KR20190040685A - 저출력 레이저를 이용한 이명/난청 치료기 - Google Patents

Abstract

저출력 레이저치료(LOW LEVEL LASER THERAPY, 이하 LLLT)로 적색~근적외선(Near InfraRed Radiation)영역의 광을 생체조직에 조사하여 그 기능을 활성화함으로서 이명/난청을 효과적으로 치료할 수 있는 간편한 구조의 치료기와 그 부수기구에 관한 것으로서, 특히 달팽이관을 포함하는 내이조직에 대하여 LLLT 를 조사함으로서 노화 또는 퇴화된 청각조직세포의 신진대사를 촉진하고 신경세포의 재생을 도움으로서 이명과 난청을 치유할 수 있는 수단을 제공하며 특히 비전문인이라도 부작용 없이 가정에서 시술할 수가 있는 것을 특징으로 한다.

Description

저출력 레이저를 이용한 이명/난청 치료기{TINNITUS/HARDNESS OF HEARING THERAPY DEVICE WITH LOW LEVEL LASER THERAPY}

본 발명은 인체의 청각기관 및 부수조직에 저출력 레이저치료(LOW LEVEL LASER THERAPY, 이하 LLLT)로 적색~근적외선(Near InfraRed Radiation)영역의 광을 생체조직에 조사하여 그 기능을 활성화함으로서 이명과 난청 장애를 치유 및 개선하는 기술 분야에 관한 것이다.

귓바퀴는 음파를 모으는 역할을 하며 소리의 방향을 인지하는 데 도움을 준다. 바깥귀길(외이도)는 한쪽이 폐쇄된 공명관으로 음압을 증가시키는 자연공명 효과를 가지고 있다. 고막은 외부로부터 속귀를 보호함과 동시에 음파를 이소골로 전도시키는 역할을 한다. 이소골은 속귀에 소리 진동을 전달하는 역할과 강한 소리 자극으로부터 속귀를 보호하는 역할을 수행한다. 이관은 고막의 양쪽을 같은 기압으로 유지시키며 고실의 환기를 담당한다. 속귀에는 미로와 림프액과 더불어 청각세포가 있어 청각기관으로서의 역할을 담당한다. 속귀의 전정기관에서 중력과 가속, 반고리관에서 운동과 회전감각을 담당한다

이명이란 외부에 음원이 없는데도 귀에 연속적 또는 단속적인 잡음이 들리는 것으로 자각하는 증상을 말하는데, 환자는 이 소리가 원인이 되어 두통, 수면장애, 신경쇄약, 우울증 등에 빠져서 일상생활에 심한 장애를 받게 되는 경우가 많다. 이명은 개인차가 크고 그 원인도 다양하지만 대체로 중이 (tympanum), 내이(inner ear) 조직을 포함한 청신경 계통의 이상이 원인이 되는 경우가 많은 것으로 알려져 있다. 그 중에서도 감각신경 계통의 노화(aging)에 의한 기능저하가 원인이 경우가 가장 흔하다. 구체적으로는 달팽이관(cochlea)의 유모세포(hair cell)가 질병, 노화, 피로 등에 의하여 손상 또는 퇴화하는데 수반하여 발생하는 일종의 신경-전기 잡음(spurious)이 이명의 형태로 들리게 된다는 설이 유력하다. 특히 과도한 소음환경에 장시간 노출된 경우, 일반적인 청력저하에 수반하여 발생하는 이명이 대표적인 경우이다. 이 밖에도 고혈압, 정신적 불안과 스트레스, 특정의 뇌신경질환 등이 원인이 되는 경우도 있는데, 이때는 이러한 근본 원인의 치료가 우선되어야 함은 물론이다. 이명 환자는 연령층에 비례하여 급격히 증가하는데, 한 통계에 의하면 우리나라에 있어서는 이명/난청 환자의 80% 이상이 40세 이상의 연령층인 것으로 보고되어 있다. 따라서 현대사회의 고령화 경향을 고려할 때, 이명에 대한 효과적인 치료법의 개발은 대단히 중요한 과제라고 볼 수가 있다.

위에 기술한 것과 같이 이명의 원인은 대체로 내이조직을 포함한 청각신경계통이 노화(aging), 만성피로 또는 각종 질환으로 그 기능이 저하 또는 퇴화된 것이 주요원인인 것으로 알려져 있다. 따라서 청각신경조직을 활성화시켜서 그 기능을 회생(rejuvenate)시키면 이명과 난청은 상당 수준 치유될 수가 있다. 그러나 지금까지 청각조직의 기능저하 또는 퇴화를 방지 내지 회복시키는 효과적인 약물은 개발되지 못하고 있다.

최근, 특정 특성의 전류를 생체조직에 인가하거나 레이저를 생체조직에 조사하면 세포조직이 활성화되고 내분비 작용이 증진되는 효과를 얻을 수 있는 것으로 알려지고 있다. 인체조직에 적색-근적외선 영역의 광선을 조사하면 생체조직의 창상. 염증, 부종 등이 치유되고, 말초신경통이 경감되는 등 많은 유익한 효과를 얻을 수 있다는 것이 증명되어 이 효과를 이용한 저출력 레이져 치료(Low Level Laser Therapy: LLLT)가 많은 주목을 받고 있다. 일반적으로 LLLT는 치유효과의 발현이 비교적 완만하다는 결점은 있지만, 극히 안전하고 부작용이 없으며 경제적이라는 특징이 있기 때문에 특히 비전문인에 의한 재택치료에 적합한 치료법이라 할 수가 있다.

이명, 난청과 관련한 선행 자료로는 대한민국 공개번호 10-2013-0005360(외이도 교대압을 이용한 이명 치료 장치 및 방법), 공개번호 10-2009-0118122(레이저 광원을 이용한 귓병 치료기) 가 있다. 본 발명은 상기 각 사례에 기초하여 이명/난청을 치료할 수 있는 비침습형 치료기를 제안하는 것으로서 안전하게 사용할 수 있는 대중적이고 저렴한 이명/난청치료기를 구현하는 것을 목적으로 한다.

이명/난청의 주요원인으로 지목되는 달팽이관을 비롯한 내이조직은 성인의 경우 대체로 두부 표면에서 3~5cm정도의 심부에 위치하고 있다. 따라서 이 부위에 저출력 레이저치료(LLLT) 광을 생체조직에 조사하여 그 기능을 활성화 시키기 위하여서는 사람들 마다 다른 내이도 길이, 깊이의 시술부위에 가변이 가능한 형태와 그 부착위치를 특별히 고려하여야 한다.

LLLT는 적색~ 근적외선 (Near Infrared Radiation:NIR)영역의 광을 생체조직에 조사할 때, 그 부위의 혈류가 증가하고 ATP 레벨이 현저히 높아지고 그 결과, 1) 모세혈관의 생성이 활발해지고, 2) DNA의 생성이 촉진되며, 3) 혈액의 산소담지량(酸素擔持量)이 증가하고, 4) 콜라겐과 의 생성이 촉진되고, 5) 인파류의 활동이 증가하고, 6) 육아발생(tissue granulation)이 촉진되며, 7) 식세포 작용

(phagocytosis)이 활성화 된다는 효과를 이용한 것이다. 이러한 효과는 결과적으로 생체의 1) 세포조직의 신진대사의 활성화, 2) 손상된 세포조직의 치유촉진 3) 가령과 병변에 의핸 세포조직의 재생과 퇴화방지(rejuvnate) 4) 세포조직의 면역력의 향상 등을 가능케 하기 때문에 인체의 각종 질병의 치료를 비롯하여 재활치료 분야, 공중 보건분야에 폭 넓게 응용될 수 있을 것으로 전망되고 있다.

이러한 NIR 에너지의 광-생물효과는 이 파장 범위의 광이 생체조직에 입사하면 그 광 에너지(photon)가 세포내의 세포막과 미트콘드리어(Mitochondria) 내부의 사이토크롬 C 산화효소(Cytochrome C Oxidase:CCO)과 포피린(Porphyrins) 등에 흡수되어 일중항 산소(singlet oxygen)을 발생하고, 세포막과 미트콘데리아 막 간의 전위경사를 조성하여 세포막의 투과성이 증가되고 ATP (Adenosine Triphosphate)의 레벨을 상승시킨다는데 원인이 있는 것으로 밝혀져 있다. 복합효소체 CCO는 두 개의 동 중심(copper center)인 CuA와 CuB에서 각 각 830nm(NIR)와 665 nm(적색광) 에 최대 흡수점이 있는데 이것이 주 광수용체(photoacceptor)로 작용하는 것으로 보고 있다. 따라서 LLLT에 적합한 광 에너지는 파장범위는 대체로 600~850nm 인 적색~NIR 영역이고 인가 에너지 의 량은 대체로 4~6 범위 인 것으로 알려져 있다.

성인의 경우 대체로 두부 표면에서 3~5cm정도의 심부에 위치한 이명/난청의 주요원인으로 지목되는 달팽이관을 비롯한 내이조직 즉 시술목표부위에 정확히 LLLT가 조사되도록 화이버의 위치,방향,거리를 조절되도록 한다.

비교적 간단한 장비로서 비전문가 라도 가정에서 이명과 난청을 치료할 수 있게 됨으로서 최근 격증하고 있는 고령자의 이명과 난청 문제의 해결에 큰 도움이 된다.

도1 인체의 내이 구조도
도2 본 발명에 의한 LLLT 조사 기능을 갖는 Head set
도3 LLLT 조사를 위한 Head set 에서 화이버가 장착되는 사례를 보여주는 일 실시예
도4 상기 도3에서 LLLT 조사를 위한 화이버 끝단의 방향을 제어할 수 있는 조절기구가 일체화한 어플리케이터
도5 상기 도4의 화이버 끝단(첨두부분)의 방향을 제어 할 수 있도록한 구조도
도6 상기 화이버 와 시술부위를 보기위한 카메라가 내장되는 Tube 구조의 일 실시예
도7 Head set와 일체화된 카메라로 시술부위의 영상을 보면서 시술하기 위한 장치의 연결도

본 발명의 구체적인 내용은 아래의 실시예를 들어 상세히 설명한다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 의해 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다. 단지 여기에서 설명될 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명은 도면1의 내이조직에 있어서 이명/난청의 주요원인으로 지목되는 달팽이관을 비롯한 청신경 계통의 생체조직에 저출력레이저 치료로

도2 에서와 같이 시술 목표부위에 타겟팅 하기 위한 카메라 센서와 타겟팅한 목표부위에 적색~근적외선 영역의 광을 직접 조사할 수 있도록 레이저 화이버가 내장된 첨두부분 가변형 Flexible Tube를 일체화하여 Head Set 형상으로 착용한 상태에서 시술을 편리하게 하였다.

도3, 도4 는 시술용 화이버와 카메라 센서가 일체화된 Tube를 취부하기 위한 어플리케이터 구조를 보여주는 것으로 도2의 Tube Assy(500)는 어플리케이터의 Tube 관통홀(303)에 삽입되어 상기 Flexible Tube 첨두부분을 시술부위 즉 원하는 방향과 깊이를 조절한 후 고정을 시키기 위한 Locking 기구(304)가 포함된 것을 나타낸 것이다.

Flexible Tube는 도6 (a)에서와 같이 Micro 카메라 센서가 삽입되는 홀, 시술용 레이저화이버가 삽입되는 홀, Tube의 첨두부분의 방향을 조절하기위한 스티어링 와이어(501,502)가 삽입되는 홀 등 다수개의 관통홀을 갖는 Flexible Tube 이다. 도5는 상기 가변형 Flexible Tube 의 첨두부분의 방향을 조절한 모습을 나타낸 것으로

도6 (b)에서의 스티어링 와이어(501,502)의 한쪽을 당기면 당긴쪽 방향으로 Flexible Tube의 첨두부분은 향하여 도5에서와 같이 방향조절이 된다

시술 목표부위를 타겟팅하기 위한 카메라 센서와 시술용 레이저 화이버는 도6 (a)와 같은 형상의 Tube에 삽입되어 구성될 수 있다. 이때 사용되는 Tube는 통상 Flexible Tube가 사용되며 도6 (b)에서와 같이 첨두부분은 Flexible하여 원하는 방향으로 조절이 가능하다. 이렇게 방향을 조절하여 시술목표부위에 저출력 LLLT에너지를 직접 조사 할 수 있게 된다.

LLLT를 조사하기 위한 일예로 레이저다이오드(LD)는 파장범위가 대체로 630nm~904nm 범위, 바람직하게는 780nm~840nm 범위에 속하고, 그 광 출력은 대체로 0.3~1600mW 범위, 바람직하게는 30mW~100mW 의 범위에 들어있는 것을 선택한다.

도7은 시술용 LLLT 화이버 와 카메라 센서가 내장된 Flexible Tube를 일체화한 Head Set에서 카메라의 Image sensor에서 획득한 정보를 Viewer(Image Process)를 통하여 내이조직 시술부위의 영상정보를 볼 수 있다.

최근, 세포조직의 신진대사 촉진을 통한 만성질병치료에 저출력 레이저광 요법(LLLT)이 주목을 받고 있는데, 본 발명은 PEMF 치료에 LLLT를 추가로 도입함으로서 치료효과의 상승작용을 얻을 수가 있다. 본 발명 이명/난청 치료기를 사용 할 때는 환자로 하여금 이명/난청 증상이 있는 귀에 장착하고, 정해진 루틴에 따라서 작동을 시킨다. 이러한 치료는 하루 10분 이상, 매일 하는 것을 권장한다.

300 : 어플리케이터
301 :　Head set에서 Tube Assy를 안내하는 Tube Guide Holder
302　:　Tube Assy를 회전 또는 각도 조절을 하기 위한 Pivot　
303 : Tube Guide Holder의 Tube 관통 홀
304　：시술방향 시술깊이 세팅후 Tube 위치를 고정하기위한 Lock 고정구
400 : 카메라 센서 와 시술용 레이저 화이버를 내장한 Tube Assy를 조합한 어플리케이터
500 : 카메라 센서 와 시술용 레이저 화이버를 내장한 Tube Assy
501,503 :　Tube 첨두부분의 방향조절을 위한 스티어링 와이어

Claims (4)

1. 저출력레이저를 이용하여 비침습적으로 이명 및 난청 장애를 치유하는 것을 목적으로,
   저출력레이저를 조사하기 위한 레이저화이버;
   레이저화이버를 내장하는 Tube 와 Tube가 관통하는 관통홀이 구비된 어플리케이터;
   저출력레이저 발생장치를 구비한 것을 특징으로 하는 이명/난청 치료기
   
2. 위 1항에 있어서,
   레이저화이버를 내장하는 Tube는 Flexible 한 것으로 첨두부분의 방향 조절이 가능한 것을 특징으로 하는 이명/난청 치료기
   
3. 저출력레이저를 이용하여 비침습적으로 이명 및 난청 장애를 치유하는 것을 목적으로,
   저출력레이저를 조사하기 위한 레이저화이버;
   시술목표부위를 보기위한 카메라센서;
   레이저화이버 와 카메라센서를 내장하는 Tube;
   상기 Tube가 관통하는 관통홀을 구비한 어플리케이터; 와 카메라 센서의 영상장치 및 저출력레이저 발생장치를 구비한 것을 특징으로 하는 이명/난청 치료기
   
4. 위 3항에 있어서,
   레이저화이버를 내장하는 Tube는 Flexible 한 것으로 첨두부분의 방향 조절이 가능한 것을 특징으로 하는 이명/난청 치료기
   
   

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