KR20130090603A - 수술용 헤드라이트 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수술용 헤드라이트에 관한 것이다. 상기 헤드라이트는 머리에 장착하기 위한 장착구, 상기 장착구의 전단에 결합되는 LED(Light Emitting Diode) 조명부, 및 상기 조명부에 전력을 제공하는 조명용 전력 제공부를 포함한다. 상기 조명용 전력 제공부는 상기 조명부에 연결되는 전력선부, 상기 전력선부에 연결되는 전원부, 및 상기 전원부와 상기 조명부 사이에 연결되어 상기 전원부로부터 제공되는 전력의 주파수를 조절하는 주파수 조절부를 포함한다.

Description

수술용 헤드라이트{Sergical Head-Light}
본 발명은 수술용 헤드라이트에 관한 것이며, 보다 상세하게는 LED 조명을 사용하고, LED 구동 전류 주파수를 조절함으로써 전력 소모 및 발열을 줄일 수 있는 수술용 헤드라이트에 관한 것이다.
수술 등의 의료행위시 환자의 환부에 조사되는 광조사법은 의사 이마에 착용되는 반사경으로 광원의 빛을 반사시키는 광반사법이 일반적이다. 이것은 광원의 일부의 빛을 반사경으로 반사, 굴절시켜 환부에 조사시키는 것으로 빛의 직진성이나 광량에서 열악한 면이 있다.
또한 소형의 광원을 장착 휴대하여 직접 빛을 조사하는 직접조사법은 직진성이나 광량면에서 양호한 결과를 얻을 수 있으나 발광체를 필라멘트계로 사용한다는 점에서 문제점이 발생한다. 즉, 필라멘트의 연소에 의해 빛을 공급하는 것이므로 높은 발열과 전력소모가 동반되며 이로 인해 발광체의 수명이 극히 짧아지는 경향이 있다. 또한 필라멘트계 발광체의 발광색이 대부분 적색계이므로 동일한 색조인 환부와의 식별이 용이하지 않게 된다.
이에 따라 근래에 발열과 전력소모에 장점을 가진 LED(Light Emitting Diode)를 사용한 수술용 헤드라이트가 보급됨에 따라 과거의 필라멘트계의 조명보다 개선되었으나, 수술에 따라 장시간 헤드라이트를 사용한다는 점에서 발열이나 전력소모에 있어서 보다 개선이 필요하다.
또한 장시간 헤드라이트를 사용하다보면 착용자에게 열기가 그대로 전달되어 수술 등의 의료행위를 집도하는 의료인에게 불쾌감 내지 불편을 초래하며 이는 곧 고도의 집중력이 필요한 수술에 악영향을 끼칠 소지가 다분하다.
본 발명은 종래 기술의 문제점에서 안출된 것으로서, 발열과 전력소모성을 향상시킨 수술용 헤드라이트를 제공하는 것을 그 과제로 한다.
또한 본 발명은 헤드라이트 착용자에게 가해지는 열기를 냉각시킬 수 있는 수술용 헤드라이트를 제공하는 것을 그 과제로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 수술용 헤드라이트는,
머리에 장착하기 위한 장착구;
상기 장착구의 전단에 결합되는 LED(Light Emitting Diode) 조명부; 및
상기 조명부에 전력을 제공하는 조명용 전력 제공부를 포함하고,
상기 조명용 전력 제공부는,
상기 조명부에 연결되는 전력선부;
상기 전력선부에 연결되는 전원부; 및
상기 전원부와 상기 조명부 사이에 연결되어 상기 전원부로부터 제공되는 전력의 주파수를 조절하는 주파수 조절부를 포함한다.
바람직하게는,
상기 주파수 조절부는,
입력 교류 전류를 전파 정류시키는 SCR(Silicon-Controlled Rectifier) 정류부;
상기 전파 정류된 전류를 직류로 변환하는 평활회로부; 및
상기 직류로 변환된 전류를 설정된 주파수의 교류 전류로 변환하는 IGBT(Insulated Gate Bi-Polar Transistor) 회로부를 포함한다.
바람직하게는,
상기 장착구는 내부에 순환 공기를 제공하여 착용자의 머리 부위에 냉각효과를 제공하기 위한 냉각부를 포함한다.
바람직하게는,
상기 냉각부는,
순환 공기를 제공하는 냉각팬;
상기 냉각팬을 장착구에 고정시키는 냉각팬 고정부;
공기를 상기 냉각팬에서 착용자의 머리쪽으로 배출시키기 위한 그물 구조의 공기 배출망;
상기 공기 배출망 반대측에 형성된 공기 유입망; 및
상기 냉각팬에 전력을 제공하는 냉각팬 전력 제공부를 포함한다.
바람직하게는 상기 냉각부는 복수개 존재한다.
본 발명에 따르면 LED 조명부의 전류 주파수를 조절함으로써 발열과 전력소모성을 향상시킨 수술용 헤드라이트를 제공할 수 있다.
또한 본 발명에 따르면 머리에 인접하여 냉각부가 배치됨으로써 헤드라이트 착용자에게 가해지는 열기를 냉각시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 수술용 헤드라이트를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 주파수 조절부의 상세도이다.
도 3은 본 발명의 냉각부가 추가된 수술용 헤드라이트를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 냉각부의 상세도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 수술용 헤드라이트를 도시한 도면이다.
도시된 바와 같이, 수술용 헤드라이트는 장착구(100), 조명부(200), 전력 제공부(300)를 포함하며, 바람직하게는 냉각부(400)를 더 포함한다.
장착구(100)는 본 발명의 수술용 헤드라이트를 머리에 장착하기 위해 사용된다. 수술용 헤드라이트를 사용하는 의료인은 장착구(100)를 머리에 쓰는 방식으로 수술용 헤드라이트를 머리에 장착할 수 있다. 장착구(100)는 도 1에 도시된 바와 같은 형상을 가질 수 있으며, 이는 일 예시에 불과하고 기타 머리에 장착가능한 형상으로서 전단에 조명부(200)를 결합시킬 수 있는 구조라면 어떠한 형상으로도 가능하다. 장착구(100)는 일 예시로서 플라스틱과 같은 합성수지 재질로서 구현가능하며, 다른 예로서 편안한 착용을 위해 내부에 스펀지와 같은 재질이 덧대어지는 것도 가능하다.
조명부(200)는 도시된 바와 같이 장착구(100)의 전단에 결합되며, LED(light Emitting Diode) 광원을 사용하여 빛을 생성하는데 사용된다. 조명부(200)는 도시된 바와 같이 LED 광원과 이에 대한 외부 케이스로 구성되며, 그 형상은 도 1과 같은 모습을 가질 수도 있고 기타 의료인의 전방으로 빛이 조사되도록 하는 형상이라면 다른 형태로도 얼마든지 구현가능하다. 조명부(200)는 전기를 사용하여 LED 광원을 구동하며, 일 예시로서 조명부(200)는 교류 전류로 직접 구동가능한 LED 광원을 사용할 수 있으며 이 경우 LED 광원에는 교류 전류를 직류 전류로 변환하기 위한 컨버터가 별도로 포함되지 않는다. 조명부(200)는 후술하는 전력 제공부(300)를 통해 전력을 제공받는다.
전력 제공부(300)는 조명부(200)에 전력을 제공하는 역할을 하며, 이를 위해 도시된 바와 같이 조명부(200)에 연결된다. 더 구체적으로 전력 제공부(300)는 전력선부(310)와 전원부(330)와 주파수 조절부(320)로 구성된다.
전력선부(310)는 도시된 것과 같이 전선을 포함하고, 조명부(200)와 전원부(330)와 주파수 조절부(320)를 각각 연결하기 위해 통상적으로 사용되는 연결 소켓(미도시)을 포함한다.
전원부(330)는 전력선부(310)를 통해 전송되는 전력의 전력원으로서 동작한다. 전원부(330)는 일 예로서 배터리를 포함하여 자체적으로 전력을 생성할 수도 있고, 다른 예로서 상용 전원을 받아 전력을 전달하는 역할을 할 수도 있다. 전원부(330)는 바람직하게는 온(ON)/오프(OFF) 스위치를 포함하여, 본 발명의 수술용 헤드라이트에 전력 제공을 제어할 수 있다.
주파수 조절부(320)는 전원부(330)와 조명부(200) 사이에 전력선부(310)를 통해 연결되고, 전원부(330)로부터 제공되는 전력의 주파수를 조절함으로써, 주파수가 조절된 전류가 조명부(200)로 전달되어지도록 하는 역할을 한다. 본 발명에서는 이처럼 주파수 조절부(320)를 둠으로써 전원부(330)에서 전달되는 전류의 주파수를 감소시킴으로써 조명부(200)의 LED 광원에서 발생하는 발열과 전력 소모를 감소시킬 수 있다. 예컨대 긴 시간의 장기 수술이 집도되는 경우 본 발명의 수술용 헤드라이트를 사용함으로써 LED 광원에서 발생하는 발열을 크게 감소시킬 수 있고 전력 소모도 크게 감소시키는 것이 가능하다. 주파수 조절부(320)의 일 예는 도 2를 참조하여 후술하도록 한다.
도 2는 본 발명의 주파수 조절부(320)의 상세도이다.
주파수 조절부(320)는 전원부(330)에서 입력받은 전류의 주파수를 감소시켜 출력시키는 역할을 하며 이를 위해 SCR(Silicon-Controlled Rectifier) 정류부(322), 평활회로부(324), IGBT(Insulated Gate Bi-Polar Transistor) 회로부를 포함한다.
SCR 정류부(322)는 입력받은 교류 전류를 전파 정류시킨다. 다음으로 평활회로부(324)는 전파 정류된 전류를 직류로 변환한다. 다음으로 IGBT 회로부(326)는 직류로 변환된 전류를 설정된 주파수의 교류 전류로 변환시킨다. 한편 SCR 정류기와 평활회로와 IGBT 회로 각각의 구조 및 원리는 이미 당업자에게 공지된 것으로서 그 자세한 내부 회로 구성 및 이와 관련된 설명은 생략하기로 한다. 한편 본 발명에서는 주파수 조절을 위해 SCR 정류부(322)와 평활회로부(324)와 IGBT 회로부(326)를 포함시켰지만 이는 필수적인 구성들을 포함시킨 것이고, 이외에도 예컨대 입력되는 교류 전류의 노이즈를 제거하기 위한 노이즈 필터나, IGBT 회로부(326)를 제어하기 위한 IGBT 회로 제어부가 더 포함될 수도 있으며 기타 다양한 변형이 가능하다.
도 3은 냉각부가 추가된 수술용 헤드라이트를 도시한 도면이다.
냉각부(400)는 장착구(100)에 포함되며, 내부에 순환 공기를 제공하여 착용자의 머리 부위에 냉각효과를 제공하는 역할을 한다. 냉각부(400)는 도 4에서 도 상세히 도시되며, 도 4와 같이 순환 공기를 제공하는 냉각팬(410)과, 냉각팬(410)을 장착구(100)에 고정시키기 위한 냉각팬 고정부(420)와, 냉각팬(410)의 착용자의 머리측에 형성되어 공기를 냉각팬(410)측에서 착용자의 머리쪽으로 배출시키기 위한 그물 구조의 공기 배출망(430)과, 공기 배출망(430) 반대측에 형성되어 공기를 냉각팬(410)쪽으로 유입시키기 위한 그물 구조의 공기 유입망(440)과, 냉각팬(410)에 전력을 제공하는 냉각팬 전력 제공부(450)를 포함한다. 냉각팬 전력 제공부(450)는 일 예로서 전원부(330)에 연결시키기 위한 전선과 소켓으로 구성될 수 있다.
이처럼 냉각부(400)가 장착구(100)에 결합되도록 하기 위해 장착구(100)는 냉각부(400)가 배치될 곳에 공간을 갖는다.
냉각팬(410)은 도시된 바와 같이 팬의 형상으로 구성될 수 있으며 일 예로서 플라스틱과 같은 합성수지 재질이나 또는 금속재질로 구성될 수 있고, 중앙에는 냉각팬 고정부(420)와 결합하기 위한 결합 단자(미도시)를 포함한다.
냉각팬 고정부(420)는 냉각팬(410)의 결합단자에 결합되고, 또한 장착구(100) 내부에 도시된 바와 같이 고정된다.
공기 배출망(430)과 공기 유입망(440)은 도시된 바와 같이 냉각팬(410)을 중심으로 양측에 배치되며, 예컨대 장착구(100)에 결합시키기 위한 망 테두리와 여기에 결합되는 망으로 구성될 수 있다.
냉각팬 전력 제공부(450)는 전선을 주요 구성요소로서 삼는데 전선은 장착구(100)의 내부에 형성된 공간을 통해 삽입되어 도 3에 도시된 바와 같이 일단에서 빠져나와 전원부(330) 측으로 직접 연결된다.
한편 냉각부(400)는 도 3에 도시된 바와 같이 복수개가 존재할 수 있으며, 이 경우 각각의 냉각부(400)의 구성이 각각 복수개 존재하게 된다.
이상과 같이 본 발명에 따르면 LED 조명부의 전류 주파수를 조절함으로써 발열과 전력소모성을 향상시킨 수술용 헤드라이트를 제공할 수 있다.
또한 본 발명에 따르면 머리에 인접하여 냉각부가 배치됨으로써 헤드라이트 착용자에게 가해지는 열기를 냉각시킬 수 있다.

Claims (5)

  1. 머리에 장착하기 위한 장착구;
    상기 장착구의 전단에 결합되는 LED(Light Emitting Diode) 조명부; 및
    상기 조명부에 전력을 제공하는 조명용 전력 제공부를 포함하고,
    상기 조명용 전력 제공부는,
    상기 조명부에 연결되는 전력선부;
    상기 전력선부에 연결되는 전원부; 및
    상기 전원부와 상기 조명부 사이에 연결되어 상기 전원부로부터 제공되는 전력의 주파수를 조절하는 주파수 조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수술용 헤드라이트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 주파수 조절부는,
    입력 교류 전류를 전파 정류시키는 SCR(Silicon-Controlled Rectifier) 정류부;
    상기 전파 정류된 전류를 직류로 변환하는 평활회로부; 및
    상기 직류로 변환된 전류를 설정된 주파수의 교류 전류로 변환하는 IGBT(Insulated Gate Bi-Polar Transistor) 회로부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수술용 헤드라이트.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 장착구는 내부에 순환 공기를 제공하여 착용자의 머리 부위에 냉각효과를 제공하기 위한 냉각부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수술용 헤드라이트.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 냉각부는,
    순환 공기를 제공하는 냉각팬;
    상기 냉각팬을 장착구에 고정시키는 냉각팬 고정부;
    공기를 상기 냉각팬에서 착용자의 머리쪽으로 배출시키기 위한 그물 구조의 공기 배출망;
    상기 공기 배출망 반대측에 형성된 공기 유입망; 및
    상기 냉각팬에 전력을 제공하는 냉각팬 전력 제공부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수술용 헤드라이트.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 냉각부는 복수개 존재하는 것을 특징으로 하는 수술용 헤드라이트.
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