KR200397295Y1 - 전극구분기능과 온도제어기능을 갖춘 고주파 전기치료기 - Google Patents

Abstract

본 고안의 고주파 전기치료기는 전원이 공급되는 전원부, 의용(醫用) 고주파전류 발생기 및 상기 전원부 및 고주파전류 발생기를 제어하는 제어부로 구성되는 본체와, 상기 본체와 연결되며 치료하는 부위에 접촉하는 치료전극부와, 상기 본체와 연결되며 상기 치료전극부에 쌍이 되어서 인체에 접촉하여 고주파 전류가 인체에 통과하기 위한 대극판으로 구성된다.

특히, 본 고안에서는 전극의 크기를 자동으로 식별하여 전극 크기에 맞는 최대 통전 전류의 양을 자동으로 결정하는 전극구분 기능으로 화상과 같은 위험발생을 막고, 나아가 전극의 표면과 접촉되어 있는 피부의 온도를 측정하여 설정온도보다 높으면 통전 전류량을 줄이고, 설정온도보다 낮으면 통전 전류량을 늘리는 온도제어 기능을 구비하여 이중으로 안전한 전기치료기를 제안한다.

Description

전극구분기능과 온도제어기능을 갖춘 고주파 전기치료기{Electrical Stimulator having electrode perception function and temperature control function}

본 고안은 전극구분기능과 온도제어기능을 갖는 고주파 전기치료기에 관한 것이다.

전기치료는 의료용으로 평류전기(平流電氣)·감응전기·교류전기(交流電氣)의 세 가지가 쓰이며, 전기치료는 주파수의 파형, 전류, 전류의 강도, 적용부위 등에 따라 그 기능의 차이가 현저하다.

특히 고주파 전기요법은 고주파전류가 체내로 통하면 근육은 수축하지 않고 온열감(溫熱感)만을 느끼고, 그 열은 인체내부에서 발생하는 것이 특징이다. 또 성질이 광선에 가까우므로 옷을 입은 채로 치료할 수 있다. 이와 같은 고주파전기 치료기는 신진대사를 촉진하고, 혈관확장으로 혈액순환이 활발하여 노폐물을 제거하는 동시에 산소를 충분히 공급하는 작용이 있으며, 진통과 평활근의 이완 등에 효과가 있어, 좌골신경통, 관절통, 근육통 등의 치료에 응용되고 있다.

이러한 고주파 전기치료기에 관한 종래기술로는, 실용신안 등록 제355189호(2004.07.03.공고) 고안이 있는데, 도1에 도시된 바와 같이 치료전극, 대극판, 전류를 발생시키는 본체로 구성되는, 고주파 전기치료기의 전형적인 형태이며, 공개특허공보 제2004-52957호(2004.06.23.공개)에 개시된 운동마비 회복을 위한 휴대용 전기자극기의 경우에는, 환자의 각 증상에 따라 자동으로 설정되는 몇 가지 유형의 자극 모드(mode)를 특징으로 한다.

위와 같은 종래의 고주파 전기치료기는 치료부위의 범위와 굴곡도에 따라 다양한 크기의 전극을 사용하는데, 구체적으로 대략 전극의 직경 20mm 내지 80mm정도의 전극을 사용한다.

일반적으로 직경이 작은 전극과 직경이 큰 전극에 똑같은 양의 고주파 전류를 통전시키면 직경이 작은 전극이 전류밀도가 높기 때문에 화상과 같은 위험을 초래할 수 있다. 특히, 직경이 작은 전극은 안면부나 무릎과 같은 굴곡이 심하거나, 좁은 면적을 가지는 치료부위에 적용하기 때문에 높은 전류밀도로 인해 화상과 같은 위험이 발생할 가능성은 더 많다.

따라서, 전극의 크기(직경)에 따라 통전시킬 수 있는 최대 전류량(電流量)을 달리 하여야 하는데, 종래의 장비들은 사용자가 수동조작 장치에 의해 전류의 양을 조절하므로 전극의 크기(직경)에 맞는 통전 전류량을 정확히 설정하기 위해 각별히 유의해야 하는 불편이 있었다.

또한, 고주파 전기치료기는 50V~300V의 고전압과 0.4~0.5MHz의 주파수를 가진 고주파 전류를 전극을 통하여 인체에 흘려주는 장치로서, 고주파 전류에 의하여 인체는 약 42℃ 내지 45℃의 생체열을 발생하게 되는데, 동일한 조건의 고주파 전류를 통전하더라도 환자의 신체조건, 건강상태 등에 따라 생체 발열량이 각각 다를 수 있기 때문에 환자의 상태에 따라 통전 전류량을 세심하게 제어할 필요성이 대두되고 있다.

이에 본 고안에서는 전극의 크기를 자동으로 식별하여 전극 크기에 맞는 최대 통전 전류의 양을 자동으로 결정하는 전극구분 기능을 제안하며,

나아가, 본 고안은 전기자극을 받은 부위의 피부온도를 측정하여, 이 측정온도와 설정온도를 비교하여, 제어부가 통전 전류의 양을 조절하는 전류량 제어기능을 추가로 겸비한 전기치료기를 제안한다.

즉, 본 고안에서는 원통형 소켓에 장착된 전극판의 크기를 자동으로 인식하여 해당 전극의 크기에 적합한 통전전류를 자동으로 제어하도록 함으로써 사용상 부주의에 따른 화상과 같은 문제 발생을 미연에 방지함과 아울러, 나아가 통전 전류량이 동일한 경우에도 환자의 신체조건에 따라 반응효과(즉, 전기자극에 의한 환자의 피부온도 변화)가 각기 다를 수 있기 때문에, 전기치료기의 안전성을 더욱 극대화하기 위하여 전극의 표면과 접촉되어 있는 피부의 온도를 측정하여 설정온도와 비교하여 통전 전류량을 제어함으로써 이중으로 안전한 사용이 가능한 전기치료기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 고안은, 전원이 공급되는 전원부, 의용(醫用) 고주파전류 발생기 및 상기 전원부 및 고주파전류 발생기를 제어하는 제어부로 구성되는 본체와; 상기 본체와 케이블로 연결되는 원통형의 소켓과, 상기 소켓에 전기적으로 연결되고 피부표면에 전류를 인가하는 치료전극으로 구성되는 치료전극부와; 상기 본체와 케이블로 연결되며, 상기 치료전극부와 쌍이 되어서 인체 접촉시 고주파 전류가 인체에 통과되도록 하는 대극판으로 구성되는 고주파 전기치료기에 있어서,

상기 치료전극은 피부표면에 접촉되는 전극판과, 상기 전극판의 상면에 일체로 형성되어 상기 원통형 소켓에 삽입되는 단자로 이루어지되,

상기 치료전극의 크기(직경)에 따라 각기 다른 고유인자(23)가 상기 치료전극(22)의 내부에 구비되며, 상기 원통형 소켓(20)에 장착된 치료전극의 고유인자를 감지하는 전극크기 감지수단(24)을 구비함으로써,

상기 전극크기 감지수단에 의하여 검출된 값과 데이터 저장부(13a)에 기(旣)설정된 값의 비교·판단에 의해 전극의 크기를 구분하여 해당 전극의 크기에 적합한 전류량을 통전시키도록 제어하는 제어부(13)를 구비하는 것을 특징으로 한다.

나아가, 본 고안은 상기 치료전극의 내부에 피부온도를 측정하는 피부온도 감지수단을 더 구비함으로써, 상기 제어부는 상기 피부온도 감지수단에 의하여 검출된 값과 데이터 저장부에 기(旣)설정된 값과의 비교·판단에 의해 통전 전류량을 제어하도록 구성된다.

즉, 본 고안에 있어서의 상기 제어부는 상기 전극크기 감지수단에 의해 감지된 치료전극의 고유인자 값과, 상기 피부온도 감지수단에 의해 감지된 환자의 현재 피부온도 값에 따라 통전 전류량을 제어하게 되는 것이다.

그러므로, 본 고안에 의한 제어부는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 고유인자 및 피부온도에 따른 통전 전류량 값이 저장되는 데이터 저장부(13a)와, 상기 두 감지수단에 의해 감지된 값(고유인자값 또는 피부온도값)과 데이터 저장부에 설정·입력된 해당 기준값을 각각 대조하는 비교·연산부(13b), 그리고 비교·연산된 결과값에 따라 고주파 전류발생기를 제어하는 명령부(13c)로 구성된다.

본 고안에 있어서, 치료전극의 크기(직경)별로 고유한 특성을 갖는 고유인자 및 이 고유인자를 감지하는 전극크기 감지수단은 여러 형태로 구현될 수 있다.

치료전극의 크기(직경)를 식별하기 위한 제1실시예는, 전극판의 크기별 특성을 갖는 저항을 고유인자로서 상기 치료전극(전극판 또는 단자) 내부에 구비하고, 상기 저항의 저항값을 감지하기 위한 전극크기 감지수단으로서, 본체 내부와 상기 고유저항을 연결하는 회로를 구성하여 이 회로에 보조전압을 인가함으로써 상기 고유저항의 저항값을 측정하도록 구성할 수 있다. 이와 같이 저항을 고유인자로, 상기 저항값을 측정하는 측정기를 전극크기 감지수단으로 구성함으로써, 치료전극이 원통형 소켓에 삽입되는 순간 상기 측정기에 의해 상기 치료전극의 내부에 구비된 저항값을 측정함으로써 전극의 크기를 식별할 수 있다. 이와 같은 방법으로 치료전극의 크기를 인식하여, 상기 제어부는 전극의 크기에 적합한 통전 전류량을 판단하여 최적의(설정된) 전류량을 공급하게 되며, 결과적으로 치료전극의 크기에 맞지 않는 비정상적인 과전류가 인가되지 못하게 제어하게 된다.

전극의 크기를 식별하기 위한 다른 실시예(이하 ‘제2실시예’라 함)으로서, 치료전극의 크기별로 치료전극의 단자 또는 전극판 상면에 고유한 돌기를 형성하고, 상기 고유 돌기를 인식하기 위한 센서를 원통형 소켓의 내부에 구비함으로써 전극의 크기를 식별할 수도 있다.

전극의 크기를 식별하기 위한 또 다른 실시예(이하 ‘제3실시예’라 함)으로서, 치료전극의 크기별로 치료전극의 단자 또는 전극판 상면에 고유한 컬러(색상)를 도색하고, 상기 색상을 인식하는 색센서(color sensor)를 치료전극이 삽입되는 원통형 소켓의 내부에 구비함으로써 그 색을 디지털 신호로 변화시켜 제어부로 전송하여 치료전극의 크기(직경)를 식별하는 방법도 구현이 가능하다.

그리고, 상기 치료전극의 단자는 상기 원통형 소켓과 상호 결합 또는 분리가 용이하도록 잭 형식의 결합구조로 구성되며, 상기 치료전극의 전극판은 판형의 금속 원판과, 인체에 직접적인 전류가 흐르지 않도록 하기 위해서 그 금속 원판둘레를 에워싸는 절연막으로 구성되는 것이 바람직하다.

이하에서는 첨부 도면을 참고로 하여 본 고안의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명한다.

도 2는 본 고안의 고주파 전기치료기를 나타내는 블록도로서, 앞서 설명한 바와 같이 본 고안의 고주파 전기치료기는 크게 의용 고주파전류를 발생시키고 제어하는 본체(10), 대극판(30) 및 치료전극부(20)로 구성된다.

즉, 본 고안에 따른 고주파 전기치료기는, 전원이 공급되는 전원부(11), 제어부(13) 및 의용전류 발생기(15)로 구성되어 고주파 전류를 발생시키는 본체(10), 상기 본체(10)로부터 출력되는 전류가 인가되어야 하는 치료전극부(20) 및 대극판(30)으로 이루어진다.

상기 치료전극부(20)는, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 인체에 치료해야 하는 부위에 접촉하는 치료전극(22)과, 치료전극이 장착되는 파지 가능한 원통형 소켓(21)으로 이루어지고, 대극판(30)은 상기 치료전극부(20)와 쌍이 되어 인체에 접촉되어 인체에 통전하기 위한 전극이다. 상기 치료전극(22)은 피부면에 접촉되는 전극판(22a)과, 상기 소켓(21)에 삽입되는 단자(22b)로 구분된다.

즉, 상기 치료전극부(20)는 전극판(22a)과 단자(22b)로 구성되는 치료전극(22)과, 파지부인 원통형 소켓(21)으로 이루어지는데, 상기 치료전극부(20)에 가해지는 출력전압은 최대 48V, 전류는 최대 5A 정도로서 250W 내외의 출력을 갖는 것이 바람직하며, 출력 주파수는 400~550kHz의 영역에서 선택되는데 주로 470kHz 내외의 주파수가 사용되며, 출력 파형은 구형 또는 Sine파(波)가 바람직하다.

그리고, 상기 치료전극부(20)는 소켓(21)에 삽입되는 치료전극(22)의 전극판(22a) 크기를 식별하기 위해 치료전극의 내부(단자 또는 전극판의 내부)에 전극판의 크기마다 각기 다른 고유한 저항(23)이 설치되며, 상기 저항을 감지하기 위한 감지수단(24)에 의해 식별된 전극의 크기에 따라 본체의 제어부에서 최대 통전 전류를 제어한다.

이와 같은 과정을 도 3에서 플로우챠트로 도시하였다. 즉, 본 고안에 있어서 상기 제어부의 데이터 저장부(13a)에는 각 전극의 크기(고유인자값)에 해당하는 통전전류량 및 피부온도에 적합한 통전 전류량 값이 각각 저장되며, 상기 제어부의 비교·연산부(13b)는 전극크기 감지수단(24)에 의해 감지된 고유인자값(전극의 크기값에 대응되는 값)을 인식하여 상기 데이터 저장부(13a)에 입력된 기준값들과 비교함으로써 치료전극의 크기(또는 통전해야 할 전류량)를 판단한 후, 그 결과값에 따라 상기 제어부의 명령부(13c)에서 고주파 전류발생기를 제어하게 된다.

또한, 치료전극의 크기(직경)에 적합한 통전 전류량이 인가되더라도, 환자의 신체조건에 따라 동일 전기자극에 의해 환자마다 반응하는 피부온도가 각기 다를 수 있기 때문에, 전기치료기의 안전성을 더욱 극대화하기 위하여 전극의 표면과 접촉되어 있는 피부의 온도를 측정하여 설정온도와 비교하여 통전 전류량을 제어함으로써 이중으로 통전 전류량을 제어하여 화상과 같은 사용상의 문제발생을 방지한다.

즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 고주파 전기치료기가 작동되는 동안, 상기 치료전극의 내부에 구비된 피부온도 감지수단(25)(온도센서 등)에 의하여 환자의 현재 피부온도를 실시간으로 상기 제어부에서 수신하며, 상기 제어부의 비교·연산부(13b)는 실시간으로 수신되는 환자의 피부온도값을 설정된 온도값(적정 온도)과 비교하여 통전 전류량의 적정여부를 판단한 후, 그 결과값에 따라 상기 제어부의 명령부(13c)에서 고주파 전류발생기를 제어하게 된다.

도 4는 본 고안에 있어서의 바람직한 일실시예로서 치료전극부의 구조를 설명하는 분해 사시도로서, 치료전극 내부에 구비되는 피부온도 감지수단(25)(온도센서 등)을 나타낸 것이다. 도 4에서 미설명된 도면부호 22c는 단자(22b)와 전극판(22a)을 연결·결합하는 연결부재이며, 도면부호 22d는 절연부싱을 도시한 것이다.

이와 같이 구성되는 고주파 전기치료기는 치료전극판에 0.4~0.5MHz의 고주파 전류파형을 인가하게 되며, 완전 절연된 치료전극판과 피부사이에 전류가 흐르게 한다. 피부의 표피층을 통과한 고주파전류는 0.1~1A(바람직하게는 0.1~0.3A)의 전류량이 대극판으로 흐르게 되며, 이 때 환자의 피부 표면은 통전되는 고주파 전류에 의해 생체 열이 발생하게 된다.

이렇게 발생되는 생체열은 인체의 경혈 부위에 자극을 가하여 신진대사를 활발하게 하며, 인체 각 조직의 세포재생과 활성화를 촉진시키게 된다.

이상에서 본 고안을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 설명하였으나, 본 고안의 특징적 기술구성이라 할 수 있는 치료전극의 크기(직경)를 제어부에서 자동으로 인식하여 그 크기(직경)에 적합한 통전전류를 인가하는 기술사상은 다양한 실시 형태로 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 당업자의 기준에서 자명한 것이라면 당연히 본 고안의 권리범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안은 원통형 소켓에 장착된 전극판의 크기를 자동으로 인식하여 해당 전극의 크기에 적합한 통전전류를 자동으로 제어하도록 함으로써 사용상 부주의에 따른 화상과 같은 문제 발생을 미연에 방지할 수 있다.

또한, 본 고안은 치료전극의 크기를 자동 인식하여 이 크기에 적합한 통전전류를 인가함과 동시에, 전기자극에 의한 환자의 피부온도 변화를 실시간으로 측정하여 설정온도와 비교하여 통전 전류량을 제어함으로써 이중 안전기능을 제공하기 때문에 더욱 더 편리하고 안전하게 전기치료기를 사용할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 고주파전기치료기의 외형을 도시한 사시도

도 2는 본 고안에 의한 고주파 전기치료기의 개략적인 블록 구성도

도 3은 본 고안에 의한 고주파 전기치료기의 제어부 기능을 설명하는 플로우챠트

도 4는 본 고안의 바람직한 실시예로서 온도센서가 구비된 치료전극부의 분해 사시도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 본체 11: 전원부

13: 제어부 15: 전류발생기

20: 치료전극부 21: 소켓

22: 치료전극 22a: 전극판

22b: 단자 23: 고유인자

24: 전극크기 감지수단 25: 피부온도 감지수단

30: 대극판

Claims (6)

1. 전원이 공급되는 전원부, 의용(醫用) 고주파전류 발생기 및 상기 전원부 및 고주파전류 발생기를 제어하는 제어부로 구성되는 본체와; 상기 본체와 케이블로 연결되는 원통형의 소켓과, 상기 소켓에 전기적으로 연결되고 피부표면에 전류를 인가하는 치료전극으로 구성되는 치료전극부와; 상기 본체와 케이블로 연결되며, 상기 치료전극부와 쌍이 되어서 인체 접촉시 고주파 전류가 인체에 통과되도록 하는 대극판으로 구성되는 고주파 전기치료기에 있어서,

   상기 치료전극은 피부표면에 접촉되는 전극판과, 상기 전극판의 상면에 일체로 형성되어 상기 원통형 소켓에 삽입되는 단자로 이루어지되,

   상기 치료전극의 크기(직경)에 따라 각기 다른 고유인자가 상기 치료전극의 내부에 구비됨과 동시에, 상기 원통형 소켓에 장착된 치료전극의 고유인자를 감지하는 전극크기 감지수단을 구비하여 이루어지는 고주파 전기치료기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 고유인자는 전극판의 크기별로 각기 다른 특성을 갖는 저항이며,

   상기 전극크기 감지수단은 상기 저항과 회로 연결되어 본체 내부에서 상기 저항의 값을 측정하는 저항측정기인 것을 특징으로 하는 고주파 전기치료기.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 고유인자는 치료전극의 단자 또는 전극판에 형성된 돌기이며,

   상기 전극크기 감지수단은 상기 돌기를 인식하기 위하여 원통형 소켓에 구비되는 센서인 것을 특징으로 하는 고주파 전기치료기.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 고유인자는 치료전극의 단자 또는 전극판에 도색된 컬러(색상)이며,

   상기 전극크기 감지수단은 원통형 소켓에 구비되어 상기 컬러(색상)를 인식하는 색센서(color sensor)인 것을 특징으로 하는 고주파 전기치료기.
5. 제 1 항 또는 제 4 항 중의 어느 한 항에 있어서,

   상기 전극크기 감지수단에 의하여 검출된 값과 데이터 저장부에 기(旣)설정된 값의 비교·판단에 의해 치료전극의 크기를 구분하여 해당 치료전극의 크기에 적합한 전류량을 통전시키도록 제어하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 고주파 전기치료기.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 치료전극 내부에 설치되어 피부의 온도를 측정하는 피부온도 감지수단이 더 구비되며,

   상기 제어부는 상기 피부온도 감지수단에 의하여 검출된 온도와 데이터 저장부에 설정된 적정온도를 비교·판단하여 그 결과에 따라 통전 전류량을 제어하는 것을 특징으로 하는 고주파 전기치료기.