KR20020028493A

KR20020028493A - 원격 피부진단 및 치료기

Info

Publication number: KR20020028493A
Application number: KR1020000059516A
Authority: KR
Inventors: 김영애
Original assignee: 김영애
Priority date: 2000-10-10
Filing date: 2000-10-10
Publication date: 2002-04-17
Also published as: KR100400870B1

Abstract

본 발명은 사용자와 외부의 피부관리센터를 무선 통신망으로 연결하여 사용자의 피부 상태를 원격지에서도 편리하게 진단 치료할 수 있도록 한 원격 피부진단 및 치료기에 관한 것이다.

본 발명은 무선 단말기(2)를 통해 외부 공중망과 통신할 수 있는 외부통신 인터페이스(5), 피부(6)에 인접하여 피부에 대한 정보를 취득하는 피부 단말부(9), 이 피부 단말부(9)에 의한 진단정보를 일시적으로 저장하는 확장 메모리(7) 및, 인터페이스(5)와 피부 단말부(9)와 확장 메모리(7)를 각각 운영 제어하는 마이크로 프로세서(3)로 구성되어 있다.

따라서, 본 발명의 진단 치료기에 의하면 피부관리와 관련된 제반 서비스를 시간에 구애 받지 않고 원하는 장소에서 손쉽게 받을 수 있게 되므로 저렴한 경비로 체계적이면서 지속적인 피부 관리가 가능하게 된다.

Description

원격 피부진단 및 치료기{remote dermal diagnosing and curing device}

본 발명은 원격 피부진단 및 치료기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무선통신망을 이용하여 원격으로 사용자의 피부상태를 진단하고 그에 따른 적절한 치료방법을 결정한 후 결정된 치료방법에 따라 원격으로 사용자의 피부를 치료하기 위한 시스템에 관한 것이다.

인체 중 그 중요성이 간과되고 있는 피부는 면적이 평균 체격을 가진 사람을 기준으로 할 때 여성이 약 1.6㎡, 남성이 약 1.8㎡이며, 무게로 따지면 체중의 약 16%를 차지할 정도로 중요한 기관이며, 여러가지 기능 및 작용을 한다.

피부는 수직으로 잘라 단면을 보면 가장 바깥층인 표피, 중간층인 진피, 가장 아래층인 피하지방조직으로 된 3개의 층으로 이루어져 있으며, 그밖의 피부부족기관으로서 털, 땀샘, 지방샘, 손발톱, 촉각기관 등을 가지고 있다.

이중 표피는 매우 얇은 기관으로서 혈관이 없고, 표피의 두께는 보통 0.07~1.12mm인데, 피부의 두께는 진피로 결정되는 것이 아니고 표피의 두께로 결정된다. 표피는 피부의 두께에 따라 다르나 각화세포가 변형되는 모양에 따라 뚜렷한 5개의 각기 다른 세포층으로 이루어지며, 가장 바깥쪽에서부터 각질층, 투명층, 과립층, 유극층, 기저층으로 되어 있다. 또 표피에서는 죽은 각질세포가 떨어져 나가고 새로운 세포가 생성되는 28일 주기 각화현상이 일어난다.

여기에서, 각질층은 피부의 가장 표면에 있으며 단단하고 건조한 얇은 껍질을 이르는데, 각질 또는 케라틴이라 불리는 단백질이 50%, 지방 20%, 수용성 물질 23%, 수분 7%로 구성되어 있으며 이중 지방, 수용성물질, 수분등은 피부내에서 분비되는 피지, 땀 등과 어우러져 표피를 감싸는 피부 보호막을 형성한다. 건강한 피부의 표면은 PH가 약 5.5 정도인데 산성지방막이라고도 한다. 이 산성지방막은 표피의 수분이 많이 증발되는 것을 방지하고 세균, 박테리아, 곰팡이 등이 번식하는 것을 억제하고, 공기중에 있는 먼지나 오염물질 또는 유해물질로부터 피부를 보호하는 기능을 한다.

투명층은 각질층 바로 밑에 있는 층으로, 생명력이 없는 무색, 무핵세포이며 맑고 투명한 층이다. 모든 피부에 존재하나 얇은 피부에서는 식별이 쉽지 않고 손바닥, 발바닥에서 뚜렷이 관찰된다. 3~4개의 세포층으로 되어 있고 납작한 호산성 세포로 구성되어 있다. 투명층은 산성지향성의 성질을 지니며 피부의 산성막을 형성하는 층이라 할 수 있다.

과립층은 각질의 전단계 물질인 케라트히알린이라는 과립이 들어 있다. 과립층의 세포에는 세포핵이 없어 세포분열이 일어나지 않으며 세포모양도 꽤 넓다. 과립층은 또한 외부로부터의 이물질 통과(특히 물의 침투에 대한 방어역할)와 피부내부로부터의 수분증발을 저지하여 피부염이나 피부건조를 방지하는 피부미용상 중요한 역할을 하고 있다.

유극층은 표피 가운데 가장 두꺼운 층이며 유극층의 세포에는 세포핵이 있어 세포를 만들어 낸다. 유극층과 기저층을 합하면 말피기층이라고도 하는데 이층은 각화과정의 시작과 진행에 중요한 층으로 알려져 있다. 유극세포 사이에는 림프관이 순환하고 있어 피부의 피로회복 및 미용에 관계가 있다.

끝으로, 기저층은 표피의 가장 아래층에 위치하고 있으며 진피와 밀착되어 있고 진피와 서로 물결모양의 경계를 이루고 있다. 기저층의 기저세포는 살아있는 세포로서 왕성한 세포분열이 일어나므로 표피세포의 대부분이 생성되는 곳이다. 기저층내에는 각질세포와 색소세포가 있다. 기저층의 각질세포는 케라틴화되어 각질층을 이루었다가 피부표면에서 떨어져 나가며, 활발히 분열하여 계속해서 새로운 세포를 윗층으로 보내는 역할을 하며, 피부 색상을 결정짓는 멜라닌 색소를 만들어 낸다.

진피는 표피의 약 10~40배나 되는 두꺼운 층으로 표피와 물결모양으로 연결되어 있으며 이 물결모양의 진피 유두체 부분에 모세혈관, 신경섬유 등이 들어 있다. 진피의 주요 구성물질은 코라겐 섬유와 앨라스틴 섬유, 그리고 그 공간을 채우고 있는 점다당류들이다. 콜라겐 섬유와 앨라스틴 섬유는 그물 모양으로 서로 짜여 있어 피부의 탄력과 신축성을 유지하게 한다.

피하지방조직은 피부의 가장 깊숙한 곳에 위치하며, 헐렁한 섬유성 단백질로 짜여져 있는데, 그 사이사이에 다수의 벌집모양 지방세포들이 자리잡고 있다. 피하지방조직은 여성호르몬과 관계가 깊어 여성의 신체선에 부드러움을 주며, 또한 열의 부도체이기 때문에 체내의 열이 외부의 온도에 좌우되지 않도록 하고, 여분의 피부 밑 지방조직으로 축적되어 뼈 또는 근육을 외부의 압력으로부터 보호하는 쿠션 역할을 한다. 또 영양이 부족할 때에는 영양의 공급원이 되기도 하고 피하지방이 너무 많으면 피하지방층의 혈관이나 림프관이 늘어나 혈액 순환이 원활하지 못하게 된다.

그 밖의 피부의 부족기관으로는 몸의 체온조절과 노폐물의 배설, 피부 표면의 수분 공급 역할을 하는 땀샘과, 피지를 생산하는 피지샘과, 햇빛, 추위, 더위등 물리적인 자극으로부터 우리의 몸을 보호하는 털과, 손가락 발가락을 보호해주는 손톱, 발톱이 있다.

따라서 피부는 단순히 신체를 덮고 있는 것이 아니라 다음과 같은 기능을 가지며 우리 신체를 보호하고 있다. 그러나 이러한 피부의 기능은 피부만이 독립된 것이 아니고 신체 내부의 기능과 관련되어 있으므로 이를 파악하고 피부 손질을 하는 것이 중요하다. 특히 피부의 각질층은 체외로부터 수분의 흡수를 막고 있는 일종의 방벽을 이루며 한편 체내의 수분 즉 조직액이 증발 또는 유출되는 것을 방지하는 역할을 한다.

피부는 여러 기능 중 먼저 분비 및 배설 기능으로서 땀과 피지를 분비하고 있다. 피부에는 기름샘이 있어 기름을 피부표면으로 분비하며, 땀은 대부분이 피부표면에서 증발하여 체온조절에 도움을 주고 일부는 기름과 함께 기름막을 만들어 피부를 보호한다. 이 기름은 각질층에 퍼져 방수제 역할을 함과 동시에 일부 항진균 및 항균 성질을 가짐으로써 어느 정도의 방어 역할을 하고 있다.

피부는 또한 호흡기능으로서 피부조직내에서 당류를 연소반응에 의해 이산화탄소와 물로 분해시키며, 외기와 호흡을 한다. 피부의 호흡은 폐호흡의 1% 정도로 적은 양이지만, 피부 전체를 통기성이 없는 것으로 덮어버리면 살 수 없을 정도로 중요하다. 젊은 피부는 호흡이 잘되나 나이가 들어가면서 피부 호흡의 양은 줄어든다.

피부의 또 다른 기능으로서 흡수기능이 있다. 흡수기능은 표피보다는 대부분 털구멍에 의해 이루어지는데, 수용성 물질보다 지용성 물질의 흡수가 보다 용이하며 물질의 종류, 피부의 상태, 환경 등에 의해서도 영향을 받는다. 대부분의 화장품들이 바로 이 흡수기능을 이용하여 만들어지고 있다.

영양소 저장기능에 의해서 피부는 지방분이 과잉상태일 때는 여분의 영양물을 피부 밑에 지방으로 저장하고 있으며, 소모가 많아지면 방출시킨다. 따라서 피하지방은 생체의 영양상태에 따라 그 양이 자주 변한다. 또한 표피나 진피에는 수분을 함유하여 피부의 외관을 건강하고 윤택하게 보이게 한다.

그런데, 위에서 기술한 것과 같이 구조 및 기능 상 다양한 특성을 가지고 있는 피부를 진단 치료함에 있어 종래에는 예를 들면, 카메라를 이용하여 피부의 표면 상태만을 보고하거나 임피던스만을 측정하여 유분과 수분의 상태만을 측정하여 진단하는 등 위에서 언급한 피부의 특성 중 일부의 특징만을 기준으로 피부를 진단치료하는 특화된 장치만을 개별적으로 사용할 수밖에 없었으므로, 피부 제 증상에 대한 통합적인 진단 치료가 곤란하다는 문제점이 있었다.

또한, 특정 장치에 의해 피부의 상태나 증상에 알맞는 진단 치료를 시술함에 있어서도 병원의 치료실과 같은 일정 공간 안에서 특정 장비를 이용하는 오프라인 방식을 취하게 되므로, 진단 치료 비용이나 시간이 과도하게 소모되며, 따라서 피부에 대한 정기적이면서도 체계적인 진단 치료 및 이에 따른 사후관리가 효과적으로 이루어지지 못하게 된다는 문제점도 있었다.

위와 같은 종래의 피부진단 및 치료장치가 가지고 있는 문제점을 해결하기 위해 본 발명이 안출되었으며, 따라서 본 발명은 피부의 다양한 특성에서 비롯되는 제 증상에 대하여 개별적인 진단 및 치료 뿐만 아니라 포괄적인 진단 및 치료가 가능하도록 함과 동시에, 이러한 일괄 진단 치료 서비스를 무선통신망을 이용하여 제공함으로써 오프라인 상에서의 피부진단 치료 및 사후 관리 시 야기되는 시공간 상의 제약 및 과도한 비용 발생의 부담을 해결하여, 사용자로 하여금 체계적이면서 효과적으로 지속적인 피부 관리를 할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 피부 진단 및 치료기가 적용되는 피부 진단 치료 시스템의 전체 구성을 개략적으로 보인 블록도.

도 2는 도 1의 구성을 상세히 나타낸 블록도.

도 3은 도 2에 도시된 중앙 제어부의 상세 블록도.

도 4는 도 2에 도시된 임피던스 측정부의 상세 블록도.

도 5는 도 3에 도시된 전극의 사용 상태를 설명한 개략도.

도 6은 도 5의 전극에 의해 형성되는 회로의 일예를 보인 개략도.

도 7은 도 2에 도시된 영상 취득부의 상세 블록도.

도 8은 도 2에 도시된 이온 토프로시스부의 상세 블록도.

도 9는 도 2에 도시된 초음파 발생부의 상세 블록도.

도 10은 근거리용 단말기가 적용된 피부진단 및 치료기를 개략적으로 보인 블록도.

도 11은 유선 네트웍이 적용된 피부진단 및 치료기를 개략적으로 보인 블록도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 피부진단 및 치료기 2 : 무선 단말기

3 : 마이크로 프로세서 5 : 외부통신 인터페이스

6 : 피부 7 : 확장 메모리

9 : 피부 단말부 10 : 중앙 제어부

11 : 임피던스 측정부 30 : 키패드 입력장치

40 : 온도 습도 보정부 50 : 디스플레이

60 : 음성발생부 111 : 영상 취득부

211 : 이온 토프로시스부 311 : 초음파 발생부

위와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 무선 단말기를 통해 외부 공중망과 통신할 수 있는 외부통신 인터페이스, 피부에 인접하여 피부에 대한 정보를 취득하는 피부 단말부, 이 피부 단말부에 의한 진단정보를 일시적으로 저장하는 확장 메모리 및 인터페이스와 피부 단말부와 확장 메모리를 각각 운영 제어하는 마이크로 프로세서로 구성되어 있는 원격 피부진단 및 치료기를 제공한다.

이하, 첨부된 도면에 따라 본 발명의 원격 피부진단 및 치료기를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1에 도면번호 1로 도시된 바와 같이 본 발명의 진단 및 치료기는 본체인 중앙제어부(10)와 인체의 피부(6)에 직접적으로 사용되는 보조부인 피부 단말부(9)로 구성되어 있다. 여기에서 중앙제어부(10)는 다시 기본적인 구성요소로서, 외부통신 인터페이스(5), 확장 메모리(7) 그리고 마이크로 프로세서(3)를 구비하고 있는데, 마이크로 프로세서(3)는 인터페이스(5)와 확장 메모리(7) 그리고 각각의 피부 단말부(9)를 운영 제어하도록 되어 있으며, 확장 메모리(7)는 피부 단말부(9) 또는 외부 피부관리센터로부터 전송되어 오는 다양한 진단 및 치료 정보를 일시적으로 저장하도록 되어 있다. 또한, 외부통신 인터페이스(5)는 도 3 상단에 도시된 PCS, 셀룰러폰 또는 무선 랜카드 등과 같은 무선 단말기(2)를 통해 외부에서 제공되는 공중망과 통신이 가능하도록 통신규격이 다음과 같이 구현되어 있다.

본 발명에서 사용되고 구현된 각 통신규격은 구현방법이 이미 보편화되어 있는 RS232, PCMCIA, DICOM, Bluetooth로, 전문반도체회사에서 각 통신규격을 구현하는데 필요한 전용칩을 생산하여 시판하고 있다. 여기에서 RS232의 설명이나 특성은 설명이 필요치 않을 것으로 생각되며 다만 컴퓨터에서 사용되는 PCMCIA통신규격과 원격의료기기에 사용되는 통신규격인 DICOM 그리고 최근에 개발되고 있는 근거리 통신을 위한 통신규격인 Bluetooth에 대해서 간단히 언급하고자 한다.

먼저, PCMCIA(Personal Computer Memory Card International Association)는1989년에 IC 카드에 관한 표준을 만들어 모바일 컴퓨터간의 상호 연동성을 향상시키기 위해 설립된 국제표준협회이다. 여기서 제정된 PC 카드의 규격은 1994년에 제정된 PCMCIA 스탠다드 2.01, 2.1과 1995년에 추가된 PC 카드 스탠다드 규격을 기본으로 한다. 이 규격들은 입출력 인터페이스에 관한 것으로 내용이 너무 많아 다 소개할 수는 없으며 특징만을 간단히 살펴보면 다음과 같다. 카드 인포메이션구조(CIS;Card Information Structure)는 호스트에서 자동으로 컨피규(configure)할 수 있으며 메타포맷(metaformat) 규격으로 정의되어 있다. 또한 카드버스는 32비트 버스마스터링을 사용하며 최대 33MHz로 동작한다. 그리고 운영프로그램(O/S)이나 응용프로그램은 카드에서 직접 실행할 수 있도록 하여 호스트의 주메모리를 차지하지 않도록 하였다. 저전압(3.5V)으로 동작이 가능하도록 설계되어 있으며, 동작중에서 탈착이 가능한 플러그앤플레이(plug and play) 방식이며 비디오신호 전송시 중간에 버퍼 없이 직접 카드에서 비디오신호를 그래픽 컨트롤러로 전송할 수 있는 줌비디오(zoomed video) 규격등을 갖추고 있다.

또 다른 통신규격인 Bluetooth는 최근 들어 기존의 통신기기, 가전, 사무용기기 등 종류에 상관없이 접속이 가능하도록 한 근거리 무선통신기술로 1998년 에릭슨, 노키아, IBM, 도시바, 인텔 등이 결성한 SIG(Special Interest Group)에서 결성한 세계표준화 규격이다. 일반적인 사양은 규격에 있으나 그 분량이 너무 많아 여기서는 간단한 특징만을 설명한다. 전송속도는 1Mbps(bit per sec)이며, 통신반경은 10m에서 100m내외, 전송대역은 2.402-2.480MHz이며 통신방식은 대역간 간섭방지를 위하여 주파수 호핑확산대역(FHSS) 방식으로 전송속도는 1600hops/s이다. 그리고 변조방식은 GFSK(Gaussian Frequency Shfit Keying)을 사용하며 3채널의 보이스지원을 하며 점대점(Point to Point), 점대다(Point to Multi) 접속이 가능하다.

그리고 국제 의학영상 프로토콜인 DICOM은 의학영상 장비제조업체와 사용자의 요구에 의해서 발전되어 왔으며 1992년 RSNA(Radiological Society of North America)회의에서 처음으로 장비들의 연동을 위한 네트웍을 사용한 메시지 규약을 제정하였다. 그 후 ACR(America College of Radiology)와 NEMA(National Electrical Manufacturers Association)가 결합하여 각 WG(Working Group)를 형성하여 1993년 RSNA에서 시연을 하고 DICOM 버전3.0을 제정하였다. 이것의 특징은 TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol) 혹은 OSI(Open System Interconnection)를 보조하는 네트웍에 인터페이스에 필요한 프로토콜 스택 계층에 의해 이를 해결한다. 그리고 시스템사이에서 전송되는 정보를 위하여 객체지향(object-oriented) 정보모델을 이용한다.

따라서, 도 3에 도시된 바와 같이, 외부 피부관리센터와의 통신수단으로서 PCS나 셀룰러폰(2)이 사용되는 경우 외부통신 인터페이스(5)로는 PCMCIA 또는 RS-232 표준의 통신규격을 갖는 인터페이스(5)가 사용된다. 한편, 도 10에 도시된 것처럼, Bluetooth용 네트웍 시스템이 구비되어 있는 한정된 공간 안에서 통신수단으로서 PCS나 셀룰러폰 대신에 근거리 무선통신용 단말기(102)가 사용되는 경우 중앙 제어부(10) 내에는 외부통신 인터페이스로서 Bluetooth 표준의 통신규격을 갖는 인터페이스(105)가 사용될 수 있으며, 통신수단으로서 원격진단용 유선 네트웍(202)이 사용될 수도 있는데, 이 경우에는 도 11에 도시된 바와 같이 외부통신 인터페이스로서 DICOM 표준의 통신규격을 갖는 인터페이스(205)가 사용된다.

위와 같이 구성된 중앙 제어부(10)는 피부의 진단 및 치료를 보다 용이하면서도 정밀하게 할 수 있도록 도 2에 도시된 바와 같은 키패드 입력장치(30), 온도 습도 보정부(40), 디스플레이(50) 그리고 음성 발생부(60)와 각각 연결되어 있는데, 이들 보조장치를 도 3을 참조로 각각 설명하면, 먼저 키패드 입력장치(30)는 키입력에 의해 진단 치료기(1)의 기능을 셋팅하는 장치로서 도시된 바와 같이 키패드 드라이브 회로(31)를 통해 마이크로 프로세서(3)와 연결되며, 디스플레이 장치(50)는 도시된 바와 같이 디스플레이 드라이브 회로(51)를 통해 마이크로 프로세서(3)와 연결되어 있다.

치료 진단기(1) 주위의 온도와 습도로부터 영향을 받는 측정 데이터값을 보정해주는 온도 습도 보정부(40)는 다시 온도 및 습도 센서(41,42), 전처리 회로(43,44) 및 A/D 변환기(45)로 구성되어 있다. 여기에서 온도센서(41)와 습도센서(42)는 치료 진단기(1) 주위의 온도와 습도를 각각 측정하며, 온도센서(41)와 습도센서(42)에 각각 연결되어 있는 전처리 회로(43,44)는 센서(41,42)에 의해 측정된 온도 및 습도값을 필터링하여 증폭시킨다. A/D변환기(45)는 증폭된 온도 및 습도값을 디지털값으로 변환시킨다.

디스플레이 드라이브회로(51)를 통해 마이크로 프로세서(3)와 연결되어 있는 디스플레이 장치(50)는 온도 습도 보정부(40)에서 측정되어 마이크로 프로세서(3)에 의해 일차적으로 가공된 온도 및 습도값의 일부를 표시하거나, 외부통신 인터페이스(5)를 통해 외부 피부관리센터로부터 전송되는 피부 진단 및 치료방법 등과 같은 각종 정보를 표시하며, 키패드 입력장치(30)에 의해 입력되는 데이터나 장치(1)의 동작상태를 표시할 수도 있다.

외부 피부관리센터로부터 전송되는 진단 및 치료 정보를 음성으로 들을 수 있도록 하는 음성 발생부(60)는 음성 메모리(61)와 앰프(63) 그리고 이어폰 잭(65)으로 이루어져 있는데, 음성 메모리(61)로는 ADP 시스템이 사용될 수 있으며, 이 경우 전송된 문자 메시지를 음성 메시지로 실시간 변환시켜 앰프(63)로 출력한다. 앰프(63)는 입력된 신호를 증폭시켜 이어폰 잭(65)에 전달함으로써 잭(65)에 삽입된 이어폰을 통해 사용자가 음성으로 된 정보를 들을 수 있도록 한다.

도 4 내지 도 9에 진단 치료 유형에 따라 각각 도시된 피부 단말부(9)는 피부(6)에 직접적으로 사용되는 부분으로서, 피부(6)의 임피던스를 측정하는 도 4의 임피던스 측정부(11), 확대된 피부(6) 영상을 촬영하는 도 7의 영상취득부(111), 피부(6)에서 이물질을 제거하고 화장품의 흡수를 원활하게 하는 도 8의 이온 토프로시스부(211) 그리고, 피부의 탄성을 측정하고 피부를 맛사지할 수 있는 도 9의 초음파 발생부(311)와 같은 장치가 모두 또는 선택적으로 사용될 수 있다.

여기에서, 임피던스 측정부(11)는 표피(6)에 미소전류를 흘려서 피부의 임피던스를 측정하여 상태를 진단하는 부분으로, 주파수성분을 갖는 교류신호를 이용하여 세포내액과 세포외액의 상태를 측정하는 방법을 이용하도록 되어 있으며, 도 4에 도시된 바와 같이, 주파수 발생기(19), 위상 조정기(20), 정전류원(21), 멀티프렉서 및 아이솔레이션 회로(23), 전압/전류 센싱부(25), 증폭기/필터부(27) 그리고 서브프로세서(18)로 구성되어 있다.

주파수 발생기(19)는 서브프로세서(18)의 명령에 따라 임피던스 측정에 필요한 저주파(1Kz)에서 고주파(1Mz)까지의 대역을 갖는 주파수를 발생시킨다. 위상 조정기(20)는 주파수 발생기(19)에서 발생된 주파수의 위상을 조정하도록 되어 있으며, 전류제한회로로 이루어진 정전류원(21)은 주파수 위상이 조정된 전기 신호의 전류값을 적정값 이하로 제한한다. 멀티프렉서 및 아이솔레이션 회로(23)는 제한된 값의 전기신호를 멀티프렉서 회로에 의해 다중화하여 도 5에 도시된 전극(24-1,-2,-3,-4)에 교대로 전달함과 동시에 아이솔레이션 회로를 통해 피부(6)에 과전류가 전해지는 것을 방지한다. 따라서 회로(23)는 전기신호에 의한 인체상의 위험요인을 최소화하고, 신호의 왜곡을 최소화하기 위하여 인체와의 아이솔레이션을 위한 디커플링(decoupling)회로가 내장되며 인체회로조합을 위한 전극교대(exchange)를 조정해준다.

멀티프렉서 및 아이솔레이션 회로(23)와 연결된 복수의 전극(24-1,-2,-3,-4)은 4개 이상의 전극을 갖는 것이 바람직하며, 피부(6)와 접촉한 상태에서 전극이 교대로 전환됨에 따라 예컨대 도 6에 도시된 것과 같이 + , -의 쌍으로 구성되어 피부상에 폐회로를 형성함으로써 피부(6)의 임피던스를 측정하게 된다. 이때 각각의 전극은 도 6과 같이 4개의 전극을 이용하여 측정할 경우 전극(24-1,-2,-3,-4)이 교대로 예컨대, 전극(24-1)과 전극(24-2), 전극(24-2)과 전극(24-1), 전극(24-3)과 전극(24-4), 전극(24-4)과 전극(24-3) 등 도시된 화살표 방향과 같은 조합으로 다양한 회로를 형성할 수 있다.

전압/전류 센싱부(25)는 멀티프렉서 및 아이솔레이션 회로(23)를 거쳐 전달된 전기 신호를 감지하도록 되어 있으며, 증폭기/필터부(27)는 센싱부(25)에 의해 감지된 신호를 증폭한 뒤, 필터링한다. 서브프로세서(18)는 증폭기/필터부(27)에서 분리된 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환기를 내장하고 있으며, 변환된 신호를 자체의 연산 프로그램에 의해 가공하여 인터페이스(28)를 통해 중앙 제어부(10)로 전달하도록 되어 있다.

도 7에 도시된 영상 취득부(111)는 피부표면을 고배율(40-600배)로 촬영하여 피부의 색깔이나 거칠기, 노화상태 등을 진단하는데 이용되는 데이터를 얻기 위한 장치로서, 발광장치(115), CCD 카메라(117), 버퍼앰프(121), 클램프 회로(123), 동기분리기(125), 버스트 게이트(127), 저역필터(129), 샘플러(131), 클럭발생기(133), 지연회로(135), A/D 변환기(137), 화상 메모리(141) 및 서브 프로세서(112)로 구성되어 있다.

여기에서 발광장치(115)는 서브프로세서(112)의 명령에 따라 발광 구동부(113)에 의해 구동되는 스트로브스코프와 같은 장치로서, 피부영상 촬영시에 필요한 조도를 유지시켜 주는데, 이때 발광장치(115) 구동신호는 영상을 촬영하는 CCD 카메라의 외부 동기신호로도 함께 사용된다. CCD 카메라(117)는 발광장치(115)에 의해 조명이 이루어진 상태에서 인터페이스(119)를 통해 전달된 중앙 제어부(10)의 명령에 따라 피부(6)의 표면을 정밀하게 촬영하도록 되어 있다. 카메라(117)에 의해 촬영된 영상의 아나로그 신호로 출력되어 A/D변환에 적합하도록 버퍼앰프(121)를 통해 증폭도가 조정된다. 클램프회로(123)는 증폭도가 조정된 신호에서 직류성분을 제거하는데, 이때 영상출력신호에 포함되어 있는 동기신호는 동기분리기(125)에 의해 분리되어 클램프타이밍을 알려주기 위해 클램프회로(123)에 인가된다.

한편, 버스트게이트회로(127)에 인가된 동기신호는 버스트클램프를 사용하여 색신호를 RGB 색신호로 분리시킨다. 클램프회로(123)와 연결된 저역필터(129)는 클램프회로(123)에서 직류성분이 제거된 신호의 고주파 노이즈를 제거 차단하여 일그러짐을 방지한다. 샘플러(131)는 저역필터(129)에 의해 필터링된 신호를 샘플링 회로를 통해 표본화하여 A/D변환기(137)로 전달한다. 다른 한편 클럭 발생기(133)는 버스트게이트 회로(127)에서 분리된 색신호를 동기화시키기 위한 클럭을 발생시키는데, 이때 클럭 발생기(133)는 독립적으로 구성할 경우에 동기를 맞추기 어려우므로 전압제어 발진기와 위상동기 루프회로를 구비함으로써 색신호의 위상을 맞추도록 한다.

또한, 클램프 회로(123)에서 직류성분이 제거된 아나로그 신호는 저역필터(129)를 거치면서 신호지연이 발생되므로, 클럭 발생기(133)에서 출력되는 색신호가 지연회로(135)를 통과하도록 하여 발생된 시간지연을 보정함으로써 동기신호를 A/D 변환기(137)에 동기시킨다. A/D 변환기(137)는 샘플러(131)와 지연회로(135)로부터 입력되는 아나로그 신호를 디지털 신호로 변환한다. A/D 변환기(137)를 통하여 변환된 신호는 데이터버퍼(139)를 거쳐 화상메모리(141)에 저장된다. 이렇게 해서 저장된 화상정보는 서브프로세서(112)에 의해 압축이 실행된 뒤 인터페이스(119)를 통하여 중앙제어부(10)로 전송된다.

도 8에 도시된 이온 토프로시스부(211)는 피부표면의 유분막으로 인해 피부에 침투가 어려운 수용성물질을 쉽게 침투시켜 미용효과를 높이기 위해 갈바닉전류를 사용하는 이온 토프로시스 즉, 이온영동법을 적용한 장치로서, 전기적인 파형을 이용하여 피부에 자극을 줌으로써 전기적 이온을 주입하는 방법에 의해 피부에 영양물질을 침투시킴과 동시에 극성을 바꾸어 신체내의 노폐물을 제거하도록 되어 있다.

따라서 이 장치(211)는 발진회로(217), 정전류회로(219), 전류제한회로 (221), 극성전환회로(223), 아이솔레이션 회로(225), 전극(227) 및, 서브프로세서 (213)로 구성되어 있는데, 여기에서 발진회로(217)는 서브프로세서(213)의 명령에 따라 고주파 신호를 발생시키며, 정전류회로(219)는 발진회로(217)에서 발생된 신호의 최대전류를 제한함으로써 신호를 정형화한다. 전류제한회로(221)는 사용자의 피부(6) 상태와 민감도에 따라 적절한 전류값을 조절하며, 극성전환회로(223)는 서브프로세서(213)의 명령에 따라 전류제한회로(221)를 통과한 신호 전류의 극성을 전환하여 전극(227)에 전달함으로써 피부(6)에 영양물질을 공급하거나 또는 피부(6)에서 노폐물을 제거하기도 한다. 이때 극성전환회로(223)와 전극(227) 사이의 아이솔레이션 회로(225)는 과도전류가 전극(227)을 통해 피부(6)로 전달되는 것을 방지하는 한편, 전극(227)으로 전달되는 신호의 왜곡도 방지한다. 전극(227)은 서브프로세서(213)의 프로그램에 따라 흡수 배출이 결정된 상태로 전달되는 신호를 피부에 작용시켜 영양물질을 공급하거나 노폐물을 제거한다. 끝으로 서브프로세서(213)는 중앙제어부(10)로부터 인터페이스(215)를 통해 전달된 정보에 따라 내장된 프로그램을 실행시킴으로써 위에서 언급한 각각의 회로(217,221,223)들을 제어한다.

도 9에 도시된 초음파 발생부(311)는 피부의 탄력성과 피부의 노화정도를 측정하거나, 초음파 맛사지에 의한 열효과로 조직내의 온도를 상승시켜 모세혈관을 확장시킴으로써 혈류량을 증대시켜 피부의 신진대사를 활발하게 하는 장치로서, 피부에 일정폭의 진동을 가하면 피부의 수분함량과 탄력성에 따라 반사파의 진동폭 및 주파수증감이 일어난다는 원리를 이용하여 피부의 노화정도를 측정하는 진단용으로 사용되며, 치료용으로 사용되는 경우에는 혈류량 증대를 이용해 대사율을 증가시키는데, 보통 조직내 온도가 10℃ 증가할 때마다 대사율은 약 2 내지 3배 증가한다. 아울러 초음파 발생부(311)는 진동에 의해 피부세포를 활성화시키고 모공속의 노폐물을 제거하는 보조작용도 한다.

이를 위해 초음파 발생부(311)는 도 9에 도시된 바와 같이, 발진회로(317), 주파수 가변회로(319), 파형정형회로(321), 승압회로(323), 초음파 트랜스듀서(325), 증폭회로(327), 검파회로(329), 파형정형회로(331) 및 서브프로세서(313)로 이루어져 있으며, 여기에서 발진회로(317)는 고주파 신호를 발생시키며, 주파수 가변회로(319)는 발진회로(317)에서 발생된 고주파 신호의 주파수 세기를 조절하여 피부 단말부(9)의 용도에 따라 피부의 탄력성 측정이나 피부 맛사지에 알맞는 주파수를 출력한다. 파형정형회로(321)는 내장된 필터에 의해 주파수 가변회로(319)에서 출력된 신호의 직류성분을 제거한다. 승압회로(323)는 초음파 발진에 필요한 전력을 트랜스듀서(325)에 공급하도록 파형정형회로(321)에서 출력되는 신호의 전압을 높인다. 피부(6)에 가해지는 진동을 발생시키는 초음파트랜스듀서(325)는 초음파 발진된 상태에서 피부에 진동 에너지를 전달한다.

초음파 발생부(311)를 진단용으로 사용할 수 있으려면 피부(6)에서 반사되어 되돌아 오는 초음파 신호를 다시 분석해야 하는데, 이를 위해서는 먼저 증폭회로(327)에 의해 트랜스듀서(325)로 반사되어 온 초음파 신호를 증폭회로(327)로 증폭시킨다. 이때 반사된 초음파 신호는 매우 작으므로 고이득의 증폭회로를 사용하여야 한다. 검파회로(329)는 증폭회로(327)에 의해 증폭된 반송 신호파를 검출하며, 파형정형회로(321)는 검파회로(329)에서 검출된 신호를 직류화시킨다. 직류화된 신호는 서브프로세서(313)에 내장된 A/D 변환기에 의해 디지털 신호화하며, 서브프로세서(313)는 변환된 신호를 내장 프로그램에 의해 처리한 뒤 인터페이스 회로(315)를 통해 중앙 제어부(10)으로 전송한다.

이제, 본 발명에 따른 피부 진단 및 치료기(1)의 동작에 대하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 있어서 피부의 진단은 크게 3가지 방법에 의해 획득된 데이터를 이용하여 이루어진다. 첫째는 표피 임피던스 측정법에 따른 임피던스 측정부(11)에 의해 피부의 수분과 유분, 산성도 등을 진단하기 위한 데이터를 획득하고, 둘째는 고배율 영상 취득부(111)를 통하여 피부의 색깔과 거칠기, 각질의 상태, 노화상태, 모세혈관의 분포 등을 진단하기 위한 정보를 획득하며, 셋째로는 초음파를 이용하여 피부의 탄력성과 노화의 정도를 진단하기 위한 데이터를 획득한다.

그리고 치료기능은 크게 2가지인데, 첫째는 이온 토프로시스부(211)를 이용하여 모공속의 이물질을 제거하고, 유분과 수분의 보충을 위한 화장품의 흡수를 활성화하는 기능이고, 둘째는 초음파 발생부(311)를 통한 피부 맛사지 기능이다.

이와 같이 획득된 데이터는 일차 가공된 후 외부통신 인터페이스(5)을 통하여 무선네트웍으로 연결된 피부관리센터 및 정보를 필요로 하는 곳으로 보내지며, 피부관리센터에서는 전송된 데이터를 진단전용프로그램과 전문가의 진단을 통하여 정확히 분석하여 피부의 상태를 정밀 진단한 뒤, 치료 및 대처 방안 등의 정보를 무선네트웍을 이용하는 본 발명의 원격 피부진단 치료기(1)를 통해 사용자에게 전송한다. 이에 따라 사용자는 각종 정보를 디스플레이(50)를 통해 화면으로 확인할 수 있으며, 음성 발생부(60)를 통해 음성으로 확인할 수도 있고, 요구 사항이나 기능 셋팅을 위해 키패드입력장치(30)를 사용할 수도 있다.

이를 보다 구체적으로 살펴보면, 도 2에 도시된 바와 같은 키패드 입력장치(30)를 이용하여 사용자가 기능 셋팅을 하여 동작을 시작하면 동작상태가 디스플레이(50)에 표시되며 동작이 시작된다. 사용자는 피부 단말부(9)의 각 진단 프로브를 측정이 필요한 부위에 위치시켜 측정을 시작한다. 동작이 시작되면 임피던스 측정부(11)에 의해 취득된 피부 임피던스 데이터, 영상 취득부(111)에 의해 촬영된 영상데이터, 초음파 발생부(311)에 의해 취득된 피부탄성 데이터 그리고 온도 습도 보정부(40)에 의해 수집된 온도습도 데이터를 일차 가공하여 외부통신 인터페이스(5)와 연결된 무선 단말기(2)를 통하여 피부관리센터로 전송한다. 전송된 각종 데이터는 피부관리센터에서 정밀가공된 후 무선단말기(2)로 수신된 정보는 외부통신 인터페이스(5)를 거쳐 마이크로 프로세서(3)에 내장된 프로그램에 의해 해독된 뒤 확장메모리(7)에 저장되는 한편 디스플레이(50)를 통하여 사용자에게 전달된다.

이상 살펴본 바와 같이 본 발명의 원격 피부진단 및 치료기에 의하면, 사용자는 하나의 장치에 의해 원하는 사용상태에 따라 진단과 치료라는 2가지 유형으로 피부관리를 할 수 있다. 즉, 진단부분으로서는 피부의 수분, 유분, 산성도 등을 측정할 수 있으며, 노화상태나 거칠기 등을 확인할 수 있고, 피부 탄력도 쉽게 측정할 수 있다. 또한 치료부분으로서는 모공속의 이물질 제거나 피부 맛사지 기능으로 사용할 수도 있는 등 본 발명의 진단 치료기 하나로 피부관리와 관련된 거의 모든 성능을 만족시킬 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 피부 진단 치료기의 종합적 피부관리 성능을 이용함에 있어, 치료시간 간격이나 구체적인 용법 심지어 피부에 적합한 화장품의 선택 등과 같은 피부 진단 및 치료 방법이나 그 과정 또는 결과 등에 관한 상세정보를 무선 통신망을 이용해 사용자가 편리한 공간에서 편리한 시간에 실시간으로 제공받을 수 있게 되므로, 피부관리에 소요되는 비용이나 시간을 대폭적으로 감소시킬 수 있으며, 따라서 지속적이면서도 체계적인 피부관리가 가능해진다.

Claims

무선 단말기(2)를 통해 외부 공중망과 통신할 수 있는 외부통신 인터페이스(5), 피부(6)에 인접하여 피부에 대한 정보를 취득하는 피부 단말부(9), 상기 피부 단말부(9)에 의한 진단정보를 일시적으로 저장하는 확장 메모리(7) 및, 상기 인터페이스(5)와 피부 단말부(9)와 확장 메모리(7)를 각각 운영 제어하는 마이크로 프로세서(3)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 원격 피부진단 및 치료기.
제1 항에 있어서, 상기 피부 단말부(9)는 서브프로세서(18)로부터의 전기신호에 의해 상기 피부(6)의 임피던스 측정에 필요한 대역의 주파수를 발생시키는 주파수 발생기(19), 발생된 주파수의 위상을 조정하는 위상 조정기(20), 전류제한회로에 의해 전기신호를 일정한 전류로 제한하여 공급하는 정전류원(21), 공급된 전기신호를 다중화하고 디커플링 회로에 의해 절연시켜 복수의 전극(24-1,-2,-3,-4)에 교대로 전달하는 멀티프렉서 및 아이솔레이션 회로(23), 피부(6)와 접하여 전극이 교대됨으로써 피부(6)와 폐회로를 형성하는 상기 복수의 전극(24-1,-2,-3,-4), 상기 전극(24-1,-2,-3,-4)에 의해 측정되고 상기 멀티프렉서 및 아이솔레이션 회로(23)를 거쳐 전달된 전기 신호를 감지하는 전압/전류 센싱부(25), 감지된 신호를 증폭시킨 후 필터링하는 증폭기/필터부(27), 그리고 분리된 신호를 A/D 변환시켜 자체의 연산 프로그램에 의해 가공한 다음 인터페이스(28)를 통해 상기 중앙 제어부(10)로 전달하는 상기 서브프로세서(18)로 구성되어 있는 임피던스 측정부(11)로 이루어진 것을 특징으로 하는 원격 피부진단 및 치료기.
제1 항에 있어서, 상기 무선 단말기(2)로는 PCS, 셀룰러폰 또는 무선 랜카드가 사용될 수 있는 것을 특징으로 하는 원격 피부진단 및 치료기.
제1 항에 있어서, 외부통신 인터페이스(5)로는 PCMCIA 또는 RS-232 표준의 통신규격을 갖는 인터페이스(5)를 사용할 수 있는 것을 특징으로 하는 원격 피부진단 및 치료기.
제1 항 또는 제3 항에 있어서, 상기 무선 단말기(2)는 근거리용 무선단말기(102)로 대체될 수 있으며, 이 경우 외부통신 인터페이스로는 Bluetooth 표준의 통신규격을 갖는 인터페이스(105)가 사용될 수 있는 것을 특징으로 하는 원격 피부진단기.
제1 항 또는 제3 항에 있어서, 상기 무선 단말기(2)는 유선 네트웍(202)으로 대체될 수 있으며, 이 경우 외부통신 인터페이스로는 DICOM 표준의 통신규격을 갖는 인터페이스(205)가 사용될 수 있는 것을 특징으로 하는 원격 피부진단기.
제1 항에 있어서, 기능 셋팅을 위한 키입력을 하도록 키패드 드라이브회로(31)를 통해 상기 마이크로 프로세서(3)와 연결되어 있는 키패드 입력장치(30)를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 원격 피부진단 및 치료기.
제1 항에 있어서, 주위 온도 및 습도를 측정하는 온도 및 습도 센서(41,42), 상기 센서(41,42)에 의해 측정된 온도 및 습도값을 필터링하고 증폭하는 전처리 회로(43,44) 및, 전처리된 상기 온도 및 습도값을 디지털값으로 각각 변환시키는 A/D변환기(45)로 구성된 온도 습도 보정부(40)를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 원격 피부진단 및 치료기.
제1 항에 있어서, 상기 마이크로 프로세서(3)에서 일차 가공된 상기 온도 습도 보정부(40)로부터의 온도 및 습도값의 일부와 상기 외부통신 인터페이스(5)를 통해 상기 마이크로 프로세서(3)로 전달된 정보를 표시하도록 디스플레이 드라이브 회로(51)를 통해 상기 마이크로 프로세서(3)와 연결되어 있는 디스플레이 장치(50)를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 원격 피부진단 및 치료기.
제1 항에 있어서, 상기 외부통신 인터페이스(5)를 통해 전달되어 상기 확장 메모리(7)에 저장된 정보를 음성 정보로 저장하는 음성 메모리(61), 상기 음성 메모리(61)로부터의 음성 신호를 증폭하는 앰프(63) 및 음성 신호에 따른 음성정보를 출력하는 이어폰을 연결하도록 되어 있는 이어폰 잭(65)으로 구성된 음성 발생부(60)를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 원격 피부진단 및 치료기.
제1 항에 있어서, 상기 피부 단말부(9)는 서브프로세서(112)로부터의 전기신호에 따라 발광 구동부(113)에 의해 구동되는 발광장치(115), 상기 발광장치(115)에 의한 조명 상태에서 인터페이스(119)를 통해 전달된 중앙 제어부(10)의 명령에 따라 상기 피부(6) 표면을 촬영하는 CCD 카메라(117), 상기 카메라(117)에서 출력된 아나로그 신호의 증폭도를 조정하는 버퍼앰프(121), 상기 앰프(121)에서 조정된 신호에서 직류성분을 제거하는 클램프 회로(123), 상기 카메라(117)에서 출력된 영상신호에서 동기신호를 분리하는 동기분리기(125), 상기 동기신호에 따라 상기 영상신호를 RGB 색신호로 분리시키는 버스트 게이트(127), 상기 클램프 회로(123)로부터의 신호에서 고주파 노이즈 신호를 제거하는 저역필터(129), 필터링된 신호를 표본화하는 샘플러(131), 상기 버스트 게이트(127)를 통과한 신호를 동기화시키기 위한 클럭을 발생시키는 클럭 발생기(133), 상기 저역필터(129)로 인한 시간지연을 보정하는 지연회로(135), 상기 샘플러(131)와 지연회로(135)로부터의 아나로그 신호를 디지털 신호로 변환시키는 A/D 변환기(137), 상기 변환기(137)와 데이터 버퍼(139)를 통해 연결되어 있는 화상 메모리(141) 그리고, 상기 메모리(141)에 저장된 화상정보를 압축하여 상기 인터페이스(119)를 통해 상기 중앙제어부(10)로 전송하는 상기 서브 프로세서(112)로 구성되어 있는 영상 취득부(111)로 이루어진 것을 특징으로 하는 원격 피부진단 및 치료기.
제1 항에 있어서, 상기 피부 단말부(9)는 고주파 신호를 발생시키는 발진회로(217), 발생된 신호의 최대전류를 제한하는 정전류회로(219), 상기 피부(6)의 상태에 따라 전류값을 조절하는 전류제한회로(221), 서브프로세서(213)의 명령에 따라 전류의 극성을 바꿔주는 극성전환회로(223), 상기 회로(223)에서 전달된 전류를 상기 피부(6)와 절연시키는 아이솔레이션 회로(225), 상기 피부(6)와 접촉하여 상기 피부(6)로부터 영양물질을 공급하거나 노폐물을 제거하는 전극(227) 그리고, 상기 중앙제어부(10)로부터 인터페이스(215)를 통해 전송되는 정보에 따라 상기 발진회로(217)와 전류제한회로(221)와 극성전환회로(223)을 각각 제어하는 서브프로세서(213)로 구성되어 있는 이온 토프로시스부(211)로 이루어진 것을 특징으로 하는 원격 피부진단 및 치료기.
제1 항에 있어서, 상기 피부 단말부(9)는 중앙제어부(10)의 명령에 따라 초음파를 발생시키는 초음파 트랜스듀서(325)에 의해 상기 피부(6)에 진동을 가하는 초음파 발생부(311)로 이루어진 것을 특징으로 하는 원격 피부진단 및 치료기.
제13 항에 있어서, 상기 초음파 발생부(311)는 고주파 신호를 발생시키는 발진회로(317), 발생된 신호의 주파수 세기를 조절하는 주파수 가변회로(319), 내장된 필터에 의해 출력 신호의 직류성분을 제거하는 파형정형회로(321), 출력 신호의 전압을 높여 초음파 발진에 필요한 전력을 상기 트랜스듀서(325)에 공급하는 승압회로(323), 발생된 초음파로 상기 피부(6)에 진동을 가하는 상기 초음파 트랜스듀서(325), 상기 피부(6)에서 반사되어 상기 트랜스듀서(325)에 수신되는 초음파 신호를 증폭시키는 증폭회로(327), 증폭된 신호에 의해 반송 신호파를 검출하는 검파회로(329), 검출된 신호를 직류화시키는 파형정형회로(331) 그리고, 수신된 신호를 A/D 변환시켜 인터페이스(315)를 통해 상기 중앙제어부(10)로 전송하는 서브프로세서(313)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 원격 피부진단 및 치료기.