▪ 아이템 정보

1. 기기 개발 이유 및 사용 목적을 자세히 적어주세요.

2. 사용 방법을 자세히 적어주세요.

3. 기타사항(사용경험, 적용사례, 발전방안 등)

고등학교 시절 다리를 다쳐서 목발을 써본 적이 있습니다. 당시 학교는 걸어서 20분 거리였고 학교 내에 엘리베이터도 없었습니다. 목발을 써보는 게 처음이라 한동안 넘어지기도 했고 특히 손목과 겨드랑이 통증이 심해서 학교를 오가는 것조차 어려웠습니다. 2학년이 되고 의료보장기 보장구를 배우고 있었기 때문에 보장기에 대해 관심이 있었는데 이런 기회가 주어져 과거에 경험을 배경으로 아이디어를 내게 되었습니다.  

기존의 목발은 보통 겨드랑이를 지지대 삼아 손목 힘으로 몸을 지탱하며 사용합니다. 그렇기에 손목과 겨드랑이의 통증을 유발하는 것은 당연합니다. 이를 개선하기 위해 최근에는 팔꿈치에 목발을 끼워서 팔꿈치와 손목 팔뚝을 전체적으로 사용해 통증을 줄이는 목발도 나오고 있습니다. 하지만 목발의 단점은 통증을 유발하는 것 외에도 손을 사용할 수 없어 일상생활을 불편하게 하며 몸에 고정이 되지않아 목발을 떨어뜨리거나 넘어질 위험이 높습니다. 저희는 이러한 단점을 없애기 위해 생각한 것이 핸즈프리 목발이였습니다. 핸즈프리 목발은 손이 자유로워 환자 혼자서 일상생활을 하는데 어려움이 없고 사용자가 적응하는 기간도 비교적 짧습니다.

핸즈프리 목발에 대한 자료조사를 시작했고 이미 생각한 것과 비슷한제품이 출시 되어있다는 것을 알았습니다. 소비자들의 후기는 대부분 편리하고 좋다는 의견이 많았지만 단점을 지적하는 후기 또한 많이 보였습니다. 내용은 ‘너무 무겁다.’,‘무릎을 지지대 삼기 때문에 무릎이 아프다.’, ‘키 148이하인 사람은 사용이 불가하다. 어린아이는 사용할 수 없다.’이였습니다.

조원들의 자료조사를 종합해보니 핸즈프리 목발은 성인에 비해 팔에 힘이 없어 목발을 사용하기 힘들고 야외활동이 많은 어린아이들에게 더 필요하겠다는 생각이 들었습니다. 하지만 시제품중 어린아이들을 모델로 제작한 핸즈프리 제품은 없었고 기존제품의 디자인은 아이가 사용하기에 불편한점이 많다고 판단되어 기존제품의 장점을 살리고 단점을 없앤 디자인을 생각해 설계했습니다.

아이디어 스캐치를 통해 전체적인 디자인을 잡고 만5세~10세의 아이들의 평균키 자료를 참고해 제품의 치수를 정하고 설계를 했습니다. 퓨전 360을 통해 모델링을 하여 FDM방식의 3d프린터 출력을 통해 제품의 틀을 제작하고 출력물 속에 스프링을 삽입하여 충격 완화기능을 더했습니다. 제품이 바닥에 닿는 바닥부분에는 목발에 끼우는 고무팁을 추가하여 제품을 사용해 걸을때의 안정성과 충격완화에 도움이 되도록 했습니다. 또한 아이들이 사용하는 제품인 만큼 사용자가 관심을 끌 수 있는 다자인이여야 한다고 생각했고 그래서 도색 또한 어두운 색 보다는 밝고 깔끔한 색상을 선택했습니다. 길이조절 시에 필요한 나사에는 윗면에 캐릭터를 음각으로 표현하여 미적 요소를 추가하였습니다.

제품의 전체적인 모습은 다리 안쪽과 바깥쪽에 닿는 기둥 2개를 중심으로 위쪽으로는 길이조절을 할 수 있도록 하여 사용자 다리길이에 맞게 기둥 길이를 조절한후 나사로 고정할 수 있도록 했습니다. 기둥 사이에는 받침대가 위, 아래로 2개가 위치해 있는데 각각 허벅지 뒤쪽과 종아리의 정강이부분이 받쳐지도록 했습니다. 이는 어느 한 부분으로만 무게가 집중되어 신체의 부담이 되는 기존의 단점을 없애기 위해 고려된 방안입니다. 받침대에는 다리가 목발에 고정되도록 보호대에 사용되는 압박밴드와 벨크로를 사용했습니다. 바닥에 닿는 면적이 최대한 분포되어 목발을 사용하면서 넘어지거나 중심을 잡기 어려운 상황을 방지하여 목발의 기둥마다 각 2개의 발을 만들어 총 4개의 발이 있으며 여기에 목발 고무팁을 끼우게 됩니다. 허벅지와 종아리를 받치는 받침대에는 메모리폼을 사이즈에 맞게 제작하여 부착하였습니다. 메모리폼은 신체에 밀착이 잘 되고 충격 흡수율이 높기 때문에 목발에 사용했을때 신체에 부담이 적고 가벼우며 고정력이 뛰어납니다. 무엇보다 메모리폼으로 인해 상처부위에 전해지는 충격이 완화됩니다.

착용방법은 다음과 같습니다. 먼저 목발길이조절을 통해 사용자의 다리 길이에 맞추고 나사를 끼워 고정합니다. 그리고 윗부분에 위치한 받침대에 허벅지를 대고 벨크로를 조여 고정합니다.   무릎을 접어서 아래받침대에 종아리의 앞부분, 정강이부위가 위치하도록 하고 벨크로를 조여 고정하면 착용이 끝나게 됩니다.

무릎을 구부려 사용해야하기 때문에 무릎위를 다친 환자는 사용할 수 없습니다. 예를 들어 허벅지 뼈가 골절 된 경우 통깁스를 하기 때문에 무릎 밑을 움직일 수 없기 때문입니다. 따라서 저희 제품의 사용자는 5세~11세의 아동이며 무릎밒(종아리, 발목 등)을 다쳐 목발을 사용해야하는 경우입니다. 

네이버 쇼핑에서 검색한 결과 가장흔한 일반 목발은 8000~30000원이였습니다. 팔꿈치에 고정하여 팔 전체 힘으로 사용하는 목발은 약30000원~60000원이고 핸즈프리목발은 200000~500000원으로 매우 고가였습니다. 저희가 제작한 목발은 출력시간을 모두 합쳤을 때 50시간정도 소요됩니다. 만약 산업용프린터기로 출력한다면 더 빠른 시간에 제작이 가능하다고 생각합니다. 내부에 들어가는 부품또한 스프링스토퍼가 전부고 나사도 3D프린터기로 출력하여 가격은 하향조정됩니다. 

환자들은 불편한 목발을 사용하기 힘들지만 부담스러운 가격 때문에 핸즈프리 목발이 꺼려질 것 입니다. 편리하고 착용감도 좋으면서 디자인적으로 예쁜 핸즈프리 목발을 만들고 싶다는 생각으로 시작하게 되었습니다. 

 제작과정에서 사용할 수 있는 3D프린터기가 FDM방식이였고 그 기종의 출력 제한크기가 20cm로 제한된 상황이였기 때문에 결합부위를 모델링해 파트를 나누어 출력 후 조립해야했습니다. 때문에 연결된 부분의 강도가 다른부분에 비해 약해져서 그 부분을 보완하기 위해 슬라이싱 과정에서 벽 두께와 내부채움을 높이게 되었습니다. 결과적으로 견고성은 높였지만 그만큼 제품의 무게가 무거워지게 됐습니다. 만약 SLS방식의 프린터기를 사용해 분말을 소결시켜 금속형태의 제품을 만든다면 제품의 무게도 줄일 수 있을 뿐만 아니라 훨씬 더 튼튼한 제품이 될 것이라고 생각합니다.

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