KR20120030469A - 광선치료기 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 파장이 280 ~ 990㎚인 광선을 치료부위에 방출하여 조사하는 하나 이상의 발광체와, 상기 발광체의 광선축 상에 구비되어 광선을 집속 또는 발산시키는 광학부와, 상기 발광체에 전원을 공급하는 전원공급부와, 상기 발광체를 통해 방출되는 광선의 조사량, 파장 및 세기를 조절하는 제어부를 포함하여 구성되어 상기 발광체에서 방출된 광선의 조사량, 파장 및 세기를 조절하여 국소 부위 및 넓은 부위에도 균일한 조도로 조사될 수 있으며, 그에 따라 치료 시 부작용을 최소화 할 수 있고 상피세포의 활성도를 높일 수 있어 치료효과를 극대화할 수 있는 광선치료기를 제공한다.

Description

광선치료기{Medical treatment apparatus using rays of light}

본 발명은 광선을 이용한 치료기에 관한 것으로, 구체적으로는 자외선 및 가시광선을 이용하여 각종 질환을 치료할 수 있는 광선치료기에 관한 것이다.

일반적으로 태양으로부터 전해지는 빛에는 가시광선과, 가시광선 중 적색 밖의 적외선과, 자색 밖의 자외선이 있다.

가시광선(Visible rays)은 사람의 눈에 보이는 범위의 파장을 가지고 있는 것으로 그 파장의 범위는 대략 400 ~ 700㎚이다. 가시광선 내에서는 파장에 따른 성질의 변화가 각각의 색깔로 나타나며 적색으로부터 자색으로 갈수록 파장이 짧아진다. 단색광인 경우 700 ~ 610㎚는 적색, 610 ~ 590㎚는 주황색, 590 ~ 570㎚는 황색, 570 ~ 500㎚는 녹색, 500 ~ 450㎚는 청색, 450 ~ 400㎚는 자색으로 보인다.

적외선(Infrared rays)은 상술한 바와 같이 적색 스펙트럼의 끝보다 더 바깥쪽에 있으므로 적외선이라고 하고 가시광선보다 파장이 길며 그 파장의 범위는 대략 750 ~ 1,000,000㎚(0.75㎛ ~ 1㎜)이다. 이 중 파장이 750 ~ 3,000㎚(0.75 ~ 3㎛) 사이의 적외선을 근적외선이라 하고, 3,000 ~ 25,000㎚(3 ~ 25㎛) 사이의 적외선을 일반 적외선이라 하며, 25,000㎚(25㎛)이상의 적외선을 원적외선이라고 한다. 이러한 적외선은 가시광선이나 자외선에 비해 강한 열작용으로 가지고 있는 것이 특징이며 이 때문에 열선(熱線)이라고도 한다.

자외선(Ultraviolet rays)은 상술한 바와 같이 자색 스펙트럼의 끝보다 더 바깥쪽에 있으므로 자외선이라 하고 가시광선보다 파장이 짧으며 그 파장의 범위는 대략 10 ~ 400㎚이다. 이러한 자외선은 파장의 범위에 따라 자외선A, 자외선B, 자외선C로 분류되는 바, 그 파장 범위가 315 ~ 400㎚ 사이이면 자외선A(UV-A), 280 ~ 315㎚ 사이이면 자외선B(UV-B), 100 ~ 280㎚ 사이이면 자외선C(UV-C)로 분류된다.

대한민국 실용신안 등록 제1991-0005292호에는 광조사 치료기구가 개시되어 있다. 개시된 광조사 치료기구는 광원부재와, 원통형상의 광투과성 광반사부재로 이루어지며, 상기 광원부재에 광도체 케이블을 접속시킨 커넥터와, 일측에 커넥터와 연결되는 다수의 광파이버를 구비한다.

상기와 같은 광조사 치료기는 인체에 유해한 광선을 제외하고 인체에 이로운 광선을 조사할 수 있도록 되어 있으나 장치가 복잡하고 대형이므로 일반사용자가 쉽게 이용할 수 없다.

대한민국 실용신안 등록 제20-0326019호에는 레이저 효과를 이용한 피부 통증치료기가 개시되어 있다. 개시된 통증치료기는 발광다이오드와 레이저 다이오드가 조밀하게 형성된 조명기판과, 그 내외측면에 장착된 적외선램프와, 전원공급장치, 타이머, 적외선램프 온오프 스위치를 구비한다.

상기 통증치료기의 경우 파장 범위가 280 ~ 990㎚이고 점광원 자체의 세부 파장 범위는 50 ~ 150㎚ 혹은 그 이상으로 파장의 범위가 크며, 주효 파장의 기능이 세분화되지 않으므로 통증완화 및 질병치료에 있어서 안전하면서도 효과적인 치료, 살균 및 세포의 활성도를 기대할 수 없다.

또한, 상기와 같이 적외선 또는 가시광선을 이용한 치료기의 경우 염증치료, 통증완화, 혈행촉진, 피부질환치료 등과 같은 다양한 질병에 효과를 나타내고 있으나 과도한 조사 시 피부자극 및 홍반 등의 부작용을 나타낼 수 있다.

한편, 자외선을 이용한 치료기의 경우 자외선A와 자외선B는 백선, 건선, 백반증 치료 등에 사용되고 있으며, 자외선C는 살균 및 정화를 목적으로 하는 곳에 사용되고 있으나 치료 시 자외선의 단독 효능이 아닌 광 감각제 등을 치료부위에 도포하거나 복용해야하는 단점이 있다. 또한, 상기 자외선은 광 치료 기능 이외에 암을 발생시킬 수 있는 단점을 내포하고 있다.

따라서 본 발명은 상술한 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서 자외선 및 가시광선을 방출하여 치료부위에 조사할 수 있는 발광다이오드 및 레이저다이오드가 장착되고, 발광다이오드 및 레이저다이오드에서 방출된 광선의 조사량, 파장 및 세기를 조절할 수 있는 제어부를 포함하는 광선치료기를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 발광다이오드 및 레이저다이오드에서 방출된 광선의 조사량, 파장 및 세기를 조절하여 국소 부위 및 넓은 부위에도 균일한 조도로 조사될 수 있으며, 그에 따라 치료 시 부작용을 최소화할 수 있고 상피세포의 활성도를 높일 수 있어 치료효과를 극대화할 수 있는 광선치료기를 제공하는데 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하고, 후술하는 본 발명의 특유의 효과를 달성하기 위한, 본 발명의 특징적인 구성은 하기와 같다.

본 발명의 일 태양에 따르면, 발광파장이 280 ~ 990㎚인 하나 이상의 발광체; 상기 발광체의 광선축 상에 구비되어 광선을 집속 또는 발산시키는 광학부; 상기 발광체에 전원을 공급하는 전원공급부; 및 상기 하나 이상의 발광체를 통해 방출되는 광선의 조사량, 파장 및 세기 중 적어도 하나를 조절하는 제어부;를 포함하며, 상기 발광체는 발광다이오드 또는 레이저다이오드인 것을 특징으로 하는 광선치료기가 제공된다.

이상과 같이 본 발명 광선치료기는 발광다이오드 또는 레이저다이오드를 이용하여 치료부위에 자외선 및 가시광선을 방출하여 조사하되, 발광다이오드 및 레이저다이오드에서 방출된 광선의 파장을 조절할 수 있는 제어부가 구비되어 주효 파장의 기능이 세분화할 수 있으므로 통증완화 및 질병치료에 있어서 안전하면서도 효과적인 치료, 살균 및 세포의 활성도를 기대할 수 없다.

또한, 제어부는 광선의 조사량 및 세기를 조절하여 국소 부위 및 넓은 부위에도 균일한 조도로 조사할 수 있으므로 치료 시 부작용을 최소화 할 수 있고 상피세포의 활성도를 높일 수 있어 치료효과를 극대화할 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 광선치료기의 구성을 나타내는 블록도.
도 2는 370㎚의 파장을 갖는 광선의 조사시간 및 조사횟수에 따른 피 아크네스(P.acnes)균의 생존율을 나타내는 그래프.
도 3은 395㎚의 파장을 갖는 광선의 조사시간 및 조사횟수에 따른 피 아크네스균의 생존율을 나타내는 그래프.
도 4는 405㎚의 파장을 갖는 광선의 조사시간 및 조사횟수에 따른 단위부피 당 피 아크네스균의 수를 나타내는 그래프.
도 5는 470㎚의 파장을 갖는 광선의 조사시간 및 조사횟수에 따른 피 아크네스균의 생존율을 나타내는 그래프.
도 6은 505㎚의 파장을 갖는 광선의 조사시간 및 조사횟수에 따른 황색구균(S.aureus)의 생존율을 나타내는 그래프.
도 7은 505㎚의 파장을 갖는 광선의 조사시간 및 조사횟수에 따른 피 아크네스균의 생존율을 나타내는 그래프.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 광선치료기는, 파장이 280 ~ 990㎚인 광선을 치료부위에 방출하여 조사하는 하나 이상의 발광체와, 상기 발광체의 광선축 상에 구비되어 광선을 집속 또는 발산시키는 광학부와, 상기 발광체에 전원을 공급하는 전원공급부와, 상기 발광체를 통해 방출되는 광선의 조사량, 파장 및 세기를 조절하는 제어부를 포함하여 구성된다. 이때, 상기 제어부에 의해 조절되어 방출되는 광선의 파장은 280 ~ 530㎚이고 파장의 폭은 30㎚이다.

이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 광선치료기의 구성을 나타내는 블록도이다.

도면에 도시된 바와 같이 본 발명 광선치료기는 파장이 280 ~ 990㎚인 광선을 치료부위에 방출하여 조사하는 하나 이상의 발광체(100)와, 상기 발광체(100)의 광선축 상에 구비되어 광선을 집속 또는 발산시키는 광학부(200)와, 상기 발광체(100)에 전원을 공급하는 전원공급부(300)와, 상기 발광체(100)를 통해 방출되는 광선의 조사량, 파장 및 세기를 조절하는 제어부(400)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 발광체(100)로는 발광다이오드 또는 레이저다이오드가 사용된다. 상기 발광다이오드 또는 레이저다이오드에서 방출된 광선은 상기 제어부(400) 의해 조절되어 치료부위에 조사되는데, 이때 치료부위에 조사되는 광선의 파장은 280 ~ 530㎚이고 파장의 폭은 30㎚이다.

이때, 상술한 바와 같이 본 발명 광선치료기에는 서로 상이한 파장범위를 갖는 하나 이상의 발광체(100)가 구비되는 바, 제어부를 이용하여 각 발광체에서 발생하는 광선의 파장범위를 서로 다르게 조절한 후, 동시에 광선을 방출할 경우 부가적인 치료효과를 얻을 수도 있다.

그 예로, 본 발명 광선치료기에는 280 ~ 990㎚ 파장의 광선을 방출하는 3개의 발광체가 구비되고 3개의 발광체는 제어부에 의해 파장이 조절되어 각각 280㎚, 350㎚, 480㎚의 광선을 방출한다고 할 경우, 상기와 같이 서로 다른 파장, 즉 280㎚, 350㎚, 480㎚의 광선이 동시에 방출 및 조사되어 부가적인 치료효과를 얻을 수 있다.

또한, 서로 다른 파장의 광선의 조사량을 조절할 경우에도 또 다른 치료효과를 얻을 수 있다.

예를 들어, 상기 예와 같이 280 ~ 990㎚ 파장의 광선을 방출하는 3개의 발광체가 구비되고 3개의 발광체는 제어부에 의해 파장이 조절되어 각각 280㎚, 350㎚, 480㎚의 광선을 방출하며 그 조사량이 각각 20%, 30%, 50%일 경우, 또 다른 치료효과를 얻을 수 있다.

또한, 서로 상이한 파장범위를 갖는 하나 이상의 발광체를 광선치료기에 설치한 후, 원하는 파장의 광선을 방출하고자할 때에는 그에 대응하는 발광체만을 점등시켜 사용한다.

그 예로, 280㎚, 350㎚, 480㎚, 500㎚의 광선을 방출하는 발광체를 구비하는 광선치료기를 이용하여 280 ~ 350㎚의 파장범위를 갖는 광선을 방출하고자 할 경우, 280㎚, 350㎚를 점등시키면 원하는 파장범위(280 ~ 350㎚)의 광선을 얻을 수 있다.

한편, 본 발명 광선치료기의 발광체에서 조사되는 광선의 파장에 따른 치료효과를 살펴보면 다음과 같다.

발광체에서 조사되는 광선의 파장범위가 280 ~ 310㎚ 또는 310 ~ 340㎚인 경우, 이는 자외선 파장영역으로 백선, 건선, 아토피 및 백반증 치료에 효과가 있다.

도 2는 370㎚의 파장을 갖는 광선의 조사시간 및 조사횟수에 따른 피 아크네스균(P.acnes)의 생존율을 나타내는 그래프로, 여드름을 발생시키는 주요인자인 피 아크네스균을 대상으로 하였으며 370㎚의 파장을 방출하는 발광다이오드 또는 레이저다이오드를 사용하였다. 또한, 제어부를 통해 파장범위를 340 ~ 370㎚(자외선 파장영역)로 조절하였으며 조사시간은 6hr으로 하였다.

도 2에 도시된 바와 같이 광선의 조사시간이 길수록, 또는 광선의 조사회수가 많을수록 피 아크네스균의 생존율은 감소하는 것을 알 수 있다. 광선을 조사하지 않거나 광선을 1회 조사한 대조군에 비해 광선을 2회 조사하거나 광선을 1회 조사하되 24hr 조사한 대조군의 피 아크네스균 생존율은 현격한 차이를 나타낸다. 특히, 광선을 2회 조사하거나 광선을 1회 조사하되 24hr 조사한 대조군의 경우 2일(24hr)부터는 피 아크네스균의 생존율이 20% 이하이고 3일(36hr)부터는 0%에 근접했음을 알 수 있다.

*도 3은 395㎚의 파장을 갖는 광선의 조사시간 및 조사횟수에 따른 피 아크네스균의 생존율을 나타내는 그래프로, 395㎚의 파장을 방출하는 발광다이오드 또는 레이저다이오드를 사용하였고 제어부를 통해 파장범위를 370 ~ 400㎚(자외선 파장영역)로 조절하였으며 6hr 조사하였다.

도 3에 도시된 바와 같이 광선의 조사시간이 길수록, 또는 광선의 조사회수가 많을수록 피 아크네스균의 생존율은 감소하는 것을 알 수 있다. 광선을 조사하지 않은 대조군에 비해 광선을 1회 조사한 대조군의 경우 피 아크네스균의 생존율은 일정기간(1일, 24hr)동안 감소하기는 하나 그 후 다시 증가하는 것을 알 수 있다. 반면, 광선을 2회 조사한 대조군의 경우 피 아크네스균의 생존율은 점점 감소하기 시작하여 1일(24hr)에는 20%미만인 것을 알 수 있다.

도 4는 405㎚의 파장을 갖는 광선의 조사시간 및 조사횟수에 따른 단위부피 당 피 아크네스균의 수를 나타내는 그래프로, 405㎚의 파장을 방출하는 발광다이오드 또는 레이저다이오드를 사용하였고 제어부를 통해 파장범위를 400 ~ 420㎚로 조절하여 조사하였으며 6hr 조사하였다. 이때, 상기 파장범위는 가시광선 영역 내이다.

도 4에 도시된 바와 같이 광선의 조사시간이 길수록, 또는 광선의 조사회수가 많을수록 단위부피 당 피 아크네스균의 수가 감소하는 것을 알 수 있다. 광선을 조사하지 않거나 광선을 1회 조사한 대조군에 비해 광선을 2회 이상 조사하거나 광선을 1회 조사하되 24hr 조사한 대조군은 단위부피 당 피 아크네스균의 수가 감소하는 것을 알 수 있으며, 특히 3일(36hr)부터는 그 수가 0에 근접했음을 알 수 있다.

도 5는 470㎚의 파장을 갖는 광선의 조사시간 및 조사횟수에 따른 피 아크네스균의 생존율을 나타내는 그래프로, 470㎚의 파장을 방출하는 발광다이오드 또는 레이저다이오드를 사용하였고 제어부를 통해 파장범위를 450 ~ 480㎚(가시광선 파장영역)로 조절하였으며 6hr 조사하였다.

도 5에 도시된 바와 같이 광선의 조사시간이 길수록, 또는 광선의 조사회수가 많을수록 피 아크네스균의 생존율은 감소하는 것을 알 수 있다. 광선을 조사하지 않거나 광선을 1회 조사한 대조군 및 광선을 1회 조사하되 24hr 조사한 대조군에 비해 광선을 2회 이상 조사한 대조군과의 피 아크네스균 생존율은 현격한 차이를 나타내며, 특히 2일(24hr)부터는 그 생존율이 20% 이하인 것을 알 수 있다.

한편, 광선을 1회 조사한 대조군의 경우 피 아크네스균의 생존율이 일정량 감소한 뒤 증가하였다가 4일(48hr)부터는 다시 감소하는 것을 알 수 있다. 또한, 광선을 1회 조사하되 24hr 조사한 대조군의 경우 피 아크네스균의 생존율이 2일(48hr)부터 감소하여 4일(48hr) 이후에는 그 생존율이 50% 이하인 것을 알 수 있다.

도 6은 505㎚의 파장을 갖는 광선의 조사시간 및 조사횟수에 따른 황색구균(S.aureus)의 생존율을 나타내는 그래프로, 식중독, 화농 및 아토피를 발생시키는 주요인자인 황색구균을 대상으로 하였으며 505㎚의 파장을 방출하는 발광다이오드 또는 레이저다이오드를 사용하였고 제어부를 통해 파장범위를 500 ~ 530㎚(가시광선 파장영역)로 조절하였으며 6hr 조사하였다.

도 6에 도시된 바와 같이 광선의 조사시간이 길수록, 또는 광선의 조사회수가 많을수록 황색구균의 생존율은 감소하는 것을 알 수 있다. 광선을 조사하지 않은 대조군에 비해 광선을 1회 또는 2회 조사한 대조군의 황색구균 생존율은 현격한 차이를 나타내며, 특히 2일(24hr)부터는 그 생존율이 20% 이하이고 3일(36hr) 이후에는 0%에 근접했음을 알 수 있다.

한편, 광선을 3회 조사한 대조군의 경우 2일(24hr)까지는 별 반응을 보이지 않다가 그 이후 황색구균의 생존율이 급격히 감소하여 3일(36hr)부터는 0%에 근접했음을 알 수 있다.

도 7은 505㎚의 파장을 갖는 광선의 조사시간 및 조사횟수에 따른 피 아크네스균의 생존율을 나타내는 그래프로, 피 아크네스균을 대상으로 하였으며 505㎚의 파장을 방출하는 발광다이오드 또는 레이저다이오드를 사용하였고 제어부를 통해 파장범위를 500 ~ 515㎚(가시광선 파장영역)로 조절하였으며 6hr 조사하였다.

도 7에 도시된 바와 같이 광선의 조사시간이 길수록, 또는 광선의 조사회수가 많을수록 피 아크네스균의 생존율은 감소하는 것을 알 수 있다. 광선을 조사하지 않은 대조군에 비해 광선을 1회 이상 조사한 대조군의 피 아크네스균 생존율은 현격한 차이를 나타내며, 3일(24hr) 이후에는 그 생존율이 60% 이하임을 알 수 있다. 특히, 광선을 2회 조사한 대조군의 피 아크네스균 생존율은 3일(24hr) 이후부터 30%이하 인 것을 확인 할 수 있다.

상술한 바와 같은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광선치료기의 구성 및 실험결과를 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.

100 : 발광체 200 : 광학부
300 : 전원공급부 400 : 제어부

Claims (6)

1. 발광파장이 280 ~ 990㎚인 하나 이상의 발광체;
   상기 발광체의 광선축 상에 구비되어 광선을 집속 또는 발산시키는 광학부;
   상기 발광체에 전원을 공급하는 전원공급부; 및
   상기 하나 이상의 발광체를 통해 방출되는 광선의 조사량, 파장 및 세기 중 적어도 하나를 조절하는 제어부;를 포함하며,
   상기 발광체는 발광다이오드 또는 레이저다이오드인 것을 특징으로 하는 광선치료기.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 발광체는 상기 제어부에 의하여 제어되어 서로 상이한 파장범위의 광선을 방출하는 2개 이상의 발광체를 포함함을 특징으로 하는 광선치료기.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 발광체는 상기 제어부에 의하여 제어되어 서로 상이한 조사량의 광선을 방출하는 2개 이상의 발광체를 포함함을 특징으로 하는 광선치료기.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 발광체는 서로 상이한 파장범위를 갖는 2개 이상의 발광체를 포함하며, 상기 제어부에 의하여 각 발광체의 점등이 제어됨을 특징으로 하는 광선치료기.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어부에 의해 조절되어 방출되는 광선의 파장은 280~515nm인 것을 특징으로 하는 광선치료기.
   
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 제어부에 의해 조절되어 방출되는 광선의 파장폭은 30㎚인 것을 특징으로 하는 광선치료기.

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