KR101580036B1 - 레이저 전자기 융합 치료장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 레이저 전자기 융합 치료장치는 의료 시술용 침습형 레이저 자극기의 자극과 전자기적 자극기의 자극이, 사용자(시술자)가 설정한 파라미터에 따라 하나의 중공침 끝단을 통해 피시술자의 시술부위(예: 환부 또는 경혈 등)에 전달되고, 상기 의료 시술용 침습형 레이저 자극기와 전자기적 자극기가 하나의 단일장치 내에 구현됨을 특징으로 한다.
특히, 본 발명의 장치에서, 타이머를 이용하여 레이저(광학적) 자극과 전자기적 자극을 시간적으로 제어함으로써, 통증 치료에 다양한 자극을 이용하여 치료 효과를 극대화할 수 있다.
또한, 신호의 세기 및 형태의 재현성 확보가 가능하고, 하나의 단일장치 내에 상기 의료 시술용 침습형 레이저 자극기와 전자기적 자극기를 구현함으로써 휴대 및 조작이 용이해진다는 효과가 있다.
특히, 본 발명의 장치에서, 타이머를 이용하여 레이저(광학적) 자극과 전자기적 자극을 시간적으로 제어함으로써, 통증 치료에 다양한 자극을 이용하여 치료 효과를 극대화할 수 있다.
또한, 신호의 세기 및 형태의 재현성 확보가 가능하고, 하나의 단일장치 내에 상기 의료 시술용 침습형 레이저 자극기와 전자기적 자극기를 구현함으로써 휴대 및 조작이 용이해진다는 효과가 있다.
Description
본 발명은 레이저 전자기 융합 치료장치에 관한 것으로, 특히 의료 시술용 침습형 레이저 자극기의 자극과 전자기적 자극기의 자극이, 사용자(시술자)가 설정한 파라미터에 따라 하나의 중공침 끝단을 통해 피시술자의 시술부위(예: 환부 또는 경혈 등)에 전달되고, 상기 의료 시술용 침습형 레이저 자극기와 전자기적 자극기가 하나의 단일장치 내에 구현되어, 치료 효과를 극대화할 수 있는 레이저 전자기 융합 치료장치에 관한 것이다.
종래 복부나 관절, 어깨 등 인체의 통증 부위를 자극하여 피로회복과 신경통이나 근육통, 관절염 등의 통증완화와 물리치료 효과를 가지는 전기자극에 의한 물리치료기로는 저주파 치료기, 초음파 치료기, 저출력 레이저 치료기, 떨림에 의한 진동 치료기 등이 있다.
이외에도 교통사고 등에 의한 뼈의 골절 등이 발생했을 때 뼈에 대하여 전자기파를 인가하여 뼈의 성장이 빠르게 이루어지도록 하는 골아세포 성장 촉진기도 포함된다.
그러나, 종래에는 전자기적 자극과 광학적 자극을 타이머를 이용하여 동시에 제어할 수 있는 기술이 없었으며, 종래의 전자기적 자극기는 신호의 세기가 일정하지 않다는 문제점이 있었다. 이러한 문제점으로 인해 시술받는 사람에게 동일한 자극이 주어지지 않으므로 정확한 치료가 힘들었다. 또한 종래의 전자기적 자극기는 펄스 파형만을 기본으로 출력함으로 다양한 자극패턴을 출력하지 못하였다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술이 갖는 제반 문제점들을 해결하고자 창출된 것으로 그 목적은, 의료 시술용 침습형 레이저 자극기의 자극과 전자기적 자극기의 자극이, 사용자(시술자)가 설정한 파라미터에 따라 하나의 중공침 끝단을 통해 피시술자의 시술부위(예: 환부 또는 경혈 등)에 전달되고, 상기 의료 시술용 침습형 레이저 자극기와 전자기적 자극기가 하나의 단일장치 내에 구현되어, 치료 효과를 극대화할 수 있는 레이저 전자기 융합 치료장치를 제공하는 데 있다.
본 발명 장치의 기술적 필요성에 대해 언급하면 다음과 같다.
한방 치료의 고급화 및 과학화를 통한 체계적인 시술 및 치료 기술의 개발이 요구되고, 레이저침은 전통 침이 가지는 치료 효과와 더불어 광 치료 효과를 얻을 수 있어 그 효과를 극대화할 수 있으며, 생체자극에 활용되는 반도체 레이저로는 InGaAlP 633-700nm, GaAlAs 780-890nm GaAs 904nm 등이 있으며, 또한 HeNe레이저도 있다. 또한, 반도체 레이저의 발전과 함께 다양한 파장 대역의 발진이 가능하며 특히 800nm 이상의 적외선 파장을 가지는 레이저를 이용하면 통증 완화 치료에 유효함이 보고 되고 있으며, 즉 GaAs 등은 근육이나 힘줄, 관절의 통증과 염증, 관절 기능 이상은 물론 깊은 부위에 활용되고, GaAlAs는 잘 낫지 않는 상처와 작은 관절 류마티스관절염, 근육유착, 통증 등에 활용되며, HeNe레이저와 InGaAlP 레이저는 피부손상과 점막의 상처, 피부와 점막의 통증, 신경통 등의 치료에 활용되고 있다. 이들 치료에 활용되는 레이저 요법은 최근 연구가 대단히 활발히 진행되고 있으며, 이에 대한 한의학적 적용성도 연구되고 있다.
종래에는 630 ~ 670 nm 파장의 레이저를 온열 치료에 이용한 침술은 많이 시도되었으나 그 이외 파장의 레이저를 이용한 침술에 대한 연구는 거의 이루어지지 않았다.
본 발명에서는 반도체 레이저에 의한 광학적 자극과 전기침에 의한 전기적 자극이 동시에 이루어지도록 한 것으로, 이는 새로운 분야의 한방 치료 기술 발전에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.
핵심 경쟁 요소로는 전통 한의학에서 사용되어온 금침이나 전기침 등과 같은 분야가 있을 수 있으나, 레이저의 경우 에너지, 파장, 펄스 및 연속 조사와 같이 다양한 치료 기법의 개발이 가능하고 질환에 따라 선택적인 시술 및 치료 기법의 개발이 가능하므로 레이저를 이용한 침 시술은 병증에 의해 구별된 정확한 치료가 가능하리라고 판단된다.
전기침은 한의학에서 동통 치료와 체지방 분해 등의 치료에 이용되고 있으며, 그간 많은 연구가 시행되어 한의학의 침술과 결합하여 활용되고 있다.
본 발명의 장치는 자극 패턴에 따른 레이저침과 전기침의 동시 제어하는 신 개념의 레이저-전기융합 침 치료장치로서 한방 치료 기술 분야에 있어서 발전이 기대된다.
기존 레이저침이 피부 조사에 그친 것이 비해 본 발명에서는 침과 유사한 300㎛ 직경의 침에 레이저를 조사하고 아울러 침을 삽입할 수 있는 융합형 치료장치이다.
상기와 같은 목적을 이루기 위해 본 발명의 레이저 전자기 융합 치료장치는 의료 시술용 침습형 레이저 자극기의 자극과 전자기적 자극기의 자극이, 사용자(시술자)가 설정한 파라미터에 따라 하나의 중공침 끝단을 통해 피시술자의 시술부위에 전달되고, 상기 의료 시술용 침습형 레이저 자극기와 전자기적 자극기가 하나의 단일장치 내에 구현되는 것을 특징으로 한다.
상기 의료 시술용 침습형 레이저 자극기는 피시술자에 필요한 레이저 출력 파라미터(조건)를 설정하도록 구성되고, 이러한 파라미터를 포함한 시술 전반적인 내용을 출력하는 터치 디스플레이장치; 각 구성요소에 전원을 공급하는 전원 공급부; 상기 전원 공급부로부터 전원이 공급되면 상기 터치 디스플레이장치에서 설정된 레이저 출력 파라미터에 따라 소정 파장의 레이저를 임의 간격으로 발진시키는 레이저 다이오드 모듈; 및 상기 레이저 다이오드 모듈에서 발진된 레이저를 피시술자의 시술부위에 시침되어 있는 상기 중공침에 전달하는 광섬유를 포함함을 특징으로 한다.
상기 의료 시술용 침습형 레이저 자극기에 사용되는 반도체 레이저는 InGaAlP 633~700nm, GaAlAs 780 ~ 890nm, GaAs 904nm, InGaAs 1064nm 파장의 빔을 출력(발진)시키는 것을 특징으로 한다.
상기 피시술자에 필요한 레이저 출력 파라미터에는 레이저 자극 세기, 레이저 출력 파장, 시술 시간, 시술 간격 등이 포함된다.
상기 레이저 다이오드 모듈은 레이저 치료에 필요한 레이저 빔 구동신호를 발생하는 레이저 다이오드 구동부(레이저 정전류 공급부)와, 상기 레이저 다이오드 구동부에서 발생된 레이저 빔 구동신호에 의해 동작이 제어되어 인체에 시술 가능한 파장 대역 및/또는 종류의 레이저 빔을 선택적으로 발생시키는 레이저 다이오드를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 전자기적 자극기는, 각 구성요소에 전원을 공급하는 전원 공급부; 피시술자에 필요한 전자기 출력 파라미터(조건)를 설정하도록 구성되고, 이러한 파라미터를 포함한 시술 전반적인 내용을 출력하는 터치 디스플레이장치; 상기 전원 공급부로부터 전원이 공급되면 상기 터치 디스플레이장치에서 설정된 전자기 출력 파라미터에 따라 소정 형태의 전자기적 자극을 발생시키는 전자기적 자극 발생부; 및 상기 전자기적 자극 발생부에서 발생된 전자기적 자극을 피시술자의 시술부위에 시침되어 있는 상기 중공침에 전달하는 전자기적 자극 전달수단을 포함함을 특징으로 한다.
상기 전자기적 자극기의 출력 파형에는 펄스파, 사인파, 삼각파, 사각파, 삼각파와 사각파의 융합파 등이 있다.
상기 피시술자에 필요한 레이저 출력 파라미터에는 전자기 자극 세기, 전자기 출력 파형, 시술 시간, 시술 간격 등이 포함된다.
상기 전자기적 자극기의 일례로서, 상기 중공침에 일정한 미세 전류를 공급하는 자극전극; 주파수에 따른 전압을 생성하는 주파수 전압생성기; 상기 주파수 전압생성기에 의해 생성된 전압을 전류로 변환하는 전압-전류 변환기; 상기 전압-전류 변환기의 출력에 따라 상기 자극전극을 구동하는 자극전극 구동부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 레이저 전자기 융합 치료장치를 제공함으로써 다음과 같은 효과가 발생한다.
즉, 본 발명의 장치에서, 타이머를 이용하여 광학적 자극과 전자기적 자극을 시간적으로 제어함으로써, 통증 치료에 다양한 자극을 이용하여 치료 효과를 극대화할 수 있다.
또한, 신호의 세기 및 형태의 재현성 확보가 가능하고, 하나의 단일장치 내에 상기 의료 시술용 침습형 레이저 자극기와 전자기적 자극기를 구현함으로써 휴대 및 조작이 용이해진다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 레이저 전자기 융합 치료장치의 전체 시스템도이다.
도 2는 도 1의 레이저 전자기 융합 치료장치의 전체 시스템도를 보다 구체적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 레이저 자극기의 자극 전달부 및 중공침을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전자기적 자극기의 상세도이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 레이저 전자기 융합 치료장치의 전면도, 후면도 및 평면도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 전자기적 자극기의 출력 파형도이다.
도 9는 종래의 전기침의 출력과 본 발명의 레이저 전자기 융합 치료장치의 전기 출력 파형도이다.
도 2는 도 1의 레이저 전자기 융합 치료장치의 전체 시스템도를 보다 구체적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 레이저 자극기의 자극 전달부 및 중공침을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전자기적 자극기의 상세도이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 레이저 전자기 융합 치료장치의 전면도, 후면도 및 평면도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 전자기적 자극기의 출력 파형도이다.
도 9는 종래의 전기침의 출력과 본 발명의 레이저 전자기 융합 치료장치의 전기 출력 파형도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일 또는 유사한 부호를 사용한다.
또한, 어떤 구성요소를 ‘포함’한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 레이저 전자기 융합 치료장치의 전체 시스템도이다.
본 발명의 레이저 전자기 융합 치료장치는 의료 시술용 침습형 레이저 자극기의 자극과 전자기적(전기) 자극기의 자극이, 사용자(시술자)가 설정한 파라미터에 따라 하나의 중공침 끝단을 통해 피시술자의 시술부위(예: 환부 또는 경혈 등)(25)에 전달되도록 구성된다.
구체적으로, 도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 레이저 전자기 융합 치료장치는 전원 공급부(10), 터치패드(터치 디스플레이장치, 21), 시스템 제어보드(시스템 제어부)(22), 레이저 다이오드 구동부(레이저 정전류 공급부, 23), 레이저 다이오드(24), 전기침 출력 조절부(26) 및 전기침 출력부(27)를 포함하여 구성된다.
전원 공급부(10)는 본 발명 장치의 각 구성요소(터치패드, 시스템 제어보드, 레이저 다이오드 구동부, 레이저 다이오드(24), 전기침 출력 조절부(26), 전기침 출력부(27) 등)에 전원을 공급한다.
터치패드(터치 디스플레이장치)(21)는 피시술자에 필요한 레이저 출력 파라미터(조건)(예: 레이저 자극 세기, 레이저 출력 파장, 시술 시간, 시술 간격 등)를 설정하도록 구성되고, 이러한 파라미터를 포함한 시술 전반적인 내용을 출력한다.
또한, 터치패드(터치 디스플레이장치)(21)는 피시술자에 필요한 전자기 출력 파라미터(조건)(예: 전자기 자극 세기, 전자기 출력 파형, 시술 시간, 시술 간격 등)를 설정하도록 구성되고, 이러한 파라미터를 포함한 시술 전반적인 내용을 출력한다.
레이저 다이오드 구동부(레이저 정전류 공급부, 23)는 레이저 치료에 필요한 레이저 빔 구동신호를 발생한다.
레이저 다이오드(24)는 레이저 다이오드 구동부에서 발생된 레이저 빔 구동신호에 의해 동작이 제어되어 인체에 시술 가능한 파장 대역 및/또는 종류의 레이저 빔을 선택적으로 발생시킨다. 이 빔은 피시술자의 시술부위(예: 환부 또는 경혈 등)(25)에 전달된다. 또한, 레이저 다이오드(24)는 레이저 정전류 공급부(23)에서 공급되는 전류의 양에 따라 레이저 다이오드(24)에서 레이저가 출력되도록 구성된다.
레이저 다이오드(24)는 일례로서, InGaAlP 633~700nm, GaAlAs 780 ~ 890nm, GaAs 904nm, InGaAs 1064nm 파장의 빔을 출력(발진)시킨다.
또한, 레이저 다이오드(24)는 적색, 녹색, 적외선을 방출시킬 수도 있으며, 여기서 적색 계열의 레이저 빔은 일례로서, 약 630 nm 내지 약 690 nm 에 속하는 635 nm, 650 nm, 654 nm, 655 nm, 658 nm, 660 nm, 670 nm 및 690 nm 파장 중 어느 하나의 파장을 가지며, 녹색 계열의 레이저 빔은 일례로서, 약 530 nm 내지 약 555 nm 에 속하는 532 nm의 파장을 가지며, 적외선 계열의 레이저 빔은 일례로서, 800 nm 내지 890 nm에 속하는 808 nm의 파장을 가진다.
전기침 출력 조절부(26)는 전기 치료에 필요한 전기 자극 구동신호를 발생한다.
전기침 출력부(27)는 전기침 출력 조절부(26)에 의해 생성된 전기 자극 구동신호에 따라 소정의 전기 자극을 출력한다. 이 전기 자극은 피시술자의 시술부위(예: 환부 또는 경혈 등)(25)에 전달된다. 또한, 전기침 출력부(27)는 전기침 출력 조절부(26)에서 공급되는 전압에 따라 전기침 출력부(27)에서 전압이 출력되도록 구성된다.
시스템 제어보드(시스템 제어부)(22)는 터치패드(21)의 출력을 전달받아 레이저 정전류 공급부(23) 및 전기침 출력 조절부(26)에 제어신호를 전달한다. 이 제어신호에는 레이저 다이오드(24)의 출력과 전기침의 출력을 제어하기 위한 신호가 포함된다.
레이저 정전류 공급부(23)는 전원 공급부(10)로부터 제공된 전압을 정전류로 변환하여 레이저 다이오드(24)에 제공함으로써 레이저 다이오드(24)를 턴 온(turn on) 시킨다.
본 발명의 레이저 다이오드(24)에서 발생된 레이저를 시술 부위까지 전달하는 과정에서, 순서대로 제1렌즈부, 광 감쇠 필터부 및 제2렌즈부를 더 포함할 수도 있다.
제1렌즈부는 일례로서, 칼리메이팅 렌즈부이고, 레이저 다이오드(24)에서 발생된 레이저 빔의 광경로 상에 설치되어 레이저 빔이 퍼지지 않고 간섭성(coherence) 평행광이 되도록 조절한다.
광 감쇠 필터부는 제1렌즈부를 거쳐 나온 간섭성 평행광의 광량을 일정하게 조절한다.
제2렌즈부는 일례로서, 대물 렌즈부이고, 광 감쇠 필터부를 거쳐 나온 레이저 빔을 광섬유에 집광시킨다.
도 1에서, 시스템 제어보드(22), 전기침 출력 조절부(26), 전기침 출력부(27)를 하나의 인쇄회로기판(PCB) 내에 구현시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 레이저 전자기 융합침 시스템은 프로세서 칩(Digital Signal Processor, DSP)이 포함된 시스템 제어보드(22)를 통해서 모든 작동이 제어되며, 레이저침 치료장치에서 레이저 소스(Source)로 사용되는 반도체 레이저를 CW/사인파 모드 제어가 가능하고, 프로세서 칩이 포함된 시스템의 제어보드(22)에 의해 사인(Sine) 모드시 주파수 조절(예: 1~200Hz)이 가능하며, 시스템의 제어보드(22)에 의해 실시간으로 출력화면(LCD)에 레이저 출력, Sine 모드시 주파수가 표시된다. 또한, 레이저 전자기 융합 치료를 위해 프로세서 칩에 타이머(Timer) 기능을 추가하여 레이저 출력 및 전자기 출력의 조사시간을 제어하고, 레이저침 치료장치의 레이저 소스는 근골격계 통증 완화 치료를 위해서 650nm, 830 nm, 905 nm, 1064nm 파장의 가시광선 및 적외선 반도체 레이저가 사용되며, 프로세서 칩(DSP)에서 받은 신호를 통해 파형의 형태 및 크기, 주파수 구동 제어가 가능하며, 각 모듈당 출력은 4개로 구성되며, 최대 20mW까지 출력이 가능하도록 구성된다.
또한, 830nm, 905nm 1064nm 파장의 모듈에 적색 레이저(Red laser)(650nm) 가이드 빔을 추가하여, 레이저 빛이 확인 가능하도록 구성된다.
또한, 본 발명의 레이저 전자기 융합침 시스템은 프로세서 칩이 포함된 시스템 제어보드(22)를 통해서 모든 작동이 제어되며, 전자기 치료장치에서 나오는 출력을 소밀파/삼각파/사각파/사인파/융합파 모드로 제어가 가능하고, 전자기 출력은 4개로 구성되며, 각 출력 당 전압 조절이 가능하고, 프로세서 칩이 포함된 시스템의 제어보드(22)에 의해서 주파수 조절이 200Hz까지 가능하여, 크기 조절이 0~5V까지 가능하며 0.1V단위로 조절이 가능하다. 또한, 본 시스템의 제어보드(22)에 의해 실시간으로 LCD창에 출력전압, 주파수, 파형의 형태가 표시되고, 레이저 전자기 융합 치료를 위해 타이머(Timer) 기능을 추가하여 레이저 출력 및 전자기 출력의 조사 시간을 제어한다.
또한, 본 발명의 레이저 전자기 융합침 치료장치의 시스템 제어보드(제어부)(22)는 레이저 발진시 연속 모드와 펄스 모드로 선택적 구동이 가능한 제어를 담당하며, 펄스 레이저 구동에 필요한 사인파를 발생시키며 전기침 구동시 소밀파/삼각파/사각파/사인파/융합파를 발생시킨다.
또한, 본 발명의 레이저 전자기 융합침 치료장치의 시스템 제어보드(제어부)(22)는 모든 제어를 담당하는 DSP(Digital Signal Processor)칩으로, 일례로서, TMS320F28335가 사용되며, 디지털-아날로그 변환기(DAC)를 통해서 DSP칩에서 명령되는 디지털 신호가 아날로그 신호로 변환되어 모든 입력 및 출력 신호를 제어한다. 시스템 제어보드(제어부)(22)를 통해서 출력되는 신호는 각각 레이저 다이오드 드라이버 및 전기출력 파트의 입력으로 사용된다.
도 2는 도 1의 레이저 전자기 융합 치료장치의 전체 시스템도를 보다 구체적으로 나타내는 도면이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 레이저 전자기 융합 치료장치는 출력 파라미터 설정부(31), 시스템 제어부(32), 레이저 자극 발생부(33), 레이저 자극 전달부(34), 전자기적(전기) 자극 발생부(36), 전자기적(전기) 자극 전달부(37) 및 중공침(35)을 포함하여 구성된다.
출력 파라미터 설정부(31)에서는 시술자가 피시술자에 필요한 레이저 자극(출력) 및 전기 자극(출력) 파라미터를 설정한다. 이러한 출력 파라미터 설정부(31)는 도 1의 터치패드(21)에 해당한다.
레이저 자극(출력) 파라미터에는 일례로서, 레이저 자극 세기, 레이저 출력 파장, 시술 시간, 시술 간격 등이 있다.
전기 자극(출력) 파라미터에는 일례로서, 전자기 자극 세기, 전자기 출력 파형, 시술 시간, 시술 간격 등이 있다.
시스템 제어부(32)는 도 1의 시스템 제어보드(22)에 해당하는 것으로, 터치패드(21)의 출력을 전달받아 소정의 제어신호를 발생하여 레이저 자극 발생부(33) 및 전자기적(전기) 자극 발생부(36)에 전달한다.
레이저 자극 발생부(33)는 일례로서, 도 1의 레이저 정전류 공급부(23) 및 레이저 다이오드(24)에 해당하는 것으로, 시스템 제어부(32)에서 출력되는 제어신호에 따라 레이저 자극(출력) 파라미터에 해당하는 레이저 자극 신호를 출력시킨다.
전자기적(전기) 자극 발생부(36)는 일례로서, 도 1의 전기침 출력 조절부(26) 및 전기침 출력부(27)에 해당하는 것으로, 시스템 제어부(32)에서 출력되는 제어신호에 따라 전기 자극(출력) 파라미터에 해당하는 전기 자극 신호를 출력시킨다.
레이저 자극 전달부(34)는 레이저 자극 발생부(33)에서 출력되는 레이저 자극을 중공침(35)까지 전달하는 것으로, 일례로서, 광 파이버(광섬유) 등이 있다.
전자기적(전기) 자극 전달부(37)는 전자기적(전기) 자극 발생부(36)에서 출력되는 전기 자극을 중공침(35)까지 전달하는 것으로, 일례로서, 전선 등이 있다. 구체적으로, 전기 자극은 전선과 연결된 집게 형태의 도체를 통해 중공침(35)에 전달된다.
중공침(35)은 피시술자의 시술부위(예: 환부 또는 경혈 등)(25)에 시침되어, 레이저 자극 전달부(34) 및 전자기적(전기) 자극 전달부(37)를 통해 전달된 레이저 자극 및 전자기적(전기) 자극을 피시술자의 시술부위(25)에 전달한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 레이저 자극기의 자극 전달부(34) 및 중공침(35)을 나타내는 도면이다.
레이저 자극기의 자극 전달부(34)는 도 3에 나타난 바와 같이, 연결부(51)와 레이저 침(52)을 포함하여 구성된다.
연결부(51)는 도 1의 레이저 정전류 공급부(23) 또는 도 2의 레이저 자극 발생부(33)에 결합되어 레이저 빔을 전달받아 광섬유로 레이저를 전달한다.
레이저 침(52)은 연결부(51)의 출력단에 연결되어 연결부(51)에서 출력되는 레이저 빔을 침습적 방식으로 피부에 직접 조사한다. 특히 이 경우 레이저 침(52)은 코어 침(53)과 침관(35a)으로 이루어질 수 있다. 여기서 레이저 침(52)은 도 1 등의 중공침(35)에 해당한다.
여기서, 코어 침(53)은 클래딩으로 둘러싸인 광섬유의 코어 말단을 노출시켜 형성할 수 있다. 침관(35a)은 코어 침(53)이 관의 내부로 삽입 및 안내될 수 있도록, 수지계열 또는 스테인레스강 등의 금속 중의 어느 하나의 재질로 이루어지는 관 형상의 중공형 몸체로 이루어지며 그 몸체의 선단부에는 코어 침(53)과 함께 피부 내부로 직접 삽입될 수 있도록 끝이 뾰족한 단부(35b)를 형성하여 구성될 수 있다. 또한 이러한 침관은 그 굵기의 가변이 가능하도록 구성하여 필요에 따라 선택적으로 사용 가능하도록 구성될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전자기적(전기) 자극기의 상세도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 전자기적(전기) 자극기는 시스템 제어부(32), 키입력부(41), 메모리부(42), 표시부(43), 주파수 전압 생성기(44), 전압-전류 변환기(45), 자극전극 구동부(46) 및 자극전극(47)을 포함하여 이루어진다.
키입력부(41) 및 표시부(43)는 도 1의 터치패드(터치 디스플레이장치)(21)에 해당하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
메모리부(42)에는 본 발명의 레이저 전자기 융합 치료 장치를 운용하는 데 필요한 프로그램 및 시술자에 의해 셋팅된 레이저 및 전기 자극(출력) 파라미터 등이 저장된다.
주파수 전압 생성기(44)는 다양한 주파수의 전압을 생성하여 전압을 전압-전류 변환기(45)로 출력한다. 주파수 전압 생성기(44)는 키입력부(41)에서 설정된 신호에 따라 시스템 제어부(32)에서 발생하는 주파수 전압 제어신호에 따라 구동된다.
전압-전류 변환기(45)는 주파수 전압 생성기(44)에 의해 생성된 전압을 전류로 변환한다.
자극전극 구동부(46)는 전압-전류 변환기(45)로부터의 출력으로부터 자극전극(47)을 구동시키는 정전류를 출력한다. 자극전극 구동부(46)는 부하에 관계없이 일정한 전류를 출력시키는데, 이는 연산증폭기의 특성 및/또는 부귀환 효과를 이용하여 구현될 수 있고, 여기에는 가변저항을 이용하여 전압이 전류로 변환되는 정도를 조정함으로써 어느 정도의 크기로 전류를 출력시킬 것인지를 제어하는 전류 제어부(미도시) 등이 더 포함될 수 있다.
자극전극 구동부(46)에서 공급하는 전류는 AC 전류이다. 이 AC 정전류는 자극전극 구동부(46)에 의해 자극전극(47)을 통하여 피부에 인가된다.
자극전극(47)은 피부의 시술부위(예: 환부 또는 경혈 등)에 일정한 미세 전류를 공급하여 자극시키기 위한 것으로, 자극전극 구동부(46)에서 출력된 정전류를 피부의 시술부위(예: 환부 또는 경혈 등)에 인가한다. 즉, 자극전극(47)은 자극전극 구동부(46)에서 출력된 AC 정전류를, 중공침(35)을 통해 피부에 인가하는데, 이때 전류는 쌍극자 방식으로 인가되고, 자극전극(47)은 2 이상의 전극으로 형성되어 있으며, 전극들 중의 하나는 전원의 접지와 공통으로 사용된다.
전자기적(전기) 자극기의 출력 파형으로는 일례로서, 펄스파, 소밀파, 사인파, 삼각파, 사각파, 삼각파와 사각파의 융합파 등이 있다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 레이저 전자기 융합 치료장치의 전면도, 후면도 및 평면도이다.
먼저, 도 5를 참조하여, 본 발명의 레이저 전자기 융합 치료장치의 전면을 살펴보면, 도면부호 ①은 본체(케이스)로서, 이 본체 내에는 전원장치(전원 공급부, 10), 레이저 다이오드 모듈, 시스템 제어부(32) 등이 구비되어 있고, 도면부호 ②는 레이저 출력부로서, 광섬유로 전달되는 레이저를 출력하는 장치이며, 도면부호 ③은 저주파 자극기 출력부로서, 선택한 파형의 저주파를 출력하는 장치이고, 도면부호 ④는 키스위치(Key Switch)로서, 고유의 키를 이용하여 허가받은 자만이 기기를 사용할 수 있도록 하는 안전장치이며, 도면부호 ⑤는 비상스위치(Emergency Switch)로서, 기기 작동 이상 발생 또는 비상상황 발생시 기기의 작동을 중단시키기 위한 스위치이다.
또한, 도 6을 참조하여, 본 발명의 레이저 전자기 융합 치료장치의 후면을 살펴보면, 도면부호 ⑥은 전원코드로서, 교류전원(예: 220V)에 연결할 수 있도록 연결된 전원선이고, 도면부호 ⑦은 환풍기(Fan)로서, 내부에서 발생되는 열을 외부로 분산시켜서 내부의 전자부품들을 보호하는 장치이며, 도면부호 ⑧은 인터록(Interlock)으로서, 레이저의 방사가 이루어지는 동안에 문이 열리면 장치가 일시적으로 정지되도록 설계된 안전장치이다.
또한, 도 7을 참조하여, 본 발명의 레이저 전자기 융합 치료장치의 평면(상면)을 살펴보면, 도면부호 ⑨는 터치 모니터로서, 프로그램을 실행, 제어 및 설정하는 장치이다.
본 발명 장치의 작동원리에 대해 살펴보면, 본체 내부에 장착된 전원장치를 이용하여 레이저 다이오드 모듈로부터 650nm, 830nm, 905nm, 1064nm 파장의 레이저를 발진시키고, 시술자(사용자)는 본체에 장착된 LCD Touch 모니터를 이용하여 레이저의 출력 파라미터 및 저주파 출력 파라미터를 설정하고 시작(START) 스위치를 통해 출력을 제어한다. 그러면 발진된 레이저 출력은 광섬유 빔 전달장치(광섬유 파이버)를 통해 전달되고, 저주파 자극기의 출력은 출력단을 통해 집게 형태의 클립으로 출력되어 사용자가 미리 놓아둔 중공침(35)을 따라 자극이 전달된다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 전자기적(전기) 자극기의 출력 파형도이다.
종래의 전자기적(전기) 자극기(전기침)의 출력 파형이 사각파, 소밀파와 같은 형태로만 한정되었으나, 이와 달리 본 발명의 전자기적(전기) 자극기의 출력 파형은 상기 사각파, 소밀파 이외에도 펄스파, 사인파, 삼각파, 삼각파와 사각파의 융합파 등이 있다.
도 9는 종래의 전기침의 출력과 본 발명의 레이저 전자기 융합 치료장치의 전기 출력 파형을 나타낸다.
전기침 사용시 인체에 침을 삽입하여 침두 부분에 전기침 프로브를 연결하며 이때의 저항을 약 500옴으로 간주한다. 기존의 전기침은 500옴 저항 연결시, 출력 전압이 떨어지며 출력 파형이 불안정하지만, 본 시스템(레이저 전자기 융합침)의 전자기 파트의 출력은 일정하게 유지되며 안정된 펄스 파형을 유지하는 것을 알 수 있다.
다음으로, 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 효과에 대해 살펴보기로 한다.
1) 폰 프레이 필라멘트(von Frey filament)에 의한 냉각 이질통에 미치는 효과 - 파장대별 레이저와 전침의 지통 효과를 관찰하기 위하여 전침+레이저(658nm)침, 전침+레이저(830nm)침, 전침+레이저(904nm)침, 전침+레이저(1064nm)침이 tibial & sural nerve transection으로 유발된 신경병리성 동통 흰쥐의 물리적 이질통에 미치는 영향을 관찰한 결과, 정상군과 대조군간의 비교에서 정상군에 비하여 대조군은 2회째, 3회째, 6회째에 유의한 감소를 보였으며, 대조군과 실험군간의 비교에서 대조군에 비하여 전침+레이저침904군은 1회째와 2회째, 6회째에 증가의 경향을 보였고, 전침+레이저침1064군 4회~6회째에 증가의 경향을 보였으며, 전침+레이저658군과 전침+레이저830군은 6회째에 증가의 경향을 나타내었음을 알 수 있었다.
2) 아세톤(Acetone)에 의한 물리적 이질통에 미치는 효과 - 파장대별 레이저와 전침의 지통 효과를 관찰하기 위하여 전침+레이저(658nm)침, 전침+레이저(830nm)침, 전침+레이저(904nm)침, 전침+레이저(1064nm)침이 tibial & sural nerve transection으로 유발된 신경병리성 동통 흰쥐의 냉각 이질통에 미치는 영향을 관찰한 결과, 정상군과 대조군간의 비교에서 정상군에 비하여 대조군은 2회, 3회, 5회, 6회째에 유의한 증가를 나타내었으며, 대조군과 실험군간의 비교에서 대조군에 비하여 전침+레이저침658군은 6회째에 유의한 감소를 보였고, 전침+레이저침830군은 감소의 경향을 보였으나 유의한 차이는 없었고, 전침+레이저침904군은 2회, 3회, 6회째에 유의한 감소를 보였고, 전침+레이저침1064군은 2회, 6회째에 유의한 감소를 나타내었음을 알 수 있었다.
3) 의의 - 전침과 점침+레이저침을 융합하여 적용한 기기에서 본 기기의 자극 조건인 전침 1.7V~2.0V, 20Hz로 시행하고 또한 레이저침 658nm, 830nm, 904nm, 1064nm의 파장대별로 20mW 20Hz를 결합하여 교차로 자극하였을 경우 동통과 관련된 유효 효과를 탐색하였다.
또한, 본 연구의 모델에 있어서 동통을 억제하는 데는 전침과 레이저침을 결합하여 시술하는 것이 보다 효과적임을 제시하였고, 범대역의 레이저 파장대 중에서 그간 동통에 효과가 있다고 알려진 658nm, 830nm, 904nm, 1064nm 대역을 사용하여 전침과 결합하여 시행한 결과 각 대역별로 유의한 결과가 있음을 알 수 있었으며, 특별히 904nm와 1064nm의 파장대가 긴 대역이 좀 더 효과적임을 알 수 있었다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 전원 공급부
21: 터치패드
22: 시스템 제어보드
23: 레이저 정전류 공급부
24: 레이저 다이오드
25: 시술부위
26: 전기침 출력 조절부
27: 전기침 출력부
31: 출력 파라미터 설정부
32: 시스템 제어부
33: 레이저 자극 발생부
34: 레이저 자극 전달부
35: 중공침
35a: 침관
35b: 단부
36: 전자기적(전기) 자극 발생부
37: 전자기적(전기) 자극 전달부
41: 키입력부
42: 메모리부
43: 표시부
44: 주파수 전압 생성기
45: 전압-전류 변환기
46: 자극전극 구동부
47: 자극전극
51: 연결부
52: 레이저 침
53: 코어 침
21: 터치패드
22: 시스템 제어보드
23: 레이저 정전류 공급부
24: 레이저 다이오드
25: 시술부위
26: 전기침 출력 조절부
27: 전기침 출력부
31: 출력 파라미터 설정부
32: 시스템 제어부
33: 레이저 자극 발생부
34: 레이저 자극 전달부
35: 중공침
35a: 침관
35b: 단부
36: 전자기적(전기) 자극 발생부
37: 전자기적(전기) 자극 전달부
41: 키입력부
42: 메모리부
43: 표시부
44: 주파수 전압 생성기
45: 전압-전류 변환기
46: 자극전극 구동부
47: 자극전극
51: 연결부
52: 레이저 침
53: 코어 침
Claims (9)
- 의료 시술용 침습형 레이저 자극기의 자극과 전자기적 자극기의 자극이, 시술자가 설정한 파라미터에 따라 하나의 중공침 끝단을 통해 피시술자의 시술부위에 전달되고, 상기 의료 시술용 침습형 레이저 자극기와 전자기적 자극기가 하나의 단일장치 내에 구현되는 레이저 전자기 융합 치료장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 의료 시술용 침습형 레이저 자극기는,
피시술자에 필요한 레이저 출력 파라미터를 설정하도록 구성되고, 이러한 파라미터를 포함한 시술 전반적인 내용을 출력하는 터치 디스플레이장치;
각 구성요소에 전원을 공급하는 전원 공급부;
상기 전원 공급부로부터 전원이 공급되면 상기 터치 디스플레이장치에서 설정된 레이저 출력 파라미터에 따라 소정 파장의 레이저를 발진시키는 레이저 다이오드 모듈; 및
상기 레이저 다이오드 모듈에서 발진된 레이저를 피시술자의 시술부위에 시침되어 있는 상기 중공침에 전달하는 광섬유를 포함함을 특징으로 하는 레이저 전자기 융합 치료장치. - 제 2항에 있어서,
상기 의료 시술용 침습형 레이저 자극기에 사용되는 반도체 레이저는 InGaAlP 633~700nm, GaAlAs 780 ~ 890nm, GaAs 904nm, InGaAs 1064nm 파장의 빔을 출력시키는 것을 특징으로 하는 레이저 전자기 융합 치료장치. - 제 2항에 있어서,
상기 피시술자에 필요한 레이저 출력 파라미터는 레이저 자극 세기, 레이저 출력 파장, 시술 시간, 시술 간격을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 전자기 융합 치료장치. - 제 2항에 있어서,
상기 레이저 다이오드 모듈은 레이저 치료에 필요한 레이저 빔 구동신호를 발생하는 레이저 다이오드 구동부와,
상기 레이저 다이오드 구동부에서 발생된 레이저 빔 구동신호에 의해 동작이 제어되어 인체에 시술 가능한 파장 대역 및/또는 종류의 레이저 빔을 선택적으로 발생시키는 레이저 다이오드를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 레이저 전자기 융합 치료장치. - 제 1항에 있어서,
상기 전자기적 자극기는,
각 구성요소에 전원을 공급하는 전원 공급부;
피시술자에 필요한 전자기 출력 파라미터를 설정하도록 구성되고, 이러한 파라미터를 포함한 시술 전반적인 내용을 출력하는 터치 디스플레이장치;
상기 전원 공급부로부터 전원이 공급되면 상기 터치 디스플레이장치에서 설정된 전자기 출력 파라미터에 따라 소정 형태의 전자기적 자극을 발생시키는 전자기적 자극 발생부; 및
상기 전자기적 자극 발생부에서 발생된 전자기적 자극을 피시술자의 시술부위에 시침되어 있는 상기 중공침에 전달하는 전자기적 자극 전달수단을 포함함을 특징으로 하는 레이저 전자기 융합 치료장치. - 제 6항에 있어서,
상기 전자기적 자극기의 출력은 펄스파, 사인파, 삼각파, 사각파, 삼각파와 사각파의 융합파 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 레이저 전자기 융합 치료장치. - 제 6항에 있어서,
상기 피시술자에 필요한 레이저 출력 파라미터는 전자기 자극 세기, 전자기 출력 파형, 시술 시간, 시술 간격을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 전자기 융합 치료장치. - 제 6항에 있어서,
상기 전자기적 자극기는,
상기 중공침에 일정한 미세 전류를 공급하는 자극전극;
주파수에 따른 전압을 생성하는 주파수 전압생성기;
상기 주파수 전압생성기에 의해 생성된 전압을 전류로 변환하는 전압-전류 변환기; 및
상기 전압-전류 변환기의 출력에 따라 상기 자극전극을 구동하는 자극전극 구동부를 구비하는 것을 특징으로 하는 레이저 전자기 융합 치료장치.
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