KR100537343B1 - 관절염 치료용 초음파 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 관절염 치료용 초음파 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 200~800mW/㎠의 초음파를 발생시켜 100~400mW/㎠의 저강도 초음파 에너지를 피부 깊은 곳의 연골세포까지 인가하도록 구성된 퇴행성관절염의 치료 또는 예방용 초음파 장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 초음파 장치는 200~800mW/㎠의 저강도 초음파를 발생시키도록 하는 초음파 발진 제어부를 구비하는 메인 콘트롤부, 메인 콘트롤부의 조종상태에 따라 초음파를 발생시키는 초음파 발생기, 초음파 발생기로부터 입력받은 초음파에 따라 진동하는 초음파 진동자 및 치료하고자 하는 관절 부위에 초음파 진동을 전달하는 프로브를 포함하여 구성되며, 연골조직의 활성화를 통해 연골조직의 재생을 유도하여 퇴행성관절염을 근본적으로 치료하는 것이 가능하다.

Description

관절염 치료용 초음파 장치 {An Ultrasonic Equipment for Treatment of Osteoarthritis}

본 발명은 관절염 치료용 초음파 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 200~800mW/㎠의 초음파를 발생시켜 100~400mW/㎠의 저강도 초음파 에너지를 피부 깊은 곳의 연골세포까지 인가하도록 구성된 퇴행성관절염의 치료 또는 예방용 초음파 장치에 관한 것이다.

퇴행성관절염은 골관절염, 변성 관절염, 노인성 관절염 등의 다양한 이름으로 불려지며, 뼈의 말단 부위에 연결된 푸르스름한 빛의 하얗고 반짝이면서 미끄러운 물질인 관절 연골의 변화로 인해서 관절연골의 매끄러운 면이 파괴되어 울퉁불퉁한 면을 이루거나 또는 체중을 많이 받는 부위에 관절연골이 파괴되는 질환을 말한다.

일반적으로 2개 또는 그 이상의 뼈가 가동적으로 연접한 구조를 관절이라고 하며, 관절이 있는 부위로는 무릎, 턱, 어깨, 엉덩이, 손가락, 발가락, 팔꿈치, 목, 척추 등이 있다. 상기한 관절의 골단은 관절연골로 덮여 있으며, 연골세포와 그것을 둘러싸는 다량의 기질로 이루어진 조직인 관절연골은 골단의 마찰을 방지하는 역할을 한다.

상기한 관절연골이 손상되어 연골이 닳아 없어지면, 그 밑에 있는 뼈도 손상되어 뼈가 기형적으로 재생되어 통증과 관절의 기형이 유발되는 퇴행성관절염(골관절염)이 발병한다. 즉 관절연골은 닳고 재생되는 과정을 반복하게 되는데, 노령화, 비만증, 관절이형성증, 외상, 일부 특수작업, 관절염의 과거력, 유전적 요인 등의 원인에 의해 관절연골의 손상이 심하고 재생이 늦어지는 경우에는 관절의 골단이 직접 접촉함에 따라 골단에 손상이 발생하고, 뼈가 기형적으로 재생되면서 통증과 기형을 유발하게 된다.

상기와 같은 퇴행성관절염의 치료법으로는 적당한 휴식과 운동, 연골재생제와 진통제의 투여, 관절주사액의 주입, 소염제의 사용, 변연 절제술, 절골술, 관절경을 이용한 수술, 슬관절 전치환술 등이 주로 행해진다.

그러나, 최근에는 관절부위에 초음파를 가하면 초음파 진동이 연골조직내의 연골세포까지 전달되어 연골세포의 활성화에 직접 영향을 주므로 연골세포의 활성능력이 저하되어 발생하는 퇴행성관절염을 치료할 수 있다는 사실이 알려져, 관절염 치료를 위한 초음파 치료기가 개발되고 있다.

이와 같이 초음파를 이용한 관절염 치료기에 대한 종래기술로써, 한국 등록실용신안 제20-0296735호는 무릎 등의 굴곡이 심한 관절부위에 복수의 초음파소자를 밀착시켜 고정하는 것이 가능하고 착탈식으로 구성되어 초음파가 입체적으로 무릎에 작용하여 치료효과가 증대되도록 고안된 초음파 관절치료기에 관하여 개시하고 하고 있다. 한국 등록실용신안 제20-0296735호는 하기 첨부된 도면에 나타낸 바와 같이, 전원이 인가되면 초음파진종을 하는 복수의 초음파소자와 내면쪽에는 복수의 초음파소자가 소정의 패턴으로 배열되어 분리가능하게 조립되고 팔이나 다리를 둘레를 따라 감싸도록 소정의 폭으로 형성되는 지지밴드와, 지지밴드의 양쪽 끝부분에 각각 설치되고 분리가능하게 서로 고정되는 한쌍의 암고정부재 및 수고정부재와, 지지밴드의 표면쪽에 설치되고 초음파소자에 전원을 인가하기 위한 전선이 연결되고 외부의 전원에 연결되는 수커넥터가 결합되는 암커넥터로 구성된다. 또한, 한국특허출원 제2001-0079493호는 초음파 기기의 사용시에 윤활제로 사용되는 초음파용 젤에 진통억제나 소염효과를 갖는 자연추출물을 첨가함으로써, 초음파를 이용한 관절염 치료기에 사용할 수 있도록 하는 관절염 치료를 위한 초음파용 젤 및 그의 제조방법에 관하여 개시하고 있다.

그러나, 상기와 같은 관절염 치료기는 굴곡이 심한 관절부위에 밀착이 가능하도록 하거나, 사용되는 초음파의 효과를 증진시킬 수 있는 별도의 장치를 사용하는 등의 부수적 효과를 얻기 위한 것들로, 보다 근원적인 관절염 치료기로는 미흡하다는 단점이 있다.

이에 본 발명자들은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해서, 초음파 발진 제어부에서 제어되는 0.1~5㎒의 주파수, 200~800㎽/㎠의 세기를 갖는 초음파를 관절부위에 지속적으로 투사한 결과, 관절 연골의 손상으로 인한 관절염의 근원적인 치료가 가능하다는 것을 확인하고, 본 발명을 완성하였다.

결국 본 발명의 주된 목적은 0.1~5㎒의 주파수, 200~800㎽/㎠의 세기를 갖는 초음파 진동을 이용하여 관절염의 근원적인 치료가 가능하며, 작동이 용이한 관절염 치료용 초음파 장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 (a) 0.1~5㎒의 주파수, 200~800㎽/㎠의 세기를 갖는 초음파를 발생시키도록 하는 초음파 발진 제어부(130); (b) 사용자에 의해 설정된 전압을 정해진 시간동안 프로브측으로 공급시켜 주는 메인 콘트롤부(300); (c) 상기 메인 콘트롤부의 조종상태에 따라 초음파를 발생시키는 초음파 발생기(330); (d) 상기 초음파 발생기로부터 입력받은 초음파에 따라 진동하는 초음파 진동자(340); 및 (e) 상기 초음파 진동자에 접촉한 상태로 상기 초음파 진동자로부터 발생되는 초음파 진동을 치료하고자 하는 관절에 직접 전달하는 프로브(400)를 포함하는 것을 특징으로 하는 관절염 치료용 초음파 장치를 제공한다.

본 발명에 있어서, 상기 메인 콘트롤부는 전원공급 레벨 조절기(110) 또는 타임 설정부(120)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 할 수 있으며, 상기 프로브는 타원형의 적용단부를 가지는 것을 특징으로 할 수 있다. 또한, 상기 발진 제어부는 0.5~2㎒의 주파수, 300~600㎽/㎠의 세기를 갖는 초음파를 발생시키도록 구성된 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 관절염 치료를 위해 투사되는 초음파의 세기가 200㎽/㎠ 이하일 경우에는 세포를 적절하게 자극하지 못하여 세포의 증식을 촉진시키거나, 세포외 기질의 주요 성분인 교원질 (콜라겐)과 단백당의 합성을 증가시키는 효과가 없고, 반면 초음파의 세기가 400㎽/㎠ 이상인 경우 세포의 사멸이 증진되고 단백당과 교원질의 합성이 감소하며, 분해가 증가되는 등 연골 조직의 형성에 오히려 해로운 효과가 있다. 세포실험에서, 바람직한 초음파세기는 100~400mW/㎠이었으나, 통상 피부를 통과하면서 약 50%정도의 초음파가 손실되므로, 관절염치료용으로 사용할 경우, 바람직한 초음파세기는 200~800mW/㎠이다.

또한, 주파수가 0.1㎒ 이하인 경우에는 진동자의 크기가 커져서 요철이 있는 관절과의 접촉이 좋지 않게 되고, 5㎒ 이상인 경우에는 관절의 피부, 피하 지방 등의 투과에 제한을 받게 된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 구체적으로 설명한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 관절염 치료용 초음파 장치의 사시도를 나타낸 것이다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 초음파 장치는 외부에 메인 컨트롤부(300)가 있으며, 그 내부에는 초음파 발생기(330) 및 초음파 진동자(340)를 구비하고 있다. 메인 컨트롤부에는 전원공급 레벨 조절기(110), 타임 설정부(120) 및 초음파 발진 제어부(130) 등이 구비되어 있으므로, 사용자가 관절염 치료기의 사용에 앞서 자신이 원하는 전원공급 레벨과 동작시간을 임의로 설정할 수 있다. 초음파 발진 제어부(130)는 본 발명자에 의해 연구된 관절염 치료의 최적 조건인 0.1~5㎒의 주파수, 200~800㎽/㎠의 세기를 갖는 초음파, 바람직하게는 0.5~2㎒의 주파수, 300~600㎽/㎠의 세기를 갖는 초음파를 발생시키도록 설정되어 있다.

본 발명의 관절염 치료용 초음파 장치는 개인이 가정에서 사용할 수 있도록 개발된 것으로써 안전성을 고려하여, 초음파 발진 제어부에 설치된 타임 설정부에 의해 치료하고자 하는 시간이 경과되면 자동으로 꺼지도록 설정되었으며, 초기 설정 시 대략 10분으로 설정되어 있으며, 최대 20분까지 설정할 수 있도록 구성되어 있다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 관절염 치료용 초음파 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 초음파 발생기(330)는 발진기(331), 분주기(332), 파형결정부(333), 출력증폭부(334), 출력매칭전환부(335)를 포함하고 있다. 이러한 구성을 통하여, 최초 메인 콘트롤부에 조종된 데이터를 받아 초음파 발생기(330)에서 발생된 초음파는 후단의 초음파 진동자(340)에 인가되고, 초음파 진동자(340)는 자체에 접촉하고 있는 프로브(400)를 진동시키게 된다.

구체적으로, 발진기(331)는 메인 콘트롤부에서 조종한 데이터를 입력받아, 최종 결정될 초음파를 발생시키기 위해 이용되는 기본 초음파를 발생시키며, 분주기(332)는 발진기(331)의 파형을 입력받아 초음파 치료기의 메인 콘트롤부에서 조종된 상태에 따라 분주의 상태를 결정한다. 후단의 파형결정부(333)는 분주기(332)에서 분주되어 중간 단속된 초음파 및 메인 콘트롤부(300)의 조종상태를 입력받아 본 발명의 관절염 치료용 초음파 장치에서 사용할 최종 파형을 결정한다. 이러한 최종 초음파 파형은 연속형, 펄스형 모두 가능하다.

상기 파형결정부(333)에서 출력된 최종 초음파 파형은 후단의 출력증폭부(334)에 인가되고, 출력증폭부(334)는 결정된 초음파 파형의 운전 및 파워 증폭을 통하여 결정된 초음파 파형의 피크치를 증폭시키게 된다. 이후 출력증폭부(334)에서 출력된 증폭 파형은 후단의 출력매칭전환부(335)에서 최종출력을 위한 매칭 및 결합 트랜스 등을 통해 전환되어, 후단의 초음파 진동자(340)에 인가할 수 있는 상태로 출력된다.

초음파 진동자(340)의 진동은 타원형 적용단부를 갖는 프로브에 전달되고, 따라서 프로브에 접촉하고 있는 피부 깊은 곳의 연골세포까지 그 에너지가 전달되게 된다. 전달된 초음파 에너지는 피부 내부의 연골세포를 활성화시킴에 의해 연골조직의 재생을 유도하게 된다. 또한, 100~400㎽/㎠, 바람직하게는 150~250㎽/㎠의 저강도를 갖는 초음파의 지속적인 물리적 힘에 의하여 연골조직의 활성화를 통해 연골조직의 재생을 유도하여 관절염을 근본적으로 치료하는 효과를 가지게 된다.

본 발명의 관절염 치료용 초음파 장치의 바람직한 효과를 얻기 위해서는, 사용하고자 하는 관절부위에 초음파용 전용젤을 충분히 바른 다음, 전용젤을 바른 면에 프로브를 가볍게 밀착시켜 사용할 수 있다. 한번 밀착시킨 프로브는 움직이지 않는 것이 바람직하며, 메인 콘트롤부의 타임 설정부(120)에 원하는 시간을 설정한 후, 하루에 1~2회, 한번에 20분미만으로 사용할 수 있다.

본 발명에 따른 관절염 치료용 초음파 장치는 무릎(슬관절), 턱, 어깨, 엉덩이(고관절), 손가락, 발가락, 팔꿈치, 목, 척추 등의 관절이 있는 부위에는 어디든지 사용가능하다.

본 발명에서 초음파란 소리의 일종으로, 인간의 귀에 들리지 않는 대략 20,000㎐이상의 초음파를 뜻한다.

하기 실시예를 통하여 전술한 본 발명에 따른 관절염 치료용 초음파 장치의 관절염 치료 효과를 규명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

실시예 1:

본 발명에 따른 관절염 치료용 초음파 장치의 효과를 알아보기 위하여, 관절염 유도 동물모델을 이용하여 하기와 같이 실험하였다. 하기 실험에서는 초음파 투사뿐만 아니라, 골 관절염 치료제로 널리 사용되고 있는 히알루론산을 실험동물에 주입하여 실험하였다. 히알루론산은 관절의 활액(관절액, synovial fluid) 성분과 유사하여 관절내에 넣어주면 윤활작용을 회복하여 관절연골을 보호할 수 있도록 하며, 활액막이나 연골조직으로 흡수되어 활액막 세포에 의한 히알루론산의 합성을 촉진하게 할 수 있는 등 골 관절염 치료에 효과적이다. 골 관절염이 생기면, 관절내 윤활작용을 하는 히알루론산(hyaluronic acid, HA)의 생성이 감소되어 외부 충격을 흡수하거나 분산시키지 못해 관절손상이 심해지게 된다. 이러한 골 관절염 치료에 사용되는 히알루론산은 연골세포 고유의 표현형으로 알려져 있는 프로테오글리칸(proteoglycan) 등이 부착할 수 있도록 하는 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다 (Swann, D.A., Biochem. Vitreou. Bull, Soc. Belg. Ophtalmol., 223:59, 1987).

1-1: 관절염 유도된 동물모델

평균 분자량 1000kDa 히알루론산 나트륨(LGCI사, 대전, 한국)을 0.1% 농도로 녹인 후에 플로로센아민(fluroesceinamine; Sigma)을 사용하여 화학적 방법으로 형광 표지한 다음, 100% 에탄올과 포화된 NaCl을 사용하여 정제하였다. 실험동물은 3.0㎏의 뉴질랜드산 흰토끼 암컷(중앙 실험동물센타, 한국) 18마리를 사용하였으며, 투사된 초음파는 본 발명에 의한 초음파 장치를 이용하여 1㎒의 주파수, 200㎽/㎠의 세기로 설정된 초음파를 적용하였다. 실험동물의 관절염 유도는 통상적으로 이용되는 ACLMT(anterior cruciate ligment and menisectomy transection)에 의해 실험동물의 뒷다리 두 무릎관절에 골 관절염을 유발시켰다 (Jin, C.Z. et al., J. Korean Ortho. Res. Soc., 4:141, 2001).

1-2: 초음파에 의한 관절염 치료효과

상기 뉴질랜드산 흰토끼 암컷(중앙 실험동물센타, 한국) 18마리를 사용하여, 상기 형광 표지된 히알루론산 나트륨을 토끼의 뒷다리 무릎 관절에 0.5㎖ 주입한 다음, 모든 실험동물의 오른쪽 무릎에는 상기와 같은 초음파를 매일 10분 동안 투사하였으며, 초음파가 관절내로 잘 전달될 수 있도록 초음파 처치 시 관절 부위에 초음파용 전용젤을 도포하였다. 실험동물의 왼쪽 무릎에는 초음파를 투사하지 않았으며, 이를 대조군으로 하였다.

프로테오글리칸(proteoglycan)의 농도, 프로스타글란딘 E2(PGE2)의 농도, 제2형 콜라겐 및 MMP-3(matrix metalloproteinase-3)의 발현량을 측정하기 위하여 실험동물의 활액을 분석하였다. 상기 프로테오글리칸의 농도는 1,9-디메틸메틸렌 블루(DMB) 착색법 (Farndale, R.W. et al., Connect Tissue Res., 9:247, 1982)을 이용하여 측정하였으며, PGE2의 농도는 실험동물에 골 관절염을 유도한 다음, PGE2 EIA(enzymeimmunoassy) 시스템(Amersham Pharmacia Biotech, UK)을 이용하여 측정하였고, 제2형 콜라겐 및 MMP-3의 발현량은 웨스턴 블랏을 수행하여 측정하였다.

실험결과, 관절 내의 활액 분비량은 히알루론산 및 초음파를 동시에 처리 하였을 경우, 가장 많이 감소하였다. 또한, 히알루론산 및 초음파를 동시에 처리하였을 경우, 골 관절염 유도에 의해 증가하는 활액 내의 프로테오글리칸, PGE2의 양을 감소시켰으며 (도 4 및 도 5; C:대조군, HA: 히알루론산 주입, US: 초음파 투사), 골 관절염 유도에 의한 콜라겐 타입 II 및 MMP-3의 발현량도 감소시키는 것을 확인할 수 있었다 (도 6; C:대조군, HA: 히알루론산 주입, US: 초음파 투사). 상기의 결과로부터, 본 발명의 저강도를 갖는 초음파 장치는 관절염 치료에 효과적임을 확인할 수 있었다.

실시예 2:

최적의 초음파 세기를 확인하기 위하여, 주파수를 1㎒로 고정하고, 초음파의 세기를 변화시키면서 다양한 실험을 수행하였다. 연골세포의 증식 및 대사작용에 미치는 초음파의 in vitro 효과를 조사하기 위하여, 사람의 관절에서 연골조직을 바로 배양하는 조직배양법 (explant culture)과 연골조직에서 연골세포를 분리, 배양하는 단층배양법 및 알지네이트 배양법 (alginate culture)을 사용하였다. 단층배양법은 연골세포의 증식을 효과적으로 관찰할 수 있는 배양법이고, 조직배양법은 연골세포로부터 합성되는 연골기질을 관찰하기 용이한 배양법이며, 그리고 알지네이트 배양법은 연골세포의 기질 합성 및 연골세포 표현형 유지에 관한 실험이 효과적인 배양법이다.

연골세포의 증식에 미치는 초음파의 영향을 단층배양법으로 관찰한 결과, 도 7에 나타난 바와 같이, 증식의 효과는 자극크기 5(200-250mW/㎠)에서 최대로 나타났다.

연골조직을 초음파자극 후 조직 내에 존재하는 당단백의 양을 DMB 방법으로 측정한 결과로, 초음파크기 200mW/㎠에서 당단백 양이 최대였으며, 700mW/㎠이상에서는 오히려 감소하였다 (도 8a). 또한, 연골세포가 당단백을 합성하기 위하여서는 sulfate가 필요하므로 동위원소가 표지된 sulfate를 배양액에 넣은 후 조직을 초음파자극하면서 연골세포가 흡수한 sulfate양을 측정하여 연골세포의 당단백 합성률을 분석하였다. 초음파 크기 200mW/㎠에서 당단백 합성률은 통계적으로 의미있게 증가하였고, 500 및 700mW/㎠에서는 당단백 합성률은 오히려 감소하였다 (도 8b).

연골세포의 기질 중 교원질 합성에 미치는 초음파의 영향을 교원질 합성 재료인 proline에 동위원소를 표지하여 배양액에 넣고 연골조직을 초음파자극한 결과, 도 9에 나타난 바와 같이, 200mW/㎠에서 의미있게 교원질 합성률이 증가하였으며 500mW/㎠이상에서는 오히려 감소하였다.

상기 세포실험결과, 바람직한 초음파세기는 100~400mW/㎠이었으나, 통상 피부를 통과하면서 약 50%정도의 초음파가 손실되지 때문에, 관절염치료용으로 사용할 경우, 바람직한 초음파세기는 200~800mW/㎠이다.

실시예 3: 임상 실험

46명의 환자 (40명 여자, 6명 남자)를 대상으로 슬관절 골관절염 치료에 대한 초음파치료의 유효성을 평가하는 임상실험을 진행하였다. 실험 환자군의 선정은 무릎에 통증이 있는 환자로서 방사선 검사결과, Kellgren-Lawrence radiographic grade가 1-3인 슬관절 골관절염으로 진단받은 환자였으며, 류마티스성 관절염 등 염증성 관절염 환자는 제외하였다.

본 임상실험에서는 초음파 치료기의 주파수 및 초음파 세기를 각각 약 1㎒ 및 약 400mW/㎠으로 고정하고, 치료시간은 20분을 설정하였다. 한쪽 무릎에 2곳(좌, 우측)을 선정하여 환부에 초음파용 젤을 충분히 바르고 프로브를 환부에 가볍게 밀착시키고 작동스위치를 눌러 치료를 시작하였다.

유효성 평가항목으로, WOMAC survey (통증, 뻣뻣함, 기능에 대한 평가)와 환자의 치료만족도, 실험 의사의 치료효과를 평가였으며, 임상검사항목으로, 환자 관절활액을 치료 전 및 후에 각각 추출하여 관절활액 부피, 활액내 PGE2 농도 및 총단백질 양을 측정하였다.

관찰검사방법

(1) 관절기능검사: 치료전, 3,5,8주차에 WOMAC survery (설문지)를 이용하여 분야별 (통증, 뻣뻣함, 기능)로 점수를 합산하여 기록하였다.

(2) 치료만족도: 3,5,8주차에 피험자 자신의 치료효과에 대한 만족도를 설문하여 기록하였다.

(3) 8주차에 치료 전과 치료 완료 후의 관절기능검사, 치료만족도, 활액검사 등의 결과를 종합 검토하여 임상시험 담당자가 치료효과를 판정하여 기록하였다.

평가기준, 평가방법 및 해석방법

(1) 평가기준: 치료를 종료한 피험자를 대상으로 하고, 각 피험자별로 작성된 증례기록서를 근거로 하여 임상 시험 담당자가 치료를 종료한 시점에서의 치료효과 평가점수를 1이상으로 부여한 경우 유효성이 있다고 판단하였다.

(2) 평가방법 및 해석방법

치료 전 및 치료 종료 후의 관절기능검사, 활액검사의 변화에 대한 결과를 paired t-test를 사용하여 통계분석하고 p<0.05인 경우 통계적 유의성이 있다고 판단하였다. 치료율(%)은 (치료효과 평가점수가 1이상인 피험자수)/전체피험자수 X 100으로 계산하였다.

임상시험 성적 결과

(1) 8주간의 임상시험을 종료한 후 WOMAC survey를 실시한 결과 통증, 뻣뻣함, 기능 항목 모두에서 유의하게 감소하였으며, 이와 같은 감소는 1차, 2차, 3차 방문에 따라 유의한 차이를 보였다. 또한 임상 시험 기간 8주 동안 피험자에 발생한 부작용은 한 건도 없었다.

(2) WOMAC score의 증감과 활액 부피, 총 단백질 양은 양의 상관관계를 보였고 prostaglandin은 음의 상관관계를 보였으나 통계적으로 유의한 차이가 있지는 않았다. WOMAC의 세부항목 (통증, 뻣뻣함, 기능)의 증감과 가장 유의 있는 활액소견 parameter의 증감을 분석한 결과 총 단백질양은 통증에 양의 상관관계를 보였고 다른 것은 유의한 차이가 없었다.

(3) 임상시험 종료후 치료 전과 치료 후의 관절기능검사, 치료만족도, 활액 검사 등의 결과를 종합 검토하여 임상시험 담당자가 치료효과를 평가한 결과, 8주차의 치료효과 점수가 -1점인 경우는 4명(8.7%), 0점인 경우는 없었으며, 1점인 경우는 16명(34.8%), 2점인 경우는 26명(56.5%), 3점인 경우는 없었다.

(4) 결론적으로 치료 완료 후 WOMAC에 의한 관절기능 검사결과, 총 46명 중 42명에서 호전되어 치료율 91.3%를 나타냈으며, 치료만족도는 89.2%였다.

이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 초음파 장치는 200~800mW/㎠의 초음파를 발생시켜 100~400mW/㎠의 저강도 초음파 에너지를 피부 깊은 곳의 연골세포까지 인가하도록 구성됨으로써, 연골조직의 활성화를 통해 연골조직의 재생을 유도하므로 퇴행성관절염을 근본적으로 치료하는 것이 가능하다. 또한, 간단한 조작을 통하여 가정 및 사무실에서 간편하게 사용할 수 있다.

도 1은 종래기술에 따른 초음파 관절치료기의 사시도를 나타낸 것이다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 관절염 치료용 초음파 장치의 전체 사시도를 나타낸 것이다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 관절염 치료용 초음파 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도를 나타낸 것이다.

도 4는 관절염이 유도된 실험동물에 본 발명에 따른 관절염 치료용 초음파 장치를 사용하여 초음파를 조사한 후의 프로테오글리칸(proteoglycan) 농도를 나타낸 것이다.

도 5는 관절염이 유도된 실험동물에 본 발명에 따른 관절염 치료용 초음파 장치를 사용하여 초음파를 조사한 후의 프로스타글란딘 E2(PGE2) 농도를 나타낸 것이다.

도 6은 관절염이 유도된 실험동물에 본 발명에 따른 관절염 치료용 초음파 장치를 사용하여 초음파를 조사한 후의 제2형 콜라겐 및 MMP-3(matrix metalloproteinase-3)의 발현량을 나타낸 것이다.

도 7은 초음파의 세기에 따른 세포의 증식을 관찰한 그래프이다.

도 8a 및 8b는 초음파의 세기에 따른 세포의 단백당의 합성을 관찰한 그래프이다.

도 9는 초음파의 세기에 따라 세포의 교원질 합성과 분해되는 정도를 관찰한 그래프이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

330: 초음파 발생기 300: 메인 콘트롤부

331: 발진기 332: 분주기

333: 파형 결정부 334: 출력 증폭부

335: 출력매칭 전환부 340: 초음파 진동자

400: 프로브 110: 전원공급 레벨 조절기

120: 타임 설정부 140: 초음파 발진 제어부

Claims (4)

1. (a) 0.1~5㎒의 주파수, 200~800㎽/㎠의 세기를 갖는 초음파를 발생시키도록 하는 초음파 발진 제어부(130); (b) 사용자에 의해 설정된 전압을 정해진 시간동안 프로브측으로 공급시켜 주는 메인 콘트롤부(300); (c) 상기 메인 콘트롤부의 조종상태에 따라 초음파를 발생시키는 초음파 발생기(330); (d) 상기 초음파 발생기로부터 입력받은 초음파에 따라 진동하는 초음파 진동자(340); 및 (e) 상기 초음파 진동자에 접촉한 상태로 상기 초음파 진동자로부터 발생되는 초음파 진동을 치료하고자 하는 관절에 직접 전달하는 프로브(400)를 포함하는 것을 특징으로 하는 관절염 치료용 초음파 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 발진 제어부는 0.5~2㎒의 주파수, 300~600㎽/㎠의 세기를 갖는 초음파를 발생시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 초음파 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 메인 콘트롤부는 전원공급 레벨 조절기(110) 또는 타임 설정부(120)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 프로브는 타원형의 적용단부를 가지는 것을 특징으로 하는 초음파 장치.