KR20190005288A - 냉온열 치료기기 - Google Patents

Abstract

냉온열 치료기기를 제공한다.
본 발명은 온열과 냉열을 생산하는 열생산부; 상기 열생산부와 전기적으로 연결되어 상기 열생산부에서 온열과 냉열을 각각 생산하도록 전원을 공급하는 전원부; 상기 열생산부로부터 생산된 온열이나 냉열을 신체의 손이나 발이 접하는 접촉부를 통하여 전달하는 열전달부; 상기 열전달부에 온열과 냉열을 전달받아 온도자극을 받는 상기 신체의 손이나 발의 혈관을 통한 적혈구의 혈류량을 측정하여 검사하는 검사부 ; 및 상기 검사부에서 측정되어 확인된 적혈구의 혈류량을 근거로 하여 온도자극을 받은 신체의 손이나 발에 대한 혈관반응성의 정상여부를 판단하고, 혈관반응성이 비정상인 경우 열생산부에서 생산되어 상기 열전달부로 전달되는 온열과 냉열을 사전에 설정된 주기에 따라 반복적으로 교차되도록 발생주기를 제어하고, 상기 온열의 온도를 사전에 설정된 최고온도까지 점진적으로 상승하도록 제어하며, 상기 냉열의 온도를 사전에 설정된 최저온도까지 점진적으로 하강되도록 제어하고, 상기 접촉부를 통하여 온열이나 냉열을 제공하는 시간을 제어하는 제어부 ; 포함한다.

Description

냉온열 치료기기{COOL AND HOT TREATMENT SYSTEM}

본 발명은 냉열과 온열을 반복적으로 환부를 갖는 신체특정부위에 제공하여 치료하는 기기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 신체의 손이나 발 및 코와 같은 신체의 특정부위에 냉열과 온열을 주기적이고 반복적으로 전달하여 혈류흐름성에 기인하는 혈관반응성을 확인하고, 이를 근거로 하여 혈관반응성의 정상여부를 판단하고, 비정상일 경우 혈관반응성이 정상으로 회복되도록 냉온열 치료를 주기적으로 반복하여 재활 치료행위를 수행할 수 있는 냉온열 치료기기에 관한 것이다.

혈관반응성이라 함은 신체 중 가장 예민한 부위인 손, 발 등이 주위 환경의 변화에 적응하기 위해 혈관의 확장 및 수축 등을 통해 신체의 대사과정을 조절하는 것을 의미하는 말이다.

일반적으로 우리 주변에는 손이나 발 부위에 차가움이나 달아오르는 것을 느끼는 사람들이 있다. 차가움이 달아오름을 느끼는 것에서 좀 더 심해지면 통증이나 부종이 일어날 수도 있다. 또한, 당뇨병과 같은 대사성 질환을 가지고 있으면 합병증으로 말초부위에 신경병증이나 혈관병증이 발생한다.

이와 같은 증상 및 질환 등은 궁극적으로는 원인 질환을 찾아서 해결해야 하지만 그 원인 질환을 찾지 못 하는 경우도 종종 있을 뿐만 아니라 원인 질환을 안다고 하더라도 당뇨병과 같이 해결하는 것이 쉽지 않은 경우도 있고, 현재 증상이 나오는 부위에 대한 현실적 치료를 병행하는 것이 필요하다.

대사성 질환으로 인해 말초부위에 합병증이 생기는 경우나, 원인을 정확히 파악할 수 없지만 소위 수족냉증이라고 일컬어지는 증상을 가지고 있는 경우를 살펴보면, 말초혈관을 통한 순환이 잘 이루어지지 않기 때문에 해당 부위에 증상이 나타난다.

즉, 혈관반응성이 깨져서 혈관이 확장되어야 할 때 확장되지 못하고, 이완되어야 할 때 이완되지 못하는 상황이 발생하는 것이다. 또한, 약물을 통한 항암요법을 시행하는 환자 중 백금계 또는 탁산계의 신경독성 항암제를 투여하면 합병증으로 말초부위가 저리거나 감각이 둔해지는 등의 신경병증이나 혈관병증이 발생한다.

또한, 대사성 질환에 의해 혈관의 반응성이 깨지는 경우에도 합병증이 발생하고, 진행되어 가는 과정을 지연시키기 위해서는 대사성 질환 자체에 대한 교정 뿐만아니라 합병증을 지연시키고자 하는 부위에 대한 직접적이고 적극적인 치료가 필요한데 혈관반응성 회복 훈련은 치료과정 중에 하나라 할 수 있다.

혈관반응성의 유지를 확인하고 교정하기 위해 외부 환경의 변화를 유도할 때 가장 주요한 외부 환경이 온도라 할 수 있다. 온도의 변화는 신체의 항상성을 유도하기 위해 미세혈관의 확장과 수축을 일으키게 된다.

인체 생리학적 측면에서 볼 때, 신체는 외부의 변화에 서서히 적응해가게 되어 있다. 온도의 변화를 갑작스럽게 제공하는 것은 항상성을 유지하는데 있어서 생리적 적응과정을 교란시킬 수 있기 때문에 매우 조심해야 하는 형태이다.

정상적인 사람에게도 항상성을 교란시킬 수 있는 상황이기에 위에서 언급한 비정상적인 신경혈관병증을 가지고 있을 수 있는 사람들에게는 더욱 위험할 수 있는 조건이다.

이러한 혈관반응성이 해당 손이나 발에서 유지되고 있는지 그렇지 않으면 깨졌는지를 확인할 수 있는 장치 및 혈관반응성을 회복시킬 수 있는 장치가 필요한 실정이다.

따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 수족이나 코와 같은 신체의 특정부위에 온열과 냉열이 주기적이고 반복적이며 급작스러운 온도 변화가 아닌 점진적으로 온도가 변화되도록 온도자극을 제공함으로써, 해당하는 부위에서 혈관반응성이 정상적으로 유지되고 있는지를 판단하고 혈관반응성이 정상으로 회복되도록 온도자극을 반복적으로 시행할 수있는 냉온열 치료기기를 제공하고자 한다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 구체적인 수단으로서 본 발명의 바람직한 제1실시예는, 온열과 냉열을 생산하는 열생산부; 상기 열생산부와 전기적으로 연결되어 상기 열생산부에서 온열과 냉열을 각각 생산하도록 전원을 공급하는 전원부; 상기 열생산부로부터 생산된 온열이나 냉열을 신체의 손이나 발이 접하는 접촉부를 통하여 전달하는 열전달부; 상기 열전달부에 온열과 냉열을 전달받아 온도자극을 받는 상기 신체의 손이나 발의 혈관을 통한 적혈구의 혈류량을 측정하여 검사하는 검사부 ; 및 상기 검사부에서 측정되어 확인된 적혈구의 혈류량을 근거로 하여 온도자극을 받은 신체의 손이나 발에 대한 혈관반응성의 정상여부를 판단하고, 혈관반응성이 비정상인 경우 열생산부에서 생산되어 상기 열전달부로 전달되는 온열과 냉열을 사전에 설정된 주기에 따라 반복적으로 교차되도록 발생주기를 제어하고, 상기 온열의 온도를 사전에 설정된 최고온도까지 점진적으로 상승하도록 제어하며, 상기 냉열의 온도를 사전에 설정된 최저온도까지 점진적으로 하강되도록 제어하고, 상기 접촉부를 통하여 온열이나 냉열을 제공하는 시간을 제어하는 제어부 ; 포함하는 냉온열 치료기기를 제공한다.

또한, 본 발명의 바람직한 제2실시예는, 온열과 냉열을 생산하는 열생산부; 상기 열생산부와 전기적으로 연결되어 상기 열생산부에서 온열과 냉열을 각각 생산하도록 전원을 공급하는 전원부; 상기 열생산부로부터 생산된 온열이나 냉열을 신체의 코에 상기 열생산부로부터 연장되는 일정길이의 접촉호스를 통하여 전달하는 열전달부; 상기 열전달부에 온열과 냉열을 전달받아 온도자극을 받는 상기 신체의 코의 혈관을 통한 적혈구의 혈류량을 측정하여 검사하는 검사부 ; 및 상기 검사부에서 측정되어 확인된 적혈구의 혈류량을 근거로 하여 온도자극을 받은 신체의 코에 대한 혈관반응성의 정상여부를 판단하고, 혈관반응성이 비정상인 경우 열생산부에서 생산되어 상기 열전달부로 전달되는 온열과 냉열을 사전에 설정된 주기에 따라 반복적으로 교차되도록 발생주기를 제어하고, 상기 온열의 온도를 사전에 설정된 최고온도까지 점진적으로 상승하도록 제어하며, 상기 냉열의 온도를 사전에 설정된 최저온도까지 점진적으로 하강되도록 제어하고, 상기 접촉호스를 통하여 온열이나 냉열을 제공하는 시간을 제어하는 제어부는 제어부 ; 포함하는 냉온열 치료기기를 제공한다.

바람직하게, 상기 접촉부는 상기 열생산부를 내부수용하는 본체의 상부면에 열전도성 금속판재로 구비되고, 상기 열생산부는 상기 접촉부의 하부면에 구비될 수 있다.

바람직하게, 상기 접촉호스는 상기 열생산부를 내부수용하는 본체의 일측면으로부터 일정길이 연장되고, 상기 신체의 코와 마주하는 단부에는 냉열이나 온열이 바람형태로 토출되는 한쌍의 토출구를 포함할 수 있다.

바람직하게, 상기 열생산부와 상기 열전달부 사이에 구비된 열 이동 통로에는 단열재가 설치될 수 있다.

바람직하게, 상기 열전달부는 신체가 접촉되는 단부에 온도 감지 센서가 더 설치될 수 있다.

바람직하게, 상기 열생산부에서 생산되는 온열은 열전소자, 전열선, 볼텍스 튜브 중 어느 하나에 의해 생산될 수 있다.

바람직하게, 상기 열생산부에서 생산되는 냉열은 압축기와 냉매 및 볼텍스 증발기, 액체 질소와 드라이아이스, 보텍스 튜브 중 어느 하나에 의해 생산될 수 있다.

바람직하게, 상기 열전달부는, 선택적으로 개방되며, 신체의 일부 또는 하반신이 수용되는 박스 형태 또는 커버 형태의 밀폐공간부로 구성될 수 있다.

상기한 바와 같은 본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.

혈관반응성이 손발이나 코에서 유지되고 있는지, 그렇지 않으면 깨졌는지를 진단함에 사용할 수 있는 온도자극을 생성할 뿐 아니라, 천천히 차가워지고 뜨거워지는 온도자극을 반복적으로 시행하여 온도자극에 대한 혈관운동을 지속적으로 이루어지도록 함으로써, 혈관반응성에 대한 재활치료를 통하여 손발이나 코에 대한 대사질환을 치료할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 냉온열 치료기기의 구성을 개략적으로 나타낸 예시도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시 예에 따른 냉온열 치료기기에 채용되는 제어부를 도시한 개략도이다.
도 3a 내지 도 3d 는 본 발명의 제1실시 예에 따른 냉온열 치료기기의 본체를 도시한 구성도이다.
도 4a 내지 도 4b 는 본 발명의 제1실시 예에 따른 냉온열 치료기기의 내부상태를 도시한 구성도이다.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 냉온열 치료기기의 사용 상태를 나타낸 예시도이다.
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 냉온열 치료기기를 이용하여 시험한 결과 영상을 나타낸 도면이다.
도 7은 도 6의 시험 결과에 따른 도출된 결론을 나타낸 도면이다.
도 8은 치료전 우측손과 좌측손의 반복적인 온도자극 변화에 대한 반응성이 떨어져 있는 신체의 적혈구 영상과 분석 결과 그래프이다.
도 9는 치료후 우측손과 좌측손의 반복적인 온도자극 변화에 대한 반응성이 떨어져 있는 신체의 적혈구 영상과 분석 결과 그래프이다.
도 10은 본 발명의 제1실시예에 따른 냉온열 치료기기에 적용되는 전열선을 이용한 온열 생산부와 압축기와 증발기를 이용한 냉열 생산부를 나타낸 개념도이다.
도 11은 도 10에 도시된 열생산부로부터 생산된 열을 전달하는 다양한 형태의 열전달부를 나타낸 개념도이다.
도 12는 본 발명의 제1실시예에 따른 냉온열 치료기기에 적용되는 볼텍스 튜브를 이용한 열생산부를 나타낸 개념도이다.
도 13은 본 발명의 제2실시 예에 따른 냉온열 치료기기의 구성을 개략적으로 나타낸 예시도이다.
도 14a 내지 도 14c 는 본 발명의 제2실시 예에 따른 냉온열 치료기기의 본체를 도시한 구성도이다.
도 15a 내지 도 15b 는 본 발명의 제2실시 예에 따른 냉온열 치료기기의 본체를 도시한 전체 사시도이다.
도 16a 와 도 16b 는 본 발명의 제2실시 예에 따른 냉온열 치료기기의 내부상태를 도시한 구성도이다.
도 17a 와 도 17b 는 본 발명의 제2실시 예에 따른 냉온열 치료기기에서 외기를 공급하는 상태를 도시한 개략도이다.
도 18은 신체의 코에서 혈류량을 측정하여 검사하기 위해서 환자의 머리 옆을 촬영한 적혈구 영상이다.
도 19는 본 발명의 제2실시예에 따른 냉온열 치료기기를 이용하여 비염 증세를 갖지 않는 정상인으로부터 얻어지는 적혈구 영상데이터를 근거로 하여 코의 혈류량을 분석한 결과 그래프이다.
도 20은 본 발명의 제2실시예에 따른 냉온열 치료기기를 이용하여 비염 증세를 갖는 비정상인 환자에게 적용한 치료과정과 치료 중단 후 얻어지는 코 부위의 적혈구 영상결과와 혈류량을 분석한 결과 그래프이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 구조 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다.

덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 구성 요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

본 발명의 제1실시예에 따른 냉온열 치료기기(100)는 도 1에 도시한 바와 같이, 사전 설정된 시간과 온도에 따라 온열과 냉열이 각각 교차되도록 반복적으로 제어하여 신체의 발이나 손과 같은 부위에 온도자극을 전달하고, 해당하는 손이나 발에서 온도자극에 대한 온도반응성이 유지되고 있는지 확인하는데 도움을 주고, 혈관반응성이 깨진 환자에 대해 이를 회복시켜 치료할 수 있도록 열생산부(110), 전원부(120), 열전달부(130), 검사부(140) 및 제어부(150)를 포함할 수 있다.

상기 열생산부(110)는 신체온도보다 높은 온도를 갖는 온열과 신체온도보다 낮은 온도를 갖는 냉열을 생산하여 제공하는 것이다.

상기 전원부(120)는 상기 열생산부(110)와 전기적으로 연결되어 상기 열생산부에서 사전에 설정된 온도를 갖는 온열과 냉열을 각각 생산하도록 전원을 공급하는 것으로, 이러한 전원부는 직류 전원의 전류를 변환해주는 변압기(SMPS)와 같은 기기로 구성될 수 있다.

상기 열전달부(130)는 상기 열생산부(110)에서 생산되는 온열이나 냉열을 신체의 손이나 발이 접촉하게 되는 목표 부분인 판상의 접촉부(131)를 갖추어 이를 통하여 신체의 손이나 발에 전달하는 것이다.

상기 열생산부(110)와 상기 열전달부(130)사이에는 생산되는 온열과 냉열을 안내이동하는 열 이동 통로를 포함하고, 상기 열 이동 통로에는 온열이나 냉열의 온도변화를 방지하도록 단열재를 설치하는 것이 바람직하다.

상기 열전달부(130)는 도 3 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 박스형태의 본체(101)의 상부면에 신체의 손과 발과의 접촉시 열전달이 원활하게 이루어지도록 열전도성이 우수한 금속소재로 이루어지는 금속판상의 접촉부(131)를 포함할 수 있다.

상기 접촉부(131)에는 신체의 손과 발이 대응하여 접촉되는 부위에 온열 또는 냉열에 의해서 온도 자극되는 손과 발의 온도를 감지하는 온도 감지 센서(152)를 적어도 하나 이상 배치하고, 이러한 온도 감지 센서(152)는 상기 제어부와 전기적으로 연결되어 온도측정값을 전송하는 것이다.

상기 검사부(140)는 상기 열전달부(130)의 접촉부(131)를 통하여 온열과 냉열을 전달받아 온도자극을 받는 신체의 손이나 발의 혈관을 통한 적혈구의 혈류량을 측정하여 검사하고 측정된 적혈구의 혈류량은 접촉부와 접촉하는 손이나 발의 혈관반응성의 정상여부를 판단하도록 제어부로 전송되는 것이다.

상기 제어부(150)는 상기 검사부(140)에서 측정되어 검사확인 적혈구의 혈류량을 근거로 하여 온도자극을 받은 신체의 손이나 발에 대한 혈관반응성의 정상여부를 사전에 입력된 기준값을 근거로 하여 판단하는 것이다.

그리고 상기 제어부(150)는 신체의 손이나 발에 대한 혈관반응성이 비정상으로 판단된 경우, 상기 열생산부(110)에서 생산되어 상기 열전달부(130)로 전달되는 온열과 냉열을 사전에 설정된 주기에 따라 반복적으로 교차되도록 발생주기를 제어하고, 상기 온열의 온도를 사전에 설정된 최고온도까지 점진적으로 상승하도록 제어하고, 상기 냉열의 온도를 사전에 설정된 최저온도까지 점진적으로 하강되도록 제어하는 것이다.

즉, 상기 제어부(150)는 상기 열생산부(110)를 설정된 시간과 온도에 따라 온열과 냉열이 교차되도록 제어하는 것으로, 이러한 제어부(150)는 상기 열생산부에서 생산되어 상기 열전달부로 열 이동 통로를 통하여 공급되는 온열과 냉열의 온도를 측정하는 디지털 온도계(151)와 전기적으로 연결되고, 이를 통해 사전에 설정된 온도에 도달하면 상기 열생산부(110)를 조절하여 온도를 유지하며, 타이머(153)를 통하여 동작시간을 설정하고, 반복횟수를 설정할 수 있다.

여기서, 상기 제어부(150)에는 상기 열생산부에서 온열이나 냉열을 생산하는 동작시간을 설정하고, 온열이나 냉열의 목표하는 온도를 설정하고, 온열이나 냉열을 반복적으로 생산하는 횟수를 설정하는 입력부를 갖는 제어판넬(155)을 포함할 수 있다.

상기 제어부와 전기적으로 연결되는 디지털 온도계(151)는 특정한 값을 설정할 수 있으며, 상기 열생산부(110)로부터 생산되는 온열이나 냉열이 사전 설정된 한계 온도값에서 벗어나지 않도록 온도를 표시하는 용도로 사용될 수 있다.

상기 타이머(153)는, 상기 제어부(150)와 전기적으로 연결되어 특정한 값을 설정할 수 있으며, 설정한 값이 지나면 상기 제어부(150)는 상기 열생산부에 공급되는 전류의 방향을 바꾸어서 상기 열생산부(110)의 동작을 온열에서 냉열로 또는 냉열에서 온열로 스위칭 변경하는 동작을 반복한다.

본 발명의 제1실시 예에 따른 냉온열 치료기기(100)는 도 3a 내지 도 4b에 도시된 바와 같이, 신체의 손이나 발이 접촉하게 되는 접촉부(131)를 상부면에 구비하는 본체(101)를 포함하고, 상기 본체(101)는 공급되는 전류의 공급방향의 전환에 의해서 열을 흡수하는 흡열반응과 열을 방출하는 방열반응이 반복적으로 생기는 현상인 펠티어 효과를 이용하는 펠티어 소자인 복수개의 열전소자(111)를 상기 접촉부(131)의 하부면에 매트릭스상으로 정렬배치한다.

상기 본체의 내부공간에는 상기 열전소자의 효율을 높이기 위하여 히트싱크(115)와 환풍기(116) 등이 포함될 수 있다.

도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 냉온열 치료기기의 사용 상태를 나타낸 예시도이고, 도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 냉온열 치료기기를 이용하여 시험한 결과 영상을 나타낸 도면이다.

도 5과 도 6에 도시된 바와 같이 본 발명의 제1실시예에 따른 냉온열 치료기기(100)를 이용한 시험 과정을 설명하면 다음과 같다.

즉, 상기 검사부(140)에서 상기 열전달부(130)의 접촉부(131)를 통하여 온열과 냉열을 전달받아 온도자극을 받는 신체의 손이나 발의 혈관을 통한 적혈구의 혈류량을 관찰하여 측정하고, 검사확인하였다.

이러한 검사부(140)는 핵의학 검사 방법 중 하나인 99mTc 적혈구 표지법(99mTc- RBC labeling)을 사용하며, 이는 손이나 발의 혈관을 흐르는 혈액 속 적혈구에 포함된 철 성분을 핵의학 장비로 추적이 가능한 동위원소인 99mTc(테크네슘)으로 치환하여 측정검사 방법이다.

이러한 상기 검사부는 동위원소 추적에 사용하는 핵의학적 장비인 SPECT(Single Photon Emission Computed Tomography) 일 수 있다.

도 7은 도 6과 같이 신체의 손에 온열과 냉열을 일정주기로 반복하여 제공한 시험 결과를 도시한 그래프이다.

이는 실험대상자의 6명에 대하여 온열과 냉열을 주기적으로 반복하면서 점진적으로 전달한 다음, 손말단 혈액량에 대한 변화를 도시한 것으로서, X축 번호에서 홀수는 냉열을 손에 점진적으로 전달하는 것이고, 짝수는 온열을 점진적으로 전달한 것이다.

도 7에서 냉열을 제공하는 경우의 혈액량은 저하되고 온열을 제공하는 경우에는 혈액량이 증가되는 그래프 패턴을 형성함을 알 수 있다.

도 8은 치료전 우측손과 좌측손의 반복적인 온도자극 변화에 대한 반응성이 떨어져 있는 신체의 적혈구 영상과 분석 결과로서, 혈류량 활성도 기준으로 하여 우측손과 좌측손에서 모두 정상범위(normal range)보다 혈류량이 감소되어 있음을 확인할 수 있다.

도 9는 치료후 우측손과 좌측손의 반복적인 온도자극 변화에 대한 반응성이 떨어져 있는 신체의 적혈구 영상과 분석 결과로서, 일정주기로 하여 반복적이고 점진적인 온열과 냉열을 접촉부에 접하는 손에 2주 정도 제공함으로써 혈관반응성의 안정성을 완전히 회복하지는 못하였지만 손의 혈류량이 정상범위로 회복되는 치료효과를 확인할 수 있다.

상기 그래프를 살펴보면 냉열과 온열이 반복되는 1회 온도자극을 손에 전달하였을때 손이 온도에 반응하는 혈관반응성에 차이를 보이지만 반복 횟수가 증가할수록 온도자극에 대한 혈관반응성이 낮았던 손이 점점 회복됨을 확인할 수 있다.

즉, 상기 접촉부에 접하게 되는 손 부위에 대해 혈류량의 정상범위를 확인할 수 있었고, 온열과 냉열에 대한 손 부위의 혈류량 유지에 대한 반응은 온도자극에 대해 상대적으로 혈류량이 일정하게 유지되도록 혈관의 확장과 수축이 일어남을 확인할 수 있는 것이다.

이러한 온도변화에 대한 혈관의 반응성이 교란되는 형태는 1) 혈류량이 정상부위에서 벗어난 경우(주로 감소되어 있는 경우)가 있을 수 있고, 2) 온열과 냉열에 대해 상대적으로 일정한 혈류량을 유지하고 못하고 변화 정도가 심해지는 경우가 있을 수 있다.

혈류량은 정상범위보다 낮았으나 온도변화에 대해서는 혈류량을 크게 변화시키지 않고 안정적인 대응을 하고 있었던 사람에 대해 본 온열치료를 시행하였더니 혈류량이 정상범위로 들어오기 위해 혈류량의 자극에 대한 안정성은 일시적으로 깨진 패턴을 보여주는 것이다.

더욱 지속적인 치료를 시행하면 혈관의 자극에 대한 안정성도 회복되어 혈류량의 정상화와 온도자극에 대한 혈관의 반응성도 안정화되는 결과를 가져올 것이다.

한편, 도 10은 본 발명에 따른 전열선을 이용한 온열 생산부와 압축기와 증발기를 이용한 냉열 생산부를 나타낸 개념도이고, 도 11은 도 10에 도시된 열생산부로부터 생산된 열을 전달하는 다양한 형태의 열전달부를 나타낸 개념도이며, 12는 본 발명에 따른 볼텍스 튜브를 이용한 열생산부를 나타낸 개념도이다.

도 9 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 열생산부(110)는 온열과 냉열을 생산하는 것으로, 예를 들어 열생산부(110)에서 생산되는 온열은 열전소자, 전열선, 볼텍스 튜브 중 어느 하나에 의해 생산될 수 있으며, 냉열은 열전소자, 압축기와 냉매 및 증발기, 액체 질소와 드라이아이스, 볼텍스 튜브 중 어느 하나에 의해 생산될 수 있다.

상기 열전달부(130)는 상기 열생산부(110)의 구성 재료에 따라 열전달 매개가 변화될 수 있다. 예를 들어 상기 열전달부(130)는 선택적으로 개방되며, 신체의 일부 또는 하반신이 수용되는 박스 형태 또는 커버 형태의 밀폐공간부로 구성될 수 있다.

도 10과 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 열생산부(110)의 온열은 전류가 흐르면 열이 발생하는 전열선(코일)과 생산된 열을 열전달부(130)로 전달하는 매개인 압축공기를 생산하는 공기압축기를 통해 생산되고, 상기 열생산부(110)의 냉열은 냉매와 압축기, 그리고 증발기를 통해 생산되며, 상기 열전달부(130)는 압축공기를 이용하여 외부와 차단된(선택적 개방) 별도의 공간으로 이루어진 열전달부(130)로 전달하여 공간의 온도를 변화 또는 유지킬 수 있다.

여기서, 상기 열전달부(130)에는 상기 열생산부(110)에서 생산된 열이 유입될 수 있는 공기유입호스가 있으며, 차단 공간 크기와 형태에 따라 적용 부위는 손과 발, 하반신으로 정해질 수 있다. 또한, 상기 열전달부(130)는 목재 또는 철재로 만든 대략 육면체상의 박스 형태, 두꺼운 천으로 만든 양말과 장갑 형태 등과 같이 다양하게 적용이 가능하다.

상기 열생산부(110)로부터 생산되는 냉온은 압축기와 냉매, 그리고 증발기를 포함하는 구조를 통해서 생산되며, 생산된 냉열은 압축기와 냉매, 그리고 증발기의 대체품으로 액체질소 또는 드라이아이스를 이용하여 구성할 수도 있다.

도 12는 본 발명에 따른 볼텍스 튜브(vortex tube)를 이용한 열생산부의 구성을 나타낸 도면으로, 와류관이 내장된 보텍스 튜브를 이용하여 온열 및 냉열을 생산할 수 있다.

즉, 압축공기를 이용해 온열과 냉열을 동시에 생산하는 보텍스 튜브는 내부에 있는 와류관에 의해 약 100만 RPM으로 회전하는 회오리 바람을 만들어내고, 기압을 이용하여 차가운 바람과 뜨거운 바람을 나누어 뿜어내는 기기로, 주로 공장에서 국소 냉방을 할 때 사용된다.

본 발명의 제2실시예에 따른 냉온열 치료기기(100a)는 도 13에 도시한 바와 같이, 사전 설정된 시간과 온도에 따라 온열과 냉열이 각각 교차되도록 반복적으로 제어하여 비염과 같은 질환을 갖는 신체의 코에 온열이나 냉열을 통한 온도자극을 전달하고, 코에서 온도자극에 대한 온도반응성이 유지되고 있는지 확인하는데 도움을 주고, 코에서의 혈관반응성이 깨진 환자에 대해 이를 회복시켜 치료할 수 있도록 제1실시예와 마찬가지로 열생산부(110), 전원부(120), 열전달부(130), 검사부(140) 및 제어부(150)를 포함할 수 있다.

여기서, 제1실시예와 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 부여하고, 이에 대한 상세한 설명은 이하 생략한다.

상기 열생산부(110)는 신체온도보다 높은 온도를 갖는 온열과 신체온도보다 낮은 온도를 갖는 냉열을 생산하여 제공하는 것으로, 이러한 열생산부에는 냉열 및 온열발생시 열전소자와 같은 냉열/온열생산부를 냉각하는 냉각부(160)를 포함할 수 있다.

이러한 냉각부(160)는 냉각수가 채워지는 밀폐용기를 갖추고 열교환된 냉각수를 상기 밀폐용기로 강제순환시키는 순환펌프를 갖추며, 열을 외부로 발산하여 방열하는 라디에이터를 포함할 수 있다.

상기 열전달부(130)는 상기 열생산부(110)에서 생산되는 온열이나 냉열을 신체의 코에 전달할 수 있도록 상기 열생산부로부터 일정길이 연장되는 일정길이 접촉호스(132)를 갖추어 상기 접촉호스의 단부로부터 토출되는 온열이나 냉열을 신체의 코 내부로 바람형태로 공급하는 것이다.

상기 접촉호스(132)에는 상기 열생산부에서 생산되는 온열이나 냉열의 온도변화를 방지하도록 외부면에 단열재를 감싸 설치하는 것이 바람직하다.

상기 열전달부(130)는 도 14a 내지 도 17b에 도시한 바와 같이, 박스형태의 본체(102)의 일측면으로부터 연장되어 냉열이나 온열을 바람형태로 신체의 코로 배출하여 전달하도록 일정길이를 갖는 접촉호스(132)를 포함할 수 있다.

상기 접촉호스(132)의 단부에는 신체의 코에 형성되는 두개의 콧구멍으로 진입되도록 한쌍의 토출구를 포함하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 한쌍의 토출구를 형성하여 신체의 코와 접하는 접촉호스의 단부에는 온열 또는 냉열에 의해서 온도자극되는 코의 온도를 감지하는 온도 감지 센서(152)를 적어도 하나 이상 배치하고, 이러한 온도 감지 센서(152)는 상기 제어부와 전기적으로 연결되어 온도측정값을 전송하는 것이다.

상기 검사부(140)는 제1실시예와 마찬가지로 상기 열전달부(130)의 접촉호스(132)를 통하여 온열과 냉열을 전달받아 온도자극을 받는 코의 혈관을 통한 적혈구의 혈류량을 측정하여 검사하고 측정된 적혈구의 혈류량은 접촉호스와 접촉하는 코의 혈관반응성의 정상여부를 판단하도록 제어부로 전송되는 것이다.

상기 제어부(150)는 상기 검사부(140)에서 측정되어 검사확인 적혈구의 혈류량을 근거로 하여 온도자극을 받은 신체의 코에 대한 혈관반응성의 정상여부를 사전에 입력된 기준값을 근거로 하여 판단하는 것이다.

그리고 상기 제어부(150)는 신체의 코에 대한 혈관반응성이 비정상으로 판단된 경우, 상기 열생산부(110)에서 생산되어 상기 열전달부(130)의 접촉호스를 통하여 바람형태로 전달되는 온열과 냉열을 사전에 설정된 주기에 따라 반복적으로 교차되도록 발생주기를 제어하고, 상기 온열의 온도를 사전에 설정된 최고온도까지 점진적으로 상승하도록 제어하고, 상기 냉열의 온도를 사전에 설정된 최저온도까지 점진적으로 하강되도록 제어하는 것이다.

본 발명의 제2실시 예에 냉온열 치료기기(100a)는 도 14a 내지 도 17b에 도시된 바와 같이, 신체의 코와 한쌍의 토출구가 접촉하게 되는 접촉호스(132)를 구비하는 본체(102)를 포함하고, 상기 본체(102)의 내부공간에는 외부로부터 공급되는 전류의 공급방향 전환에 의해서 열을 흡수하는 흡열반응과 열을 방출하는 방열반응이 반복적으로 생기는 현상인 펠티어 효과를 이용하는 펠티어 소자인 복수개의 열전소자(111)를 정렬배치한다.

이러한 본체(102)는 좌우한쌍의 수직대(103)를 따라 상하이동가능하게 조립되는 수평대(104)를 포함하고, 상기 수평대에는 상기 접촉호스의 토출구와 신체의 코가 마주하도록 신체의 턱이 받쳐지는 받침대(105)를 포함하고, 상기 받침대(104)는 상기 수평대의 길이중앙에 상하이동가능하게 조립되는 수직안내대(105a)와 결합된다.

이에 따라, 상기 받침대에 턱히 받쳐지면서 상기 신체의 코는 본체의 전면으로부터 연장되는 접촉호스와 마주하게 되며, 상기 접촉호스의 단부를 코에 접촉하는 작업을 보다 용이하게 수행할 수 있는 것이다.

또한, 상기 본체(102)의 내부공간에서 발생하는 폐열을 냉각하는 냉각부(160)를 포함하고, 이러한 냉각부는 일정량의 냉각수가 채워지는 워터자켓과 같은 밀폐용기를 포함하고, 상기 본체의 내부에서 발생하는 폐열과 열교환되고 외기와 열교환된 냉각수를 밀폐용기의 내외부로 강제로 순환시키는 순환펌프를 포함할 수 있으며, 이러한 순환펌프는 상기 제어부와 전기적으로 연결되어 상기 열생산부에서 생산하게 되는 온열 및 냉열생산 공정과 연동하여 작동제어될 수 있다.

상기 접촉호스를 갖는 본체의 내부공간에는 온열과 냉열을 바람형태로 전환시켜 상기 접촉호스를 통하여 신체의 코로 전달하도록 외기공급부를 포함하고, 상기 외기공급부(170)는 좌우한쌍으로 배치되는 열전소자(112)사이에 형성되는 공급유로를 통하여 외기를 강제로 공급하도록 전원인가시 펌핑력을 제공하는 공급펌프를 포함할 수 있다.

이러한 공급펌프는 상기 제어부와 전기적으로 연결되어 상기 열생산부에서 생산하게 되는 온열 및 냉열생산 공정과 연동하여 작동제어될 수 있다.

도 18은 신체의 코에서 혈류량을 측정하여 검사하기 위해서 환자의 머리 옆을 촬영한 적혈구 영상으로서, 도면에서 박스형태의 부위가 코와 대응하는 것이다.

도 19는 본 발명의 제2실시예에 따른 냉온열 치료기기를 이용하여 비염 증세를 갖지 않는 정상인으로부터 얻어지는 적혈구 영상데이터를 근거로 하여 코의 혈류량을 분석한 결과 그래프이다.

도 19에서, 접촉호스를 통하여 신체의 코에 점진적 냉열과 온열을 제공함에 있어서 큰 폭의 차이를 보이지는 않고 점진적 냉열일 때보다 점진적 온열일 경우 약간 증가하는 정도의 결과를 보임을 알 수 있다.

도 20은 본 발명의 제2실시예에 따른 냉온열 치료기기를 이용하여 비염 증세를 갖는 비정상인 환자에게 적용한 치료과정과 치료 중단 후 얻어지는 코 부위의 적혈구 영상결과와 혈류량을 분석한 결과 그래프이다.

도 19와 같이, 비염증세를 갖지 않는 정상인에서 얻었진 코의 영상분석결과 및 혈류량 그래프와 서로 비교해보면, 도 20과 같이 비염 전체적인 혈류량이 많은 것을 알 수 있고 치료 중일때보다 치료 후에 혈류량이 감소된 것을 알 수 있다. 이는 치료에 의해 일단 혈류량이 과다하게 많이 흘렀던 상태를 호전시키는 효과를 보였음을 알 수 있다.

또한, 도 20과 도 9를 서로 비교하여 보면, 온열과 냉열이 반복적으로 제공되는 코 부위는 손 부위와는 서로 다른 혈류량 분포를 나타내고 있다.

이는 손은 외부와 단절되어 있는 신체의 부위이고, 코는 외부와 연결되는 부위이기 때문일 것으로 판단되며, 코에 증상을 갖는 사람은 비염증세를 가지고 있는 사람이 대표적인 대상일 것이다.

이러한 환자들은 코막힘, 콧물 등의 증상을 호소하는데, 원인이 무엇이든간에 직접적인 기전은 코 안의 점막의 비후 및 코 점막세포로부터의 점액분비의 증가 등이 있다.

적혈구 영상을 통해 분석한 결과 이런 증상을 가진 사람은 지금까지는 두 가지 패턴을 나타내며, 첫번째는 코의 혈류량이 정상인에 비해 증가되어 있는 패턴을 타내며, 이는 점막의 비후로 인해 혈관에 혈류가 많이 모여있을 것이라는 예측과 맞아 떨어집니다. 두번째는 온열 및 냉열 온도 자극에 대해 정상인에서는 냉열일 때는 혈류량이 약간 감소하는 반면에 온열일 때는 혈류량이 약간 증가하는 패턴을 나타내지만 그 변화폭은 그리 크지 않은 패턴을 보이는 것에 비해 정상인이 아닐 경우는 이러한 반응 패턴이 교란되어 온열일 때 오히려 감소하고 냉열일 때 증가하는 패턴이거나 아예 이러한 패턴을 보이지 않고 무작위 반응을 보인다는 것이다.

이러한 경우 온열치료를 시행하였을 때 코의 혈관에서 측정되는 혈류량이 정상인과 비슷해는 방향으로 줄어들거나 냉열과 온열일 때 그 반응이 정상화되거나 일정 패턴을 보이는 방향으로 교정되는 과정을 거치는 것으로 연구결과가 나오고 있습니다.

혈류량의 정상범위는 신체부위마다 평가를 통해 확인하여야 하는 부분입니다. 또한, 외부자극 즉, 온도의 변화에 대한 우리 신체의 각 해당 부위의 혈류량의 변화정도는 해당 부위마다 다릅니다. 이 두 가지를 평가하여 각 신체부위마다 어떤 혈류량을 가지고 있고, 외부자극에 대해 반응을 어떻게 하는지에 대한 연구가 필요합니다.

한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 냉온열 치료기기를 제작하는 과정에서 유의할 점은 서서히 온도의 증가와 강하를 제공할 수 있는 시스템이어야 한다는 것과, 어떤 속도로 증감을 제공할 것인가와 어느 기간 동안 몇 도의 최고와 최저 온도를 제공할 것인가하는 의학적 판단을 통해 이루어져야 한다. 따라서 장치적인 면에서 온도의 증감 속도와 최고와 최저 온도를 셋팅할 수 있는 부분이 필수적으로 제공되면서 반복적으로 외부 환경의 변화로서 온도의 변화를 제공하여 혈관반응성의 유지를 판단하고 회복시켜 줄 수 있는 시스템을 제공한다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.

101,102 : 본체
111 : 열전소자
110 : 열생산부
120 : 전원부
130 : 열전달부
131 : 접촉부
132 : 접촉호스
140 : 검사부
150 : 제어부

Claims (9)

1. 온열과 냉열을 생산하는 열생산부;
   상기 열생산부와 전기적으로 연결되어 상기 열생산부에서 온열과 냉열을 각각 생산하도록 전원을 공급하는 전원부;
   상기 열생산부로부터 생산된 온열이나 냉열을 신체의 손이나 발이 접하는 접촉부를 통하여 전달하는 열전달부;
   상기 열전달부에 온열과 냉열을 전달받아 온도자극을 받는 상기 신체의 손이나 발의 혈관을 통한 적혈구의 혈류량을 측정하여 검사하는 검사부 ; 및
   상기 검사부에서 측정되어 확인된 적혈구의 혈류량을 근거로 하여 온도자극을 받은 신체의 손이나 발에 대한 혈관반응성의 정상여부를 판단하고, 혈관반응성이 비정상인 경우 열생산부에서 생산되어 상기 열전달부로 전달되는 온열과 냉열을 사전에 설정된 주기에 따라 반복적으로 교차되도록 발생주기를 제어하고, 상기 온열의 온도를 사전에 설정된 최고온도까지 점진적으로 상승하도록 제어하며, 상기 냉열의 온도를 사전에 설정된 최저온도까지 점진적으로 하강되도록 제어하고, 상기 접촉부를 통하여 온열이나 냉열을 제공하는 시간을 제어하는 제어부 ; 포함하는 냉온열 치료기기.
2. 온열과 냉열을 생산하는 열생산부;
   상기 열생산부와 전기적으로 연결되어 상기 열생산부에서 온열과 냉열을 각각 생산하도록 전원을 공급하는 전원부;
   상기 열생산부로부터 생산된 온열이나 냉열을 신체의 코에 상기 열생산부로부터 연장되는 일정길이의 접촉호스를 통하여 전달하는 열전달부;
   상기 열전달부에 온열과 냉열을 전달받아 온도자극을 받는 상기 신체의 코의 혈관을 통한 적혈구의 혈류량을 측정하여 검사하는 검사부 ; 및
   상기 검사부에서 측정되어 확인된 적혈구의 혈류량을 근거로 하여 온도자극을 받은 신체의 코에 대한 혈관반응성의 정상여부를 판단하고, 혈관반응성이 비정상인 경우 열생산부에서 생산되어 상기 열전달부로 전달되는 온열과 냉열을 사전에 설정된 주기에 따라 반복적으로 교차되도록 발생주기를 제어하고, 상기 온열의 온도를 사전에 설정된 최고온도까지 점진적으로 상승하도록 제어하며, 상기 냉열의 온도를 사전에 설정된 최저온도까지 점진적으로 하강되도록 제어하고, 상기 접촉호스를 통하여 온열이나 냉열을 제공하는 시간을 제어하는 제어부는 제어부 ; 포함하는 냉온열 치료기기.
3. 제1항에 있어서,
   상기 접촉부는 상기 열생산부를 내부수용하는 본체의 상부면에 열전도성 금속판재로 구비되고, 상기 열생산부는 상기 접촉부의 하부면에 구비되는 것을 특징으로 하는 냉온열 치료기기.
4. 제2항에 있어서,
   상기 접촉호스는 상기 열생산부를 내부수용하는 본체의 일측면으로부터 일정길이 연장되고, 상기 신체의 코와 마주하는 단부에는 냉열이나 온열이 바람형태로 토출되는 한쌍의 토출구를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉온열 치료기기.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한항에 있어서,
   상기 열생산부와 상기 열전달부 사이에 구비된 열 이동 통로에는 단열재가 설치되는 것을 특징으로 하는 냉온열 치료기기.
6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한항에 있어서,
   상기 열전달부는 신체가 접촉되는 단부에 온도 감지 센서가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 냉온열 치료기기.
7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한항에 있어서,
   상기 열생산부에서 생산되는 온열은 열전소자, 전열선, 볼텍스 튜브 중 어느 하나에 의해 생산되는 것을 특징으로 하는 냉온열 치료기기.
8. 제1항 내지 제4항 중 어느 한항에 있어서,
   상기 열생산부에서 생산되는 냉열은 압축기와 냉매 및 볼텍스 증발기, 액체 질소와 드라이아이스, 보텍스 튜브 중 어느 하나에 의해 생산되는 것을 특징으로 하는 냉온열 치료기기.
9. 제1항 내지 제4항 중 어느 한항에 있어서,
   상기 열전달부는, 선택적으로 개방되며, 신체의 일부 또는 하반신이 수용되는 박스 형태 또는 커버 형태의 밀폐공간부로 구성되는 것을 특징으로 하는 냉온열 치료기기.

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