KR102427359B1 - 고주파 온열 암 치료 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고주파 온열 암 치료 장치에 관한 것으로, 지정된 주파수의 고주파 에너지를 생성하는 고주파 에너지 생성부; 상기 고주파 에너지의 파워를 업 또는 다운 조정하는 파워 조정부; 고주파 온열 암 치료 장치의 동작 상태나 환자에게 지시 정보를 출력하는 출력부; 상기 고주파 에너지에 의한 피부의 과열 방지를 위한 쿨링부; 고주파 온열 암 치료중인 상기 환자의 움직임, 체지방 및 근육을 포함한 환자의 신체 정보를 감지하는 감지부; 상기 환자의 신체 정보에 기초한 체질이나 상기 감지부를 통해 감지된 상기 환자의 움직임에 따라 변화되는 임피던스 스캔 정보에 기초하여 상기 환자의 신체와 상기 고주파 에너지 생성부 간의 임피던스 매칭을 수행하는 임피던스 조정부; 및 상기 임피던스 스캔 시 및 상기 임피던스 매칭 후 고주파 온열 암 치료 시에 각기 대응하여 상기 파워 조정부를 통해 파워를 업 또는 다운 조정하며, 상기 고주파 온열 암 치료 중 고주파 에너지 생성부와 쿨링부를 제어하는 제어부;를 포함한다.

Description

고주파 온열 암 치료 장치 및 그 제어 방법{HIGH FREQUENCY HYPERTHEMIA CANCER CARE APPARATUS AND CONTROL METHOD THEREOF}

본 발명은 고주파 온열 암 치료 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고주파 온열 암 치료 시 환자의 체질에 따라 고주파 전달 효율을 높여 온열 효과를 향상시키고, 또한 환자의 심리적인 반응까지 고려하여 마인드컨트롤이나 암시를 통해 심리적 안정감과 집중도를 향상시킬 수 있도록 하는, 고주파 온열 암 치료 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로 온열 암 치료는, 42~43℃의 온도에서 악성 세포의 단백질 변성을 일으키는 직접적인 효과와, 종양주변 미세환경의 pH, 산소농도, 대사율, 유전자/단백질 발현, 혈류변화를 초래하는 간접효과를 통해, 세포사를 유도해 암을 치료하는 방법이다.

나아가, 고주파 온열 암 치료기(Hyperthermia)는, 고주파를 이용해 인체 내부의 온도를 높여 온열치료 효과를 발생시키는 기기로서, 혈액암을 제외한 모든 고체암이 대상이 되며, 암세포의 세포막을 약화시켜 방사선 치료나 항암약물치료의 상승효과가 있어 이에 대한 보조 요법으로도 활용되고 있으며, 암에 의한 극심한 통증을 개선시킴으로써 진통제 사용량을 줄일 수 있으며, 환자의 삶의 질을 개선하고, 기존 항암치료의 부작용(예 : 오심, 구토, 식욕부진, 체중감소, 소화장애)과 합병증(예 : 탈모, 팔과 다리 저림)이 없는 안전한 치료법이다.

일반적으로, 말기 폐암의 경우에, 1년 후 생존율이 일반치료의 경우보다, 온열 암 치료를 병행했을 때에 2배가량 높다는 2011년 미국 'SEER 암센터'의 보고가 있으며, 항암제만 쓸 경우에 비해 항암제와 온열 암 치료를 병행했을 때에 14시간 후 종양세포의 활성이 2~3배 이상으로 낮아졌다는 1996년 'Cell Control Biomedical Laboratories'의 보고가 있다.

이러한 온열 암 치료기(Hyperthermia)의 기본 원리는 상부 전극 (Electrode / Applicator)과 대향 전극(하부 전극, Counter Electrode) 사이에 환자가 위치하며, 치료 대상 환부가 그 사이에 들어갈 수 있도록 하고, 고주파(예 : 13.56MHz)의 RF(Radio Frequency)가 인체를 통과하면서 인체가 가열되고, 특히 열에 약한 암세포가 먼저 괴사함으로써 암이 치료되는 원리이다. 아울러 상기 환자의 신체와 전극(예 : 상부 전극, 하부 전극)의 사이에는 쿨링(Cooling)을 통해 피부의 과열을 방지하기 위한 냉각 물주머니가 포함된다.

이에 따라 기존의 온열 암 치료기는 상기와 같은 기본적인 원리와 구성을 갖기 때문에 이로부터 얻어지는 기본적인 치료 효과가 거의 동일해야 되지만, 실질적인 치료 효과는 장치(즉, 고주파 온열 암 치료 장치) 제조사별로 차이가 발생하는 문제점이 있다. 그 이유를 분석한 결과, 사람의 체질에 따라 고주파에 의해 발생하는 온열을 정확히 제어하지 못하는 경향이 있으며, 환자의 심리적인 영향을 고려하지 않고 단순히 기계적인 온열 제어만 수행하고, 암 부위에만 열을 집중시키지 못하였기 때문인 것을 알 수 있었다.

따라서 암 치료 효과를 높이기 위해서는 사람의 체질에 따라 고주파에 의해 발생하는 온열을 암 부위에 정확히 집중 제어하며, 온열 암 치료 시 환자의 심리적인 영향까지 고려하여 암 부위에 정신을 집중시킬 수 있는 장치와 그 제어 방법이 필요한 상황이다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허 10-1981733호(2019.05.17. 등록, 온열 암 치료 장치의 캘리브레이션을 통한 통전 전류 측정 장치)에 개시되어 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 고주파 온열 암 치료 시 환자의 체질에 따라 고주파 전달 효율을 높여 온열 효과를 향상시키고, 또한 환자의 심리적인 반응까지 고려하여 마인드컨트롤이나 암시를 통해 심리적 안정감과 집중도를 향상시킬 수 있도록 하는, 고주파 온열 암 치료 장치 및 그 제어 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 고주파 온열 암 치료 장치는, 지정된 주파수의 고주파 에너지를 생성하는 고주파 에너지 생성부; 상기 고주파 에너지의 파워를 업 또는 다운 조정하는 파워 조정부; 고주파 온열 암 치료 장치의 동작 상태나 환자에게 지시 정보를 출력하는 출력부; 상기 고주파 에너지에 의한 피부의 과열 방지를 위한 쿨링부; 고주파 온열 암 치료중인 상기 환자의 움직임, 체지방 및 근육을 포함한 환자의 신체 정보를 감지하는 감지부; 상기 환자의 신체 정보에 기초한 체질이나 상기 감지부를 통해 감지된 상기 환자의 움직임에 따라 변화되는 임피던스 스캔 정보에 기초하여 상기 환자의 신체와 상기 고주파 에너지 생성부 간의 임피던스 매칭을 수행하는 임피던스 조정부; 및 상기 임피던스 스캔 시 및 상기 임피던스 매칭 후 고주파 온열 암 치료 시에 각기 대응하여 상기 파워 조정부를 통해 파워를 업 또는 다운 조정하며, 상기 고주파 온열 암 치료 중 고주파 에너지 생성부와 쿨링부를 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 파워 조정부는, 상기 제어부의 제어에 따라, 환자의 체질이나 움직임에 따른 임피던스 스캔 시 파워를 다운시키고, 임피던스 스캔이 완료되어 고주파 온열 암 치료를 위해 지정된 정상 고주파 에너지를 출력할 시 파워를 업 시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 마인드콘트롤 모드 실행 시, 상기 출력부를 통해 고주파 에너지가 암 치료 부위에 집중되고 있음을 암시하는 시각적 정보 및 청각적 정보를 출력하고, 또한 상기 쿨링부를 제어하여 피부의 촉각을 통해 고주파 에너지가 암 치료 부위에 집중되는 촉각 정보를 출력하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 상기 임피던스 조정부를 통한 임피던스 매칭 시, 전동 모터를 이용하여, 신체 측에 대응하여 정전용량을 가변하는 제1 바리콘부와 상기 고주파 에너지 생성부 측에 대응하여 정전용량을 가변하는 제2 바리콘부를 각기 조정하여, 상기 신체와 상기 고주파 에너지 생성부간의 임피던스 매칭을 수행하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 측면에 따른 고주파 온열 암 치료 장치의 제어 방법은, 고주파 온열 암 치료 장치의 제어부가 전극 및 쿨링부를 무빙시켜 환자에게 밀착시키는 단계; 상기 제어부가 쿨링 온도 조정을 위한 정보를 검출하거나 입력받는 단계; 상기 제어부가 임피던스 스캔을 통한 임피던스 매칭을 위하여, 고주파 에너지의 파워를 조정하는 단계; 상기 제어부가 고주파 에너지의 파워를 최소로 조정한 상태에서 고주파 에너지 전달 효율이 최고인 임피던스를 찾아 임피던스 매칭을 수행하는 단계; 상기 임피던스 매칭이 완료되면, 상기 제어부가 온열 암 치료를 위해 설정된 값으로 고주파 에너지의 파워를 조정하는 단계; 상기 제어부가 쿨링부에서 타겟까지의 타겟 거리별 쿨링부의 압력 및 쿨링 온도를 조정하는 단계; 및 상기 임피던스 매칭과 쿨링부의 압력과 쿨링 온도를 조정한 상태에서, 인체의 상태나 자세가 변동될 경우, 상기 제어부가 실시간으로 임피던스 매칭과 쿨링부의 압력과 쿨링 온도를 재조정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 제어부가 고주파 온열 암 치료 장치에 설정된 모드를 체크하는 단계; 상기 고주파 온열 암 치료 장치에 설정된 모드가 마인드콘트롤 모드인 경우, 상기 제어부가 환자의 피부 민감도를 체크하는 단계; 상기 피부 민감도 체크 결과를 바탕으로, 상기 제어부가 쿨링 조정부를 통해 제1,2 주입 물질을 설정하고, 제1 물질과 제2 물질의 주입 패턴을 설정하며, 또한 쿨링을 위한 제1 물질의 주입 온도를 설정하는 단계; 및 상기 제어부가 상기 쿨링 조정부의 밸브 스위치에 대한 밸브 스위칭을 통해 상기 주입 패턴에 따라 제1 물질과 제2 물질을 순차로 호스를 통해 쿨링부에 주입하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 피부 민감도 체크를 위하여, 상기 제어부는, 쿨링 조정부를 통해 주입되는 물질과 주입 패턴을 변경한 후, 출력부를 통해 환자에게 피부 민감도에 대하여 질문한 후 환자의 응답을 받아 체크하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 고주파 온열 암 치료 시 환자의 체질에 따라 고주파 전달 효율을 높여 온열 효과를 향상시키고, 또한 환자의 심리적인 반응까지 고려하여 마인드컨트롤이나 암시를 통해 심리적 안정감과 집중도를 향상시킬 수 있도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고주파 온열 암 치료 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도.
도 2는 상기 도 1에 있어서, 임피던스 조정부의 동작을 설명하기 위한 예시도.
도 3은 상기 도 1에 있어서, 쿨링부의 배치 구조와 형태를 설명하기 위하여 보인 예시도.
도 4는 상기 도 1에 있어서, 임피던스 조정부의 바리콘 조정 방법을 설명하기 위하여 보인 예시도.
도 5는 상기 도 1에 있어서, 쿨링 조정부와 무빙부의 동작을 설명하기 위한 예시도.
도 6은 상기 도 1에 있어서, 온열 암 치효 효과를 향상시키기 위한 임피던스 매칭, 쿨링온도 조절, 및 파워 조절 방법을 설명하기 위하여 보인 예시도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 고주파 온열 암 치료 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 고주파 온열 암 치료 장치의 쿨링 모드와 마인드콘트롤 모드의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 9는 상기 도 8에 있어서, 마인드콘트롤 모드를 지원하기 위한 쿨링 조정부의 구성과 동작을 설명하기 위하여 보인 예시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 고주파 온열 암 치료 장치 및 그 제어 방법의 일 실시예를 설명한다.

이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고주파 온열 암 치료 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시에에 따른 고주파 온열 암 치료 장치는, 파워 조정부(101), 출력부(102), 감지부(103), 고주파 에너지 생성부(104), 제어부(105), 쿨링 조정부(106), 임피던스 조정부(107), 전극부(108a, 108b), 쿨링부(109a, 109b), 및 무빙부(110)를 포함한다.

상기 파워 조정부(101)는 상기 고주파 에너지 생성부(104)에서 상기 전극부(108a, 108b)를 통해 출력할 고주파 에너지의 파워를 조정한다.

예컨대 상기 파워 조정부(101)는, 상기 제어부(105)의 제어에 따라, 고주파(또는 고주파 에너지) 전달 효율을 향상시키기 위한 임피던스 스캔(즉, 상기 임피던스 조정부(107)의 사람의 체질에 따른 고주파 전달 효율에 영향을 미치는 저항 성분인 임피던스를 검출하여 임피던스 매칭을 시키기 위한 스캔) 시 파워를 다운시키고, 임피던스 스캔이 완료되어 다시 정상적인 고주파 에너지 출력할 시 파워를 업 시킨다(도 6의 (c) 참조).

상기 출력부(102)는 본 실시예에 따른 고주파 온열 암 치료 장치의 동작 상태나 지시를 시각 정보 안내 메시지(예 : LED 표시 정보, LCD 표시 정보)나 청각 정보 안내 메시지(예 : 음성, 음향 등)를 이용하여 출력한다.

또한 상기 출력부(102)는, 상기 제어부(105)의 제어에 따라, 온열 암 치료 시 마인드콘트롤 효과(또는 암시 효과)를 위한 이미지와 안내 메시지를 출력한다.

예컨대 상기 출력부(102)는 고주파 에너지가 암 치료 부위에 집중(또는 주입)되고 있음을 암시하는 시각적 정보 및 청각적 정보를 출력한다.

이때 상기 출력부(102)를 통해 고주파 에너지가 암 치료 부위에 집중(또는 주입)되고 있음을 암시하는 시각적 정보 및 청각적 정보를 출력함과 동시에 상기 쿨링부(109a, 109b)를 제어하여, 피부의 촉각을 통해 고주파 에너지가 암 치료 부위에 집중(또는 주입)되는 촉각 정보를 출력한다. 즉, 상기 마인드콘트롤(또는 암시) 동작은 시각적 정보와 청각적 정보 이외에 추가로 촉각적 정보를 통해 환자에게 심리적 안정과 집중을 유발시킨다.

이는 암시 효과나 플라시보 효과가 치료에 효과가 있음을 알려주는 공개 자료에 근거한 것으로서, 단순히 청각(음성)이나 시각(영상)적인 자극만 주는 경우에는 사람에 따라 집중도가 떨어질 수 있으나, 본 실시예에서는 촉각 정보를 통해 환자가 인지하지 못하는 사이에 청각(음성)이나 시각(영상)에 의한 암시와 함께 피부 촉각에 의한 암시가 추가됨으로써 치료 효과를 증대시키는 효과를 주는 것이다(도 8 및 도 9 참조).

이때 사람의 체질에 따라, 온 자극보다 냉 자극에 더 민감한 사람이 있고, 냉 자극보다 온 자극에 더 민감한 사람이 있으므로, 마인드콘트롤 모드를 실시함에 있어서, 피부 민감도 체크를 먼저 수행해야 한다.

한편 상기 감지부(103)는 온열 암 치료중인 환자의 움직임을 감지한다.

또한 상기 감지부(103)는 상기 환자의 체지방 및 근육 등을 포함한 신체 정보(예 : 몸무게, 신장 등)를 감지한다.

상기 고주파 에너지 생성부(104)는 지정된 주파수(예 : 13.56MHz)의 고주파 에너지를 생성하여 출력한다. 이때 상기 지정된 주파수(예 : 13.56MHz)는 실시예에 따라 변경될 수도 있다.

상기 고주파 에너지의 파워는 상기 제어부(105)가 상기 파워 조정부(101)를 통해 조정된다.

도 2는 상기 도 1에 있어서, 임피던스 조정부의 동작을 설명하기 위한 예시도로서, 이에 도시된 바와 같이, 상기 임피던스 조정부(107)는 제1 바리콘부(107a), 리액터부(107b), 및 제2 바리콘부(107c)를 포함한다.

그리고 상기 임피던스 조정부(107)는 전동 모터(미도시, 예 : 스텝 모터)를 이용하여, 신체 측에 대응하여 정전용량을 가변하는 제1 바리콘부(107a)와 상기 고주파 에너지 생성부(104) 측에 대응하여 정전용량을 가변하는 제2 바리콘부(107c)를 각기 조정하여, 상기 신체와 상기 고주파 에너지 생성부(104)간의 임피던스 매칭을 수행한다. 즉, 상기 임피던스 매칭을 통해 상기 고주파 에너지 생성부(104)에서 생성된 고주파 에너지가 최소의 손실로 신체에 전달될 수 있도록 한다. 즉, 상기 전동 모터(미도시, 예 : 스텝 모터)를 이용하여 제1 및 제2 바리콘부(107a, 107c)를 실시간으로 미세하게 조정할 수 있다.

즉, 상기 임피던스 조정부(107)는 사람의 체질에 따라, 예컨대 도 4에 도시된 바와 같이, 사람의 근육이나 체지방 포함 정도에 따라, 신체의 임피던스가 달라질 수 있기 때문에 상기 고주파 에너지 생성부(104)에서 생성된 고주파 에너지의 전달 효율을 최대화시키기 위하여 제1 바리콘 값(예 : A)과 제2 바리콘 값(예 : B)을 조정하여 신체와 상기 고주파 에너지 생성부(104)간의 임피던스 매칭을 수행하는 것이다. 이때 상기 임피던스 조정부(107)는 임피던스 매칭을 수행하기 위하여, 도면으로 도시되어 있지 않지만, 정재파비(VSWR : Voltage Standing Wave Ratio) 검출부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 상기 정재파비 검출부(미도시)는 신체에 인가하는 전력(즉, 고주파 에너지)과 반사되는 전력을 체크하여, 반사되는 전력이 가장 작도록 상기 제1 바리콘 값(예 : A)과 제2 바리콘 값(예 : B)을 조정함으로써, 상기 임피던스 매칭을 수행하는 것이다.

도 4는 상기 도 1에 있어서, 임피던스 조정부의 바리콘 조정 방법을 설명하기 위하여 보인 예시도로서, 사람의 체질에 따라(즉, 사람의 근육이나 체지방 포함 정도에 따라) 적어도 지정된 효율(예 : 90% 이상의 효율)을 발생할 수 있는 제1 바리콘 값(A) 및 제2 바리콘 값(B)을 룩업 테이블 형태로 미리 설정해 둘 수 있다. 이를 통해 임피던스 조정부(107)를 빠르게 조정할 수 있다.

그라나 상기 룩업 테이블은 사람의 체질에 기초한 제1 바리콘 값(A) 및 제2 바리콘 값(B)을 저장한 것일 뿐이며, 상기 임피던스는 온열 암 치료 중 환자가 움직일 경우(즉, 자세가 변경될 경우)에 변경될 수 있다. 따라서 환자가 움직일 경우(즉, 자세가 변경될 경우)에는 다시 임피던스 매칭을 수행해야만 고주파 에너지의 손실을 최소화시킬 수 있다(도 6의 (a) 참조).

본 실시예에서는, 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 온열 암 치료 중 환자의 움직임에 대응하여 실시간으로 제1 바리콘 값(A) 및 제2 바리콘 값(B)을 조정함으로써 항시 지정된 효율(예 : 90% 이상의 효율) 이상의 고주파 에너지를 전달함으로써 온열 암 치료 효과를 향상시킨다.

다시 도 1을 참조하면, 상기 전극부(108a, 108b)는 상기 임피던스 매칭된 고주파 에너지를 신체에 방사한다.

상기 전극부(108a, 108b)는 두 전극(즉, 제1 전극(108a), 제2 전극(108b))이 대향되는 위치에 형성된다. 따라서 온열 암 치료 시 상기 두 전극(즉, 제1 전극(108a), 제2 전극(108b))을 신체의 전면과 후면에 위치시키는 것이 일반적이나, 암 치료 부위에 따라 신체의 양 측면(즉, 양측 옆구리)에 위치시킬 수도 있다.

상기 쿨링부(109a, 109b)는 두 전극(즉, 제1 전극(108a), 제2 전극(108b))이 신체에 접촉되는 면에 형성된다. 따라서 두 전극(즉, 제1 전극(108a), 제2 전극(108b)) 사이에서 발생하는 열 중 외부(예 : 피부)에 발생하는 열을 냉각시킴으로써 내부(즉, 암 부위)에만 열이 발생하도록 한다.

다만 신체 내부의 암 발생 부위(즉, 온열 암 치료를 위한 타겟 부위)를 제외한 다른 신체 부위에는 열이 발생하지 않도록 하는 것이 좋기 때문에, 도 3에 도시된 바와 같이, 두 전극(즉, 제1 전극(108a), 제2 전극(108b))이 위치하지 않는 신체의 다른 측면(예 : 두 전극이 신체의 전면과 후면에 위치할 경우 양측 옆구리)에도 추가 쿨링부(109c, 109d)가 추가로 형성될 수 있다.

또한 도면에 도시되어 있지 않지만, 상기 쿨링부(109a, 109b)는 상기 추가 쿨링부(109c, 109d)를 추가하지 않더라도 신체 측면까지 커버할 수 있도록 하기 위하여 좌우 또는 상하로 긴 형태로 형성될 수도 있다.

도 5는 상기 도 1에 있어서, 쿨링 조정부와 무빙부의 동작을 설명하기 위한 예시도로서, 만약 상기 도 3에 도시된 바와 같이 4개의 쿨링부(109a ~ 109d)가 신체 내부의 암 발생 부위(즉, 온열 암 치료를 위한 타겟 부위)를 둘러싸고 있다고 가정할 때, 가능한 한 타겟 부위에만 정확하게 온열 효과가 발생되도록 하기 위하여(즉, 타겟 부위에만 열을 발생시키기 위하여), 도 5에 도시된 바와 같이, 각 쿨링부(109a ~ 109d)에서 타겟 부위까지의 타겟거리에 따라 상기 각 쿨링부(109a ~ 109d)의 온도를 다르게 설정하여 실시간으로 조정할 수 있다(도 6의 (b) 참조).

또한 각 쿨링부(109a ~ 109d)에서 타겟 부위까지의 타겟거리에 따라 압력(즉, 무빙부(110)를 통해 각 쿨링부를 신체 내부의 타겟 부위를 향하여 미는 압력)을 각기 다르게 조정할 수 있다. 이때 상기 각 쿨링부(109a ~ 109d)에 압력을 가하는 이유는 쿨링 온도가 타겟 부위까지 쉽게 전달될 수 있도록 하기 위한 것이다.

도 6은 상기 도 1에 있어서, 온열 암 치효 효과를 향상시키기 위한 임피던스 매칭, 쿨링온도 조절, 및 파워 조절 방법을 설명하기 위하여 보인 예시도로서, 이에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서 임피던스 매칭은 고주파 에너지의 손실을 최소화시켜 신체에 전달하기 위하여, 치료 시작 시 뿐만 아니라 치료 중에도 계속해서 실시간으로 임피던스 매칭을 수행함으로써, 치료 기간 중 목표로 하는 효율(예 : 90%) 이상을 유지할 수 있도록 한다.

또한 상기 각 쿨링부(109a ~ 109d)의 온도를 실시간 조절하여 각 신체 부위별 지정된 온도를 유지할 수 있도록 한다.

이때 상기 제어부(105)는 상기 각 쿨링부(109a ~ 109d)에 주입된 물의 온도와 상기 주입된 물이 호스(hose)를 돌아오는 온도를 체크하여 변화된 물의 온도 차이(즉, 호스를 통해 쿨링부에 주입된 물의 온도, 쿨링부를 거쳐 호스를 통해 돌아오는 물의 온도)를 바탕으로 상기 각 쿨링부(109a ~ 109d)에 접촉된 신체 부위의 온도를 산출할 수 있다.

이때 상기 물의 온도 차이에 따른 신체 부위의 온도는 실험을 통해 미리 룩업 테이블 형태로 설정해 둘 수도 있다.

또한 상기 온열 암 치료 중 실시간으로 임피던스 매칭을 다시 수행할 경우(즉, 환자가 움직이거나 자세를 변경할 경우에 실시간으로 임피던스 스캔을 수행하여 임피던스 매칭을 재 수행할 경우), 상기 제어부(105)는, 상기 파워 조정부(101)를 제어하여, 임피던스 매칭 기간 중(즉, 임피던스 스캔 중) 파워를 지정된 값으로 감소(다운)시키고, 상기 임피던스 스캔이 완료되어 새로운 임피던스 매칭 값이 판단(또는 설정)되면 다시 파워를 지정된 값으로 증가(업)시킨다(도 6의 (c)참조).

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 고주파 온열 암 치료 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 7을 참조하면, 제어부(105)는 온열 암 치료를 위한 환자가 고주파 온열 암 치료 장치의 베드(미도시)에 누우면(또는 착석하면), 전극(108a, 108b) 및 쿨링부(109a, 109b)를 무빙시켜 환자에게 밀착시킨다(S101).

또한 상기 제어부(105)는 쿨링 온도 조정을 위한 정보(예 : 타겟거리, 체질에 따른 임피던스 등)를 검출하거나 입력받는다(S102).

예컨대 상기 쿨링 온도 조정을 위한 정보는 다른 측정 장치(미도시, 예 : 체지방 측정기, 체중계, 엑스레이, 인바디 장치 등)를 통해 측정한 후 입력받을 수도 있다.

또한 상기 제어부(105)는 임피던스 스캔을 통한 임피던스 매칭을 위하여, 고주파 에너지의 파워를 조정(즉, 다운)한다(S103).

예컨대 상기 제어부(105)는 고주파 에너지의 파워를 최소로 조정한 상태에서 고주파 에너지 전달 효율이 최고인 임피던스(즉, 고주파 에너지 손실이 최소인 임피던스)를 찾아 임피던스 매칭(또는 임피던스 조정)을 수행한다(S104).

이때 상기 임피던스 매칭(또는 임피던스 조정)을 위해서, 상기 제어부(105)는 임피던스 조정부(107)의 제1,2 바리콘 값을 조정한다.

상기 임피던스 매칭(또는 임피던스 조정)이 완료되면, 상기 제어부(105)는 온열 암 치료를 위해 설정된 값으로 고주파 에너지의 파워를 조정(즉, 업)한다(S105).

상기와 같이 임피던스 스캔 중에는 고주파 에너지의 파워를 최소로 조정하고 임피던스 스캔이 완료되어 검출된 값으로 임피던스 매칭을 수행할 경우에는 고주파 에너지의 파워를 지정된 값으로 조정(즉, 업)함으로써 환자에게 미치는 부담을 감소시키고 에너지를 절감할 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한 상기 제어부(105)는 각 쿨링부(109a, 109b)에서 타겟까지의 타겟 거리별 쿨링부의 압력 및 쿨링 온도를 각기 조정한다(S106).

이에 따라 피부가 과열되는 것을 방지하면서 타겟 부위(즉, 온열 암 치료 부위)에만 열을 발생시켜 치료 효과를 향상시킨다. 이때 상기 쿨링부의 압력 및 쿨링 온도를 실험을 통해 미리 설정된 룩업 테이블에 기초하여 제어될 수 있다.

상기와 같이 최초에 임피던스 매칭과 쿨링부의 압력과 쿨링 온도를 조정한 상태에서, 만약 인체의 상태(또는 자세)가 변동(또는 움직임)될 경우(S107의 예), 상기 제어부(105)는 S103 단계 및 S107 단계를 반복 수행하여 실시간으로 임피던스 매칭과 쿨링부의 압력과 쿨링 온도를 재조정한다.

상기와 같이 실시간으로 임피던스 매칭과 쿨링부의 압력과 쿨링 온도 동작은 지정된 시간(즉, 온열 암 치료 시간) 동안 반복 수행된다(S108).

한편 이미 상술한 바와 같이 기존의 온열 암 치료기는 환자의 심리적인 영향을 고려하지 않고 단순히 기계적인 온열 제어만 수행하였기 때문에 참 치료 효과를 향상시키는데 어려움이 있었다. 따라서 본 실시예에서는 온열 암 치료 시 환자의 심리적인 영향까지 고려하여 무의식적으로 암 부위에 환자의 정신을 집중시킬 수 있도록 함으로써 암 치료 효과를 향상시킨다(도 8 참조).

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 고주파 온열 암 치료 장치의 쿨링 모드와 마인드콘트롤 모드의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 9는 상기 도 8에 있어서, 마인드콘트롤 모드를 지원하기 위한 쿨링 조정부의 구성과 동작을 설명하기 위하여 보인 예시도이다.

도 8을 참조하면, 제어부(105)는 고주파 온열 암 치료 장치에 설정된 설정 모드를 체크한다(S201).

상기 고주파 온열 암 치료 장치에 설정된 설정 모드가 단지 쿨링 모드인 경우(S201의 쿨링 모드), 상기 도 7을 참조하여 설명한 바와 같이 피부의 과열을 방지하기 위한 쿨링 동작을 수행한다(S202, S203).

예컨대 도 9를 참조하면, 상기 쿨링 조정부(106)는 내부적으로 제1 물질 주입부(106a)와 제2 물질 주입부(106b), 및 상기 제1,2 물질 주입부(106a, 106b)에서 공급되는 각기 다른 물질을 선택적으로 호스(hose)에 주입할 수 있는 밸브 스위치(106c)를 포함한다.

이때 상기 제1,2 물질 주입부(106a, 106b)에서 공급되는 물질은 온도와 매질에 차이가 있으며, 상기 물질이 호스를 통과할 때 피부에 전달되는 느낌(또는 촉각)에도 차이를 발생시킨다.

가령 공기가 호스를 통과할 때는 피부에 전달되는 느낌이 가벼우며, 물이나 비중이 높은 오일이 호스를 통과할 때는 피부에 전달되는 느낌이 무거워진다(도 9의 (a) 참조). 또한 한 가지 물질(예 : 물)이 호스를 통과할 경우에도 온도를 다르게 할 경우(예 : 냉수, 온수)에도 피부에 전달되는 느낌에 차이가 발생한다(도 9의 (b) 참조).

따라서 본 실시예에서는 이와 같이 쿨링부(109a, 109b)에 호스를 통해 전달되는 물질의 특성과 주입 패턴(예 : 냉수/공기/냉수/공기, 또는 냉수/온수/냉수/온수 등)을 조정함으로써, 쿨링 시 환자의 피부에 전달되는 촉각을 조정함으로써 쿨링 모드나 마인드콘트롤 모드를 지원한다.

즉, 상기 쿨링 모드인 경우(S201의 쿨링 모드), 상기 쿨링 조정부(106)는 상기 제어부(105)의 제어에 따라, 제1 물질 주입부(106a)를 통해 호스에 주입할 물질(예 : 온수, 냉수, 혼합수 등)과 온도를 설정하고(S202), 상기 제1 물질 주입부(106a)를 통해서 제1 물질(예 : 온수, 냉수, 혼합수 등)만 쿨링부(109a, 109b)에 주입하여 쿨링 모드로 동작되게 한다(S203).

한편 상기 고주파 온열 암 치료 장치에 설정된 설정 모드가 마인드콘트롤 모드인 경우(S201의 마인드콘트롤 모드), 상기 쿨링 조정부(106)는 상기 제어부(105)의 제어에 따라, 환자의 피부 민감도를 체크한다(S204).

예컨대 사람의 체질에 따라, 온 자극보다 냉 자극에 더 민감한 사람이 있고, 냉 자극보다 온 자극에 더 민감한 사람이 있으며, 또한 쿨링부(109a, 109b)의 호스를 통해 이동하는 물질의 종류에 따라 느낌(또는 피부의 촉각의 민감도)도 달라지기 때문에 가능한 한 민감도가 큰 물질과 주입 패턴(예 : 냉수/공기/냉수/공기, 또는 냉수/온수/냉수/온수 등)을 체크한다.

이때 상기 피부 민감도 체크는, 물질과 주입 패턴을 변경한 후, 출력부(102)를 통해 환자에게 질문한 후 환자의 응답(예 : 민감도 점수, 가령 10점 만점에 환자가 느끼는 민감도 점수)을 받아 체크할 수 있다. 참고로 환자의 거짓 응답을 판단하기 위하여, 물질이나 주입 패턴을 실제로는 변경하지 않은 상태에서 질문과 응답을 받을 수도 있다.

아울러 상기 체크된 피부 민감도 정보는 내부 메모리(미도시)에 저장되어 이후 동일한 환자에 대해서 피부 민감도 체크없이 동일하게 적용할 수 있다.

또한 상기 피부 민감도 체크 결과를 바탕으로, 상기 쿨링 조정부(106)는 제1,2 주입 물질을 설정하고(S205), 제1 물질과 제2 물질의 주입 패턴을 설정하며(S206), 또한 쿨링을 위한 제1 물질의 주입 온도를 설정한다(S207).

그리고 상기 쿨링 조정부(106)는 밸브 스위치(106c)의 밸브 스위칭을 통해 상기 주입 패턴에 따라 제1 물질과 제2 물질을 순차로 호스(hose)를 통해 쿨링부(109a, 109b)에 주입한다(S208).

상기와 같이 본 실시예는 쿨링 효과와 함께 마인드콘트롤 효과를 발생시킴으로써, 사람의 체질에 따라 고주파에 의해 발생하는 온열을 암 부위에만 정확히 집중 제어하며, 온열 암 치료 시 환자의 심리적인 영향까지 고려하여 암 부위에 정신을 집중시킬 수 있도록 하며, 암 치료 효율을 향상시키는 효과가 있다.

이상으로 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다. 또한 본 명세서에서 설명된 구현은, 예컨대, 방법 또는 프로세스, 장치, 소프트웨어 프로그램, 데이터 스트림 또는 신호로 구현될 수 있다. 단일 형태의 구현의 맥락에서만 논의(예컨대, 방법으로서만 논의)되었더라도, 논의된 특징의 구현은 또한 다른 형태(예컨대, 장치 또는 프로그램)로도 구현될 수 있다. 장치는 적절한 하드웨어, 소프트웨어 및 펌웨어 등으로 구현될 수 있다. 방법은, 예컨대, 컴퓨터, 마이크로프로세서, 집적 회로 또는 프로그래밍 가능한 로직 디바이스 등을 포함하는 프로세싱 디바이스를 일반적으로 지칭하는 프로세서 등과 같은 장치에서 구현될 수 있다. 프로세서는 또한 최종-사용자 사이에 정보의 통신을 용이하게 하는 컴퓨터, 셀 폰, 휴대용/개인용 정보 단말기(personal digital assistant: "PDA") 및 다른 디바이스 등과 같은 통신 디바이스를 포함한다.

101 : 파워 조정부 102 : 출력부
103 : 감지부 104 : 고주파 에너지 생성부
105 : 제어부 106 : 쿨링 조정부
106a : 제1 물질 주입부 106b : 제2 물질 주입부
106c : 밸브 스위치 107 : 임피던스 조정부
107a : 제1 바리콘부 107b : 리액터부
107c : 제2 바리콘부 108a, 108b : 전극
109a ~ 109d : 쿨링부 110 : 무빙부

Claims (7)

1. 지정된 주파수의 고주파 에너지를 생성하는 고주파 에너지 생성부;
   상기 고주파 에너지의 파워를 업 또는 다운 조정하는 파워 조정부;
   고주파 온열 암 치료 장치의 동작 상태나 환자에게 지시 정보를 출력하는 출력부;
   상기 고주파 에너지에 의한 피부의 과열 방지를 위한 쿨링부;
   고주파 온열 암 치료중인 상기 환자의 움직임, 체지방 및 근육을 포함한 환자의 신체 정보를 감지하는 감지부;
   상기 환자의 신체 정보에 기초한 체질이나 상기 감지부를 통해 감지된 상기 환자의 움직임에 따라 변화되는 임피던스 스캔 정보에 기초하여 상기 환자의 신체와 상기 고주파 에너지 생성부 간의 임피던스 매칭을 수행하는 임피던스 조정부; 및
   상기 임피던스 스캔 시 및 상기 임피던스 매칭 후 고주파 온열 암 치료 시에 각기 대응하여 상기 파워 조정부를 통해 파워를 업 또는 다운 조정하며, 상기 고주파 온열 암 치료 중 고주파 에너지 생성부와 쿨링부를 제어하는 제어부;를 포함하되,
   상기 제어부는,
   마인드콘트롤 모드 실행 시, 상기 출력부를 통해 고주파 에너지가 암 치료 부위에 집중되고 있음을 암시하는 시각적 정보 및 청각적 정보를 출력하고, 또한
   상기 쿨링부를 제어하여 피부의 촉각을 통해 고주파 에너지가 암 치료 부위에 집중되는 촉각 정보를 출력하는 것을 특징으로 하는 고주파 온열 암 치료 장치.
   
2. 제 1항에 있어서, 상기 파워 조정부는,
   상기 제어부의 제어에 따라,
   환자의 체질이나 움직임에 따른 임피던스 스캔 시 파워를 다운시키고,
   임피던스 스캔이 완료되어 고주파 온열 암 치료를 위해 지정된 정상 고주파 에너지를 출력할 시 파워를 업 시키는 것을 특징으로 하는 고주파 온열 암 치료 장치.
   
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서, 상기 제어부는,
   상기 임피던스 조정부를 통한 임피던스 매칭 시,
   전동 모터를 이용하여, 신체 측에 대응하여 정전용량을 가변하는 제1 바리콘부와 상기 고주파 에너지 생성부 측에 대응하여 정전용량을 가변하는 제2 바리콘부를 각기 조정하여, 상기 신체와 상기 고주파 에너지 생성부간의 임피던스 매칭을 수행하는 것을 특징으로 하는 고주파 온열 암 치료 장치.
   
5. 고주파 온열 암 치료 장치의 제어부가 전극 및 쿨링부를 무빙시켜 환자에게 밀착시키는 단계;
   상기 제어부가 쿨링 온도 조정을 위한 정보를 검출하거나 입력받는 단계;
   상기 제어부가 임피던스 스캔을 통한 임피던스 매칭을 위하여, 고주파 에너지의 파워를 조정하는 단계;
   상기 제어부가 고주파 에너지의 파워를 최소로 조정한 상태에서 고주파 에너지 전달 효율이 최고인 임피던스를 찾아 임피던스 매칭을 수행하는 단계;
   상기 임피던스 매칭이 완료되면, 상기 제어부가 온열 암 치료를 위해 설정된 값으로 고주파 에너지의 파워를 조정하는 단계;
   상기 제어부가 쿨링부에서 타겟까지의 타겟 거리별 쿨링부의 압력 및 쿨링 온도를 조정하는 단계; 및
   상기 임피던스 매칭과 쿨링부의 압력과 쿨링 온도를 조정한 상태에서, 인체의 상태나 자세가 변동될 경우, 상기 제어부가 실시간으로 임피던스 매칭과 쿨링부의 압력과 쿨링 온도를 재조정하는 단계;를 포함하되,
   상기 제어부가 고주파 온열 암 치료 장치에 설정된 모드를 체크하는 단계;
   상기 고주파 온열 암 치료 장치에 설정된 모드가 마인드콘트롤 모드인 경우, 상기 제어부가 환자의 피부 민감도를 체크하는 단계;
   상기 피부 민감도 체크 결과를 바탕으로, 상기 제어부가 쿨링 조정부를 통해 제1,2 주입 물질을 설정하고, 제1 물질과 제2 물질의 주입 패턴을 설정하며, 또한 쿨링을 위한 제1 물질의 주입 온도를 설정하는 단계; 및
   상기 제어부가 상기 쿨링 조정부의 밸브 스위치에 대한 밸브 스위칭을 통해 상기 주입 패턴에 따라 제1 물질과 제2 물질을 순차로 호스를 통해 쿨링부에 주입하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고주파 온열 암 치료 장치의 제어 방법.
   
6. 삭제
7. 제 5항에 있어서, 상기 피부 민감도 체크를 위하여,
   상기 제어부는,
   쿨링 조정부를 통해 주입되는 물질과 주입 패턴을 변경한 후,
   출력부를 통해 환자에게 피부 민감도에 대하여 질문한 후 환자의 응답을 받아 체크하는 것을 특징으로 하는 고주파 온열 암 치료 장치의 제어 방법.

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