KR20200099953A - 전기 자극 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 환부에 가해지는 전류 및 이로 인한 전기 자극을 균일화시킬 수 있는 전기 자극 장치에 관한 것이다.
본 발명의 특징은, 입력되는 전기 자극 제어 신호에 따라 설정 주파수 및 설정 값의 전류를 생성하는 전기 자극 생성부와, 입력되는 전류 조절 제어 신호에 따라 전기 자극 생성부에서 생성된 전류를 조절하여 각각 출력하는 복수의 전류 조절부와, 복수의 전류 조절부로부터 출력되는 전류를 복수의 채널별로 각각 인가받는 복수의 전극이 일정 간격으로 배열되어 설치되며, 환자의 환부에 복수의 전극이 밀착하도록 부착되는 전기 자극 패치와, 복수의 전류 조절부로부터 복수의 전극에 각각 인가되는 전류치를 검출하여, 검출된 전류치에 상응하는 감지 신호를 각각 출력하는 복수의 전류 센서부, 및 입력되는 조작 명령에 따라 설정 주파수 및 설정 값의 전류를 생성하기 위한 전기 자극 제어 신호를 생성하여 전기 자극 생성부에 인가하되, 복수의 전류 센서부로부터 출력되는 각각의 감지신호를 입력받아 이를 통해 각각의 채널별로 현재 흐르고 있는 각각의 전류치를 판단하며, 판단된 각각의 전류치를 설정값과 비교하여 차이가 있을 경우, 차이가 있는 채널에 흐르는 전류치를 가감하여 설정값과 일치하도록 조절하기 위한 전류 조절 제어 신호를 생성하여 해당 채널의 전류 조절부에 인가하는 제어부를 포함한다.

Description

전기 자극 장치{Electrical Stimulator}

본 발명은, 물리 치료 등에 사용되는 전기 자극 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 전기 자극 장치는, 전극이 포함된 패치를 환자의 환부에 밀착시킨 상태에서 일정 주파수의 미세 전류를 패치의 전극에 인가하고, 이를 통해 환자의 환부에 미세 전류를 흐르게 함으로써, 환부의 통증을 경감시키고 뭉친 근육을 이완시키는 마사지 기능 등을 하는 물리 치료의 보조 도구이다.

이러한 전기 자극 장치는, 통상, 한쌍 또는 두쌍, 혹은 세쌍 이상의 패치가 쌍을 이루고, 쌍을 이룬 패치 사이에 있는 환부에 전기를 흐르게 한다.

상기한 구조의 종래의 전기 자극 장치는, 패치의 부착이 이루어지는 환부의 영역에 따라 임피던스가 달라지고 불균형함으로 인해, 가해지는 전류에 변동이 발생하여 균일한 전기 자극이 이루어지지 못함으로써, 환부에 따라 따가움 등이 발생하여 불쾌감을 일으킴은 물론, 치료 효과가 반감되는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은, 상기한 종래 기술의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 패치를 통해 환부에 가해지는 전류 및 이로 인한 전기 자극을 균일화시킬 수 있는 전기 자극 장치에 관한 것이다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 바람직한 일 양태의 전기 자극 장치는, 입력되는 전기 자극 제어 신호에 따라 설정 주파수 및 설정 값의 전류를 생성하는 전기 자극 생성부와, 입력되는 전류 조절 제어 신호에 따라 전기 자극 생성부에서 생성된 전류를 조절하여 각각 출력하는 복수의 전류 조절부와, 복수의 전류 조절부로부터 출력되는 전류를 복수의 채널별로 각각 인가받는 복수의 전극이 일정 간격으로 배열되어 설치되며, 환자의 환부에 복수의 전극이 밀착하도록 부착되는 전기 자극 패치와, 복수의 전류 조절부로부터 복수의 전극에 각각 인가되는 전류치를 검출하여, 검출된 전류치에 상응하는 감지 신호를 각각 출력하는 복수의 전류 센서부, 및 입력되는 조작 명령에 따라 설정 주파수 및 설정 값의 전류를 생성하기 위한 전기 자극 제어 신호를 생성하여 전기 자극 생성부에 인가하되, 복수의 전류 센서부로부터 출력되는 각각의 감지신호를 입력받아 이를 통해 각각의 채널별로 현재 흐르고 있는 각각의 전류치를 판단하며, 판단된 각각의 전류치를 설정값과 비교하여 차이가 있을 경우, 차이가 있는 채널에 흐르는 전류치를 가감하여 설정값과 일치하도록 조절하기 위한 전류 조절 제어 신호를 생성하여 해당 채널의 전류 조절부에 인가하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 복수의 전극은 각각의 채널별로, n개의 전극들이 연결되어 그룹화되어 있는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 전기 자극 패치는 2개 이상으로서, 환자의 환부에 쌍을 이루어 부착되며, 쌍을 이루는 전기 자극 패치들 중 한쪽의 전기 자극 패치에 있는 복수의 전극과 다른 쪽의 전기 자극 패치에 있는 복수의 전극 간에 환부를 통해 전류가 흐르도록 회로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 전기 자극 패치는 단수개로서 사용될 수 있도록, 하나의 전기 자극 패치내의 복수의 전극 간에 쌍을 이루어 환부를 통해 전류가 흐르도록 회로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 전기 자극 패치는 단수개로서 사용될 수 있도록, 하나의 전기 자극 패치내의 복수의 전극들은, 하나의 채널에 속하는 전극들과 다른 채널에 속하는 전극들 간에 쌍을 이루어 환부를 통해 전류가 흐르도록 회로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 전기 자극 장치에 따르면, 패치를 통해 환부에 가해지는 전류 및 이로 인한 전기 자극이 균일화됨으로써, 환부에 따가움 등의 부작용이 발생하지 않고, 치료 효과가 향상되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기 자극 장치의 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기 자극 장치의 외관 및 이를 환자의 환부에 부착한 상태를 예시한 예시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 바와 같이 전기 자극 패치를 한쌍으로 구성한 경우의, 각 전기 자극 패치내의 전극들의 회로 구성을 예시한 예시도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 자극 장치의 외관 및 이를 환자의 환부에 부착한 상태를 예시한 예시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 바와 같이 전기 자극 패치를 단수개로 구성한 경우의 전기 자극 패치내의 전극들의 회로 구성을 예시한 예시도이다.

이제 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기 자극 장치의 블록 구성도이다. 그리고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기 자극 장치의 외관 및 이를 환자의 환부에 부착한 상태를 예시한 예시도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기 자극 장치는, 크게 본체부(1)와 전기 자극 패치(2)로 구성된다.

본체부(1)는 조작 입력부(10), 제어부(20), 전기 자극 생성부(30), N개의 전류 조절부(40-1~40-N), N개의 전류 센서부(50-1~50-N)를 포함한다.

그리고 전기 자극 패치(2)는 전기선(3)과 커넥터부(3A)를 통해 N개의 전류 조절부(40-1~40-N)와 전기 접속되는 복수의 전극(60-1~60-N)을 포함하는데, 각 전극(60-1~60-N)은 채널(Ch1~Ch-n)별로 n개씩 그룹화되어 직렬로 연결된 회로 구성을 갖는다. 참고적으로, 여기서 N과 n은 정수이나, 동일하지 않은 수이다.

본체부(1)는 플라스틱이나 금속 합금제 등의 케이스로 외관이 이루어지고, 외부면에는 조작을 위한 버튼이 구비되어 있다.

버튼이 조작되면, 조작 입력부(10)에서는 그에 상응하는 조작 명령 신호를 발생하여 제어부(20)로 입력한다.

제어부(20)는, 조작 입력부(10)로부터 입력되는 조작 명령 신호에 의거하여, 입력된 조작 명령을 판별하며, 판별된 조작 명령에 따라 설정 주파수 및 설정 값의 전류를 생성하기 위한 전기 자극 제어 신호를 생성하여 전기 자극 생성부(30)에 인가한다.

그리고, 제어부(20)는, N개의 전류 센서부(50-1~50-N)로부터 출력되는 후술될 각각의 감지신호를 입력받아 이를 통해 후술될 각각의 채널별로 현재 흐르고 있는 각각의 전류치를 판단하며, 판단된 각각의 전류치를 설정값과 비교하여 차이가 있을 경우, 차이가 있는 채널에 흐르는 전류치를 가감하여 설정값과 일치하도록 조절하기 위한 전류 조절 제어 신호를 생성하여 N개의 전류 조절부(40-1~40-N) 중 해당하는 채널의 전류 조절부에 인가한다.

전기 자극 생성부(30)는, 제어부(20)로부터 입력되는 전기 자극 제어 신호에 따라 설정 주파수 및 설정 값의 전류를 생성하여, 이를 N개의 전류 조절부(40-1~40-N)에 각각 인가한다.

N개의 전류 조절부(40-1~40-N)는, 제어부(20)로부터 입력되는 전류 조절 제어 신호에 따라 전기 자극 생성부(30)에서 생성된 전류를 조절하여 각각 출력한다.

N개의 전류 센서부(50-1~50-N)는, N개의 전류 조절부(40-1~40-N)로부터 전기 자극 패치(2)의 복수의 전극(60-1~60-N) 중 각각의 채널별 전극들에 인가되는 전류치를 각각 검출하여, 검출된 전류치에 상응하는 감지 신호를 각각 출력하여 제어부(20)로 입력한다.

도 3은 도 2에 도시된 바와 같이 전기 자극 패치를 한쌍으로 구성한 경우의, 각 전기 자극 패치내의 전극들의 회로 구성을 예시한 예시도이다.

도 3에 예시된 바에 따르면, 전기 자극 패치는 2개가 쌍을 이루도록 구성되며, 쌍을 이루는 전기 자극 패치들(2', 2" )들 중 한쪽의 전기 자극 패치(2')에 있는 각 채널(Ch1~Ch-N)별 전극들(60'-1~60'-N)과 다른 쪽의 전기 자극 패치(2")에 있는 각 채널(Ch1~Ch-N)별 전극들(60"-1~60"-N) 간에 환부를 통해 전류가 흐르도록 회로 구성되어 있다.

구체적으로는, N개의 전류 조절부(40-1~40-N)의 각각의 전류 조절부별로 일단의 전류 공급선(3')이 한쪽의 전기 자극 패치(2')에 있는 각 채널(Ch1~Ch-N)별 전극들(60'-1~60'-N)에 직렬 연결되고, N개의 전류 조절부(40-1~40-N)의 각각의 전류 조절부별로 타단의 전류 공급선(3")이 다른 쪽의 전기 자극 패치(2")에 있는 각 채널(Ch1~Ch-N)별 전극들(60"-1~60"-N)에 직렬 연결되어 있다.

이와 같이 구성함으로써, N개의 전류 조절부(40-1~40-N)의 각각의 전류 조절부에서 출력된 설정 값(예컨대, 2mA)의 미세 전류가, 한쪽의 전기 자극 패치(2')에 있는 각 채널(Ch1~Ch-N)별 전극들(60'-1~60'-N)과, 다른 쪽의 전기 자극 패치(2")에 있는 각 채널(Ch1~Ch-N)별 전극들(60"-1~60"-N) 사이에서, 환자의 환부를 통해 흐르게 된다.

이때, 환자의 환부를 통해 흐르는 미세 전류는, 각각의 전기 자극 패치(2', 2")에 N개의 채널(Ch1~Ch-N)별로 n개씩 매트릭스(N*n) 형태로 배열된 복수의 전극들(60'-1~60'-N, 60"-1~60"-N)을 통해 매트릭스(N*n) 형태로 복수의 미세 전류가 넓은 영역에 걸쳐 고르게 흐르게 된다.

또한, 각 채널(Ch1~Ch-N)별로 현재 흐르고 있는 각각의 전류치를 N개의 전류 센서부(50-1~50-N)를 통해 검출하여 제어부(2)로 피드백하고, 제어부(2)의 비교에 의해, 각각의 전류치 중 설정값과 비교하여 차이가 있을 경우, 제어부(2)가 N개의 전류 조절부(40-1~40-N) 중 해당하는 채널의 전류 조절부를 제어하여, 차이가 있는 채널에 흐르는 전류치를 가감하여 설정값과 일치하도록 조절한다.

이와 같이, 환부에 매트릭스 형태로 복수의 미세 전류를 흐르게 함과 더불어, 환부의 영역별 임피던스의 차이로 인해 흐르는 전류치에 변동이 발생하는 경우, 이를 피드백 제어를 통해 설정값의 일정한 전류가 흐르도록 환부에 흐르는 채널별 전류치를 조절함으로써, 환부의 영역별 임피던스의 차이에 영향을 받지 않고 환부의 전 영역에 대해 균일한 전기 자극을 가할 수 있게 된다.

이를 통해 피부 따가움 등의 부작용 발생을 방지할 수 있고, 전기 자극에 의한 물리 치료의 효과를 향상시킬 수 있다.

상기한 본 발명의 바람직한 실시예에서는 전기 자극 패치를 한쌍으로 구성한 경우를 예로 들어 설명하였으나, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 전기 자극 패치를 도 4에 도시하는 바와 같이 단수개로서 사용할 수 있도록, 도 5에 도시하는 바와 같이, 하나의 전기 자극 패치내의 N개의 전극들 간에 쌍을 이루어 환부를 통해 전류가 흐르도록 회로 구성되어 있다.

상기한 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 자극 패치(200)는, 도 5에 도시된 바와 같이 N개의 채널(Ch-1~Ch-N) 중 인접한 채널끼리 쌍을 이루는데, 가장 상위의 인접한 채널 2개를 예로 들면, 인접한 쌍의 한쪽 채널(Ch-1)의 전극들(60'''-1)이 N개의 전류 조절부(40-1~40-N) 중 전류 조절부(40-1)의 일단에 직렬 연결되고, 인접한 쌍의 다른쪽 채널(Ch-2)의 전극들(60'''-2)이 N개의 전류 조절부(40-1~40-N) 중 전류 조절부(40-1)의 타단에 직렬 연결된다.

그리고, 다른 쌍의 채널의 전극들이 상기한 바와 동일한 방식으로 N개의 전류 조절부(40-1~40-N) 중 다른 전류 조절부들에 각각 연결되도록 구성되며, 인접하여 쌍을 이루는 채널들과 다른 인접 쌍의 채널들 사이에는 절연 구조(300)가 개재됨으써, 각 채널별 간섭 및 단락 발생을 방지하도록 구성되어 있다.

이와 같이 구성하면 인접한 쌍의 채널별 전극들 사이에 있는 환부를 통해 미세 전류를 흐르게 할 수 있고, 이러한 구조의 덕택으로 단수개의 전기 자극 패치로 전기 자극에 의한 물리 치료를 할 수 있다.

이러한 회로 구성 및 구조의 전기 자극 패치(200)는 앞서의 본 발명의 실시예에서 설명한 것과 동일한 방식으로 작동하고, 매트릭스 형태로 전류를 환부에 흘릴 수 있으므로, 마찬가지로, 환부에 균일한 전기 자극을 가하여, 피부의 따가움 같은 부작용을 방지하고 물리 치료의 효과를 향상시킬 수 있다.

이상 본 발명의 바람직한 실시예 및 다른 실시예에 대해 설명하였는데, 본 발명은 앞서 설명한 실시예들에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상에 속하는 한, 본 발명을 기초로 한 모든 수정, 변형, 개선된 구조도 모두 본 발명의 권리 범위에 속한다는 것은 자명하다.

1: 본체부
2: 전기 자극 패치
3: 전기선
3A: 커넥터부
10: 조작 입력부
20: 제어부
30: 전기 자극 생성부
40-1~40-N: 전류 조절부
50-1~50-N: 전류 센서부
60-1~60-N: 전극

Claims (5)

1. 입력되는 전기 자극 제어 신호에 따라 설정 주파수 및 설정 값의 전류를 생성하는 전기 자극 생성부와,
   입력되는 전류 조절 제어 신호에 따라 전기 자극 생성부에서 생성된 전류를 조절하여 각각 출력하는 복수의 전류 조절부와,
   복수의 전류 조절부로부터 출력되는 전류를 복수의 채널별로 각각 인가받는 복수의 전극이 일정 간격으로 배열되어 설치되며, 환자의 환부에 복수의 전극이 밀착하도록 부착되는 전기 자극 패치와,
   복수의 전류 조절부로부터 복수의 전극에 각각 인가되는 전류치를 검출하여, 검출된 전류치에 상응하는 감지 신호를 각각 출력하는 복수의 전류 센서부, 및
   입력되는 조작 명령에 따라 설정 주파수 및 설정 값의 전류를 생성하기 위한 전기 자극 제어 신호를 생성하여 전기 자극 생성부에 인가하되, 복수의 전류 센서부로부터 출력되는 각각의 감지신호를 입력받아 이를 통해 각각의 채널별로 현재 흐르고 있는 각각의 전류치를 판단하며, 판단된 각각의 전류치를 설정값과 비교하여 차이가 있을 경우, 차이가 있는 채널에 흐르는 전류치를 가감하여 설정값과 일치하도록 조절하기 위한 전류 조절 제어 신호를 생성하여 해당 채널의 전류 조절부에 인가하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 자극 장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   복수의 전극은 각각의 채널별로, n개의 전극들이 연결되어 그룹화되어 있는 것을 특징으로 하는 전기 자극 장치.
   
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   전기 자극 패치는 2개 이상으로서, 환자의 환부에 쌍을 이루어 부착되며, 쌍을 이루는 전기 자극 패치들 중 한쪽의 전기 자극 패치에 있는 복수의 전극과 다른 쪽의 전기 자극 패치에 있는 복수의 전극 간에 환부를 통해 전류가 흐르도록 회로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전기 자극 장치.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   전기 자극 패치는 단수개로서 사용될 수 있도록, 하나의 전기 자극 패치내의 복수의 전극 간에 쌍을 이루어 환부를 통해 전류가 흐르도록 회로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전기 자극 장치.
   
5. 청구항 2에 있어서,
   전기 자극 패치는 단수개로서 사용될 수 있도록, 하나의 전기 자극 패치내의 복수의 전극들은, 하나의 채널에 속하는 전극들과 다른 채널에 속하는 전극들 간에 쌍을 이루어 환부를 통해 전류가 흐르도록 회로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전기 자극 장치.
   

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