KR20090006031A - Provided apparatus of 3-axis alternating current magnetic field for locational control of the magnetic material in body - Google Patents

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Abstract

A three axis alternating current magnetic field applying device is provided, which can proceed and move by rotating the magnetic body in the fluid. A three axis alternating current magnetic field applying device comprises: a helmholtz coil(10) in which the alternating current magnetic field is generated; an alternating current power supply apparatus(20) creating the alternating current magnetic field perpendicular to x, y, and the z axis in the helmholtz coil; a control device(30) controlling the output and phase of the three alternating current supplied from the alternating current power supply apparatus; a position controller(40) controlling the rotational direction of the combined magnetic field; and magnetic fluid(50) which is an object moved by the external magnetism in organism.

Description

생체 내의 유체 내에서 자성체의 위치를 조절하는 3축 교류 자기장 인가장치{Provided apparatus of 3-axis alternating current magnetic field for locational control of the magnetic material in body}Provided apparatus of 3-axis alternating current magnetic field for locational control of the magnetic material in body

본 발명은 자성유체를 물질 내부에 정확하게 위치시킬 수 있도록 자성유체에 무선 또는 전원을 통해 외부에서 3축 헬름홀쯔 코일로 구성된 외부 자기장 유도 장치를 통해 3축 교류자기장을 인가하여 회전자기장 면의 방향에 따라 자성유체에 자기적 토오크를 가함으로써, 자성체를 회전시켜 유체 내에서 자성체가 회전하여 유체 내에서 안정하게 이동 및 진행시킬 수 있고, 자성체의 형태로서 자성 나노입자 또는 자성 나노막대를 적용하여 미세유동 구조를 갖게 하는 마이크로캡슐로도 제공할 수 있으며, 유체 내에서 이동시키고자 하는 자성 나노입자 및 자성 나노막대는 자성체와 자성체 외부를 약물을 코팅하는 생체 내의 유체 내에서 자성체의 위치를 조절하는 3축 교류 자기장 인가장치에 관한 기술이다.The present invention applies a three-axis alternating magnetic field through the external magnetic field induction device consisting of a three-axis Helmholtz coil from the outside through a wireless or power source to the magnetic fluid to accurately position the magnetic fluid inside the material in the direction of the rotating magnetic field surface Accordingly, by applying magnetic torque to the magnetic fluid, the magnetic material can be rotated in the fluid by rotating the magnetic material so that the magnetic fluid can be stably moved and progressed in the fluid, and the magnetic fluid is applied by applying the magnetic nanoparticles or the magnetic nanorods in the form of the magnetic material. It can also be provided as a microcapsule that has a structure, and the magnetic nanoparticles and the magnetic nanorods to be moved in the fluid is a three-axis that controls the position of the magnetic body in the fluid in the body coating the drug and the outside of the magnetic material A technology relating to an AC magnetic field applying device.

종래의 경우 자성유체를 물질 내부에 정확하게 위치시킬 수 있도록 자성유체에 무선 또는 전원을 통해 외부에서 3축 헬름홀쯔 코일로 구성된 외부 자기장 유도 장치를 통해 3축 교류자기장을 인가하여 회전자기장 면의 방향에 따라 자성유체에 자기적 토오크를 가하여 자성체를 회전시켜 유체 내에서 자성체가 회전하여 유체 내에서 안정하게 이동 및 진행시킬 수 있는 장치가 없었다. In the conventional case, the magnetic fluid is applied to the magnetic fluid in the direction of the rotating magnetic field by applying a three-axis alternating magnetic field through an external magnetic field induction device composed of a three-axis Helmholtz coil from the outside through wireless or power to the magnetic fluid. Accordingly, there is no device capable of stably moving and progressing in the fluid by rotating the magnetic material by applying magnetic torque to the magnetic fluid to rotate the magnetic material in the fluid.

또한 자성체의 형태로서 자성 나노입자 또는 자성 나노막대를 적용하여 미세유동 구조를 갖게 하는 마이크로캡슐로도 제공할 수 있는 장치도 없었으므로 아직까지 생체 내의 유체 내에서 자성체의 위치를 조절하는 3축 교류 자기장 인가장치가 없는 실정이다.In addition, since there is no device that can be provided as a microcapsules that have a microfluidic structure by applying magnetic nanoparticles or magnetic nanorods in the form of a magnetic body, a three-axis alternating magnetic field that controls the position of the magnetic body in a fluid in a living body has not yet been provided. There is no authorization device.

그러므로 자성체를 회전시켜 유체 내에서 자성체가 회전하여 유체 내에서 안 정하게 이동 및 진행시킬 수 있고, 자성체의 형태로서 자성 나노입자 또는 자성 나노막대를 적용하여 미세유동 구조를 갖게 하는 마이크로캡슐로도 제공할 수 있으며, 유체 내에서 이동시키고자 하는 자성 나노입자 및 자성 나노막대는 자성체와 자성체 외부를 약물을 코팅하는 생체 내의 유체 내에서 자성체의 위치를 조절하는 3축 교류 자기장 인가장치의 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.Therefore, the magnetic material can be rotated in the fluid by rotating the magnetic material so that the magnetic material can be stably moved and progressed in the fluid. Also, it can be provided as a microcapsule which has a microfluidic structure by applying magnetic nanoparticles or magnetic nanorods in the form of the magnetic material. The magnetic nanoparticles and the magnetic nanorods to be moved in the fluid are urgently required to develop a three-axis alternating magnetic field applying device that controls the magnetic body and the position of the magnetic body in the fluid in the body coating the drug outside the magnetic body. There is a situation.

이에 본 발명은 상기 문제점들을 해결하기 위하여 착상된 것으로서, 자성유체를 물질 내부에 정확하게 위치시킬 수 있도록 자성유체에 무선 또는 전원을 통해 외부에서 3축 헬름홀쯔 코일로 구성된 외부 자기장 유도 장치를 통해 3축 교류자기장을 인가하여 회전자기장 면의 방향에 따라 자성유체에 자기적 토오크를 가함으로써, 자성체를 회전시켜 유체 내에서 자성체가 회전하여 유체 내에서 안정하게 이동 및 진행시킬 수 있는 생체 내의 유체 내에서 자성체의 위치를 조절하는 3축 교류 자기장 인가장치를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been conceived to solve the above problems, the three-axis through the external magnetic field induction device consisting of a three-axis Helmholtz coil from the outside through the wireless or power to the magnetic fluid to accurately position the magnetic fluid inside the material By applying an alternating magnetic field and applying magnetic torque to the magnetic fluid in the direction of the plane of the rotating magnetic field, the magnetic body rotates and the magnetic body rotates in the fluid, allowing the magnetic material to rotate and move stably in the fluid. It is an object of the present invention to provide a three-axis AC magnetic field applying device to adjust the position of the.

본 발명의 다른 목적은 자성체의 형태로서 자성 나노입자 또는 자성 나노막대를 적용하여 미세유동 구조를 갖게 하는 마이크로캡슐로도 제공할 수 있는 생체 내의 유체 내에서 자성체의 위치를 조절하는 3축 교류 자기장 인가장치를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to apply a three-axis alternating magnetic field to control the position of the magnetic body in the fluid in vivo that can be provided as a microcapsule having a microfluidic structure by applying magnetic nanoparticles or magnetic nanorods in the form of a magnetic body To provide a device.

또 본 발명의 다른 목적은 유체 내에서 이동시키고자 하는 자성 나노입자 및 자성 나노막대는 자성체와 자성체 외부를 약물을 코팅하는 생체 내의 유체 내에서 자성체의 위치를 조절하는 3축 교류 자기장 인가장치를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a three-axis alternating magnetic field application device for controlling the position of the magnetic material in the fluid in the body of the magnetic nanoparticles and the magnetic nanorods to move the drug in the fluid coating the magnetic material and the outside of the magnetic material It is.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 생체 내의 유체 내에서 자성체의 위치를 조절하는 3축 교류 자기장 인가장치는 교류전원 공급장치로부터 전원을 공급받아 x, y, z축의 수직으로 일정한 교류자기장이 생성되는 3축 헬름 홀쯔 코일과; 상기 헬름 홀쯔 코일에 교류를 생성시키게 하는 사인파 발생기와, 상기 사인파 발생기에서 생성된 교류신호를 증폭하는 교류전원 증폭기로 구성되어 헬름 홀쯔 코일에 x, y, z축의 수직으로 일정한 교류자기장을 생성시키는 교류전원 공급장치와; 상기 교류전원 공급장치에서 공급되는 3개의 교류 전류의 출력 값과 위상을 제어하는 제어장치(컴퓨터)와; 자성체의 회전 방향, 회전면 및 3축 헬름홀쯔 코일에 의해 발생되는 결합된 자기장의 회전 방향을 제어하는 위치제어기; 를 포함함을 특징으로 한다. According to a preferred embodiment of the present invention, a three-axis alternating current magnetic field applying device for controlling a position of a magnetic body in a fluid in a living body receives power from an alternating current power supply and is vertically constant on the x, y, and z axes. A three-axis helm holtz coil in which an alternating magnetic field is generated; A sine wave generator for generating alternating current in the helm holtz coil and an ac power amplifier for amplifying the alternating current signal generated by the sine wave generator, the alternating current generating a constant alternating magnetic field perpendicular to the x, y, z axis in the helm holtz coil A power supply; A control device (computer) for controlling output values and phases of three AC currents supplied from the AC power supply device; A position controller for controlling the rotation direction of the magnetic material, the rotation surface, and the rotation direction of the coupled magnetic field generated by the three-axis Helmholtz coil; Characterized by including.

상기 본 발명에 있어서, 상기 자기장은 회전 자기장의 주파수와 세기에 의해 3축 헬름홀쯔 코일 안에 놓여있는 자성체에 가해지는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the magnetic field is applied to the magnetic material placed in the three-axis Helmholtz coil by the frequency and intensity of the rotating magnetic field.

상기 본 발명에 있어서, 상기 자성체에 가해지는 주파수는 DC에서 10 내지 50 Hz이고, 자기장의 크기는 5 내지 50 kA/m 인 것을 특징으로 한다.In the present invention, the frequency applied to the magnetic material is characterized in that the DC is 10 to 50 Hz, the magnitude of the magnetic field is 5 to 50 kA / m.

상기 본 발명에 있어서, 상기 자성체의 진행은 유체의 점성도와 자성체의 특성에 따라 주파수 및 자기장의 세기를 조절하여 선택할 수 있는 것을 특징으로 한 다.In the present invention, the progress of the magnetic body is characterized in that it can be selected by adjusting the intensity of the frequency and magnetic field according to the viscosity of the fluid and the characteristics of the magnetic body.

본 발명에 따른 생체 내의 유체 내에서 자성체의 위치를 조절하는 3축 교류 자기장 인가장치는 다음과 같은 효과가 있다.The three-axis alternating magnetic field applying device for controlling the position of the magnetic body in the fluid in the living body according to the present invention has the following effects.

첫째, 본 발명은 자성유체를 물질 내부에 정확하게 위치시킬 수 있도록 자성유체에 무선 또는 전원을 통해 외부에서 3축 헬름홀쯔 코일로 구성된 외부 자기장 유도 장치를 통해 3축 교류자기장을 인가하여 회전자기장 면의 방향에 따라 자성유체에 자기적 토오크를 가함으로써, 자성체를 회전시켜 유체 내에서 자성체가 회전하여 유체 내에서 안정하게 이동 및 진행시킬 수 있다.First, the present invention applies a three-axis alternating magnetic field through the external magnetic field induction device consisting of a three-axis Helmholtz coil from the outside through a wireless or power source to the magnetic fluid to accurately position the magnetic fluid inside the material of the rotating magnetic field surface By applying magnetic torque to the magnetic fluid in accordance with the direction, the magnetic body can be rotated so that the magnetic body rotates in the fluid to stably move and progress in the fluid.

둘째, 본 발명은 자성체의 형태로서 자성 나노입자 또는 자성 나노막대를 적용하여 미세유동 구조를 갖게 하는 마이크로캡슐로도 제공할 수 있다.Second, the present invention may also be provided as a microcapsule having a microfluidic structure by applying magnetic nanoparticles or magnetic nanorods in the form of a magnetic body.

셋째, 본 발명은 유체 내에서 이동시키고자 하는 자성 나노입자 및 자성 나노막대는 자성체와 자성체 외부를 약물을 코팅한다.Third, the present invention is to move the magnetic nanoparticles and magnetic nanorods in the fluid coating the drug on the magnetic body and the magnetic body.

이하 첨부된 도면과 함께 본 발명의 바람직한 실시예를 살펴보면 다음과 같은데, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이며, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로, 그 정의는 본 발명인 생체 내의 유체 내에서 자성체의 위치를 조절하는 3축 교류 자기장 인가장치를 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. Looking at the preferred embodiment of the present invention together with the accompanying drawings as follows, when it is determined that the detailed description of the known art or configuration related to the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention The description will be omitted, and the following terms are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary depending on the intention or custom of the user or operator, and the definitions indicate the position of the magnetic body in the fluid in the present invention. It should be made based on the contents throughout this specification to describe the three-axis alternating magnetic field application device to adjust.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 생체 내의 유체 내에서 자성체의 위치를 조절하는 3축 교류 자기장 인가장치를 이용하여 자성체의 위치를 조절하는 과정에서 자성 나노입자 또는 자성 나노막대가 유체 내에서 이동되는 원리를 설명하기 위한 개략도이다.Figure 1 is a magnetic nanoparticles or magnetic nanorods in the fluid in the process of adjusting the position of the magnetic material using a three-axis alternating magnetic field applying device for controlling the position of the magnetic body in the fluid in vivo according to an embodiment of the present invention A schematic diagram illustrating the principle of movement.

도 1에 도시한 바와 같이, 외부에서 3축 교류 자기장 인가장치를 이용하여 회전자기장을 형성하여 자성 나노입자 또는 자성 나노막대에 가하면 자기 토오크(자기 토오크(τ)=자기 모먼트(m)× 자기장(H) ; τ=m× H = mHsinθ)에 의해 자성 나노입자 또는 자성 나노막대는 회전하며, 변환하는 회전력에 의해 자성 나노입자 또는 자성 나노막대는 진행하게 된다. 이후 위치 제어기를 통해 회전자기장의 회전면의 변화에 의해 진행방향을 조절한다. As shown in FIG. 1, when a rotating magnetic field is formed using a three-axis alternating magnetic field application device and applied to magnetic nanoparticles or magnetic nanorods, magnetic torque (magnetic torque (τ) = magnetic moment (m) × magnetic field) The magnetic nanoparticles or the magnetic nanorods rotate by (H); τ = m × H = mHsinθ), and the magnetic nanoparticles or the magnetic nanorods proceed by the rotational force to be converted. Afterwards, the direction of travel is adjusted by changing the rotational surface of the rotating magnetic field through the position controller.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 생체 내의 유체 내에서 자성체의 위치 조절하는 3축 교류 자기장 인가장치의 구성을 나타낸 도면이다.2 is a view showing the configuration of a three-axis AC magnetic field applying device for adjusting the position of the magnetic body in the fluid in the living body according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 생체 내의 유체 내에서 자성체의 위치 조절하는 3축 교류 자기장 인가장치는 헬름홀쯔코일(10), 교류전원공급장치(20), 교류전원증폭기(21), 사인파발생기(22), 제어장치(컴퓨터)(30), 위치제어기(40), 자성유체(50)로 구성된다. As shown in Figure 2, the three-axis AC magnetic field applying device for adjusting the position of the magnetic body in the fluid in the living body according to an embodiment of the present invention Helmholtz coil 10, AC power supply device 20, AC power An amplifier 21, a sine wave generator 22, a control device (computer) 30, a position controller 40, and a magnetic fluid 50.

도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 생체 내의 유체 내에서 자성체의 위치 조절하는 3축 교류 자기장 인가장치는 교류전원 공급장치(20)로부터 전원을 공급받아 x, y, z축의 수직으로 일정한 교류자기장이 생성되는 3축 헬름 홀쯔 코일(10)과; 상기 헬름 홀쯔 코일(10)에 교류를 생성시키게 하는 사인파 발생기(22)와, 상기 사인파 발생기(22)에서 생성된 교류신호를 증폭하는 교류전원 증폭기(21)로 구성되어 헬름 홀쯔 코일(10)에 x, y, z축의 수직으로 일정한 교류자기장을 생성시키는 교류전원 공급장치(20)와; 상기 교류전원 공급장치(20)에서 공급되는 3개의 교류 전류의 출력 값과 위상을 제어하는 제어장치(컴퓨터)(30)와; 자성체의 회전 방향, 회전면 및 3축 헬름홀쯔 코일(10)에 의해 발생되는 결합된 자기장의 회전 방향을 제어하는 위치제어기(40); 를 구비한다.As shown in FIG. 2, the 3-axis AC magnetic field applying device for controlling the position of the magnetic body in the fluid in the living body is supplied with AC power from the AC power supply 20, and has a constant AC magnetic field perpendicular to the x, y, and z axes. A triaxial helm holtz coil 10 generated; A sine wave generator 22 for generating alternating current in the helm holtz coil 10 and an ac power amplifier 21 for amplifying the alternating current signal generated by the sine wave generator 22 to the helth holz coil 10. an AC power supply device 20 for generating an alternating magnetic field perpendicular to the x, y, and z axes; A control device (computer) 30 for controlling the output values and phases of the three AC currents supplied from the AC power supply device 20; A position controller 40 for controlling the rotational direction of the magnetic material, the rotational surface, and the rotational direction of the coupled magnetic field generated by the three-axis Helmholtz coil 10; It is provided.

또한 상기 자기장은 회전 자기장의 주파수와 세기에 의해 3축 헬름홀쯔 코일(10) 안에 놓여있는 자성체에 가해지게 된다. 가해지는 주파수는 DC에서 10 내지 50 Hz이고, 자기장의 크기는 5 내지 50 kA/m로 컴퓨터에 의해 조절된다. 자성체의 진행은 유체의 점성도와 자성체의 특성에 따라 주파수 및 자기장의 세기를 조절하여 선택할 수 있다. 생체 내의 유체 내에서 이동시키고자 하는 자성 나노입자 및 자성 나노막대는 자성체와 자성체 외부를 약물을 코팅한다. In addition, the magnetic field is applied to the magnetic material lying in the three-axis Helmholtz coil 10 by the frequency and intensity of the rotating magnetic field. The frequency applied is 10-50 Hz at DC and the magnitude of the magnetic field is controlled by the computer at 5-50 kA / m. The progress of the magnetic body may be selected by adjusting the frequency and the strength of the magnetic field according to the viscosity of the fluid and the characteristics of the magnetic body. Magnetic nanoparticles and magnetic nanorods that are intended to migrate in fluids in vivo coat the drug on the magnetic body and the exterior of the magnetic body.

상기 생체 내의 유체 내에서 자성체의 위치 조절하는 3축 교류 자기장 인가장치를 구성하는 각 기술적 수단들의 기능을 설명하면 다음과 같다.Referring to the functions of the technical means constituting the three-axis AC magnetic field applying device for adjusting the position of the magnetic body in the fluid in the living body as follows.

상기 헬름홀쯔코일(10)은 교류전원 공급장치(20)로부터 전원을 공급받아 x, y, z축의 수직으로 일정한 교류자기장이 생성되는 기능을 갖는다.The helmholtz coil 10 has a function of receiving a power from the AC power supply 20 to generate a constant AC magnetic field vertically on the x, y, and z axes.

상기 교류전원공급장치(20)는 상기 헬름 홀쯔 코일(10)에 교류를 생성시키게 하는 사인파 발생기(22)와, 상기 사인파 발생기(22)에서 생성된 교류신호를 증폭하는 교류전원 증폭기(21)로 구성되어 헬름 홀쯔 코일(10)에 x, y, z축의 수직으로 일정한 교류자기장을 생성시키는 기능을 갖는다. The AC power supply device 20 includes a sine wave generator 22 for generating alternating current in the Helm Holtz coil 10 and an AC power amplifier 21 for amplifying the AC signal generated by the sine wave generator 22. It is configured to have a function of generating a constant constant magnetic field perpendicular to the x, y, z axis in the Helm Holtz coil 10.

상기 제어장치(컴퓨터)(30)는 상기 교류전원 공급장치(20)에서 공급되는 3개의 교류 전류의 출력 값과 위상을 제어하는 기능을 갖는다. The control device (computer) 30 has a function of controlling the output values and phases of the three alternating currents supplied from the AC power supply device 20.

상기 위치제어기(40)는 자성체의 회전 방향, 회전면 및 3축 헬름홀쯔 코일(10)에 의해 발생되는 결합된 자기장의 회전 방향을 제어하는 기능을 갖는다. The position controller 40 has a function of controlling the rotational direction of the magnetic body, the rotational surface and the rotational direction of the combined magnetic field generated by the three-axis Helmholtz coil 10.

상기 자성유체(50)는 생체 내에서 외부 자기장에 의해 이동되는 대상으로서, 유체 내에서 이동시키고자 하는 자성 나노입자 및 자성 나노막대는 자성체와 자성체 외부를 약물을 코팅하여 사용한다. The magnetic fluid 50 is an object that is moved by an external magnetic field in a living body, and magnetic nanoparticles and magnetic nanorods to be moved in a fluid are coated with a drug on the magnetic body and the outside of the magnetic body.

이와 같이, 자성유체는 자성분말을 100 Å정도로 미세화한 Fe2O3와 같은 자성 산화물 분말을 주성분으로 하고, 이들 자성분말의 각 입자에 각종 계면 활성제를 흡착하여 피복한 후, 이것들을 유동성 액상 중에 균일하고 안정한 상태로 분산시킨 콜로이드 용액의 일종인데, 이러한 자성유체는 통상의 중력이나 자장 등에 의하여 응집 또는 침강하지 않고, 고체와 액체가 분리되지 않는 상태로 액체와 같이 거동하며 자기적 성질을 가지고 있으므로 생체 내의 유체 내에서 원하는 위치에 고정시켜 물질들을 진단할 수 있는 것이다.As described above, the magnetic fluid is composed mainly of magnetic oxide powder such as Fe 2 O 3 in which the magnetic powder is finely refined to about 100 kPa. It is a kind of colloidal solution dispersed in a uniform and stable state. Since the magnetic fluid does not aggregate or settle by ordinary gravity or magnetic field, it behaves like a liquid in a state in which solids and liquids are not separated and have magnetic properties. The substances can be diagnosed by fixing them in a desired position in the fluid in the living body.

그러므로 생체 내의 유체 내에서 자성체의 위치 조절하는 3축 교류 자기장 인가장치를 이용하여 생체 내의 유체 내에서 자성체의 위치 조절과정은 다음과 같다. 먼저 외부에서 3축 교류 자기장 인가장치를 이용하여 회전자기장을 형성하여 자성 나노입자 또는 자성 나노막대에 가하여 자기 토오크에 의해 자성 나노입자 또는 자성 나노막대는 회전하게 한다. 이후 변환하는 회전력에 의해 자성 나노입자 또는 자성 나노막대가 진행한다. 그 다음 위치 제어기를 통해 회전자기장의 회전면의 변화에 의해 진행방향을 조절하는 것이다.Therefore, the process of adjusting the position of the magnetic body in the fluid in the living body by using a three-axis alternating magnetic field applying device for controlling the position of the magnetic body in the fluid in the living body is as follows. First, a rotating magnetic field is formed by using a three-axis alternating magnetic field applying device from the outside and applied to the magnetic nanoparticles or the magnetic nanorods so that the magnetic nanoparticles or the magnetic nanorods rotate by magnetic torque. Afterwards, the magnetic nanoparticles or the magnetic nanorods proceed by the rotating force. Then, through the position controller, the direction of travel is adjusted by changing the rotating surface of the rotating magnetic field.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 생체 내의 유체 내에서 자성체의 위치를 조절하는 3축 교류 자기장 인가장치를 이용하여 실리콘 오일 안에 있는 Fe2O3 나노입자가 이동되는 상태를 볼 수 있는 사진이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 생체 내의 유체 내에서 자성체의 위치를 조절하는 3축 교류 자기장 인가장치를 이용하여 실리콘 오일 안에 있는 NiFe 나노 와이어가 이동되는 상태를 볼 수 있는 사진이며, 도 5는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 생체 내의 유체 내에서 자성체의 위치를 조절하는 3축 교류 자기장 인가장치를 이용하여 실리콘 오일 안에 있는 NiFe 나노 와이어가 이동되는 상태를 볼 수 있는 사진이다.FIG. 3 is a photograph showing a state in which Fe 2 O 3 nanoparticles in a silicon oil are moved by using a three-axis alternating magnetic field applying device that controls a position of a magnetic body in a fluid in a living body according to an embodiment of the present invention. 4 is a photograph showing a state in which NiFe nanowires in a silicon oil are moved by using a three-axis alternating magnetic field applying device that controls a position of a magnetic body in a fluid in a living body according to an embodiment of the present invention. FIG. 5 is a photograph showing a state in which NiFe nanowires in a silicon oil are moved by using a three-axis alternating magnetic field applying device that controls a position of a magnetic body in a fluid in a living body according to another embodiment of the present invention. .

도 3 내지 도 5에 나타나있는 사진과 같이, 자성체의 위치가 변화되는 것을 볼 수 있다. 그러므로 생체 내의 유체 내에서 원하는 위치로 이동시키고 고정시켜 신체 내부를 진단할 수 있는 것이다.3 to 5, it can be seen that the position of the magnetic material is changed. Therefore, the inside of the body can be diagnosed by moving and fixing to a desired position in the fluid in the living body.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것은 아니다. As described above, various substitutions, modifications, and changes can be made by those skilled in the art without departing from the technical spirit of the present invention, and thus, the embodiments and the accompanying drawings are limited. It doesn't happen.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 생체 내의 유체 내에서 자성체의 위치를 조절하는 3축 교류 자기장 인가장치를 이용하여 자성체의 위치를 조절하는 과정에 서 자성 나노입자 또는 자성 나노막대가 유체 내에서 이동되는 원리를 설명하기 위한 개략도.Figure 1 is a magnetic nanoparticles or magnetic nanorods in the fluid in the process of adjusting the position of the magnetic material using a three-axis alternating magnetic field applying device for controlling the position of the magnetic body in the fluid in vivo according to an embodiment of the present invention Schematic to illustrate the principle being moved in.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 생체 내의 유체 내에서 자성체의 위치 조절하는 3축 교류 자기장 인가장치의 구성을 나타낸 도면. Figure 2 is a view showing the configuration of a three-axis alternating magnetic field application device for adjusting the position of the magnetic body in the fluid in the living body according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 생체 내의 유체 내에서 자성체의 위치를 조절하는 3축 교류 자기장 인가장치를 이용하여 실리콘 오일 안에 있는 Fe2O3 나노입자가 이동되는 상태를 볼 수 있는 사진.FIG. 3 is a photograph showing a state in which Fe 2 O 3 nanoparticles in a silicon oil are moved by using a three-axis alternating magnetic field applying device that controls a position of a magnetic body in a fluid in a living body according to an embodiment of the present invention. .

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 생체 내의 유체 내에서 자성체의 위치를 조절하는 3축 교류 자기장 인가장치를 이용하여 실리콘 오일 안에 있는 NiFe 나노 와이어가 이동되는 상태를 볼 수 있는 사진.Figure 4 is a photograph showing the state in which the NiFe nanowires in the silicon oil is moved using a three-axis alternating magnetic field applying device for adjusting the position of the magnetic material in the fluid in vivo according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 생체 내의 유체 내에서 자성체의 위치를 조절하는 3축 교류 자기장 인가장치를 이용하여 실리콘 오일 안에 있는 NiFe 나노 와이어가 이동되는 상태를 볼 수 있는 사진.FIG. 5 is a photograph showing a state in which NiFe nanowires in a silicon oil are moved using a three-axis alternating magnetic field applying device that adjusts a position of a magnetic body in a fluid in a living body according to another embodiment of the present invention. FIG.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10...헬름홀쯔코일 20...교류전원공급장치10 Helmholtz coils 20 AC power supplies

21...교류전원증폭기 22...사인파발생기21 AC power amplifier 22 Sine wave generator

30...제어장치(컴퓨터) 40...위치제어기 30 ... Control unit (computer) 40 ... Position controller

50...자성유체 50 ... magnetic fluid

Claims (4)

생체 내의 유체 내에서 자성체의 위치를 조절하는 3축 교류 자기장 인가장치에 있어서,In the 3-axis alternating magnetic field application device for adjusting the position of the magnetic body in the fluid in the living body, 교류전원 공급장치로부터 전원을 공급받아 x, y, z축의 수직으로 일정한 교류자기장이 생성되는 3축 헬름 홀쯔 코일과; A three-axis Helm Holtz coil which receives power from an AC power supply and generates a constant AC magnetic field vertically in the x, y, and z axes; 상기 헬름 홀쯔 코일에 교류를 생성시키게 하는 사인파 발생기와, 상기 사인파 발생기에서 생성된 교류신호를 증폭하는 교류전원 증폭기로 구성되어 헬름 홀쯔 코일에 x, y, z축의 수직으로 일정한 교류자기장을 생성시키는 교류전원 공급장치와; A sine wave generator for generating alternating current in the helm holtz coil and an ac power amplifier for amplifying the alternating current signal generated by the sine wave generator, the alternating current generating a constant alternating magnetic field perpendicular to the x, y, z axis in the helm holtz coil A power supply; 상기 교류전원 공급장치에서 공급되는 3개의 교류 전류의 출력 값과 위상을 제어하는 제어장치(컴퓨터)와; A control device (computer) for controlling output values and phases of three AC currents supplied from the AC power supply device; 자성체의 회전 방향, 회전면 및 3축 헬름홀쯔 코일에 의해 발생되는 결합된 자기장의 회전 방향을 제어하는 위치제어기; 를 포함함을 특징으로 하는 생체 내의 유체 내에서 자성체의 위치를 조절하는 3축 교류 자기장 인가장치. A position controller for controlling the rotation direction of the magnetic material, the rotation surface, and the rotation direction of the coupled magnetic field generated by the three-axis Helmholtz coil; Three-axis alternating magnetic field applying device for adjusting the position of the magnetic body in the fluid in the body, characterized in that it comprises a. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 자기장은 회전 자기장의 주파수와 세기에 의해 3축 헬름홀쯔 코일 안에 놓여있는 자성체에 가해지는 것을 특징으로 하는 생체 내의 유체 내에서 자성체의 위치를 조절하는 3축 교류 자기장 인가장치. The magnetic field is applied to the magnetic body placed in the three-axis Helmholtz coil by the frequency and intensity of the rotating magnetic field, the three-axis alternating magnetic field application device for adjusting the position of the magnetic body in the fluid in the living body. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 자성체에 가해지는 주파수는 DC에서 10 내지 50 Hz이고, 자기장의 크기는 5 내지 50 kA/m 인 것을 특징으로 하는 생체 내의 유체 내에서 자성체의 위치를 조절하는 3축 교류 자기장 인가장치.The frequency applied to the magnetic body is 10 to 50 Hz at DC, the magnitude of the magnetic field is 5 to 50 kA / m, the three-axis alternating magnetic field applying apparatus for adjusting the position of the magnetic body in the fluid in the living body. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 자성체의 진행은 유체의 점성도와 자성체의 특성에 따라 주파수 및 자기장의 세기를 조절하여 선택할 수 있는 것을 특징으로 하는 생체 내의 유체 내에서 자성체의 위치를 조절하는 3축 교류 자기장 인가장치.The progress of the magnetic body is a three-axis alternating current magnetic field applying device for adjusting the position of the magnetic body in the fluid in the body, characterized in that it can be selected by adjusting the frequency and intensity of the magnetic field in accordance with the viscosity of the fluid and the characteristics of the magnetic body.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101064691B1 (en) * 2009-02-25 2011-09-14 경북대학교 산학협력단 Electromagnetic field-shielding and -optimized incubator for bio-safety
CN102512761A (en) * 2011-12-19 2012-06-27 哈尔滨医科大学 Adjustable therapeutic instrument capable of low stimulation body electromagnetic field biological effect adjustment
CN102770368A (en) * 2010-02-26 2012-11-07 阿莫绿色技术有限公司 Apparatus and method for producing metal nanoparticles using granule-type electrodes
KR20190086213A (en) * 2018-01-12 2019-07-22 원광대학교산학협력단 Magnetic field driven therapy device and method

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101064691B1 (en) * 2009-02-25 2011-09-14 경북대학교 산학협력단 Electromagnetic field-shielding and -optimized incubator for bio-safety
CN102770368A (en) * 2010-02-26 2012-11-07 阿莫绿色技术有限公司 Apparatus and method for producing metal nanoparticles using granule-type electrodes
CN102512761A (en) * 2011-12-19 2012-06-27 哈尔滨医科大学 Adjustable therapeutic instrument capable of low stimulation body electromagnetic field biological effect adjustment
KR20190086213A (en) * 2018-01-12 2019-07-22 원광대학교산학협력단 Magnetic field driven therapy device and method

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