KR20170138139A

KR20170138139A - 의료진단에 사용하는 led 기구

Info

Publication number: KR20170138139A
Application number: KR1020160070132A
Authority: KR
Inventors: 신종언; 김정석
Original assignee: (주)유브이앤텍
Priority date: 2016-06-07
Filing date: 2016-06-07
Publication date: 2017-12-15

Abstract

본 발명은 자외선을 방출하는 LED모듈을 스마트폰이나 디지털카메라 등에 부착하여 사람이나 동물의 피부, 안구, 치아 등에 조사하여 나타나는 색깔이나 주변과의 차이로부터 질환을 진단하는 기구에 관한 것이다.
본 발명의 기구 구성은 자외선 LED를 실장하는 PCB와 LED 모듈을 포함하는 광원부를 스마트폰에 부착할 수 있는 집게부로 구성되며, 상기 LED를 점등하기 위한 전원은 스마트폰으로부터 받거나 보조 전원을 부착하여 사용할 수 있으며, LED 광원의 빛의 세기는 저항을 조절하여 진단 시 필요한 조도로 조정이 가능하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

의료진단에 사용하는 LED 기구 {LED APPARATUS FOR THE MEDICAL DIAGNOSIS}

본 발명은 피부, 안구, 치과질환 등을 진단하기 위하여 사용되는 자외선 광으로 UV LED를 적용한 장치로서 카메라와 녹화 기능이 있는 스마트폰이나 디지털카메라에 부착하여 사용할 수 있는 기구에 관한 것이다.

일상 조명하에서는 피부, 안구, 치과질환을 진단하기 어렵지만 특수한 조명하에서는 여러 질환을 눈으로 확인할 수 있다. 이는 많은 물질들이 형광을 내기 때문에 자외선 빛을 물체에 조사하게 되면 형광 빛을 발휘하게 되어 주변과 구분을 할 수 있게 되는 것이다.

자외선 파장(365nm)을 사용하는 우드등은 위에 설명한 원리를 이용하여 1903년 미국의 내과의사인 Robert Williams Wood가 개발하였으며 이 후 모발의 진균감염에 적용하면서 피부질환의 진단에 사용하기 시작하였다.

여러 물질들이 형광을 내기 때문에 피부과, 동물병원, 피부미용 관리소 등에서 우드등을 사용한 진단이나 관리가 가능하다. 우드등을 사용하여 검사 시 조건에 따라 조사된 부분에서 여러 가지 색깔을 나타내게 되며 이를 통해서 진단 또는 상태를 파악하게 된다.

의학용, 미용, 동물병원에서 우드등을 사용하는 예를 보면 다음과 같다.

의학용으로는 병균이나 박테리아의 감염 등을 진단할 때 사용될 수 있다. 예로 옴이나 버짐 등은 UV 광에 조사되면 형광을 발하게 된다. 또한 안과에서 각막에 이물질이나 스크래치와 같이 손상이 된 부분을 구분하는 데도 적용될 수 있다.

아래 표1은 각종 질환에 우드등을 조사하였을 때 나타나는 형광색상을 보여주고 있다.

진단 가능 질환	우드등 조사 시 나타나는 형광색상
백반증 (Vitiligo)	청백색 형광이 나타남
두피백선 (Tinea Capitis)	모발에서 황록색 형광이 나타남
전풍/어루러기 (Tinea Versicolor)	황금색 형광이 나타남
홍색 음선 (Erythrasma)	밝은 산호색 형광이 나타남
슈도모나스 감염 (Pseudomonas Inspection)	Aqua-green, white-green 형광이 나타남
테트라 싸이클린 (Tetracycline)	염증 조직이 황색 형광으로 나타남
만발성 피부 포르피린증 (Porphyria Cutanea Tarda)	소변이 밝은 분홍색 형광을 나타냄
각막 손상이나 헤르페스 감염	손상 부위에 황색 형광이 나타남
기타	화장품, 약품이 피부에 묻으면 형광색을 띰

미용적인 측면에서 피부 표면에서의 박피 정도를 파악하거나 피부 보호를 위한 미용제품의 피부 코팅 시 적정한 사용 두께를 결정하는 데 사용될 수 있다. 동물병원에서는 병원균이나 박테리아 감염, 기생충을 검사하는 데 사용된다. 특히 개나 고양이의 귓속, 얼굴, 꼬리, 발바닥에 생기는 백선 등의 검사에 유용하게 사용된다.

위에 설명한 바와 같이 우드등은 여러 가지 분야에서 적요되어 유용하게 사용되고 있다. 현재 주로 사용되는 우드등의 구성과 특성을 보면 다음과 같다. 기존 우드등은 365nm 파장의 UV램프와 관찰 부위를 확대하는 렌즈로 구성되어 있다. UV램프를 작동시키기 위하여 전원에 연결한 후 예열을 위하여 몇 분간 대기하여야 한다. UV램프는 전기가 빛으로 전환되는 광전효율이 낮기 때문에 장시간 사용할 경우 열발생이 심하며 사용 수명도 짧은 단점이 있다. 종래의 우드등은 단지 진료용 조명등으로서의 기능만을 갖고 있기 때문에 진단 내용을 사진으로 남기거나 동영상 등으로 저장, 기록할 수 있는 기능이 없다.

즉 기존 우드등은 UV 램프의 특성상 최적의 조도를 얻기 위한 대기 시간이 필요하며 때문에 반복된 on-off가 쉽지 않다. 또한 UV 램프는 짧은 수명과 열발생의 문제가 있으며 기존 우드등은 저장 기능이 없어 사용자만이 관찰할 수밖에 없는 취약점이 있다.

또한 진단에 사용되는 백색 조명등의 경우 최근에는 자연광과 유사한 백색 LED를 피부에 조사하여 피부를 확대, 진단을 효과적으로 하기 위한 보조기구로 사용되기도 하지만 우드등과 같이 질환을 구별해 내는 기능은 없다

본 발명은 기존의 피부 진단에 사용되는 우드등(Wood Lamp)이나 백색 조명등의 기능을 향상, 보완하기 위하여 고안되었다.

기존 우드등은 UV 램프를 사용하기 때문에 예열시간이 필요하며, 짧은 수명과 열발생의 문제점이 있다. 진단 및 검사에 유용한 365nm 파장 이외의 파장도 함께 UV 램프에서 방출되기 때문에 효율적인 측면에서도 취약하며 상대적으로 높은 소비전력을 사용하게 된다. 종래의 우드등은 UV 램프와 확대 기능만을 갖고 있기 때문에 기록, 저장을 할 수 없으며 이는 시간경과에 따른 변화를 알기 어렵게 한다는 문제점이 있다. 또한 전원과 연결하여 사용하기 때문에 휴대성 및 사용에 불편한 점이 있다.

따라서 본 발명의 목적은 상기 기존 우드등의 단점을 개선하기 위하여 우드등의 광원으로 UV 램프 대신 자외선이나 특정 파장의 LED를 사용하여 수명, 전력효율의 개선 및 상시 점등이 가능하게 하며, 이 LED 모듈을 스마트폰이나 디지털카메라 등에 부착하여 기록, 저장 기능 및 휴대가 편리하도록 하는 데에 있다.

상기 언급한 UV 램프를 사용한 우드등의 단점을 해결하기 위하여 본 발명에서는 광원으로 LED를 적용하였다. LED를 적용한 본 기구의 구성은 자외선 LED와 가변 저항을 실장하는 PCB와 LED 모듈을 포함하는 광원부분, 광원 부분을 스마트폰에 부착할 수 있는 집게 부분으로 구성된다. LED를 점등하기 위한 전원은 스마트폰으로부터 받거나 보조 전원을 부착하여 사용할 수 있다. LED 광원의 빛의 세기는 가변저항을 조절하여 진단 시 필요한 조도로 조정이 가능한 것을 특징으로 한다.

또한, PCB의 구성을 보면 365nm의 자외선 LED를 실장하게 되며 필요에 따라서는 375, 385, 395, 405nm의 파장을 사용하거나 두 개 이상의 파장을 조합하여 사용할 수 있으며, 자외선 LED 광원의 세기는 가변저항으로 조도 조절이 가능하며 LED 점등을 위한 스위치를 포함하고, LED에 전원을 공급 할 수 있는 어댑터가 PCB에 내장되어 있어 스마트폰, 디지털카메라, 보조 배터리로부터 전원을 받아 LED 점등을 할 수 있는 것을 특징으로 한다.

또한, LED 모듈로 구성된 광원 부분은 스마트폰에 부착할 수 있도록 집게 부분과 연결이 되며, 집게 부분을 조절하여 사용하고자 하는 스마트폰의 카메라 위치에 LED 광원을 부착하여 사용하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의하여 개발된 우드등을 대상 물체에 조사하였을 때 눈으로 직접 상태를 관찰하거나 진단하는 것이 가능하며, 경우에 따라서는 스마트폰으로 사진이나 동영상을 찍는 것과 같이 진단 부위를 사진과 동영상으로 저장할 수 있으며, 스마트폰에 저장된 내용을 컴퓨터로 옮기거나 스마트폰 영상을 TV나 모니터에서 동시에 볼 수는 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 우드등은 전력사용이 적기 때문에 전원 콘센트에 연결하여 사용할 필요성이 없어 휴대성 및 사용이 편리하며 LED의 수명(일반적으로 ~15,000 시간)이 길고 열발생이 적어 피부 가까이에 안정적으로 사용할 수 있으며, 가변저항을 조절할 경우 필요로 하는 조도로 LED의 빛의 세기 조절이 가능한 것을 특징으로 한다.

또한, LED는 반도체로서 전원을 공급하는 즉시 원하는 조도를 나타내며 상시 점등이 가능하여 기존 UV 램프 대비 신속한 동작 및 효율적인 사용이 가능한 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 장치를 주로 자외선 영역, 특히 365nm의 파장을 중점으로 기술하였지만 가시광역이나 적외선 영역의 LED를 적용하여 치료나 진단의 목적으로도 사용이 가능하며, 특히 연색지수가 높은 백색 LED를 적용할 경우 자연광과 동일한 효과를 보일 수 있으며 진단이나 특정 물체를 구별하는데도 적용될 수 있다.

본 발명의 특징은 기존 우드등의 UV 램프 대신 자외선 LED를 사용하여 수명 향상과 전력효율을 개선하였으며 전원 공급을 위한 외부 케이블이 불필요하여 휴대성이 향상되었다. 또한 스마트폰에 부착하여 사용하기 때문에 스마트폰카메라의 기능인 확대, 사진촬영, 동영상 기록 등을 피부 진단이나 검사 등에 사용할 수 있다.

자외선 LED의 파장은 365nm가 피부, 안구, 치과 질환, 동물병원, 피부 관리소에서 사용하기에 적합하지만 다른 자외선 파장(375, 385, 395, 405nm)의 사용이나 조합으로 사용 했을 때 더욱 효과적일 수 있다.

더욱이 가시광, 백색광, 적외선 영역의 파장을 사용하여 진단, 치료, 검사 등의 다양한 용도로 사용이 가능하다.

도1은 본 발명에 의한 LED 광원부와 스마트폰에 부착할 수 있는 집게의 구성을 도시한 도면
도2는 본 발명에 의한 LED 광원부내의 PCB 모듈 구성을 도시한 도면
도3은 본 발명에 의한 LED 광원부를 스마트폰에 부착한 예를 도시한 도면
도4는 본 발명에 의한 광원부를 스마트폰에 연결하여 관찰 대상에 LED를 조사하여 대상을 스마트폰으로 관찰하는 실시 예시도

이하 본 발명의 실시 예를 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 UV 램프를 사용하는 우드등의 성능을 개선하고자 UV LED를 사용하였으며 이를 스마트폰이나 디지털카메라와 같은 스마트기기에 연결하여 확대, 저장, 녹화의 기능을 갖도록 고안되었다.

도1은 본 발명에 의한 LED 광원부(10)와 스마트폰에 부착할 수 있는 집게(20)의 구성을 도시한 도면으로 (11)은 LED의 광이 밖으로 나올 수 있도록 전면에 구멍이 있는 부분이며 (12)는 LED 광의 세기를 조절하기 위한 가변저항을 조절할 수 있도록 만든 구멍이다. (13)은 스마트폰의 카메라렌즈가 보일 수 있도록 구멍을 만든 부분이다. (21)은 집게 부분의 누름 버튼으로 간격을 조절하여 스마트폰에 부착하는데 사용된다. (14)는 LED를 점등하기 위하여 전원을 공급하는 전원단자를 연결하는 부분으로 전원은 스마트폰이나 외부전원과 연결할 수 있다.

도2는 본 발명에 의한 LED 광원부내의 PCB 모듈(30) 구성을 도시한 도면으로 (31)은 LED, (32)는 가변저항, (33)은 전원과 연결되는 어댑터 단자이다. (31), (32), (33)은 PCB 기판 위에 장착되게 되며 LED (31)과 가변저항 (32)는 도1의 (11), (12) 구멍 방향과 일치되도록 부착되어야 한다. (33)의 전원 어댑터는 도1의 (14) 방향으로 위치하여 외부 전원과 연결되도록 한다.

도3은 본 발명에 의한 LED 광원부를 포함하는 집게(20)를 스마트폰(40)에 부착하여 사용한 예를 도시한 도면으로 (51)과 (52)는 전원 연결선(50)의 어댑터 연결부위를 LED 광원부와 스마트폰(40)에 연결한 상태를 보여주고 있다. 집게(20) 높이를 조절하여 스마트폰(20)의 카메라렌즈 위치에 도1의 (13)이 정확히 위치하도록 하여 부착하는 것을 나타내고 있다.

도4는 본 발명에 의한 광원부를 스마트폰에 연결하여 관찰 대상에 LED를 조사(60)하여 관찰대상(70)을 스마트폰으로 관찰하는 일실시 예를 나타내는 것이다. 스마트폰의 전원을 LED 광원부에 연결하면 LED의 빛이 나오게 되며 이를 관찰대상(70)에 조사하면서 나타나는 현상을 스마트폰의 화면(80)으로 관찰하게 된다. 스마트폰에 나타나는 화면은 스마트폰의 기능에 따라서 대상의 확대, 사진 촬영, 동영상 녹화 등이 가능하며 저장된 기록은 외부 기록 매체에 전송하여 재생이나 저장이 될 수 있다. 또한 스마트폰으로 관찰하면서 실시간으로 TV나 모니터로 동시에 관찰할 수 있다.

상기 도1의 (13) 카메라렌즈를 위한 구멍에 광각렌즈(Wide angle Lens)나 접사렌즈(Macro Lens)를 부착하여 미세부분이나 더욱 광범위한 부분의 관찰이 가능한 기능을 추가할 수 있다.

상기 사용된 LED는 자외선(Ultra Violet), 가사광(Visible), 적외선(Infra Red), 백색(White)을 사용하거나 조합하여 사용할 수 있으며, 광원부를 연결하여 사용하는 스마트기기에는 스마트폰, 디지털카메라 및 소형카메라 기능을 수행할 수 있는 저장 매체를 포함할 수 있다. 자외선 파장으로는 365, 375, 385, 395, 405nm를 사용할 수 있으며, 가시광은 450-780nm, 적외선은 800-1000nm의 파장을 사용할 수 있으며, 각 파장 영역의 LED를 조합하여 진단 및 검사 효율을 높일 수 있다.

상기 각 파장 영역의 LED를 조합하여 기기를 구성할 경우 여러 파장을 동시에 사용할 수 있으며, 특정한 목적을 위하여 단일 파장을 선택하여 사용할 수 있다.

상기 백색 LED의 경우 연색지수가 높은 LED를 사용하여 실제 대상의 색체를 자연광에서 보는 것과 같이 명확히 나타낼 수 있도록 하며, 이를 위하여 UV LED에 적색, 녹색, 청색 형광체를 사용하거나 청색 LED에 노란색, 녹색, 적색 형광체를 조합한 백색 LED를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 LED 광원에 공급되는 전원은 스마트폰을 포함한 디지털기기의 전원뿐만 아니라 보조 배터리 및 콘센트로부터 어댑터에 직접 연결하여 사용하는 전원도 될 수 있다.

상기 LED 전원의 점등을 위한 on-off 스위치를 LED 광원부나 전원 연결선에 설치하여 사용할 수 있다.

상기 본 발명에서는 LED 광원부를 스마트기기에 부착하기 위하여 집게를 일실시 예로 예시하였으나 스마트폰 보호케이스(shield case)에 부착하여 사용하거나 이와 유사한 부착 기능을 사용하여 구성하는 것도 가능하다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 바람직한 실시 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

10 LED 광원부
11 LED 광이 나오는 구멍
12 저항 조절을 위한 구멍
13 카메라렌즈가 보이도록 하는 구멍
14 전원을 연결하기 위한 어댑터 연결부
20 스마트기기와 연결하는 집게
21 집게의 높낮이를 조절하는 버튼
30 PCB 모듈
31 LED
32 가변저항
33 전원 연결 어댑터 단자
40 스마트폰
50 전원 연결선
51 LED 광원 방향 어댑터 연결
52 스마트폰 방향 어댑터 연결
60 LED 동작 예
70 관찰대상
80 관찰대상을 스마트폰으로 관찰한 예

Claims

진단용으로 사용되는 자외선 영역대의 광을 조사하는 우드등의 구성에 있어서,
자외선 LED, 가변 저항, on-off 스위치, 전원 연결 어댑터 포트를 포함하는 PCB와 LED 모듈을 내장하는 광원부분을 포함하며 광원 부분을 스마트폰에 부착할 수 있게 하는 집게 부분을 갖춘 기구;

상기 PCB에서 자외선 LED는 365nm의 파장이며 광출력은 10-3000mW 범위 내의 LED를 사용하는 LED 모듈;
상기 PCB에 자외선 LED의 조도를 조절하기 위하여 가변저항을 사용하는 LED 모듈;
상기 PCB에 LED 점등을 할 수 있는 on-off 스위치를 포함하는 LED 모듈;
상기 PCB에 외부에서 LED 구동을 위한 전원을 연결할 수 있는 전원 어댑터 포트를 포함하는 LED 모듈;
상기 광원 부분에 LED의 광이 외부로 나올 수 있도록 하는 구멍과 저항을 조절할 수 있는 구멍, LED 점등을 위한 스위치를 구비하며;
상기 집게 부분은 스마트폰의 카메라에 LED 광원 부분을 부착하기 위하여 설치된 우드등.
상기 제1항에서 자외선 LED의 구동은 스마트폰의 전원 충전 부분과 제1항의 PCB에 있는 전원연결 어댑터 포트를 연결하여 점등되는 기구;
상기 LED의 전원은 디지털카메라의 전원 단자나 보조 배터리에 연결하여 사용하는 장치.
상기 제1항의 우드등은 자외선 LED를 피부, 안구, 치과 등의 대상물체에 조사하면서 스마트폰의 카메라 기능을 작동하여 LED가 조사되는 부분을 확대하거나 사진, 동영상을 찍어 저장 또는 전송하는 기능을 사용하도록 구성된 기구;
상기 대상물체 관찰을 위하여 사용하는 스마트폰 이외에 디지털카메라를 사용하거나 저장을 위하여 컴퓨터나 다른 저장 매체를 사용할 수 있으며, 스마트폰의 카메라로 관찰하면서 동시에 TV나 모니터로 실시간 관찰을 할 수 있는 기능을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
상기 제1항의 자외선 LED의 파장은 365nm 이외에 375, 385, 395, 405nm의 파장을 사용할 수 있으며 대상물체에 따라서 여러 파장을 조합하여 사용이 가능한 기구;
상기 LED는 가시광 파장인 450 ~ 780nm의 영역과 적외선 파장인 800 ~ 1000nm 영역을 사용하여 특수 목적의 진단이나 관찰을 위해 사용이 가능한 기구;
상기 LED는 진단이나 관찰의 효율을 높이기 위하여 연색지수가 높은 백색 LED를 적용한 기구.
상기 제1항의 광원 부분에 접사렌즈(Macro Lens)를 부착하여 미세물체나 사물을 관찰할 수 있으며, 광각렌즈(Wide angle Lens)를 부착하여 광범위한 부분을 관찰할 수 있는 기능이 있는 기구.
상기 제1항에서 LED 광원부를 스마트폰케이스의 카메라렌즈 위치에 구멍을 내어 스마트폰에 부착하도록 구성된 기구.