KR20130009096A - 고주파 온열 치료장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고주파 온열 치료장치에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명의 일 실시예는, 제1 전극과 제2 전극을 포함하되, 상기 제1 전극의 하부에는 냉각수를 포함하는 볼러스를 구비하고, 상기 볼러스와 제2 전극 사이에 환부를 배치하여 상기 환부에 고주파 전류를 인가하기 위한 전극부; 외부 전원에 의하여 고주파 전류를 발생시켜 상기 전극부로 공급하는 고주파 발생부; 상기 제1 전극의 제1 면에 설치되어, 상기 제1 전극의 온도를 조절하는 열전소자부; 상기 볼러스 내부이고, 또한 상기 제1 전극의 제1 면에 대한 반대면인 제2 면에 설치되어 상기 제1 전극의 온도를 감지하는 온도감지부; 및 상기 전극부에 공급되는 고주파 전류와, 상기 온도감지부에 의하여 감지된 온도에 따라 상기 열전소자부에 공급되는 전원을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 온도감지부에 의하여 감지된 온도가 45도 이상일 경우, 상기 전극부 및 상기 열전소자부의 동작을 정지시키는 고주파 온열 치료장치를 개시한다.

Description

고주파 온열 치료장치{HOT HEAT MEDICAL APPARATUS USING RADIO FREQUENCY}

본 발명은 고주파 온열 치료장치에 관한 것이다.

암을 치료하기 위한 온열 치료법은 암조직에 열을 가하여 암세포의 대사율을 증가시키면서 암 세포에 산소의 공급을 막음으로써 암 세포의 증식을 억제하여 암 세포의 자살을 유도하여 파괴하는 치료법이다.

이러한 온열 치료에는 정상조직에 피해를 주지 않고, 어떻게 암 조직에만 열을 효율적으로 전달하는가, 반복적으로 치료할 경우 어떻게 동일한 부위에 열을 가할 수 있는가, 어떤 방식으로 전달된 열 에너지의 양을 측정하여 필요한 양을 정확하게 조절할 수 있는 가, 개인별로 요구되는 열의 양과 치료 중에 견딜 수 있는 온도의 수순을 결정하는 문제가 중요시 되고 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 온열 치료장치를 나타내는 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 온열 치료장치(1)는, 분할형 치료대((10-1), (10-2)), 애플리케이터 지지장치(20), 구동제어장치(40), 쿨러(50)에 의하여 구성된다.

상기 치료대((10-1), (10-2))는, 각각의 승강용 모터(미도시)를 갖추고 있고, 각 승강용 모터는 승강 제어부(미도시)에 의해 제어된다.

상기 치료대((10-1), (10-2))의 상면에는, 슬라이드 매트(12)가 장치되어 있다. 상기 슬라이드 매트(12)는, 각각 수동에 의하여 종방향으로 독립되어 이동가능하도록 치료대((10-1), (10-2))에 장치되며 슬라이드 매트(12)에는 이 슬라이드 매트(12)의 위치를 검출하는 위치검출센서와, 슬라이드 매트(12)를 일정한 위치에서 정지시키는 스톱기구(미도시)가 장치되어 있다. 상기 위치검출센서는 슬라이드 매트제어부(미도시)에 접속되고, 이 슬라이드 매트제어부에 의하여 스톱기구가 제어된다. 상기 치료대((10-1), (10-2))의 각각에는, 서포트바(14)가 설치되어 있다. 상기 서포트바(14)는, 치료대((10-1), (10-2))에 따른 면(10a)에 설치되어 슬라이드 매트(12)의 수평 길이방향으로 돌출 후퇴 가능하게 모터(미도시)에 의하여 구동된다.

상기 애플리케이터 지지장치(20)는, C 아암형으로 형성되어 레일(29) 상에서 이동 가능하게 설치된 받침대 차(21)위에서 C 아암(23)을 회전 가능하게 지지하도록 구성된다. 여기서, C아암(23)은 그 배면의 레일(23a)과 받침대 차(21)의 롤러(24a)들에 의하여 지지된다. 상기 레일(23)의 배면(23a)을 따라서, 이 레일(23)보다 약간 긴 체인(25)이 설치되어 있으며, 이 체인(25)의 각각의 끝 부분은 레일(23)의 끝 부분에 고착되어 있고, 또 이 체인(25)은 받침대 차(21)내의 스프로킷(24b, 24c)에 걸려져 있으며, 스프로킷(24c)은 체인(26)에 의하여 모터(27)의 회전이 전달되며, 이 모터(27)에 의하여 C아암(23)이 회전 구동된다.

한편, 받침대 차(21)는 차 바퀴(21b)를 통하여 레일(29)위에 실려있으며, 차바퀴(21b)는 모터(21a)에 의하여 회전 구동된다.

상기 C아암(23)의 끝부분에서는, 애플리케이터 부착부(30-1, 30-2)가 각각 설치되며 애플리케이터 부착부(30-1, 30-2)는 모터(31-1, 31-2)를 내장하고 있다

상기 애플리케이터 부착부(30-1, 30-2)에서는 애플리케이터(33-1), (33-2)가 환자의 환부에 붙여지고 떼어지며 각 애플리케이터(33-1, 33-2)는 전극(34) 및 볼러스(35)를 가지고 그리고 참조번호(36)는 냉각수 튜브이다. 구동제어장치(40)에는 아암(41)이 부착되고 또한 이 아암(41)의 선단에는 조작 보드(42)가 부착되며, 이 조작보드(42)는 표시부(42a)와 버튼부(42b)를 가지고 있다. 또한 쿨러(50)는 냉각수 튜브(36)를 통하여 애플리케이터(33-1), (33-2)에 접속되어서, 이들 애플리케이터(33-1, 33-2)에 각각 냉각수를 순환시킨다.

이외에도 종래 기술에 따른 온열 치료장치는 고주파 발생장치, 입력장치, 표시장치, 출력장치, 기억장치 등의 주변 구성을 포함할 수 있다. 이러한 세부 구성들은 대한민국 특허공보 특1991-0007902호의 "온열치료장치"의 기재 및 도면을 참고할 수 있다.

그러나, 상기와 같은 종래 기술에 따른 온열 치료장치는 전극으로부터 방사되는 열을 췌장암과 같은 심부의 깊숙한 부위에 적용하기 어렵고, 또한 환자마다 다른 인체의 특성 및 종양의 위치에 따라 필요한 에너지량에 대한 효율적인 제어가 힘들다는 문제점이 있었다.

본 발명은 환부에 열을 방사하는 전극 상에 열전소자를 구비하고, 고용량의 고주파 발생기를 사용함으로써, 환자의 인체의 특성 및 환부의 위치에 따른 효율적인 에너지를 구현할 수 있고, 나아가 환부에 대한 치료효과를 향상시킬 수 있는 고주파 온열 치료장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 열전소자를 통하여 전극의 온도를 조절함으로써, 전극 하부에 구비된 냉각수를 순환시켜 전극의 온도를 조절하는 종래 기술에 비하여 전극 온도의 제어를 효율적으로 구현할 수 있는 고주파 온열 치료장치를 제공한다.

본 발명에 따른 고주파 온열 치료장치는, 제1 전극과 제2 전극을 포함하되, 상기 제1 전극의 하부에는 냉각수를 포함하는 볼러스를 구비하고, 상기 볼러스와 제2 전극 사이에 환부를 배치하여 상기 환부에 고주파 전류를 인가하기 위한 전극부; 외부 전원에 의하여 고주파 전류를 발생시켜 상기 전극부로 공급하는 고주파 발생부; 상기 제1 전극의 제1 면에 설치되어, 상기 제1 전극의 온도를 조절하는 열전소자부; 상기 볼러스 내부이고, 또한 상기 제1 전극의 제1 면에 대한 반대면인 제2 면에 설치되어 상기 제1 전극의 온도를 감지하는 온도감지부; 및 상기 전극부에 공급되는 고주파 전류와, 상기 온도감지부에 의하여 감지된 온도에 따라 상기 열전소자부에 공급되는 전원을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 온도감지부에 의하여 감지된 온도가 45도 이상일 경우, 상기 전극부 및 상기 열전소자부의 동작을 정지시키는 것을 특징으로 한다.

상기 열전소자부의 상부를 덮고, 그 내부에 열교환 액체가 흐르는 유로를 구비하는 제1 열교환부; 및 상기 제1 열교환부에 상기 열교환 액체를 순환시키는 제1 순환부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 열전소자부의 상부를 덮고, 그 내부에 공기의 흐름을 이용하여 열교환을 수행하는 제2 열교환부; 및 상기 제2 열교환부에 상기 공기를 공급하는 제2 순환부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 열전소자부는 적어도 하나의 열전소자를 포함하고, 상기 열전소자는 펠티어 소자인 것을 특징으로 한다.

상기 고주파 발생부는 600W, 13.56MHz의 고주파를 상기 전극부에 공급하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부는, 상기 볼러스의 하단부와 환부의 거리를 10mm 내지 20mm로 유지되도록 상기 전극부의 동작을 제어하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부는 원격 컴퓨터부와 인터넷 망을 통하여 연결되고, 상기 원격 컴퓨터부는 상기 인터넷 망을 통하여 상기 제어부의 동작을 원격에서 감시 및 조종할 수 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 환부에 열을 방사하는 전극 상에 열전소자를 구비하고, 고용량의 고주파 발생기를 사용함으로써, 환자의 인체의 특성 및 환부의 위치에 따른 효율적인 에너지를 구현할 수 있고, 나아가 환부에 대한 치료효과를 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 전극 상부에 열전소자를 구비하여, 이 열전소자를 통하여 전극과 전극 하부의 냉각수의 온도를 조절하게 함으로써, 전극과 피부 접촉부위에 홍반이나 화상의 위험을 줄일 수 있고, 비상시 자동멈춤 기능을 구현하여 환자의 안전을 극대화할 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 온열 치료장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고주파 온열 치료장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 고주파 온열 치료장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 2의 고주파 발생부에 구비된 대기전력 절감부의 구성을 나타내는 회로도이다.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 고주파 온열 치료장치는 도 1에 도시된 온열장치와 전극부, 고주파 발생부, 열전소자부, 온도감지부, 제어부의 구성을 제외한 주변 구성들은 동일 또는 유사하므로, 이하에서는 주변 구성들에 대한 설명은 생략하기로 한다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 고주파 온열 치료장치는 원발 종양 또는 전이성 종양(예를 들어 간, 비장, 신장, 폐등), 장관의 종양, 부인종양 및 골반부의 종양, 두부 혹은 후두의 종양, 원발성 혹은 전이성 뇌종양, 유방암/유방암의 국소재발, 전립선암, 흑색종 및 피부표면의 종양 등의 치료에 사용될 수 있고, 이하에서는 상기 종양이나 암의 예를 환부라 통칭하여 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고주파 온열 치료장치의 구성을 나타내는 블록도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 고주파 온열 치료장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 고주파 온열 치료장치는, 암세포와 같은 환부(C)에 고주파 온열 자극을 가하여 치료하는 장치로서, 전극부(200), 고주파 발생부(100), 제1 열교환부(310), 열전소자부(213), 온도감지부(214), 제어부(400)를 포함한다.

상기 전극부(200)는 제1 전극(210)과 제2 전극(220)을 포함한다. 또한, 상기 제1 전극(210)의 하부에는 냉각수를 포함하는 볼러스(211)가 구비된다. 따라서, 본 발명에서는 상기 볼러스(211)와 제2 전극(220) 사이에 환부를 배치하여 고주파 전류를 환부에 인가하여, 상기 제1 전극(210)과 제2 전극(220)을 통전시키게 된다. 한편, 상기 제1 전극(210)은 양극일 수 있고, 제2 전극(220)은 음극일 수 있다. 그러나, 본 발명에서는 이를 한정하는 것은 아니고, 상기 제1 전극(210)과 제2 전극(220)은 상기 열전소자부(213)의 역할에 따라 각각 음극 및 양극일 수도 있다.

상기 고주파 발생부(100)는 상기 전극부(200)에 연결되어 외부 전원에 의하여 고주파 전류를 발생시켜 상기 전극부(200)로 공급하는 역할을 수행한다. 이러한 고주파 발생부(100)는 상기 제어부(400)의 제어에 의해 고주파 전류를 발생시키게 되며, 이렇게 발생된 고주파 전류는 고주파 증폭부(미도시)에서 증폭되어 상기 전극부(즉, 제1 전극(210))로 인가된다.

또한, 상기 고주파 발생부(100)에 의하여 발생된 고주파 전류는 13.56MHz인 것이 바람직하고, 이러한 고주파 전류는 대전된 두 전극(210, 220) 사이에 위치된 인체의 환부(C)에 유도되게 된다. 여기서, 인체 중 상기 고주파 전류가 인체를 흐를 때 대사가 활발한 부분, 즉 전리된 이온(나트륨 이온, 칼슘 이온 등)이 많은 부위는 전기전도도가 우수하여 전류가 집중적으로 흐르게 된다. 예를 들면, 상기 고주파 전류는 전리된 이온을 가지는 암 세포 하나하나의 세포막을 둘러싸고 있는 세포외액을 따라 흐르게 된다. 이때, 암 세포는 고주파 전류에 의하여 정상 세포와는 달리 섭씨 38.5~42.0도의 온도에 도달하게 되면, 자연적으로 파괴되어 괴사하게 된다. 이하에서는, 이와 같이 상기 고주파 전류가 자동으로 세포외액을 따라 흐르는 기능을 자동 초점기능이라 명명하기로 한다. 따라서, 이러한 자동 초점기능을 통하여 암조직과 같은 환부에 에너지가 집중되어 환자가 움직이는 경우에도 치료중 CT, MRI 등을 이용한 위치 확인이 필요없이 환부 조직을 따라 자동으로 치료가 가능하게 된다. 나아가, 본 발명은 이러한 자동 초점기능을 통하여 항암약물 및 방사선 치료와 병행하는 경우에도 치료효과를 상승시킬 수 있고, 항암약물 및 방사선 치료가 어려운 경우에는 온열치료 만으로도 암 치료효과를 볼 수 있으며, 암에 의한 극심한 통증을 개선시킴으로써, 진통제 사용량을 줄일 수 있게 된다.

본 발명에서는 상기 자동 초점기능을 효율적으로 수행하기 위하여, 상기 고주파 발생부(100)가 600W, 13.56MHz의 고주파를 상기 전극부(200)에 공급하는 것이 바람직하다. 따라서, 본 발명은 상기 고주파 발생부(100)가 600W의 고용량의 파워를 가지도록 설계함으로써, 인체의 특성과 종양과 같은 환부의 위치에 따라 효율적인 에너지 제어를 수행할 수 있다. 이를 통하여 본 발명에 따른 고주파 온열 치료장치는 혈액암을 제외한 모든 종류의 고형암의 치료에 사용할 수 있고, 또한 부종 발생 등의 부작용이 없이 뇌종양의 치료에도 사용될 수 있다. 한편, 상기와 같은 본 고주파 온열 치료장치는 자동 초점기능을 통하여 치료시간은 1회당 평균 60분, 치료주기는 주당 2-3회(단, 혈류 속도가 낮은 사람은 매일 시행), 기본 치료 횟수는 12회/cycle, 2-3cycle 이상 가능하다.

한편, 상기 고주파 발생부(100)는 본 고주파 온열 치료장치에 전원을 공급하는 전원공급부(미도시)와 이에 연결되는 대기전력 절감부(11, 도 4 참조)를 더 포함할 수 있다. 상기 대기전력 절감부에 대하여는 도 4에서 보다 상세하게 설명하기로 한다.

상기 열전소자부(213)는 복수 개의 열전 소자로 구성되어 상기 제1 전극(210)의 제1 면에 설치되고, 상기 제1 전극(210)의 온도를 조절하는 역할을 수행한다. 이러한 열전소자부(213)는 상기 전극부(200)를 통하여 고주파 전류가 환부에 통전되게 되면, 상기 전극부(200) 자체에서 발생되는 열에 의하여 인체 피부 접촉부위에 홍반이나 화상과 같은 손상을 입을 수 있기 때문에, 이를 방지하기 위하여 상기 제1 전극(210)에 냉기를 공급하여 상기 제1 전극(210)의 제1 면의 반대면인 제2 면을 둘러싸는 볼러스(211) 내부의 냉각수의 온도를 낮춰줌으로써, 상기 제1 전극(210)의 온도를 낮추는 역할을 수행한다. 상기 열전소자부(213)는 상기 온도감지부(214)에 의하여 감지된 온도를 전선을 통하여 전달받은 제어부(400)에 의하여 상기 제1 전극(210)에 과도하게 열이 발생되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 상기 열전소자부(213)의 상부에는, 상기 제1 전극(210) 및 열전소자부(213)의 상부를 덮고, 그 내부에 열교환 액체가 흐르는 유로를 구비하는 제1 열교환부(212)가 설치될 수 있다. 상기 제1 열교환부(212)는 제1 순환부(310)에 소정의 배관을 통하여 연결되어 상기 열교환 액체를 순환시키게 된다. 여기서, 상기 제1 순환부(310)는 상기 열교환 액체를 순환시키기 위한 순환 펌프인 것이 바람직하다. 또한, 상기 열전소자부(213)의 상부에는, 상기 제1 열교환부(212)와 선택적으로 구비되고, 상기 제1 전극(210) 및 열전소자부(213)의 상부를 덮고, 그 내부에 일정 온도의 공기의 흐름을 이용하여 열교환을 수행하는 제2 열교환부(미도시, 실제로 212와 동일)가 더 설치될 수 있다. 상기 제2 열교환부는 제2 순환부(320)에 소정의 배관을 통하여 연결되어, 상기 공기를 공급하게 된다. 여기서, 상기 제2 순환부(320)는 상기 공기를 순환시키기 위한 팬(fan)과 같은 벤틸레이션 수단인 것이 바람직하다. 도시되어 있지는 않지만, 상기 제1 열교환부(212) 또는 제2 열교환부는 상기 제1 순환부(310) 또는 제2 순환부(320)에 연결되어 열교환 액체 또는 공기가 유입 및 유출될 수 있는 유입구와 유출구를 구비할 수 있다. 여기서, 상기 열교환 액체는 어는점이 매우 낮은 부동액을 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제1 열교환부(212) 또는 제2 열교환부와 상기 제1 순환부(310) 또는 제2 순환부(320)는 상기 제어부(400)에 의하여 그 동작이 제어되어, 열교환 액체 또는 공기를 통하여 상기 제1 열교환부(212) 또는 제2 열교환부 내부의 열교환을 수행하여 상기 열전소자부(213)의 온도를 조절할 수 있다.

한편, 상기 열전소자는 크게 전기저항의 온도 변화를 이용한 소자인 서미스터, 온도 차에 의해 기전력이 발생하는 현상인 제베크효과를 이용한 소자, 전류에 의해 열의 흡수(또는 발생)가 생기는 현상인 펠티에 효과를 이용한 소자인 펠티에소자 등이 있다. 본 발명에서는 상기 열전소자로서 펠티에 효과를 일으키는 펠티에 소자를 사용한다. 여기서, 상기 펠티어효과는 2종류의 금속 끝을 접속시켜, 여기에 전류를 흘려보내면, 전류 방향에 따라 한쪽 단자는 흡열하고, 다른 쪽 단자는 발열을 일으키는 현상이다. 2종류의 금속 대신 전기전도 방식이 다른 비스무트(Bi)ㆍ텔루르(Te) 등 반도체를 사용하면, 효율성 높은 흡열 및 발열 작용을 하는 펠티에소자를 얻을 수 있다. 이것은 전류 방향에 따라 흡열 및 발열의 전환이 가능하고, 전류량에 따라 흡열량 및 발열량이 조절될 수 있다.

본 발명에서는 펠티에 소자를 열전소자로 활용하여 전류량에 의하여 상기 전극부(200)의 온도가 소정 온도 이상으로 상승하게 되면 이를 냉각시켜 상기 전극부(200)의 온도를 조절하게 된다. 그러나, 상기 제어부(400)가 열전 소자(110)에 공급되는 전원의 극성을 전환하여, 즉 (+)극과 (-)극을 서로 변경하여 열전 소자(110)의 흡열면과 발열면을 변경하여 상기 열전 소자와 접촉되는 전극의 면에 온자극을 가하여 전극의 온도를 상승시킬 수도 있을 것이다.

상기 온도감지부(214)는 상기 볼러스(211) 내부이고, 또한 상기 제1 전극(210)의 제1 면에 대한 반대면인 제2 면에 설치되어 상기 제1 전극(210)의 온도를 감지한다. 이러한 온도감지부(214)는 상기 제1 전극(210)의 온도를 감지하여 온도에 대응하는 전기적 신호를 발생시킨 후, 상기 제어부(400)로 이를 전송한다. 이를 수신한 제어부(400)는 상기 제1 전극(210)의 온도에 따라 상기 열전소자부(213)로 공급되는 전류 등을 제어하여 온도를 제어하게 된다.

상기 제어부(400)는 본 발명에 따른 고주파 온열 치료장치의 각 구성요소 및 전반적인 시스템에 대한 제어를 수행하게 된다.

보다 상세하게 설명하자면, 상기 제어부(400)는 상기 전극부(200)에 공급되는 고주파 전류와, 상기 온도감지부(214)에 의하여 감지된 온도에 따라 상기 열전소자부(213)에 공급되는 전원을 제어함과 동시에, 상기 제1 열교환부(212) 또는 제2 열교환부의 동작을 제어한다.

또한, 상기 제어부(400)는 상기 온도감지부(214)에 의하여 감지된 온도가 45도 이상일 경우, 상기 전극부(200) 및 상기 열전소자부(213)의 동작을 정지시킬 수 있다. 즉, 상기 제어부(400)는 상기 온도감지부(214)에 의하여 감지된 온도가 45도 이상일 경우, 상기 전극부(200) 및 상기 열전소자부(213)로의 전원 공급을 차단할 수 있다. 그러나, 본 발명은 상기 제어부(400)를 통하지 않고, 상기 제어부(400)에 연결된 정보 입력부에 원스탑 버튼을 설치하여 치료 중 환자 자신이 치료를 제어할 수 있도록 설계되어 있다.

상기 제어부(400)는, 상기 볼러스(211)의 하단부와 환부의 거리(D)를 10mm 내지 20mm로 유지되도록 상기 전극부(200)의 동작을 제어할 수 있다. 또한, 상기 제어부(400)는 상기 볼러스(211)의 하단부와 환부의 거리(D)에 따라 상기 고주파 발생부(100)로부터 출력되는 파워용량이나 주파수를 적절하게 제어할 수 있다. 예를 들면, 상기 제어부(400)는 상기 고주파 발생부(100)로 하여금 거리(D)가 11mm일 경우 250W의 파워 용량과 13.56MHz의 주파수를 출력하게 할 수 있고, 거리(D)가 19mm일 경우 400W의 파워 용량과 40.68MHz의 주파수를 출력하게 할 수 있다.

상기 제어부(400)는 원격 컴퓨터부(500)와 인터넷 망을 통하여 연결되고, 상기 원격 컴퓨터부(500)는 상기 인터넷 망을 통하여 상기 제어부(400)의 동작을 원격에서 감시 및 조종할 수 있다. 따라서, 본 발명은 제품 제조사 등에서 인터넷 원격제어를 통해 시스템의 상태 감시, 교정, 업그레이드 등을 실시간으로 통제할 수 있어 항상 최적의 시스템 상태를 유지할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에서는 상기 제어부(400)에 연결되어 상기 고주파 온열 치료장치를 조작하기 위한 정보 입력부(410), 동작 상태를 표시하는 표시부(420), 치료 결과를 출력하는 출력부(430), 치료에 관한 정보를 저장하는 메모리부(440), 열교환 액체 또는 공기의 순환을 제어하는 열교환 제어수단(450)을 더 포함할 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 고주파 온열 치료장치의 동작에 대하여 설명하자면, 우선 환자(H)는 장치의 치료 테이블 위에 편안하게 눕고 종양부위에 두 개의 활성형 전극을 맞추고, 치료를 시작한다. 이때, 13.56MHz의 고주파가 종양 사이로 통과하면서 열을 발생하게 된다. 따라서, 암세포들이 특히 민감한 13.56MHz의 고주파를 이용하여 비침습적인 에너지 제어방식을 이용하여 암조직에만 선택적으로 종양에 민감한 섭씨 42도의 열을 가함으로써, 직접적으로 종양의 괴사 또는 자살사를 유도하여 대사 및 면역체계를 활성화할 수 있게 된다.

따라서, 본 발명은 종래의 온열 치료장치가 해결하지 못한 췌장암 등 심부 깊숙한 암에도 효과적이며, 암은 조직에 침윤되는 특성을 가진 만큼 암조직을 중심으로 양쪽에서 고주파를 발사함으로써, 보다 높은 열효과(즉 치료효과)를 기대할 수 있다. 또한, 본 발명은 종래의 온열 치료장치인 열이 방사되는 것을 암조직에만 집중될 수 있도록 자동초점기능을 개선하였고, 환자(H)마다 인체의 특성 및 종양의 위치에 따라 필요한 에너지 량이 다르기 때문에, 효율적인 에너지 제어를 위하여 600W의 고용량 파워를 장착하여 확장성을 향상시킬 수 있게 된다.

도 4는 도 2의 고주파 발생부에 구비된 대기전력 절감부의 구성을 회로도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 고주파 온열 치료장치에서, 상기 고주파 발생부(100)에 연결된 대기전력절감부(11)는, 전원 어댑터를 의미하는 것으로서, 스타트 회로(110), 스위칭 전원회로(120), 제 1 전기이중층 캐패시터(130), 제 1 제어신호 발생회로(140), 제 2 전기이중층 캐패시터(150), 제 2 제어신호 발생회로(160), 포토커플러(170) 및 논리회로(180)를 포함한다. 여기서, 상기 스타트 회로(110), 제 2 전기이중층 커패시터(150), 제 2 제어신호 발생회로(160) 및 논리회로(180)는 전원접지(103)에 연결되어 있고, 상기 제 1 전기이중층 커패시터(130) 및 상기 제 1 제어신호 발생회로(140) 는 기기접지(104)에 연결되어 있다. 또한, 상기 스위칭 전원회로(120) 및 포토커플러(170)는 전원접지(103) 및 기기접지(104) 양쪽에 모두 연결되어 있다. 따라서, 본 대기전력절감부(11)는 높은 전압의 교류전원(101)이 직접 공급되는 전원접지(103)측과 상대적으로 낮은 전위의 전자기기(105)(즉, 고주파 온열 치료장치를 구성하는 구성요소로서 전원을 공급받아 구동되는 모든 구성)가 연결되는 기기접지(104)측이 스위칭 전원회로(120) 및 포토커플러(170)를 통해 고도의 절연특성을 유지하면서 전기적으로 결합되어 있다.

상기 스타트 회로(110)는 대기전력절감부(11)의 전원코드가 최초로 교류전원(101)에 연결될 때 논리회로(180)에 스타트 전류를 보낸다. 이때, 상기 스타트 회로(110)는 급격한 전원전압 변동으로 인해 트리거(trigger)되어 상기 논리회로(180)에 스타트 전류를 보내게 된다. 상기 스타트 회로(110)로부터 스타트 전류를 받은 상기 논리회로(180)는 스위칭 전원회로(120)에 바이어스 전류를 보낸다. 즉, 상기 스타트 회로(110)는 대기전력절감부(11)의 전원코드가 최초로 교류전원(101)에 연결될 때 스타트 전류를 보내 논리회로(180)를 통해서 스위칭 전원회로(120)에 바이어스 전류를 공급하는 역할을 한다.

또한, 상기 스타트 회로(110)는 제 2 제어신호 발생회로(160)의 제 2 충전재개신호가 하이(H)에서 로우(L)로 전환될 때 동작을 중지한다. 상기 스타트 회로(110)는 한번 동작이 중지되면, 정전으로 인해 교류전원(101)이 차단되었다가 다시 공급되거나 혹은 전원코드를 분리했다 다시 연결하지 않는 한 영구히 작동하지 않는다.

상기 스위칭 전원회로(120)는 정류기(102)를 통해 공급되는 높은 전압의 직류전원을 변환하여 제 1 전기이중층 커패시터(130) 및 제 2 전기이중층 커패시터(150)를 충전시킨다. 상기 스위칭 전원회로(120)는 제 1 출력단자(A) 및 제 2 출력단자(B)를 포함한다. 상기 스위칭 전원회로(120)는 상기 제 1 출력단자(A)를 통해서 제 1 전기이중층 커패시터(130)를 충전하고, 상기 제 2 출력단자(B)를 통해서 제 2 전기이중층 커패시터(150)를 충전시킨다.

상기 제 1 전기이중층 커패시터(130)는 상기 스위칭 전원회로(120)의 제 1 출력단자(A)의 출력전류로 충전된다. 상기 제 1 전기이중층 커패시터(130)는 제 1 제어신호 발생회로(140)에 전원을 공급하고, 전원 어댑터(100)의 출력단자를 통해 전자기기(105)에 전원을 공급한다.

상기 제 1 제어신호 발생회로(140)는 제 1 전기이중층 커패시터(130)의 충전상태를 측정하여 제 1 제어신호를 발생시킨다. 여기서, 상기 제 1 제어신호는 포토커플러(170)를 통해 논리회로(180)에 전달된다. 상기 제 1 제어신호 발생회로(140)는 제 1 전류검출회로(141), 제 1 미분회로(142), 제 1 전압검출회로(143) 및 제 1 플립플롭회로(144)를 포함한다.

상기 제 1 전류검출회로(141)는 상기 제 1 전기이중층 커패시터(130)의 충전전류를 검출하여 상기 충전전류가 임계전류보다 낮으면 하이 신호를 출력하여 제 1 미분회로(142)에 보낸다.

상기 제 1 미분회로(142)는 상기 제 1 전류검출회로(141)의 하이 신호를 미분하여 짧은 펄스폭의 제 1 충전중지신호를 발생시켜 제 1 플립플롭회로(144)에 보낸다.

상기 제 1 전압검출회로(143)는 상기 제 1 전기이중층 커패시터(130)의 충전전압을 검출하여 상기 충전전압이 임계전압보다 낮으면 제 1 충전재개신호를 발생시켜 제 1 플립플롭회로(144)에 보낸다.

상기 제 1 플립플롭회로(144)는 상기 제 1 전압검출회로(143)의 출력신호를 받는 세트단자, 상기 제 1 미분회로(142)의 출력신호를 받는 리세트단자 및 제 1 제어신호를 출력하는 출력단자를 포함한다.

상기 제 1 플립플롭회로(144)는 상기 세트단자를 통해 받은 제 1 충전재개신호에 의해 세트(set)되어 상기 출력단자(Q)에 제 1 제어신호로서 하이신호를 출력한다. 즉, 상기 제 1 플립플롭회로(144)는 상기 제 1 전압검출회로(143)로부터 받은 제 1 충전재개신호에 의해 세트(set)되어 하이를 갖는 제 1 제어신호를 출력하고, 상기 제 1 제어신호는 포토커플러(170)를 통해 논리회로(180)에 전달된다. 상기 제 1 플립플롭회로(144)는 상기 리세트단자(R)에 제 1 충전중지신호가 들어올 때까지 상기 출력단자(Q)의 상태를 하이로 유지한다.

상기 제 1 플립플롭회로(144)는 상기 리세트단자(R)를 통해 받은 제 1 충전중지신호에 의해 리세트(reset)되어 상기 출력단자(Q)에 제 1 제어신호로서 로우신호를 출력한다. 즉, 상기 제 1 플립플롭회로(144)는 상기 제 1 미분회로(142)로부터 받은 제 1 충전중지신호에 의해 리세트(reset)되어 로우를 갖는 제 1 제어신호를 출력하고, 상기 제 1 제어신호는 포토커플러(170)를 통해 논리회로(180)에 전달된다. 상기 제 1 플립플롭회로(144)는 상기 세트단자(S)에 제 1 충전재개신호가 들어올 때까지 상기 출력단자(Q)의 상태를 로우로 유지한다.

상기 제 2 전기이중층 캐패시터(150)는 상기 스위칭 전원회로(120)의 제 2 출력단자(B)의 출력전류로 충전된다. 상기 제 2 전기이중층 커패시터(150)는 제 2 제어신호 발생회로(160)에 전원을 공급한다.

상기 제 2 제어신호 발생회로(160)는 제 2 전기이중층 커패시터(150)의 충전상태를 측정하여 제 2 제어신호를 발생시킨다. 여기서, 상기 제 2 제어신호는 논리회로(180)에 전달된다. 상기 제 2 제어신호 발생회로(160)는 제 2 전류검출회로(161), 제 2 미분회로(162), 제 2 전압검출회로(163) 및 제 2 플립플롭회로(164)를 포함한다.

상기 제 2 전류검출회로(161)는 상기 제 2 전기이중층 커패시터(150)의 충전전류를 검출하여 상기 충전전류가 임계전류보다 낮으면 하이 신호를 출력하여 제 2 미분회로(162)에 보낸다.

상기 제 2 미분회로(162)는 상기 제 2 전류검출회로(161)의 하이 신호를 미분하여 짧은 펄스폭의 제 2 충전중지신호를 발생시켜 제 2 플립플롭회로(164)에 보낸다.

상기 제 2 전압검출회로(163)는 상기 제 2 전기이중층 커패시터(150)의 충전전압을 검출하여 상기 충전전압이 임계전압보다 낮으면 제 2 충전재개신호를 발생시켜 제 2 플립플롭회로(164)에 보낸다.

상기 제 2 플립플롭회로(164)는 상기 제 2 전압검출회로(163)의 출력신호를 받는 세트단자(S), 상기 제 2 미분회로(162)의 출력신호를 받는 리세트단자(R) 및 제 2 제어신호를 출력하는 출력단자(Q)를 포함한다.

상기 제 2 플립플롭회로(164)는 상기 세트단자(S)를 통해 받은 제 2 충전재개신호에 의해 세트(set)되어 상기 출력단자(Q)에 제 2 제어신호로서 하이신호를 출력한다. 즉, 상기 제 2 플립플롭회로(164)는 상기 제 2 전압검출회로(163)로부터 받은 제 2 충전재개신호에 의해 세트(set)되어 하이를 갖는 제 2 제어신호를 출력하고, 상기 제 2 제어신호는 논리회로(180)에 전달된다. 상기 제 2 플립플롭회로(164)는 상기 리세트단자(R)에 제 2 충전중지신호가 들어올 때까지 상기 출력단자(Q)의 상태를 하이로 유지한다.

상기 제 2 플립플롭회로(164)는 상기 리세트단자(R)를 통해 받은 제 2 충전중지신호에 의해 리세트(reset)되어 상기 출력단자(Q)에 제 2 제어신호로서 로우신호를 출력한다. 즉, 상기 제 2 플립플롭회로(164)는 상기 제 2 미분회로(162)로부터 받은 제 2 충전중지신호에 의해 리세트(reset)되어 로우를 갖는 제 2 제어신호를 출력하고, 상기 제 2 제어신호는 논리회로(180)에 전달된다. 상기 제 2 플립플롭회로(164)는 상기 세트단자(S)에 제 2 충전재개신호가 들어올 때까지 상기 출력단자(Q)의 상태를 로우로 유지한다.

상기 포토커플러(170)는 상기 제 1 제어신호 발생회로(140)에서 발생한 제 1 제어신호를 고도의 절연상태를 유지하면서 기기접지(104)측에서 전원접지(103)측으로 전달한다.

상기 논리회로(180)는 상기 스타트 회로(110)에서 공급되는 스타트 전류와, 상기 제 1 제어신호 발생회로(140)에서 발생한 제 1 제어신호와, 상기 제 2 제어신호 발생회로(160)에서 발생한 제 2 제어신호의 논리합(OR)을 구하여 상기 스위칭 전원회로(120)에 바이어스 전류를 공급하거나 차단한다. 즉, 상기 논리회로(180)는 상기 스위칭 전원회로(120)에 바이어스 전류를 공급하거나 차단함으로써, 상기 스위칭 전원회로(120)를 제어하는 역할을 한다.

예를 들어, 상기 논리회로(180)는 스타트 회로(110)로부터 스타트 전류를 받거나 제 1 제어신호가 하이이거나 제 2 제어신호(CC2)가 하이이면, 상기 스위칭 전원회로(120)에 바이어스 전류를 공급한다. 이에 따라, 상기 스위칭 전원회로(120)는 제 1 전기이중층 커패시터(130) 및 제 2 전기이중층 커패시터(150)를 충전시킨다. 즉, 상기 논리회로(180)는 스타트 전류, 제 1 제어신호, 제 2 제어신호 중 적어도 하나만 하이이면, 상기 스위칭 전원회로(120)에 바이어스 전류를 공급한다.

예를 들어, 상기 논리회로(180)는 스타트 회로(110)로부터 스타트 전류를 받지 못하고 제 1 제어신호가 로우이고(L) 제 2 제어신호가 로우이면, 상기 스위칭 전원회로(120)에 공급되는 바이어스 전류를 차단한다. 이에 따라, 상기 스위칭 전원회로(120)는 제 1 전기이중층 커패시터(130) 및 제 2 전기이중층 커패시터(150)의 충전을 중지시킨다. 즉, 상기 논리회로(180)는 스타트 전류, 제 1 제어신호 및 제 2 제어신호가 모두 로우이면, 상기 스위칭 전원회로(120)에 공급되는 바이어스 전류를 차단한다. 이때, 상기 논리회로(180)가 바이어스 전류를 차단하여 상기 스위칭 전원회로(120)의 동작이 중지되면, 교류전원(101)에서 관측되는 대기전력절감부(11)의 전력손실은 제로(zero)가 된다.

이와 같이, 본 대기전력절감부(11)는 대기상태에서 교류전원(10)을 완전히 차단함으로써, 외부에서 관측되는 대기전력 손실을 제로로 만들 수 있다. 또한, 본 대기전력절감부(11)는 스위칭 전원회로(120)를 사용하여 전기이중층 커패시터를 충전하고, 그 충전전압을 전자기기(50)의 전원으로 공급한다. 그리고, 전기이중층 커패시터의 충전전압이 임계전압 이하로 내려갈 때, 수초 혹은 수십초의 짧은 시간동안 스위칭 전원회로(120)를 가동하여 전기이중층 커패시터를 충전시킨다. 이에 따라, 본 대기전력절감부(11)의 대기시간을 무한대로 할 수 있다. 더불어, 또한, 본 대기전력절감부(11)는 전기이중층 커패시터의 충전전류를 검출하여 충전중지를 명령하므로, 충전전압에 영향을 받지 않으며 안정되고 정교한 제어를 할 수 있다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 고주파 온열 치료장치를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

100: 고주파 발생부 200: 전극부
210: 제1 전극 211: 볼러스
212: 제1 및 제2 열교환기 213: 열전소자부
214: 온도감지부 310: 제1 순환부
320: 제2 순환부 400: 제어부
500: 원격 컴퓨터부

Claims (7)

1. 제1 전극(210)과 제2 전극(220)을 포함하되, 상기 제1 전극(210)의 하부에는 냉각수를 포함하는 볼러스(211)를 구비하고, 상기 볼러스(211)와 제2 전극(220) 사이에 환부를 배치하여 상기 환부에 고주파 전류를 인가하기 위한 전극부(200);
   외부 전원에 의하여 고주파 전류를 발생시켜 상기 전극부(200)로 공급하는 고주파 발생부(100);
   상기 제1 전극(210)의 제1 면에 설치되어, 상기 제1 전극(210)의 온도를 조절하는 열전소자부(213);
   상기 볼러스(211) 내부이고, 또한 상기 제1 전극(210)의 제1 면에 대한 반대면인 제2 면에 설치되어 상기 제1 전극(210)의 온도를 감지하는 온도감지부(214); 및
   상기 전극부(200)에 공급되는 고주파 전류와, 상기 온도감지부(214)에 의하여 감지된 온도에 따라 상기 열전소자부(213)에 공급되는 전원을 제어하는 제어부(400)를 포함하고,
   상기 제어부(400)는 상기 온도감지부(214)에 의하여 감지된 온도가 45도 이상일 경우, 상기 전극부(200) 및 상기 열전소자부(213)의 동작을 정지시키는 것을 특징으로 하는 고주파 온열 치료장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 열전소자부(213)의 상부를 덮고, 그 내부에 열교환 액체가 흐르는 유로를 구비하는 제1 열교환부(212); 및
   상기 제1 열교환부(212)에 상기 열교환 액체를 순환시키는 제1 순환부(310)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고주파 온열 치료장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 열전소자부(213)의 상부를 덮고, 그 내부에 공기의 흐름을 이용하여 열교환을 수행하는 제2 열교환부(212); 및
   상기 제2 열교환부(212)에 상기 공기를 공급하는 제2 순환부(310)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고주파 온열 치료장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 열전소자부(213)는 적어도 하나의 열전소자를 포함하고,
   상기 열전소자는 펠티어 소자인 것을 특징으로 하는 고주파 온열 치료장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 고주파 발생부(100)는 600W, 13.56MHz의 고주파를 상기 전극부(200)에 공급하는 것을 특징으로 하는 고주파 온열 치료장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 제어부(400)는, 상기 볼러스(211)의 하단부와 환부의 거리를 10mm 내지 20mm로 유지되도록 상기 전극부(200)의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 고주파 온열 치료장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 제어부(400)는 원격 컴퓨터부(500)와 인터넷 망을 통하여 연결되고,
   상기 원격 컴퓨터부(500)는 상기 인터넷 망을 통하여 상기 제어부(400)의 동작을 원격에서 감시 및 조종할 수 있는 것을 특징으로 하는 고주파 온열 치료장치.

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