KR101060329B1 - 광섬유 레이저를 이용한 통증 치료기 - Google Patents

광섬유 레이저를 이용한 통증 치료기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 인체의 피부를 통해 레이저를 조사하여 통증 치료용으로 사용되는 통증치료기에 관한 것으로서, 구동시간을 설정할 수 있도록 된 입력부와, 광원을 구동하여 레이저광을 생성하는 광섬유 레이저 생성부와, 입력부에 의해 입력된 구동시간 동안 광섬유 레이저 생성부에서 레이저 광을 생성하도록 광원을 구동하는 광원구동부를 제어하는 제어부와, 제어부에 제어되어 표시정보를 표시하는 표시부를 구비하고, 광섬유 레이저 생성부는 복수개의 광원에서 출사되는 광을 각각 입사받을 수 있도록 된 복수개의 입력단을 통해 입력된 광을 하나의 단일 출력단을 통해 출력할 수 있도록 광섬유로 된 광결합기와, 광결합기의 출력단과 접속되며 이터븀이 첨가된 코어 외측에 제1 클래드 및 제2클래드가 형성된 증폭 광섬유와, 증폭 광섬유 상에 상호 이격되게 격자가 새겨진 제1 및 제2 격자 및 증폭 광섬유의 출력단과 접속되어 제2격자를 통과하여 생성되는 레이저광을 치료부위로 전송할 수 있도록 된 전송 광섬유를 구비한다. 이러한 광섬유 레이저를 이용한 통증 치료기에 의하면, 냉각장치가 불필요하여 구조를 소형화 할 수 있으면서 생성된 광의 전송 및 조사방향의 조정이 용이한 장점을 제공한다.
광섬유 레이저, 증폭 광섬유, 격자

Description

광섬유 레이저를 이용한 통증 치료기{apparatus for treatment of pain using optical fiber laser}
본 발명은 광섬유 레이저를 이용한 통증 치료기에 관한 것으로서, 상세하게는 1064nm의 레이저 광을 생성할 수 있도록 된 광섬유 레이저를 이용한 통증 치료기에 관한 것이다.
최근 광을 이용한 치료기술이 다양하게 개발되고 있다.
이러한 광을 이용한 치료기술 중 근적외선은 열작용 이외에 광전작용, 형광작용을 갖게 되어 소독, 멸균, 관절과 근육치료에 사용되며, 또한 산화질소(NO)를 만들어 통증완화작용을 신속하게 해준다. 특히, 산화질소는 뇌의 신경 세포를 자극하여 머리를 맑게 하고 니트로글리셀린(NG)을 생성하며 산소량을 증가시켜 심장마비, 뇌졸중, 관상동맥질환을 예방하고 또한 박테리아균에 대한 면역성을 증가시키며 암예방에도 효과가 있는 것으로 알려져있다.
이러한 근적외선은 발열체의 온도가 1800℃ 내지 2200℃인 상태에서 발생되는 태양의 복사열에 가장 가까운 적외선으로 공기로 가열하지 않고 물체에만 열 파장으로 전달되는 인체에 무해한 광선이다.
근적외선은 파장이 0.8∼1.4㎛로 피부속 5~10mm 깊이로 침투하는 한편, 적외선이 신체조직에 흡수되면 흡수되는 부위에 열이 발생된다.
이러한 근적외선을 방출하는 온열기가 다양하게 개발되어 있고, 최근에는 근적외선을 방출하기 위해 반도체 레이저를 이용한 구조가 알려져 있다.
그런데, 종래의 반도체 레이저를 이용한 온열기는 반도체 레이저의 가동시 발생되는 열을 냉각시키기 위한 냉각장치가 요구되고, 반도체 레이저에서 생성된 레이저광의 조사방향을 자유롭게 조정하기가 어려운 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창안된 것으로서, 구조를 소형화 할 수 있으면서 생성된 광의 전송 및 조사방향의 조정이 용이한 광섬유 레이저를 이용한 통증 치료기를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 광섬유 레이저를 이용한 통증 치료기는 구동시간을 설정할 수 있도록 된 입력부와; 광원을 구동하여 레이저광을 생성하는 광섬유 레이저 생성부와; 상기 입력부에 의해 입력된 구동시간 동안 상기 광섬유 레이저 생성부에서 레이저 광을 생성하도록 상기 광원을 구동하는 광원구동부를 제어하는 제어부와; 상기 제어부에 제어되어 표시정보를 표시하는 표시부;를 구비하고, 상기 광섬유 레이저 생성부는 복수개의 상기 광원에서 출사되는 광을 각각 입사받을 수 있도록 된 복수개의 입력단을 통해 입력된 광을 하나의 단일 출력단을 통해 출력할 수 있도록 광섬유로 된 광결합기와; 상기 광결합기의 출력단과 접속되며 이터븀이 첨가된 코어 외측에 제1 클래드 및 제2클래드가 형성된 증폭 광섬유와; 상기 증폭 광섬유 상에 상호 이격되게 격자가 새겨진 제1 및 제2 격자; 및 상기 증폭 광섬유의 출력단과 접속되어 상기 제2격자를 통과하여 생성되는 레이저광을 치료부위로 전송할 수 있도록 된 전송 광섬유;를 구비한다.
바람직하게는 증폭 광섬유의 상기 제1클래드는 상기 코어보다는 굴절율이 낮고 상기 제2클래드는 상기 코어보다는 굴절율이 낮되 상기 제1클래드보다는 굴절율 이 높게 형성되어 있고, 상기 제1 및 제2 격자는 1064nm의 레이저 광을 생성할 수 있도록 되어 있다.
본 발명에 따른 광섬유 레이저를 이용한 통증 치료기에 의하면, 냉각장치가 불필요하여 구조를 소형화 할 수 있으면서 생성된 광의 전송 및 조사방향의 조정이 용이한 장점을 제공한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 광섬유 레이저를 이용한 통증 치료기를 더욱 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 광섬유 레이저를 이용한 통증 치료기를 나타내 보인 블록도이다.
도 1을 참조하면, 광섬유 레이저를 이용한 통증 치료기(100)는 입력부(110), 표시부(120), 제어부(130), 광원구동부(140), 광섬유 레이저 생성부(200)를 구비한다.
입력부(110)는 본체(미도시) 상에 설치되어 광섬유 레이저 생성부(200)의 가동에 의해 레이저광을 조사하는 조사시간에 대응되는 구동시간을 설정할 수 있도록 되어 있다.
표시부(120)는 제어부(130)에 제어되어 표시정보를 표시한다. 표시부(120)는 입력부(110)에 의해 설정된 구동시간을 표시하고, 가동시 구동시간의 경과에 대해 남은 시간을 표시하도록 구축될 수 있다.
광원구동부(140)는 제어부(130)에 제어되어 광섬유 레이저 생성부(200)의 광원의 온/오프 구동을 제어한다.
제어부(130)는 입력부(110)에 의해 입력된 구동시간 동안 광섬유 레이저 생성부(200)에서 레이저 광을 생성하도록 광원을 구동하는 광원구동부(140)를 제어한다.
광섬유 레이저 생성부(200)는 광원을 구동하여 레이저광을 생성한다.
광섬유 레이저 생성부(200)는 도 2 및 도 3을 함께 참조하여 설명한다.
광섬유 레이저 생성부(200)는 복수개의 광원으로 된 광원부(210), 광결합기(220), 증폭 광섬유(230), 제1 및 제2 격자(241)(242), 전송광섬유(251)를 구비한다.
광원부(210)는 복수개의 광원(211)으로 되어 있고, 광원(211)은 발광다이오드 더욱 바람직하게는 980nm의 광을 출사하는 펌프 다이오드를 적용한다.
광결합기(220)는 복수개의 광원(211)에서 출사되는 광을 결합하여 증폭 광섬유(230)로 전송할 수 있도록 되어 있다.
즉, 광결합기(220)는 광원(211)에서 각각 출사되는 광을 입사받아 전송할 수 있도록 입력단이 되는 복수개의 가지 광섬유(221)와, 가지 광섬유(221)의 종단이 상호 집중되어 하나의 출력단이 되는 집중 광섬유(222)가 일체로 형성된 구조로 되어 있다.
광결합기(220)의 출력단 즉, 집중 광섬유(222)의 종단은 결합된 광을 증폭 광섬유(230)로 전송할 수 있도록 증폭 광섬유(230)의 일단과 접속되어 있다.
이러한 광결합기(220)는 광원(211)에서 각각 출사된 광을 집중시켜 증폭 광섬유(230)로 전송한다.
증폭 광섬유(230)는 광결합기(220)의 출력단과 접속되며 도 3에 도시된 바와 같이 이터븀(Yb)이 첨가된 코어(231) 외측에 제1 클래드(232) 및 제2클래드(232)가 순차적으로 에워싸게 형성된 구조로 되어 있다. 참조부호 235는 제2 클래드(232) 외측에 보호용으로 적용된 피복부이다.
여기서, 제1클래드(232)는 코어(231)보다는 굴절율이 낮고 제2클래드(233)는 코어(231)보다는 굴절율이 낮되 제1클래드(232)보다는 굴절율이 높게 형성되어 있다. 이러한 증폭 광섬유(230)는 코어(231)를 통해 전송되는 광의 공진시 클래드 모드에 의한 영향을 감쇠시켜 공진효율을 높여준다.
증폭광섬유(230)는 길이가 길어지는 경우 나선형으로 감아 본체 내에 설치하여도 되기 때문에 길이 증가에 따른 설치 공간 확장이 크게 요구되지 않는 장점도 제공한다.
제1격자(241)는 증폭 광섬유(230) 상의 광결합기(220)와 가까운측에 형성되어 있고, 제2격자(242)는 광결합기(220)를 기준으로 제1격자(241) 보다 멀리 이격된 위치상에 형성되어 있다.
제1 및 제2 격자(241)(242)는 자외선 조사 방법에 의해 격자를 새기는 방식에 의해 형성하면 된다.
여기서 제1격자(241)는 980nm파장의 광에 대해서는 제1격자 방향으로 통과시키고, 증폭 광섬유(230)에서 생성되는 1064nm의 광중 제2격자(242)로부터 제1 격자(241)로 향하여 오는 광은 적어도 99%이상 반사시킬 수 있도록 격자의 피치 및 굴절율을 적용한다.
또한, 제2격자(242)는 제1격자(241)로부터 오른쪽 방향으로 진행되는 1064nm파장의 광에 대해서는 대부분 투과시킬 수 있도록 격자의 피치 및 굴절율을 적용한다.
이러한 제1격자(241) 및 제2격자(242)에 의해 생성된 1064nm의 레이저광은
전송광섬유(251)를 통해 외부로 출사된다.
여기서 전송광섬유(251)는 증폭 광섬유(230)의 출력단과 접속되어 있고, 단일모드 광섬유가 적용되는 것이 바람직하다.
증폭 광섬유(230)의 출력단에는 광분배기를 통해 복수개의 전송광섬유(251)와 접속되게 구축될 수 있음은 물론이다.
참조부호 250은 증폭 광섬유(230)의 출력단과 전송 광섬유(251)를 상호 접속시키는 광커넥터이고, 참조부호 260은 전송광섬유의 종단에 결합되어 사용자가 파쥐하거나 본체 상에 거치시킬 수 있도록 된 핸드 피이스이다.
한편, 전송광섬유(251)를 통해 전송되는 광의 파워를 검출하여 이를 제어부(130)에 제공하는 모니터링 광검출기가 더 구비될 수 있다.
이러한 광섬유 레이저를 이용한 통증 치료기(100)는 전송 광섬유(251)의 종단 부분을 환자의 근육 통증이 있는 부분에 조사할 수 있도록 설치하여 사용하면 된다.
도 1은 본 발명에 따른 광섬유 레이저를 이용한 통증 치료기를 나타내 보인 블록도이고,
도 2는 도 1의 광섬유 레이저 생성부를 상세하게 나타내 보인 도면이고,
도 3은 도 2의 증폭 광섬유의 단면도이다.

Claims (2)

  1. 인체의 피부를 통해 레이저를 조사하여 통증 치료용으로 사용되는 통증치료기에 있어서,
    구동시간을 설정할 수 있도록 된 입력부와;
    광원을 구동하여 레이저광을 생성하는 광섬유 레이저 생성부와;
    상기 입력부에 의해 입력된 구동시간 동안 상기 광섬유 레이저 생성부에서 레이저 광을 생성하도록 상기 광원을 구동하는 광원구동부를 제어하는 제어부와;
    상기 제어부에 제어되어 표시정보를 표시하는 표시부;를 구비하고,
    상기 광섬유 레이저 생성부는
    복수개의 상기 광원에서 출사되는 광을 각각 입사받을 수 있도록 된 복수개의 입력단을 통해 입력된 광을 하나의 단일 출력단을 통해 출력할 수 있도록 광섬유로 된 광결합기와;
    상기 광결합기의 출력단과 접속되며 이터븀이 첨가된 코어 외측에 제1 클래드 및 제2클래드가 형성된 증폭 광섬유와;
    상기 증폭 광섬유 상에 상호 이격되게 격자가 새겨진 제1 및 제2 격자; 및
    상기 증폭 광섬유의 출력단과 접속되어 상기 제2격자를 통과하여 생성되는 레이저광을 치료부위로 전송할 수 있도록 된 전송 광섬유;를 구비하는 것을 특징으로 하는 광섬유 레이저를 이용한 통증 치료기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1클래드는 상기 코어보다는 굴절율이 낮고 상기 제2클래드는 상기 코어보다는 굴절율이 낮되 상기 제1클래드보다는 굴절율이 높게 형성되어 있고, 상기 제1 및 제2 격자는 1064nm의 레이저 광을 생성할 수 있도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 광섬유 레이저를 이용한 통증 치료기.
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