KR100866593B1 - 밀리미터파를 이용한 온열 치료 장치 - Google Patents
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Abstract
밀리미터파를 이용한 온열 치료 장치가 개시된다. 이를 위하여, 전원을 통해 발열체가 발열되어 피부에 온열 자극을 가하고, 상기 온열 자극을 통해 뜸 치료를 수행하는 온열 치료 장치는, 상기 발열체가 밀리미터파를 이용하여 발열하되, 상기 밀리미터파를 발진시키는 발진부와, 상기 발진부와 일 측에 연결되어 상기 밀리미터파의 세기를 제어하는 제어부와, 상기 발진부와 일 측에 연결되어 상기 밀리미터파를 조사하도록 구성되어 상기 피부에 온열 자극을 가하는 도파관을 포함함으로써, 기존의 적외선이나 초음파에 비해 통증 완화 작용을 더 크게 할 수 있고, 실제 사용하는 한방 뜸에 비해 화상 등의 부작용을 줄일 수 있다.
Description
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 밀리미터파를 이용한 온열 치료 장치의 상세 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 밀리미터파를 이용한 온열 치료 장치의 전기적 구성도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 평면형 발진기의 패턴을 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 도파관 발진기의 구조를 나타내는 도면.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
110: 스위치 120: 전원공급부
130: 제어부 140: 발진부
150: 변환부 160: 도파관
170: 접착부 180: 도파관 개구부
본 발명은 온열 치료 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 밀리미터파를 이 용한 온열 치료 장치에 관한 것이다.
한방의 자극요법 중 하나인 뜸은 인체의 경혈들에 불을 부친 쑥이나 그 이외 발열요소를 올려놓고 경혈을 열로서 자극하는 것으로 소기의 치료효과를 얻게 하고 있다. 이러한 열 자극요법에서 경혈에 직접적으로 올려놓는 쑥은 대기 중에서 자연 연소되면서 소정의 열을 발생함으로써, 경혈을 자극한다. 그러나, 그 발열량의 조절이 불가하여 피시술자들이 과열에 의해서 화상을 입어 안전사고가 빈번히 발생하는 등 시술에 많은 불편이 따른다.
최근에는 온도 제어가 가능 한 전기적인 열원을 이용하는 발열요소들을 이용한 치료기구가 개발되어 사용되고 있는데, 이러한 전기적인 발열요소를 이용한 치료기구들은 통상 본체로부터 일정길이 연장되는 선재의 단부에 발열요소가 일체로 결합되는 형태이다.
한편, 이처럼 치료적으로 사용되고 있는 열은 조직에 침투되는 정도에 따라 표면열, 전도열, 대류열, 복사열로 구분되며, 온도에 따라 충혈반응이 일어나게 된다. 현재까지의 동물실험 등을 통해 잘 알려진 바와 같이 치료적 범위 내에서 조직온도의 미세한 변화는 생리적 변화에 큰 영향을 미친다.
조직 온도를 일정하게 유지한 상태에서 어떤 열을 조직에 주었을 때 그것이 생리적 반응을 나타내는데 최소한 5분 정도의 시간이 필요하고 최대반응을 얻기 위해서는 약 30분 정도의 시간이 필요한 것으로 밝혀져 있다.
이러한 온도가 단위시간당 얼마나 큰 폭으로 상승하는가 하는 점은 조직의 온도 상승율이 생리학적 반응을 결정함에 있어 매우 중요한 요소가 되며, 조직의 온도가 효과적인 수준까지 도달하는 시간이 빠를수록 좀더 많은 생리학적 효과들이 나타난다. 이는 조직온도의 변화율이 빠를수록 거기에 대응하는 온도 수용기들의 활동이 그만큼 활발해지기 때문이다.
따라서, 제어 가능한 전기적인 발열 요소를 갖되 조직온도가 치료에 효과적인 수준까지 도달하는 시간을 빠르게 할 수 있는 온열 치료 장치의 개발이 필요하다.
본 발명은 상기와 같은 요구에 부응하기 위하여 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 상술한 밀리미터파를 이용하여 온열 치료를 수행하는 장치를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 밀리미터파를 이용하여 온열 치료를 제공하되, 충분히 소형화된 온열 치료를 수행하는 장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 위하여, 본 발명의 일 형태에 따라 전원을 통해 발열체가 발열되어 피부에 온열 자극을 가하고, 상기 온열 자극을 통해 뜸 치료를 수행하는 온열 치료 장치는, 상기 발열체가 밀리미터파를 이용하여 발열하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 발열체는, 상기 밀리미터파를 발진시키는 발진부; 상기 발진부와 일 측에 연결되어 상기 밀리미터파의 세기를 제어하는 제어부; 및 상기 발진부와 일 측에 연결되어 상기 밀리미터파를 조사하도록 구성되어 상기 피부에 온열 자극을 가하는 도파관을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 발열체는, 일 측은 상기 도파관에 부착되고 타 측은 상기 피부와 접착하여 상기 도파관을 통과한 밀리미터파가 상기 피부에 조사되도록 구성된 접착부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 발진부는 건 다이오드(Gunn Diode)를 이용하여 상기 밀리미터파를 발진시키는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 다른 형태에 따른 밀리미터파를 이용한 온열 치료 장치는 건(Gunn) 다이오드를 이용하여 상기 밀리미터파를 발진시키도록 구성된 발진부; 상기 발진부와 연결되어 상기 밀리미터파의 세기를 제어하도록 구성된 제어부; 상기 밀리미터파를 조사하도록 구성된 도파관; 및 일 측은 상기 도파관에 부착되고 타 측은 피부에 접착되어 상기 밀리미터파가 상기 피부에 노출되도록 구성된 접착부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 장치는, 상기 발진부와 상기 도파관을 연결하며, 상기 발진부에서 출력된 밀리미터파를 상기 도파관에 적합한 형태로 변환하는 변환부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하에서는 첨부 도면 및 바람직한 실시예를 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 참고로, 하기 설명에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략하였다.
주파수가 30~300GHz에 이르는 밀리미터파는 전자파가 인체 내부에 깊이 침투할 수 없기 때문에 신체 표면에서 가열작용을 일으킨다. 특히, 이러한 밀리미터파 (예컨대, 42.25GHz)를 이용하면 순간 전력 밀도를 대략 10mW/cm2로 발생시킬 수 있으며, 최대 23mW/cm2을 초과시킬 수도 있다. 이러한 결과는 대략 1분내에 피부 온도를 최대 43℃까지 도달하게 할 수 있어, 온열 치료에 매우 적당함을 알 수 있다. 예컨대, 적외선이나 초음파에 비해 통증완화 작용이 매우 크다.
이하에서는 본 발명에 따른 일 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 보다 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 밀리미터파를 이용한 온열 치료 장치의 개념도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 상기 장치는, 후술하는 전원공급부와 연결되어 상기 장치의 동작을 온/오프하는 스위치(110); 후술하는 발진부와 제어부에 전원을 공급하며 휴대 가능할 정도로 소형인 전원공급부(120); 후술하는 발진부와 연결되어 밀리미터파의 세기 및 조사를 제어하는 제어부(130); 밀리미터파를 발진시켜 제어부의 지시를 토대로 발진된 밀리미터파를 증폭 및 감쇄시키는 발진부(140); 발진부(140)와 후술하는 도파관을 정합시키는 변환부(150); 변환부(150)와 연결되어 도파관 개구부(180)를 통해 밀리미터파를 조사하는 도파관(160); 및 상기 장치를 피부에 붙일 수 있도록 하는 접착부(170)가 일체로 구성되어, 사람의 피부에 상술한 접착부(170)를 이용하여 붙이고 전원을 온 하면, 발진부(140)에서 생성되는 밀리미터파가 도파관(160)을 통해 피부로 조사된다.
이러한 구조의 본 발명의 일 실시예에 따른 밀리미터파를 이용한 온열 치료 장치는 그 크기가 대략 가로 3cm ×세로 5cm 정도여서 휴대하기에 간편하다.
한편, 도 2는 상기 온열 치료 장치의 전기적 구성도를 나타낸다. 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 장치는, 제어부(130); 발진부(140); 변환부(150); 및 도파관(160)을 포함한다. 여기서, 변환부(150)는 발진부(140)의 유형에 따라 생략될 수도 있다.
제어부(130)는 상술한 구성요소들을 제어함으로써, 상기 도파관(160)을 통해 사람의 피부에 조사되는 밀리미터파의 세기와 조사시간을 조절한다. 예컨대, 비록 도 2에 도시되지는 않았지만, 상기 발진부와 도파관 사이에 증폭부(미도시), 감쇄부(미도시), 또는 타이머(미도시)들을 추가함으로써, 상술한 세기와 조사시간을 조절할 수 있다.
발진부(140)는 전압 제어가 가능(VCO: Voltage Controlled Oscillator)한 형태이며, 건(Gunn) 다이오드를 이용하면 대략 1cm 이하로 구성 가능하므로 전원공급부(120)나 제어부(130)의 크기를 조절함으로써 충분히 소형화가 가능하다. 이러한 발진부(140)는 건 다이오드(Gunn Diode)를 사용하는 방식에 따라 평면형 발진기와 도파관 발진기로 나뉠 수 있다.
평면형 발진기는 도 3와 같은 패턴상의 개방형 공진기(open ended resonator)에 건 다이오드(Gunn Diode)를 부착하여 밀리미터파를 발생시킨다. 이때, 도 2에 도시된 공진기 패턴의 길이를 조정함으로써 원하는 대역의 밀리미터파를 발생시킬 수 있다. 다시 말하면, 공진기 패턴의 길이가 변화되면 이 공진기의 인덕턴스와 캐패시턴스가 변화되므로, 이를 통해 공진 주파수 즉, 원하는 밀리미터 파를 얻을 수 있다. 이러한 평면형 발진기는 DC 전원공급부(120)로부터 입력되는 잡음을 제거하는 바이어스 필터를 포함하며, 건 다이오드에 DC전압을 입력하면 건 다이오드의 부성저항 특성으로 공진기의 공진주파수에 해당하는 밀리미터파가 출력된다. 여기서, 도 3(a)는 건 다이오드를 연결하기 전의 평면형 발진기의 패턴을 나타내고, 도 3(b)는 건 다이오드를 플립칩 본딩을 이용하여 평면형 발진기 패턴에 장착한 후의 평면형 발진기를 나타낸다.
한편, 도파관 발진기는 도 4와 같은 구조이며, 일 측이 막힌 도파관(160)에 건 다이오드와 바랙터(varactor) 다이오드를 넣고 바이어스를 공급할 수 있는 포스트를 세워 도파관 내부에 공진을 일으킴으로써 밀리미터파가 출력된다. 이러한 도파관 발진기는 도파관(160)을 직접 이용하므로 변환부가 따로 필요 없는 구조를 갖는다. 즉, 도파관 발진기는 공진주파수를 결정하는 발진용 디스크를 이용하여 공진 주파수와 출력전력을 결정할 수 있다. 예컨대, 도파관 발진기 제작 시, 이 디스크의 두께와 반지름을 조절함으로써 공진 주파수의 출력 전력을 결정할 수 있다.
변환부(150)는 발진부(140)와 도파관(160)을 정합시키되, 상술한 도파관 발진기에서는 변환부(150)가 생략되어 구성됨에 유의해야 한다.
도파관(160)은 발생된 밀리미터파를 치료 부위에 조사하는 기능을 수행하는데, 이러한 도파관(160)의 예로 안테나를 들 수 있다. 예컨대, 넓은 면적에 밀리미터파를 조사하려면 혼(horn) 안테나가 적당하고, 국소 부위에만 밀리미터파를 조사하려면 패치 안테나를 배열한 어레이 안테나 또는 카세그레인(cassegrain) 안테나가 적당하다. 이때, 도파관(160)은 상기 밀리미터파의 대역에 따라 상기 도파관 개 구부(180)의 크기가 결정된다.
이하에서는 본 발명에 따른 밀리미터파를 이용한 온열 치료 장치의 동작을 설명한다.
스위치(110)의 온을 통해 전원공급부(120)에서 제어부(130)와 발진부(140)에 전원이 인가되고, 이에 따라 발진부(140)에서 밀리미터파를 도파관(160)을 거쳐 도파관 개구부(180)로 출력한다. 이 경우, 발진부(140)가 평면형 발진기일 경우, 밀리미터파는 발진부(140)에서 변환부(150)를 거쳐 도파관(160)으로 전달된다. 이때, 발생되는 밀리미터파의 세기는 10mW/ cm2이 적당하고, 제어부(130)에 의해 시간 조절을 통해 상술한 바와 같이 조사되는 밀리미터파를 상술한 세기로 피부에 노출시킬 수 있다.
예컨대, 카세그레인 안테나인 도파관(160)이 1cm×2cm의 크기인 경우, 도 2의 개방형 공진기가 2.6mm×5.2mm 크기를 갖고 대략 42.25GHz의 주파수인 밀리미터파를 조사할 수 있다. 상기 안테나의 이득이 19dB인 경우에 피부로부터 대략 7mm 내지 8mm 떨어진 거리에서 대략 10분 정도 노출하면 기존의 피부 온도보다 대략 4.7±0.4℃ 상승할 수 있으므로, 이러한 온도 상승을 통해 온열 치료를 수행할 수 있다. 이때, 치료 부위의 피부에 따라 그 상승하는 온도는 달라짐을 알 수 있다.
지금까지 본 발명을 바람직한 실시예를 참조하여 상세히 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.
그리고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 특정되는 것이며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명에 따르면, 밀리미터파를 이용한 온열 치료 장치를 제공함으로써, 기존의 적외선이나 초음파에 비해 통증 완화 작용을 더 크게 할 수 있고, 실제 사용하는 한방 뜸에 비해 화상 등의 부작용을 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 건(Gunn) 다이오드를 이용하여 밀리미터파 발진부를 구성함으로써, 발진부의 크기를 1cm 이내로 구성하여 충분히 소형화시킬 수 있는 효과가 있다.
Claims (9)
- 전원을 통해 발열체가 발열되어 피부에 온열 자극을 가하고, 상기 온열 자극을 통해 뜸 치료를 수행하는 온열 치료 장치로서,상기 발열체는, 상기 밀리미터파를 발진시키는 발진부;상기 발진부와 일 측에 연결되어 상기 밀리미터파의 세기를 제어하는 제어부;상기 발진부와 일 측에 연결되어 상기 밀리미터파를 조사하도록 구성되어 상기 피부에 온열 자극을 가하는 도파관; 및일 측은 상기 도파관에 부착되고 타 측은 상기 피부와 접착하여 상기 도파관을 통과한 밀리미터파가 상기 피부에 조사되도록 구성된 접착부를 포함하는 것을특징으로 하는 온열 치료 장치.
- 삭제
- 삭제
- 제 1 항에 있어서, 상기 발진부는,건 다이오드(Gunn Diode)를 이용하여 상기 밀리미터파를 발진시키는 것을 특징으로 하는 온열 치료 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 도파관은,상기 밀리미터파의 대역에 따라 상기 도파관 개구부의 크기가 결정되는 것을 특징으로 하는 온열 치료 장치.
- 제 1 항, 제 4 항 및 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밀리미터파는,대략 10 내지 300GHz의 주파수 대역을 가지는 것을 특징으로 하는 온열 치료 장치.
- 건(Gunn) 다이오드를 이용하여 밀리미터파를 발진시키도록 구성된 발진부;상기 발진부와 연결되어 상기 밀리미터파의 세기를 제어하도록 구성된 제어부;상기 밀리미터파를 조사하도록 구성된 도파관; 및일 측은 상기 도파관에 부착되고 타 측은 피부에 접착되어 상기 밀리미터파가 상기 피부에 노출되도록 구성된 접착부를 포함하는 것을 특징으로 하는 온열 치료 장치.
- 제 7 항에 있어서,상기 발진부와 상기 도파관을 연결하며, 상기 발진부에서 출력된 밀리미터파를 상기 도파관에 적합한 형태로 변환하는 변환부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 온열 치료 장치.
- 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서, 상기 밀리미터파는,대략 30 내지 300GHz의 주파수 대역을 가지는 것을 특징으로 하는 온열 치료 장치.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020070062217A KR100866593B1 (ko) | 2007-06-25 | 2007-06-25 | 밀리미터파를 이용한 온열 치료 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020070062217A KR100866593B1 (ko) | 2007-06-25 | 2007-06-25 | 밀리미터파를 이용한 온열 치료 장치 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| KR100866593B1 true KR100866593B1 (ko) | 2008-11-03 |
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ID=40283523
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1020070062217A KR100866593B1 (ko) | 2007-06-25 | 2007-06-25 | 밀리미터파를 이용한 온열 치료 장치 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| KR (1) | KR100866593B1 (ko) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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