KR20190047207A - 3차원 스캐너 기반의 레이저 또는 led 광원을 이용한 비침습적 침 족부궤양 치료장치 - Google Patents

3차원 스캐너 기반의 레이저 또는 led 광원을 이용한 비침습적 침 족부궤양 치료장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 당뇨성 족부궤양의 치료장치에 관한 것으로, 하부에 위치한 몸체; 상기 몸체의 상부에 위치하여 몸체에 형성된 회전 반경홈을 따라 이동하는 제1축; 상기 제1축에 연결되며 상하 방향으로 회전 이동하는 제2축; 상기 제2축에 연결되며 상하 방향으로 회전 이동하는 제3축; 상기 제3축에 연결되며 상하 방향으로 회전 이동하는 제4축; 상기 제4축에 연결되며 제1축, 제2축, 제3축, 제4축의 이동에 의해 환자의 족부 표면을 입체적으로 스캐닝하는 3D 스캐닝 모듈; 상기 제4축과 연결되며 제1축, 제2축, 제3축, 제4축의 이동에 의해 환자의 족부궤양 부분과 일정 거리를 유지하고, 최적의 각도로 위치하면서 치료용 레이저 또는 LED 광원을 조사하는 레이저 또는 LED 광원 모듈; 상기 제1축을 몸체에 구비된 회전 반경홈을 따라 수평 이동시키는 제1축 수평 이동모터; 상기 제1축을 좌우 방향으로 수평 회전시키는 제1축 회전모터; 상기 제2축을 상하 방향으로 수직 회전시키는 제2축 회전모터; 상기 제3축을 상하 방향으로 수직 회전시키는 제3축 회전모터; 상기 제4축을 상하 방향으로 수직 회전시키는 제4축 회전모터; 및 상기 이동모터, 회전모터, 3D 스캐닝 모듈, 치료용 레이저 또는 LED 광원 모듈을 동작, 제어하는 제어부를 포함하여, 족부궤양 부위의 3D 영상 생성을 통해 치료용 레이저 또는 LED 광원이 최적의 거리 및 방향에서 조사될 수 있도록 한다.

Description

3차원 스캐너 기반의 레이저 또는 LED 광원을 이용한 비침습적 침 족부궤양 치료장치{Medical device equipped with 3D scanning for treating foot ulcer noninvasively by using laser or LED}
본 발명은 당뇨병성 족부궤양(Diabetic Foot Ulcer)의 효율적인 광치료를 위한 비침습적 의료 치료장치에 관한 것이다.
당뇨병이란 췌장세포의 인슐린단백질 분비 기능이 떨어졌거나 분비된 인슐린 단백질이 다양한 원인에 의해 정상적인 기능을 수행하지 못할 때 일어나는 대표적인 대사 질환이다. 당뇨병 환자는 말초 신경병증 및 혈관질환을 가지고 있으며 이는 전체환자의 1/3이 경험하는 족부궤양의 원인이 되고 있다. 당뇨병 환자는 평생 약 15% 의 족부궤양의 위험성을 가지고 있다. 게다가, 50% 이상의 환자군에서 감염에 따른 약물치료를 필요로 하고 있는 실정이다. 당뇨병성 족부궤양에 따른 족부 감염은 하지절단의 주 원인이 되기도 한다.
당뇨병성 족부궤양의 치료와 예방을 위해서는 양방 치료나 한방 치료, 또는 양·한방의 병행치료법이 연구되고 있다. 당뇨병으로부터 기인한 족부의 구조적 변형과 외상과 같은 복합적인 위험인자는 발병율을 증가시키기 때문이다. 뿐만 아니라, 혈관병증 및 국소감염으로 인한 이차적 원인도 치료를 어렵게 하는 요인들이다. 이러한 다양한 위험인자는 단일 치료법으로 극복하기는 힘들며, 다양한 협력치료법이 필요한 이유이다.
이러한 의미에서, 최근 레이저 침을 필두로한 다양한 비침습적 한방치료법이 주목받고 있다. 특히, 레이저의 높은 결맞음(coherence)와 집적성을 이용하여 물리적인 침을 이용한 경혈자극을 구현할 수 있음이 증명되었고, 레이저 침은 전통침의 단점을 보완하는 새로운 침구학의 도구가 되었다. 레이저 침은 기존의 물리적 침습적 원리와 효과를 증명하였을 뿐만 아니라, 광선요법라는 광범위한 효과를 보여주고 있다. 광선요법이란 레이저, LED 와 같은 다양한 광원을 이용한 치료법으로 피부조직 내의 세포의 광에 의한 활성화 작용을 이용하여 손상된 피부조직을 회복시킬 수 있는 치료법이다. 뿐만 아니라, 비침습적 침 (레이저/LED) 은 물리적인 접촉 없이 치료할 수 있는 장점이 있다. 이는 당뇨병성 족부병변에 일반적인 족부감염의 치료에도 도움을 줄 수 있다. 당뇨병성 족부 감염은 그 중증도에 따라 상이하지만 일반적으로 호기성 그람양성알균 (gram-positive cocci) 및 그람음성막대균 (gram-negative bacilli) 등이 발견되며, 만성 당뇨병성 족부감염의 경우 혐기균과 함께 균이 함께 발견되기도 한다. 따라서, 레이저침과 같은 광치료는 그 큰 효과를 가져다 줄수 있다. 즉 이차 매개로 인한 감염의 위험이 없으며, 비교적 쉽고 경제적인 방법으로 시술 할 수 있는 장점이 있다.
최근에는 비침습적 침에 다양한 광원이 사용되고 있다. 이러한 장점에도 불구하고 현재 개발 및 구현되고 있는 제품에는 커다란 문제점이 있다.
이 치료법에서는 다양한 광원이 사용될 수 있다. He-Ne 및 Ga-As 저출력레이저는 말초자극, 창상치유 및 통제억제에 효과가 있으며, 최근에 활용되는 LED 광원도 다양한 피부질환에 적용되고 있다. LED 광원의 경우 레이저에 비해 적절한 광출력으로 넓은 면적에 광에너지를 도달하며 좁은 파장선폭 (wavelength bandwidth)를 가지고 있어 저출력의 치료용 목적의 광원으로 효과가 있다. 레이저의 경우 광원의 종류와 파장에 따라서 큰 부피와 발열이 문제점으로 지적되었지만, LED 의 경우 수명이 길고, 소비전력이 적어 부피가 작은 장점이 있다.
이러한 광원의 다양성에도 불구하고, 광원에 따른 족부궤양의 효과는 다양하게 보고되고 있다. 당뇨병성 족부궤양을 포함한 다양한 질환에서의 치료효과는 광원의 파장, 조사량, 세기, 조사시간 및 방법에 의존되는 것으로 널리 알려져 있다. 당뇨병성 족부궤양을 위한 광선요법은 상처회복 및 세포 재생에 효과가 있다고 알려져 있지만, 광원의 파장, 광강도 (Light intensity), 조사시간 및 면적에 따라 달라질 뿐만 아니라, 족부궤양 조직의 개인별 차이에 의해서 그 효과가 달라질 수 있다.
다양한 광원의 전자기기적 특성에 따라, 파장, 초기광 강도, 및 조사시간은 조절가능하나, 족부궤양조직의 침윤 깊이 및 조직의 형태한적인 차이에 따른 광원과 환부 간의 조사거리는 달라질 수 있는 문제점이 있다. 종래에는 의료시술자의 환부에 대한 조사거리를 일정하게 유지하면서 레이저 치료를 실시하는 것이 불가능하였다. 일부 휴대용 레이저침 제품의 경우 레이저침과 환부사이의 간격을 유지해줄 수 있는 조준기 (collimator)가 있기는 하지만, 이 경우 환부와의 접촉되어, 감염의 원인이 되는 문제점이 있다.
본 발명은 당뇨병성 족부궤양의 환부에 레이저 또는 LED 광원이 비침습적으로 일정한 거리, 최적의 각도를 유지하며 전달됨으로써 당뇨병성 족부궤양의 치료 효과를 극대화시키는 치료장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명은 하부에 위치한 몸체; 상기 몸체의 상부에 위치하여 몸체에 형성된 회전 반경홈을 따라 이동하는 제1축; 상기 제1축에 연결되며 상하 방향으로 회전 이동하는 제2축; 상기 제2축에 연결되며 상하 방향으로 회전 이동하는 제3축; 상기 제3축에 연결되며 상하 방향으로 회전 이동하는 제4축; 상기 제4축에 연결되며 제1축, 제2축, 제3축, 제4축의 이동에 의해 환자의 족부 표면을 입체적으로 스캐닝하는 3D 스캐닝 모듈; 상기 제4축과 연결되며 제1축, 제2축, 제3축, 제4축의 이동에 의해 환자의 족부궤양 부분과 일정 거리를 유지하고, 최적의 각도로 위치하면서 치료용 레이저 또는 LED 광원을 조사하는 레이저 또는 LED 광원 모듈; 상기 제1축을 몸체에 구비된 회전 반경홈을 따라 수평 이동시키는 제1축 수평 이동모터; 상기 제1축을 좌우 방향으로 수평 회전시키는 제1축 회전모터; 상기 제2축을 상하 방향으로 수직 회전시키는 제2축 회전모터; 상기 제3축을 상하 방향으로 수직 회전시키는 제3축 회전모터; 상기 제4축을 상하 방향으로 수직 회전시키는 제4축 회전모터; 및 상기 이동모터, 회전모터, 3D 스캐닝 모듈, 치료용 레이저 또는 LED 광원 모듈을 동작, 제어하는 제어부를 포함하는 레이저 또는 LED 광원을 이용한 비침습적 침 족부궤양 치료장치를 제공한다.
상기 3D 스캐닝 모듈은 피사체의 거리 및 위치를 측정하기 위한 라인 레이저 모듈과 상기 피사체에 반사되는 빛을 검출하는 검출부를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 제어부는 3D 스캐닝 모듈에 수집된 스캔 데이터를 분석하여, 환자 족부의 입체 영상을 생성하고, 족부 표면의 이상 유무로부터 족부 궤양 부분을 인식하여, 족부 궤양 부위에 치료용 레이저가 집중되도록 제어할 수 있다.
한편, 상기 제4축에는 모듈 지지체를 더 구비되고, 상기 모듈 지지체 내에 3D 스캐닝 모듈 및 치료용 레이저 또는 LED 광원 모듈이 장착될 수 있다. 제4축에는 상기 모듈 지지체를 수평회전시키는 모듈 지지체 회전모터가 더 구비될 수 있다.
본 발명에 따른 당뇨성 족부궤양 치료장치는, 3D 스캐닝 모듈을 통하여 환부의 3D 입체 영상을 미리 파악하여, 치료용 레이저 또는 LED 광원이 족부궤양 부위에 일정한 거리를 유지하고, 최적의 각도로 조사도록 함으로써 종래 치료방법에 비해 치료 효과를 증가시키는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 레이저 또는 LED 광원을 이용한 비침습적 침 족부궤양 치료장치를 나타내는 도이다.
본 발명은 족부궤양 환자의 효과적인 레이저 또는 LED 광원 치료가 이루어질 수 있도록, 3D 스캐닝 모듈을 장착하여 미리 족부궤양의 3D 영상 데이터를 생성한 후, 상기 입체 데이터를 바탕으로 치료용 레이저 또는 LED 광원이 치료에 최적화된 일정한 거리를 유지하는 한편, 최적의 각도로 조사될 수 있도록 한 당뇨성 족부궤양 치료장치를 제공한다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 족부궤양 치료장치는 하부에 몸체(10)가 위치하고, 상기 몸체(10) 상부에는 환자의 발 거치대(11)가 구비되며, 상기 발 거치대(11)와 일정한 거리에 반원형의 홈이 형성되어 있다. 상기 반원형의 홈 상에는 제1축(20)이 위치하며, 제1축은 제2축(30)과, 제2축은 제3축(40)과, 제3축은 제4축(50)과, 제4축은 모듈 지지체(63)와 각각 연결되어 있는 다축의 구조를 가진다. 상기 제1축(20)은 제1축 수평 이동모터(21)에 의해, 몸체 상부에 형성된 홈을 따라 반원형의 형태로 수평이동한다. 상기 반원형의 홈은 환자의 발 거치대(11)와 소정의 거리에서 형성되므로써, 3D 스캐닝, 레이저 치료가 족부궤양이 다양한 부위에서 이루어지도록 한다. 상기 제1축 하부에는 제1축을 그 자리에서 회전시키는 제1축 회전모터(22)가 구비된다. 상기 제1축 회전모터(22)의 회전에 의해 3D 스캐닝 모듈(60), 치료용 레이저 모듈(70)은 회전될 수 있게 된다.
상기 제1축의 상부에는 연결된 제2축을 상하 회전시키도록 제2축 회전모터(31)가 구비되어 있고, 제2축의 상부에는 연결된 제3축을 상하 회전시키도록 제3축 회전모터(41)가 구비되어 있고, 제3축의 상부에는 연결된 제4축을 상하 회전시키도록 제4축 회전모터(51)가 구비되어 있다.
모듈 지지체(63)은 제4축과 연결되어, 상기 제1축, 제2축, 제3축, 제4축의 동작에 의하여 3D 스캐닝 모듈(60)과, 치료용 레이저 모듈(70)은 그 위치 및 각도를 달리할 수 있으며, 이러한 것에 의해 환자 발의 3D 스캐닝이 가능하다. 3D 스캐닝 모듈(60)은 스캐닝을 위하여 조사되는 레이저 모듈(61)과, 상기 레이저 모듈(61)에서 조사된 빛이 피사체(환자 족부)에 반사되는 위치 및 크기를 검출하는 레이저 검출 모듈(62)을 포함하여 이루어진다. 3D 스캐닝을 위하여 상기 거리측정용 레이저 모듈(61)로는 라인레이저(line laser)가 바람직하다.
상기 각각의 구성은 제어부(미도시)를 통하여 동작, 제어된다. 상기 제어부는 이동모터, 회전모터의 동작을 각 각의 구성별로 제어하여 3D 스캐닝 모듈(60)과, 치료용 레이저 모듈(70)를 자유자재로 필요한 위치, 각도로 위치하게끔 제어한다. 상기 제어부는 3D 스캐닝 모듈(60)의 동작, 검출을 제어하여, 환자 족부궤양의 3D 입체 영상을 출력할 수 있다. 또한 상기 제어부는 생성된 3D 입체데이터를 기반으로 치료용 레이저 모듈(70)이 족부궤양의 치료에 최적화된 거리를 유지하면 조사되는 것을 제어할 수 있으며, 레이저 모듈(70)의 최적화된 각도를 설정할 수 있게 된다. 상기 제어부의 전반 데이터는 몸체 측면에 마련된 데이터 전송부를 통해 다른 PC에 저장되고 디스플레이될 수 있다.
10: 몸체 11: 발 거치대
20: 제1축 21: 제1축 수평 이동모터
22: 제1축 회전모터 30: 제2축
31: 제2축 회전모터 40: 제3축
41: 제3축 회전모터 50: 제4축
51: 제4축 회전모터 (61,62): 3D 스캐닝 모듈
61: 스캐닝용 레이저 모듈 62: 스캐닝용 레이저 검출 모듈
63: 모듈 지지체 70: 치료용 레이저 또는 LED광원 모듈
80: 데이터 전송부

Claims (6)

  1. 하부에 위치한 몸체;
    상기 몸체의 상부에 위치하여 몸체에 형성된 회전 반경홈을 따라 이동하는 제1축;
    상기 제1축에 연결되며 상하 방향으로 회전 이동하는 제2축;
    상기 제2축에 연결되며 상하 방향으로 회전 이동하는 제3축;
    상기 제3축에 연결되며 상하 방향으로 회전 이동하는 제4축;
    상기 제4축에 연결되며 제1축, 제2축, 제3축, 제4축의 이동에 의해 환자의 족부 표면을 입체적으로 스캐닝하는 3D 스캐닝 모듈;
    상기 제4축과 연결되며 제1축, 제2축, 제3축, 제4축의 이동에 의해 환자의 족부궤양 부분과 일정 거리를 유지하고, 최적의 각도로 위치하면서 치료용 레이저 또는 LED 광원을 조사하는 레이저 또는 LED 광원 모듈;
    상기 제1축을 몸체에 구비된 회전 반경홈을 따라 수평 이동시키는 제1축 수평 이동모터;
    상기 제1축을 좌우 방향으로 수평 회전시키는 제1축 회전모터;
    상기 제2축을 상하 방향으로 수직 회전시키는 제2축 회전모터;
    상기 제3축을 상하 방향으로 수직 회전시키는 제3축 회전모터;
    상기 제4축을 상하 방향으로 수직 회전시키는 제4축 회전모터;
    상기 이동모터, 회전모터, 3D 스캐닝 모듈, 치료용 레이저 또는 LED 광원 모듈을 동작, 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    레이저 또는 LED 광원을 이용한 비침습적 침 족부궤양 치료장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 3D 스캐닝 모듈은 피사체의 거리 및 위치를 측정하기 위한 라인 레이저 모듈과 상기 피사체에 반사되는 빛을 검출하는 검출부를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    레이저 또는 LED 광원을 이용한 비침습적 침 족부궤양 치료장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 3D 스캐닝 모듈에 수집된 스캔 데이터를 분석하여, 환자 족부의 입체 영상을 생성하고, 족부 표면의 이상 유무로부터 족부 궤양 부분을 인식하여, 족부 궤양 부위에 치료용 레이저가 집중되도록 제어하는 것을 특징으로 하는,
    레이저 또는 LED 광원을 이용한 비침습적 침 족부궤양 치료장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제4축과 연결되는 모듈 지지체를 더 구비하고, 상기 모듈 지지체 내에 3D 스캐닝 모듈 및 치료용 레이저 또는 LED 광원 모듈이 장착되는 것을 특징으로 하는,
    레이저 또는 LED 광원을 이용한 비침습적 침 족부궤양 치료장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 이동모터 및 회전모터는 서보모터로 구성되어 정밀제어되는 것을 특징으로 하는,
    레이저 또는 LED 광원을 이용한 비침습적 침 족부궤양 치료장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 몸체 상부에 환자의 발 거치대가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는,
    레이저 또는 LED 광원을 이용한 비침습적 침 족부궤양 치료장치.
KR1020170140793A 2017-10-27 2017-10-27 3차원 스캐너 기반의 레이저 또는 led 광원을 이용한 비침습적 침 족부궤양 치료장치 KR101983113B1 (ko)

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