KR20010028769A - 저출력 레이저 치료기 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 키입력부에 치료모드 선택키와 치료시간 선택키를 구비하여 선택된 치료모드에 따라 레이저의 출력 및 주파수를 선택하고 선택된 치료시간 동안 레이저를 조사하는 저출력 레이저 치료기및 그 제어방법에 관한 것으로, 본 발명의 저출력 레이저 치료기는 레이저의 출력 주파수를 설정하는 모드 선택 키, 치료시간 설정키를 구비하는 키입력부와;

선택된 치료모드와 치료시간과 프로그램에 따라 설정된 제어파라미터에 따라 각 부를 제어하는 제어부와;

제어부의 제어신호에 따라 출력될 레이저에 적합한 전력을 공급하는 스위치부와;

스위치부에서 공급된 전력에 따라 정전류를 출력하는 정전류부와;

상기 정전류부로부터 정전류를 입력받아 레이저를 발생시키는 레이저 출력부와;

상기 제어부에서 출력되는 표시신호에 따라 레이저의 출력시간과 모드상태를 표시하는 표시부로 구성되어, 저출력 레이저의 치료효과를 다양한 분야에 응용할 수 있으며, 레이저 다이오드를 사용하여 소형화하여 가정에서도 이용할 수 있다.

Description

저출력 레이저 치료기및 그 제어방법{a low energy laser theraphy system and method for controling the same}

본 발명은 저출력 레이저 치료기및 그 제어방법, 보다상세하게는 키입력부에 치료시간선택키와 치료모드 선택키를 구비하여 선택된 모드에 따라 레이저의 출력 주파수를 변화시키고 선택된 치료시간 동안 레이저를 출력하는 저출력 레이저 치료기및 그 제어방법에 관한 것이다.

현대 의학에서 레이저는 다양한 형태로 의학에 이용되고 있다. 이전에 수술 분야에 국한되었던 레이저의 의학적 응용은 최근 들어 비관혈적 진단 및 치료 분야에까지 폭 넓게 확장되고 있다. 처음에 레이저는 외과적 시술에 도입되었고, 외과영역에 도입된 레이저는 출력에너지가 큰 레이저로서 조직파괴 작용이 있다. 이러한 조직 파괴 현상을 통해 조직절단, 응고 및 지혈 등에 고출력 레이저가 응용되었다.

그 후 저출력 레이저 치료가 창상치유에 처음 적용되어 저출력 레이저 치료가 시작되었다. 저출력 레이저의 임상적 효과와 광생물학적, 광화학적 반응에 대한 연구가 진행되어 손상된 조직의 치유, 진통작용, 소염 작용, 항 부종 효과, 조직혈관변화, 세포에 대한 자극효과 등이 있는 것으로 보고되어 의학의 여러 분야에서 저출력 레이저가 사용되고 있다. 그 예로서 피부과에서는 창상, 조직결손 등, 이비인후과는 내이질환, 중이염 등, 침술에서는 타박상, 좌상 등, 치과에서는 아프티성 구내염, 치은염 등, 정형외과는 류마티스성 관절염, 염좌 등의 치료에 사용되고 있다.

현재 관절염이나 피부염 같은 경우 파스같이 환부에 붙이는 형태의 치료방법이나 복용하는 약과 같은 경우 장기간 이용시 환부가 짓무르거나 위장의 기능장애등과 같은 부작용이 있으며, 그 약효의 전달도 수동적이라 치료효과가 별로 좋지 않지만 레이저 빛을 투사하는 방식의 경우 직접 인체에 접촉하는 방식이 아니라 환부가 짓무르는 부작용이 없고, 또한 환부에 조사하여 적정한 치료효과를 낼 수 있는 레이저 빛을 발생시킬 수 있는 알고리즘을 이용하여 치료효과를 극대화시킬 수 있다.

저출력 레이저 치료기는 소량의 에너지만을 방출하므로 열에 의한 생체내 조직의 손상을 초래하지 않는 특성이 있다. 생물학적으로 저출력 레이저는 항염증성 및 항알레르기 작용, 동통완화 및 창상치유작용과 항균작용 및 면역조절기능이 있다. 저출력 레이저 치료기의 대표적인 레이저 치료분야로서 청상, 화상, 염증, 동통 치료등에 효과가 있다. 이와같은 저출력 레이저의 치유기전은 조직에 조사된 저출력 레이저광이 일으키는 광화학적 광생물학적 반응을 통해 일어난다.

본 발명은 상기와 같이 저출력 레이저의 치료효과를 실현하기 위해 가격 만족도와 사용의 간편성을 극대화 시킬 수 있는저출력 레이저 치료기및 그 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 사용 목적과 치료범위에 따라 병원은 물록 가정에서도 사용할 수 있는 레이저 치료기및 그 제어방법을 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 저출력 레이저 치료기의 구성을 나타내는 블록도,

도 2a 및 b는 도 1의 저출력 레이저 치료기의 상면도와 저면도,

도 3a-c는 각 모드에 따라 도1의 저출력 레이저 치료기가 출력하는 레이저의 파형도,

도 4는 도 1의 저출력 레이저 치료기의 정전류부와 레이저 출력부및 레이저 감지부의 회로도,

도 5a는 레이저 다이오드가 끼워진 상태를 나타내는 측면도,

도 5b는 도 5a의 방열판의 평면도,

도 5c는 도 5a의 방열판 3개가 장착되어 원형을 형성한 상태를 나타내는 평면도,

도 6은 도 1의 저출력 레이저 치료기를 제어하는 방법을 나타내는 플로우 차트이다.

＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞

11 : 스위치부 12 : 정전류부

13 : 레이저 출력부 14 : 레이저 감지부

15 : 제어부 16 : 키입력부

17 : 표시부 18 : 방열부

위와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 저출력 레이저 치료기는 레이저의 출력 주파수를 설정하는 모드 선택 키, 치료시간 설정키, 레이저 출력 시작/정지 키를 구비하는 키입력부와; 스위치부를 통해 전원 공급부에서 공급되는 전압에 의해 안정된 정전류를 출력하는 정전류부와; 상기 정전류부에서 입력된 정전류에 의해 레이저를 발생시키는 레이저 출력부와; 저장된 프로그램 및 입력되는 모드에 따라 레이저 출력 주파수 등 기기동작을 제어하는 제어부와; 상기 제어부에서 출력되는 표시신호에 따라 레이저의 출력상태와 모드상태를 표시하는 표시부와; 상기 레이저 출력부에서 발생하는 열을 흡수하여 외부로 방출하는 방열부로 구성된다.

본 발명에 의한 저출력 레이저 치료기의 제어방법은 기기를 초기화하는 단계와; 입력되는 치료시간과 레이저의 출력 주파수 모드에 따라 제어 파라미터를 설정하는 단계와; 상기 입력된 모드에 따라 해당 모드의 주파수로 레이저를 출력하는 단계와; 시작키가 입력되었는지를 판단하여, 시작키가 입력된 경우, 레이저를 출력하고 레이저가 환부에 쪼여지는 치료시간을 카운트하는 치료단계와; 카운트된 치료시간을 표시하고, 레이저 출력 정지키가 입력되었는지를 판단하는 단계와; 레이저 출력 정지키가 입력된 경우, 레이저 출력을 정지시키고, 레이저 출력 시작키가 입력될 때까지 대기하는 단계와; 레이저 출력 정지키가 입력되지 않은 경우, 입력된 치료시간과 카운트된 치료시간과를 비교하여 치료시간 종료인지를 판단하여 종료이면 레이저 출력을 정지하고, 치료시간이 종료되지 않았으면, 상기 치료시간을 카운트하는 단계로 구성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명을 실시예에 따라 첨부된 도면에 의거 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 저출력 레이저 치료기의 구성을 나타내는 블록도이다.

키입력부(16)는 레이저의 출력 주파수를 설정하는 모드 선택키스위치를 구비하여 사용자가 선택하는 키스위치에 따라 모드선택 신호를 출력한다. 제어부(15)는 저장된 프로그램 및 키입력부(16)를 통해 입력받은 모드에 따라 제어 파라미터에 의해 레이저 출력 주파수 등 기기의 동작을 제어한다.

스위치부(11)는 제어부(15)의 제어신호에 따라 전원공급부(도시생략)의 전력을 온/오프시키고 레이저 출력에 맞게 제어하여 출력한다. 정전류부(12)는 스위치부(11)에서 제어되어 공급받은 전력에 의해 저출력(예를 들면, 30∼50mW)의 정전류를 출력한다. 레이저 출력부(13)는 상기 정전류부(12)로부터 정전류를 입력받아 제어부(15)의 제어에 따라 레이저를 발생시킨다. 레이저 감지부(14)는 상기 레이저 출력부(13)에서 출력되는 레이저를 감지한다. 표시부(17)는 상기 제어부(15)에서 출력되는 표시신호에 따라 레이저의 출력상태를 표시한다. 방열부(18)는 상기 레이저 출력부(13)에서 발생하는 열을 흡수하여 외부로 방출한다.

본 발명에 의한 레이저 치료기는 가정에서 사용할 수 있도록 레이저 다이오드와 밧데리를 사용함으로써 휴대가 편리한 크기로 제작이 가능하며, 그 외관이 도 2a 및 b에 도시되어 있다. 도 2a의 레이저 치료기의 윗면에 키입력부(16)를 구성하는 0 Hz, 10 Hz, 80 Hz의 세가지 모드를 선택할 수 있는 모드 선택키스위치(31)와, 치료시간을 설정하는 치료시간 설정키(32) 그리고 스위치부(14)를 구성하는 레이저 출력 시작/정지 키(33)가 구비되어 있다.

사용자가 전원을 온시키면, 제어부(15)는 기기를 초기화한다. 이어서, 사용자가 모드 선택 키스위치(31)로 0 Hz, 10 Hz, 80 Hz의 세가지 모드 중에서 하나를 선택하고, 치료시간 설정키(32)로 치료시간을 설정하면, 제어부(15)는 키입력부(16)에서 입력된 모드 선택신호와 치료시간에 따라 스위치부(11), 정전류부(12), 레이저 출력부(13)를 제어하여 도 3a-c에 도시된 바와 같은 구형파 형태의 레이저를 출력할 준비를 한다.

도 4에 본 발명의 실시예에 의한 저출력 레이저 치료기의 정전류부와 레이저 출력부 및 레이저 감지부를 나타내는 회로도가 도시되어 있다.

레이저 출력부(13)는 레이져 다이오드(LD1, LD2, LD3)를 구비하며, 이 레이저 다이오드들 (LD1, LD2, LD3)은 직렬로 연결되어 정전류부(13)로 부터 전류를 공급받기 때문에 각 레이저 다이오드에 흐르는 전류는 동일하고, 그 출력도 또한 동일하게 된다. 레이저 다이오드(LD1, LD2, LD3)와 정전류부(12) 사이에 가변저항(VR2)과 같은 전류 조정소자를 두어 각 레이저 다이오드(LD1, LD2, LD3)에 인가되는 전압과 전류에 의해 전력이 30mW가 발생하도록 한다. 따라서, 3개의 레이저 다이오드(LD1, LD2, LD3)의 출력의 합은 90mW가 된다.

또한, 레이저가 발생하는 동안 레이저 표시 발광다이오드(LED1)에도 전원이 인가되어 발광하게 된다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 치료기의 윗면에는 감시창(30)이 형성되어 레이저의 발생을 표시하게 된다.

레이저 출력모드는 0 Hz, 10Hz, 80Hz의 세가지 모드가 있으며, 최대 5분간 쪼여야 효과가 있다. 레이저를 환부에 연속해서 쪼이는 경우, 환부의 혈관은 열을 계속적으로 받아 확장되기 때문에 동통과 같은 질환에는 적당하지 않다. 따라서, 이런 경우 모드 선택 키스위치(31)로 10 Hz 또는 80 Hz의 레이저 모드를 선택하여 환부에 쪼이면, 도 3b 및 3c에 도시된 바와 같이 환부의 혈관에 열이 가해졌다 안가해졌다 하여 혈관의 수축과 확장이 반복되므로 혈액의 순환을 돕기 때문에 혈액의 순환에 지장이 생겨 발생하는 질병에 유효하다.

3개의 레이저 다이오드(38, 38, 38)가 도 2b에 도시된 바와 같이 레이저 치료기의 아랫면에 있는 레이저 방출구(37)에 장치되어 선택된 모드와 치료시간 동안 레이저를 출력한다.

레이저 다이오드의 특성상 출력 시간이 지날수록 열이 발생하여 그 출력이 떨어지게 된다. 따라서, 레이저 다이오드(38)에서 발생하는 열을 방출하기 위하여 도 5a-c에 도시된 바와 같이 각각의 레이저 다이오드(38)에 하나의 방열판(41)을 부착한다. 3개의 레이저 다이오드(38)는 정삼각형을 이루도록 배치되며, 도 5(c)에 도시된 바와 같이 3개의 레이저 다이오드(38)에 하나의 원형 방열판(41)을 부착하고, 방출면적을 넓히기 위하여 도시된 바와 같이 방열판(41)의 측면에 톱니를 형성한다. 또한 3개의 부채꼴로 된 방열판(41)의 중심부에는 통공이 형성되어 레이저 감지부(14)의 창(45)이 되도록 한다.

방열판(41)의 3개의 레이저 다이오드(38)용 구멍(42)의 직경은 레이저 다이오드(38)의 직경보다 조금 작게 하고 간극(43)을 형성하여, 방열판(41)의 구멍(42)이 레이저 다이오드(38)를 조일 수 있도록 한다. 레이저 다이오드(38)의 케이스가 (+)전극과 접속되어 있기 때문에 방열판(41)과 레이저 다이오드의 케이스 사이에 절연이 되도록 구멍(42)의 내면에 절연재를 도포한다.

3개의 레이저 다이오드(38, 38, 38)로 정삼각형의 꼭지점을 형성한 레이저 출력부(13)의 중심에는 수광소자(예를 들면, 포토 다이오드 등)(PD1)로 된 레이저 감지부(14)를 설치하여 레이저가 방출되는 것을 감지하여 제어부(15)로 하여금 제이저 출력시간을 카운트하게 한다. 즉, 방열판(41)에 형성된 창(45)을 통하여 수광소자(PD1)가 환부에 반사되어 되돌아오는 레이저를 수광하게 된다.

또한, 표시부(17)는 일정시간(예를들면, 0.5 분) 간격으로 치료시간의 경과를 표시하는 다수의 발광 다이오드로 구성되는 치료시간 표시부(36)와, 모드 선택키(31)로 선택된 모드를 표시하는 세개의 발광다이오드를 구비하는 모드 표시부(35)로 구성되며, 제어부(15)에서 출력되는 신호에 따라 발광되어 치료시간의 경과와 선택된 모드를 표시한다.

본 발명에 의한 저출력 레이저 치료기는 레이저 다이오드를 사용하여 소형화가 가능하기 때문에 도 2a 및 2b에 도시되는 바와 같이 휴대하기에 편리한 크기로 제작이 가능하여 가정에서 사용이 가능하다.

도 6에 도 1의 저출력 레이저 치료기를 제어하는 방법을 나타내는 플로우 차트가 도시되어 있다.

먼저, 제어부의 모든 조건을 초기화시키고(S41), 키입력부(16)에서 입력되는 치료시간과 모드에 따라 파라미터를 설정하여 각 부를 제어할 준비를 한다(S42). 설정된 모드를 표시하고(S43), 키입력부(16)에서 입력되는 시작키(33)가 입력되었는지를 판단한다(S44). 시작키가 입력된 경우 입력된 모드에 따라 제어부에 의해 스위치부(11)가 제어되어, 레이저를 해당 모드의 주파수로 출력한다. 즉, 모드 0이면, 도 3a에 도시된 바와 같이 레이저의 출력 주파수가 0이므로 레이저 출력시간은 무한대이고, 모드 1이면, 도 3b에 도시된 바와 같이 레이저의 출력 주파수가 10 Hz이므로 레이저 출력시간은 10ms 단위로 온/오프하고, 모드 2이면, 도 3c에 도시된 바와 같이 레이저 출력 주파수가 80 Hz이므로 레이저 출력시간은 1.6ms 단위로 온/오프한다(S45). 레이저 출력시간, 즉 치료시간을 카운트한다(S46). 상기 단계에서 카운트된 치료시간을 표시한다(S47). 본 실시예에서는 도 2a에 도시된 바와 같이 발광다이오드를 0.5분 단위로 발광시켜 치료시간을 표시하지만, 이것은 실시예에 불과하며, 각 질병의 특성에 따라 표시되는 치료시간의 단위를 증가시켜 5분단위로 표시할 수도 있고, 감소시켜 10초단위로 표시할 수도 있다. 키입력부(16)로부터 시작/정지 키(33)가 눌려져서 레이저 출력 정지신호가 입력되었는지를 판단한다(S48). 레이저 출력 정지키가 입력된 경우, 스위치부(11)를 오프하여 레이저 출력을 정지시키고(S49), 단계 S43으로 되돌아가서 그 이하의 과정을 반복한다. 레이저 출력 정지키가 입력되지 않은 경우, 입력된 치료시간과 카운트된 치료시간과를 비교하여 치료시간 종료인지를 판단하고(S50), 치료시간이 종료되지 않았으면, 단계 S45이하의 과정을 반복하고, 치료시간이 종료된 경우, 스위치부(11)를 오프시켜 레이저 출력을 정지시키고 치료 프로그램을 종료한다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의하면, 저출력 레이저를 다양한 주파수로 발생시키고 그 발생시간을 키스위치로 조정할 수 있게 함으로써 저출력 레이저의 치료효과를 다양한 분야에 응용할 수 있으며, 레이저 다이오드를 사용하여 소형화하여 가정에서도 이용할 수 있다.

Claims (9)

1. 레이저의 출력 주파수를 설정하는 모드 선택 키와 치료시간 설정키를 구비하여 치료모드를 설정하여 출력하는 키입력부와;

   키입력부로부터 입력된 치료모드와 미리 설정되어 저장된 프로그램에 따라 제어파라미터를 설정하여 각 부를 제어하는 제어부와;

   제어부의 제어신호에 따라 치료모드에 맞는 레이저를 출력할 수 있는 전력을 공급하는 스위치부와;

   스위치부에서 공급되는 전력에 의해 정전류를 출력하는 정전류부와;

   상기 정전류부로부터 정전류를 입력받아 설정시간동안 레이저를 발생시키는 레이저 다이오드를 구비한 레이저 출력부와;

   레이저 출력부에서 출력된 레이저를 감지하여 레이저감지신호를 제어부에 송출하는 레이저 감지부와;

   상기 제어부에서 출력되는 표시신호에 따라 레이저의 출력시간과 치료모드를 포함하여 구성된 저출력 레이저 치료기.
2. 제1항에 있어서, 상기 레이저 출력부에 방열부가 형성된 것을 특징으로 하는, 저출력 레이저 치료기.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 표시부는 0.5분 간격으로 치료시간의 경과를 표시하는 다수의 발광 다이오드로 구성되는 치료시간 표시부와 치료모드를 표시하는 치료모드 표시부로 구성되는, 저출력 레이저 치료기.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제어부는 입력되는 모드에 따라 상기 스위치부를 제어하여 레이저의 출력 주파수를 0 Hz, 10 Hz, 80 Hz로 제어하는, 저출력 레이저 치료기.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 레이저 출력부는 3개의 레이저 다이오드로 구성되고 각 레이저 다이오드에서 30∼50 mW 의 레이저를 발생시켜 출력하는, 저출력 레이저 치료기.
6. 제2항에 있어서, 상기 방열부는 그 중심에 원통형 레이저 다이오드가 끼워지는 구멍을 구비하고, 그 외측면에 톱니가 형성된 방열판으로 구성되는, 저출력 레이저 치료기.
7. 제6항에 있어서, 상기 방열판은 대략 120。의 부채꼴로 형성되어 3개의 레이저 다이오드에 장착되었을 때 원형이 되고, 그 부채꼴 중심에 원형통공이 형성되어 상기 레이저 감지부의 창이 되는, 저출력 레이저 치료기.
8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 방열판에 형성된 구멍은 상기 원통형 레이저 다이오드의 직경보다 약간 작은 직경을 가지며, 주위에 간극이 형성되어, 레이저 다이오드를 조여주고 상기 레이저 다이오드의 접촉면과 절연하기 위하여 절연재가 도포되는, 저출력 레이저 치료기.
9. 기기를 초기화하는 단계와;

   치료모드에 따라 미리 설정된 프로그램에 의해 입력되는 치료시간과 제어파라미터를 설정하는 단계와;

   시작키의 동작에 따라 출력준비된 레이저를 출력하는 단계와;

   레이저가 출력되어 환부에 쪼여지는 치료시간을 카운트하는 단계와;

   설정된 치료모드와 치료시간을 표시하는 단계와;

   레이저 출력 정지키가 입력되었는지를 판단하는 단계와;

   레이저 출력 정지키가 입력된 경우, 레이저 출력을 정지시키고, 레이저 출력 시작키가 입력될 때까지 대기하는 단계와;

   레이저 출력 정지키가 입력되지 않은 경우, 입력된 치료시간과 카운트된 치료시간과를 비교하여 치료시간 종료인지를 판단하여 종료이면 레이저 출력을 정지하고, 치료시간이 종료되지 않았으면, 치료시간의 카운트를 계속하여 치료시간 종료시까지 레이저 출력을 계속하는 단계를 포함하는, 저출력 레이저 치료기의 제어방법.