KR20130114403A - 도넛(링) 형태의 광 출력을 갖는 하지정맥류 치료용 광섬유 - Google Patents

도넛(링) 형태의 광 출력을 갖는 하지정맥류 치료용 광섬유 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 도넛(링) 형태의 레이저 출력을 통해 혈관 중심부위의 노폐물 제거가 아닌, 혈관 내벽의 노폐물 제거를 통해 보다 효과적으로 하지정맥류 등 혈관 질환을 치료할 수 있도록 하는 하지정맥류 치료용 광섬유로, 기존에 사용하고 있는 레이저 장비에서도 공용으로 사용할 수 있도록 하는 광섬유이다.

Description

도넛(링) 형태의 광 출력을 갖는 하지정맥류 치료용 광섬유 {The Optical Fiber for Varicose Veins with Donuts(ring) Shape Optical emission}
본 발명은 기존의 하지정맥류 치료 방법에 있어 문제점으로 두각 되던 것들을 고려하여 고안한, 새로운 치료 장치 및 방법에 관한 것이다.
종래의 기술로는, 하지정맥류를 치료함에 있어 다음과 같이 다양한 방법들이 사용되고 있다.
1. 비수술 요법 : 압박 스타킹 착용 등
심하지 않은 하지정맥류에 대해 치료를 할 땐, 압박 스타킹 등을 이용해 하지정맥류가 더 이상 발전하는 것을 막는 방법이 있다. 이 경우, 고혈압 약으로 혈압을 평생 관리하듯, 오랜 관리기간을 필요로 하는 단점이 있다.
2. 스트리핑 방법
스트리핑 방법은 물리적으로 혈관을 절제하여 제거하는 방법으로 오랜 회복기간을 필요로 하는 수술 방법이다.
3. 고위 결찰
스트리핑 방법과 같이 많은 절개를 통해 수술을 하게 됨으로써, 수술 후 통증 및 출혈, 흉터 등을 동반하며 특수한 경우가 아니면 요즘 많이 사용을 안 하는 방법이다.
4. 정맥 내 레이저 치료방법
광섬유를 혈관에 직접 삽입하여 광섬유를 통해 레이저를 방출하여 혈관 노폐물을 태우는 방법으로 가장 흔히 볼 수 있는 치료방법이다. 그러나 이 경우에, 혈관 벽에 붙은 노폐물까지 제거가 어려운 단점이 있다.
5. 경화 요법
경화요법은 혈관 내에 경화제를 주입하여 혈관을 퇴화시키는 방법을 말한다.
6. 보행성 정맥 제거술
미세 절개를 통한 정맥 제거를 하는 방법을 말한다.
7. 혈관레이저 (Dye Laser)에 의한 치료방법
주로 모세혈관 확장증 등에 사용되는 혈관 레이저는 색소레이저로도 불리며, 선택적 광선 열 융해의 원리를 바탕으로 개발된 레이저 수술로, 레이저의 열 이완 시간보다 짧게 조사를 하여 정상 조직에는 영향을 주지 않고, 표적 조직에만 선택적으로 열 손상을 주는 방법이다. 그러나 이러한 경우도, 문제의 혈관만 아니라 인근의 다른 모세혈관등도 같이 파괴가 되는 문제점을 안고 있다. 정확한 타겟이 필요한 수술시 적합하지 않은 치료 방법이다.
KR 10-2010-0138977 관내 레이저 절제장치 및 정맥을 치료하는 방법 2010.12.31
고전적인 하지정맥류 치료 방법은 많은 부작용을 야기하거나, 또는 오랜 회복기간을 필요로 하는 단점이 있어, 요즘은 레이저를 이용한 하지정맥류 치료가 많이 시도되고 있는 현실이다. 그러나 일반 광섬유를 이용한 레이저 치료 방법은, 혈관 내부 중앙부분의 노폐물을 제거가 가능하지만, 혈관 내벽에 붙은 노폐물까지 제거는 어려운 단점이 있다. 문제는, 이러한 혈관 내벽의 노폐물을 완전히 제거하지 못하면, 얼마간의 시간이 흐른 후 다시 같은 증세가 재발할 수 있다는 점이다. 본 발명은, 이러한 문제점을 안고 있는 혈관 내벽의 노폐물을 제거하기 위한 방법에 관한 것이다.
기존의 광섬유에 약간의 광학계통 장치를 추가하여, 링 형태의 광 출력을 갖는 하지정맥류 치료용 광섬유를 이용해 혈관 내벽의 노폐물을 녹여 없앨 수 있다. 또한, 기존의 레이저 장비를 사용하는 곳에서도 공통으로 사용할 수 있도록 규격을 통합하고, 아울러 초점 크기가 다른 레이저 환경에서도 사용할 수 있도록 하는 방법을 통합 적용하였다.
본 발명을 통해, 치료 대상으로 삼았던 혈관만을 정확하게, 혈관 내벽의 노폐물을 깨끗이 녹여 없앨 수 있을 것으로 생각된다.
1. 도 1은 노폐물에 의해 막혀버리거나, 통로가 좁아져 혈액이 제대로 순환할 수 없게 된 혈관의 단면을 나타낸다.
2. 도 2는 노폐물이 일부 제거된 형태의 혈관 단면을 나타낸다.
3. 도 3은 노폐물이 완전히 제거된, 깨끗한 혈관을 나타낸다.
4. 도 4는 노폐물이 일부 제거된 혈관에, 다시 노폐물이 달라붙어 좁아지고 있는 상태의 혈관 단면을 나타낸다.
5. 도 5는 일반 다이오드 레이저에 일반 광섬유를 이용하여 레이저를 조사했을 때의 에너지 분포를 나타낸다. 중심에서 가장 높은 에너지를 가지며, 중심에서 멀어질수록 에너지 밀도가 낮아진다.
6. 도 6은 본 발명에서 고안한 광섬유를 사용하여 레이저를 조사했을 때, 에너지 분포를 나타낸다. 중심 부위에는 레이저가 조사 되지 않고, 주변으로 고리 형태로 레이저가 조사 된다.
7. 도 7은 한 개의 오목렌즈와 하나의 미러(Mirror)가 추가된 광섬유의 모습을 나타낸다.
8. 도 8은 도 7에서 말한 광섬유에서의 빛의 진행 방향을 나타낸다.
9. 도 9는 한 개의 전반사 코팅이 된 렌즈와 한 개의 미러(Mirror)가 추가된 광섬유의 모습을 나타낸다.
10. 도 10은 레이저가 광섬유에 입사되어 방사되는 전 과정을 보여준다.
11. 도 11은 한 개의 전반사 코팅된 렌즈와, 미러(Mirror) 사이에서 빛의 이동 경로를 나타낸다.
12. 도 12는 초점 크기가 다른 레이저 장비에서도 호환이 되도록 괌성유 체결부위를 원뿔 형태로 깎아, 초점이 다른 레이저도 모두 광섬유를 통해 들어갈 수 있는 구조임을 의미한다.
이하 첨부되는 도면과 관련하여 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 대해 설명하면 다음과 같다. 본 발명에서는 일반적으로 쓰이는 광섬유 끝에 아주 작은 렌즈와 미러(Mirror)등을 사용하여. 광학장치를 부착해 새로운 형태의 광섬유를 만들었다. 광섬유로 레이저가 입사되는 부분은(532) 초점 크기가 맞지 않거나, 초점 거리가 다른 레이저(533)도 쉽게 광섬유 안으로 유도하기 위하여 광섬유의 체결 커넥터(531) 시작 부위는 원뿔 형태(530)로 파여 있다. 이렇게 함으로써, 레이저의 반사(Back Reflection)에 의해 레이저 본체가 손상을 당하지 않고, 모든 출력이 광섬유를 향해 입사되도록 하였다.
광섬유로 들어온 레이저 등의 빛은(510), 광섬유 끝에서 약간의 산란을 거쳐 방출(513)이 된다. 이렇게 방출된 레이저는 전반사 코팅(High Reflection Coating)이 된 원뿔 형태의 렌즈(505)를 지나게 된다. 이때, 전반사 코팅은 레이저 방향으로 레이저가 반사되어 레이저 스스로 망가지는 현상을 없애도록 하였다.
렌즈(511) 및 미러(Mirror, 512)가 워낙 작은 사이즈인 관계로 원뿔의 뿔 부분이 정확하게 일치하지 않을 경우, 혹은 꼭짓점이 날카롭지 못한 경우, 레이저가 원하는 방향이 아닌, 역방향으로(514) 반사되는 경우가 있을 수 있다.
렌즈(511)를 무사히 통과한 레이저는 원뿔 형태의 미러(Mirror, 506)를 통해 1차 반사(512)되어 사방으로 레이저가 퍼져 나가나가게 된다. 그리고 역방향으로 반사되는 (514) 레이저는 원뿔형 렌즈(505)에 의해, 광섬유 내부로 빛이 들어가지 않고, 2차 반사(511)되어 다시 사방으로 퍼지게 된다. 원뿔 형태의 미러(506)와, 렌즈(505) 사이를 조절함으로써, 두 개의 원형 도넛 형태의 레이저 출력을 만듦으로써 이중 효과를 볼 수도 있게 된다.
이러한 두 개의 원뿔형 렌즈와 미러(Mirror)에 의한 방법과 별도로, 전반사 코팅(508)이 된 오목렌즈(507)와, 한 개의 원뿔형 미러(506)로 된 형태의 광섬유로 하나의 도넛 형태의 출력을 갖는 광섬유 역시 만들 수 있다. 광섬유 끝단에서 방출되는 레이저(513) 출력은 오목렌즈(507)를 통과하며 약간의 산란(520)이 일어나게 되고, 역시 오목렌즈 표면의 코팅(508)로 인하여 광섬유 내부로 레이저가 역 반사(Back Reflection) 되어 들어가는 일이 없도록 하였다. 약간의 산란(520)이 됨으로써, 레이저는 원뿔형 미러(506)의 중앙 꼭짓점 부분을 맞지 않고, 측면까지 산란되어, 더 쉽게 도넛 형태의(521) 레이저 산란 효과를 만들어준다.
끝단에 아무 처리도 되어 있지 않은 레이저 광섬유에 의한 출력되는 에너지 분포는 중앙에서 높고, 중앙에서 멀어질수록 에너지 값이 급격히 떨어지는 가우시안 분포(542)를 갖게 되는데 반해, 본 고안에서 제안한 방법에 의해서는 중앙 부분의 레이저 출력은 미약하거나 없고(541) 중앙에서 일정 거리가 떨어진 바깥쪽에서 도넛 형태를(540) 그리게 된다.
기존의 광섬유를 이용해 혈관(100) 속 노폐물(101)을 제거해보면, 중앙 부분에 있는 노폐물은 어느 정도 제거가 되지만, 혈관 내벽에 붙은 노폐물(101)까지 제거가 어려운 단점이 있었다. 이렇게, 혈관(100) 내부의 노폐물(101)을 남겨둔 채, 시술을 마치게 되면, 다시금 노폐물(101)이 쉽게 달라붙게 되어, 다시 재발의 위험이 있다. 그러나 본 발명에서 고안한 광섬유를 사용하게 되면, 혈관(100) 내벽의 노폐물(101)을 향해 레이저를 중점적으로 조사하게 되어, 혈관(100) 내부의 노폐물(101)을 보다 깔끔히 없앨 수 있을 것으로 생각된다.
100 혈관
101 혈관 내 노폐물
102 혈관 내 혈류 흐름
501 광섬유를 보호하기 위한 피복
502 클래딩 (Cladding)
503 광섬유
504 투명 본드 (혹은 아크릴 등)
505 원뿔형 렌즈 (전반사 코팅 처리)
506 원뿔형 미러 (전반사 코팅 처리)
507 오목렌즈
508 전반사 코팅(High Reflection Coating)
510 입사 광선
511 원뿔형 렌즈의 코팅면에 의한 2차 반사광
512 원뿔형 미러(Mirror)에 의한 1차 반사광
513 광섬유 끝단에서 출력되어 광학계로 입사되는 레이저
514 원뿔형 미러(Mirror)와 원뿔형 렌즈 사이에서의 반사
520 오목렌즈에 의해 1차 산란된 레이저 출력
521 원뿔형 미러(Mirror)에 의한 1차 반사광 (512와 동일)
530 약 45도의 각도로 깎인 레이저 입사면의 금속체결부위
531 광섬유 체결 커넥터의 몸통 부위
532 정상적인 초점 크기의 입사광
533 초점이 안 맞거나, 초점 사이즈가 다른 입사광
540 도넛(Donut) 형태로 방사되는 레이저 조사 영역
541 레이저가 방사되지 않는 중간 영역
541 일반 광섬유를 사용했을 경우 빛의 형태.

Claims (6)

  1. 하지정맥류 등 혈관 질환을 광섬유와 레이저를 이용하여 치료하기 위한 방법에 있어서, 도넛(링) 형태의 광 출력을 갖는 하지정맥류 치료용 광섬유.
  2. 제 1항에 있어서,
    병원에서 기존에 쓰고 있는 레이저 장비들의 각기 다른 초점거리, 초점 크기에서도 사용 가능하도록 하기위해 원뿔 모양으로 움푹 파인 형태의 커넥터에 체결된 금속 재질의 레이저 입사 부분을 갖는, 도넛(링) 형태의 광 출력을 갖는 하지정맥류 치료용 광섬유.
  3. 제 1항에 있어서,
    광섬유 끝단에 달린 전반사(High Reflection) 코팅(508) 처리가 되어, 역 반사(Back Reflection)방지 기능과 빛의 산란 역할을 돕는 오목렌즈(507)를 갖는, 도넛(링) 형태의 광 출력을 갖는 하지정맥류 치료용 광섬유.
  4. 제 1항에 있어서,
    전반사(High Reflection Coating) 처리가 된 원뿔 형태의 미러(506)로, 원뿔의 꼭짓점 부분이 광섬유의 중심과 맞도록 부착된, 도넛(링) 형태(540)의 광 출력을 갖는 하지정맥류 치료용 광섬유.
  5. 제 1항에 있어서,
    인체에 잠시 삽입 되어도, 무해한 재질의 투명한 본드, 혹은 아크릴(504)을 통해 각각의 렌즈, 혹은 미러가 정 위치에 자리하도록 처리가 된, 도넛(링) 형태의 광 출력을 갖는 하지정맥류 치료용 광섬유.
  6. 원뿔 형태(505)의 전반사 코팅 처리가 된 렌즈가 부착되어, 2차 반사(211)에 의한, 시너지 효과를 얻을 수 있는 형태의, 도넛(링) 형태의 광 출력을 갖는 하지정맥류 치료용 광섬유.
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