KR20210058863A

KR20210058863A - 접촉 센서를 포함하는 가려움증 및 헤르페스 질환 치료용 장치

Info

Publication number: KR20210058863A
Application number: KR1020217009651A
Authority: KR
Inventors: 다니엘 벵거 본 웜
Original assignee: 데어마팜 에이쥐
Priority date: 2018-09-05
Filing date: 2019-09-05
Publication date: 2021-05-24
Also published as: EP3846754A1; PT3846754T; EP3846753A1; EP3846753B1; TW202023486A; US20210322205A1; JP2021534918A; EP3846754B1; CN112638335A; PL3846754T3; WO2020049070A1; KR20210062024A; WO2020049071A1; JP2022500105A; US20210322204A1; CN112638336A; ES2950010T3; ES2935492T3

Abstract

본 발명은 피부의 가려움증 및/또는 헤르페스 질환을 치료하기 위한 장치에 관한 것으로, 제어 장치는 가열 단계에서 적어도 하나의 가열 요소를 치료 표면이 피부와 접촉하는 동안 접촉 온도로 가열함으로써 피부를 향하는 외부 면의 치료 표면을 조절하도록 그리고 치료 단계에서 온도를 유지하도록 구성되고, 여기서 상기 장치는 적어도 하나의 접촉 센서를 포함한다.

Description

접촉 센서를 포함하는 가려움증 및 헤르페스 질환 치료용 장치

가려움(가려움증)은 피부 또는 점막에서 발생하는 주관적으로 불쾌한 감각 지각이다. 이는 국부적으로 제한되거나 신체 전체에 영향을 미칠 수 있다. 종종 가려움증에는 타는듯한 느낌, 찌르거나 쑤시는 느낌이 수반되며, 그 영향을 받는 사람은 종종 할퀴거나, 긁거나, 문지르거나, 꼬집거나, 치대거나 마찰시키면서 해소하려고 시도한다. 따라서 가려움증은 종종 긁힌 자국, 상처, 딱지 및 피부 감염과 같은 병리학적인 피부 발현을 초래한다. 최신 기술은 가려움증이 피부의 통증 수용체에 의해 매개되고 자율 신경계를 통해 뇌로 전달된다고 가정한다. 가려움증의 원인은 매우 다양할 수 있다. 건성 피부, 수분 부족 또는 알레르기 외에도 가려움증은 모기에 물리거나 냉소 병과의 접촉과 같은 외부 물질 및 피부 자극으로 인해 발생할 수 있다. 가려움증은 화학적, 기계적 또는 열적 자극에 대한 반응일 수 있다. 의학적 관점에서 가려움증을 유발하는 원인 또는 기저 질환은 광범위한 피부과 및 내부 질환에 걸쳐 있다.

많은 약품 또는 화장품이 가려움증의 약제학적 치료로 알려져 있다. 예를 들어, 멘톨, 티몰 또는 장뇌(camphor)를 포함하는 에센셜 오일은 단기 냉각을 생성하는 데 사용된다. 또한, 크림 또는 로션과 같은 스킨 케어 약제는 피부의 수분 함량을 증가시킴으로써 통증 완화 효과를 가질 수 있다. 또한, 항히스타민제는 유용한 치료 옵션을 나타낸다.

그러나 벌레 물림에 다량의 열을 도입함으로써 가려움의 유발을 감소시키는 것도 선행 기술로부터 알려져 있다. 특히 모기에 물린 부위의 열 치료 장치는 EP 1231875 B1 및 WO 01/34074 A1에 설명되어 있다. 이를 위해 가열판을 가열 단계에서 50 ~ 65℃ 범위의 최대 온도로 만들고 이 온도에서 2 ~ 12초의 치료 기간 동안 유지한다. 제어 장치는 ±3℃ 미만의 허용 오차를 보장해야 한다. 고열 치료의 가능한 적용은 헤르페스 질병으로 확장된다. DE 102005002946 A1에서 헤르페스 질환 치료용 장치가 알려져 있다. 열 적용은 한편으로는 단순 포진 바이러스에 대한 중화 효과에 의해 원인 병원체의 증식을 억제한다. 한편, 단기 열처리는 온도에 민감한 신경을 자극하여 헤르페스 질환의 가려움증을 가려준다.

마찬가지로, 가려움증 및 헤르페스 질환의 고열 치료를 위한 장치는 WO 2018/011262 A1 (또는 EP 3 269 340 A1) 및 WO 2018/011263 A1에 공지되어 있으며, 이는 용도에 따라 목표 온도 및 치료 기간을 제안한다.

WO 2006/125092 A2는 열 적용에 의한 피부 질환의 국소 치료를 위한 장치를 개시한다. WO 2006/125092 A2의 초점은 장치에 교체 가능한 캡을 제공하는 것이다. 온도 조절은 치료 표면 근처에 설치된 서미스터를 통해 이루어진다.

US 6 245 093 B1은 열로 가려움증을 치료하는 장치에 관한 것이다. 46℃ 및 62℃의 넓은 창 내에서 가려움증에 대한 치료 온도가 공개되었다. 온도는 온도 센서로 측정하고 컨트롤러로 모니터링하여 치료 표면의 온도를 ± 1℃ 이내로 제어하는 것을 목표로 한다.

WO 2007/082648 A1은 열을 가하여 벌레 물림 또는 쏘임을 치료하는 장치를 설명한다. 장치는 다른 재료 중에서도 세라믹 또는 금으로 만들어질 수 있는 접촉 표면으로서 평평한 본체를 포함한다. 온도는 온도 의존 저항과 수동 스위치를 통해 수동적으로 제어되어 50℃-65℃ 범위의 바람직한 치료를 시작하고 중지한다.

종래 기술로부터 알려진 고열 치료용 장치는 벌레 물림, 헤르페스 질병, 해파리 쏘임 또는 가려움증과 관련된 기타 질병의 증상을 완화하기 위한 광범위한 적용을 특징으로 한다. 그러나 장치는 또한 단점을 나타낸다.

알려진 장치에서 일반적으로 사용되는 가열판을 가열할 때 지나치게 높은 온도로 인해 주관적으로 감지되는 온도 변동과 강한 통증 인식이 발생할 수 있다. 이는 특히 불충분하게 알려졌고 따라서 치료 동안 접촉 온도가 너무 부정확하게 제어되었기 때문이라는 것이 본 발명자들에 의해 인식되었다. 특히 접촉 온도가 정의된 치료 범위를 초과하는 경우 관련된 온도 변동은 피험자가 치료를 중단하고 치료의 성공을 감소시킬 수 있다.

<발명의 목적>

본 발명의 목적은 종래 기술의 단점을 제거하는 장치를 제공하는 것이다. 특히, 가려움증 또는 헤르페스 질환의 치료에 적합하고 안전하고 보다 정확한 제어, 증가된 효과, 적용 편의성 및 관련 사용자 준수를 특징으로 하는 장치가 제공되어야 한다.

<발명의 설명>

바람직한 실시 예에서, 본 발명은 따라서 다음을 포함하는 피부의 가려움증 및/또는 헤르페스 질환을 치료하기 위한 장치에 관한 것으로,

a) 하나 이상의 치료 표면 및

b) 상기 치료 표면의 온도를 조절하기 위한 제어 장치를 포함하고,

상기 제어 장치는 치료 표면이 피부와 접촉하는 동안 가열 단계에서 적어도 하나의 가열 요소를 접촉 온도로 가열함으로써 피부를 향하는 외부 면의 치료 표면을 조절하고 치료 단계에서 접촉 온도를 유지하도록 구성되고, 여기서 상기 장치는 적어도 하나의 접촉 센서를 포함한다.

고열 치료(hyperthermic treatment)를 수행하기 위해, 본 발명에 따른 제어 장치는 치료 표면(treatment surface)이 피부와 접촉하는 동안 적어도 하나의 가열 요소를 가열함으로써 치료 표면이 43℃ ~ 47℃의 접촉 온도로 가이드 되는 것을 보장한다. 본 발명의 의미에서, 접촉 온도는 후자가 피부 부위와 접촉하는 동안 치료 표면이 피부를 향하는 외부 면에 갖는 온도를 나타낸다. 따라서 본 발명에 따르면, 바람직하게는 치료 표면의 접촉 온도와 비접촉 온도 사이에 구별이 이루어진다. 여기서, 비접촉 온도는 피부나 입술에 닿지 않는 경우, 예를 들어 열 부하 없이 공기와만 접촉하는 경우 치료 표면의 온도에 해당한다.

알려진 고열 장치에서, 치료 표면의 온도는 일반적으로 비접촉 온도를 기준으로 가열 요소에 의해 조절된다. 이는 제어 장치의 매개 변수가 열 부하 없이 온도 곡선의 표준화된 측정을 기반으로 결정됨을 의미한다. 이러한 조절은 피부를 향하는 면 또는 피부에서 멀어지는 면의 치료 표면 온도 조절을 반드시 구별하지 않는다.

본 발명자들은 특히 민감한 부위의 치료에서 그러한 조절이 충분히 정확하지 않다는 것을 깨달았다. 이것은 변동과 주관적으로 인지된 통증으로 이어질 수 있으며, 이는 피험자의 순응도(피험자의 적극적 참여 의지)를 감소시켜 성공적인 치료의 성공을 감소시킨다.

특히, 이러한 제어는 예를 들어 입술과 같은 민감한 부위에 대한 헤르페스 질환의 치료를 위해 충분히 정확하지 않으며, 장치가 바람직하게 적합하다. 예를 들어 피부가 얇아지면 생리적 손상이 입술에 더 쉽게 발생한다. 또한 결과적으로 통증에 대한 민감도가 높아진다. 특히 정확한 온도 조절은 얼굴, 손등 또는 팔 안쪽과 같은 피부의 얇은 부위에 벌레 물린 경우 가려움증 치료에 탁월한 결과를 가져올 수 있다.

본 발명의 의미에서, “치료 표면의 외부 면”은 장치의 외부로부터 접근할 수 있는 치료 표면의 측면을 지칭하고, 따라서 장치가 사용될 때 피부를 향하는 면에 대응한다. "피부를 향하는 치료 표면의 외부 면(outer side)"이라는 용어의 사용은 주로 설명적이다. 고열 장치의 경우 치료 표면의 바깥쪽과 안쪽이 항상 정의된다. 내부면(inner side)은 바람직하게는 피부로부터 멀어지는 면을 지칭한다. 하우징의 경우 치료 표면이 하우징 표면에 통합되어 외부와 달리 내부가 접근할 수 없거나 외부에서 보이지 않는 것이 바람직하다.

정확한 접촉 온도를 조정하기 위해 장치에는 피부와 접촉하는 동안 치료 표면의 온도를 측정하고 그에 따라 가열 요소를 조절하는 온도 센서를 포함할 수 있다. 온도 센서가 예를 들어 치료 면의 안쪽에 설치되어 있기 때문에, 피부를 향하는 외부에서 직접 치료 면의 온도를 측정하지 않는 경우, 상기 온도 센서의 측정 값에 대한 제어 장치의 목표 온도는 접촉 온도가 지정된 범위 내에서 정확하게 유지되도록 조정할 수 있다. 예를 들어, 그에 상응하는 더 높은 목표 온도는 실험 테스트 또는 열 흐름 계산을 기반으로 설정할 수 있다. 이것은 치료 표면이 피부와 접촉할 때 접촉 온도가 유지되도록 보장한다. 유리하게도, 실험은 사람의 피부, 특히 입술이 서로 다른 피험자에 걸쳐 유사한 열적 특성을 가지고 있음을 보여 주어 실험적 또는 이론적 결과가 안정적으로 이전될 수 있다. 특히 피험자의 동일한 사지의 열적 특성이 종종 매우 유사하므로 이러한 열적 특성을 사용하여 접촉 온도를 결정할 수 있다. 예를 들어, 장치는 입술과 같은 특정 사지를 치료하는데 적합할 수 있으며 열적 특성을 고려할 수 있다. 또한 치료할 사지의 특성이 치료에 고려될 수 있도록 우선적으로 설정되거나 자동으로 감지될 수 있다.

고열 치료주기 동안 피부를 향한 치료 표면의 외부 면은 먼저 접촉 온도까지 가열된다. 가열 단계는 더 긴 시간을 필요로 하지 않는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 가열 단계는 10초를 초과하지 않아야 하며, 특히 바람직하게는 3초를 초과하지 않아야 한다. 1 ~ 3초의 가열 시간으로 우수한 결과를 얻었다. 가열 단계 후, 접촉 온도는 치료 단계 동안 유지된다. 접촉 온도는 치료 단계 동안 일정하게 유지되는 것이 바람직할 수 있다. 그러나 접촉 온도가 치료 단계 동안 지정된 한계 내에서 변하는 것이 바람직할 수도 있다.

본 발명의 의미에서, 치료 단계는 바람직하게 제어 장치가 예를 들어 미리 결정된 범위의 접촉 온도, 43 ~ 47℃에서 치료 표면의 피부를 향하는 면을 유지하는 연속적인 기간을 지칭한다. 치료 단계 전, 즉 가열 단계 동안 접촉 온도는 상기 값보다 낮다. 치료 단계의 종료 후, 제어 장치는 바람직하게는 접촉 온도가 미리 결정된 범위 아래로 떨어지도록 적어도 하나의 가열 요소를 더 이상 가열하지 않는다. 치료 단계는 예를 들어 1-10 초 동안 지속될 수 있다.

치료 표면의 외부 면을 미리 결정된 접촉 온도로 조절함으로써, 정해진 양의 열이 제어된 방식으로 피부 영역에 적용된다. 정의된 열 펄스는 불쾌한 통증이나 화상 없이 가려움증과 헤르페스 질환, 특히 구순포진에 대한 놀랍도록 효과적인 치료로 이어진다.

연구에 따르면 44℃ ~ 51℃의 온도 수준에서 화상 위험은 섭씨 1도마다 2배씩 증가한다. 시험자들은 또한 47.5℃에서 48.5℃의 온도에서 찌르는 듯한 통증의 형태로 감지된다고 보고했다. 47℃ 이하에서는 온도를 훨씬 더 견딜 수 있는 것처럼 보인다.

대조적으로, DNA 결합 단백질 ICP8의 열민감성(thermolability)은 헤르페스 바이러스 DNA의 복제를 효과적으로 방지하기 위해 이용될 수 있다는 것을 깨달았다. 연구에 따르면 45℃의 온도에서 바이러스 DNA에 대한 단백질의 결합 활성이 약 50% 감소한 것으로 나타났다. 특히, 열 및 캡사이신 수용체 TRPV1가 관련 피부 부위에서 국소적으로 동시에 활성화되는 경우 가려움 감각의 특히 두드러진 마스킹이 달성될 수 있다는 것이 인식되어 왔다. TRPV1은 건강한 피부의 급성 열 유발 통증에 관여하며 예를 들어 약 45℃ ~ 50℃의 온도에서 열 감각을 조절한다. TRPV1의 활성화는 추가로 긴장감과 가려움증을 억제하여 헤르페스 질환에 수반되는 증상을 억제한다. 따라서 정확하게 조절된 접촉 온도는 헤르페스 치료에 중요하다. 이 범위에서 정확하게 조절된 접촉 온도는 또한 곤충 독의 중화에 유익한 것으로 입증되었다.

한편으로는 헤르페스 질환이나 가려움증과 같은 열을 가할 때 가능한 한 높은 온도를 선택해야 한다. 다른 한편으로, 관련 통증은 치료의 조기 중단으로 이어질 수 있으며 치료 성공을 방해할 수 있다.

예를 들어, 헤르페스 질환이나 가려움증의 치료를 위한 접촉 온도로서 위에서 언급한 온도가 선호될 수 있은 이유이다.

본 발명의 목적에서, 상기 치료 표면은 바람직하게는 치료 동안 피부와 직접 열 접촉하는 장치의 물질 표면을 의미한다.

치료 표면은 연결된 표면(connected surface)일 수 있다. 치료 표면은 연결되지 않은 여러 부분 표면으로 구성되는 것이 바람직할 수도 있다. 치료 표면의 크기는 바람직하게는 피부의 일부가 열 충격(thermal impulse)을 경험하는 전체 접촉 표면을 의미한다. 여러 부분 표면으로 구성된 치료 표면의 경우, 치료 표면의 크기는 바람직하게는 개별 부분 표면의 합에 해당한다. 부분 표면으로의 이러한 분할은 신체의 특정 부분의 치료뿐만 아니라 헤르페스의 특정 증상에 유리할 수 있다.

치료 표면은 적어도 하나의 가열 요소의 도움으로 원하는 접촉 온도로 되는 것이 바람직하다. 바람직한 실시 예에서, 치료 표면은 가열 요소의 도움으로 가열되는 가열 플레이트의 표면에 해당하며, 예를 들어 반도체 구성 요소가 사용될 수 있다. 그러나 치료 표면은 여러 가열 요소에 의해 템퍼링(tempered)되는 균일한 재료 표면을 지정할 수도 있다. 예를 들어, 치료 표면을 특히 균질하고 빠르게 접촉 온도로 안내하기 위해 2개 또는 4개의 가열 요소를 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 가열 요소를 포함하는 가열 플레이트를 코팅하는 것도 바람직할 수 있다. 이 경우, 상기 치료 표면은 가열 플레이트의 코팅으로 이해되는 것이 바람직하기 때문에, 접촉 온도는 항상 치료 표면이 피부와 접촉하는 동안 피부를 향하는 치료 표면의 면에 존재하는 온도를 나타낸다.

본 발명의 목적을 위해, 상기 제어 장치(control device)는 치료 온도에 대한 미리-특정된 값에 따라 적어도 하나의 가열 요소의 도움으로 치료 표면의 온도를 조절하도록 구성되는 프로세서, 프로세서 칩, 마이크로프로세서 또는 마이크로 컨트롤러인 것이 바람직하다.

바람직하게는 가열 요소라는 용어는 예를 들어 전류를 인가함으로써 제어 장치에 의해 가열될 수 있는 부품을 지칭한다. 적어도 하나의 가열 요소는 다양한 실시 예가 최신 기술에서 충분히 알려진 구성 요소이다. 가열 요소는 전류 흐름에 따라 잘 정의된 온도가 생성되는 전력 저항을 포함할 수 있다. 바람직하게는 전계효과 트랜지스터(FET)가 가열 요소를 통과하는 전류의 흐름을 정량적으로 제어하는데 사용될 수 있다. 그러나 FET 자체를 가열 요소로 사용하는 것이 바람직할 수도 있다. 여기서, 트랜지스터 자체의 에너지 소산은 열을 발생시키고 치료 표면을 치료 온도로 가져 오는데 사용된다. FET는 가열 소자로서 특히 바람직한데, 그 이유는 FET가 소형이기 때문에 상기 장치의 크기를 줄일 수 있다. 또한, FET는 매우 역동적인 열 발생 및 열 방출, 특히 가열 요소의 신속한 반응 거동을 통해 특히 반응적이고 보장한다.

바람직하게는, 상기 제어 장치는 가열 요소로의 전류 공급을 미리 설정함으로써 치료 표면에 존재하는 온도를 제어할 수 있다. 예를 들어, 교정을 사용하여, 가열 요소에서의 전류 흐름 및/또는 전압과 치료 표면에서의 온도 사이의 상관관계가 결정될 수 있고, 따라서 이 보정에 기초하여 원하는 접촉 온도를 안정적으로 설정할 수 있다.

그러나 피드백 루프를 사용하여 제어 장치에 의해 치료 온도를 조절하는 것이 또한 바람직할 수 있다. 예를 들어, 치료 표면의 온도를 측정하는 온도 센서를 사용하는 것이 바람직할 수 있으며, 상기 제어 장치는 온도 데이터에 기초하여 가열 요소로의 전류 공급을 조절한다. 이를 위해, 예를 들어, 상기 제어 장치는 마이크로프로세서를 포함할 수 있다.

본 발명의 의미에서 마이크로프로세서는 바람직하게 데이터 처리 장치, 즉 프로세서로 이해되고, 이는 수 mm 범위의 작은 치수를 특징으로 하며 바람직하게는 프로세서의 모든 구성 요소가 마이크로 칩 또는 집적 회로(IC)에 존재한다. 마이크로프로세서는 바람직하게는 마이크로 컨트롤러일 수 있으며, 마이크로 컨트롤러는 프로세서 외에 마이크로 칩에 추가 주변 소자를 통합하고 예를 들어 데이터 메모리도 포함한다.

마이크로프로세서가 회로 기판(인쇄 회로 기판, PCB) 상에 설치되는 것이 또한 바람직하다. 마이크로프로세서 이외에, PCB는 또한 가열 요소와 온도 센서가 설치되는 것이 바람직하다. 이 바람직한 실시 예는 상기 장치의 매우 작고 견고한 구조 및 특히 마이크로프로세서를 사용하는 지능형 온도 조절을 가능하게 한다. 따라서 상기 마이크로프로세서는 측정된 온도 데이터를 평가하고 이를 가열 요소의 제어로 변환할 수 있을 뿐만 아니라 오류 메시지 및 사용자 입력과 같은 추가 매개 변수를 신속하고 신뢰성 있게 고려할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시 예에서, 상기 장치는 상기 마이크로프로세서, 상기 가열 요소 및 상기 적어도 하나의 온도 센서가 인쇄 회로 기판(PCB) 상에 설치되는 것을 특징으로 하고, 적어도 상기 가열 요소 및 온도 센서는 보호 래커(protective lacquer)로 코팅된다. 본 발명의 의미에서, 보호 래커는 환경적 영향으로부터 상기 PCB 구성요소를 보호하기 위한 래커(lacquer) 또는 페인트인 것이 바람직하다.

이 목적을 위해 보호 코팅은 전기 절연성 및 방수성이 바람직하다. 전기 절연 특성은 바람직하게는 표면 절연 저항(SIR)에 기초하여 정량화될 수 있다. SIR은 바람직하게는 인쇄 회로 기판의 구성 요소들 사이에서 누설 전류를 사용하여 측정될 수 있다. 높은 저항은 우수한 전기 절연에 해당한다. 방수는 바람직하게는 높은 대기 습도 또는 물의 침투에서도 옻칠된(lacquered) 전자 부품이 손상되지 않고 단락이 발생하지 않는다. 예를 들어, 높은 대기 습도 조건하에서 SIR을 측정함으로써 내수성(water resistance)을 결정할 수도 있다.

우선적으로 사용하기에 적합한 다수의 보호 래커가 선행 기술에 공지되어 있다. 예를 들어, 아크릴레이트, 실리콘 또는 폴리우레탄을 기본으로 하는 보호용 래커가 언급될 수 있다. 가열 요소 및 온도 센서의 영역에 보호 래커를 적용함으로써 이들은 침전(deposit)으로부터 효과적으로 보호되어 온도 센서에 의한 부정확한 측정을 피할 수 있게 된다. 한편으로 이것은 치료 온도가 조정될 수 있는 정확성을 증가시키며, 다른 한편으로 이것은 부정확한 온도 측정으로 인해 치료 표면의 과열을 방지한다.

또한, 상기 장치는 적어도 하나의 접촉 센서를 포함한다. 본 발명의 의미에서, 접촉 센서는 측정 데이터 및 분석을 기반으로 치료 표면이 피부, 예를 들어 입술과 접촉하고 있는지 여부에 대해 설명할 수 있는 장치를 의미한다. 접촉 센서는 바람직하게는 제어 장치에 연결된 센서 또는 측정 유닛을 포함하고, 제어 장치는 측정 데이터를 처리할 수 있다.

접촉 센서와 치료 표면이 피부에 닿는 시간에 대한 정보를 통해 헤르페스 치료를 위한 열 흐름을 특히 정밀하게 조절할 수 있다. 예를 들어, 가열 단계의 시작은 피부와의 접촉 여부에 따라 이루어질 수 있다. 치료 단계의 기간은 또한 수행된 치료를 모니터링하고 필요한 경우 그에 따라 추가 적용을 조정하기 위해 안정적으로 기록될 수 있다. 접촉 센서는 또한 안전 측면과 관련하여 향상된 제어를 허용한다. 접촉 센서의 도움으로 사용자의 의도나 지식 없이 치료 표면이 가열되는 것을 방지할 수 있다.

예를 들어 접촉 센서를 사용하면 장치가 바지 주머니에 넣어져 있어도 가열 프로세스의 우발적인 트리거링을 확실하게 방지할 수 있다. 접촉 센서의 사용은 가려움증 또는 헤르페스 치료를 위한 모바일 장치의 유연한 운반에 특히 유리하다. 접촉 센서를 사용하면 특히 에너지 효율적인 작동이 가능하며 접촉 센서가 실제로 피부에 닿을 때만 가열이 트리거된다. 또한, 예를 들어 바지 주머니나 플라스틱 부품이 있는 스마트폰과 같은 민감한 장치 옆과 같은 의도하지 않은 위험한 가열을 피할 수 있다.

또한, 접촉 센서를 사용하여 접촉 온도의 치료적으로 효과적인 온도 프로파일이 특정 정밀도로 달성될 수 있음이 밝혀졌다. 43 ~ 47℃의 접촉 온도는 접촉 센서가 제공하는 정보를 기반으로 바람직하게는 1 내지 5초, 바람직하게는 3초 미만, 특히 바람직하게는 1 ~ 2초의 짧은 가열 단계 내에서 정확하게 설정될 수 있다.

피부와의 접촉 여부에 대한 정보는 미리 결정된 범위를 초과하는 치료 표면 온도의 잠재적 오버 슈팅을 방지하기 위해 효율적으로 사용될 수 있다. 대신, 집중된 고열 치료는 피부와의 실제 접촉이 확립된 후에 그리고 상기 접촉 동안에만 수행된다. 열 부하가 없어 장치를 피부에서 단시간 제거할 때 발생할 수 있는 온도 피크를 효과적으로 방지할 수 있다.

예를 들어, 해당 접촉 센서가 없는 알려진 최첨단 장치에서 일부 피험자가 장치를 적용하는 동시에 가열을 트리거하거나 심지어는 다소 이른 시기에 가열을 트리거하는 것을 관찰할 수 있다. 이 단계에서는 치료 표면에 열 부하가 없기 때문에 온도가 미리 결정된 값을 초과할 수 있다. 결과적으로 이미 시작에 고통스러운 감각이 발생한다. 치료 중 짧은 시간 동안만 장치를 피부 또는 입술에서 제거한 다음 다시 적용하면 유사한 바람직하지 않은 효과가 발생할 수 있다.

이러한 오버 슈팅은 접촉 센서가 제공하는 정보를 기반으로 효과적으로 방지할 수 있다. 예를 들어, 접촉 센서가 피부 접촉을 확인하지 않는 한 바람직하게는 가열 단계를 억제할 수 있다. 치료가 이미 진행 중인 경우 접촉 센서가 제공하는 정보를 바탕으로 단기간 접촉 상실시 즉각적인 교정이 가능하다. 이를 위해 제어 장치는 예를 들어 접촉(따라서 열 부하) 확인시 낮은 열 부하와 관련된 접촉이 없는 경우보다 더 높은 가열 출력이 제공되도록 구성할 수 있다.

접촉 센서를 사용하면 접촉 온도 또는 치료 장치의 전체 온도 과정을 특별히 목표로하고 정밀하게 제어할 수 있는 광범위한 가능성이 열린다.

따라서 접촉 센서의 사용은 성공적인 치료를 위해 온도 곡선의 특히 정밀한 제어가 필요한 헤르페스 질환 치료에 특별한 이점을 구성한다. 예를 들어, 이것은 구순 포진(labial herpes)의 치료에 적용된다. 한편, 헤르페스 바이러스의 복제를 줄이기 위해서는 가능한 가장 높은 접촉 온도가 필요하다. 반면에 피부 부위는 특히 민감하기 때문에 피험자는 정의된 치료 표면이 약간 초과 되더라도 치료를 중단한다.

또한, (가능한 가장 짧은) 가열 단계의 정밀한 제어와 치료 단계 동안 정확한 접촉 온도가 바람직한 다른 응용 분야에서도 접촉 센서를 사용하면 상당한 이점을 얻을 수 있다. 예를 들어, 이는 예를 들어 가려움증의 넓은 부위 치료를 위해 1cm² 이상, 또는 3cm² 이상, 5cm² 이상의 더 큰 치료 표면을 가진 적용과 관련될 수 있다. 접촉 온도와 시간 과정을 정확하게 조절하여 벌레 물림에 대한 치료 성공을 개선할 수도 있다.

선호하는 접촉 온도는 응용 분야에 따라 다를 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시 예에서, 접촉 온도는 43℃ 내지 56℃의 범위에서 선택된다. 43℃ ~ 44℃, 45℃ ~ 46℃, 46℃ ~ 47℃, 47℃ ~ 48℃, 48℃ ~ 49℃, 49℃ ~ 50℃, 50℃ ~ 51℃, 51℃ ~ 52℃, 52℃ ~ 53℃, 53℃ ~ 54℃, 54℃ ~ 55℃, 또는 심지어 55℃ ~ 56℃와 같이 앞서 언급한 범위의 중간 범위도 선호될 수 있다. 당업자는 43℃ 내지 46℃, 45℃ 내지 48℃, 또는 43℃ 내지 47℃와 같은 더 바람직한 범위를 얻기 위해 상기 범위가 조합될 수도 있음을 인식한다. 적용 분야에 따라, 전술한 범위는 예를 들어 벌레 물린 후 가려움증을 치료하는데 특히 적합할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시 예에서, 접촉 온도는 43℃ 및 47℃, 바람직하게는 44.5℃ 및 46.5℃ 특히 바람직하게는 45℃ 및 46℃의 범위에서 선택된다. 전술한 범위는 헤르페스, 특히 구순 헤르페스의 치료에 특히 적합하다.

더욱이, 1 내지 10초, 바람직하게는 2 내지 5초의 치료 기간 동안 상기 언급된 접촉 온도를 유지하는 것이 특히 바람직할 수 있으며, 여기서 1초 내지 5초, 바람직하게는 3초 이하, 특히 1 내지 2초의 짧은 가열 단계를 보장하는 것이 특히 유리하다. 본 발명의 바람직한 실시 예에서, 장치는 치료 표면의 온도를 측정하기 위한 하나 이상의 온도 센서를 포함하고, 여기서 상기 제어 장치는 온도 센서의 측정 데이터에 기초하여 적어도 하나의 가열 요소를 조절한다.

본 발명의 의미에서, 온도 센서는 바람직하게는 센서에서의 온도에 따라 전기 신호를 생성하는 전기 또는 전자 부품이다. 종래 기술에서, 반도체 온도 센서, 저항 온도 센서, 초전 재료, 열전대 또는 진동 크리스탈과 같은 다양한 온도 센서가 알려져 있다.

제어 장치는 또한 바람직하게는 가열 요소(들)의 제어를 수행하기 위해 온도 센서의 측정된 값을 기록하고 처리할 수 있는 방식으로 구성된다. 가열 요소는 바람직하게는 전류 또는 전압을 인가함으로써 조절될 수 있다. 온도 센서가 치료 표면의 온도를 직접 측정하는 것이 특히 바람직하다. 즉, 온도 센서가 치료 표면과 접촉하고, 온도 센서는 치료 표면의 내부와 외부 모두에 위치할 수 있거나 현재 치료 표면 내에 설치될 수 있는 온도 센서일 수 있다.

상기 제어 장치는 온도 센서로 측정된 온도를 기반으로 접촉 온도를 안정적으로 설정하도록 구성된다. 예를 들어, 온도 센서가 치료 표면의 안쪽에 장착된 경우, 상기 제어 장치는 접촉 동안 치료 표면의 관련 외측에서 요구되는 것보다 더 높은 온도로 치료 표면의 내부면 상의 목표 온도를 설정하도록 구성될 것이다. 이러한 목표 온도와 달성될 접촉 온도 사이의 차이는 치료 표면 내의 열 흐름에 대한 이론적 예측을 기반으로, 피부에 적용될 때 또는 보정 측정을 기반으로 참조 데이터로 제어 장치에 제공될 수 있다.

그러나 온도 센서가 치료 표면에 직접 접촉하고 모니터링하지 않고 대신 가열 요소 또는 가열 요소와 치료 표면 사이의 재료 지점을 모니터링하는 것이 바람직할 수 있다. 치료 표면을 가열하는 여러 가열 요소의 경우, 가열 요소 사이에 온도 센서를 배치하는 것도 바람직할 수 있다. 마찬가지로, 가열 요소를 통한 온도 측정 데이터 또는 치료 표면으로부터 특정 거리에 있는 측정 지점으로부터 치료 표면의 온도에 관한 결론을 도출할 수 있다.

접촉 온도는 바람직하게는 장치의 적용 동안 피부와 접촉하는 동안 치료 표면의 외측의 평균 온도를 의미한다.

치료 표면의 온도를 평가하면 치료 표면의 바깥쪽에 최적의 온도 분포를 보장하고 따라서 치료할 피부 영역으로의 열 전달을 보장하기 위해 적어도 하나의 가열 요소를 특히 정밀하게 조절할 수 있다. 특히 민감한 피부 영역에 대한 장치의 사용과 관련하여, 실시 예는보다 표적화되고 통제된 조절을 특징으로 한다.

본 발명의 이 실시 예에서, 상기 장치는 온도 센서로부터의 측정 데이터와 가열 요소의 제어에 관한 데이터의 상관관계에 기초하여 제어 장치가 치료 표면이 피부와 접촉하고 있는지 여부를 결정할 수 있은 것을 특징으로 한다. 이 실시 예에서, 상기 접촉 센서는 온도 센서와 가열 요소를 제어하는 제어 장치로 구성된다. 접촉 감지의 기초는 온도에 도달하거나 유지하는 데 필요한 전류 흐름이 치료 표면이 열 부하(예를 들어 피부)와 접촉하는지 여부에 따라 달라진다는 지식이다. 치료 표면이 피부에 닿았을 때 뜨거워지면 가열 요소에 대한 증가된 에너지 공급으로 보상해야 하는 열 전달이 있다. 전류 및 온도 곡선을 평가하여 치료 표면이 피부에 닿는지 여부에 대해 신뢰할 수 있는 진술을 할 수 있다. 바람직하게는, 이러한 목적을 위해 참조 데이터가 제어 장치에 제공될 수 있다.

실시 예는 접촉을 검출하기 위해 별도의 광학 또는 용량성 센서가 필요하지 않다는 사실을 특징으로 한다. 대신, 장치가 이미 온도 모니터링을 위해 포함되어 있음을 의미하며 피부와의 접촉을 감지하도록 특별히 조정될 수 있다.

또한, 이 이 실시 예의 특별한 이점은 피부와의 실제 원하는 접촉과 다른 물질(예를 들어 바지 주머니의 내부 천)과의 치료 표면의 우발적 접촉 사이의 매우 정확한 구별을 가능하게 한다는 것이다. 피부(다른 재료와 마찬가지로)에는 특정 열 지문(thermal fingerprint)이 있어 앞서 언급한 접촉 센서 구성을 통해 특정 높은 신뢰도로 피부와의 접촉 유무를 감지할 수 있다.

이러한 접촉 판정에 기초하여 특정 피부 영역에 대한 접촉을 검출하는 것도 가능하다. 예를 들어, 입술은 피부의 다른 부분의 경우와 다른 열 부하를 전달할 수 있다. 따라서 피부의 특정 부분과의 접촉 여부에 따라 약간 다른 한계 내에서 접촉 온도를 최적화하거나 조정할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시 예에서, 제어 장치는 치료 표면이 피부 또는 공기와 접촉하는 경우 치료 표면의 온도와 적어도 하나의 가열 요소의 제어의 상관관계에 대한 참조 데이터를 포함한다. 예를 들어 기준 데이터에는 측정된 온도의 조건과 이를 위해 필요한 전원 공급 장치가 포함될 수 있다. 바람직하게는, 상기 기준 데이터는 온도 곡선에 대한 이러한 조건을 포함하므로, 온도 및 전원 공급 장치의 전류 비율 측정을 사용하여 치료 표면이 피부에 접촉하는지 여부를 매우 정확하게 결정할 수 있다. 유리하게는, 그러한 조절은 공기와 비교하여 피부와의 접촉뿐만 아니라 다른 열적 특성을 가진 임의의 재료와 비교하여 피부와의 접촉을 확실하게 구별하는데 사용될 수 있다.

다른 바람직한 실시 예에서, 상기 기준 데이터는 피부 또는 공기로 전달되는 평균 열량을 포함할 수 있다. 이와 관련하여 기준 데이터에는 접촉 온도와 열 출력 간의 상관관계가 포함될 수 있다. 바람직한 실시 예에서, 피부의 다른 부분, 예를 들어 입술 또는 얼굴에 대한 기준 데이터는 바람직한 실시예에서 또한 특히 의미있는 평균값을 얻기 위해 또는 위에서 설명한 바와 같이 검출된 피부 접촉 유형에 따라 치료 과정을 최적화하기 위해 기록될 수 있다.

본 발명의 또 다른 바람직한 실시 예에서, 장치는 치료 표면이 45℃에서 20 W/mK와 400 W/mK 사이, 바람직하게는 100 및 350 W/mK 사이의 열전도도를 갖는 재료로 구성되는 것을 특징으로 한다. 열전도도(열 전달 계수로도 알려짐)는 바람직하게는 치료 표면이 제조되는 재료의 열적 특성을 특징으로 한다. 열전도도는 온도 구배가 적용될 때 치료 표면을 통해 전도되는 열의 양을 나타낸다.

열 전도도 이외에, 열 전달은 치료 표면의 두께, 치료 표면의 크기 및 치료 표면의 내부(가열 요소와의 접촉)와 치료 표면의 외부(피부와의 접촉) 사이의 온도차에 의존한다. 상기 열전도도는 켈빈(K)에서 단위 온도 차이 당 및 미터 당 와트(W)에서 운반된 열 출력의 비율로 보고되는 것이 바람직하다. 열전도도가 온도의 함수에 따라 약간 변할 수 있기 때문에, 현재의 경우 기준 온도는 45℃로 주어진다.

치료 표면의 두께는 또한 피부와 접촉하는 가장 외부 표면과 가열 요소가 적용되는 가장 내부 표면 사이의 치료 표면의 바람직한 연장을 나타낸다. 일부 실시 예에서, 치료 표면의 두께는 0.2mm 내지 5mm, 바람직하게는 0.5mm 내지 2mm 일 수 있다.

바람직한 실시 예에서, 상기 치료 표면은 세라믹 또는 금을 포함한다. 상기 치료 표면이 금 또는 세라믹으로 구성되는 것이 특히 바람직하다. 한편으로 세라믹 및 금 재료는 실험적으로 결정된 바람직한 열 전도율 범위 내에 있다.

또한 세라믹과 금은 모두 헤르페스 치료에 놀랍게도 적합하다. 특히, 이러한 물질은 환자에게 통증 마스킹의 증가된 감각을 전달한다. 이것은 효과가 열적으로 비교 가능한 재료의 순수 온도 효과를 넘어설 수 있다는 점에서 놀랍다.

더욱이, 금과 특히 세라믹은 놀랍도록 높은 생물학적 호환성을 특징으로 하며, 이러한 물질에 대한 특히 낮은 수준의 알레르기와 결합하여 주로 피부병 치료를 위한 장치에 적용할 수 있는 물질을 구별한다.

특히 바람직한 세라믹은 질화알루미늄이다. 특히 이것은 뛰어난 생물학적 내성과 우수한 열적 특성을 특징으로 한다. 또한, 질화알루미늄으로 처리된 표면은 특히 전기적으로 강하게 절연되어 사용 중에 안전성을 높일 수 있다. 이것은 보호 코팅의 사용과 관련하여 특히 유리하며 안전성의 상승 효과를 가져온다.

세라믹 및 특히 질화알루미늄을 사용하는 이점은 표면의 열화 없이 소독제로 치료 표면을 쉽게 소독할 수 있어 전술한 이점으로 항균 효과를 얻을 수 있다는 점에서 더욱 명백하다. 세라믹 및 특히 아질산 알루미늄 치료 표면과 함께 보호용 래커를 사용할 때 안전성이 향상되었기 때문에 액체 소독제는 문제없이 안전하게 사용할 수 있다.

그러나 소독제는 금 표면에도 사용할 수 있다.

특히 헤르페스 질환 치료에 사용되는 장치의 경우 치료 표면 또는 전체 장치를 소독하기 위해 소독제를 사용하는 것이 좋다. 헤르페스는 전염성이 매우 높은 것으로 알려져 있으며 철저한 소독의 경우 한 명 이상이 상기 장치를 사용할 수 있다.

바람직한 실시 예에서, 이 장치는 온도 센서가 치료 표면의 안쪽에 있고 치료 표면이 50 μm에서 2000 μm 사이, 바람직하게는 50 ㎛ 내지 1500 ㎛, 특히 바람직하게는 50 ㎛ 내지 1000 ㎛ 또는 또한 50 ㎛ 내지 500 ㎛ 사이의 층 두께를 가진 세라믹 층으로 형성되는 것을 특징으로 한다. 50 ㎛ 내지 100 ㎛, 100 μm 내지 200 μm, 200 μm 내지 300 μm, 300 μm 내지 400 μm, 400 μm 내지 500 μm, 600 μm 내지 700 μm, 700 μm 내지 800 μm, 800 μm 내지 900 μm, 900 μm 내지 1000 μm, 1000 내지 1100 μm, 1100 내지 1200 μm, 1300 내지 1400 μm, 1400 μm 내지 1500 μm, 1600 μm 내지 1700 μm, 1700 μm 내지 1800 μm, 1800 μm 내지 1900 μm or even 1900 μm 내지 2000 μm와 같은 상기 언급된 범위의 중간 범위도 바람직할 수 있다. 당업자는 200 ㎛ 내지 800 ㎛, 100 ㎛ 내지 400 ㎛ 또는 심지어 100 ㎛ 내지 1000 ㎛와 같은 더 바람직한 범위를 얻기 위해 상기 언급된 제한이 또한 조합될 수 있음을 인식한다.

바람직한 실시 예에서, 이 장치는 온도 센서가 치료 표면의 안쪽에 있고 치료 표면이 5 μm에서 2000 μm 사이, 바람직하게는 50 ㎛ 내지 1500 ㎛, 특히 50 ㎛ 내지 1000 ㎛ 또는 또한 50 ㎛ 내지 500 ㎛ 사이의 층 두께를 가진 금 층으로 형성되는 것을 특징으로 한다. 50 ㎛ 내지 100 ㎛, 100 μm 내지 200 μm, 200 μm 내지 300 μm, 300 μm 내지 400 μm, 400 μm 내지 500 μm, 600 μm 내지 700 μm, 700 μm 내지 800 μm, 800 μm 내지 900 μm, 900 μm 내지 1000 μm, 1000 내지 1100 μm, 1100 내지 1200 μm, 1300 내지 1400 μm, 1400 μm 내지 1500 μm, 1600 μm 내지 1700 μm, 1700 μm 내지 1800 μm, 1800 μm 내지 1900 μm or 1900 μm 내지 2000 μm와 같은 상기 언급된 범위의 중간 범위도 바람직할 수 있다. 당업자는 200 ㎛ 내지 800 ㎛, 100 ㎛ 내지 400 ㎛ 또는 심지어 100 ㎛ 내지 1000 ㎛와 같은 더 바람직한 범위를 얻기 위해 상기 언급된 제한이 또한 조합될 수 있음을 인식한다.

특히 금 또는 세라믹을 사용하는 경우 앞서 언급한 바람직한 층 두께로 인해, 장치 적용 중에 접촉 온도를 매우 정밀하게 조정하고 좁은 온도 범위 내에서 유지하는 것이 가능하다. 더 두꺼운 치료 표면을 사용하는 동안, 교정 곡선 또는 치료 표면의 내부 온도 측정을 기반으로 한 이론적 계산을 기반으로 접촉 온도에 대한 결론을 도출할 수 있다. 바람직하게는 2000 ㎛ 이하, 1500 ㎛ 이하 및 1000 ㎛ 이하, 경우에 따라 500 ㎛ 이하의 상기 언급된 층 두께는 제조 공차 또는 장치의 변경(수분, 마모 등)으로 인한 오류의 원인을 최소화하며, 이는 치료 표면 내에서 열 흐름 패턴을 변경할 수 있다.

치료 표면의 바깥쪽 아래에서 최대 1000 μm, 바람직하게는 500 μm, 200 μm 이하 거리에서 내부의 온도 센서를 구현하여, 접촉 온도를 안정적으로 측정할 수 있다. 피드백 조절과 관련하여 내부 온도 센서의 목표 온도는 목표 접촉 온도에서 약간만 벗어나므로, 이를 통해 간섭 요인을 크게 제거할 수 있다.

따라서 전술한 얇은 처리 층은 1℃ 미만, 바람직하게는 0.5℃, 0.4℃, 0.3℃, 0.2℃ 또는 0.1℃ 미만의 작은 공차 내에서 접촉 온도를 특히 바람직한 값으로 정밀하게 조절할 수 있게 한다. 또한, 치료 표면의 그러한 얇은 층에 의해 가열 단계가 1초 내지 5초, 3초 미만 또는 1 내지 2초의 짧은 바람직한 범위 내에서 특히 신뢰할 수 있는 상태로 유지될 수 있다는 것이 유리하다. 또한 얇은 층을 사용하고 낮은 열 부하 지연을 피할 수 있다. 또한, 원하는 접촉 온도를 설정하려면 감소된 가열 전력이 필요하고 따라서 오버 슈팅의 위험 즉, 원하는 범위를 초과하는 접촉 온도로의 짧은 상승은 방지된다.

본 발명의 또 다른 바람직한 실시 예에서, 상기 장치는 치료 표면이 세라믹에 의해 형성되고 온도 센서가 치료 표면에 통합되는 것을 특징으로 한다. 이 실시 예에서 유리하게는, 상기 온도 센서는 치료 표면의 층의 두께에 관계없이 피부를 향하는 외부 면에 매우 가깝게 될 수 있다.

따라서, 실시 예는 접촉 온도의 동일하게 정밀한 조절과 함께 층 두께와 관련하여 추가적인 설계 자유도를 특징으로 한다. 예를 들어, 층 두께가 0.5 내지 2 mm인 세라믹 치료 표면을 사용하는 것이 바람직할 수 있으며, 여기서 온도 센서는 치료 표면 내에 박막 센서로 통합된다. 고열 치료의 맥락에서 알려진 측정 방법과 달리, 이것은 치료 중 열 흐름에 대한 특히 정확한 지식을 허용한다.

다른 바람직한 실시 예에서, 접촉 센서는 광학 검출기, 용량성 센서, 촉각 센서 및/또는 파이로미터(pyrometer)를 포함한다.

예를 들어, 접촉 센서는 조명 조건에 대한 측정 데이터를 제어 유닛으로 전송하는 광학 센서를 포함할 수 있다. 광학 센서가 치료 표면에 가깝거나 그 안에 설치되어 있는 경우, 밝기가 감소하면 시술 표면이 피부에 닿았음을 나타낸다. 그러나 접촉 센서가 온도 센서와 가열 요소를 조절하기 위한 제어 장치로 구성된 단위를 지정하는 것이 바람직할 수 있고, 여기서 상기 접촉 센서는 전류와 실제 온도 사이의 상관관계에 기초하여 피부 접촉의 존재에 대한 결론을 도출할 수 있다.

본 발명의 의미에서 접촉 센서는 특히 공기와 대조적으로 피부를 구별하는 측정 가능한 매개 변수에 기초하여 피부 접촉에 대한 확률을 나타낼 수 있다는 것은 말할 필요도 없다. 이는 예를 들어 열 부하와 같은 피부의 열적 특성, 전도도와 같은 피부의 전기적 특성 및/또는 불투명도와 같은 광학적 특성과 관련될 수 있다. 바람직하게는, 피부와의 접촉의 검출은 이러한 의미에서 치료 표면이 공기와 접촉하는 상태와는 대조적으로 피부의 접촉 가능성에 대한 측정 기반 진술로 이해되어야 한다.

본 발명의 바람직한 실시 예에서, 상기 장치는 접촉 센서가 광학 검출기이거나 이를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 의미에서, 광학 검출기는 바람직하게는 전자기 방사선, 바람직하게는 가시 범위, 즉 400 내지 700 nm의 파장 범위에 있는 센서를 지칭한다. 가시 범위에 대한 광학 검출기는 바람직하게는 광센서라고 한다. 그러나 광학 검출기가 적외선 또는 자외선 범위의 전자기 복사를 감지하는 것도 가능하다. 광전지, 광전자증배관, CMOS 센서, CCD 센서, 광다이오드, 광트랜지스터 또는 광저항기와 같은 다양한 광학 검출기가 장치의 목적에 적합하다.

이러한 검출기의 일반적인 특징은 일반적으로 전기 신호의 형태로 제어 장치로 전달될 수 있는 입사 전자기 복사 강도의 변화를 감지하는 기능과 관련이 있다. 광학 검출기는 바람직하게는 치료 표면 내에 또는 치료 표면의 바로 근처에 설치된다. 따라서, 장치 및 치료 표면을 피부에 적용할 때, 광학 검출기는 피부 영역에 의해 적어도 부분적으로, 바람직하게는 완전히 덮인다. 이것은 측정된 광도의 변화로 이어진다. 빛의 세기 변화에 대한 측정 데이터를 기반으로 제어 장치는 피부와의 접촉 여부를 감지할 수 있다. 이러한 목적을 위해, 제어 장치는 또한 광학 검출기가 적어도 부분적으로 또는 완전히 덮이는 평균 주변 광 강도 또는 임계 값과 같은 기준 데이터를 포함할 수 있다.

이 실시 예는 접촉 센서의 단순하지만 신뢰할 수 있는 구현을 특징으로 하며, 추가는 낮은 추가 비용과만 관련이 있다.

본 발명의 다른 바람직한 실시 예에서, 상기 장치는 접촉 센서가 용량성 센서(capacitive sensor)이거나 이를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 의미에서, 용량성 센서는 바람직하게는 하나 이상의 커패시터의 전기 용량의 변화를 감지하는 센서를 지칭한다. 용량성 센서는 바람직하게는 치료 표면 내에 설치된다. 치료 표면이 사람의 피부 영역이나 입술에 닿자마자 측정된 용량(capacity)은 외부 용량의 결합으로 인해 변경된다. 따라서 정전 용량 센서는 피부 영역의 접촉을 확실하게 표시할 수 있다.

본 발명의 다른 바람직한 실시 예에서, 장치는 접촉 센서가 촉각 센서이거나 이를 포함하는 것을 특징으로 한다. 촉각 센서는 바람직하게는 기계적으로 치료 표면의 접촉을 감지할 수 있는 센서로 이해된다. 따라서 측정 원리는 치료 표면이 피부에 배치될 때 촉각 센서에 의해 기계적으로 감지될 수 있는 압력이 전달된다는 사실에 기반하는 것이 바람직하다. 당업자는 다양한 적절한 촉각 센서에 익숙하며, 예를 들어, 이들은 전체 치료 표면의 압입(indentation) 또는 변위(displacement)를 검출하는 측정 스프링 또는 압전 요소를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 바람직한 실시 예에서, 장치는 접촉 센서가 파이로미터(pyrometer)이거나 이를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 의미에서 파이로미터는 비접촉 온도 측정을 위한 센서이다. 비접촉식 온도 측정은 바람직하게는 온도의 함수로 각 신체에서 방출되는 열 복사 측정을 기반으로 한다. 따라서 파이로미터는 복사 온도계 또는 적외선 센서로도 설명할 수 있다. 신체의 온도는 방사율에 따라 결정된다. 방사율(emissivity)은 같은 온도에서 흑체(black body)의 복사 전력(radiated power)에 대한 모든 신체의 복사 전력의 비율로 이해되어야 한다. 방사율은 재료에 따라 다르다. 또한 파장, 온도 또는 기타 물리적 양에 따라 특정 재료에 대해 변경될 수 있다.

바람직한 실시 예에서, 파이로미터 또는 적외선 방사기는 치료 표면에 오프셋으로 매립되어 치료 표면 앞에 위치하거나 치료 표면과 접촉하는 물체의 온도를 측정할 수 있다. 전형적으로 피부 표면 온도에 상응하는 온도가 감지되면, 피부의 접촉은 파이로미터의 측정된 데이터에 기초하여 결정될 수 있다. 이에 가장 적합한 온도 범위는 약. 28℃ ~ 34℃, 바람직하게는 약. 30℃ ~ 33℃이다. 이러한 온도 범위를 측정하는데 적합한 파장 범위는 중간 적외선 범위, 바람직하게는 3 μm ~ 20 μm이다. 당업자는 본 명세서에 기재된 목적에 적합한 상이한 파이로미터를 알고 있다. 특히, 당업자는 또한 비접촉 의료용 온도계에 사용되는 비접촉 온도 측정을 위한 확립된 기술에 의존할 수 있다.

바람직한 실시 예에서, 상기 제어 장치는 치료 단계의 지속 시간이 치료 표면과 피부의 접촉이 검출될 때의 함수로 결정되도록 구성된다. 피부와의 접촉에 따라 치료 단계의 지속 시간을 제어함으로써 훨씬 더 정확한 열 전달이 가능하다. 예를 들어, 가열이 시작되어 피부와의 접촉이 나중에까지 감지되지 않으면 치료 단계를 연장할 수 있다. 이것은 바람직하고 치료적으로 효과적인 열 전달이 일어나는 것을 보장할 수 있다. 이러한 규제를 통해 반복 가능한 결과를 얻을 수 있으며 장치 사용시 발생하는 일탈 행위를 효과적으로 보상할 수 있다.

본 발명의 다른 바람직한 실시 예에서, 상기 장치는 상기 제어 장치가 피부와 치료 표면의 접촉이 결정되는 경우에만 가열 요소의 가열이 시작되도록 또는 치료 표면과 피부의 접촉이 없는 것으로 결정되는 즉시 가열 요소의 가열이 중단되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

이렇게 하면 예를 들어 전달 중에 실수로 스위치를 작동하여 장치가 가열되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 사용자가 고의로 또는 무의식적으로 치료를 중단했더라도 불필요한 재가열을 피할 수 있다. 이것은 에너지를 절약하고 부적절한 사용으로부터 보호한다.

다른 바람직한 실시 예에서, 상기 장치는 방수 하우징(watertight housing)을 포함한다. 상기 하우징은 제어 장치 및 다른 전자 부품을 특히 둘러싸는 상기 장치를 위한 외부 케이싱인 것이 바람직하다. 상기 하우징은 하우징 헤드 및 하우징 손잡이를 포함하는 것이 바람직하고, 상기 치료 표면은 하우징 헤드의 하부에 위치하는 것이 바람직하다. 치료 표면의 온도를 제어 및 관리하기 위해, 상기 하우징은 바람직하게는 적절한 위치에 컷아웃(cutout)을 갖는다. 바람직한 실시 예에서, 상기 하우징은 모든 컷 아웃, 예를 들어, 존재할 수 있는 임의의 배터리 구획이 방수되도록 설계된다. 예를 들어, 엘라스토머로 만들어진 씰 또는 적합할 수 있는 개스킷이 이 목적으로 사용될 수 있다. 그러나 당업자는 방수 하우징을 설계하기 위한 많은 다른 기술적 가능성을 잘 알고 있다. 상기 하우징의 방수 설계는 추가 안전 요소를 나타낸다. 이러한 방식으로 유체 침투로 인한 제어 장치 또는 다른 전자 부품의 손상을 효과적으로 피할 수 있기 때문이다. 또한, 방수 하우징은 부식을 피하고 따라서 장치의 유용한 수명을 연장시킨다. 특히 보호용 래커(protective lacquer)의 사용과 관련하여 안전성이 상승적으로 증가할 수 있다. 이것은 장치의 소독 과정, 특히 치료 표면에 특히 중요하다. 따라서 장치 전체를 소독액에 담그고 일정한 최소 시간 동안 보관함으로써 장치를 매우 쉽고 결함없이 소독할 수 있다.

다른 바람직한 실시 예에서, 상기 장치는 치료 표면의 온도를 제어하는 추가 안전 요소를 포함한다.

하나의 경우, 상기 장치는 바람직하게는 치료 표면의 최대 온도를 54℃ 내지 58℃, 바람직하게는 약 56℃의 값으로 제한하는 하드웨어 구현 온도 모니터를 포함할 수 있다. 치료 표면의 온도는 54℃에서 58℃ 사이의 값으로 제한될 수도 있다. 하드웨어로 구현된 온도 모니터는 최대 온도가 54℃에서 58℃ 사이의 값, 바람직하게는 약 56℃을 초과하지 않도록 하는 이점이 있다. "하드웨어로 구현된 온도 모니터"는 우선적으로 하드웨어를 기반으로 치료 표면에 대한 가열 요소의 전원 공급을 차단할 수 있는 치료 표면에 대한 온도 제어 시스템을 의미한다. 특히, "하드웨어로 구현된 온도 모니터"는 제어 장치(예를 들어 마이크로프로세서)에 의한 가열 요소의 조절과 관계없이 최대 온도가 초과될 때 가열 요소에 대한 전원 공급을 우선적으로 차단할 수 있다. 예를 들어, 가열 요소를 조절하기 위한 펌웨어 프로그램이 이미 제어 장치상에 설치된 경우, 하드웨어-구현 온도 제어기가 펌웨어의 고장 또는 부정확한 성능의 경우에도 치료 표면의 최대 온도를 신뢰성 있게 제한하는 것이 바람직하다.

예를 들어 43℃와 47℃ 사이의 다른 적절한 최대 온도도 바람직할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시 예에서, 최대 온도는 47℃ 내지 58℃의 범위에서 선택된다. 47℃ ~ 48℃, 48℃ ~ 49℃, 49℃ ~ 50℃, 50℃ ~ 51℃, 51℃ ~ 52℃, 52℃ ~ 53℃, 53℃ ~ 54℃, 54℃ ~ 55℃, 55℃ ~ 56℃, 56℃ ~ 57℃ 또는 심지어 57℃ ~ 58℃와 같이 앞서 언급한 범위의 중간 범위도 선호될 수 있다. 당업자는 47℃ 내지 50℃, 50℃ 내지 54℃, 또는 48℃ 내지 52℃와 같은 최대 온도에 대한 다른 바람직한 범위를 얻기 위해 상기 범위가 조합될 수도 있음을 인식한다.

여기서, 장치의 치료 표면이 최대 온도를 초과하지 않도록 하기 위해 간단한 수단을 사용할 수 있다. 예를 들어 액체 침투 후 제어 장치에 오류가 발생한 경우에도, 하드웨어 기반 온도 모니터는 유리하게는 치료 표면이 47℃와 58℃ 사이, 바람직하게는 54℃와 58℃, 바람직하게는 약 56℃의 최대 온도를 초과하지 않도록 항상 보장할 수 있다. 온도 모니터링을 위한 이 추가 기술 요소를 통해 고온 치료 장치의 작동을 방해하지 않고 우수한 안전 표준을 유지할 수 있다.

접촉 센서는 작동하는 제어 장치로 열 오버 슈팅을 효과적으로 방지할 수 있기 때문이다. 특히 낮거나 특히 원하는 치료 표면에 가까운 하드웨어 구현 온도 모니터에 대한 최대 값을 사용할 수 있다.

예를 들어, 43℃ 내지 47℃의 원하는 접촉 온도의 경우, 48℃ 내지 54℃, 바람직하게는 50℃ 내지 54℃ 사이의 최대 온도를 지정하는 것이 바람직할 수 있다. 접촉 센서가 없으면 접촉 손실 또는 관련 열 부하 손실이 발생하는 경우 온도 범위에 잠깐 도달할 수 있다. 위에서 설명한 것처럼 접촉 센서를 사용하여 이러한 오버슈팅(overshooting)을 방지할 수 있다. 반대로, 이것은 접촉 센서를 사용할 때 원하는 온도 범위를 초과하면 이미 펌웨어의 오작동 가능성을 나타내므로, 이는 온도 모니터의 개입을 정당화한다.

부가적인 안전 요소로서, 본 발명에 따른 장치는 상기 장치 내의 단락(short-circuit) 또는 상기 장치의 제어되지 않은 연속 가열의 경우, 장치로의 전력 공급을 차단하는 안전 퓨즈를 포함한다. 본 발명에 따른 의미에서, 안전 퓨즈는 바람직하게는 전류의 세기가 결정된 시간 동안 제한 값을 초과하자마자 예를 들어 퓨즈 요소의 용융에 의해 전기 회로가 차단될 수 있는 초과 전류 보호 메커니즘으로 정의된다. 상기 안전 퓨즈는 상기 장치에 전원 전압의 입력과 상기 장치 자체 사이에 설치하는 것이 바람직하다. 장치로의 공급 전압(supply voltage) 공급으로부터 제어되지 않는 높은 전류의 흐름에 의해 특징 지워지는 오작동이 발생하면 상기 안전 퓨즈는 유리하게 장치에 대한 전원 공급을 완전히 차단한다. 안전 퓨즈는 충분히 빠른 보호 기능을 제공하며, 반면에 매우 안정적인 보호 기능을 제공한다.

장치의 결함 없는 설계 및 하드웨어-구현 온도 제어기의 공급에도 불구하고 극히 드물게 잘못된 작동으로 인해 가열 요소의 연속적인 가열 발생을 배제하는 것은 불가능하다. 본 발명의 의미에서 가열 요소의 연속적인 가열은 바람직하게는 가열 요소의 온도가 제어되지 않고, 즉, 제어 장치의 도움으로 온도에 기초한 조절이 없이 상승한다는 것을 의미한다. 이러한 고장 중에 하드웨어-구현 온도 제어기가 고장 나면, 상기 치료 표면은 원하는 치료 온도보다 훨씬 높은 온도, 예를 들어 65℃를 훨씬 초과하는 온도로 제어 불가능하게 상승할 수 있다.

이러한 바람직하지 않은 연속적인 가열은 극히 드물게 발생하지만 환자에게 심각한 부상을 입힐 수 있다. 이것은 특히 고열로 치료할 피부, 예를 들어 입술 부위가 대개 민감하고 예를 들어 발적, 부기 또는 심지어 상처 형성으로 특징지어지기 때문이다. 온도가 65℃ 이상으로 명백하게 상승하면 이 부위에서 심한 국소 통증을 유발하고 화상을 입을 수 있다.

설명된 안전 퓨즈는 치료 표면의 가열이 오작동의 가장 드문 경우에도 스위치 오프될 것이라는 것을 보장할 수 있기 때문에 특히 유리하다. 예를 들어 안전 퓨즈의 도움으로, 임의의 온도 측정과는 독립적으로, 결함이 있는 온도 센서로 인해 치료 표면의 과도한 가열이 억제될 수 있다. 장치에 대한 전원 공급은 가장 높은 안전 요구 사항을 충족시키는 중앙 규제 인터페이스(central regulatory interface)를 나타내는 것으로 인식되었다. 상기 장치에 공급하기 위한 전류 흐름에 상기 안전 퓨즈를 통합함으로써 최대 공급 전류가 특정 시간을 초과하지 않도록 보장할 수 있다. 원하는 온도 이상의 가열 요소의 연속적인 가열 및 비제어 가열은 증가한 전류 흐름과 관련되기 때문에, 이러한 방식으로 치료 표면의 과열이 특히 확실하게 방지될 수 있다. 특히, 상기 전류 제어기는 전류가 그 강도에 상응하는 온도를 생성하기에 충분히 오래 존재하기 전에 매우 신속하게 반응할 수 있다.

하드웨어 구현 온도 모니터와 퓨즈를 함께 사용하는 것이 특히 유리하다.

예를 들어, 안전 퓨즈의 한 가지 단점은 단일 트리거링 이후에 상기 장치로부터 공급 전압을 영구적으로 차단한다는 것이다. 안전 퓨즈를 트리거한 후 장치를 다시 사용하려면 기술자가 수리해야 한다(예를 들어 안전 퓨즈 교체). 비용의 관점에서, 상기 장치는 일반적으로 안전 퓨즈의 트리거링에 의해 사용 불가능하게 된다.

그러나 유리하게는, 하드웨어-구현 온도 제어기는 상기 장치로의 전원 공급을 영구적으로 차단할 필요가 없도록 설정된다. 그 대신, 하드웨어-구현 온도 제어기는 상기 치료 표면의 온도가 최대 온도를 초과하는 경우, 가열 요소로의 전원 공급은 초과 시간 동안 차단된다. 따라서, 하드웨어-구현 온도 제어기에 의한 전류 차단은 바람직하게는 가역적이다. 즉 치료 표면의 온도가 다시 최대 온도 이하로 떨어지자마자, 가열 요소는 다시 가열될 수 있다.

따라서 한 번 오작동이 발생한 후에도 상기 장치의 정상적인 사용을 계속할 수 있다. 최대 온도 선택, 온도 조절기의 효과 및 독립성으로 인해 사용자가 불쾌감을 느끼는 온도가 발생하지 않기 때문에 사용자는 오작동을 인지하지 못하고 오작동이 발생하면 장치는 다음 사용시 다시 완벽하게 작동할 수 있다.

하드웨어-구현 온도 제어기의 안전 기능과 안전 퓨즈의 결합은 안전 장벽의 계층 구조로 인해 가능한 가장 경제적인 수단으로 놀라운 신뢰성 있는 온도 제어를 가능하게 한다.

본 발명의 바람직한 실시 예에서, 상기 하드웨어로 구현된 온도 모니터는 치료 표면의 온도를 측정하기 위한 적어도 하나의 제2온도 센서 및 비교기(comparator)를 포함하며, 상기 비교기는 상기 치료 표면의 온도와 상기 최대 온도를 비교하고, 최대 온도가 초과하면, 적어도 하나의 가열 요소로의 전류 공급을 중지시킨다. 본 발명의 의미에서, 비교기는 2개의 전압을 비교하기 위한 전자 회로를 지정하는 것이 바람직하며, 출구(outlet)에서 두 전압 중 높은 전압을 이진 비교(binary comparison)로 나타낸다. 종래 기술에서, 하나의 이진 출력 신호를 출력하기 위해 2개의 아날로그 전압을 사용하여 어느 입력 전압이 더 높은지를 나타내는 다양한 비교기가 충분히 잘 알려져 있다. 슈미트 트리거(Schmitt trigger)는 비교기 회로의 예로서 언급될 수 있다. 전압 스플리터(voltage splitter)를 사용하여 상기 비교기의 하나의 입력에 전압을 인가하는 기준 값이 바람직하다. 이 기준 값은 치료 표면의 온도가 최대 온도와 동일하면 제2온도 센서가 나타내는 전압 값에 대응하는 것이 바람직하다. 상기 비교기의 제2입력에서, 상기 치료 표면의 온도에 의존하는 상기 온도 센서의 출력 전압이 존재하는 것이 바람직하다. 특히 바람직한 온도 센서는 NTC 서미스터, 즉 열 저항기를 포함한다. 이는 온도 계수가 음수이므로, 따라서 온도가 증가하면 저항이 감소하고 더 높은 전류가 흐른다. 그러나 양의 온도 계수를 갖는 포지스터(posistor), 즉 PTC 서미스터가 또한 사용될 수 있으므로, 온도가 증가할 때 저항이 증가하고 보다 낮은 전류가 흐르게 된다.

치료 표면의 온도가 상승하면, 상기 제2온도 센서에 의해 조절된 비교기에서의 전압 값은 최대 온도에 대응하는 전압 기준 값 쪽으로 이동한다. 온도가 최대 온도를 초과하면 비교기의 출력 신호는 2진법으로 바뀐다. 상기 비교기는 바람직하게는 가열 요소의 전원에 통합된다. 즉, 치료 표면의 온도가 최고 온도에 도달하기 전에는, 상기 비교기는 바람직하게는 가열 요소의 공급 전압을 차단 해제(unblock)한다. 그러나 온도가 최대 온도보다 높아지자마자, 상기 비교기의 출구는 차단되어 가열 요소로의 전력 공급을 차단한다. 치료 표면의 온도가 다시 떨어지면, 공급 전압은 상기 비교기에 의해 다시 차단 해제(unblock)되는 것이 유리하다. 결과적으로, 상기 가열요소의 가역적 온/오프 스위칭은 치료 표면의 온도가 최고 온도를 초과하는 시간 기간 동안만 일어날 수 있다. 또한, 상기 장치가 켜질 때 상기 비교기가 제어 장치에 의해 잠금 해제되는 것이 바람직할 수 있다. 따라서, 장치의 정확한 시동(start-up)이 일어나지 않으면, 상기 비교기는 가열 요소의 전류 공급이 차단되도록 설정 단계에서 구성된다.

설명된 하드웨어-구현 온도 제어기의 바람직한 실시 예는 테스트에서 특히 견고하고 신뢰할 수 있는 것으로 입증되었다. 안전 스위치의 가역성과 단순한 설계로 인해, 바람직한 실시 예는 또한 낮은 제조 및 유지 비용을 특징으로 한다.

제어 장치의 독립적인 설계 및 전용 온도 센서로 인해 제어 장치의 구성 요소가 고장난 경우에도 안정적인 작동을 보장할 수 있다.

게다가, 비교기는 신속한 스위칭 용량뿐만 아니라 신뢰성으로 구별되는 널리 사용되는 전자 부품이기 때문에 비교기를 사용하여 기술된 형태의 하드웨어-구현 온도 제어기는 특히 빠르다. 따라서, 예를 들어, 나노초(nanosecond) 또는 그 이하의 스위칭 시간을 갖는 비교기가 이용 가능하다.

본 발명의 바람직한 실시 예에서, 상기 장치는 안전 퓨즈가 바람직하게는 1초 동안 65℃와 70℃ 사이의 값, 65℃의 값으로 치료 표면의 가열에 상응하는 최대 전류에 대한 임계 값을 갖는 것을 특징으로 한다. 테스트 결과 1초 이상 65℃ 이상으로 온도가 올라가면 통증에 매우 중요하며 피부에 손상을 줄 수 있음이 입증되었다. 바람직하게는, 이러한 파라미터 값들에 대해 안전 퓨즈를 설정함으로써, 안전 퓨즈는 치료 표면의 중요하지 않은 온도 상승의 경우에 조기에 트리거되지 않을 것이다. 이런 방식으로 안전을 손상시키지 않고 경제적 효율성을 높일 수 있다. 당해 기술 분야의 숙련자는 가열 요소의 전기적 파라미터에 기초하여 지시된 값을 보장하기 위해 어느 안전 퓨즈가 선택되어야 하는지를 알고 있다. 이를 위해 치료 표면의 온도를 동시에 측정하면서 전류 흐름을 측정할 수 있다. 또한, 바람직하게는 20ms 미만의 전류 증가에 반응하는 고속-작동(fast-acting) 안전 퓨즈를 사용하는 것이 특히 바람직하다. 따라서 20ms 미만의 단기간의 전류 증가조차도 치료 표면의 열 관성(thermal inertia)으로 인해 1초 이상 온도 상승을 초래할 수 있음을 인식하였다.

리셋-불가능(non-resettable), 순전히 온도에 의존하는, 용융에 의해 마찬가지로 기능하는 온도 퓨즈와 비교하여, 여기에 사용되는 전류 의존형 안전 퓨즈에는 몇 가지 장점이 있다. 리셋-불가능, 순전히 온도에 의존하는 온도 퓨즈의 경우, 임계 값 이상으로 전류를 인가하면 용융이 일어나지 않고, 오직 정의된 최대 온도보다 높은 외부 온도의 인가시에만 용융이 일어난다. 따라서 리셋-불가능, 순전히 온도에 의존하는 온도 퓨즈와 달리, 전류-의존 안전 퓨즈는 비교적 오랜 기간 동안 상승된 전류의 결과로서 소정의 바람직하지 않은 온도에 도달하기 전에도 반응할 수 있다. 마찬가지로, 리셋-불가능, 순전히 온도에 의존하는 온도 퓨즈는 정의된 최대 온도보다 높은 외부 온도가 존재할 때 항상 일정한 반응 시간을 필요로 한다. 이런 방식으로 위험한 온도 상승이 발생할 수 있다. 이와는 대조적으로 전류-의존 안전 퓨즈는 시스템 관련 대기 시간이 최소인 상태에서보다 신속하게 대응한다.

본 발명의 바람직한 실시 예에서, 상기 장치는 안전 퓨즈의 임계 값이 바람직하게는 1A와 2.5A 사이, 특히 바람직하게는 약 2A인 것을 특징으로 한다. 테스트에 따르면 선호되는 가열 요소와 관련하여 언급된 임계 값은 치료 표면의 온도가 1초 이하로 65℃ ~ 70℃를 초과한다는 특히 우수한 신뢰성을 보장한다. 따라서 1A 이상 2.5A 이하에서 상기 안전 퓨즈가 용융됨으로써 상기 치료 표면의 온도가 건강에 해로운 범위로 들어가지 않도록 할 수 있다. 따라서, 정상적인 치료의 경우, 2.5A 미만, 바람직하게는 1A의 정상적인 치료 전류가 발생한다. 오작동이 발생하면, 예를 들어, 연속 가열의 경우, 증가된 전류가 흐를 것이다. 이 경우 퓨즈가 개입하여 제어되지 않은 가열을 효과적으로 방지한다.

또한 하드웨어로 구현된 온도 모니터 및/또는 안전 퓨즈에서 선택한 안전 요소 중 하나만 사용하는 것이 좋다. 이러한 방식으로 특히 간단한 구조를 구현하여 허용 가능한 수준의 안전을 달성할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시 예에서, 접촉 온도는 43℃ 내지 56℃이다. 이러한 방식으로 다양한 증상을 개별적으로 치료할 수 있다. 열 및 캡사이신 수용체 TRPV1 및 TRPV2가 상처 피부 부위에서 국소적으로 동시에 활성화되는 경우 가려움 감각의 특히 두드러진 마스킹이 달성될 수 있다는 것이 인식되어 왔다. TRPV1은 건강한 피부의 급격한 열로 인한 통증에 관여하며 예를 들어 45℃ ~ 50℃ 온도의 열 감각을 조절한다. 또한, TRPV2는 52℃ 이상의 온도에서 발생하는 특히 심한 통증 감각의 경우에 활성화된다. TRPV1의 활성화 임계값은 40℃ ~ 45℃인 반면, TRPV2의 활성화 임계값은 50℃ ~ 53℃ 사이이다(Yao et al 2011, Somogyi et al. 2015, Cohen et al. 2014, Mergler et al. 2014). 최근 문헌 연구를 통해 온도 센서로서 TRPV1 및 TRPV2 수용체의 작용 방식에 대한 초기 이해가 나타나고 있지만 가려움증에서의 역할은 알려지지 않았다. 따라서, 문헌에 대한 지식이 있더라도, 당업자는 가려움증의 특히 효과적인 마스킹을 제공하는 것이 이러한 수용체의 활성화라고 가정하지 않을 것이다.

본 발명의 바람직한 실시 예에서, 접촉 온도는 43℃ ~ 47℃이고, 여기서 상기 제어 장치는 1 내지 10초 사이의 기간 동안 접촉 온도를 유지하도록 구성된다.

본 발명에 따른 1초 ~ 10초의 치료 단계에 대해 43℃ ~ 47℃ 범위의 접촉 온도를 정밀하게 조절하여 가려움증 및/또는 헤르페스 물집이 단시간에 감소하고 따끔거림에 대한 불만 없이 우수한 결과를 얻었다. 순응도 및 치료적 성공은 본 발명에 따른 장치에 대해 일관되게 좋았다.

접촉 온도가 44.5℃ ~ 46.5℃, 특히 바람직하게는 45℃ ~ 46℃인 장치의 바람직한 실시 예에서 우수한 결과가 달성되었다. 앞서 언급한 온도 범위에 대해 연구에 따르면 어떤 경우에는 가려움증 및/또는 헤르페스 물집과 발적이 2일 이내에, 어떤 경우에는 1일 이내에 눈에 띄거나 인지할 수 있은 경감이 나타났다. 이는 위의 범위가 최적의 치료 요법을 나타냄을 시사한다. 치료 요법의 높은 치료 성공은 부분적으로만 헤르페스 바이러스의 DNA 결합 단백질의 위에서 설명한 열민감성에 의해 설명될 수 있다. 동시에, 신체의 면역 체계는 44.5℃ ~ 46.5℃, 특히 45℃ ~ 46℃의 온도 범위에서 지원되는 것으로 보이므로, 신체의 면역 체계의 동시 활성화 또는 지원과 함께 헤르페스 바이러스의 복제 억제 및/또는 독소(예를 들어 곤충)의 열 중화를 포함하는 시너지 효과는 좁은 온도 범위에 대한 치료 성공의 원인이 된다.

또한, 피험자들은 44.5℃ ~ 46.5℃, 특히 바람직하게는 45℃ ~ 46℃의 바람직한 접촉 온도에서 가려움증이 현저히 감소했다고 보고했다. 놀랍게도 가려움증의 완화는 치료 후 몇 시간 동안 지속되었다. 2차 치료 효과로 헤르페스 물집(blister)의 긁힘 감소가 관찰되며 이는 또한 빠른 치유에 기여한다.

이는 앞서 언급한 온도와 2 ~ 5초의 치료 시간의 조합에서 특히 그렇다.

본 발명의 바람직한 실시 예에서, 가열 단계는 1초 내지 5초, 바람직하게는 3초 이하, 특히 1 내지 2초이다. 이러한 급속 가열 단계는 원하는 온도에 특히 빠르게 도달할 수 있도록 한다. 따라서, 사용자에게 불필요하게 열을 공급하거나 치료에 필요한 시간을 효과적으로 늘리지 않고도 치유 효과를 얻을 수 있은 것이 바람직하다. 또한, 치료 중에 방출되는 열의 양은 특히 높은 정밀도로 결정될 수 있다.

최신 기술의 알려진 장치에 비해 목표로 하고 상당히 빠른 가열 단계로 인해, 특히 피험자에 대한 높은 수용도와 따라서 신뢰할 수 있은 치료 성공을 달성할 수 있다. 유리하게는, 치료적으로 비효과적인 가열 단계 동안 피험자의 피부 영역이 불필요하게 자극되는 것이 방지된다. 대신, 헤르페스 치료를 위한 치료적으로 효과적인 접촉 온도(예를 들어 43℃ ~ 47℃ 사이의 값)가 빠르고 안정적으로 도달한다.

가열 단계는 바람직하게는 적어도 하나의 가열 요소를 가열함으로써 치료 표면의 외부 표면이 접촉 온도, 예를 들어 43℃ ~ 47℃에 도달하는 기간을 나타낸다. 치료 표면의 열부하가 낮기 때문에, 일반적인 피부 표면 온도(예를 들어 32℃)에 해당하는 치료 표면의 초기 온도는 장치가 피부 영역에 적용될 때 일반적으로 비교적 빠르게 도달한다. 따라서 가열 단계는 바람직하게는 예를 들어 43℃ 내지 47℃의 값의 치료 단계 동안 천연 신체 피부 온도로부터 원하는 접촉 온도까지의 온도 상승 기간을 나타낸다.

본 발명의 특히 바람직한 실시 예에서, 치료 표면의 크기는 30 mm² 내지 50 mm²이다. 특히 헤르페스 질환의 경우, 특히 구강(소위 herpes labialis)의 경우, 상기 치료 표면의 선호되는 크기는 가능한 모든 감염 부위를 덮기에 이상적이다. 특히, 30mm²에서 50mm² 사이의 치료 표면은 장치를 한 번만 적용하여 모든 일반적인 영향을 받는 피부 영역을 덮는데 적합하다. 그러나 이 크기는 모기나 개미와 같은 벌레 물림 치료에도 특히 적합할 수 있다. 또한, 이러한 치료 표면을 포함하는 장치는 특히 컴팩트하게 유지될 수 있다. 따라서 립스틱의 크기에 해당하는 장치 크기를 얻을 수 있다. 이러한 방식으로 립스틱의 크기에 해당하는 장치 크기를 얻을 수 있다. 이러한 콤팩트한 장치는 언제라도 치료를 수행할 수 있도록 신체 또는 기내 반입 가방에 쉽게 영구적으로 휴대할 수 있다. 이는 치료의 성공을 상당히 증가시킨다. 치료 표면은 바람직하게는 둥글고, 헤르페스 치료에 특히 적합한 모양이며, 감염된 피부 영역은 종종 유기적이고 거의 둥근 모양을 갖는다.

헤르페스 치료에 특히 적합한 임의의 3차원 모양, 특히 볼록한 모양을 사용하는 것도 가능하다. 예를 들어, 립스틱 모양을 사용하여 사용자가 치료 중에 장치를 부드럽게 누르도록 유도할 수 있다. 이로써 치료 중 웰빙을 향상시키는 심리적 효과가 유발될 수 있다. 전달되는 열의 양도 개선될 수 있다. 특히 입술 치료에 적합한 유기 형태(organic form)를 사용할 수 있다.

또한, 치료 표면의 크기와 바람직한 접촉 온도 및 치료 단계의 조합이 헤르페스, 특히 입술 부위를 치료하는데 특히 효과적이라는 것이 밝혀졌다. 한편으로, 치료 표면은 인접한 부위를 효과적으로 덮을 수 있을 만큼 충분히 커서 감염된 피부 부위의 경계 부위를 효과적으로 치료한다. 반면에 고열 치료에도 불구하고 치료 표면의 최대 크기는 고통스럽지 않고 특히 쾌적한 것으로 인식된다. 이것은 입의 민감한 부분, 특히 입술에서 특히 중요하다. 앞서 언급한 매개 변수를 가진 테스트 담당자의 경우, 최상의 순응도 값, 즉 환자가 장치를 적극적으로 참여하고 사용하려는 의지가 가장 높고 가장 성공적인 치료법이 모두 관찰된다.

본 발명의 바람직한 실시 예에서, 치료 표면의 크기는 1 cm² 미만, 바람직하게는 20 mm² 내지 80 mm²이다.

이러한 크기의 치료 표면은 벌레 물린 후 가려움증을 치료하는데 특히 유익한 것으로 입증되었다.

벌레 물림, 특히 모기에 물린 경우 치료 표면의 크기는 바람직하게는 10mm²와 100mm² 사이, 특히 바람직하게는 20mm²와 60mm² 사이이다. 이 크기는 피부의 영향을 받지 않는 부위를 불필요하게 가열하지 않고 환부 전체의 표적 치료에 적합하다.

또한, 이러한 장치 크기는 특히 컴팩트하고 립스틱 크기에 해당할 수 있다. 이러한 콤팩트한 장치는 몸이나 가방에 영구적으로 착용할 수 있으므로 언제든지 치료를 받을 수 있다. 이것은 치료의 성공을 크게 증가시킨다.

본 발명의 다른 바람직한 실시 예에서, 치료 표면의 크기는 적어도 4 cm², 적어도 6 cm², 바람직하게는 적어도 7 cm², 특히 바람직하게는 6 cm² 내지 18 cm², 특히 바람직하게는 6 cm² 내지 9 cm² 또는 또한 7 cm² 내지 10 cm²이다. 이로써 가려움증은 특히 피부의 넓은 부위에서 특히 높은 수준으로 감소할 수 있다.

예를 들어, 피부 발진의 경우 해당 피부 부위에 치료 표면을 간단하고 편안하게 배치함으로써 가려움증을 견딜 수 있은 통증 감각으로 전환할 수 있다. 예를 들어 강렬한 긁힘으로 인한 상처의 형성과 같은 피부의 이차적 손상을 효과적으로 방지할 수 있다. 특히 큰 치료 표면의 경우, 본 발명에 따른 접촉 센서의 사용이 유리할 수 있다. 설명한 바와 같이 접촉 센서는 접촉 온도 곡선을 정확하고 안정적으로 제어할 수 있을 뿐만 아니라 더 높은 수준의 안전성과보다 효율적인 에너지 사용을 보장한다.

본 발명의 다른 바람직한 실시 예에서, 상기 장치는 전원 공급(power supply) 유닛 및 상기 전원 공급 유닛의 전압을 모니터하는 전압 모니터를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 의미에서, 상기 전원 공급 유닛은 바람직하게는 상기 장치를 작동시키기 위한 전기 에너지를 제공한다. 바람직한 전원 공급 유닛은 일반 배터리 또는 재충전 가능 배터리이다. 이들은 일반적으로 직류 전류를 공급하여 전기 에너지를 공급한다. 바람직한 실시 예에서, 전원 공급 유닛에 의해 공급된 전압은 전압 제어기를 사용하여 모니터된다. 본 발명의 의미에서, 상기 전압 모니터는 전원 공급 유닛의 전압을 측정할 수 있고 이것이 소정의 한계 값 아래로 떨어지면 동작을 트리거할 수 있는 전기 스위치인 것이 바람직하다. 종래 기술에서, 전압 모니터에 대한 다수의 변형 예가 알려져 있으며, 당업자는 어느 전압 모니터가 어떤 유형의 전원 공급 장치, 즉 특히 정규의 배터리 또는 재충전 가능한 배터리에 적합한지를 알고 있다. 상기 전압 모니터가 전원 공급 장치의 전압 저하를 일정 값 이하로 검출하면, 바람직하게는 마이크로프로세서인 제어 장치에 인터럽트 요구(IRQ, interrupt request)을 전송하는 것이 바람직하다. 이 시간 동안 치료 사이클, 즉 가열 단계 또는 치료 단계가 작동하는 경우, 인터럽트 요구는 치료 사이클의 종료로 이어질 것이다. 이는 추가적인 안전장치이다. 따라서, 전원 공급 유닛 상의 불충분한 전압이 제어 장치, 예를 들어 마이크로프로세서의 고장을 야기할 수 있다는 것이 밝혀졌다. 이 경우 치료 온도의 온도 조절이 제어 장치에 의해 올바르게 수행되지 않고 치료 표면의 제어되지 않은 가열이 일어날 수 있다. 따라서, 전압 모니터는 또한 예를 들어 결함이 있는 배터리의 경우와 같이 장치의 안전성을 증가시키고 건강 위험을 피하는데 기여할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시 예에서, 상기 장치는 시스템 데이터 및/또는 에러 메시지를 저장하기 위한 데이터 메모리를 포함하는 것을 특징으로 한다. 바람직한 시스템 데이터는 바람직하게는 상이한 유형의 치료 사이클의 사용을 개별적으로 대응하는 치료 사이클을 위한 카운터(counter)를 포함한다. 예를 들어, 더 짧거나 더 긴 치료주기를 선택할 수 있다면, 이것은 별도로 대응한다. 게다가, 상기 시스템 데이터는 부팅 카운터, 즉 장치가 몇 번 시작되었는지에 대한 카운터 및 현재의 오류 상태에 대한 오류 메시지에 대한 정보를 포함하는 것이 바람직하다.

다음 오류 메시지를 저장할 수 있다: "리셋(Reset)"은 전압 제어기가 리셋을 트리거한 것을 나타낸다. '워치독(Watchdog)'은 펌웨어에서 워치독 리셋이 발생했음을 보여주는 것으로 즉, 소프트웨어 오류를 기반으로 시스템을 다시 시작한 것이다. 에러보고를 위해 바람직하게는, 상기 에러가 발생했을 때 장치가 작동하고 있는 프로그램 모드를 결정하는 것이 가능하다. "온도 너무 높음(Temperature too high)"은 온도 센서에서 측정된 온도가 너무 높거나 온도 센서에 결함이 있음을 나타낼 수 있다. "온도 너무 낮음(Temperature too low)"은 온도 센서에서 측정된 온도가 너무 낮거나 온도 센서에 결함이 있음을 나타낼 수 있다. "치료 온도 도달(Treatment temperature reached)"은 원하는 치료 온도에 도달했는지 또는 예열 단계 중에 오류가 발생했는지를 나타낼 수 있다.

유리하게는, 상기 저장된 시스템 데이터 및 오류 메시지는 장치의 문제 진단 및 치료에 사용될 수 있다. 예를 들어 고객이 결함이 있는 장치를 전송하면 이 데이터를 읽을 수 있다. 이 데이터에 기초하여, 예를 들어, "온도 너무 높음"과 같은 에러를 치료 사이클 또는 워치도그 리셋의 추가 시스템 데이터와 상관시킬 수 있다. 따라서 이러한 데이터를 기반으로 개발 단계 및 그 이후에 장치의 안전 기능을 지속적으로 최적화할 수 있다. 장치가 시스템 데이터 및 오류 메시지의 저장 장치를 포함할 가능성은 의미있는 데이터에 기반하여 하드웨어 및 소프트웨어 구성 요소를 지속적으로 향상시킬 수 있다.

추가적인 바람직한 실시 예에서, 상기 장치는 적어도 치료 표면의 온도 조절을 제어하는 제어 장치에 펌웨어가 설치된 것을 특징으로 하며, 여기서 펌웨어는 펌웨어가 실행되는지 여부를 모니터링하는 워치 독 카운터(WDC)를 포함한다. 본 발명의 의미에서, 펌웨어는 바람직하게 소프트웨어, 즉 제어 장치, 바람직하게는 마이크로프로세서에 내장된 컴퓨터-구현 프로세스에 대한 명령으로서 이해된다. 다시 말하면, 상기 펌웨어는 바람직하게는 상기 장치의 하드웨어, 즉 특히 가열 요소 및 온도 센서와 기능적으로 링크된 소프트웨어를 포함한다. 바람직하게 상기 펌웨어는 상기 장치의 작동 시에 실행되며, 상기 장치의 이들 하드웨어 구성 요소의 모니터링 및 제어 기능을 대신한다. 따라서, 바람직하게는 상기 펌웨어에 기초한 제어 장치는 예를 들어 치료 사이클 동안 가열 요소에 대한 전류 공급을 제어하기 위해 온도 센서의 측정 데이터 및 사용자 입력을 평가한다. 본 발명의 의미에서, 하드웨어-구현 구성요소는 바람직하게는 펌웨어의 정확한 실행과 독립적으로 그 기능이 보증되는 구성요소이다. 상술한 바와 같이, 상기 온도 제어기는 하드웨어-구현되어, 그 기능, 즉 최대 온도를 제한하는 것이 제어 장치상의 펌웨어의 정확한 실행과 독립적으로 발생할 수 있다. 펌웨어의 시스템 오류가 발생하더라도 하드웨어-구현온도 제어기는 신속하고 정확하게 치료 표면의 최대 온도를 제한할 수 있다.

특히 바람직한 실시 예에서, 상기 제어 장치의 펌웨어는 하드웨어-구현 워치독 카운터의 도움으로 모니터링된다. 특히 타임 아웃 워치독(time-out watchdog)이 바람직하다. 상기 타임 아웃 워치독은 치료 단계가 시작되기 전에 펌웨어에 의해 활성화되는 것이 바람직하다. 상기 치료 단계에서, 상기 펌웨어는 타임 아웃 워치독에 특정한 소정의 시간 간격 내에 신호를 리셋하도록 신호를 송신할 것이다. 타임 아웃 워치독이 리셋되지 않으면 펌웨어를 재시작하는 것이 바람직하다. 상기 시간 간격은 바람직하게는 펌웨어에 의한 가열 요소의 온도 측정 및 조절을 수행하기 위해 계획된 시간에 기초하며, 예를 들어, 2ms와 10ms 사이에 있을 수 있다. 이러한 타임 아웃 워치독을 사용하면 적어도 장치의 치료 단계 동안 상기 펌웨어가 정확하게 기능하고 치료 표면의 온도가 모니터링되고 있는 것이 유리하게 확인될 수 있다. 펌웨어 모니터링을 위해 하드웨어-구현 워치독을 사용함으로써, 바람직하게는 예를 들어 타임 아웃 워치독의 도움으로, 상기 펌웨어가 올바르게 기능하지 않고 사전 설정된 시간 간격이 유지되지 않으면 상기 치료 단계가 중단될 수 있다. 따라서, 하드웨어-구현 온도와의 상호작용에서 특히 펌웨어가 올바르게 작동하지 않더라도 치료 표면의 과열이 배제되어 위에 언급된 것 이외에 추가 안전 기능이 제공된다.

Claims

피부의 가려움증 및/또는 헤르페스 질환을 치료하기 위한 장치로서,
a) 하나 이상의 치료 표면 및
b) 상기 치료 표면의 온도를 조절하기 위한 제어 장치를 포함하고,
상기 제어 장치는 가열 단계에서 상기 치료 표면이 피부와 접촉하는 동안 적어도 하나의 가열 요소를 접촉 온도로 가열함으로써 피부를 향하는 외부 면의 치료 표면을 조절하고 치료 단계에서 온도를 유지하도록 구성되고, 여기서 상기 장치는 적어도 하나의 접촉 센서를 포하는 장치.
이전 청구항에 있어서,
상기 접촉 센서는 피부 및 제어 장치와 접촉하는 동안 상기 치료 표면의 온도를 측정하기 위한 적어도 하나의 온도 센서에 의해 실현되며, 상기 제어 장치는 상기 온도 센서의 측정 데이터에 기초하여 적어도 하나의 가열 요소를 조절하고, 여기서 상기 제어 장치는 상기 온도 센서의 측정 데이터와 상기 가열 요소의 제어에 대한 데이터의 상관관계에 기초하여 상기 치료 표면이 피부와 접촉하고 있는지 여부를 결정할 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
이전 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어 장치는 치료 표면이 피부 또는 공기와 접촉하는 경우 치료 표면의 온도와 가열 요소의 제어의 상관관계에 대한 기준 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제2항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 온도 센서는 상기 치료 표면의 내부 면에 있고 상기 치료 표면은 50 ㎛ 내지 2000 ㎛ 사이의 층 두께를 갖는 세라믹 층으로 형성되고, 및/또는
상기 온도 센서는 상기 치료 표면의 내부 면에 있고 상기 치료 표면은 50 ㎛ 내지 2000 ㎛ 사이의 층 두께를 가진 금 층으로 형성되는 것을 특징으로 하는 장치.
제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 치료 표면은 세라믹으로 형성되고 상기 온도 센서는 상기 치료 표면에 통합되는 것을 특징으로 하는 장치.
이전 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 접촉 센서는 광학 검출기, 용량성 센서, 촉각 센서 및/또는 파이로미터를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
이전 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어 장치는 치료 단계의 기간이 상기 치료 표면과 피부의 접촉이 결정될 때의 함수로서 결정되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
이전 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어 장치는 치료 표면과 피부의 접촉이 결정된 경우에만 상기 가열 요소의 가열이 시작되도록 구성거나 또는
상기 제어 장치는 치료 표면과 피부의 접촉이 존재하지 않는다고 결정되는 즉시 상기 가열 요소의 가열이 중단되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
이전 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 장치는 방수 하우징을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
이전 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
하드웨어로 구현된 온도 모니터는 상기 치료 표면의 최대 온도를 54℃와 58℃ 사이의 값, 바람직하게는 약 56℃로 제한하고, 및/또는
안전 퓨즈는 단락 또는 제어되지 않은 연속 가열이 발생하는 경우 상기 장치를 차단하는 것을 특징으로 하는 장치.
이전 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
접촉 온도는 43℃ ~ 56℃인 것을 특징으로 하는 장치.
이전 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 접촉 온도는 43℃ ~ 47℃이고 상기 제어 장치는 1 ~ 10초 동안 접촉 온도를 유지하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
이전 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 접촉 온도는 44.5℃ ~ 46.5℃, 바람직하게는 45℃ ~ 46℃이고, 상기 제어 장치는 2 ~ 5초 동안 접촉 온도를 유지하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
이전 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가열 단계는 1초 내지 5초, 바람직하게는 3초 이하, 특히 1 내지 2초인 것을 특징으로 하는 장치.
이전 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 치료 표면의 크기는 30mm² ~ 50mm² 또는 6cm² ~ 18cm²인 것을 특징으로 하는 장치.