KR0181222B1 - 랜덤 엑세스 주파수를 이용한 생체 자극 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전극을 내장한 도자를 인체에 직접 장착하여 인체에 펄스 전류를 흐르게 하여 자극을 주는 저주파 치료기 등의 랜덤 엑세스 주파수를 이용한 생체 자극 장치에 관한 것이다.

종래의 장치에 있어서는 스위치 조작에 따라 선택된 모드에서 설정되는 일정한 펄스 전류가 인체에 흐르는 것이기 때문에 인체가 그 펄스 전류에 의한 자극의 정도에 익숙해져 통증의 제거 또는 완화 효과가 점차 저하되는 문제가 있었다.

상기와 같은 종래 장치의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 랜덤한 펄스 전류를 출력함으로써 펄스 전류에 따른 자극의 정도에 익숙해지는 것을 방지하여 지속적으로 양호한 치료 효과를 얻을 수 있게 하는 생체 자극 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

따라서 본 발명은 다소 높고 낮은 주파수의 랜덤한 펄스 전류를 출력함으로써 펄스 전류에 따른 자극의 정도에 익숙해지는 것을 방지하여 지속적인 치료 효과를 얻을 수 있는 효과가 제공된다.

Description

랜덤 억세스 주파수를 이용한 생체 자극 장치

제1도는 본 발명을 설명하기 위한 회로 구성의 일예시도.

제2도는 본 발명의 제1조작부 및 제1표시부를 나타낸 회로도.

제3도는 본 발명의 제2조작부, 제2표시부 및 제로 스타트 스위칭부를 나타낸 회로도.

제4도는 본 발명의 제1버퍼, RC 결합부 및 제1구동 스위칭부를 나타낸 회로도.

제5도는 본 발명의 제2버퍼 및 제2구동스위칭부를 나타낸 회로도.

제6도는 본 발명의 입력 조절부를 나타낸 회로도.

제7도는 본 발명의 7세그먼트 디스플레이 구동부.

제8도는 본 발명의 전원 공급 단자 및 출력 단자를 나타낸 회로도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 제1조작부 20 : 제1표시부

30 : 제2조작부 40 : 제2표시부

50 : 제로 스타트 스위칭부 60A, 60B : 버퍼

70 : RC결합부 80A, 80B : 구동 스위칭부

90 : 출력 조절부 100 : 구동부

110 : 7 세그먼트 디스플레이 구동부 120 : 트랜스포머

M1, M2 : 마이크로 프로세서 R3∼R37 : 저항

I1∼I9 : 인버터 LED1∼LED9 : 발광 다이오드

D1, D3, D4 : 다이오드

본 발명은 전극을 내장한 도자(道磁)를 인체에 직접 장착하여 인체에 펄스(pulse) 전류를 흐르게 하여 자극을 주는 저주파 치료기 등의 랜덤 억세스(random access)주파수를 이용한 생체 자극 장치에 관한 것이다.

일반적으로 생체 장치는 발진기에서 출력되는 저주파의 펄스 전류를 도자를 통하여 환부에 흐르게 하여 신경 기능 등의 치료를 실행하고 있고, 펄스 전류의 파형, 펄스폭, 주파수, 극성 등의 각종 모드가 모드 전환 스위치의 조작에 따라 전환되도록 구성되어 있다.

일례로 파형 전환 스위치의 조작에 따라 직류 간헐 펄스와 교류 간헐 펄스, 버스트 펄스가 순차 전환되고, 감속용 스위치의 조작에 따라 간헐 펄스의 주기가 단계적으로 증속하고, 타이머 세트 스위치의 조작에 따라 펄스 발생을 정지 시키는 시간을 세트하는 등의 기능을 구비하여 구성된다.

상기와 같은 종류의 장치에 의한 생체 자극은 단시간에 지각 신경에 마취 작용을 미치는 것에 따른 신체의 국부적인 통증의 제거, 완화 효과가 인정되고 있다.

그러나, 상기한 종래의 장치에 있어서는 스위치 조작에 따라 선택된 모드에서 설정되는 일정한 펄스 전류가 인체에 흐르는 것이기 때문에 인체가 그 펄스전류에 의한 자극의 정도에 익숙해져 통증의 제거 또는 완화 효과가 점차 저하 되는 문제가 있었다.

따라서 상기와 같은 종래 장치의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 랜덤한 펄스 전류를 출력함으로써 펄스 전류에 따른 자극의 정도에 익숙해지는 것을 방지하여 지속적으로 양호한 치료 효과를 얻을 수 있게 하는 생체 자극 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구체적인 수단은 순차적인 업카운트(up count) 동작에 의하여 출력되는 펄스 전류를 증감시켜 최대/최소값을 설정하기 위한 제1조작부와; 상기한 스위치의 조작에 따라 순차 변환되는 출력 펄스 전류의 크기를 표시하기 위한 제1표시부와; 상기의 조작부의 조작에 의해 설정된 설정값을 표시하기 위한 제2표시부와; 치료 시간 설정, 주파수 선택 및 셋/리셋(set/reset) 등의 조작을 실시하기 위한 제2조작부와; 정전 후 복귀 시의 과대 급작 신호의 출력을 방지하기 위한 제로 스타트 스위칭(zero start switching)부와; 제1마이컴으로부터 출력되는 디지탈 신호를 출력 단자의 트랜스포머(transformer)를 구동하기 위한 아날로그 신호로 변환하는 과정에서 완충 작용을 하는 제1버퍼와; 제2마이컴으로부터 출력되는 디지탈 신호를 출력 단자의 트랜스포머를 구동하기 위한 아날로그 신호로 변환하는 과정에서 완충 작용을 하는 제2버퍼와; 상기 제1버퍼 또는 제2버퍼를 통하여 출력된 디지탈 신호를 아날로그 신호로 변환하고 이를 증폭하여 출력단의 트랜스포머를 구동하기 위한 구동부와; 상기 구동부로부터 출력되는 신호를 제어하기 위한 제1, 제2구동 스위칭부와; 사용자가 임의로 출력 신호를 증감하기 위한 온·오프 기능이 부여된 출력조절부와; 제1마이컴으로부터 출력되는 펄스 신호의 시정수를 결정하기 위한 RC 결합 회로와; 사용자가 치료 시간 설정하게 되면 설정된 치료 시간을 표시하기 위한 7세그먼트(segment) 디스플레이 구동부와; 상기의 7세그먼트 구동부에 의해 치료 시간을 표시하기 위한 7세그먼트 디스플레이와; 출력 펄스 전류의 최종 출력단으로서 출력 신호를 승압시켜 인체에 영향을 미치도록 하는 도자의 일부를 구성하는 트랜스포머와; 상기한 각각의 구성부를 구동하는데 필요한 전원을 공급하기 위한 전원 공급단자와; 랜덤한 펄스 전류 신호를 발생시키고 각 구성부를 제어하는 등의 시스템이 정상적으로 동작하도록 하기 위한 제1, 제2마이컴으로 구성됨을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도면중 제1도는 본 발명에 의한 랜덤한 펄스 전류 신호를 이용한 생체 자극 장치 회로 구성의 일례를 나타낸 것이며 제2도∼제8도는 본 발명에 따른 회로의 각 부분을 나타낸 회로도이다.

첨부한 도면의 제2도에 도시한 바와 같이 제1조작부(10)는 제1마이컴(M1)의 소정의 단자에 출력 펄스 조절스위치(S1)와 저항(R3)이 접속되어 구성된다.

또한 첨부한 도면의 제2도에 도시한 바와 같이 제1표시부(20)는 제1마이컴(M1)의 소정의 출력단자에 인버터(inverter)(I1, I2, I3, I4, I5)가 접속되고 인버터(I1, I2, I3, I4, I5)의 출력단에 발광 다이오드(light-emitting diode)(LED1, LED2, LED3, LED4, LED5)와 이를 구동하는데 필요한 저항(R4, R5, R6, R7, R8)이 접속되어 구성된다.

또한 첨부한 도면의 제3도에 도시한 바와 같이 제2조작부(30)는 제2마이컴(M2)의 소정의 단자에 스위치(S2, S3, S4)와 보호저항(R10, R11, R12)이 접속되어 구성된다.

또한 첨부한 도면의 제3도에 도시한 바와 같이 제2표시부(40)는 제2마이컴(M2)의 소정의 출력 단자에 인버터(I1, I2, I3, I4, I5)가 접속되고 인버터(I1, I2, I3, I4, I5)의 출력단에 발광 다이오드(LED6, LED7, LED8, LED9)와 이를 구동하는데 필요한 저항(R13, R14, R15, R16)이 접속되어 구성된다.

또한 첨부한 도면의 제3도에 도시한 바와 같이 제로 스타트 스위칭부(50)는 트랜지스터(Q1)의 베이스에 보호저항이 접속되고 이 보호저항이 제2마이컴(M2)의 소정의 단자에 접속되며 트랜지스터(Q1)의 콜렉트 단자에는 다이오드가 접속되고 에미터 단자에는 저항이 접속되어 접지되어 있다.

또한 첨부한 도면의 제4도에 도시한 바와 같이 제1버퍼(60A)는 트랜지스터(Q2)의 베이스 단자에 저항(R21, R22)이 병렬로 연결되어 저항(R20)은 제1마이컴(M1)의 소정의 출력 단자에 접속되고, 저항(R21)은 접지 되어 구성된다.

또한 첨부한 도면의 제5도에 도시한 바와 같이 제2버퍼(60B)는 트랜지스터(Q7)의 베이스 단자에 저항(R23)이 병렬로 연결되어 저항(R20)은 제1마이컴(M1)의 소정의 출력 단자에 접속되고, 저항(R21)은 접지 되어 구성된다.

또한 첨부한 도면의 제4도에 도시한 바와 같이 RC 결합부(70)는 트랜지스터(Q2)의 콜력터 단자에 저항(R22)과 콘덴서(C7)가 직렬 연결되어 구성된다.

또한 첨부한 도면의 제4도에 도시한 바와 같이 제1구동 스위칭부(80A)는 트랜지스터(Q3)의 베이스 단자가 트랜지스터(Q2)의 콜렉터 단자에 접속되고, 에이터 단자는 접지되며, 콜렉터 단자는 트랜스포머의 제1차측에 접속되고, 또한 콜렉터 단자와 접지 사이에 보호용 다이오드가 접속되어 구성된다.

또한 첨부한 도면의 제5도에 도시한 바와 같이 제2구동 스위칭부(80B)는 트랜지스터(Q6)의 콜렉터 단자가 트랜스포머의 1차측에 접속되고, 에미터 단자에는 저항(R35)과 다이오드(D4)가 병렬 연결되어 있다.

또한 첨부한 도면의 제6도에 도시한 바와 같이 출력조절부(90)는 가변저항(VR)의 소정의 단자에 저항(R27)이 접속되어 저항(R27)은 이후 설명하게 될 전원 공급 단자(V1, V2)와 역시 이후 설명하게 될 구동부(100)에 접속되며, 또 다른 단자에는 저항(R28)과 콘덴서(C8)가 직렬 연결되어 있으며, 이와 병렬로 콘덴서(C9)가 접속되며 가변 저항(VR)의 나머지 단자는 접지 되어 구성된다.

또한 첨부한 도면의 제5도에 도시한 바와 같이 구동부(100)는 op-Amp와 저항(R29, R30, R31, R32, R33, R34)으로 구성되어 소정의 구동 회로를 구성한다.

또한 첨부한 도면의 제7도에 도시한 바와 같이 7세그먼트(segment) 디스플레이 구동부(110)는 7세그먼트 디코더/드라이버와 3×8 디멀티플렉서(demultiplexer)및 7세그먼트 디스플레이가 접속되고, 3×8 디멀티플렉서의 출력단자에는 저항(R25)과 트랜지스터(Q4), 저항(R26)과 트랜지스터(Q5)가 각각 직렬 연결되어 구성된다.

또한 첨부한 도면의 제8도에 도시한 바와 같이 전원 공급단자(V1, V2)는 각각 RC 결합부의 저항(R22)과 콘덴서(C7)의 사이와 출력 조절부(90)의 저항(R27)에 결합되어 구성된다.

또한 첨부한 도면의 제8도에 도시한 바와 같이 트랜스포머(120)는 승압트랜스포머로서 제1스위칭부(80A)의 콜렉터 단자와 제2스위칭부(80B)에 접속되어 이루어진다.

또한 상기의 구성요소를 제어하기 위한 제1, 제2마이컴(M1, M2)으로 구성되어 이루어진다.

이와 같이 구성된 본 발명의 동작 관계를 설명하면 다음과 같다.

사용자가 시스템의 전원 스위치(도시하지 않았음)를 조작하여 전원을 인가하고 제1조작부(10)의 출력 펄스 전류 조절 스위치(S1)를 조작하여 출력 펄스전류값을 설정하고 제2조작부(30)를 통해 치료 시간, 주파수 등을 선택하면 제1마이컴(M1)의 제어동작에 의하여 설정된 출력 전류 펄스값이 제1표시부(20)를 통해 표시됨과 동시에 랜덤한 펄스 전류 신호가 출력되고, 제2마이컴(M2)의 제어 동작에 의해서 제2조작부(30)를 통해 설정된 치료 시간, 주파수 등이 제2표시부(40)를 통해 표시되며 동시에 제1마이컴(M1)에서 출력되는 신호와 비교하여 이보다 다소 낮은 주파수의 펄스 전류가 랜덤하게 출력된다.

상기의 과정에서 치료시간이 설정되면 제2마이컴(M2)의 제어에 의하여 7세그먼트 디스플레이구동부(110)가 작동하여 7세그먼트 디스플레이에 설정된 치료 시간이 표시된다.

상기한 제1마이컴(M1)으로부터 출력된 펄스 전류는 제1버퍼(60)A를 통과하여 RC 결합부(70)를 거친 다음 제1구동 스위칭부(80A)의 제어에 의하여 트랜스포머(120)를 구동하게 된다.

또한 제2마이컴(M2)으로부터 출력된 낮은 주파수의 펄스 전류는 제2버퍼(60B)를 통과하여 구동부(100)에 입력된다.

구동부(100)의 제어 동작에 의하여 제2구동 스위칭부(80B)가 동작하여 트랜스포머(120)를 구동하게 된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작용에 있어서는 사용자의 전원 스위치 조작에 의하여 전원이 인가되면 제1조작부(10)의 출력 펄스 전류 조절 스위치(S1)의 순차적 조작에 의하여 출력 펄스 전류값이 설정되고, 다음으로 제2조작부(30)의 조작을 통해 치료 시간·주파수 등이 설정되면 제1마이컴(M1)의 제어 동작에 의하여 설정된 출력 전류 펄스값이 제1표시부(20)를 통해 표시되어 사용자가 이를 확인할 수 있도록 하고, 이와 동시에 랜덤 펄스 전류 신호가 출력되며, 제2마이컴(M2)의 제어 동작에 의해서 제2조작부(30)를 통해 설정된 치료 시간·주파수 등이 제2표시부(40)를 통해 표시되며 동시에 7세그먼트 디스플레이 구동부(110)가 동작하여 7세그먼트 디스플레이에 설정된 치료 시간이 표시되며, 또한 제1마이컴(M1)에서 출력되는 신호와 비교하여 이보다 다소 낮은 주파수의 펄스 전류가 랜덤하게 출력된다.

상기의 과정에서 치료 시간이 설정되면 제2마이컴(M2)의 제어에 의하여 상기한 제1마이컴(M1)으로부터 출력된 랜덤 펄스 전류 신호는 제1버퍼(60A)를 통과하여 RC 결합부(70)를 거친 다음 제1구동 스위칭부(80A)의 제어에 의하여 트랜스포머(120)를 구동하게 되고, 이와 같이 구동된 트랜스포머의 펄스 전류가 인체에 영향을 미쳐 치료 효과를 얻게 된다.

또한 제2마이컴(M2)으로부터 출력된 낮은 주파수의 펄스 전류는 제2버퍼(60B)를 통과하여 구동부(100)에 입력되고, 구동부(100)에 제어 동작에 의하여 제2구동 스위칭부(80B)가 동작하여 트랜스포머(120)를 구동하게 된다.

이와 같이 다소 높고 낮은 주파수의 랜덤한 펄스 전류를 출력함으로써 펄스 전류에 따른 자극의 정도에 익숙해지는 것을 방지하여 지속적인 치료 효과를 얻을 수 있는 효과가 제공된다.

Claims (1)

1. 순차적인 업카운트 동작에 의하여 출력되는 펄스 전류를 증감시켜 최대/최소값을 설정하기 위한 제1조작부와; 상기한 스위치의 조작에 따라 순차 변환되는 출력 펄스 전류의 크기를 표시하기 위한 제1표시부; 상기의 조작부의 조작에 의해 설정된 설정값을 표시하기 위한 제2표시부와; 치료 시간 설정, 주파수 선택 및 셋/리셋 등의 조작을 실시하기 위한 제2조작부와; 정전 후 복귀 시의 과대 급작 신호의 출력을 방지하기 위한 제로 스타트 스위칭부와; 제1마이컴으로부터 출력되는 디지탈 신호를 출력 단자의 트랜스포머를 구동하기 위한 아날로그 신호로 변환하는 과정에서 완충 작용을 하는 제1버퍼와; 제2마이컴으로부터 출력되는 디지탈 신호를 출력 단자의 트랜스포머를 구동하기 위한 아날로그 신호로 변환하는 과정에서 완충 작용을 하는 제2버퍼와; 상기 제1버퍼 또는 제2버퍼를 통하여 출력된 디지탈 신호를 아날로그신호로 변환하고 이를 증폭하여 출력단의 트랜스포머를 구동하기 위한 구동부와; 상기 구동부로부터 출력되는 신호를 제어하기 위한 제1, 제2구동 스위칭부와; 사용자가 임의로 출력 신호를 증감하기 위한 온·오프 기능이 부여된 출력조절부와; 제1마이컴으로부터 출력되는 펄스 신호의 시정수를 결정하기 위한 RC 결합 회로와; 사용자가 치료 시간을 설정하게 되면 설정된 치료 시간을 표시하기 위한 7세그먼트 디스플레이 구동부와; 상기의 7세그먼트 구동부에 의해 치료 시간을 표시하기 위한 7세그먼트 디스플레이와; 출력 펄스 전류의 최종 출력단으로서 출력 신호를 승압시켜 인체에 영향을 미치도록 하는 도자의 일부를 구성하는 트랜스포머와; 상기한 각각의 구성부를 구동하는데 필요한 전원을 공급하기 위한 전원 공급 단자와; 랜덤한 신호를 발생시키고 각 구성부를 제어하는 등의 시스템이 정상적으로 동작하도록 하기 위한 제1, 제2마이컴으로 구성됨을 특징으로 하는 랜덤억세스 주파수를 이용한 생체 자극 장치.