KR20080059821A - Apparatus of maintaining freshness by applying asymmetric electric field - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 비대칭 전기장 인가형 선도 유지 장치의 구조를 도시한 것이다. Figure 1 shows the structure of an asymmetric electric field applied diagram holding device according to an embodiment of the present invention.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일실시예에 따른 구형파형(square wave)의 전기장을 도시 한 것이다.2A and 2B illustrate an electric field of a square wave according to an embodiment of the present invention.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일실시예에 따른 정현파형(sine wave)의 전기장을 도시한 것이다.3A and 3B show an electric field of a sine wave according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 비대칭 전기장 인가형 선도 유지 장치의 전기장 인가 모듈의 구성요소를 나타낸 블록도이다.Figure 4 is a block diagram showing the components of the electric field application module of the asymmetric electric field application diagram maintenance device according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 비대칭 전기장 인가형 선도 유지 장치의 다면 전극 구조를 도시한 것이다. FIG. 5 illustrates a multi-sided electrode structure of an asymmetric electric field application diagram maintaining device according to an embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 비대칭 전기장 인가형 선도 유지 장치의 증식 효과를 나타낸 그래프를 도시한 것이다.Figure 6 shows a graph showing the proliferation effect of the asymmetric electric field applied diagram maintaining apparatus according to an embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
100: 전극 모듈 100a: 제1 전극 100b: 제2 전극 200: 전기장 인가 모듈
210: 함수 생성부 220: 파형 변환부210: function generator 220: waveform conversion unit
230: 증폭부230: amplification unit
본 발명은 피보관물의 선도를 유지하기 위한 선도 유지 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 피보관물의 미생물의 활성 억제가 가능한 비대칭적인 파형을 갖는 전기장을 인가하는 비대칭 전기장 인가형 선도 유지 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a freshness holding device for maintaining the freshness of the stored object, and more particularly, to an asymmetric electric field applying freshness maintaining device for applying an electric field having an asymmetric waveform capable of inhibiting the activity of the microorganisms in the stored material. .
식품과 같은 피보관물을 보관하는 종래의 선도 유지 장치에서 상기 피보관물의 품질을 저하시키는 여러 요인 중 상기 피보관물에 존재하는 미생물이 있다. 상기 미생물은 장기간 보관 시 수분, 온도, 및 영양 성분의 조건에 따라 증식을 하게 되며, 상기 미생물의 개체수가 약 106 개 이상이 되면 식품의 맛에 영향을 주거나 부패를 촉진하게 된다. BACKGROUND OF THE INVENTION In a conventional freshness holding device for storing a stored object such as food, there are microorganisms present in the stored object among various factors that degrade the quality of the stored object. The microorganisms proliferate according to the conditions of moisture, temperature, and nutritional components during long-term storage, and when the population of the microorganisms is about 106 or more, it affects the taste of food or promotes decay.
상기 미생물의 세포에는 이온 채널이 존재하며, 이 채널을 통해 세포 내의 K+, Na+ 와 같은 양이온들이 이동하며 상기 미생물의 대사 활동을 조절한다. 일반적으로, 상기 미생물에 매우 큰 전기장을 인가하여 상기 양이온들에게 비정상적인 이온 운동을 야기시키는 경우, 상기 대사 활동을 조절하는 이온 채널이 파괴되어 결국 미생물은 사멸(extinct)한다 라고 알려져 있다.An ion channel exists in the cells of the microorganism, through which cations such as K + and Na + move and regulate the metabolic activity of the microorganism. In general, it is known that when a very large electric field is applied to the microorganisms causing abnormal ionic motion to the cations, the ion channels regulating the metabolic activity are destroyed and eventually the microorganisms extinct.
그러나, 종래의 선도 유지 장치에서처럼 상기 피보관물에 기생하는 상기 미 생물을 사멸시키기 위하여 전기장을 인가하는 경우 상기 피보관물 세포의 이온채널 또한 파괴할 위험이 있으므로, 상기 미생물의 대사활동은 억제하면서, 상기 피보관물에는 영향이 없는 조건이 필요하다. 즉 상기 미생물이 사멸되는 조건이 아닌 증식억제 조건이 필요한 것이다.However, when the electric field is applied to kill the microorganisms parasitic in the object, as in the conventional lead holding device, there is a risk of destroying the ion channel of the cell. In addition, the object to be stored requires a condition that is not affected. In other words, it is necessary to suppress the growth of the microorganisms rather than the conditions of killing them.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 피보관물에 존재하는 미생물 내의 이온 채널을 교란시켜 비정상적인 생물 대사활동을 유도함으로써, 상기 미생물의 증식을 억제하는 비대칭 전기장 인가형 선도 유지 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made to improve the prior art as described above, by inducing an abnormal biological metabolism activity by disturbing the ion channel in the microorganisms present in the stored object, maintaining an asymmetric electric field applied diagram that suppresses the growth of the microorganisms It is an object to provide a device.
본 발명의 또 다른 목적은 비대칭 파형을 갖는 전기장을 인가하여 피보관물 내의 미생물의 증식을 억제하여 상기 피보관물을 장기간 보관할 수 있는 비대칭 전기장 인가형 선도 유지 장치를 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide an asymmetric electric field applying freshness holding device capable of storing the object for a long time by applying an electric field having an asymmetric waveform to suppress the growth of microorganisms in the object.
상기의 목적을 이루고 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 피보관물의 선도를 유지하는 장치에 있어서, 대면하는(opposing faces) 제1 전극과 제2 전극을 포함하는 전극 모듈; 및 상기 전극 모듈에 전압을 인가하여 제1 전극(100a)과 제2 전극(100b) 사이에 비대칭 파형을 갖는 전기장을 형성하는 전기장 인가 모듈를 포함하고, 상기 비대칭 파형은 양의 세기(electric field intensity)와 음의 세기가 연속적으로(consecutively) 교대로 변하고(alternating), 상기 양의 세기의 크기와 상기 음의 세기의 크기는 동일하지 않은 것을 특징으로 하는 비 대칭 전기장 인가형 선도 유지 장치를 제공한다.In order to achieve the above object and solve the problems of the prior art, the present invention provides an apparatus for maintaining the freshness of the object, comprising: an electrode module comprising opposing faces first and second electrodes; And an electric field applying module configured to apply a voltage to the electrode module to form an electric field having an asymmetric waveform between the
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention;
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 비대칭 전기장 인가형 선도 유지 장치의 구조를 도시한 것이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 비대칭 전기장 인가형 선도 유지 장치는 전극 모듈(100) 및 전기장 인가 모듈(200)을 포함한다. Figure 1 shows the structure of an asymmetric electric field applied diagram holding device according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the asymmetric electric field applying diagram holding device of the present invention includes an
전극 모듈(100)은 대면하는 제1 전극(100a)과 제2 전극(100b)을 포함한다. 제1 전극(100a) 또는 제2 전극(100b)은 금(Au), 은(Ag), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 구리(Cu), 백금 (Pt), 알루미늄 (Al), Suss (Stainless Steel), ITO(indium tin oxide) 중 어느 하나의 재료로 이루어진 판(plate) 형태의 전도성 물질로 이루어질 수 있다. 또한, 제1 전극(100a) 또는 제2 전극(100b)은 상기 전도성 물질을 포위하는 유전체 물질을 더 포함하여 이루어 질 수 있고, 상기 유전체 물질은 유리(glass), 알루미나(alumina), 테프론(teflon), 폴리이미드, 폴리스티렌, 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리바이닐알콜(polyvinylalcohol), 폴리바이닐페놀, PVDF, BCB, 파릴렌-씨(parylene-C), 2-amino-4,5-imidazoledicarbonitrile, 메탈프탈로시아닌 및 이들의 유도체로부터 선택되는 유기물, 실리콘다이옥사이드, 실리콘나이트라이드 유도체, 알루미늄옥사이드, AlN, 및 AlON 으로부터 선택되는 무기물 중의 어느 하나의 재료일 수 있다.The
전기장 인가 모듈(200)은 상기 전극 모듈에 전압을 인가하여 제1 전극(100a)과 제2 전극(100b) 사이에 비대칭 파형을 갖는 전기장을 형성한다. 상기 비대칭 파형은 전기장의 양의 세기(electric field intensity)와 음의 세기가 연속적으 로(consecutively) 교대로 변하고(alternating), 상기 양의 세기의 크기와 상기 음의 세기의 크기는 동일하지 아니한 비대칭이다. 또한, 상기 비대칭 파형은 구형파 (square wave), 정현파 (sine wave), 톱니파(sawtooth), 또는 그 조합의 비대칭 파형일 수 있다. 전기장 인가 모듈(200)에 대해서는 도 4에서 자세히 후술하기로 한다.The electric
도 2 및 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 비대칭 전기장의 파형을 도시한 것이다. 도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 구형파형(square wave)의 전기장을 도시 한 것이고, 도 3a 및 도 3b는 정현파형(sine wave)의 전기장을 도시한 것이다.2 and 3 show the waveform of an asymmetric electric field in accordance with one embodiment of the present invention. 2A and 2B show an electric field of a square wave according to the present invention, and FIGS. 3A and 3B show an electric field of a sine wave.
도 2a를 참조하면, 도 2a의 구형파는 전기장의 양의 세기와 음의 세기가 연속적으로 교대로 변하고, 양의 세기의 크기(a)와 음의 세기의 크기(b)는 동일하지 아니하며, 양의 세기의 크기(a)가 음의 세기의 크기(b)보다 상대적으로 큰 비율을 갖는다. 상기 양의 세기의 크기(a)의 비율은 55~95%, 음의 세기의 크기(b)의 비율은 5~45%를 갖는 것이 바람직하다. 또한 Duty%는 50% 이하가 바람직하다. 전기장의 크기는 20kV/m 이하가 바람직하며 주파수는 1kHz 이하가 바람직하다. 여기서, a의 비율과 b의 비율의 합이 100%가 됨은 자명하다.Referring to FIG. 2A, the square wave of FIG. 2A continuously alters the positive and negative intensities of the electric field, and the magnitude (a) of the positive intensity and the magnitude (b) of the negative intensity are not equal to each other. The magnitude (a) of has a relatively larger proportion than the magnitude (b) of negative. It is preferable that the ratio of the magnitude (a) of the positive intensity is 55 to 95%, and the ratio of the magnitude (b) of the negative intensity is 5 to 45%. Moreover, as for Duty%, 50% or less is preferable. The size of the electric field is preferably 20 kV / m or less and the frequency is preferably 1 kHz or less. Here, it is obvious that the sum of the ratio of a and the ratio of b is 100%.
도 2b를 참조하면, 도 2b의 구형파는 전기장의 양의 세기와 음의 세기가 연속적으로 교대로 변하고, 양의 세기의 크기(a)와 음의 세기의 크기(b)는 동일하지 아니하며, 양의 세기의 크기(a)가 음의 세기의 크기(b)보다 상대적으로 작은 비율을 갖는다. 상기 양의 세기의 크기(a)의 비율은 5~45%, 음의 세기의 크기(b)의 비율은 55~95%를 갖는 것이 바람직하다. Duty%는 50% 이하가 바람직하다. 전기장의 크기는 20kV/m 이하가 바람직하며 주파수는 1kHz 이하가 바람직하다. 여기서, a의 비율과 b의 비율의 합이 100%가 됨은 자명하다. Referring to FIG. 2B, the square wave of FIG. 2B continuously changes the positive and negative intensities of the electric field, and the magnitude (a) of the positive intensity and the magnitude (b) of the negative intensity are not the same, The magnitude (a) of has a proportion smaller than the magnitude (b) of negative intensity. It is preferable that the ratio of the magnitude (a) of the positive intensity is 5 to 45%, and the ratio of the magnitude (b) of the negative intensity is 55 to 95%. As for Duty%, 50% or less is preferable. The size of the electric field is preferably 20 kV / m or less and the frequency is preferably 1 kHz or less. Here, it is obvious that the sum of the ratio of a and the ratio of b is 100%.
도 3a를 참조하면, 도 3a는 정현파형을 갖는 전기장으로서, 양의 세기의 크기(a)와 음의 세기의 크기(b)는 동일하지 아니하며, 양의 세기의 크기(a)가 음의 세기의 크기(b)보다 상대적으로 큰 비율을 갖는다. 상기 양의 세기의 크기(a)의 비율은 55~95%, 음의 세기의 크기(b)의 비율은 5~45%를 갖는 것이 바람직하다. 전기장의 크기는 20kV/m 이하가 바람직하며 주파수는 1kHz 이하가 바람직하다.Referring to FIG. 3A, FIG. 3A is an electric field having a sinusoidal waveform, in which the magnitude (a) of the positive intensity and the magnitude (b) of the negative intensity are not the same, and the magnitude (a) of the positive intensity is the negative intensity. Has a proportion that is relatively greater than the size (b) of. It is preferable that the ratio of the magnitude (a) of the positive intensity is 55 to 95%, and the ratio of the magnitude (b) of the negative intensity is 5 to 45%. The size of the electric field is preferably 20 kV / m or less and the frequency is preferably 1 kHz or less.
또한, 도 3b를 참조하면, 도 3b도 정현파형 을 갖는 전기장으로서, 양의 세기의 크기(a)가 음의 세기의 크기(b)보다 상대적으로 작은 비율을 갖는다. 상기 양의 세기의 크기(a)의 비율은 5~45%, 음의 세기의 크기(b)의 비율은 55~95%를 갖는 것이 바람직하다. 전기장의 크기는 20kV/m 이하가 바람직하며 주파수는 1kHz 이하가 바람직하다.Also, referring to FIG. 3B, FIG. 3B is an electric field having a sinusoidal waveform, in which the magnitude (a) of the positive intensity is relatively smaller than the magnitude (b) of the negative intensity. The proportion of the magnitude (a) of the positive intensity is preferably 5 to 45%, and the proportion of the magnitude (b) of the negative intensity is 55 to 95%. The size of the electric field is preferably 20 kV / m or less and the frequency is preferably 1 kHz or less.
상술한 본 발명의 비대칭 파형을 갖는 전기장을 피보관물에 인가함으로써, 상기 피보관물에 존재하는 미생물 내의 이온 채널을 교란하여, 상기 피보관물 내의 미생물의 증식을 억제하여 상기 피보관물을 장기간 보관할 수 있다.By applying the above-described electric field having an asymmetric waveform of the present invention to the object, the ion channel in the microorganism present in the object is disturbed, the proliferation of the microorganism in the object is suppressed, and the object is stored for a long time. I can keep it.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 비대칭 전기장 인가형 선도 유지 장치의 전기장 인가 모듈의 구성요소를 나타낸 블록도이다.Figure 4 is a block diagram showing the components of the electric field application module of the asymmetric electric field application diagram maintenance device according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 전기장 인가 모듈(200)은 전극 모듈(100)에 전압을 인가하여 제1 전극(100a)과 제2 전극(100b) 사이에 비대칭 파형을 갖는 전기장을 형성한다. 전극모듈은 제 1 전극과 제 2 전극의 쌍으로 구성되고 복수의 전극 쌍으로도 구성 가능하다. 상기 비대칭 파형은 전기장의 양의 세기와 음의 세기가 연속적으로 교대로 변하고, 상기 양의 세기의 크기와 상기 음의 세기의 크기는 동일하지 아니한 비대칭임은 상술한 바와 같다. 또한, 상기 비대칭 파형은 구형파(square wave), 정현파(sine wave), 톱니파(sawtooth) 또는 그 조합의 비대칭 파형일 수 있다.Referring to FIG. 4, the electric
전기장 인가 모듈(200)은 제1 전극과 제2 전극 사이에 소정의 파형을 갖는 전기장을 생성하기 위한 전압을 발생시키는 함수 생성부(function generator)(210) 또는 상기 소정의 파형을 갖는 전기장을 상기 비대칭 파형으로 변환시키는 파형 변환부(220)를 포함한다. 함수 생성부(210)는 펄스 전압, 교류 전압, 및 직류전압 중의 어느 하나 또는 하나 이상을 조합한 전압을 발생시킬 수 있다. 파형 변환부(220)는 전기장의 양의 세기와 전기장의 음의 세기가 연속적으로, 교대로 변하는 비대칭의 전기장을 형성한다. 상기 비대칭 파형은 구형파, 정현파, 톱니파, 또는 그 조합의 비대칭 파형이다.The electric
또한, 본 발명의 전기장 인가 모듈(200)은 상기 비대칭 파형을 갖는 전기장을 소정의 전기장의 세기를 갖도록 상기 전기장의 세기를 증폭하는 증폭부(230)를 더 포함할 수도 있다.In addition, the electric
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 비대칭 전기장 인가형 선도 유지 장치의 다면 전극 구조를 도시한 것이다.FIG. 5 illustrates a multi-sided electrode structure of an asymmetric electric field application diagram maintaining device according to an embodiment of the present invention.
도 5을 참조하면, 전극 모듈의 제1 전극 및 제2 전극은 둘 이상이고, 둘 이상의 제1 전극(100a, 140a, 150a, 160a) 및 제2 전극(100b, 140b, 150b, 160b)은 다면체 구조를 이룬다. 전기장 인가 모듈(200)이 교류 전압과 같이 변하는(alternating) 전압이 인가될 경우에는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 서로 역할이 변할 수 있다. 상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 서로 역할이 바뀌는 경우 전기장(180)의 방향은 그 역이 될 것이고, 도 5에서는 전기장(180)의 방향이 역이 되는 경우까지 함께 도시되어 있다. 즉, 화살표의 내부가 색칠되어짐에 의해 구별이 가능하다.Referring to FIG. 5, the first electrode and the second electrode of the electrode module are two or more, and the two or more
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 비대칭 전기장 인가형 선도 유지 장치의 증식 효과를 나타낸 그래프를 도시한 것이다.Figure 6 shows a graph showing the proliferation effect of the asymmetric electric field applied diagram maintaining apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 상술한 구성을 갖는 본 발명의 비대칭 전기장 인가형 선도 유지 장치에 의하여 미생물의 증식 억제율은 시간이 흐름에 따라 선형적으로 증가하는 경향을 보인다. 상기 증식 억제율은 아래 수학식 1에 의하여 계산되고, 상기 증식 억제율은 본 발명의 비대칭 전기장 인가형 선도 유지 장치가 오프(off) 되었을 경우의 증식되는 균수 대비 온(on) 되었을 경우의 증식되는 균수의 비율이다.Referring to FIG. 6, the growth inhibition rate of microorganisms tends to increase linearly with time by the asymmetric electric field applying diagram maintaining apparatus of the present invention having the above-described configuration. The growth inhibition rate is calculated by Equation 1 below, wherein the growth inhibition rate is the number of bacteria to be grown when the asymmetric electric field-applied freshness maintaining device of the present invention is turned off. Ratio.
도 6에서 알 수 있듯이, 본 발명의 비대칭 전기장 인가형 선도 유지 장치에 의하여 효과적으로 미생물의 증식을 억제할 수 있다. 또한 상기 증식 억제율 증가 곡선은 선형적인 것에 한정되지 아니하고, 선도 유지 효과를 제어함에 의하여 지수 적으로도 제어가능하다.As can be seen in Figure 6, it is possible to effectively suppress the growth of microorganisms by the asymmetric electric field applied freshness holding device of the present invention. In addition, the growth inhibition rate increase curve is not limited to a linear one, but can be exponentially controlled by controlling the freshness retention effect.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.As described above, the present invention has been described by way of limited embodiments and drawings, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, which can be variously modified and modified by those skilled in the art to which the present invention pertains. Modifications are possible. Accordingly, the spirit of the present invention should be understood only by the claims set forth below, and all equivalent or equivalent modifications thereof will belong to the scope of the present invention.
본 발명에 의하면, 피보관물에 존재하는 미생물 내의 이온 채널을 교란시켜 비정상적인 생물 대사활동을 유도함으로써, 상기 미생물의 증식을 억제하는 비대칭 전기장 인가형 선도 유지 장치가 제공된다.According to the present invention, there is provided an asymmetric electric field application type freshness maintaining device which suppresses proliferation of microorganisms by disturbing ion channels in microorganisms present in the object to induce abnormal biological metabolic activity.
또한, 본 발명에 의하면 비대칭 파형을 갖는 전기장을 인가하여 피보관물 내의 미생물의 증식을 억제하고, 상기 피보관물을 장기간 보관할 수 있는 비대칭 전기장 인가형 선도 유지 장치가 제공된다.In addition, the present invention provides an asymmetric electric field applying freshness holding device capable of applying an electric field having an asymmetric waveform to suppress the growth of microorganisms in the object to be stored for a long time.
Claims (11)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020060133568A KR20080059821A (en) | 2006-12-26 | 2006-12-26 | Apparatus of maintaining freshness by applying asymmetric electric field |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020060133568A KR20080059821A (en) | 2006-12-26 | 2006-12-26 | Apparatus of maintaining freshness by applying asymmetric electric field |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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KR20080059821A true KR20080059821A (en) | 2008-07-01 |
Family
ID=39812543
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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KR1020060133568A KR20080059821A (en) | 2006-12-26 | 2006-12-26 | Apparatus of maintaining freshness by applying asymmetric electric field |
Country Status (1)
Country | Link |
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KR (1) | KR20080059821A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2936990A4 (en) * | 2012-12-18 | 2016-07-13 | Kazuhide Matsui | Electric field application method |
KR20160134469A (en) * | 2015-05-14 | 2016-11-23 | 고려대학교 산학협력단 | Apparatus and Method for Treating Cancer Using Discontinuous Fractional Alternative Electric Field |
KR20170028601A (en) * | 2015-09-04 | 2017-03-14 | 고려대학교 산학협력단 | Method for Treating Cancer Using Alternative Electric Field in Combination with Radiation Therapy |
-
2006
- 2006-12-26 KR KR1020060133568A patent/KR20080059821A/en not_active Application Discontinuation
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KR20160134469A (en) * | 2015-05-14 | 2016-11-23 | 고려대학교 산학협력단 | Apparatus and Method for Treating Cancer Using Discontinuous Fractional Alternative Electric Field |
KR20170028601A (en) * | 2015-09-04 | 2017-03-14 | 고려대학교 산학협력단 | Method for Treating Cancer Using Alternative Electric Field in Combination with Radiation Therapy |
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