KR101229975B1 - 비침습적 초음파 안압 완화 장치 - Google Patents

비침습적 초음파 안압 완화 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 비침습적 초음파 안압 완화 장치는 주파수 약 40 ~ 5,000 kHz 범위에서 강도(spatial peak pulse average intensity: ISPPA)가 약 50 ~ 1,000 mW/㎠ 사이를 변하는 초음파를 안구에 전달하는 초음파 프로브와, 상기 초음파 프로브 내부에 위치한 초음파 변환기를 전기적으로 구동하는 구동부와, 상기 구동부를 사전에 설정된 주파수, 강도 및 초음파 모드로, 선택된 조사 시간 동안 초음파를 발생하도록 제어하는 제어부를 포함한다. 본 발명의 비침습적 초음파 안압 완화 장치는 환자들에게 통증이나 불쾌감을 주지 않으며 안압 상승으로 인한 안구 질환의 완화 및 치료를 위한 의료 장비로서 적합하다.
안압 완화, 비침습적, 초음파, 주파수, 초음파 강도, 노출시간, 초음파 에너지 피폭량, 안질환

Description

비침습적 초음파 안압 완화 장치{A non-invasive ultrasonic apparatus for alleviating a high intra-ocular pressure}
본 발명은 비침습적(non-invasive)으로 안압을 완화시키기 위한 초음파 장치에 관한 것이다.
구체적으로, 본 발명은 안압 상승으로 발생한 안구 질환을 비침습적으로 완화 및 치료하기 위한 비침습적 초음파 안압 완화 장치에 관한 것이다.
안압이란 눈의 압력으로서, 구체적으로는 각막과 공막으로 싸여 있는 안구의 내부가 유지하고 있는 일정한 압력을 의미한다.
인간의 안구의 형태를 유지하기 위해서는 안구의 내부에서 적절한 압력이 유지되어야 한다. 안압은 방수(房水)의 분비와 그 순환에 의하여 거의 일정한 생리적인 값이 유지된다. 홍채 뒤쪽의 모양체(毛樣體)에서 분비된 방수는 후안방(後眼房), 동공, 전안방 및 슐렘관을 거쳐서 방수정맥 및 와정맥(渦靜脈)으로 흘러가는데 이와 같이 방수가 눈 외부로 배출되는 경로에 이상이 없으면 안구는 거의 일정하게 팽팽함을 유지하게 된다.
통상, 정상 안압은 21mmHg이며, 30mmHg 이상은 병적인 것으로 판단한다. 그 런데, 안압이 너무 낮으면 안구 자체가 작아지는 안구 위축이 올 수 있고, 너무 높으면 시신경이 손상받게 된다.
예를 들어, 방수가 너무 많이 생성되거나 방수 배출 흐름에 장애가 생겨 배출이 적어질 경우 눈 내부의 압력이 올라가게 되는데, 이러한 과정을 통해 안압이 상승하게 되고 시신경을 눌러 시신경이 서서히 파괴된다. 따라서, 안압이 상승하는 경우 안압을 떨어뜨려 시신경을 보존하는 것이 필요하다.
또한, 안압이 정상이라도 시신경 자체가 약하기 때문에 혹은 시신경주위 혈류량의 감소 등으로 인하여 정상 안압이지만 시야협착이 진행될 수 있다. 이러한 경우에도 안압은 정상이지만 안압을 낮출 필요성이 있다.
통상적으로 안압 강하를 위해서는 안압강하제를 점안하거나 고삼투압제를 정맥주사로 투여하는 등의 처치를 하고 있다. 최근에는 레이저 광선으로 우각의 배출로를 수복하는 치료법이 개발되어 사용되고 있다.
한편, 안압 완화를 위해서는 일반적으로 수술보다는 점안약을 사용하는데, 하나의 약물을 사용해 본 후 목표 안압으로 안압이 떨어지지 않으면 추가적인 약물을 더 사용하는 병용요법을 시행하고 있다. 그러나, 점안약의 경우 점안 약물에 들어 있는 방부제에 의한 각막미란, 건조증, 결막염 등으로 순응도가 떨어지는 문제점과, 여러 개의 약물을 점안하기 때문에 환자의 사용불편과 삶의 질이 떨어지는 문제점이 있다.
이러한 점을 감안하여 복합성분 점안약이 개발되어 사용되고 있는데, 듀오트라브(DuoTrav), 콤비간(Combigan) 등이 그 예이다. 그러나, 이들 점안약은 가격이 비싸고, 특히 천식 등과 같은 호흡기 질환을 갖고 있는 환자나 심장에 문제가 있는 환자에게는 금기인 성분을 포함하고 있다. 즉, 이들 약물에 포함된 안압강하제인 β-아드레날린 차단제(β-adrenergic blocker)는 심장 서맥(cardiac bradycardia)의 부작용이 있으며, 또 다른 안압강하제로서 프로스타글란딘 유사체(prostaglandin analogue)인 라타노프로스트(latanoprost)는 작열감, 눈밑 다크서클, 또는 속눈썹(eyelash)의 비대증(hypertrophy)의 부작용이 있다.
따라서, 안압과 관련한 안구질환을 갖는 환자들 중 주요 연령층인 50대 후반의 환자들이 일반적으로 호흡기 질환이나 심장질환을 동반하는 경우가 많은 점을 감안할 때 복합성분 점안약은 인체에 대한 부작용 위험성을 내포하고 있다고 할 수 있다.
한편, 초음파를 세포 분화 분야에 응용한 사례가 발표되고 있고(Yang, R.S. et al., Bone, 36:276, 2005; Schumann, D. et al., Biorheology 43:431, 2006), 또한 일부 질환 치료에 초음파를 적용한 사례가 최근 발표되고 있다(Mitragotri, S., Nature, 4:255, 2005, Zderic, V. et al, Cornea, 23:804, 2004). 그러나, 현재까지 알려진 초음파의 질병 치료에의 응용은 골절치료, 골다공증 치료, 혈전용해, 또는 일부 뇌부종 치료에서 시도되고 있을 뿐이고, 그 임상학적인 효과나 작용 메카니즘에 대해서는 아직도 명확하게 규명된 바가 없다.
따라서, 본 발명이 속한 기술분야에서는 안압강하제의 부작용을 줄이면서도 효과적으로 안압을 강하하고, 다양한 원인들에 기인하는 안압 상승과 관련된 안질환들에 대해 광범위하게 효능을 갖는 치료방법, 치료제 또는 치료장치에 대한 개발 이 요구되고 있다고 할 수 있다.
이에 본 발명자들은 안압 상승으로 발생하는 안구 질환을 완화 및 치료하기 위한 방법 및 장치에 대해 연구개발을 거듭한 결과, 주파수 약 40 ~ 5,000 kHz 범위에서 약 50 ~ 1,000 mW/㎠ (spatial-peak-pulse-average intensity: ISPPA)의 강도를 가지는 초음파가 안압 완화에 효과가 있음을 확인하였다.
본 발명은 안압 상승으로 발생하는 안구 질환을 완화 및 치료하기 위한 비침습적 초음파 안압 완화 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
구체적으로, 본 발명은 안압이 상승된 안질환 환자의 안압을 유의적으로 하강시키는 효과가 있는 것으로 확인된 약 40 ~ 5,000 kHz의 주파수 및 약 50 ~ 1,000 mW/㎠의 강도를 갖는 초음파를 발생하여, 안압 상승에 기인한 안구 질환을 완화 및 치료하기 위한 비침습적 초음파 안압 완화 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 비침습적 초음파 안압 완화 장치는,
주파수 약 40 ~ 5,000 kHz 범위에서 강도(spatial peak pulse average intensity: ISPPA)가 약 50 ~ 1,000 mW/㎠ 사이를 변하는 초음파를 안구에 전달하는 초음파 프로브와,
상기 초음파 프로브 내부에 위치한 초음파 변환기를 전기적으로 구동하는 구동부와,
상기 구동부를 사전에 설정된 주파수, 강도 및 초음파 모드로, 선택된 조사 시간 동안 초음파를 발생하도록 제어하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 일실시예의 비침습적 초음파 안압 완화 장치에 있어서, 상기 초음파 모드는 듀티사이클(duty cycle, 반복 주기 동안 초음파가 발생되는 시간, 단위 sec) 및 반복주파수(pulse repetition frequency, 반복 주기의 역수, 단위 Hz)의 조합으로 결정되며, 유효조사시간(= 듀티사이클×반복주파수×실제조사시간)에 영향을 준다. 예를 들어, 초음파모드가 연속파일 경우에는 듀티사이클×반복주파수=1이 되며, 유효조사시간은 실제 조사시간과 동일하게 된다.
본 발명의 바람직한 일실시예의 비침습적 초음파 안압 완화 장치에 있어서, 상기 사전에 설정된 주파수, 강도, 초음파 모드 및 선택된 조사시간, 그리고 환자 데이터 정보 및 치료 과정을 보여주는 표시부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예의 비침습적 초음파 안압 완화 장치에 있어서, 상기 제어부는 초음파 주파수를 선택할 수 있는 초음파 주파수 제어부, 초음파 강도를 제어할 수 있는 초음파 강도 제어부, 반복주파수 및 듀티사이클을 제어하는 초음파 모드 제어부 및 조사 시간을 설정하는 조사 시간 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 구동부 및 상기 초음파 변환기와 전기적으로 연결된다.
본 발명의 일실시예의 비침습적 초음파 안압 완화 장치는 상기 초음파 주파수 제어부, 상기 초음파 강도 제어부, 상기 초음파 모드 제어부 및 상기 조사 시간 제어부를 통해 사전에 설정된 초음파 주파수, 초음파 강도, 초음파 모드(듀티사이클 및 반복주파수), 조사 시간에 따라 상기 제어부가 제어 신호를 발생하여 상기 구동부에 전달하고, 상기 제어 신호에 따라 상기 구동부에서 생성된 전기 신호는 상기 초음파 프로브 내의 초음파 변환기를 통해 약 40 ~ 5,000 kHz의 주파수 및 약 50 ~ 1,000 mW/㎠ 범위의 강도를 가지는 초음파로 변환되어 사전에 설정된 조사 시간 동안 발생하게 된다.
또한, 본 발명의 바람직한 일실시예의 비침습적 초음파 안압 완화 장치는 상기 조사 시간 제어부에 의해 치료하고자 하는 시간이 경과되면 자동으로 꺼지도록 설정될 수 있다. 상기 초음파 조사시간은 회당 환자에게 투여하는 초음파 에너지 피폭량(초음파 에너지 밀도)이 30 ~ 90 J/㎠ 이내가 되도록 설정한다. 초음파 에너지 피폭량(초음파 에너지 밀도)은 초음파 강도와 유효조사시간(=듀티 사이클×반복 주파수×실제조사시간)의 곱으로 표현되며, 초음파 조사시간은 초음파 강도와 연동하여 조절될 수 있다.
예를 들어, 초음파 강도가 250 mW/㎠이고 초음파 모드가 연속파(듀티 사이클×반복 주파수=1)일 경우, 회당 초음파 조사시간은 바람직하게는 2 ~ 6분 정도의 범위이다.
또한, 본 발명의 일실시예의 비침습적 초음파 안압 완화 장치에 있어서, 상기 프로브로는 패치형 프로브를 사용할 수 있으나, 본 발명은 이에 제한되는 것이 아니고 디스크형 프로브나 고정형 타워 프로브를 사용할 수도 있다.
본 발명의 비침습적 초음파 안압 완화 장치를 이용하여 발생시킨 약 40 ~ 5,000 kHz의 주파수 및 약 50 ~ 1,000 mW/㎠ 범위의 강도를 갖는 특정 초음파를 안압 상승으로 인한 안질환, 예를 들어 녹내장(난치성 녹내장, 정상 안압 녹내장 등)을 갖는 환자에게 약 3 ~ 5분 동안 노출시킨 결과 안압이 유의적으로 하강하였다. 따라서, 본 발명의 비침습적 초음파 안압 완화 장치는 안압 상승으로 발생하는 안구 질환을 완화 및 치료하는 놀라운 효능을 갖는다고 할 수 있다.
또한, 본 발명의 비침습적 초음파 안압 완화 장치를 이용하여 발생시킨 약 40 ~ 5,000 kHz의 주파수 및 약 50 ~ 1,000 mW/㎠ 범위의 강도를 갖는 초음파를 안압 상승으로 인한 안질환을 갖는 환자들에게 약 3분 내지 5분 동안 노출시켰을 때 환자들이 노출에 대한 통증이나 불쾌감을 호소하지 않아 본 발명의 비침습적 초음파 안압 완화 장치는 안압 상승으로 인한 안구 질환의 완화 및 치료를 위한 치료 장치로서 적합한 것이라고 할 수 있다.
특히, 본 발명의 비침습적 초음파 안압 완화 장치를 이용하여 발생시킨 약 40 ~ 5,000 kHz의 주파수 및 약 50 ~ 1,000 mW/㎠ 범위의 강도를 갖는 초음파와 기존에 사용된 안압강하제를 병용하면 안압 상승으로 인한 안질환을 갖는 환자에 대한 안압 강하의 상승효과를 기대할 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예에 기초하여 보다 상세히 기술한다. 본 발명의 하기 실시예는 본 발명을 구체화하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리범위를 제한하거나 한정하는 것이 아님은 물론이다. 본 발명의 상세한 설명 및 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가가 용이하게 유추할 수 있는 것은 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로 해석된다. 본 발명에 인용된 참고문헌은 본 발명에 참고로서 통합된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 비침습적 초음파 안압 완화 장치(1000)의 외관을 도시하는 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예의 비침습적 초음파 안압 완화 장치(1000)는 외관상 크게 외관 본체(100)와, 이러한 외관 본체(100)와 커넥터(200)를 통해 연결된 초음파 프로브(300)로 구성되어 있다. 상기 외관 본체(100)에는 초음파 주파수, 초음파 강도, 초음파 모드(듀티사이클 및 반복주파수) 및 조사 시간을 설정하는 설정부(110), 상기 설정부(110)에 의해 설정된 설정값을 시각적으로 표시하는 표시창(120), 파워 스위치(130) 및 응급 정지 스위치(140) 등이 구비될 수 있다.
그러나, 본 발명은 이에 제한되는 것이 아니고 상기 외관 본체(100) 외부에 디스플레이 패널을 갖는 제어 패널이 제공되는 방식으로 초음파 특성 및 조사 시간을 설정할 수 있다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 제어 패널의 화면에 제공된 선택 메뉴를 터치스크린 방식으로 선택하여 초음파 주파수, 초음파 모드(듀티사이클 및 반복주파수), 초음파 강도 및 조사 시간을 사용 전에 설정하거나, 비침습적 초음파 안압 완화 장치(1000)의 외관 본체(100)에 추가된 제공된 마우스나 키패드를 이용하여 제어 패널의 화면상에 디스플레이된 윈도우 방식의 선택 메뉴를 선택하여 초음파 주파수, 초음파 모드(듀티사이클 및 반복주파수), 초음파 강도 및 조사 시간을 설정할 수 있다.
도 3은 도 1의 본 발명의 일실시예의 비침습적 초음파 안압 완화 장치(1000)에 구비된 제어부(10), 구동부(20), 초음파 변환기(31), 초음파 프로브(300) 및 표시부(40)의 시스템 블록도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 도 1의 본 발명의 일실시예의 비침습적 초음파 안압 완화 장치(1000)는 제어부(10), 구동부(20), 초음파 변환기(31), 초음파 프로브(300) 및 표시부(40)를 구비하고 있다. 상기 제어부(10)는 초음파 주파수 제어부, 초음파 모드 제어부, 초음파 강도 제어부 및 조사시간 제어부를 포함할 수 있고, 전술한 바와 같이 외관 본체(100)에 제공된 설정부(110) 또는 이들 대신에 대체되어 구비될 수 있는 제어 패널(미도시)과 연동되어 전기적으로 연결되어 있고, 상기 구동부(20) 및 초음파 변환기(31)와도 전기적으로 연결되어 있다.
따라서, 사용자인 안과 의사 등이 안압 상승으로 인한 안과 질환을 갖는 환자에게 본 발명의 비침습적 초음파 안압 완화 장치를 적용하기에 앞서 안압 완화에 적합한 초음파 주파수, 초음파 모드(듀티사이클 및 반복주파수), 초음파 강도 및 조사 시간을 설정할 수 있다. 사전에 설정된 안압 완화에 적합한 초음파 주파수, 초음파 모드(듀티사이클 및 반복주파수), 초음파 강도 및 조사 시간에 따라 제어부(10)는 제어 신호를 발생하여 구동부(20)에 전달하고, 제어 신호에 따라 구동부(20)에서 생성된 전기적인 신호는 초음파 변환기(31)에서 사전에 설정된 초음파 강도 및 초음파 주파수 대역을 갖는 초음파로 변환되어 사전에 설정된 조사 시간 동안 발생하게 된다.
한편, 제어부(10)에서 사전에 세팅이 가능한 초음파 주파수 대역은 40 ~ 5,000 kHz 범위를 포함하고, 사전에 세팅이 가능한 초음파 강도는 약 50 ~ 1,000 mW/㎠ 범위를 포함한다. 이와 같이 본 발명의 일실시예의 비침습적 초음파 안압 완화 장치(1000)에서 초음파 주파수 대역과 강도의 범위가 가변적인 것은 상이한 주파수 대역에서 강도를 적절히 조절할 때 동일한 안압 강하 효과를 기대할 수 있기 때문이다. 초음파 강도를 50 ~ 1,000 mW/㎠ 범위로 설정한 것은 안압 완화 효과가 발생하기 위해서는 초음파 강도가 일정 수준의 역치 값을 초과해야 하기 때문이며 1,000 mW/㎠ 이내로 제한한 것은 주파수가 낮아질수록 쉽게 발생하는 안구에 손상을 줄 수 있는 관성적 캐비테이션(inertial cavitation) 효과가 유발하지 않도록 하기 위함이다.
다음으로, 본 발명의 일실시예의 비침습적 초음파 안압 완화 장치(1000)는 안구에 사용되는 특수성과 안정성을 고려하여 제어부(10)에서 치료하고자 하는 시간이 경과되면 자동으로 꺼지도록 설정되는 것이 바람직하다. 본 발명자들의 임상실험결과에 따르면 안압 완화를 위해서는 초음파 모드가 연속파일 때(즉, 듀티사이클×반복주파수 = 1), 대략 2 ~ 6분 정도의 초음파 조사가 바람직하며, 눈의 충혈 현상 등의 부작용을 피하기 위해 대략 6분을 초과하지 않는 것이 바람직하다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예의 비침습적 초음파 안압 완화 장치(1000) 내부에 구비된 제어부(10)는 전술한 바와 같이 사전에 설정된 값에 따라 초음파 발생 제어신호를 생성하고, 구동부(20)에서는 전달받은 제어신호에 따라 초음파 발생에 필요한 전기적인 신호를 발생하고, 초음파 변환기(31)에서는 구동부(20)에서 전달된 전기적인 신호를 초음파로 변환하여 초음파 프로브(300)를 통해 약 40 ~ 5,000 kHz의 주파수 및 50 ~ 1,000 mW/㎠의 강도를 갖는 초음파를 약 2분 내지 6분 동안 발생시키게 된다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 일실시예의 비침습적 초음파 안압 완화 장치(1000)에서 출력되는 초음파는 약 40 ~ 5,000 kHz의 주파수 및 약 50 ~ 1,000 mW/㎠의 강도를 갖는 초음파인 것이 바람직하며, 상기 주파수 범위를 벗어나는 초음파에 대한 안압 완화 효과는 아직 의학적으로 검증된 바 없으며, 상기 초음파 강도의 범위를 벗어나는 경우 초음파에 의한 안압 강하 효과가 발생하지 않거나 초음파에 의해 안구가 충혈되거나 손상될 위험성이 있을 것으로 보인다.
한편, 초음파 변환기(31)의 진동은 프로브(300)를 통해 안구에 전달된다. 프로브(300)는 사용 편의 및 초음파 전달의 효율을 위해 패치형 프로브인 것이 바람직하다. 그러나, 본 발명은 이에 제한되는 것이 아니고 디스크형 프로브나 고정형 타워 프로브를 사용할 수도 있다. 본 발명의 일실시예의 비침습적 초음파 안압 완화 장치(1000)로부터 발생되는 초음파를 안구에 효과적으로 전달하기 위해 안구 위에 커플링 젤을 바르고 프로브를 가볍게 밀착시켜 사용할 수 있다. 한번 밀착시킨 프로브는 움직이지 않는 것이 바람직하다. 도 4는 안구에 초음파를 조사하는 상황을 보여주는 단면도이다. 제어부(10)에서 설정되는 초음파 조사 시간은 약 2 ~ 6분 사이이며, 안구에 대한 처치는 환자의 상황을 면밀히 관찰하면서 회수를 조절하여야 한다.
한편, 이하의 임상 실험예에서는 본 발명의 일실시예의 비침습적 초음파 안압 완화 장치(1000)를 이용하여 안압이 상승한 안질환 환자에게 초음파를 일정 시 간(약 2분 ~ 6분 정도) 동안 노출시켰을 경우 안압이 강하되는 효능을 확인하였다.
실험예 1: 안압 상승으로 인한 안구 질환을 갖는 환자들에서의 안압 강하 효과의 확인
본 발명의 일실시예의 비침습적 초음파 안압 완화 장치(1000)에서 발생된 1MHz의 주파수 및 250 mW/㎠의 강도를 갖는 초음파를 안압 상승과 관련한 안질환, 예를 들어 녹내장(난치성 녹내장, 정상안압 녹내장 등)을 갖는 환자의 안구에 연속파 모드(즉, 듀티사이클×반복 주파수 = 1)로 약 3분 내지 5분 동안(즉, 초음파 피폭량 45 ~ 75 J/㎠) 노출시키고, 환자의 안압변화를 관찰하였다.
안압은 안과 병원에서 널리 사용되고 있는 비접촉성 안압측정기(Noncontact Tonometer; NCT) 또는 골드만 압평안압계(Goldmann applanation tonometer; GAT)를 사용하여 초음파 노출 전과 노출 후에 측정하였다. 환자의 안압 상태에 따라 초음파를 1회에서 최대 3회까지 조사하였다.
그 결과, 환자들의 안압이 유의적으로 하강하였고, 환자들이 초음파 노출에 대한 통증이나 불쾌감을 호소하지 않아 본 발명의 일실시예의 비침습적 초음파 안압 완화 장치(1000)는 안압 상승으로 인한 안구 질환의 완화 및 치료를 위한 치료장치로서 적합한 것임이 확인되었다.
안압 상승과 관련한 안질환을 갖는 환자의 안구에 초음파를 노출하기 전과 노출한 후에 안압을 측정비교한 결과는 하기의 표 1과 같다.
표 1. 초음파 노출 전과 노출 후의 안압변화
Figure 112009022893805-pat00001
실험예 2: 신생혈관에 의한 섬유화가 진행된 환자에서의 안압 완화 효과 및 홍채의 신생혈관 소퇴 효과 확인
실험예 1과 동일한 방식으로 치료를 수행하고 안압을 측정하되, 치료대상이 되는 환자는 신생혈관에 의한 섬유화가 진행된 신생혈관 녹내장 환자였다. 실험예 1과 같이, 본 실험예에서도 환자의 안압이 유의적으로 하강하였고, 환자가 초음파 노출에 대한 통증이나 불쾌감을 호소하지 않았다. 환자의 안구에 초음파를 노출하기 전과 노출한 후에 안압을 측정비교한 결과는 하기의 표 2와 같다.
표 2. 초음파 노출 전과 노출 후의 안압변화
Figure 112009022893805-pat00002
특히, 실험예 2에서 치료 대상이 된 환자 J의 경우 임상적으로 전방 우각부 에서 신생혈관에 의한 섬유화가 고도로 진행된 환자이지만 저강도 초음파(1MHz, 250mW/㎠, 연속파 모드, 피폭량 45 ~ 75 J/㎠)에 의한 안압 강하 효과가 확인되었다. 이는 상기 저강도 초음파가 전방 우각(前房隅角) 및 섬유주(trabecular meshwork)를 통한 방수의 유출량 증가에 의한 안압 하강 이외의 다른 요인들과 결부되어 안압을 낮출 수 있음을 반영한다.
또한, 환자 J의 경우 치료 도중 세극현미경 검사에서 좌안에서 홍채 신생혈관(NVI)이 재발된 것이 확인되었는데 좌안에 대해 상기와 같은 저강도 초음파를 조사한 결과 홍채의 신생혈관이 소퇴하는 세극현미경 상의 소견이 관찰되었다.
이상과 같이, 본 발명의 비침습적 초음파 안압 완화 장치를 이용하여 발생시킨 저강도 초음파를 안압 상승으로 인한 안질환을 갖는 환자에게 약 3분 내지 5분 동안 노출시켰을 때 안압이 유의적으로 하강하였으며 환자들이 노출에 대한 통증이나 불쾌감을 호소하지 않아 본 발명의 비침습적 초음파 안압 완화 장치는 안압 상승으로 인한 안구 질환의 완화 및 치료를 위한 치료장치로서 적합한 것이라고 할 수 있다. 특히, 본 발명의 비침습적 초음파 안압 완화 장치를 이용하여 발생시킨 상기 저강도 초음파와 기존에 사용된 안압강하제를 병용하면 안압 상승으로 인한 안질환을 갖는 환자에 대한 안압 강하의 상승효과를 기대할 수 있다.
한편, 상기 저강도 초음파 노출 후 안압이 내려가는 것은 환자의 안구 내 전방(anterior chamber)이 깊어짐에 따라 전방 우각(前房隅角)이 넓어지게 되고 생리적인 방수의 유출구인 섬유주(trabecular meshwork)를 통한 방수의 유출량이 증가되는 것에 기인하는 것으로 여겨진다. 또한, 포도막 혈액 흐름(uveoscleral blood flow)을 원활하게 하여 공막(sclera) 조직을 통한 방수의 유출량의 증가하는 것도 상기 저강도 초음파 노출 후 안압이 내려가는 원인인 것으로 보인다.
뿐만아니라, 눈을 둘러싸고 있는 연부 조직의 탄성(elasticity)을 증가시켜 눈을 누르는 힘을 감소시키는 결과를 초래하는 것도 상기 저강도 초음파 노출 후 안압이 내려가는 원인 중의 하나인 것으로 보인다. 따라서, 눈 주위 연부조직의 부피가 증가하고 연부조직에 의한 압력이 증가되는 갑상선 기능 항진증의 경우 안압이 증가되는데 상기 저강도 초음파 노출은 갑상선 기능 항진증의 합병증인 안압 상승을 효과적으로 낮출 수 있다. 그 밖에도 상기 저강도 초음파 노출은 세포막 투과율도 변화시키는 것으로 보인다.
결국, 전술한 바와 같은 저강도 초음파 처치는 상기한 바와 같은 여러 가지 요인들을 통해 안압을 낮추기 때문에 안압 하강의 효과가 단시간에 일어나고 기존의 안압 완화 약물로 치료가 되지 않은 안질환 환자의 경우에도 안압 강하 효과를 나타내는 장점이 있다.
이상 본 발명을 상기 실시예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것이 아니다. 당업자라면 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 수정, 변경을 할 수 있으며 이러한 수정과 변경 또한 본 발명에 속하는 것임을 알 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 비침습적 초음파 안압 완화 장치(1000)의 외관을 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 비침습적 초음파 안압 완화 장치(1000) 외부에 디스플레이 패널을 갖는 제어 패널이 제공되는 경우, 초음파 주파수, 초음파 모드, 초음파 강도 및 조사 시간을 선택할 수 있도록 제공된 제어 패널 화면의 선택 메뉴를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1의 본 발명의 일실시예의 비침습적 초음파 안압 완화 장치(1000)에 구비된 제어부(10), 구동부(20), 초음파 변환기(31), 초음파 프로브(300) 및 표시부(40)의 시스템 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예의 비침습적 초음파 안압 완화 장치(1000)를 이용하여 안구에 초음파를 조사하는 상황을 보여주는 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1000: 비침습적 초음파 안압 완화 장치
10: 제어부 20: 구동부
31: 초음파 변환기
100: 외관 본체 110: 설정부
120: 표시창 130: 파워 스위치
140: 응급 정지 스위치
200: 커넥터 300: 프로브

Claims (7)

  1. 주파수 40 ~ 5,000 kHz 범위에서 강도(spatial peak pulse average intensity: ISPPA)가 50 ~ 1,000 mW/㎠ 사이를 변하는 초음파를 안구에 전달하는 초음파 프로브와,
    상기 초음파 프로브 내부에 위치한 초음파 변환기를 전기적으로 구동하는 구동부와,
    상기 구동부를 사전에 설정된 주파수, 강도 및 초음파 모드로, 선택된 조사 시간 동안 초음파를 발생하도록 제어하는 제어부를 포함하는 비침습적 초음파 안압 완화 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 사전에 설정된 주파수, 강도, 초음파 모드 및 선택된 조사시간, 그리고 환자 데이터 정보 및 치료 과정을 보여주는 표시부를 더 포함하는 비침습적 초음파 안압 완화 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 초음파 주파수를 선택할 수 있는 초음파 주파수 제어부, 초음파 강도를 제어할 수 있는 초음파 강도 제어부, 반복주파수 및 듀티사이클을 제어 하는 초음파 모드 제어부 및 조사 시간을 설정하는 조사 시간 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 구동부 및 상기 초음파 변환기와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 비침습적 초음파 안압 완화 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 초음파 주파수 제어부, 상기 초음파 강도 제어부, 상기 초음파 모드 제어부 및 상기 조사 시간 제어부를 통해 사전에 설정된 초음파 주파수, 초음파 강도, 듀티사이클, 반복주파수 및 조사 시간에 따라 상기 제어부가 제어 신호를 발생하여 상기 구동부에 전달하고, 상기 제어 신호에 따라 상기 구동부에서 생성된 전기 신호는 상기 초음파 프로브 내의 초음파 변환기를 통해 40 ~ 5,000 kHz의 주파수 및 50 ~ 1,000 mW/㎠ 범위의 강도를 가지는 초음파로 변환되어 사전에 설정된 조사 시간 동안 발생하게 되는 것을 특징으로 하는 비침습적 초음파 안압 완화 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    반복 주파수 및 듀티 사이클을 제어하여 초음파 모드가 가변되는 것을 특징으로 하는 비침습적 초음파 안압 완화 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    초음파 에너지 피폭량은 회당 30 ~ 90 J/㎠이고, 초음파 조사 시간은 2분 내 지 6분으로 조정되는 것을 특징으로 하는 비침습적 초음파 안압 완화 장치.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    초음파 조사 시간은 초음파 주파수가 1 MHz이고 연속파 모드일 때 초음파 강도 250 mW/㎠에서 2분 내지 6분으로 조정되는 것을 특징으로 하는 비침습적 초음파 안압 완화 장치.
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