KR20020079119A - 기능적 온열치료용 국소가온장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 면상에 도전성수지를 도포한 시트의 양편에 전극을 형성한 면상발열체를 사용하여 체표면에 온열치료를 목적으로 일정온도까지 가온을 함과 동시에 면상발열체와 피부사이에 알칼리성 음이온을 발생하는 기능적 온열치료용 국소가온장치에 관한 것이다.

본 발명은, 카본과 흑연으로 구성된 도전성수지를 면에 코팅하고 이러한 코팅면을 저항체로 사용한 면상발열체를 제작하였다. 전기에너지를 가하면 원적외선이 발생하는 가온장치이며, 그리고 면상발열체와 피부사이에 알칼리성 음이온이 발생되는 풍화산호와 전기석분과 젤리로 구성된 음이온패드를 넣어서 피부표면의 불순물을 흡수하도록 한 것을 특징으로 한다.

Description

기능적 온열치료용 국소가온장치{functional local heating divice with surface heating pad}

본 발명은 기능적 온열치료용 국소가온장치에 관한 것으로, 면상에 도전성수지를 도포한 시트의 양편에 전극을 형성한 면상발열체를 사용하여 체표면에 온열치료를 목적으로 일정온도까지 가온을 함과 동시에 면상발열체와 피부사이에 알칼리성 음이온을 발생하는 기능적 온열치료용 국소가온장치에 관한 것이다.

근래, 전신 또는 국소의 체온을 6-7℃이상으로 올려 암세포나 바이러스의 기능을 저하시키거나 정지시키는 고온열치료방법이 있다. 암과 난치병치료현장에 이러한 고온열요법이 도입되어 있다. 그런데 가온으로 인한 치료효과는 인정하고 있지만 체온을 급격하게 상승시키면 체온보전시스템에 문제가 생겨 혼수상태에 빠지거나 생명유지에 위험을 초래한다. 직접적인 가온에 의한 피부 화상이나 열 충격을 방지하는 것은 중용하다. 그리고 가온중에 발생하는 피부조직과 혈액의 산혈화를 막기 위한 수단도 필요하다. 고온열요법은 혈액병에 관련된 난치병이나 암의 치료에 있어서 수술요법, 방사선용법, 항암제를 투여하는 화학요법 다음으로 제4의 암 및 치료법으로 등장하고 있다. 이러한 온열요법은 혈액을 체외로 방출하여 약42℃로 가온하여 다시 체내로 주입하는 체외순환온열요법이 있다. 현재 암치료의 경우는 방사선요법과 화학요법을 병용하고 있으며(Jacoba van der Zee: Lancet 355, p1119-1125, 2000) 난치병의 경우에 유전자치료와 병용하고 있다(Weatherburn, H.:Brithish Journal of Radiology 61, NO.729, p862-863, 1988)즉 마취 중에 체온을 42℃전후로 올리면 암세포는 기능 저하되거나 죽어버리는 반면에 정상세포는 전혀 영향이 없다는 것이다. 또한 온열요법을 병용한 치료의 경우에 방사선의 세기나 항암제의 양을 줄이더라도 동일한 치료효과를 얻을 수 있다고 보고 있다.

치료효과는 있지만 문제는 혈액을 체외로 순환시키기 때문에 신장과 간장에 부담이 많고 이차전염의 우려가 있다는 것이다. 따라서 증상이 중증이지만 어느 정도 체력이 있는 청소년과 장년은 가능하다. 그러나, 어린이나 노약자에게는 적용 불가능한 치료법으로 알려져 있다. 무엇보다도 고치료비용과 전문시설 그리고 많은 전문의료진이 반드시 필요하다는 걸점이 있다. 이러한 문제를 극복하기 위하여 비관혈적인 방법인 원적외선을 발생하는 전신온열치료장치가 개발되었다. 캡슐에 인체를 넣고서 가벼운 정맥마취하에 동파이프에서 나오는 원적외선으로 가온하여 체온을 42℃까지 올려 치료하는 요법이다. 이 장치 역시 마취하에서 하여야 하고 열에 의한 충격을 제어하기 위한 별도의 제어장치가 없는 결점으로 화상이나 열 충격을 받는 것으로 알려져 있다. 이러한 전신치료장치와는 별도로 강력한 전자파(라디오파)를 이용한 국소가온장치가 개발되어 현재 의료현장에 도입되어 암으로 인한 통증경감 그리고 인체의 내부 장기에 있는 종양치료에 대한 가온치료로 사용되고 있다. 근래에 이러한 온열효과와 발간효과를 이용한 치료기가 가정 내에서도 도입되어 있다. 문제는 대부분 인체에 대하여 일방적으로 가열을 하는 형태이기에 장시간 사용할 때 과열로 인한 화상이나 열 충격을 받기가 쉽다는 문제점이 있다. 또한 온도에 대한 감시와 제어되지 않는 상태의 장시간 사용으로 인하여 체세포에 열 저항성이 생겨 온열에 대한 치료효과가 없는 것으로 알려져 있다. 특히 원적외선의 복사열을 사용하는 온열치료기의 경우에 가온의 온도를 주관적인 느낌에 의존하기 때문에 체세포에 열 충격을 주기 쉽다. 그리고 또한 피부에 접촉하면서 밀폐된 형의 국소가온장치의 경우에 페표면에 발생하는 땀이나 불순물을 방치한 상태에서 가온하면 불순물로 인한 가온의 효과를 저하시키며 피부에 좋지 않는 영향을 줄 수 있다.

또, 전신의 체온을 올리면 열 충격에 의하여 인체의 시스템에 많은 문제점이 발생하지만 국소에 대한 가온은 지금까지 문제가 없는 것으로 알려져 있다. 특히 후두암이나 유방암 그리고 결장암과 같은 국소암의 경우에는 전신온열보다는 국소온열방법이 더욱 효과적이다. 부분적인 가온장치로 현재 레이저발생장치와 원적외선램프 그리고 초음파장치 전자파발생장치가 있다. 이러한 장치들은 부피가 크고 사용에 있어서 많은 주의가 필요할 뿐 아니라 한정된 범위에서의 가열로 인하여 화상의 염려와 지방의 석탄화 등의 우려가 있다. 특히 구조적으로 유방이나 후두가 있는 목부위, 그리고 항문부위에 대한 일정한 온도의 가온은 간단하지 않다.

따라서, 본 발명은 상술한 종래의 문제들을 해결하기 위한 것으로, 인체의 형태에 따르는 열전달이 고르고 인체의 온도변화에 따른 가온범위의 조절과 동시에 피부표면에 발생된 불순물의 제거가 가능하며, 동시에 국소의 체온 변화와 발열장치의 가열온도에 대한 변화를 상호 제어할 수 있을 뿐만 아니라, 국소체표면의 온도를 올리기 위해서는 굴곡이 있는 체표면에 일정한 분포의 열에너지를 가할 수 있는 기능적 온열치료용 국소가온장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 기능적 온열치료용 국소가온장치용 면상발열장치의 구성을 도시한 개략 분해사시도,

도 2는 도 1의 면상발열장치의 측면도,

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 기능적 온열치료용 국소가온장치의 구성을 도시한 개략 구성도,

도 4는 가온중의 온도와 음이온수의 변화와 원적외선파장을 나타내는 표.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

1a: 절연라미네이트1b: 밀봉라미네이트

2a: 음극단자2b: 양극단자

3: 카본흑연코팅층4: 봉제음전극

5: 봉제양전극6: 음이온발생부

7: 전원부8: 제어부

9: 체온감지써미스터10: 발열체 표면온도 감지써미스터

11: 브래지어캡

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일실시예에 따른 기능적 온열치료용 국소가온장치는, 전기에너지로 구동되는 원적외선 발생 면상발열체로 만들어져 있고 면상발열체와 피부표면사이에 음이온을 발생하는 음이온발생팩을 장착하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은, 면상발열체가 카본과 흑연으로 된 도전성수지로 코팅되어 있고 면상발열체와 체표면사이에 풍화산호분과 전기석분과 젤리로 된 음이온발생패드를 장착한 것을 특징으로 하는 기능적 온열치료용 국소가온장치를 제공한다.

또, 본 발명은, 면상발열체의 표면이 면, 폴리비닐, 레이욘 등으로 되어 있고 복수의 동선과 알루미늄선을 미싱한 복수봉제전극 또는 알루미늄과 동선띠 전극을 가지고 폴리비닐로 라미네이트된 것을 특징으로 하는 기능적 온열치료용 국소가온장치를 제공한다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 기능적 온열치료용 국소가온장치는, 면상발열체와 음이온발생부를 가지고 있으면서 체표면이 굴곡이 있는 유방, 척추, 무릎, 후두부 등에 접촉하면서 발열체의 온도와 체표면의 온도를 상호 제어하면서 가온하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

42-43℃의 체온범위에서는 암세포나 바이러스가 기능저하가 된다는 것이 종래 온열치료의 연구결과이자 치료효과로 지지를 받고 있다. 따라서 가온중에 체표면의 불순물을 제거하거나 흡수하면서 종양이 있는 부위의 체표면 온도를 42-43℃로 올리는 장치가 이상적이다. 현재 종양이 있는 부위에 국소가온장치를 접촉시켜 3일에 1회씩 30분-1시간정도의 가온을 하면 통증의 경감과 치료의 효과가 있는 것으로 보고되고 있다. 따라서 본 발명은 이러한 종래의 연구결과와 치료효과를 근거로 가온 대상의 인체부위에 면상발열장치를 부착하여 국소체온이 42-43℃를 유지하도록 하는 장치를 제작하였다. 본 발명은 원적외선과 음이온을 방출하면서 가온대상의 모양에 따라 형태를 바꿀 수 있고 국소가온이 가능한 면상발열체를 가온장치로 채용하였다. 이러한 면상발열장치는 면, 레이욘, 폴리비닐 등 형태를 자유로 변형할 수 있는 면상의 재료에 액상카본과 흑연과 접착제로 구성된 전도성도료로 코팅한 것이다. 그리고 면상의 양편에 직규전원을 공급하기 위한 음극과 양극의 전극으로서 직경 0.001-0.2mm동선과 은선과 알루미늄선을 복합사로 봉제하여 띠모양으로 면상발열체의 양편에 설치하였다. 이러한 면상발열체는 전도성도료와 코팅두께와 전류를 조절함으로써 발생온도를 조절할 수 있다.

동시에 피부와 면상발열체의 사이에 음이온을 발생하는 풍화산호분과 전기석분을 젤리와 혼합하여 음이온발생패드를 만들어 장착하였다. 본 발명자가 일본특허청에 출원한 공개공보2000-225189, 공개공보2000-227239,공개공보2000-197701,공개공보2000-197702, 공개공보2000-185099에 자세히 서술되어 있지만 250℃에서 소성한 풍화산호분은 탄산칼슘(34%)이 주성분으로서 열에너지와 수분이 가해지면 음이온이 발생하는 동시에 접촉하는 수분을 알칼리성으로 바뀌어 주며 음이온을 발생한다. 또한 풍화산호분 자체는 극미세의 기공을 가지고 있어서 불순물을 쉽게 흡입하여 정수기의 재료로 사용되기도 한다. 또한, 본 발명자의 논문이 수록된 Biomedical Sciences Instrumentation.33, 338-43(1997)에 서술되어 있는 바와 같이 전기석분은 열에너지를 받게 되면 미세전기를 발생하는 광석으로서 수분과 접촉하면 이러한 미세전기에 의하여 음이온을 발생한다. 음이온은 냄새를 분해할 뿐 아니라 산성화물질을 알칼리성으로 바꾸어주고 피부의 세포에 침투하면 세포를 활성화시키는 역할을 한다. 따라서 가온과 함께 음이온을 피부에 침투시켜 체세포를 활성화시키고 열에 의하여 발생된 불순물을 정화시키는 역할을 하게 된다. 이상과 같은 원리를 이용하여 면상발열체와 피부표면사이에 이러한 풍화산화분과 전기석분을 첨가한 부드러운 젤리로 만들어진 음이온발생패드를 피부와 면상발열체사이에 장착하여 가온의 효과를 가속화시킨다.

본 발명의 장치를 실시한 형태로서 브래지어의 캡속에 넣을 수 있는 형태로 만들었다. 면에 액상카본(30%)과 액상흑연(10%), 폴리염화비닐수지(40%), 메틸에틸케톤(20%)으로 구성된 전도성 도료를 0.2mm 두께로 침투시킨 도 1과 같은 면상발열체(3)를 만들었다. 이러한 면상발열체에 전기적인 에너지를 가하기 위하여 복수 세선으로 되고, 편평하게 봉제된 봉제음전극(4)과 봉제음전극(5)을 만들었다. 복수의 세선은 5본의 동선(직경 0.02mm)과 5본의 알루미늄선(직경 0.02mm)과 일반 면선(직경 0.02mm)을 복수로 편평하게 봉제하였다. 그리고 면상발열체의 중앙에 발열체 표면온도 감지써미스터(10)를 장착하였다. 외부단자에 연결되도록 알루미늄리벳으로 음극단자(2a)와 양극단자(2b)를 양단에 설치하였다. 그리고 방수와 방전과 항균을 위한 염화폴리비닐수지로 전극을 지닌 면상발열체의 양면을 라미네이트(1a,1b)로밀봉하였다. 원적외선의 발생여부를 측정한 결과, 도 4의 표1과 같이 5-14미크론의 파장이 발생하는 것을 알 수 있다. 이러한 범위는 인체의 원적외선 적응범위에 가장 가까운 파장이다. 도 3과 같이 브래지어캡(11)의 안쪽에 설치하고 피부표면 면상발열체 사이에 면상발열체의 표면온도를 감지하기 위하여 온도써미스터(10)를 설치하였고 체표면의 온도를 감지하도록 면과 피부사이에 체표면감지용 써미스터(9)를 설치한다. 체표면감지용 써미스터와 발열온도감지용 써미스터 그리고 직류전압 12볼트와 1.0암페어의 직류전원부(7) 사이에 온도조절용 제어부(8)를 넣었다. 이러한 온도조절용 제어장치는 저-중-고의 온도로 수동으로 할 수도 있고 설정된 온도에 따라 자동으로 입력 전류를 조절할 수 있도록 하였다. 직류전원(12볼트 1암페어)을 투입하면 표면온도는 도 4의 표1과 같이 5분내에 81℃에 도달한다. 그리고 85℃를 한계온도로 하여 더 이상 증가하지 않도록 조절한다. 이러한 상태에서 유방의 체표면 온도는 36℃에서 목표로 한 42-43℃의 국소표면의 체온이 유지되도록 하였다. 또한 본 발명에 있어서 중요한 특징중의 하나인 가온중에 피부표면의 체세포에 음이온을 가하기 위하여 면상발열체와 피부표면 사이에 부드러운 젤리타입의 음이온발생부(6)를 설치하였다. 이러한 음이온발생부(6)는 음이온발생패드 또는 팩의 구조로 형성하여 부착될 수 있으며, 가온중에 음이온을 발생하는 동시에 피부에 발생한 불순물을 흡수하도록 한 것이다. 도 4의 표1에 나타나 있는 바와 같이 음이온발생패드는 가온중에 음이온수가 약600-620/cc로 나타났다. 이러한 음이온은 산성화된 조직을 알칼리성으로 바꾸어 주고 모세혈관에 침투하여 가온으로 인한 혈액의 산혈화를 방지하는 것으로 알려져 있다.

상술한 구성과 작용효과를 지니는 본 발명은 설정된 온도에 대한 국소가온에 의한 치료기기에 사용될 수 있고 형태를 자유로 변형하면서 가온할 수 있는 장치에 이용될 수 있다. 특히 인체와 발열장치의 상호온도를 제어하면서 목표로 하는 국소 체표면에 가온할 수 있고 알카리성 음이온을 발생하는 장치에 이용될 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예에 따른 음이온 및 원적외선을 발생하는 면상발열장치 및 이를 이용한 온열치료용 국소가온장치의 구성과 작용에 의하면, 직류전원에 의한 면상발열장치로 원적외선이 방출하는 카본과 흑연의 전도성재료로 구성하여 면에 코팅한 것으로 형태가 변형되어도 열분포는 일정한 특징을 가지고 있다. 따라서 인체의 가온부분에 따라 모양을 바꿀 수 있어서 가슴, 목, 둔부, 하지, 상지 등 어떤 인체부분이라도 국소적으로 가온할 수 있으며, 또한 온도감지용 써미스트를 장치하고 있기 때문에 발열장치와 체표면의 온도 그리고 공급전원사이의 상호제어가 가능하도록 만들어 설정온도를 유지하도록 하는 장점을 지니고 있다. 또한 알칼리서 음이온을 발생하는 음이온발생패드를 설치함으로써 발간과 더불어 발생하는 불순물의 흡수와 더불어 조직과 혈액의 산성화를 방지하는 등의 효과를 창출한다

Claims (4)

1. 전기에너지로 구동되는 원적외선 발생 면상발열체로 만들어져 있고 면상발열체와 피부표면사이에 음이온을 발생하는 음이온발생팩을 장착하는 것을 특징으로하는 기능적 온열치료용 국소가온장치.
2. 면상발열체가 카본과 흑연으로 된 도전성수지로 코팅되어 있고 면상발열체와 체표면사이에 풍화산호분과 전기석분과 젤리로 된 음이온발생패드를 장착한 것을 특징으로 하는 기능적 온열치료용 국소가온장치.
3. 면상발열체의 표면이 면, 폴리비닐, 레이욘 등으로 되어 있고 복수의 동선과 알루미늄선을 미싱한 복수봉제전극 또는 알루미늄과 동선띠 전극을 가지고 폴리비닐로 라미네이트된 것을 특징으로 하는 기능적 온열치료용 국소가온장치.
4. 면상발열체와 음이온발생부를 가지고 있으면서 체표면이 굴곡이 있는 유방, 척추, 무릎, 후두부 등에 접촉하면서 발열체의 온도와 체표면의 온도를 상호 제어하면서 가온하는 것을 특징으로 하는 기능적 온열치료용 국소가온장치.