KR100887627B1 - 외부에서 인가된 전자기파에 의해 온도가 변하는 한방침 - Google Patents

Abstract

본 발명은 외부에서 인가된 전자기파에 의해 온도가 변하는 한방침에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 부위별로 재질과 특성이 다른 다수의 소재들로 구성되며, 각 소재들이 외부에서 가해지는 전자기장에 의해 열 발생 특성이 다른 성질을 이용하여, 부위별로 다른 열 발생율을 가지게 하는 한방침에 관한 것이다.

본 발명에 의한 한방침은 인체에 삽입하거나 제거하기 용이하므로 외과적인 시술이 필요치 않으며, 외부 전자기장이 없을 경우, 기존 침의 역할을 가지게 되므로 열치료 효과를 조절할 수 있고, 동시에 침 치료 효과를 유도할 수 있다.

한방침, 발열기기, 인체 삽입, 전자기장

Description

외부에서 인가된 전자기파에 의해 온도가 변하는 한방침{Temperature controllable needle with the external electromagnetic field}

본 발명은 외부에서 인가된 전자기파에 의해 온도가 변하는 한방침에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 부위별로 재질과 특성이 다른 다수의 소재들로 구성되며, 각 소재들이 외부에서 가해지는 전자기장에 의해 열 발생 특성이 다른 성질을 이용하여, 부위별로 다른 열 발생율을 갖게 하는 한방침에 관한 것이다.

인체에 전자기파를 가하면 온도가 올라간다는 사실은 1890년대 니콜라이 테슬라에 의해 교류 전기 개념이 개발된 후부터 알려졌다. 이 유도가열(induction heating)의 개념을 이용해 인체 특정 조직에 전자기파를 가해서 그 조직 온도를 높임으로써 치료나 기타 유용한 결과를 얻고자 하는 노력은 현재까지 진행되고 있다. 일반적으로 이 방식을 사용하여 야기할 수 있는 인체에서 일어나는 온도 상승 정도는 대략 2도 정도이고, 이 정도의 온도 상승은 근육통을 완화하는 역할을 하여 의료 목적으로 많이 사용된다. 이런 방식의 온열기를 전통적으로 유도 심부온열기(inductive diathermy)라고 부르는데 30MHz의 교류 전기를 사용하는 요법은 1929년도에 시작되었다. 개발 초기에는 10kHz를 사용하였으나 30MHz를 사용하는 기기가 개발된 후 더 이상 사용하지 않는다.

현재는 마이크로웨이브(microwave)인 2450MHz가 많이 사용되고 있다. 주파수는 10KHz부터 다양하게 사용되며 침투 깊이는 10cm 정도까지 되어 상당히 깊은 신체부분까지 열을 생성시킬 수 있다는 장점이 있고 교류전기가 통하는 원심형의 유도 코일 내부나 그 근처에 있는 조직을 모두 가열함으로써 핫패드(hot pad)를 대신하였으며, 의학적으로 여러 분야에서 응용되었다.

세포내에서 발생한 열은 조직온도를 상승시켜 혈관 확장과 혈액량을 증가시키고, 통증 부위에 직접 열을 가하거나 말초신경에 열을 가하면 통증 완화 작용과 피부의 진정효과가 있다. 또한 조직운동의 상승으로 결합조직의 점성, 탄력성과 같은 섬유조직의 신장력을 증가시켜 탄력을 좋게 하는 효과가 있다.

이에 반해 전통적으로 찜질에 사용되는 핫패드(hot pad)는 그 패드와 피부간의 전도에 의해 열을 전달하는 구조로 그 열은 대부분 피부의 온도를 상승시키는데 사용되어 실제 열전달 깊이는 3mm 정도에 불과하다.

열을 가할 목적으로 사용되는 적외선도 핫패드와 비슷한 정도의 열전달 깊이를 가지게 되어 표피를 주로 자극하는데 사용된다. 한의학적 치료에 많이 사용되는 열 치료기기인 뜸은 쑥 같은 가연성 물질이 연소하면서 발생하는 연소열을 이용한 장치로 경혈과 경락의 열자극에 많이 사용된다. 그러나 뜸에서 발생한 열의 대부분은 표피에서 흡수되거나 발산하여 실제 자극을 주고자 하는 심부에는 거의 전달되지 않는다. 따라서 심부에 열을 전달시키기 위해서 더 높은 열이 필요하며, 많은 경우 뜸의 열에 의해 피부 표피에 열 손상을 야기하기도 한다.

최근에는 직접적으로 인체 조직의 온도를 올리는 방법과는 달리 외부 전자기파에 의해 온도 상승이 용이한 재질로 이루어진 특정기기를 인체 조직 내에 삽입하여 조직 내부를 가열하는 방법이 이용되고 있다.

대표적인 예가 도 1에 도시된 써모시드(thermoseed)로서, 중앙이 비어 있는 원통형이며, 발열 소재로 이루어진 발열부(1) 및 빈 공간(2)로 구성되고, 외부에서 인가된 전자기장에 의해 온도변화가 야기되고 강자성체(ferromagnetic material)와 같은 물질로 제조된 작은 형태의 인체 삽입 가능한 소자이다. 써모시드의 소재는 외부 전자기장에 의한 유도 가열(induction heating)시 온도 상승률이 인체 조직에 비해 높은 물질이다. 또한 외부 전자기장의 세기에 따라 그 온도 상승률이 달라진다. 일반적으로 그 세기와 온도 상승률은 비례하며 어떤 임계 온도(critical temperature)에 이르게 되면 그 성질을 잃어 온도가 하강하게 된다. 그러므로 외부 전자기장을 조절함으로써 써모시드의 온도를 조절할 수 있다. 이 써모시드의 크기가 1 mm 이하이기 때문에 외부의 전자기파가 비균일하더라도 써모시드 전체의 온도가 상대적으로 일정하게 된다.

인체 조직에 써모시드를 삽입한 후 외부에 전자기파를 인가하여 써모시드의 온도를 인체 온도 이상으로 올리면, 써모시드에서 발생한 열이 주변 조직으로 전도되어 그 조직의 온도가 국소적으로 상승된다. 이 원리를 이용하여 온도 상승에 취약한 암 등과 같은 조직에 써모시드를 삽입하여 열을 발생시켜 그 조직을 괴사시킬 수 있다.

외부 전자기파를 이용하여 일부 또는 전체가 신체 내에 삽입된 기기의 온도 를 올리는 또 다른 기술로서 자성천이형 발열 소재인 듀플렉스 스테인리스 강(Duplex stainless steel)으로 제작된 한방용 온침이 한국공개특허공보 제2005-80003호(2005.08.11 공개, 특허문헌 1)에 개시되어 있다(도 2). 이는 첨부(1), 몸통(2) 및 손잡이부(3)로 구성되며 이들 부분 모두가 듀플렉스 스테인리스 강으로 이루어져 있다. 이 소재의 특징은 외부에서 인가된 교류 자기장의 영향으로 소재 자체에서 열이 발생하고, 성분의 조절을 통해 원하는 온도 이상이 되면 열을 발생시키지 않아서 자동으로 온도 조절이 되는 소재이다. 듀플렉스 강의 온도가 퀴리(Curie) 온도보다 낮게 되면 자성을 나타내게 되어 많은 양의 와전류를 발생시켜 열이 발생되고 온도가 상승하게 된다. 그러나 듀플렉스 강의 온도가 올라가면 와전류의 발생이 급격하게 감소하여 열 발생이 소멸되며 듀플렉스 강은 냉각된다. 퀴리 온도 이하로 냉각되면 듀플렉스 강은 자성을 회복하여 와전류가 발생되어 다시 가열이 된다.

듀플렉스 강은 자성에 따라 발열량이 다르며, 금속이 특정 온도(이하 임계온도 Tc 라고 한다)까지 올라가면 그 자성이 변하여 더 이상의 온도 상승이 일어나지 않는다. 즉, 임계온도에 도달하였을 경우 외부 교류 자기장으로 금속을 가열할 수 없게 된다. 또한 듀플렉스 강이 열을 방출하여 온도가 하강하였을 때, 자성이 변하여 온도 상승이 유발된다. 온도에 따른 듀플렉스 강의 발열 특성은 그 조성비에 의해 결정되며, 이 발열 특성은 최대 상승 온도를 결정한다.

따라서 상기 발명에 의하면, 외부의 교류자기장에 의해 일정 온도로 상승된 침 형태의 물체를 인체에 시술하고, 시술하는 동안 일정온도로 인체의 특정부위에 열자극을 가할 수 있게 되며, 자극 깊이는 침이 삽입된 깊이에 해당되므로 일반 침 시술처럼 시술자가 임의로 조절할 수 있게 된다.

외부 전자기장에 의해 열이 발생되는 소재를 이용한 상기의 두 기술들은 사용 시에 다음과 같은 문제를 가지고 있다.

먼저, 써모시드의 경우에는 써모시드를 삽입하여 열 치료한 후 다시 제거해야 한다. 그러나 인체 내에 있기 때문에 외과적인 방법으로 제거해야하는 불편이 있다. 또한 그 크기가 작기 때문에 제거에도 애로점이 있다.

또한, 특허문헌 1에 의한 한방용 온침의 경우 외부 자기장이 비균일할 경우 침 전체의 온도가 달라지게 된다. 일반적으로 침은 40mm 정도이며, 외부 전자기파의 세기는 길이 방향에 대해 급격히 변화한다. 침의 열 발생 정도는 전자기파의 세기에 비례하므로 침의 온도는 위치에 따라 다를 수밖에 없다. 따라서 신체 내부에 특정 온도로 열자극하기 위해 전자기장의 세기를 조절할 경우, 전자기장 발생기에 가깝게 있는 침 부분의 온도가 더 올라가 조직에 열 손상을 가하게 된다. 이런 이유로 상기의 발명은 그 응용이 제한적이며, 일반적으로 사용되지 않고 있는 실정이다.

이에 본 발명에서는 기존 전자기장을 이용한 열자극 기기의 단점을 보완하여 열치료 효과를 증진시키기 위하여 연구한 결과, 열자극 시 목표로 선정된 부위에 적당한 열을 공급하거나 열을 제거하며 목표가 아닌 부위의 열 변화를 최소화함으 로써 치료 효과를 극대화하고 열 치료 시 발생하는 부작용을 최소화하고 써모시드 등과 같이 신체 내에 삽입된 열 발생부위들은 열 치료 후 외과적 수술에 의존하지 않고 쉽고 완전하게 제거할 수 있는 한방침을 개발하여 본 발명을 완성하였다.

따라서 본 발명의 목적은 부위별로 재질과 특성이 다른 다수의 소재들로 구성되며, 각 소재들이 외부에서 가해지는 전자기장에 의해 열 발생 특성이 다른 성질을 이용하여, 부위별로 다른 열 발생율을 가지게 하는 한방침을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 일반적인 주사침이나 첨부, 몸통 및 손잡이로 형성된 한방침과 유사한 형태를 가지면서 신체 내에 삽입되는 부분들이 외부 전자기장에 따라 열 발생 정도가 조절되는 소재들로 구성되어 있으며, 신체 내에 삽입되지 않는 부분은 신체 내에 삽입된 부분과 연결되어 신체 내에 삽입된 부분을 외과적 수술에 의존하지 않고 쉽게 외부로 빼낼 수 있는 형태를 가지고, 신체 내에 삽입되는 부분은 부위에 따라 외부 전자기장에 의한 유도 가열 정도가 다르기 때문에 각 부분의 온도가 다르며, 열전도율이 낮기 때문에 그 온도 구배(temperature gradient)가 오랫동안 지속되도록 제조하여 생물학적으로 안전한(bio-safe) 한방침을 제공한다.

상기의 장치에서 신체 내에 삽입되는 부분은 일부 또는 전부가 전자기장에 의한 발열 정도가 다른 다수의 소재들로 구성될 수 있다.

상기의 장치에서 신체 내에 삽입되는 부분 표면의 일부 또는 전부가 전자기 장에 대한 발열 특성이 다수의 다른 소재를 재료로 하는 막(film)으로 이루어지며, 그 막은 임의의 두께로 도포(coating)될 수 있고, 나머지 부분은 일반 침 소재로 구성될 수 있다.

상기의 장치에서 신체 내에 삽입되는 부분은 일부 또는 전부가 전자기장에 의한 발열 정도가 다른 다수의 소재들로 구성될 수 있다.

상기의 장치에서 신체 내에 삽입되는 부분의 성분은 동일하나 가공 방법을 달리하여 외부 전자기장에 대한 발열특성을 국소적으로 다르게 할 수 있다.

본 발명에서 사용하는 발열물질로는 철, 듀플렉스 스테인리스, 니켈-구리합금, 철-니켈합금, 팔라듐-코발트합금 및 철-크롬합금 등을 들 수 있다.

또한 본 발명에 의한 발열 한방침은 외부전원에 연결되며, 프레임형상의 본체에 설치되어 특정주파수의 교류 전류를 발생시키는 전원공급부를 더 포함할 수 있다. 본 발명에 의한 발열 한방침은 상기 기재된 것 이외의 구성을 한국등록특허공보 제10-649452호를 참조하여 제조할 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니며 당업계에 잘 알려진 다양한 형태의 구성을 가질 수 있다.

상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 한방침은 외부 전자기장에 의해 부위별로 다른 발열특성을 가짐으로써 가열하고자 하는 깊이나 부위만 선택적으로 가열할 수 있어, 불필요하게 높은 온도로 자극하여 원하지 않는 부위에 열 손상을 야기할 위험성을 줄일 수 있다. 또한 기존의 써모시드와는 달리 자극 부위 바깥으로 기기가 물리적으로 연결되어 있기 때문에 시술 후 손쉽게 제거할 수 있어, 시술 상의 안전성과 효율성을 높일 수 있을 뿐만 아니라 주사침을 놓는 정도의 용이성을 가지고, 외부에서 목표 부위에 정확하게 삽입하고 그 위치를 영상기기로 확인할 수 있어 시술자가 원하는 임의의 부위에 열을 전달할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어디에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 의한 한방침의 구성도를 나타낸다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 의한 한방침은 손이나 기기로 잡을 수 있도록 제작된 손잡이부(13), 인체 조직 내로 삽입되기 용이하게 끝이 원뿔 형태로 제작된 첨부(11) 및 상기 손잡이부와 첨부 사이에 형성되어 있으며 인체에 삽입되는 부분인 몸통(12)을 포함한다. 이때, 손잡이부(13)는 비발열물질로 구성되고, 몸통(12) 및 첨부(11)는 발열 물질로 구성된다.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 의한 한방침의 구성도를 나타낸다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서 손잡이부(13) 및 몸통(12)은 비발열 물질로 구성되고, 첨부(11)는 발열 물질로 구성된다. 다만, 몸통(12)은 특성이 다른 다수의 발열 물질 부분(14, 15)을 부분적으로 포함하고, 첨부(11)를 구성하는 발열 물질은 몸통(12)에 형성된 다수의 발열 물질 부분(14) 중 어느 하나와 동일하거나 다른 발 열 특성을 가질 수 있다. 예를 들면, 다수의 발열 물질 부분 중 어느 하나의 발열 물질 부분(14)은 니켈-구리 합금으로 이루어지고 나머지 발열 물질 부분(15)은 듀플렉스 스테인리스로 이루어진 경우, 첨부(11)는 니켈-구리 합금 또는 듀플렉스 스테인리스 중 어느 하나로 이루어지거나, 이들과는 다른 팔라듐-코발트 합금으로 이루어질 수 있다.

도 5는 본 발명의 제3 실시예에 의한 한방침의 구성도를 나타낸다. 도 5에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서 손잡이부(13) 및 몸통(12)은 비발열 물질로 이루어지고, 첨부(11)는 발열 물질로 이루어진다. 다만, 몸통(12)에는 국소적으로 다수의 발열 물질 부분(16)이 형성되어 있다. 이때, 다수의 발열 물질 부분(16)은 모두 동일한 발열 특성을 갖는 물질로 되어 있고, 첨부(11)의 발열 물질과 동일하거나 다른 발열 물질로 이루어질 수 있다.

도 6은 본 발명의 제4 실시예에 의한 한방침의 구성도를 나타낸다. 도 6에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서는, 손잡이부(13), 몸통(12), 및 첨부(11)가 모두 비발열 물질로 이루어져 있다. 다만, 첨부(11)의 일부에 발열 물질막(17)이 형성되어 있다.

도 1은 종래 한방 온침인 써모시드의 구성도이다.

도 2는 종래 한방 온침인 듀플렉스 스테인레스 강(DDS) 온침의 구성도이다.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 의한 한방침의 구성도이다.

도 4은 본 발명의 제2 실시예에 의한 한방침의 구성도이다.

도 5은 본 발명의 제3 실시예에 의한 한방침의 구성도이다.

도 6은 본 발명의 제4 실시예에 의한 한방침의 구성도이다.

Claims (6)

1. 손이나 기기로 잡을 수 있도록 제작된 손잡이부;

   인체 조직 내로 삽입되기 용이하게 끝이 원뿔 형태로 제작된 첨부; 및

   상기 손잡이부와 첨부 사이에 형성되어 있으며 인체에 삽입되는 부분인 몸통을 포함하고,

   상기 손잡이부는 비발열 물질로 구성되고,

   상기 몸통 또는 첨부는 외부 전자기장에 의한 발열 물질로 구성되는 것을 특징으로 하는 한방침.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서, 상기 첨부는 발열 물질로 이루어지고, 상기 몸통은 비발열 물질로 이루어지며, 상기 몸통에 특성이 다른 다수의 외부 전자기장에 의한 발열 물질이 도포되어 있는 것을 특징으로 하는 한방침.
4. 제 1항에 있어서, 상기 첨부는 발열 물질로 이루어지고, 상기 몸통은 비발열 물질로 이루어지며, 상기 몸통에 단일한 외부 전자기장에 의한 발열 물질이 국소적으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 한방침.
5. 손이나 기기로 잡을 수 있도록 제작된 손잡이부;

   인체 조직 내로 삽입되기 용이하게 끝이 원뿔 형태로 제작된 첨부; 및

   상기 손잡이부와 첨부 사이에 형성되어 있으며 인체에 삽입되는 부분인 몸통을 포함하고,

   상기 손잡이부는 비발열 물질로 구성되고,

   상기 몸통 및 첨부가 비발열 물질로 이루어지고, 상기 첨부에 발열 물질을 도포시켜 발열 물질막이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 한방침.
6. 제 1항, 제 3항, 제 4항 또는 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 발열 물질은 철, 듀플렉스 스테인리스 강, 니켈-구리합금, 철-니켈합금, 팔라듐-코발트합금 및 철-크롬합금으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상임을 특징으로 하는 한방침.

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