KR101650127B1 - 천공 디바이스 - Google Patents

Abstract

본 발명은 천공 디바이스에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 피부의 수분 측정이 가능한 천공 디바이스를 제공한다.

Description

천공 디바이스 {PERFORATION DEVICE}

본 발명은 천공 디바이스에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 피부의 수분 측정이 가능한 천공 디바이스에 관한 것이다.

예전에는 산업용으로 주로 사용되던 레이저빔이 기술의 발전으로 최근에는 의료용으로도 많이 사용되고 있다.

의료용으로 사용되는 레이저의 용도 중에 하나가 피부에 레이저빔을 조사하여 피부를 천공하는 것이고, 피부를 천공함으로써 천공된 피부로부터 채혈을 하거나, 천공된 작은 구멍으로 약제를 투여하거나, 피부의 점이나 주근깨 등을 제거하는데 사용된다.

레이저를 이용한 피부의 천공을 통한 채혈이나 점의 제거는 기존 방식인 주사기나 바늘로 천공하여 채혈 또는 약제를 투여하거나 수술기구를 통한 점의 제거에 비해 통증이 현저하게 적고 신속하게 할 수 있어 최근에 그 수요가 급증하고 있다.

그리고 레이저빔은 고에너지의 빛이기 때문에 부주의하게 인체에 잘못 조사되면 큰 피해를 입을 수 있다. 특히, 눈으로 조사되면 시력을 상실할 수 있다.

따라서 레이저빔이 부주의하게 조사되지 않도록 여러 안전장치를 갖추어, 비의도적인 상황에서 레이저빔이 조사되는 일이 없도록 할 필요가 있다.

그런데 종래기술에서는 안전장치를 소홀히 하고 있어 문제이다. 특히, 당뇨 환자는 하루에도 몇 번씩 수시로 혈당을 체크하여야 하기 때문에 휴대용 레이저 천공기를 소지하고 다니면서 직접 조작하여 레이저빔을 조사하고 있기 때문에, 비전문가인 일반인이 사용하는 레이저 천공기에는 더욱더 안전장치의 필요성이 크다.

혈액 검사를 하기 위해 채혈을 하는 경우, 특히 소량 채혈을 할 때는 바늘로 피부조직에 직접 절개하거나 구멍을 만들어 채혈하는데, 채혈하는 기구는 란셋(Lancet)이라고 불리는 바늘이다.

일반적인 당뇨 환자의 경우, 1일 2 ~3회 정도의 채혈을 하는데, 채혈시의 고통과 불안감, 출혈, 세균 감염등의 가능성이 상존한다. 특히, 만성당뇨환자의 경우 하루 최소 5회 이상을 채혈해야 하는데, 란셋에 의한 잦은 채혈로 압통을 호소하는 경우도 있다. 잦은 채혈로 인한 란셋에 반복 사용은 교차 감염의 위험성도 갖고 있다. 또한, 채혈할 때마다 교체 사용해야 하는 란셋 사용의 번거로움과 채혈 후 사후 위생적 처리도 어려운 실정이다.

그래서, 레이저 채혈기를 사용자에게 편의에 맞게 제공해주기 위해서는 하루에도 몇 번씩 채혈을 해야 하는 당뇨병 환자에게 사용될 수 있도록 소형화하여야 하나 레이저 모듈을 소형화 하더라도 레이저 모듈의 오동작을 막기 위해 여러 가지 안전장치가 외부에 구비되어야 했으므로 실질적으로 소형화 되지 못하는 문제점이 있었다.

한국공개특허 [10-2012-0111053]에서는 이중 안전장치를 구비한 휴대형 레이저 채혈기 및 이에 사용되는 일회용 캡이 개시되어 있다.

한국공개특허 [10-2012-0111053](공개일자: 2012. 10. 10)

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 레이저 출구 주변에 정전용량측정부를 장착하여, 정전용량측정부를 이용하여 피부 수분을 측정하고, 측정된 수분을 토대로 레이저 출구가 피부에 접촉되지 않은 상태에서의 레이저 발진을 막을 수 있는 천공 디바이스를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 천공 디바이스는, 레이저를 이용하여 피부를 천공하는 천공 디바이스에 있어서, 레이저를 이용하여 피부를 천공하는 피부천공부; 정전용량측정부를 이용하여 측정한 정전용량을 근거로 수분을 산출하는 수분함량산출부; 및 상기 수분함량산출부로부터 산출된 수분값을 입력받아 이를 디스플레이 하고, 천공명령이 입력되면 상기 피부천공부를 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 수분함량산출부의 정전용량측정부는 상기 피부천공부의 레이저가 방출되는 레이저출구 주위에 배치되는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 제어부는 상기 수분함량산출부로 신호가 검출될 경우에만 상기 피부천공부가 피부를 천공하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어부는 상기 수분함량산출부로부터 산출된 수분값에 근거하여 레이저의 출력을 조절하는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 천공 디바이스는 빛을 이용하여 피부 두께를 측정하는 피부두께측정부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 피부두께측정부는 공초점 반사강도 측정 방식, 다색공초점 방식 또는 간섭이용 방식을 이용하여 피부 두께를 측정하는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 제어부는 상기 피부두께측정부로부터 측정된 피부 두께에 근거하여 레이저의 출력을 조절하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 천공 디바이스는 피부천공부의 온도를 측정하는 온도측정부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 제어부는 상기 온도측정부로부터 측정된 온도에 근거하여 레이저의 출력을 조절하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 천공 디바이스에 의하면, 피부천공부 및 수분함량산출부를 포함함으로써, 피부의 수분측정 및 피부의 천공을 하나의 장치로 수행 가능한 효과가 있다.

또한, 레이저 출구 주위에 정전용량측정부(컨덕터 패턴 등)가 배치됨으로써, 피부의 수분측정 및 피부의 천공을 동시에 수행할 수 있는 효과가 있다.

또, 레이저 출구 주변에 각각 위치한 컨덕터 패턴에 피부가 접촉하는 경우, 즉 피부로 레이저 출구를 다 덮게 되는 경우에만 피부천공부를 가동함으로써, 레이저출구가 피부에 접촉하지 않은 상태에서의 레이저 발진(오발진을 방지)을 막을 수 있는 효과가 있다.

또한, 수분함량산출부로부터 산출된 수분값을 근거로 레이저의 출력을 최적화 시킬 수 있는 효과가 있다.

또, 피부의 두께를 측정한 결과를 이용하여, 레이저의 출력을 최적화 시킬 수 있는 효과가 있다.

아울러, 피부천공부의 온도에 근거하여 온도상승에 따른 출력 감소량을 보정함으로써, 레이저의 출력 에너지를 정확하게 조절할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 천공 디바이스의 흐름도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 천공 디바이스의 레이저출구측 면을 나타내는 예시도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 천공 디바이스의 흐름도.
도 4는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 천공 디바이스의 흐름도.
도 5는 피부천공부(발광램프)의 온도상승에 따라 레이저의 출력이 감소됨을 확인하기 위해 직접 측정한 값(점)과 이를 이용해 생성한 회귀식을 보여주는(실선) 그래프.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 또한, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 또한, 명세서 전반에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 천공 디바이스의 흐름도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 천공 디바이스의 레이저출구측 면을 나타내는 예시도이며, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 천공 디바이스의 흐름도이고, 도 4는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 천공 디바이스의 흐름도이며, 도 5는 피부천공부(발광램프)의 온도상승에 따라 레이저의 출력이 감소됨을 확인하기 위해 직접 측정한 값(점)과 이를 이용해 생성한 회귀식을 보여주는(실선) 그래프이다.

- 천공 디바이스 실시 예 1

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 천공 디바이스는

레이저를 이용하여 피부를 천공하는 천공 디바이스에 있어서, 피부천공부(100), 수분함량산출부(200) 및 제어부(500)를 포함한다.

피부천공부(100)는 레이저를 이용하여 피부를 천공한다.

상기 피부천공부(100)는 레이저방출부를 포함하며, 레이저방출부에 전원이 인가되면 레이저를 피부에 조사할 수 있다.

수분함량산출부(200)는 정전용량측정부(210)를 이용하여 측정한 정전용량을 근거로 수분을 산출한다.

이때, 정전용량측정부(210)는 컨덕터 패턴 또는 컨덕터 트랙을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 수분함량산출부(200)는 둘 이상의 정전용량측정부(210)에 전원을 인가하여 정전용량측정부의 정전용량을 측정한다.

피부의 수분 함유량이 높으면 정전용량이 높아지는 특성(물의 유전율이 다른 물질에 비해 높은 특성)이 있다.

예를 들어, 정전용량법을 사용할 경우 피부의 경우 30~40um 정도의 깊이의 수분함량이 일정하게 측정가능하기 때문에, 정전용량측정부(210)의 정전용량을 측정하면 피부 접촉여부를 확인할 수 있고, 피부의 수분함유량도 측정할 수 있다.

제어부(500)는 상기 수분함량산출부(200)로부터 산출된 수분값을 입력받아 이를 디스플레이 하고, 천공명령이 입력되면 상기 피부천공부(100)를 제어한다.

상기 제어부(500)는 레이저를 조사하라는 명령(천공명령)이 입력되면 레이저방출부에 미리 설정된 전원을 인가한다. 여기서 천공명령은 전자식 또는 기계식 스위치가 될 수 있다. 또한, 상기 제어부(500)는 수분함량산출부(200)로부터 산출된 수분값을 입력받아 이를 디스플레이 및 피부천공부(100)에 피드백한다. 이는, 수분값에 따라 레이저의 출력을 조절해야 할 필요성이 있기 때문이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 수분함량산출부(200)의 정전용량측정부(210)는 상기 피부천공부(100)의 레이저가 방출되는 레이저출구(110) 주위에 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다. 이는, 피부의 수분측정 및 피부의 천공을 동시에 수행하기 위함이다.

이때, 상기 제어부(500)는 상기 수분함량산출부(200)로 신호가 검출될 경우에만 상기 피부천공부(100)가 피부를 천공하도록 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.

다시 말해, 정전용량측정부(210)(컨덕터 패턴 등)의 접촉으로 (레이저 출구(110)를 피부로 완전히 막게됨) 상기 수분함량산출부(200)로 신호가 검출될 경우에만 상기 피부천공부(100)가 피부를 천공하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 천공 디바이스.

즉, 수분함량산출부(200)로부터 신호가 검출될 때, 즉 피부접촉에 의해서 레이저 출구(110) 주위에 위치한 컨덕터 패턴(210)으로 부터 신호가 검출될 경우에만 피부천공부(100)를 가동함으로써, 피부로 레이저출구를 막지 않은 상태에서의 레이저 발진(오발진을 방지)을 막을 수 있다.

또한, 상기 제어부(500)는 상기 수분함량산출부(200)로부터 산출된 수분값에 근거하여 레이저의 출력을 조절하는 것을 특징으로 할 수 있다.

채혈을 하거나, 약제를 투여하거나, 피부의 점이나 주근깨 등을 제거하는 등의 목적을 수행하기 위한 피부 천공의 경우, 해당 목적에 맞는 피부 천공을 수행해야 한다. 목적을 달성하지 못할 정도의 피부 천공은 피부 천공을 다시 수행해야 하는 번거로움이 있고, 필요 이상의 피부 천공은 심한 통증 및 상처를 유발할 수 있다. 때문에 목적에 맞게 피부천공을 할 수 있도록 레이저 출력을 조절하는 것은 매우 중요한 사항이다. 이를 위해 첫 번째로 확인해야 할 일이 피부의 수분을 측정하는 일이다. 즉, 수분함량산출부(200)로부터 산출된 수분값을 피드백 받아, 이를 근거로 레이저방출부에 공급되는 입력전압을 조절(레이저의 출력을 조절) 할 수 있다.

다시 말해, 상기 제어부(500)는 피부 수분값, 레이저방출부에 공급되는 입력전압 및 레이저의 출력값을 디스플레이 하는 것도 가능하고, 피부 수분값을 피드백 받아 자동으로 레이저의 출력을 조절하는 것 역시 가능하다.

- 천공 디바이스 실시 예 2

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 천공 디바이스는빛을 이용하여 피부 두께를 측정하는 피부두께측정부(300)를 더 포함할 수 있다.

실시 예 1에서 설명한 바와 같이, 목적에 맞게 피부천공을 할 수 있도록 레이저 출력을 조절하기 위해 두 번째로 확인해야 할 일이 피부의 두께를 측정하는 일이다.

이때, 상기 피부두께측정부(300)는 공초점 반사강도 측정 방식, 다색공초점 방식 또는 간섭이용 방식을 이용하여 피부 두께를 측정하는 것을 특징으로 할 수 있다.

공초점 반사강도 측정 방식은 광원 및 검출기를 이용하며, 광원은 소형 레이저 다이오드를 사용할 수 있고, 검출기로는 소형 포토다이오드 사용할 수 있다.

공초점 반사강도 측정 방식의 원리는 표피부와 수직(z)축 방향으로 포커싱 위치를 변화시켜 초점이 맞는 위치로 부터의 광만 검출되는 공초점의 원리를 이용하여 표피에서 진피의 경계면을 찾아 두께 측정하는 방식을 말한다. 이는, 표피 구성 물질과 진피 구성 물질이 상이하기 때문에 두 구성 물질 간의 반사강도에 차이가 나기 때문에 피부의 두께를 측정할 수 있다.

다색공초점(Chromatic Confocal) 방식은 광원 및 검출기를 이용하며, 광원은 소형 LED를 사용할 수 있고, 검출기로는 소형 분광계를 사용할 수 있다.

다색공초점 방식의 원리는 파장에 따른 포커싱 위치차를 이용하여 거리 피부의 두께를 측정하는 방식으로, 표피 및 진피 경계에 초점이 맺힌 파장의 강도가 특징적으로 나타나기 때문에, 이를 통해 피부의 두께를 측정할 수 있다.

간섭이용 방식은 광원 및 검출기를 이용하며, 광원은 소형 LED를 사용할 수 있고, 검출기로는 포토다이오드를 사용할 수 있다.

간섭이용 방식의 원리는 두개 또는 그 이상의 표면에서의 간섭에 의해 간섭패턴 강도가 달라지기 때문에, 이를 측정하여 피부의 두께를 측정하는 방식으로, 표피 및 진피 경계에 초점이 맺힌 파장의 강도가 특징적으로 나타나는것을 이용해 피부의 두께를 측정할 수 있다.

또한, 상기 제어부(500)는 상기 피부두께측정부(300)로부터 측정된 피부 두께에 근거하여 레이저의 출력을 조절하는 것을 특징으로 할 수 있다.

즉, 피부두께측정부(300)로부터 측정된 피부 두께를 피드백 받아, 이를 근거로 레이저방출부에 공급되는 입력전압을 조절(레이저의 출력을 조절)하여 레이저의 출력을 최적화 시킬 수 있다.

다시말해, 상기 제어부(500)는 피부 수분값, 피부 두께, 레이저방출부에 공급되는 입력전압 및 레이저의 출력값을 디스플레이 하는 것도 가능하고, 피부 수분값 및 피부 두께를 피드백 받아 자동으로 레이저의 출력을 조절하는 것 역시 가능하다.

- 천공 디바이스 실시 예 3

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 천공 디바이스는피부천공부(100)의 온도를 측정하는 온도측정부(400)를 더 포함할 수 있다.

실시 예 1에서 설명한 바와 같이, 목적에 맞게 피부천공을 할 수 있도록 전력을 조절하기 위해 세 번째로 확인해야 할 일이 피부천공부(100)의 온도를 측정하는 일이다.

이것은 반복되는 레이저 발진으로 인하여 피부천공부(100)의 온도가 상승하게 되고 이에 따라 동일한 입력전압에도 불구하고 레이저 출력이 온도에 반비례하여 떨어지는 것을 실험적으로 확인하였기 때문이다.

이때, 상기 제어부(500)는 상기 온도측정부(400)로부터 측정된 온도에 근거하여 레이저의 출력을 조절하는 것을 특징으로 할 수 있다.

즉, 온도측정부(400)로부터 측정된 피부천공부(100)의 온도를 피드백 받아, 피부천공부(100)의 온도 및 피부천공부(100)의 온도에 따른 출력량 변화를 근거로 레이저방출부에 공급되는 입력전압을 조절(레이저의 출력량을 조절)하여, 실제 레이저의 출력 에너지가 원하는 에너지가 출력되도록 조절 할 수 있다.

다시말해, 상기 제어부(500)는 피부 수분값, 피부 두께, 피부천공부(100)의 온도, 레이저방출부에 공급되는 입력전압 및 레이저의 출력값을 디스플레이 하는 것도 가능하고, 피부 수분값, 피부 두께 및 피부천공부(100)의 온도를 피드백 받아 자동으로 레이저의 출력을 조절하는 것 역시 가능하다.

본 발명의 일 실시예에 따른 천공 디바이스는 레이저 천공홀의 사이즈나 깊이를 조정할 수 있다.

즉, 레이저로 피부를 천공할 때에는 천공의 용도, 즉, 채혈을 위한 천공인지, 약제 투여를 위한 천공인지, 점이나 주근깨 제거를 위한 천공인지에 따라, 그리고 환자의 특징(피부 두께, 피부 수분, 성별, 나이 등)에 따라 레이저 천공홀의 사이즈나 깊이를 조정할 필요가 있기 때문이다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 천공 디바이스는 하나의 초점 및 다수의 초점 등 초점의 수를 조절할 수 있다.

즉, 레이저저 천공의 용도가 채혈이나 점의 제거일 때에는 피부에 원 포인트로 포커싱되는 레이저빔을 조사하고, 약제의 투여일 때에는 피부에 멀티 포인트로 포커싱되는 레이저빔을 조사하여 한 번에 여러 개의 천공홀을 만드는 등의 조절이 가능한 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 천공 디바이스는 휴대가 가능한 것을 특징으로 할 수 있으며, 한 손으로 손쉽게 컨트롤 가능한 크기(리모컨 사이즈 정도로 소형화)인 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 천공 디바이스는 제어부(500)에 사용정보에 따른 적어도 하나의 천공조건을 기억시키고, 다음에 사용 시 활용가능한 것을 특징으로 할 수 있다.

여기서 사용정보는 왼손 엄지, 왼손 중지, 왼손 엄지 바닥, 왼손엄지 우측면, 왼손엄치 좌측면 등 주요 사용하는 부분들의 이름 또는 사용처 등의 정보를 말한다. 또한, 천공조건은 나이, 성별, 피부 두께, 피부수분 등의 정보를 말한다.

예를 들어, 기본적으로 피부 두께는 몇 번 측정하면 크게 변화는 없을 것이므로, 수분변화에 따른 자동제어 만으로도 정확하고 통증없는 피부천공이 가능하다.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.

100: 피부천공부
110: 레이저출구
200: 수분함량산출부
210: 정전용량측정부
300: 피부두께측정부
400: 온도측정부
500: 제어부

Claims (9)

1. 레이저를 이용하여 피부를 천공하는 천공 디바이스에 있어서,
   레이저를 이용하여 피부를 천공하는 피부천공부;
   정전용량측정부를 이용하여 측정한 정전용량을 근거로 수분을 산출하는 수분함량산출부;
   상기 수분함량산출부로부터 산출된 수분값을 입력받아 이를 디스플레이 하고, 천공명령이 입력되면 상기 피부천공부를 제어하는 제어부;
   상기 피부천공부의 온도를 측정하는 온도측정부;
   를 포함하며,
   상기 제어부는 상기 온도측정부로부터 측정된 온도에 근거하여, 상기 피부천공부의 온도상승에 따른 출력 감소량을 보정하도록 레이저의 출력을 조절하는 것을 특징으로 하는 천공 디바이스.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 수분함량산출부의 정전용량측정부는
   상기 피부천공부의 레이저가 방출되는 레이저출구 주위에 배치되는 것을 특징으로 하는 천공 디바이스.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는
   상기 수분함량산출부로 신호가 검출될 경우에만 상기 피부천공부가 피부를 천공하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 천공 디바이스.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는
   상기 수분함량산출부로부터 산출된 수분값에 근거하여 레이저의 출력을 조절하는 것을 특징으로 하는 천공 디바이스.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 천공 디바이스는
   빛을 이용하여 피부 두께를 측정하는 피부두께측정부;
   를 포함하는 천공 디바이스.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 피부두께측정부는
   공초점 반사강도 측정 방식, 다색공초점 방식 또는 간섭이용 방식을 이용하여 피부 두께를 측정하는 것을 특징으로 하는 천공 디바이스.
   
7. 제5항에 있어서,
   상기 제어부는
   상기 피부두께측정부로부터 측정된 피부 두께에 근거하여 레이저의 출력을 조절하는 것을 특징으로 하는 천공 디바이스.
   
8. 삭제
9. 삭제

Images