KR970003242B1 - 피부자극장치 - Google Patents

Abstract

내용없음.

Description

피부자극장치

제1도는 본 발명에 의한 피부자극장치의 일 실시예의 개략적인 부분 분해 측단면도.

제2도는 제1도에서 2-2의 화살표 방향으로 본 단면도.

제3도는 본 발명에 의한 장치의 전기 회로의 일부분에 대한 회로도.

제4도는 본 발명의 제2실시예의 개략적인 부분 측단면도.

제5도는 제4도에서 5-5의 화살표 방향으로 본 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10, 50 : 피부 자극 장치 12 : 몸체부

20 : 전기회로판(Electric circuit board assembly)

22 : 배터리 26 : 소케트

28 : 링 30 : 머리부

32, 52 : 피부 접촉판 34 : 솔레노이드(Solenoid)

38 : 플런져(Plunger) 42 : 전기 회로

44 : 양극 단자 46 : 음극 단자

54 : 파워모듈(Power module) 56 : 케이블

본 발명은 치료를 목적으로 하여 사람의 피부에 직접 침투하지는 않으면서 계속적인 자극을 주는 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 전기에 의해 가동되지만, 피부에 전기적인 자극이라기 보다는 비침투적인(Non-invasive) 기계적인 자극을 주는 피부자극장치에 관한 것이다.

그동안 인체의 치료를 목적으로, 비침투적인 방법의 여러가지 장치나 기구들이 고안되어 왔다. 이들 대부분은 피부를 통해 인체의 피하 조직을 자극하는 진동기(Vibrators)이거나 마사지 기구들로서, 신체의 근육이나 관절에 마사지 또는 단순 자극을 줌으로써 긴장된 근육을 이완시키고 심리적인 편안함을 증진시키는 종류의 것들이다.

본 발명과 관련하여 공지된 장치들의 예들로서는 미합중국 특허들 제2,479,253호; 제3,968,789호; 제4,085,738호; 제4,777,945호 및 제4,788,968호를 들 수 있다.

본 발명은 다른 발명자들이 알고 있는 방법과 다른 방법을 수행하여 인체를 치료하기 위한 장치에 관한 것이다. 본 발명은 어떤 특정 방법을 사용하여 우리의 피부를 자극할때 통증이 멈추는 효과가 발생한다는 발견에서 출발한다. 현재로서는 그 특정 방식의 피부 자극이 왜 통증을 멈추는 효과를 발생시키는지에 대한 이유들이 충분히 밝혀져 있지 않으나, 본 발명자는 통증을 느끼는 부위에 특정 방식의 자극을 가하면 그것이 어떤 생리적 반응을 유발하여 통증을 못느끼게 되는 것이라고 생각한다. 또한 지금까지 발명자가 본 발명에 의한 장치를 이용하여 행해온 실험에 의하면, 그 실험 대상은 아직 한정된 숫자에 국한되는 것이지만, 그 결과는 상당히 고무적이었고, 따라서 지금까지 얻은 실험 결과는 일반 대중이 본 발명의 장치를 사용했을때 동일한 효과를 얻을 수 있을 것이라는 사실을 이야기해 주고 있다.

다음은 본 발명의 피부 자극 방법을 간단히 설명하기로 한다. 먼저 통증을 느끼는 부분에 손으로 본 장치를 잡고 장치의 머리부분을 피부에 갖다 대면 저절로 터치 스위치가 닫혀지면서 머리부분의 작고 뭉툭한 플런져들이 움직이기 시작한다. 이 플런져들은 나중에 상세히 설명할 일정 패턴에 의해 선택적으로 움직이게 되며 계속해서 통점에 미세한 자극을 주게 된다. 이러한 자극이 시행되는 도중이나 완료후 수시간동안 통증이 완화 또는 제거되는 것이다. 작은 솔레노이드에 의해 작동되는 플런져들(Small solenoid-operated plungers)의 뭉툭한 끝부분(Rounded tip ends)이 피부를 침투하지 않으면서도 미세하며 반복적인 충격을 가하게 된다.그러나 이때 플런져들이 동시에 일정하게 움직이는 것은 아니다. 플런져들은 다음에 상세하게 설명될 일정한 패턴에 의해 선택적으로 운동하게 됨으로써(Selectively energized and de-energized) 균일한 방식이 아닌 불규칙적인 자극을 피부에 주게 된다. 즉, 발명자는 통점 부위의 피부에 일정 시간 동안 이와 같은 종류의 자극을 가함으로써, 자극이 가해지는 도중과 자극이 끝난 후에도 꽤 긴시간 동안 통증을 완화해주는 효과가 있음을 발견했다. 이와 같은 발명의 원리를 구체화해서 실현하는 본 피부 자극장치는 특정 종류의 통증이나 불편함을 제거하려는 목적으로 유용하게 사용될 수 있다. 그러나 본 발명에 의한 장치는 설사 통증으로 인한 불편이 없다고 하더라도 근육의 긴장을 풀고 이완시키기 위한 피부 자극 목적으로 사용될 수 있는 것이다.

본 발명의 원리들을 구현한 장치는 대량 생산이 가능하며 따라서 일반 대중에게 저렴한 가격에 공급될 수 있다. 본 발명의 특정중 자극침(플런져)들이 피부 안으로 침투해 들어가지 않도록 설계된 것은 전문적인 환치료 영역 밖에서도 일반 소비자들이 쉽게 사용하도록 하기 위한 것이다. 그러나, 의료처리전문가들은 일부 전문적인 환자 치료 영역에서는 본 발명의 장치를 유용하게 사용될 수 있다고 예상된다.

따라서 본 발명의 피부와 접촉하는 하나의 머리부, 상기 머리부의 근처에 어레이구조로 되고 상기 머리부로부터 돌출하고 있는 팁단부를 포함하여 각각 하나의 플런져를 갖는 다수의 솔레노이드들을 포함함으로써 상기 플런져의 솔레노이드의 반복적인 전원 공급 및 차단에 의해 피부에 반복적으로 충격을 줌으로써 피부에 자극을 주는 피부접촉판; 상기 솔레노이드들을 선택적으로 전원 공급 및 차단하기 위한 솔레노이드구동수단을 가지며, 상기 각 솔레노이들에 반복적으로 전원 공급 및 차단하기 위한 전기회로판; 상기 전기회로판에 전원을 공급하기 위한 전기공급원을 포함하며, 상기 플런져의 각각은 0.030인치에서 0.200인치 범위의 직경, 0.020인치에서 0.100인치 범위의 운동범위를 갖는 실린더를 포함하며, 상기 솔레노이드드라이버회로들은 상기 플런져들이 2헤르쯔 내지 1,000헤르쯔 범위내의 주파수로 왕복운동하도록 함을 특징으로 하는 피부 자극 장치를 제공하고 있다.

본 발명의 구체적인 방법 뿐만 아니라 구성은 바람직한 실시예의 상세한 설명에 기재되고 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 실시하기 위한 최량의 모드에 따라서 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명에 의한 피부 자극 장치(10)의 일실시예의 상세도가 제1도 내지 제3도에 도시되어 있다. 본 실시예의 장치는 제1도에 도시된 바와 같이, 손으로 잡을 수 있는 크기의 휴대용으로, 재충전이 가능한 배터리에 의해 작동된다. 본 장치의 몸체부(12)는 90도 각도로 굽은 전기적인 도체관 또는 엘보우의 형태로 이루어지고, 그 몸체부(12)를 그 장치의 길이방향축(16)과 일치하는 가깝고 더 긴 직선형 손잡이부(14)와 상기 손잡이부(14)의 축에 대해 90도 각도의 축을 갖는 멀고 더 짧은 직선부(18)를 포함하여 구성된다.

전기회로판(Electric circuit board assembly)(20)은 본 장치의 몸체부(12)의 내부의 상부 중간단에 적절한 장착수단(제1도에 미도시)에 의해 장착되어 있다. 재충전가능 D.C. 배터리(22)가 전기회로판의 가까운 아래쪽에 위치하여 전기 회로판에 전기적으로 접속되어 있다. 몸체부(12)의 近端은 분리 가능한 마개(4)로 덮여 있는데, 그 중심에 있는 외부로부터 악세스할 수 있는 재충전용 소케트(26)가 내부의 배터리(22)와 연결되어 외부 전원으로부터 직접 재충전이 가능하게 한다.

상기 몸체부(12)의 위쪽에서 90도로 꺾어져 나온 직선부(18)는 그 꺾인 부분에서 조금 앞으로 나온 원통형을 하고 있는데, 여기에 꼭 들어 맞는 원형 인슐레이터링(28)이 연결되어 있다. 완성된 장치에서는 이 링(28)에 머리부(30)가 들어 맞춰짐으로써 링(28)과 머리부(30)가 결합하여 하나의 통일된 장치를 이루게 되는 것이다.제1도에서 몸체부(12)와 머리부(30)가 분리된 것처럼 보이는 것은 이해를 돕기 위한 목적에서 그렇게 그려진 것이다.

이제 이러한 몸체부에 연결되어서 실제 피부에 자극을 가하게 되는 본 장치의 머리부(30)의 구성에 대해 설명하기로 한다.

머리부(30)는 원형의 도전성 피부 접촉판(32)을 포함하고 있는데, 이 피부 접촉판(32) 밑에 두개의 솔레노이드(34)가 부착되어 있다. 머리부(32)는 장치에 제거가능하게 조립되어 있어 링(28)의 개방단을 폐쇄하고 있으며, 솔레노이드들(34)에 붙은 플런져들(38)의 둥근 팁(tip)형 단부들(36)만이 피부 접촉판(32)을 통과하여 머리부(30)로부터 외부로 약간 돌출되어 나와 있는데, 피부에는 바로 이 플런져들의 둥근 팁형 단부들(36)이 자극을 가하게 된다. 제1도에서 두개의 플런져의 중심축들은 서로 180도로 수평을 이루고 있으며 머리부(30)의 중심축으로부터 양쪽으로 동일한 반경거리에 위치하고 있다. 두개의 솔레노이드(34)에서 나온 전선은 회로판상의 회로에 전기적으로 접속되어 있다.

각각의 솔레노이드(34)는 통상적인 방법으로 코일이 감겨져 있는 코일권선부(40)를 포함하고 있다. 그 권선부에 전류를 통하지 않게 하면, 솔레노이드의 플런져(38)는 휴지상태로 바이어스되고, 그 권선부에 전류가 통하게 되면 솔레노이드의 플런져(38)는 멈춘 상태에서 약간 축방향으로 움직이게 된다. 이때 권선부가 전류를 받아 약간 움직이게 되는 이 거리가 프런져의 한 동작이 되는 것이다. 따라서 권선부에 전류가 통하지 않게 되면 플런져는 동작을 멈추고 다시 정치 상태로 돌아가게 된다.

회로판(20)은 각 솔레노이드(34)마다 하나씩, 두개의 오실레이터/드라이버 회로들(42)를 포함하고 있다. 제3도는 하나의 오실레이터/드라이버 회로를 도시하고 있다. 다른 솔레노이드에 대해서도 유사한 오실레이터/드라이버 회로가 존재한다. 회로((42)는 회로판의 회로(Circuitry)를 배터리(22)와 접속시킬 수 있도록 하기 위해 양극단자(Positive input terminal)(44)와 음극단자(Negative input terminal)(46)을 가지고 있다. 회로의 오실레이터 부분은 터치스위치(48)와 연관하여, 제3도에 도시된 것처럼 접속된 두개의 케이트들(G1, G2), 저항기(R1) 및 커패시터(C1)를 포함하고 있다. 터치 스위치가 닫혀지게 되면 오실레이터가 작동하고, 터치스위치가 개방되면 오실레이터는 작동을 멈춘다. 오실레이터의 아웃풋(Output)은 RC 결합회로인(R3, C2)를 통해 NPN 타입의 드라이버 트랜지스터(D1)의 베이스-에미터(Base-emitter)에 결합된다. 솔레노이드에 코일을 감은 권선부(40)는 트랜지스터(D1)의 컬렉터와 양근단자(44) 사이에 접속되어 있다. 음극단자(46)는 트랜지스터(D1)의 에미터에 접속되어 있다. 오실레이터를 작동시키기 위해 터치 스위치가 닫혀지면 오실레이터의 주파수에서 플런져를 전후방향으로 움직이게 하기 위해서 권선부에 전류가 흘렀다 멈췄다 하는 반복이 이루어진다.

터치 스위치(48)는 두개의 회로들(42)의 오실레이터부분들에 공통으로 작용하므로 터치 스위치가 닫히면 두개의 플런져들이 함께 동작하게 된다. 그러나 구성요소들의 허용오차(Component tolerance)에 기인하여 플런져들의 동작 하나하나의 위상들과 주파수들이 다르게 되고, 따라서 두개의 플런져들은 비동기적으로(asynchronously) 작동하게 된다.

본 피부 자극장치(10)를 사용하기 위해서 사용자는 손잡이부(14)를 손에 잡고 머리부(30)를 치료받은 환자의 통점에 갖다 대야 한다. 본 장치의 머리부(30)를 피부에 갖다 대며 둥근 플런져의 팁단부들(36)이 피부에 닿게 되는데 이때 피부 접촉판(32)과 피부 사이에서 도전성 접촉(Conductive contact)이 일어나게 한다. 피부와 피부접촉판(32) 사이의 접촉 및 몸체부(12)와 손의 접촉은 터치 스위치(48)에 의해 감지된다. 손으로 몸체부(12)를 쥐고 접촉판(32)을 피부에 대면 바로 터치 스위치가 닫히고 플런져들이 작동하기 시작한다. 터치 스위치 자체는 회로판(20)에 부착되어 있지만, 터치 스위치의 두 감지 터미날들이 몸체부(12)와 피부 접촉판(32)에 각각 접속되어 있다.

플런져들이 작동되면 피부에 반복적이고도 기계적인 자극이 가게 되는데, 이 반복된 자극이 통점 주위에 골고루 느껴지도록 피부 접촉판을 움직이면서 조작하면 된다. 이러한 식으로 통점 부위를 자극시키는 처치요법을 일정시간 동안 실시하면 일반적으로 통증을 경감시키거나 아주 느끼지 못하게 되는 생리적 반응이 일어난다. 따라서 본 발명에 의한 장치는 일반 대중들이 손쉽게 개인적인 통증의 완화나 억제를 위해 사용될 수 있다. 본 장치를 통증완화의 목적으로 사용하지 않는 경우라도 치료를 목적으로 하는 근육 이완이나 긴장 완화 장치로도 사용될 수 있다.

현재까지 본 발명자의 연구는 한정된 사례의 플런져 작동스트로크, 플런져 직경, 스트로크 주파수 실험에 제한될 수 밖에 없었다. 그것은 이들과 관련된 변수가 너무 많아 그들 모두를 테스트 한다는 것은 거의 불가능에 가깝기 때문이다. 그러나 0.020인치에서 0.100인치의 범위안에서의 스트로크, 0.030인치에서 0.200인치 사이의 플러져 직경, 2Hz에서 1,000Hz 사이의 스트로크 주파수 사이에서 실현된 결과는 모두 바람직한 결과를 산출한다는 것이 입증되었다.

제1도에 도시된 본 장치(10)는 주로 각 개인이 자기 혼자 사용하는 것을 염두에 두고 만들어진 제품이다. 그러나 본 장치를 좀 더 크게 만들면 한 사람이 다른 사람에게 치료해 주는 것도 가능하게 될 것이다. 바로 이렇게 확대된 본 장치(50)에 대한 예들이 제4도 및 제5도에 도시되어 있다.

제4도에 나와있는 확대된 피부 자극 장치(50)는 다수의 전기선들을 구비한 케이블(56)에 의해 파워모듈(54)에 접속되는 피부 접촉판(52)을 포함하고 있다. 사용자는 환자를 치료하기 위해 피부접촉판(52)을 피부의 통점부위에 접촉시킨다.

피부 접촉판(52)은 여러 개의 솔레노이드를 포함하며, 이들은 장방향 어레이구조로 배치되어 있다. 각 솔레노이드는 케이블(56)안에 있는 전선을 통해 파워 모듈(54)안의 오실레이터/드라이버 회로(42)에 연결되어 있다. 파워 모듈(54)에는 외부의 전기 콘센트에 연결되어 전기를 받아 들인 뒤에, 공급된 통상의 A. C. 파워를 솔레노이드와 전기 회로를 작동시키기에 적합한 D. C. 파워로 변화하는 수단이 있다. 또한 이 실시예에서는 제1실시예의 터치 스위치를 대체하여 온-오프 스위치를 달게 된다.

제1실시예에서와 마찬가지로, 본 장치(50)는 그 안의 솔레노이드들이 비동기적으로 작동하게 되어 있다. 그러나, 확대된 장치안에서는 솔레노이드들이 m×n 형식의 직사각형 어레이구조로 배치되어 있다는 것을 염두에 두었을때, 여러가지 다양한 형식의 작동형태가 가능하게 된다. 먼저 위에서부터 아래쪽으로 한 행씩 작동되게 하되 그 한 행에 들어 있는 여러개의 개별 솔레노이드들은 각기 비동기적으로 스트로크 작용을 하도록 설계해 볼 수도 있을 것이다. 한번에 한 행씩만 위에서 아래로 작동시킬 경우, 그 작동의 순서를 그와 같은 패턴으로 만들어 놓을 수가 있다. 그래서 이와 같은 패턴으로 모든 행이 연속적으로 위에서 아래로 한번 작동하고 나면, 다시 처음부터 똑같은 패턴으로 각 행이 위에서 아래로 작동하도록 해 놓을 수 있는 것이다. 혹은 한 행씩 작동을 하되 위에서 아래쪽으로 연속적으로 작동해 오는 것이 아니라 위에서 한 행 그리고 아래에서 한행씩 작동해서 위와 아래쪽으로 가운데를 향해 양방향에서 접근해 오는 방식을 취할 수도 있고, 혹인 불규칙하게 아무 행이든지 무작위적으로 작동시키도록 설계할 수도 있다. 그런데 솔레노이드의 스트로킹이 한 행씩 행해질 경우에는 개별 솔레노이드가 각기 그것만을 위한 개별 오실레이터/드라이버 회로를 가질 필요가 없게 된다. 예를 들어 똑같은 행에 있는 모든 솔레노이드는 한개의 공통된 오실레이터/드라이버를 공유함으로써 같은 행안에 있는 솔레노이드는 그 행 안에서는 동지적으로 움직이게 할 수도 있는 것이다.

본 발명의 독창적인 점은 개별 플런져에 의한 피부 자극이 작으므로 근육과 구별되는 피부만 영향받는다는 점이다. 이런 이유 때문에, 발명의 원리는 마사지원리와는 구별된다. 본 발명의 장치는 인체마사지기기로 간주되지 않는다. 본 피부자극장치를 통점 부위의 피부 주변에 수분간(예를 들면 3∼4분간) 사용함으로써 아픈 통증을 완화 내지는 제거해 주는 일종의 최면적(마취적)인 생리적 현상이 발생케 하는 것이다. 이러한 통증완화 내지는 무통의 결과는 치료가 끝난 뒤에도 수시간 동안 지속되게 된다. 따라서 본 발명은 많은 사람들에게 치료적인 효과를 제공해 주는 기술적 영역에서 의미있는 공헌을 하는 제품이라고 할 수 있다. 바로 이런 이유 때문에 본 제품의 발명원리는 기존의 근육이나 관적을 자극시켜 주는 장치와는 다르고, 따라서 본 장치는 마사지기 혹은 진동기가 아닌 것이다.

본 발명의 구체적인 실제 테스트와 관련되어 사용되었던 솔레노이드(34)는 15.8Ω의 저항을 갖고 있는 36.0게이지의 선으로 588횟수(turns)가 감겨진 것이다. 권선부에 감겨진 선의 대략 길이는 약 1/2인치였다. 코일은 약 9.6볼트 D.C전압을 사용하여 10∼20%의 듀티 싸이클(Duty-cycle)로 통전될 수 있다.

한편, 도면에서 도시되어 있지 않지만, 본 제품을 사용하지 않을 때에는, 피부접촉판과 어떤 도전체가 접촉함으로써 본 장치가 저절로 작동하게 되는 경우를 방지하기 위해, 피부접촉판에는 절연체의 물질로 된 플라스틱캡이 씌워져 있게 된다. 따라서, 본 장치를 사용할 때는 피부 접촉판을 덮어 씌우고 있는 플라스틱캡을 벗긴후 사용하게 되고, 사용이 끝나면 다시 캡을 씌워 놓음으로써 본 장치가 혼자 작동하게 되는 경우를 방지할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예들이 기술되었음에도 불구하고, 본 발명의 원리는 본 발명의 청구 범위를 벗어나지 않는 범위안에서 다수의 구체적인 수단 및 방법에 의해서 달성될 수 있다.

Claims (4)

1. 피부와 접촉하는 하나의 머리부, 상기 머리부의 근처에 어레이구조로 되고 상기 머리부로부터 돌출하고 있는 팁단부를 포함하여 각각 하나의 플런져를 갖는 다수의 솔레노이드를 포함함으로써 상기 플런져는 솔레노이드의 반복적인 전원 공급 및 차단에 의해 피부에 반복적으로 충격을 줌으로써 피부에 자극을 주는 피부접촉판; 상기 솔레노이드들을 선택적으로 전원 공급 및 차단하기 위한 솔레노이드 구동수단을 가지며, 상기 각 솔레노이드들에 반복적으로 전원공급 및 차단하기 위한 전기회로판; 상기 전기회로판에 전원을 공급하기 위한 전기공급원을 포함하며, 상기 플런져의 각각은 0.030인치에서 0.200인치 범위의 직경, 0.020인치에서 0.100인치 범위의 운동범위를 갖는 실린더를 포함하며, 상기 솔레노이드 드라이버회로들은 상기 플런져들이 2헤르쯔 내지 1,000헤르쯔 범위내에 주파수로 왕복운동하도록 함을 특징으로 하는 피부자극장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 피부적촉판은 상기 머리부, 상기 솔레노이드들, 상기 전기 회로판 및 상기 전기공급원을 포함하여 손으로 잡을 수 있는 몸체부; 및 상기 머리부와 몸체부는 절연수단에 의해 전기적으로 분리되는 전도체로 되어 있으며, 상기 머리부와 몸체부에 각각 접속되어 사용자가 손으로 몸체부를 잡고 피부접촉판을 통증 부분에 닿게 했을 때 사용자의 몸이 전류가 흐르는 전기 통로의 구실을 함으로써 작동되는 터치 스위치 수단을 포함하고 있으며, 상기 터치 스위치수단은 상기 전기회로와 동작할 수 있도록 접촉되어 상기 터치 스위치수단이 동작중일 때, 상기 솔레노이드 드라이버수단은 상기 전기회로에 의해 동작되어 상기 플런져들을 왕복운동을 시작하게 하는 것을 특징으로 하는 피부자극장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 솔레노이드 드라이버수단은 그 안에 다수의 개별적인 솔레노이드 드라이버 회로가 들어 있으며, 그 각각의 드라이버 회로는 적어도 의 솔레노이드와 연결되어 있으며, 그 각각의 드라이버회로는 적어도 하나의 솔레노이드와 연결되어 있는데, 이들은 다른 회로에 연결된 적어도 하나의 솔레노이드의 움직임과는 무관하게, 단지 각각의 회로에 들어오는 전류의 공급과 중단에 따라서만 작동을 시작하지만, 모든 솔레노이드들이 동시에 같은 동작을 하지 않게 되어 있는 것을 특징으로 하는 피부 자극 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 전기공급원은 상기 몸체부안에 D. C. 배터리수단을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 피부자극장치.