいて姿勢矯正モジュール１８によって矯正可能な姿勢が探索される。例えば、人工知能アルゴリズムモジュール１９によって矯正可能な姿勢が探索される。具体的に、足標準データベース１３から測定された矯正可能な標準形態が人工知能アルゴリズムモジュール１９によって探索される。そして、これに基づいて矯正されなければならない姿勢が探索される。人工知能アルゴリズムモジュール１９は、多様な方法で足標準データベース１３から適した標準データを探索して姿勢矯正モジュール１８に伝達することができる。また、姿勢矯正モジュール１８は、標準データに基づいて多様な方法で矯正姿勢を探索することができ、これにより、本発明は制限されるものではない。

【0014】

図２は、本発明による診断システムで足部形状または足部状態の測定のための測定機器の実施形態を図示したものである。
図２を参照すれば、足の形状データ及び足の状態データは、足部スキャン機器によって獲得される。足部スキャン機器に診断に必要なデータが獲得され、選択的に姿勢矯正のためのインソールの製造に必要なデータが獲得される。スキャン機器は、足の外形、状態または反応の探知のための多様な手段を含みうる。足の形状、温度分布または圧力探知のために、スキャンモジュール２４が設けられ、刺激に対する反応探知のために、刺激印加モジュール２２１が設けられ、接触圧力の探知のために、接触ボード２１ａが設けられる。四角板状のベースボード２１の上側に接触ボード２１ａが設けられ、接触ボード２１ａは、多数本の行分離線と多数本の列分離線とによって分割された多数個の接触探知領域を含みうる。また、足の裏は、多数本の横線と多数本の縦線とによって多数個の分離領域に分割され、それぞれの分離領域に基準点が設定されうる。そして、互いに異なる基準点が互いに異なる接触探知領域に接触され、互いに異なる接触探知領域で接触面積及び接触圧力が探知されて足の状態データが獲得される。接触ボード２１ａの上側に刺激探知ボード２２２が形成され、刺激探知ボード２２２は、多数個の互いに分離された刺激印加ポイントを含みうる。互いに分離された刺激印加ポイントに刺激印加モジュール２２１によって、刺激は、例えば、１００～１，０００μAのサイズを有する微細電流になる。刺激印加モジュール２２１によって、それぞれの刺激印加ポイントに印加されて人体の内部に誘導される電流が探知され、探知結果が制御モジュール２２に伝送することができる。また、接触ボード２１ａによって探知されたそれぞれの分離領域の圧力値が探知ユニット２１１によって探知されて制御モジュール２２に伝送することができる。ベースボード２１は、レーザまたは赤外線のような光の透過が可能な透明素材からなり、選択的にベースボード２１の上面に圧力測定のための圧力探知フィルムが付着される。圧力探知フィルムは、静電容量方式で作動する導電性フィルムになり、圧力探知のために、例えば、多数個の格子またはピクセルがマトリックス状に配されて、各部位に印加される圧力による抵抗が測定される。ベースボード２１の下側にスキャンモジュール２４が配置される。スキャンモジュール２４は、調節ブロック２５ａ、２５ｂに両側端が固定された線形レールガイド２３に沿って移動することができる。調節ブロック２５ａ、２５ｂによって線形レールガイド２３でスキャンモジュール２４の位置が決定され、線形レールガイド２３の互いに異なる位置でスキャンデータが獲得される。スキャンモジュール２４は、例えば、レーザスキャナ２４１、レーザスキャナ２４１の測定地点に焦点が形成されるカメラユニット２４２；少なくとも１つの状態探知センサー２４３；を含みうる。状態探知センサー２４３は、例えば、温度の探知のための赤外線センサーのようなものになり、赤外線センサーによって足の互いに異なる部位の温度が探知される。また、状態探知センサー２４３によって刺激の印加による足（Ｆ）の互いに異なる部位の温度変化が探知される。

【0015】

図２の右側に示されたように、両足（Ｆ１、Ｆ２）が同時にそれぞれの足（Ｆ１、Ｆ２）のアキレス腱の状態が探知される。具体的に、基準垂直線（ＶＬ１、ＶＬ２）を基準に足の裏から足のきびすに上がりながら基準垂直線（ＶＬ１、ＶＬ２）に対するアキレス腱の傾斜レベルが探知される。また、足の長手方向に対する圧力中心が探知される。具体的に、それぞれの足（Ｆ１、Ｆ２）の長手方向に対する圧力基準線（ＰＲ１、ＰＲ２）が設定され、圧力基準線（ＰＲ１、ＰＲ１）に対する垂直になる方向に多数本の分割線（ＤＲ１ないしＤＲＫ）が設定されうる。そして、多数本の分割線（ＤＲ１ないしＤＲＫ）を基準を最も大きな圧力が作用する圧力中心点（ＰＣ１１ないしＰＣ２Ｎ）が探索される。そして、圧力中心点（ＰＣ１１ないしＰＣ２Ｎ）は、連結する圧力中心曲線が作られる。このように多様な方法で足の状態が探知される。それぞれの足（Ｆ１、Ｆ２）は、多数個の領域に分割され、このような分割は、接触ボード２１ａを基準として設定しうる。

【0016】

図３は、本発明による診断システムに診断データが獲得される過程の実施形態を図示したものである。
図３を参照すれば、接触ボード２１ａは、多数本の行分離線（Ｒ＿１ないしＲ＿Ｎ）と多数本の列分離線（Ｃ＿１ないしＣ＿Ｎ）とによって分割された多数個の接触探知領域（Ｄ＿１ないしＤ＿Ｋ）を含みうる。また、足の裏は、多数本の横線（ＨＬ）と多数本の縦線（ＶＬ）とによって分離領域に分割される。足の裏のそれぞれの分離領域に基準点（ＲＰ＿１ないしＲＰ＿Ｎ）が設定されうる。そして、互いに異なる基準点（ＲＰ＿１ないしＲＰ＿Ｎ）が互いに異なる接触探知領域（Ｄ＿１ないしＤ＿Ｋ）に接触され、互いに異なる接触探知領域（Ｄ＿１ないしＤ＿Ｋ）で接触面積及び接触圧力が探知されて足の状態データが獲得される。このような状態で分離領域は、足の裏が接触する接触探知領域（Ｄ＿１ないしＤ＿Ｋ）と一致するように設定しうる。このように設定された状態でスキャンデータが獲得される（Ｐ３１）。スキャンデータは、それぞれの分離領域を基準に獲得され、それぞれの分離領域に対して接触圧力及び刺激反応値が探知される（Ｐ３２）。標準足部に対する接触圧力及び刺激反応値があらかじめ準備され、標準足部に備えて標準対比評価指数が生成されうる（Ｐ３３）。このような標準対比評価指数は、前述したアキレス腱の傾斜レベルまたは中心圧力曲線の形態を含みうる。そして、このような標準対比評価指数に基づいて診断データが生成されうる（Ｐ３４）。多様な探知値に対して評価指数が作られ、これにより、本発明は制限されるものではない。

【0017】

図４は、本発明による診断システムの作動構造の実施形態を図示したものである。
図４を参照すれば、足の地面接触による圧力及び刺激に対する反応に基づいて足の状態指数を生成する足評価指数生成モジュール４３をさらに含む。状態測定モジュール４１によって足の状態が測定され、状態測定モジュール４１は、前述した足スキャン機器を含む。状態測定モジュール４１によって足の状態測定に対するデータが獲得されれば、標準データベース１３で測定対象となる足の形状に対応する足データが選択されて標準状態が探知される。このような対応する標準データは、例えば、人工知能類型分析モジュール４２によって探索される。人工知能類型分析モジュール４２によって測定された足の形状に対応する標準データが獲得される。人工知能類型分析モジュール４２によって標準データが獲得されれば、測定された足と標準データに対する評価指数が足評価指数生成モジュール４３によって生成されうる。歩行姿勢分析モジュール４４によって測定足の歩行姿勢が分析され、歩行姿勢が分析されれば、矯正圧力指数生成モジュール４５によって矯正圧力指数が生成されうる。矯正圧力指数は、測定足の圧力と標準足の圧力とを備えて矯正されなければならない圧力値を示すことができる。前述したように、足の裏は、多数個の分離領域からなり、それぞれの分離領域に対して圧力矯正指数が生成されうる。矯正圧力指数が生成されれば、矯正指数適用インソールモジュール４７によって矯正圧力が適用された矯正仮想インソールが生成されうる。矯正仮想インソールが生成されれば、仮想着靴モジュール４８によって仮想着靴になって姿勢が確認される。以後、姿勢矯正に適切であると確認されれば、インソールモデリングモジュール４９によってインソールモデルが生成されうる。矯正圧力によるインソールモデルは、多様な方法で作られ、提示された実施形態に制限されるものではない。

【0018】

図５は、本発明による足部スキャンによる足部診断方法の実施形態を図示したものである。
図５を参照すれば、足部スキャンによる足部診断方法は、足部に形状または状態に対する標準データベースが生成される段階（Ｐ５１）；足のスキャンによる形状データが獲得され、接触圧力及び刺激反応が測定される段階（Ｐ５３）；接触圧力及び刺激反応に基づいて足の分割部位に対する評価指数が生成される段階（Ｐ５４）；足の評価指数が標準データベースに保存されたデータと対比される段階（Ｐ５５）；及び足関連疾患に対する診断データが生成される段階（Ｐ５６）；を含む。標準データベースは、前述した方法によって生成され（Ｐ５１）、標準データベースから測定足の形状に対応する標準足または標準データが選択されうる。そして、標準足が分離領域に分割され、標準足の分離領域に対する分割部位標準指数が生成されうる（Ｐ５２）。前述したように、足スキャン機器によって接触圧力及び刺激反応が測定される（Ｐ５３）。そして、測定足の分離領域に対する評価指数が生成されうる（Ｐ５４）。測定足に対する測定が完了すれば、測定足の評価指数が標準指数と対比されて対比値が算出される（Ｐ５５）。そして、対比値に基づいて足または足関連疾患診断データが生成されうる（Ｐ５６）。診断データに基づいて足の矯正が必要であるか否かが評価される（Ｐ５７）。もし、矯正が不要であれば（ＮＯ）、診断データに対して３Ｄインソールがモデリングになる。これに比べて、矯正が必要な場合（ＹＥＳ）、歩行姿勢モデルが生成されうる（Ｐ５８）、歩行姿勢モジュールに基づいて矯正圧力が適用されたインソールが生成されうる（Ｐ５９）。このように仮想インソールが生成されれば（Ｐ５９）、仮想インソールに基づいて仮想着靴になって矯正歩行姿勢が探索される（Ｐ６０）。このような過程で人工知能アルゴリズムが適用可能である。以後、仮想着靴に基づいて３Ｄインソールが作られる。仮想着靴による仮想インソールの適合性が探索される過程で人工知能アルゴリズムが適用可能であるが、これに制限されるものではない。

【0019】

以上、本発明は、提示された実施形態を参照して詳細に説明されたが、当業者は、提示された実施形態を参照して、本発明の技術的思想を外れない範囲で多様な変形及び修正発明を作ることができる。本発明は、このような変形及び修正発明によって制限されず、ただ特許請求の範囲によってのみ制限される。

【符号の説明】

【0020】

１１：形状データモジュール
１２：状態データモジュール
１３：足標準データベース
１４：形状スキャンデータモジュール
１５：状態測定データモジュール
１７：足部診断データモジュール
４１：状態測定モジュール
４３：評価指数生成モジュール

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】