KR20140058118A

KR20140058118A - 이온토포레시스 패치

Info

Publication number: KR20140058118A
Application number: KR1020120124752A
Authority: KR
Inventors: 유회준; 임재원; 송기석
Original assignee: 한국과학기술원
Priority date: 2012-11-06
Filing date: 2012-11-06
Publication date: 2014-05-14
Also published as: KR101533403B1

Abstract

본 발명의 실시 예는 이온토포레시스 패치에 관한 것이다.
실시 예에 따른 이온토포레시스 패치는, 피부의 온도를 측정하는 센서; 상기 센서로부터 상기 측정된 온도를 입력받고, 전류를 출력하는 이온토포레시스 칩; 및 상기 이온토포레시스 칩으로부터 상기 전류를 제공받아 방출하는 전극부;를 포함하고, 상기 이온토포레시스 칩은, 상기 측정된 온도와 제1기준점 온도를 비교하여 상기 출력되는 전류의 세기를 결정한다.

Description

이온토포레시스 패치{IONTOPHORESIS PATCH}

본 발명의 실시 예는 이온토포레시스 패치에 관한 것이다.

최근 사람들이 미용시술에 관심을 갖는 가운데, 좀더 효과적이고, 확실한 방법으로써 이온토포레시스(Iontophoresis)가 관심을 받고 있다.

기존방법은 약물을 인체 내부에 전달하기 위해서 주사 혹은 경구투여를 이용하였는데, 주사의 경우에는 통증이 있으며, 일반인이 사용하기 어렵다는 단점이 있다. 또한, 경구투여의 경우는 효과가 간접적이고 느리며, 정확한 제어가 어렵다는 단점이 있다.

반면, 이온토포레시스는 피부에 전위차를 주어 피부의 전기적 환경을 변화시킴으로써 이온성 약물의 피부투과를 증가시키는 방법이다. 따라서 이온토포레시스 방법의 경우 간편하고 고통 없이 약물을 체내로 전달할 수 있다.

그러나, 이러한 장점에도 불구하고 기존의 이온토포레시스는 시술 중에 치료가 제대로 이루어지고 있는지를 판단하기 어렵다는 점과 전기 자극을 이용하기 때문에 사용자의 안전도에 문제점이 있을 수 있어서 많은 응용분야에서 사용이 되지 않았다.

이러한 문제점을 해결하기 위해서, 한국등록특허 제10-0730582호에서는 피부의 상태를 진단하여 이에 맞는 전기 자극을 제어하는 이온토포레시스 패치를 제안하였다. 그러나 한국등록특허 제10-0730582호는 이온토포레시스 시술 전에 생체 임피던스만을 측정하고 시술 중에는 생체 임피던스를 측정하지 않기 때문에 사용자는 현재 치료가 제대로 이루어지고 있는지 혹은 시술 중에 사용자의 상태에 어떤 변화가 있는지 파악하기가 어려울 수 있다.

또한, 한국등록특허 제10-1051977호에서는 박형 전지를 함께 구비하는 이온토포레시스 패치를 제안하였으나, 사용자의 상태를 체크할 수 없기 때문에 보다 효과적인 시술이 이루어질 수 없다. 또한, 한국등록특허 제10-1051977호의 이온토포레시스 패치는 하나의 커다란 전극을 양극 또는 음극으로 사용하기 때문에 전극의 전류밀도분포가 전극의 가장자리에만 집중된다. 이로 인해 사용자의 안전성과 이온토포레시스 치료의 효율성 면에서 문제가 생길 수 있다.

한국등록특허 제 10-0730582호(등록일: 2007.06.14) 한국등록특허 제 10-1051977호(등록일: 2011.07.20)

[1] V. T. Krasteva, and S. P. Papazov, "Estimation of current density distribution under electrodes for external defibrillation," Biomedical Engineering Online, Dec. 2002.

실시 예는 이온토포레시스 시술을 하면서 전극-피부 접합 임피던스, 생체 임피던스, 온도 및 습도를 실시간으로 측정하여 전류를 실시간으로 제어할 수 있는 이온토포레시스 패치를 제공한다.

또한, 실시 예는 사용자에게 시각정보, 청각정보 및 진동정보로 생체신호를 피드백을 할 수 있는 이온토포레시스 패치를 제공한다.

또한, 실시 예는 NFC(Near Field Communications), 블루투스(Bluetooth), 지그비(zigbee), 적외선 통신, Wi-Fi 등을 통해, 이온토포레시스 시술의 진행사항을 사용자에게 피드백하고, 자동제어 뿐만 아니라, 수동으로 제어할 수 있는 이온토포레시스 패치를 제공한다.

또한, 실시 예는 전극부의 패턴을 이용하여 전류밀도분포를 고르게 할 수 있는 이온토포레시스 패치를 제공한다.

그리고, 실시 예는 전류의 이동경로와 약물의 투여시간을 제어할 수 있는 이온토포레시스 패치를 제공한다.

실시 예에 따른 이온토포레시스 패치는, 피부의 온도를 측정하는 센서; 상기 센서로부터 상기 측정된 온도를 입력받고, 전류를 출력하는 이온토포레시스 칩; 및 상기 이온토포레시스 칩으로부터 상기 전류를 제공받아 방출하는 전극부;를 포함하고, 상기 이온토포레시스 칩은, 상기 측정된 온도와 제1기준점 온도를 비교하여 상기 출력되는 전류의 세기를 결정할 수 있다.

여기서, 상기 센서는 전극-피부 접합 임피던스, 생체 임피던스 및 습도 중 적어도 하나 이상을 더 측정할 수 있다.

여기서, 상기 센서, 상기 이온토포레시스 칩 및 상기 전극부가 배치된 몸체를 더 포함하고, 상기 이온토포레시스 칩은, 상기 몸체로부터 탈부착이 가능할 수 있다.

여기서, 상기 전극부는, 제1전극부와 제2전극부를 포함하고, 상기 이온토포레시스 칩은 상기 제1전극부와 상기 제2전극부에 서로 다른 전위를 줄 수 있다.

여기서, 상기 이온토포레시스 칩과 상기 전극부가 배치된 다층기판을 더 포함하고, 상기 다층기판은, 상기 제1전극부 및 상기 제2전극부가 배치된 제1기판; 상기 제1기판 상에 배치되고, 상기 이온토포레시스 칩이 배치된 제2기판; 상기 제1기판과 상기 제2기판 사이에 배치된 절연층; 및 상기 이온토포레시스 칩과 상기 제1전극부, 및 상기 이온토포레시스 칩과 상기 제2전극부를 전기적으로 연결하고, 상기 제1내지 제2기판과 상기 절연층을 관통하는 배선;을 포함할 수 있다.

여기서, 상기 전극부는, 판 형상이고, 상기 전극부는, 상기 판의 외주에서 내측방향으로 파진 홈을 복수로 갖을 수 있다.

여기서, 상기 전극부는 제1전극과 제2전극을 포함하고, 상기 이온토포레시스 칩은 상기 제1전극과 상기 제2전극에 동일한 전위를 주고, 상기 이온토포레시스 칩은 상기 제1전극과 상기 제2전극을 독립적으로 제어할 수 있다.

여기서, 상기 제1전극 및 상기 제2전극과 이격되게 배열된 제3전극, 상기 제1 내지 제3전극 중 최소한 하나 이상의 전극과 연결되는 제1배선 및 제2배선을 더 포함하고, 상기 전극부는, 최소한 둘 이상의 전극과 연결되는 상기 제1배선; 제1배선과 연결되지 않은 전극과 연결되고 제1배선과 비접촉하는 상기 제2배선; 을 포함할 수 있다.

여기서, 상기 제1전극에 도포된 제1약물과 상기 제2전극에 도포된 제2약물을 더 포함하고, 상기 제1약물과 상기 제2약물은 서로 다른 상기 제1전극에 도포된 제1약물과 상기 제2전극에 도포된 제2약물을 더 포함하고, 상기 제1약물과 상기 제2약물은 서로 다를 수 있다.

여기서, 상기 이온토포레시스 칩은 상기 제1전극 및 제2전극의 상기 전류를 제어하여, 상기 제1약물 및 상기 제2약물의 전달시간을 독립적으로 제어할 수 있다.

여기서, 상기 전극부는, 상기 이온토포레시스 칩과 배치된 셋 이상의 전극부; 및 상기 이온토포레시스 칩과 상기 셋 이상의 전극부 사이에 개별적으로 연결되는 셋 이상의 도선;을 포함할 수 있다.

여기서, 상기 셋 이상의 전극부에 도포된 셋 이상의 약물을 더 포함하고, 상기 셋 이상의 약물 중 적어도 둘은 서로 다를 수 있다.

여기서, 상기 이온토포레시스 칩은 상기 셋 이상의 전극부의 전류를 제어하여, 상기 셋 이상의 약물의 전달시간을 독립적으로 제어할 수 있다.

여기서, 상기 전극부는, 과녁 형상 또는 창살 형상을 갖을 수 있다.

여기서, 상기 이온토포레시스 칩은, 상기 측정된 온도를 입력받고, 상기 측정된 온도를 상기 제1기준점 온도와 비교하여, 상기 측정된 온도가 상기 제1기준점 온도와 같거나 상기 제1기준점 온도보다 높으면 자동제어신호를 생성하는 생체신호 처리부; 상기 생체신호 처리부로부터 상기 생성된 자동제어신호를 입력받아 전류제어신호를 생성하는 전기자극 제어부; 및 상기 전기자극 제어부로부터 상기 전류제어신호를 입력받아 상기 전류제어신호에 대응하는 전류를 발생시키는 전극 스위치부;를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 이온토포레시스 칩은, 상기 생체신호 처리부로부터 생체신호를 입력받는 이온패치 제어부; 상기 이온패치 제어부로부터 상기 생체신호를 시각신호, 청각신호 및 진동신호로 입력받아 표시장치로 출력하는 출력부; 및 상기 이온패치 제어부로부터 상기 생체신호를 입력받아 무선장치로 전송하는 무선통신부;를 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 출력부는, 상기 이온패치 제어부로부터 시각신호를 입력받아 출력장치로 출력하는 발광 출력부; 상기 이온패치 제어부로부터 청각신호를 입력받아 출력장치로 출력하는 음향 출력부; 및 상기 이온패치 제어부로부터 진동신호를 입력받아 출력장치로 출력하는 진동 출력부;를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 출력장치는, 상기 발광 출력부로부터 시각신호를 입력받아 시각정보를 출력하는 발광 장치; 상기 음향 출력부로부터 청각신호를 입력받아 청각정보를 출력하는 스피커; 및 상기 진동 출력부로부터 진동신호를 입력받아 진동정보를 출력하는 진동 출력부;중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.

여기서, 상기 무선장치는 NFC, Bluetooth, zigbee, 적외선 통신, Wi-Fi 중 적어도 하나로 외부장치와 연결하여 상기 생체신호를 외부장치에 전송할 수 있다.

여기서, 상기 무선장치는 상기 외부장치로부터 입력받은 수동제어신호를 상기 이온토포레시스 칩에 전송하여 상기 전류의 세기를 수동 제어할 수 있다.

여기서, 상기 이온토포레시스 칩은, 상기 자동제어신호와 상기 수동제어신호가 동시에 들어왔을 때, 상기 수동제어신호를 우선순위로 처리할 수 있다.

실시 예에 따른 이온토포레시스 패치를 사용하면, 이온토포레시스 시술 중에 생체신호(전극-피부 접합 임피던스, 생체 임피던스, 온도, 습도 등)를 실시간으로 측정하고, 전극의 전류를 조절하여 이온토포레시스 시술을 안전하고 효과적으로 제공할 수 있는 이점이 있다

또한, 생체신호 처리부에서 측정된 생체신호를 발광장치뿐만 아니라 스피커 혹은 진동장치 그리고, 무선장치를 이용하여 사용자에게 피드백할 수 있고, 외부장치로 이온토포레시스 패치를 수동으로 제어할 수 있는 이점이 있다.

또한, 전극부의 전류밀도분포를 고르게 할 수 있어 보다 효과적인 이온토포레시스 시술이 이루어질 수 있는 이점이 있다.

또한, 전류의 이동경로와 약물의 투여시간을 사용자가 원하는 대로 제어할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 제1실시 예에 따른 이온토포레시스 패치의 블록도.
도 2는 도 1에 도시된 제1실시 예에 따른 이온토포레시스 칩이 소정의 생체신호를 이용하여 전류를 실시간으로 제어하는 일 예를 보여주는 그래프.
도 3은 제2실시 예에 따른 이온토포레시스 패치로서, 도 1에 도시된 이온토포레시스 패치의 블록도가 적용된 일 예.
도 4는 도 3에 도시된 이온토포레시스 패치의 실제 사용방법들을 보여주기 위한 도면.
도 5는 도 3에 도시된 전극부의 여러 예들과 이들의 전류밀도에 대한 그래프.
도 6은 도 3에 도시된 전극부의 변형 예.
도 7은 제3실시 예에 따른 이온토포레시스 패치로서, 도 1에 도시된 이온토포레시스 패치의 블록도가 적용된 일 예의 단면도.
도 8은 도 5의 (b)에 도시된 전극부의 약물투여시간 제어에 관한 도면.
도 9는 제4실시 예에 따른 이온토포레시스 패치로서, 도 1에 도시된 이온토포레시스 패치의 블록도가 적용된 일 예.
도 10은 도 9에 도시된 전극부의 사용 예.
도 11은 도 3과 도 9에 도시된 이온토포레시스 패치들의 실제 사용 예.

도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.

본 발명에 따른 실시 예의 설명에 있어서, 어느 한 element가 다른 element의 " 상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두 개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 “상(위) 또는 하(아래)(on or under)”으로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 이온토포레시스 패치를 설명한다.

<제1실시 예>

도 1은 제1실시 예에 따른 이온토포레시스 패치(100)의 블록도이다.

도 1을 참조하면, 제1실시 예에 따른 이온토포레시스 패치(100)는 전원을 공급해 주는 전원부(110), 피부의 생체신호를 측정하는 센서(120), 피부와 접촉하여 피부로 전류를 주입하는 전극부(130), 외부장치(미도시)와 무선으로 연결시켜주는 무선장치(140), 이온토포레시스 사용 중 여러 가지 상황을 알려주는 출력장치(150), 이온토포레시스 패치(100)를 제어하는 이온토포레시스 칩(200)을 포함할 수 있다.

전원부(110)는 이온토포레시스 칩(200)의 전원관리부(210)와 전기적으로 연결될 수 있다. 전원부(110)는 이온토포레시스 칩(200)에 전원을 공급할 수 있다. 전원부(110)는 외부 콘센트에 연결되어 전원을 이온토포레시스 칩(200)으로 공급할 수 있다. 또한, 전원부(110)는 탈부착이 가능한 배터리(battery)일 수 있다.

센서(120)는 이온토포레시스 칩(200)의 생체신호 처리부(220)와 연결될 수 있다. 센서(120)는 피부의 생체신호를 측정할 수 있고, 측정된 생체신호를 생체신호 처리부(220)로 전송할 수 있다. 여기서, 측정된 피부의 생체신호는 전극-피부 접합 임피던스, 생체 임피던스, 온도, 습도에 관한 것일 수 있다. 그리고, 피부는 인체의 피부일 수도 있고, 동물의 피부일 수도 있다.

전극부(130)는 이온토포레시스 칩(200)의 전극 스위치부(232)와 연결될 수 있다. 전극부(130)는 전극 스위치부(232)로부터 제공되는 전류를 방출할 수 있다. 전극부(130)는 모양과 종류에 따라 다수개의 전극을 포함할 수 있다. 또한, 다수개의 전극들은 모양 및 크기가 같을 수 있으며, 다수개의 전극들은 모양 및 크기가 서로 다를 수 있다. 또한, 다수개의 전극들은 전극 스위치부(232)를 이용하여 각각의 전위를 변경할 수 있다.

무선장치(140)는 이온토포레시스 칩(200)과 연결되어 외부장치(미도시)로 생체신호를 전송할 수 있다. 무선장치(140)는 외부장치(미도시)를 통하여 들어온 수동제어신호를 이온토포레시스 칩(200)으로 전송할 수 있다. 수동제어신호는 시술시간, 시술온도, 시술방법, 전류의 세기 등을 포함할 수 있다.

무선장치(140)와 외부장치(미도시) 사이의 무선연결 방법으로는 NFC(Near Field Communications), 블루투스(Bluetooth), 지그비(zigbee), 적외선 통신, Wi-Fi 등의 방법을 포함할 수 있다. 외부장치(미도시)의 종류로는 스마트폰, PDP, 노트북, 태블릿PC 등 일 수 있다.

출력장치(150)는 발광장치(151), 스피커(152) 및 진동장치(153)를 포함할 수 있다. 출력장치(150)는 사용자가 무선장치(140)와 연결된 외부장치(미도시)를 이용하여 발광장치(151), 스피커(152), 진동장치(153) 각각을 온(ON)/오프(OFF)할 수 있다.

발광장치(151)는 이온토포레시스 칩(200)의 발광 출력부(251)와 연결되어, 시각신호를 출력할 수 있다.

발광장치(151)는 전구나 액정(LED) 등으로 사용자에게 이온토포레시스 패치(100)의 상태정보를 시각적으로 표시할 수 있다. 이온토포레시스 패치(100)의 상태정보로는 켜짐/꺼짐 상태, 진행시간, 전원부(110)의 현재 용량 등을 포함할 수 있다.

스피커(152)는 이온토포레시스 칩(200)의 음향 출력부(252)와 연결되어, 청각신호를 출력할 수 있다.

스피커(152)는 이온토포레시스 패치(100), 이온토포레시스 칩(200) 및 사용자의 상태를 청각적으로 표시할 수 있다. 구체적으로, 스피커(152)는 이온토포레시스 패치(100)가 켜지거나 꺼질 때 사용자에게 소리를 내어 알려줄 수 있다. 그리고, 스피커(152)는 이온토포레시스 칩(200)이 자동/수동으로 전류를 변화할 때 사용자에게 소리를 내어 알려줄 수 있다. 그리고, 스피커(152)는 전원부(110)의 현재 용량이 부족할 때 사용자에게 소리를 내어 알려줄 수 있다. 또한, 스피커(152)는 이온토포레시스 패치(100)가 이상이 있을 시에 경고음을 발생할 수 있다. 스피커(152)의 종류는 소리를 낼 수 있는 어떠한 종류도 가능하다.

진동장치(153)는 이온토포레시스 칩(200)의 진동 출력부(253)와 연결되어, 진동신호를 출력할 수 있다.

진동장치(153)는 이온토포레시스 패치(100), 이온토포레시스 칩(200) 및 사용자의 상태를 진동으로 표시할 수 있다. 구체적으로, 진동장치(153)는 이온토포레시스 패치(100)가 켜지거나 꺼질 때 사용자에게 진동으로 알려줄 수 있다. 그리고, 진동장치(153)는 이온토포레시스 칩(200)이 자동/수동으로 전류를 변화할 때 사용자에게 진동으로 알려줄 수 있다. 또한, 진동장치(153)는 이온토포레시스 패치(100)의 이상이 생겼을 때 사용자에게 진동으로 알려줄 수 있다.

이온토포레시스 칩(200)은 이온토포레시스 패치(100)의 중앙에 위치할 수 있다. 또한, 전원부(110), 센서(120), 전극부(130), 무선장치(140) 및 출력장치(150)를 제어할 수 있는 위치라면 이온토포레시스 패치(100)의 어디에도 위치할 수 있다.

이온토포레시스 칩(200)은 PCB(Printed Circuit Board)로 만들어 질 수 있으며, 플랙시블(Flexible) PCB도 사용이 가능할 수 있고, 전기적 신호를 전송할 수 있는 것이라면 어느 것이라도 가능할 수 있다.

이온토포레시스 칩(200)은 전원부(110)와 센서(120)에서 각각 전원과 생체신호를 받아, 전극부(130), 무선장치(140) 및 출력장치(150)에 소정의 신호들을 각각 전송할 수 있다.

이온토포레시스 칩(200)은 전원관리부(210), 생체신호 처리부(220), 전기자극 제어부(231), 전극 스위치부(232), 무선통신부(240), 출력부(250) 및 이온패치 제어부(260)를 포함할 수 있다. 이하에서 구체적으로 설명하도록 한다.

전원관리부(210)는 전원부(110)로부터 전원을 받아서 이온토포레시스 칩(200)의 전원을 활성화할 수 있다. 전원관리부(210)는 전원부(110)의 충전량을 감지하여 이온패치 제어부(260)에 전송할 수 있다. 전원관리부(210)는 방전이나 오류로 인한 위급 상황일 때는 자동으로 전원이 차단될 수 있다.

생체신호 처리부(220)는 센서(120)로부터 실시간으로 입력되는 생체신호의 잡음을 제거할 수 있다. 실시간으로 입력되는 생체신호는 전극-피부 접합 임피던스, 생체 임피던스, 온도 및 습도 중 어느 하나 이상일 수 있다.

생체신호 처리부(220)는 센서(120)로부터 제공되는 전극-피부 접합 임피던스의 크기를 확인함으로써, 전극부(130)가 신체와 제대로 부착됐는지를 감지할 수 있다.

생체신호 처리부(220)는 센서(120)로부터 제공되는 생체 임피던스의 변화량을 확인함으로써 전극부(130)에서 신체로 전달되는 약물의 양을 감지할 수 있다.

생체신호 처리부(220)는 센서(120)로부터 제공되는 습도의 변화를 확인함으로써 사용자의 위험여부를 감지할 수 있다.

생체신호 처리부(220)는 센서(120)로부터 제공되는 온도의 변화를 확인하여 자동제어신호를 생성할 수 있다. 이에 대한 구체적인 설명은 도 2에서 설명하도록 한다.

생체신호 처리부(220)는 입력되는 생체신호를 이온패치 제어부(260)로 전송할 수 있다

생체신호 처리부(220)는 자동제어신호를 전기자극 제어부(231)로 전송할 수 있다. 여기서, 자동제어신호는, 전류감소신호일 수 있다.

이온패치 제어부(260)는 이온토포레시스 칩(200)의 전체 동작을 제어할 수 있다. 이하에서 구체적으로 설명하도록 한다.

이온패치 제어부(260)는 전원관리부(210)로부터 입력되는 전원부(110)의 충전량을 무선통신부(240)와 출력부(250)로 전송할 수 있다.

이온패치 제어부(260)는 생체신호 처리부(220)에서 제공되는 생체신호를 무선통신부(240)와 출력부(250)로 전송할 수 있다.

이온패치 제어부(260)는 외부장치(미도시)로부터 입력되는 사용자의 수동제어신호를 전기자극 제어부(231)로 전송할 수 있다.

전기자극 제어부(231)는 생체신호 처리부(220)에서 제공된 자동제어신호를 이용하여 최적화된 전류의 세기를 산출하고, 산출된 전류의 세기에 대한 전류제어신호를 전극 스위치부(232)로 출력한다.

전기자극 제어부(231)는 이온패치 제어부(260)에서 제공된 수동제어신호를 이용하여 전류제어신호를 전극 스위치부(232)로 출력한다.

전기자극 제어부(231)로 이온패치 제어부(260)에서 입력되는 사용자의 수동제어신호와 생체신호 처리부(220)에서 입력되는 자동제어신호가 동시에 들어왔을 때는, 전기자극 제어부(231)는 사용자의 수동제어신호를 우선순위로 처리할 수 있다.

전극 스위치부(232)는 전기자극 제어부(231)로부터 입력되는 전류제어신호를 입력받아 전극부(130)에 전류를 출력한다.

전극 스위치부(232)는 연결된 전극부(130)의 종류와 개수를 인식하여 그에 맞는 각각의 전류를 독립적으로 전송할 수 있다.

전극 스위치부(232)는 전극부(130)에 이상이 있을 때는 전류를 차단할 수 있다.

무선통신부(240)는 무선장치(140)와 연결될 수 있다. 이때, 생체신호 처리부(220)에서 측정된 생체신호는 무선통신부(240)를 통해 무선장치(140)에 전송될 수 있다. 또한, 무선장치(140)에 입력된 수동제어신호는 무선통신부(240)를 통해 이온패치 제어부(260)로 전송될 수 있다.

출력부(250)는 발광 출력부(251), 음향 출력부(252) 및 진동 출력부(253)를 포함할 수 있다. 각각의 출력부들(251, 252, 253)은 이온패치 제어부(260)로부터 생체신호를 전송받아 사용자에게 시각신호, 청각신호, 진동신호로 이온토포레시스 패치(100)의 상황을 출력한다.

도 2는 도 1에 도시된 이온토포레시스 칩(200)이 소정의 생체신호를 이용하여 전류를 실시간으로 제어하는 일 예를 보여주는 그래프이다.

도 2에 도시된 두 개의 그래프들 중에서 상단에 도시된 그래프는 시간(t)에 따른 전류(A)에 대한 그래프이며, 하단의 그래프는 시간(t)에 따른 온도(℃)에 대한 그래프이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 이온토포레시스 칩(200)의 생체신호 처리부(220)는 센서(120)로부터 온도에 관한 생체신호를 실시간으로 입력받는다. 그리고, 생체신호 처리부(220)는 입력되는 실시간 온도를 생체신호 처리부(220)에서 미리 정해둔 제1기준점 온도(a)와 비교한다. 이때, 센서(120)로부터 입력받은 온도가 제1기준점 온도(a)와 같거나 제1기준점 온도(a)보다 높으면, 생체신호 처리부(220)는 전기자극 제어부(231)로 제1전류감소신호를 전송한다. 그러면, 전기자극 제어부(231)는 제1전류감소신호를 입력받아 최적화된 전류의 세기를 산출하고, 산출된 전류의 세기에 대한 전류제어신호를 전극 스위치부(232)로 출력한다. 그러면, 전극 스위치부(232)는 전류제어신호를 입력받아 전류를 제1저감 전류(a')로 낮추어 전극부(130)에 보낸다. 전극부(130)는 제1저감 전류(a')를 방출하여 급격한 온도상승을 막는다.

그리고, 생체신호 처리부(220)에서 입력되는 온도가 미리 정해둔 제2기준점 온도(b)와 같거나 제2기준점 온도(b)보다 높으면, 생체신호 처리부(220)는 전기자극 제어부(231)로 제2전류감소신호를 전송한다. 그러면, 전기자극 제어부(231)는 제2전류감소신호를 입력받아 최적화된 전류의 세기를 산출하고, 산출된 전류의 세기에 대한 전류제어신호를 전극 스위치부(232)로 출력한다. 그러면, 전극 스위치부(232)는 전류제어신호를 입력받아 전류를 제2저감 전류(b')로 낮추어 전극부(130)에 보낸다. 전극부(130)는 제2저감 전류(b')를 방출하여 한번 더 급격한 온도상승을 막는다.

계속적으로, 생체신호 처리부(220)에서 입력되는 온도가 미리 정해둔 제3기준점 온도(c)와 같거나 제3기준점 온도(c)보다 높으면, 생체신호 처리부(220)는 전기자극 제어부(231)로 제3전류감소신호를 전송한다. 그러면, 전기자극 제어부(231)는 제3전류감소신호를 입력받아 최적화된 전류의 세기를 산출하고, 산출된 전류의 세기에 대한 전류제어신호를 전극 스위치부(232)로 출력한다. 그러면, 전극 스위치부(232)는 전류제어신호를 입력받아 전류를 제3저감 전류(c')로 낮추어 전극부(130)에 보낸다. 전극부(130)는 제3저감 전류(c')를 방출하여 사용자에게 맞는 제3기준점 온도(c)를 유지시킨다.

이온패치 제어부(260)는 제1 내지 제3기준점 온도(a, b, c)에 달성 시 발광장치(151), 스피커(152) 그리고, 진동부(153)로 전류가 변화되었다는 신호를 보내어 사용자가 시각정보, 청각정보 및 진동정보로 확인할 수 있도록 할 수 있다. 또한, 이온패치 제어부(260)는 무선통신부(240)에 전류가 변화되었다는 신호를 보내어 무선장치(140)와 무선으로 연결된 외부장치(미도시)를 통해 사용자가 확인할 수 있도록 한다.

상기처럼 생체신호 처리부(220)는 피부의 온도변화를 이용하여 전류를 실시간으로 제어할 수 있다.

이와 같이, 도 1에 도시된 이온토포레시스 패치(100)는 센서(120)를 이용하여 여러 생체신호를 실시간으로 측정한 후 사용자에게 맞는 전류를 실시간으로 제어할 수 있다. 또한, 사용자는 시각정보, 청각정보, 진동정보 및 무선장치(140)와 연결된 외부장치(미도시)로 피드백할 수 있다. 또한, 생체신호를 측정한 후 무선장치(140)와 연결된 외부장치(미도시)를 이용하여 사용자가 수동으로 조절할 수 있는 이점이 있다.

<제2실시 예>

도 3은 제2실시 예에 따른 이온토포레시스 패치(100')로서, 도 1에 도시된 이온토포레시스 패치(100)의 블록도가 적용된 일 예이다.

도 3에 도시된 이온토포레시스 패치(100')를 구성하는 구성요소들 중, 제1실시 예와 동일한 구성요소는 동일한 도면번호를 사용하였다. 이하에서는, 제1실시 예와 다른 점을 중심으로 설명하도록 한다.

구체적으로, 도 3의 (a)는 이온토포레시스 패치(100')의 전면도이고, 도 3의 (b)는 이온토포레시스 패치(100')의 후면도이다.

도 3의 (a) 내지 도 3의 (b)를 참조하면, 몸체(160)의 상면에는 전원부(110), 발광장치(151), 스피커(152) 및 이온토포레시스 칩(200)이 배치될 수 있다. 또한, 몸체(160)의 하면에는 제1 내지 제2전극부(130-1, 130-2)가 배치될 수 있다. 그리고, 도면에는 도시되어 있지 않지만, 도 3에 도시된 이온토포레시스 패치(100')는 도 1에 도시된 진동장치, 센서, 무선장치를 포함할 수 있다. 각각의 장치들의 위치는 이해를 돕기 위한 실시 예일뿐, 이온토포레시스 패치(100')의 장치들의 위치를 한정하는 것은 아니다.

전원부(110)는 사용자의 안전과 편리함을 위해 몸체(160)의 상면의 중앙에 배치될 수 있다. 또한, 전원부(110)는 도면에 도시되어 있지 않지만 몸체(160)의 상면의 가장자리에 배치될 수 있다. 그밖에, 전원부(110)는 몸체(160)의 상면의 측면에도 배치될 수 있다.

제1 내지 제2전극부(130-1, 130-2)는 도 3의 (b)에 도시된 것처럼 몸체(160)의 하면에 복수의 패드로 부착될 수 있다. 구체적으로 두 개의 패드가 몸체(160)의 하면에 서로 이격되어 배치될 수 있다. 제1 내지 제2전극부(130-1, 130-2)의 모양은 원모양으로 도시되었지만, 사용용도에 따라 그 모양을 달리할 수 있다. 예를 들어, 제1 내지 제2전극부(130-1, 130-2)는 사각형, 타원형 또는 다각형일 수 있다.

발광장치(151)는 사용자에게 시각정보를 전달하기 위해, 몸체(160)의 상면의 중앙에 배치될 수 있다. 발광장치(151)는 도 3의 (a)에서처럼 세 개의 전구나 액정(LED)으로 표현될 수 있다. 도 3의 (a)에서는 발광장치(151)를 사각형으로 표현했지만 사각형으로 한정하는 것은 아니며, 원이나 다른 다각형으로 표현할 수 있다. 또한, 세 개로 한정하는 것은 아니며, 그 수를 늘리거나 줄일 수 있다.

스피커(152)는 사용자가 청각신호를 듣기 용이한 몸체(160)의 상면의 전면에 위치하거나 몸체(160)의 상면의 측면에 위치할 수 있다. 스피커(152)는 음량의 크기를 조절할 수 있고, 온(on)/오프(off)할 수 있다.

진동장치(미도시)는 진동을 발생하기 용이한 위치인 몸체(160)의 내부의 가장자리에 위치할 수 있다. 또한, 진동장치는 사용자가 진동장치의 진동량을 조절할 수 있고, 온(on)/오프(off)할 수 있다.

무선장치(미도시)는 몸체(160)의 내부에 위치할 수 있으며, 무선연결을 방해 받지 않는 곳에 위치할 수 있다.

센서(미도시)는 센서종류에 따라 제1 내지 제2전극부(130-1, 130-2)에 위치할 수 있고, 이온토포레시스 패치(100')의 특정부위에 위치할 수 있다.

이온토포레시스 칩(200)은 몸체(160)의 상면의 중앙에 위치할 수 있다. 또한 이온토포레시스 칩(200)은 전원부(110), 제1 내지 제2전극부(130-1, 130-2), 발광장치(151), 스피커(152), 진동장치, 무선장치 및 센서를 제어할 수 있는 곳이라면 어디에도 위치할 수 있다. 또한, 이온토포레시스 칩(200)은 몸체(160)와 탈부착이 가능할 수 있다.

도 4는 도 3에 도시된 이온토포레시스 패치(100')의 실제 사용방법들을 보여주기 위한 도면이다.

구체적으로, 도 3의 (a)는 몸체(160)의 하면에 배치된 제1 내지 제2전극부(130-1, 130-2)에 약물(310)을 도포하여 이온토포레시스 시술을 하는 방법이고, 도 4의 (b)는 피부(300)에 약물(310)을 도포한 후 이온토포레시스 시술을 하는 방법이고, 도 4의 (c)는 약물패치(320)를 이용하여 이온토포레시스 시술을 하는 방법이다. 도 4의 (a) 내지 (c)에 있어서, 약물(310)은 이온성 약물을 포함한다.

구체적으로, 도 4의 (a)는 몸체(160)의 하면에 배치된 제1 내지 제2전극부(130-1, 130-2)에 직접 약물(310)을 도포하여 피부(300)에 이온토포레시스 시술을 하는 방법이다. 이온토포레시스 패치(100')에 의한 전류의 방향은 전위차로 인해 전위가 높은 제1전극부(130-1)에서 전위가 낮은 제2전극부(130-2)로 전류가 흐른다. 이때, 제1 내지 제2전극부(130-1, 130-2)에 도포된 약물(310)은 전류의 방향을 따라 흡수된다. 이때, 전류의 방향은 상기의 방향으로 하는 것은 아니며, 전류의 방향을 제1 내지 제2전극부(130-1, 130-2)의 전위차를 이용하여 사용자가 원하는 방향으로 제어할 수 있다.

도 4의 (b)는 약물(310)을 먼저 피부(300)에 도포한 후 원하는 위치에 이온토포레시스 패치(100')를 부착하여 이온토포레시스 시술을 하는 방법이다. 이러한 방법은 도 4의 (a)의 경우보다 넓은 범위에 이온토포레시스 시술을 할 수 있다.

도 4의 (c)는 먼저 약물패치(320)에 약물(310)을 도포한 후 피부(300)에 씌운 후 이온토포레시스 패치(100')를 약물패치(320) 위에 부착하여 시술하는 방법이다. 이러한 방법은, 도 4의 (b)보다 넓은 범위에 시술을 할 수 있다. 넓은 범위에서 이온토포레시스 시술은 이온토포레시스 패치(100')의 개수를 늘려서 사용할 수 있다. 자세한 설명은 이후에 도 11에서 설명한다.

약물패치(320)는 기존에 사용하는 의료용 파스, 미용 팩, 미용 마스크 등일 수 있다. 또한, 약물패치(320)는 직물, 플라스틱, 비닐 등일 수 있다. 이때, 약물패치(320)가 전기가 통하지 않는 물질이라도 전류자극을 직류가 아닌 교류로 사용하게 되면 약물패치(320)가 제1 내지 제2전극부(130-1, 130-2)와 피부(300)사이에 캐패시터(capacitor)를 형성하게 되어 이온토포레시스 시술을 할 수 있다. 그리고, 피부(300)는 인체의 피부일 수도 있고, 동물의 피부일 수도 있다.

이와 같이, 도 4에 도시된 이온토포레시스 패치(100')는 도 4의 (a) 내지 (c)에 도시된 여러 방법으로 사용할 수 있다.

도 5는 도 3에 도시된 전극부의 여러 예들과 이들의 전류밀도에 대한 그래프이다.

구체적으로, 도 5의 (a)는 도 3에 도시된 제1 내지 제2전극부(130-1, 130-2)의 제1예와 이에 대한 전류밀도 그래프이고, 도 5의 (b)는 도 3에 도시된 제1 내지 제2전극부(130-1, 130-2)의 제2예와 이에 대한 전류밀도 그래프이고, 도 5의 (c)는 도 3에 도시된 제1 내지 제2전극부(130-1, 130-2)의 제3예와 이에 대한 전류밀도 그래프이다.

도 5의 (a)를 참조하면, 도 3에 도시된 제1 내지 제2전극부(130-1, 130-2)는 하나의 원형 판 형상일 수 있다. 도 5의 (a)는 기존에 사용하던 일반적인 모양일 수 있다. 도 5의 (a)의 전류밀도분포를 보면 가장자리 주변에 전류가 집중되는 것을 알 수 있다. 이러한 경우 가장자리에만 전류가 몰리기 때문에 약품을 피부에 고르게 흡수시키기 어려울 수 있다.

도 5의 (b)를 참조하면, 도 3에 도시된 제1 내지 제2전극부(130-1, 130-2)는 하나의 과녁 형상일 수 있다. 여기서, 과녁 형상은, 하나의 원형의 판과 그 주위를 둘러싸는 도넛 형상의 판을 포함할 수 있다. 여기서, 과녁 형상은 도넛 형상의 판을 둘 이상 포함할 수 있다. 도 5의 (b)는 도 5의 (a)보다 최대전류는 낮지만 전류밀도분포가 고르다. 이러한 경우 전류가 전체적으로 고르게 분포하기 때문에 약품을 피부에 고르게 흡수시킬 수 있다.

도 5의 (c)를 참조하면, 도 3에 도시된 제1 내지 제2전극부(130-1, 130-2)는 창살 형상일 수 있다. 여기서, 창살 형상이란, 가로보다 세로의 길이가 더 긴 복수의 판들이 가로 방향으로 배열되고, 복수의 판들 중 인접하는 두 개의 판들은 서로 이격된 형상일 수 있다. 도 5의 (c)는 도 5의 (a)보다 전류밀도분포가 고르지만, 도 5의 (b)보다 전류밀도분포가 고르지 못하다. 하지만, 도 5의 (b)보다 도 5의 (c)는 최대전류가 높다. 이러한 경우 도 5의 (c)는 전류가 높은 부위에 약품을 더 많이 흡수시킬 수 있으면서, 대부분 고르게 약품을 흡수시킬 수 있다.

도 3의 제1 내지 제2전극부(130-1, 130-2)가 도 5의 (a) 내지 (c)로 한정되는 것은 아니다. 도 3의 제1 내지 제2전극부(130-1, 130-2)의 모양은 전류밀도분포를 고르게 할 수 있으면 어떠한 모양이라도 이용할 수 있다. 또한 도 5의 (b) 내지 (c)는 다수의 전극으로 나누어진 것으로 도시되었지만, 이것은 다수의 전극으로 한정하는 것은 아니며, 하나의 전극으로 만들어 질 수 있다.

이와 같이, 도 5의 (a) 내지 (c)는 다양한 모양을 이용하여 전류밀도분포를 고르게 할 수 있다. 따라서, 전극부의 전류밀도분포가 고르기 때문에 약품을 고르게 흡수시킬 수 있는 이점이 있다.

도 6은 도 3에 도시된 전극부의 변형 예이다.

구체적으로, 도 6의 (a)는 도 5의 (a)의 변형 예이고, 도 6의 (b)는 도 5의 (c)의 변형 예이다.

도 6의 (a)는 도 5의 (a)에 외주에서 내측방향으로 파진 복수의 홈(400)을 더 형성한 것이다. 여기서, 홈(400)의 모양과 개수는 도 6의 (a)로 한정하는 것은 아니며, 다양하게 사용될 수 있다.

도 6의 (a)는 도 5의 (a)보다 전류밀도분포가 고르기 때문에 약물을 고르게 흡수시킬 수 있다. 또한, 홈(400)의 개수와 크기를 변화하여 사용자가 원하는 전류밀도를 만들 수 있다.

도 6의 (b)는 전극들(131, 132, 133, 134, 135, 136) 및 배선들(10, 20)을 포함할 수 있다. 여기서, 배선들(10, 20)은 전기를 도통하는 물질일 수 있다.

구체적으로, 도 6의 (b)는 전극들(131, …, 136)을 이격되게 배열한 후 전극들(131, …, 136)의 상부에 배선들(10, 20)이 연결될 수 있다. 도 6의 (b)는 홀수 전극들(131, 133, 135)이 제1배선(10)으로 연결된 제1전극과 짝수 전극들(132, 134, 136)이 제2배선(20)으로 연결된 제2전극으로 나눌 수 있다. 여기서, 배선들(10, 20)은 서로 비접촉한다.

이때, 도 6의 (b)는 도 6의 (b)와 달리 제1전극과 제2전극이 서로 비접촉하여 제1전극과 제2전극이 독립적으로 구동될 수 있는 장점이 있다. 하지만, 도 6의 (b)는 도 6의(a)보다 제작단가가 높은 단점이 있다. 여기서, 도 6의 (b)의 연결은 이해를 돕기 위한 실시 예일뿐 연결 방법에 대해 한정하는 것은 아니다. 도 6의 (b)의 배선은 두 개뿐만 아니라 세 개 이상일 수 있다.

이와 같이, 도 6의 (a)를 이용하면 단일전극임에 불구하고, 전류밀도분포를 고르게 할 수 있고, 제작단가를 낮출 수 있는 이점이 있다. 또한, 도 6의 (b)를 이용하면 전류밀도분포를 고르게 할 수 있고, 하나의 전극부 안에 두 개 이상의 전극을 형성하여 복잡한 전극배열에 유리하게 사용할 수 있는 이점이 있다.

<제3실시 예>

도 7은 제3실시 예에 따른 이온토포레시스 패치(100'') 로서, 도 1에 도시된 이온토포레시스 패치의 블록도가 적용된 일 예의 단면도이다.

제3실시 예에 따른 이온토포레시스 패치(100'')는 제1 내지 3기판(510, 520, 530), 제1기판(510) 위에 배치된 제1 내지 제4전극(131, 132, 133, 134), 제3기판(530)에 배치된 이온토포레시스 칩(200) 및 제1 내지 제4전극(131, 132, 133, 134)과 이온토포레시스 칩(200)을 전기적 연결하는 제1 내지 제4배선(10, 20, 30, 40)을 포함할 수 있다. 여기서, 제1 내지 제4배선(10, 20, 30, 40)은 전기를 도통하는 물질일 수 있다 또한, 제1 내지 제3기판(510, 520, 530)은 다층기판(Multi Layer Board), Embedded PCB 및 build-up PCB일 수 있다.

제1 내지 제3기판(510, 520, 530)은 이온토포레시스 칩(200)과 제1 내지 제4전극(131, 132, 133, 134) 사이에 배치될 수 있다. 제1기판(510)에는 제1 내지 제4전극(131, 132, 133, 134)이 배치될 수 있다. 이때, 제1 내지 제4전극(131, 132, 133, 134)은 제1 내지 제2전극(131, 132)과 제1배선(10)이 연결된 제1전극부(131, 132)와 제3 내지 제4전극(133, 134)과 제2배선(20)이 연결된 제2전극부(133, 134)로 나눌 수 있다. 또한, 제1 내지 제3기판(510, 520, 530) 사이에는 절연층이 배치될 수 있다.

이때, 제3배선(30)은 제1전극부(131, 132)와 이온토포레시스 칩(200)을 연결할 수 있고, 제4배선(40)은 제2전극부(133, 134)와 이온토포레시스 칩(200)을 연결할 수 있다. 여기서, 제1 내지 제4배선(10, 20, 30, 40)은 제1 내지 제3기판(510, 520, 530)과 절연층을 관통하여 연결될 수 있다. 여기서, 기판의 연결을 제1 내지 제3기판(510, 520, 530)으로 한정하는 것은 아니며, 기판은 둘 일 수 있고, 넷 이상일 수 있다.

도 7의 제1 내지 제4전극(131, 132, 133, 134)은 이온토포레시스 칩(200)의 제어로 독립적으로 동작할 수 있다. 구체적으로, 제1전극부(131, 132)에는 제1 내지 제2전극(132)으로 나누어지기 때문에 제1전극(131)과 제2전극(132)에는 서로 다른 약물이 도포될 수 있다. 또한, 제1전극(131)과 제2전극(132)은 각각의 전류를 조절하여 약물의 투여시간을 서로 다르게 할 수 있다. 자세한 설명은 도 8에서 설명한다.

여기서, 제1 내지 제4전극(131, 132, 133, 134)은 네 개 이상이나 이하일 수 있고, 전극들의 연결은 상기 연결로 한정되지 않고 다양한 방법으로 연결될 수 있다.

이와 같이, 제3실시 예에 따른 이온토포레시스 패치(100'')는 제1 내지 제3기판(510, 520, 530)을 통해 하나의 전극부가 두 개 이상의 전극으로 나누어 지기 때문에, 도 3의 이온토포레시스 패치(100')보다 복잡한 전극배열에 유리하게 사용할 수 있는 이점이 있다.

도 8은 도 5의 (b)에 도시된 전극부의 약물투여시간 제어에 관한 도면이다.

구체적으로, 도 8의 전극부는 제1 전극(a), 제2전극(b) 및 제3전극(c)을 포함할 수 있다. 제1 전극(a)은 원형의 판 형상이고, 제2전극(b)는 제1 전극(a)의 주위를 둘러싸는 도넛 형상이고, 제3전극(c)는 제2전극(b)의 주위를 둘러싸는 도넛 형상일 수 있다.

제1 내지 제3전극(a, b, c)은 서로 다른 약물이 도포되어 있으며, 제1 내지 제3전극(a, b, c)은 이온토포레시스 칩을 이용하여 서로 다른 전류로 구동될 수 있다. 이하에서 자세히 설명한다.

제1전극(a)은 전체 투여시간(t) 동안 전류를 흐르게 한다. 그리고, 제2전극(b)은 사용자가 정한 투여시간(t')까지 전류를 흐르게 한다. 그리고, 제3전극(c)은 사용자가 정한 투여시간(t')부터 전류를 흐르게 한다.

구체적으로, 이온토포레시스 시술이 시작되면 제1전극(a)과 제2전극(b)에 전류가 흐르게 된다. 그리고, 사용자가 정한 투여시간(t')이 되면 제1전극(a)은 계속 전류가 흐르고, 제2전극(b)은 전류를 멈추게 된다. 그리고, 제3전극(c)은 전류를 흐르게 된다.

이때, 제1전극(a)에는 전체 투여시간(t) 동안 투여할 약물이 도포될 수 있다. 또한, 제2전극(b)의 약물은 제3전극(c)의 약물 이전에 투여하여야 효과가 좋은 약물이 도포될 수 있다. 마찬가지로, 제3전극(c)의 약물은 제2전극(b)의 약물이 투여된 후 투여하여야 효과가 좋은 약물이 도포될 수 있다.

이처럼, 도 8의 전극부는 한 개의 전극부로 두 가지 이상의 약물을 투여할 수 있고, 각각의 전극들은 사용자가 시간을 조절하여 약물을 투여할 수 있다. 여기서, 전극들(a, b, c)의 동작은 본 발명의 이해를 돕기 위해 임의로 설명한 것일 뿐, 전극들(a, b, c)의 동작을 한정하는 것은 아니다.

도 8의 전극부는 전극들(a, b, c)의 독립적인 동작으로 한번에 두 가지 작업을 동시에 할 수 있어, 이온토포레시스 시술시간을 절약하고 편하게 사용할 수 있는 이점이 있다.

<제4실시 예>

도 9는 제4실시 예에 따른 이온토포레시스 패치(100''')로서, 도 1에 도시된 이온토포레시스 패치의 블록도가 적용된 일 예이다.

제4실시 예를 참조하면, 이온토포레시스 패치(100''')는 이온토포레시스 칩(200), 이온토포레시스 칩(200) 주위에 배치된 제1 내지 제4전극부(130-1, 130-2, 130-3, 130-4) 및 이온토포레시스 칩(200)과 제1 내지 제4전극부(130-1, 130-2, 130-3, 130-4)를 전기적으로 연결하는 제1 내지 제4배선(50, 60, 70, 80)을 포함할 수 있다.

제1 내지 제4전극부(130-1, 130-2, 130-3, 130-4)는 용도와 사용 부위에 따라 임의의 크기, 모양 및 전위를 가질 수 있다. 제1 내지 제4배선(50, 60, 70, 80)은 전기를 도통할 수 있는 물질일 수 있다. 여기서, 이온토포레시스 칩(200)은 도 1의 이온토포레시스 칩(200)일 수 있다.

이온토포레시스 칩(200)은 제1 내지 제4배선(50, 60, 70, 80)과 연결될 수 있다. 또한, 제1 내지 제4배선(50, 60, 70, 80)은 제1 내지 제4전극부(130-1, 130-2, 130-3, 130-4)와 각각 연결될 수 있다.

이온토포레시스 칩(200)의 전극 스위치부(미도시)에서 제1 내지 제4전극부(130-1, 130-2, 130-3, 130-4)를 독립적으로 제어할 수 있기 때문에 제1 내지 제4전극부(130-1, 130-2, 130-3, 130-4)는 시술부위마다 적합한 전류로 동작할 수 있다.

구체적으로, 제1전극부(130-1)에서 전류가 제2전극부(130-2)로 이동될 수 있다. 그리고, 제3전극부(130-3)에서 전류가 제4전극부(130-4)로 이동될 수 있다.

이때, 제1 및 제2전극부(130-1, 130-2)의 약물과 제3 및 제4전극부(130-3, 130-4)의 약물은 같을 수 있고, 서로 다를 수 있다. 여기서, 약물의 종류는 전극부의 수만큼 다양할 수 있다.

제1 내지 제4전극부(130-1, 130-2, 130-3, 130-4)의 동작은 개별적으로 제어가 가능하기 때문에, 제1 내지 제4전극부(130-1, 130-2, 130-3, 130-4)는 각각의 동작시간을 다르게 할 수 있다.

그리고, 도 6의 (a)와 같은 전극부를 사용하여 제1 내지 제4전극부(130-1, 130-2, 130-3, 130-4)의 전류밀도분포를 고르게 할 수 있다.

이와 같이, 제3실시 예에 따른 이온토포레시스 패치(100''')는 셋 이상의 전극부들을 개별적으로 동작할 수 있는 이점이 있으며, 전극의 모양을 다양화하여 전류밀도분포를 고르게 할 수 있는 이점이 있다.

도 10은 도 9에 도시된 전극부의 사용 예이다.

도 10은 제1 내지 제3전극부(130-1, 130-2, 130-3)와 제1 내지 제2약물(311, 312)을 포함할 수 있다.

도 10은 제1 내지 제3전극부(130-1, 130-2, 130-3)의 전위차를 이용하여 제1 내지 제2약물(311, 312)의 이동경로를 조정할 수 있다. 제1 내지 제2약물(311, 312)은 임의의 치료 약물이며, 종류에 한정하지 않는다. 제1 내지 제2약물(311, 312)은 이온성 약물일 수 있다.

구체적으로, 도 10의 (a)는 제1 내지 제2전극부(130-1, 130-2)를 포함할 수 있다. 이때, 제1전극부(130-1)와 제2전극부(130-2)의 전류는 전위차로 인해 제1전극부(130-1)에서 제2전극부(130-2)로 이동하고, 제1약물(311)도 전류를 따라 제1전극부(130-1)에서 제2전극부(130-2)로 이동할 수 있다.

이때, 도 10의 (b)는 도 10의 (a)에서 제3전극부(130-3)를 추가하여 포함할 수 있다. 이러한, 제1 내지 제3전극부(130-1, 130-2, 130-3)는 전위차를 통해 제1전극부(130-1)에서 제3전극부(130-3)로 전류가 흐르고, 다시 제3전극부(130-3)에서 제2전극부(130-2)로 전류가 흐를 수 있다. 이때, 전류의 이동경로는 전위차를 이용하여 사용자가 조정할 수 있다.

이처럼, 도 10의 (b)는 전류가 제3전극부(130-3)를 거쳐서 흐르게 된다. 이때, 도 10의 (b)의 제1 내지 제3전극부(130-1, 130-2, 130-3)는 제1약물(311)을 도포하였기 때문에, 도 10의 (b)는 제1약물(311)을 피부에 흡수시킬 수 있다.

또한, 도 10의 (c)는 도 10의 (b)에서 제2약물(312)을 추가하여 포함할 수 있다. 구체적으로, 제1전극부(130-1)에는 제1약물(311)을 도포하고, 제3전극부(130-3)에는 제2약물(312)을 도포할 수 있다.

이때, 제1전극부(130-1)의 제1약물(311)은 전류를 따라 제3전극부(130-3)로 이동하고, 제2전극부(130-2)의 제2약물(312)은 전류를 따라 제2전극부(130-2)로 이 이동할 수 있다. 이때, 두 제1 내지 제2약물(311, 312)은 동시에 이동할 수 있고, 시간차를 두고 이동할 수 있다.

이처럼, 제1 내지 제3전극부(130-1, 130-2, 130-3)의 전위차를 이용하여 전류의 이동경로를 조정할 수 있고, 제1 내지 제2약물(311, 312)을 제1 내지 제3전극부(130-1, 130-2, 130-3)에 각각 도포하여 두 가지 이상의 약물을 피부에 흡수시킬 수 있다. 여기서, 제1 내지 제3전극부(130-1, 130-2, 130-3)와 제1 내지 제2약물(311, 312)은 도 10과 같이 한정되지 않고 사용용도에 따라 세 개 이상으로 사용될 수 있다.

이와 같이, 도 10의 제1 내지 제3전극부(130-1, 130-2, 130-3)는 약물의 이동경로를 조정할 수 있기 때문에 보다 다양한 방법으로 약물을 전달할 수 있다. 그리고, 제1 내지 제3전극부(130-1, 130-2, 130-3)의 약물을 달리하여 한가지 약물뿐만 아니라 동시에 두 가지 이상의 약물을 흡수시킬 수 있다. 또한, 제1 내지 제3전극부(130-1, 130-2, 130-3)는 시간차를 두고 약물을 흡수시킬 수 있는 이점이 있다.

도 11은 도 3과 도 9에 도시된 이온토포레시스 패치들(100', 100''')의 실제 사용 예이다.

구체적으로, 도 11의 (a)는 도 3의 이온토포레시스 패치(100')를 이용하여 이온토포레시스 시술을 하는 방법이고, 도 11의 (b)는 도 9의 이온토포레시스 패치(100''')를 이용하여 이온토포레시스 시술을 하는 방법이다.

구체적으로, 도 11의 (a)는 약물패치(320)와 제1 내지 제3이온토포레시스 패치(100'-1, 100'-2, 100'-3)를 포함할 수 있다. 도 11의 (a)의 제1 내지 제3이온토포레시스 패치(100'-1, 100'-2, 100'-3)는 도 3의 이온토포레시스 패치(100')일 수 있으며, 도 7의 이온토포레시스 패치(100'')일 수 있다. 약물패치(320)는 도 4의 (c)의 약물패치(320)와 같을 수 있다. 이온토포레시스 시술을 하는 방법은 하기에 자세히 설명한다.

제1이온토포레시스 패치(100'-1)와 제2이온토포레시스 패치(100'-2)는 서로 연결되어 전류를 이동시킬 수 있다. 동시에, 제3이온토포레시스 패치(100'-3)는 제1이온토포레시스 패치(100'-1)와 제2이온토포레시스 패치(100'-2)와는 별개로 독립적으로 동작할 수 있다.

전류의 이동경로를 조정하는 방법은 제1 내지 제3이온토포레시스 패치(100'-1, 100'-2, 100'-3)의 전위차를 이용할 수 있다. 제1 내지 제3이온토포레시스 패치(100'-1, 100'-2, 100'-3) 간의 전위차를 크게 하면 전류가 흐르기 쉬워지기 때문에 제1 내지 제3이온토포레시스 패치(100'-1, 100'-2, 100'-3) 간의 전류의 연결을 쉽게 할 수 있다. 또한, 제1 내지 제3이온토포레시스 패치(100'-1, 100'-2, 100'-3) 간의 전위차를 작게 하면, 제1 내지 제3이온토포레시스 패치(100'-1, 100'-2, 100'-3) 간의 전류의 흐름이 적어지기 때문에 제1 내지 제3이온토포레시스 패치(100'-1, 100'-2, 100'-3)를 독립적으로 조정할 수 있다.

이때, 제1 내지 제2이온토포레시스 패치(100'-1, 100'-2)의 약물과 제3이온토포레시스 패치(100'-3)의 약물을 서로 다르게 할 수 있다. 또한, 제1 내지 제2이온토포레시스 패치(100'-1, 100'-2)의 약물투여시간과 제3이온토포레시스 패치(100'-3)의 약물투여시간을 다르게 할 수 있다.

이처럼, 제1 내지 제3이온토포레시스 패치(100'-1, 100'-2, 100'-3)를 이용하면, 두 개 이상의 이온토포레시스 패치를 연결하여 전류의 이동경로를 조정할 수 있다. 또한, 전위차를 이용하여 이온토포레시스 패치를 독립적으로 제어할 수 있다.

도 11의 (b)는 약물패치(320), 이온토포레시스 패치(100''') 및 이온토포레시스 패치(100''')와 연결된 제1 내지 제6전극부(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)를 포함할 수 있다. 약물패치(320)는 도 4의 (c)의 약물패치(32)와 같을 수 있다. 이온토포레시스 시술을 하는 방법은 하기에 자세히 설명한다.

제1 내지 제3전극부(130-1, 130-2, 130-3)는 서로 연결되어 전류를 이동시킬 수 있다. 동시에, 제4 내지 제6전극부(130-6)는 서로 연결되어 전류를 이동시킬 수 있다.

전류의 이동경로를 조정하는 방법은 제1 내지 제6전극부(130-1, …, 130-6)의 전위차를 이용할 수 있다. 제1 내지 제6전극부(130-1, …, 130-6) 간의 전위차를 크게 하면 전류가 흐르기 쉬워지기 때문에 제1 내지 제6전극부(130-1, …, 130-6) 간의 전류의 연결을 쉽게 할 수 있다. 또한, 제1 내지 제6전극부(130-1, …, 130-6) 간의 전위차를 작게하면 제1 내지 제6전극부(130-1, …, 130-6) 간의 전류의 흐름이 적어지기 때문에 제1 내지 제6전극부(130-1, …, 130-6)를 독립적으로 조정할 수 있다.

이때, 제1 내지 제3전극부(130-1, 130-2, 130-3)의 약물과 제4 내지 제6전극부(130-4, 130-5, 130-6)의 약물은 서로 다르게 할 수 있다. 또한, 제1 내지 제3전극부(130-1, 130-2, 130-3)의 약물투여시간과 제4 내지 제6전극부(130-4, 130-5, 130-6)의 약물투여시간을 다르게 할 수 있다.

이처럼, 제1 내지 제6전극부(130-1, …, 130-6)를 이용하여 전류의 이동경로를 조정할 수 있다. 또한, 전위차를 이용하여 전극부를 독립적으로 제어할 수 있다.

여기서, 도11의 (a)와 (b)는 약물패치(320)를 이용하는 방법에 한정하는 것은 아니다. 도 11의 (a)와 (b)는 전극부에 약물을 도포하는 방법, 피부에 직접 약물을 도포한 후 이온토포레시스 패치를 이용하는 방법을 포함할 수 있다.

이와 같이, 도 11의 (a) 및 도 11의 (b)를 이용하면, 전류의 이동경로를 조정하여 이온토포레시스 시술을 할 수 있는 이점이 있다. 또한, 서로 다른 약물을 동시에 시술할 수 있으며, 약물투여시간을 다르게 사용할 수 있는 이점이 있다.

도 1 내지 도 11에 도시된 본 발명의 실시 예들에 따른 이온토포레시스 패치들(100, 100', 100'', 100''')은 센서(120)에서 측정된 생체신호를 이용하여 전류를 실시간으로 제어할 수 있다.

또한, 생체신호 처리부(220)에서 측정된 생체신호를 발광장치(151)뿐만 아니라 스피커(152) 혹은 진동장치(153) 그리고, 무선장치(140)를 이용하여 사용자에게 피드백할 수 있고, 무선장치(140)로 이온토포레시스 패치를 수동으로 제어할 수 있다.

또한, 전극부(130)의 패턴을 이용하여 전류밀도분포를 고르게 할 수 있어 보다 효과적인 이온토포레시스 시술을 할 수 있다.

또한, 전류의 이동경로와 약물의 투여시간을 사용자가 원하는 대로 제어할 수 있다.

이상에서 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100, 100', 100'', 100''': 이온토포레시스 패치
200: 이온토포레시스 칩
130-1, 130-2, 130-3: 전극부
131, 132, 133: 전극
10, 20, 30, 40: 배선
50, 60, 70, 80: 도선
311, 312: 약물

Claims

피부의 온도를 측정하는 센서;
상기 센서로부터 상기 측정된 온도를 입력받고, 전류를 출력하는 이온토포레시스 칩; 및
상기 이온토포레시스 칩으로부터 상기 전류를 제공받아 방출하는 전극부;를 포함하고,
상기 이온토포레시스 칩은, 상기 측정된 온도와 제1기준점 온도를 비교하여 상기 출력되는 전류의 세기를 결정하는, 이온토포레시스 패치.
제1항에 있어서,
상기 센서는 전극-피부 접합 임피던스, 생체 임피던스 및 습도 중 적어도 하나 이상을 더 측정하는, 이온토포레시스 패치.
제1항에 있어서,
상기 센서, 상기 이온토포레시스 칩 및 상기 전극부가 배치된 몸체를 더 포함하고,
상기 이온토포레시스 칩은, 상기 몸체로부터 탈부착이 가능한, 이온토포레시스 패치.
제1항에 있어서,
상기 전극부는, 제1전극부와 제2전극부를 포함하고,
상기 이온토포레시스 칩은 상기 제1전극부와 상기 제2전극부에 서로 다른 전위를 주는, 이온토포레시스 패치.
제4항에 있어서,
상기 이온토포레시스 칩과 상기 전극부가 배치된 다층기판을 더 포함하고,
상기 다층기판은,
상기 제1전극부 및 상기 제2전극부가 배치된 제1기판;
상기 제1기판 상에 배치되고, 상기 이온토포레시스 칩이 배치된 제2기판;
상기 제1기판과 상기 제2기판 사이에 배치된 절연층; 및
상기 이온토포레시스 칩과 상기 제1전극부, 및 상기 이온토포레시스 칩과 상기 제2전극부를 전기적으로 연결하고, 상기 제1내지 제2기판과 상기 절연층을 관통하는 배선;
을 포함하는, 이온토포레시스 패치.
제1항에 있어서,
상기 전극부는, 판 형상이고,
상기 전극부는, 상기 판의 외주에서 내측방향으로 파진 홈을 복수로 갖는, 이온토포레시스 패치.
제1항에 있어서,
상기 전극부는 제1전극과 제2전극을 포함하고,
상기 이온토포레시스 칩은 상기 제1전극과 상기 제2전극에 동일한 전위를 주고, 상기 이온토포레시스 칩은 상기 제1전극과 상기 제2전극을 독립적으로 제어하는, 이온토포레시스 패치.
제7항에 있어서,
상기 제1전극 및 상기 제2전극과 이격되게 배열된 제3전극, 상기 제1 내지 제3전극 중 최소한 하나 이상의 전극과 연결되는 제1배선 및 제2배선을 더 포함하고,
상기 전극부는,
최소한 둘 이상의 전극과 연결되는 상기 제1배선;
제1배선과 연결되지 않은 전극과 연결되고 제1배선과 비접촉하는 상기 제2배선;
을 포함하는, 이온토포레시스 패치.
제7항에 있어서,
상기 제1전극에 도포된 제1약물과 상기 제2전극에 도포된 제2약물을 더 포함하고,
상기 제1약물과 상기 제2약물은 서로 다른, 이온토포레시스 패치.
제9항에 있어서,
상기 이온토포레시스 칩은 상기 제1전극 및 상기 제2전극의 상기 전류를 제어하여, 상기 제1약물 및 상기 제2약물의 전달시간을 독립적으로 제어하는, 이온토포레시스 패치.
제1항에 있어서,
상기 전극부는,
상기 이온토포레시스 칩과 배치된 셋 이상의 전극부; 및
상기 이온토포레시스 칩과 상기 셋 이상의 전극부 사이에 개별적으로 연결되는 셋 이상의 도선;
을 포함하는, 이온토포레시스 패치.
제11항에 있어서,
상기 셋 이상의 전극부에 도포된 셋 이상의 약물을 더 포함하고,
상기 셋 이상의 약물 중 적어도 둘은 서로 다른, 이온토포레시스 패치.
제12항에 있어서,
상기 이온토포레시스 칩은 상기 셋 이상의 전극부의 전류를 제어하여, 상기 셋 이상의 약물의 전달시간을 독립적으로 제어하는, 이온토포레시스 패치.
제7항 및 제11항에 있어서,
상기 전극부는, 과녁 형상 또는 창살 형상을 갖는, 이온토포레시스 패치.
제1항에 있어서,
상기 이온토포레시스 칩은,
상기 측정된 온도를 입력받고, 상기 측정된 온도를 상기 제1기준점 온도와 비교하여, 상기 측정된 온도가 상기 제1기준점 온도와 같거나 상기 제1기준점 온도보다 높으면 자동제어신호를 생성하는 생체신호 처리부;
상기 생체신호 처리부로부터 상기 생성된 자동제어신호를 입력받아 전류제어신호를 생성하는 전기자극 제어부; 및
상기 전기자극 제어부로부터 상기 전류제어신호를 입력받아 상기 전류제어신호에 대응하는 전류를 발생시키는 전극 스위치부;
를 포함하는, 이온토포레시스 패치.
제15항에 있어서,
상기 이온토포레시스 칩은,
상기 생체신호 처리부로부터 생체신호를 입력받는 이온패치 제어부;
상기 이온패치 제어부로부터 상기 생체신호를 시각신호, 청각신호 및 진동신호로 입력받아 표시장치로 출력하는 출력부; 및
상기 이온패치 제어부로부터 상기 생체신호를 입력받아 무선장치로 전송하는 무선통신부;
를 더 포함하는, 이온토포레시스 패치.
제16항에 있어서,
상기 출력부는,
상기 이온패치 제어부로부터 상기 시각신호를 입력받아 출력장치로 출력하는 발광 출력부;
상기 이온패치 제어부로부터 상기 청각신호를 입력받아 출력장치로 출력하는 음향 출력부; 및
상기 이온패치 제어부로부터 상기 진동신호를 입력받아 출력장치로 출력하는 진동 출력부;
를 포함하는, 이온토포레시스 패치.
제17항에 있어서,
상기 출력장치는,
상기 발광 출력부로부터 상기 시각신호를 입력받아 시각정보를 출력하는 발광 장치;
상기 음향 출력부로부터 상기 청각신호를 입력받아 청각정보를 출력하는 스피커; 및
상기 진동 출력부로부터 상기 진동신호를 입력받아 진동정보를 출력하는 진동 출력부;
중 적어도 하나 이상을 포함하는, 이온토포레시스 패치.
제16항에 있어서,
상기 무선장치는 NFC, Bluetooth, zigbee, 적외선 통신, Wi-Fi 중 적어도 하나로 외부장치와 연결하여 상기 생체신호를 외부장치에 전송하는, 이온토포레시스 패치.
제19항에 있어서,
상기 무선장치는 상기 외부장치로부터 입력받은 수동제어신호를 상기 이온토포레시스 칩에 전송하여 상기 전류의 세기를 수동 제어하는, 이온토포레시스 패치.
제20항에 있어서,
상기 이온토포레시스 칩은,
상기 자동제어신호와 상기 수동제어신호가 동시에 들어왔을 때, 상기 수동제어신호를 우선순위로 처리하는, 이온토포레시스 패치.