KR20210069844A - Led를 이용한 고주파 온열치료기의 신뢰성 검증 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고주파 온열치료기에 의해 발생하는 열이 인체 내부에서 어떠한 온도 분포를 형성하는지에 대한 검증을 할 수 있도록, 개선된 LED를 이용한 고주파 온열치료기의 신뢰성 검증 장치에 관한 것이다.

Description

LED를 이용한 고주파 온열치료기의 신뢰성 검증 장치{Quality assurance apparatus of high frequency heat therapy device using LED}

본 발명은 LED를 이용한 고주파 온열치료기의 신뢰성 검증 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고주파 온열치료기에 의해 발생하는 열이 인체 내부에서 어떠한 온도 분포를 형성하는지에 대한 검증을 할 수 있도록, 개선된 LED를 이용한 고주파 온열치료기의 신뢰성 검증 장치에 관한 것이다.

고주파 온열치료는 RF power를 인가하여 체내에 전기장을 생성시켜 체내 분자운동이 활발하게 이루어지게 하여 온도 상승에 의해 종양을 사멸시키는 방법으로, 도 1과 같이 고주파 온열치료기(도시되지 않음)의 전극(A)을 인체에 접속시킨 이후 그 전극을 통해 인체에 고주파를 인가시키는 방식으로 이루어지게 된다.

전자파 흡수율(SAR : Specific Absorption Rate)은 전기장이 인체에 흡수되는 에너지의 양(단위:W/kg)을 나타내는 단위로, pennes bioheat equation을 통해 전기장과 신체 내부의 온도와의 관계를 설명할 수 있는 것으로 알려져 있다.

현재 암치료방법으로써 온열치료가 각광받고 있으며, 고주파 온열치료기를 사용하는 병원도 늘어나는 추세에 있다. 그러나, 치료기의 수가 점점 늘어나는데 반하여 치료기에 대한 신뢰성 및 환자의 안전성을 위한 성능 검증(Quality Assurance; 이하 'QA'라 함) 장비가 부족한 실정이다. 또한, 이러한 이유나 제조사에서 권고하는 치료 프로토콜이 상이하거나 존재하지 않는 등의 이유로 고주파 온열치료기의 정기적인 QA가 원활하게 이루어지지 않고 있다.

고주파 온열치료기는 정기적인 QA를 통해 장비의 성능이 유지되지 않을 시, 고온으로 인한 화상 및 장기 파열과 같은 부작용이 발생 할 수 있고, 충분한 열 발생이 되지 않아 치료 효과가 없거나 떨어질 수 있다.

현재 온열치료기의 QA는 크게 2가지가 있다.

즉, 단순 출력을 확인하는 방법이 있으나, 출력이 일정하다고 해서 신체 내부에 전해지는 에너지의 양이 일정한지 알 수 없는 단점이 있다.

또한, 인체등가물질로 구성된 팬텀을 이용하여 실제 치료와 동일한 조건에서 온도를 측정하는 방법이 있으나, patient QA 시 시간이 오래 소요되는 단점이 있다.

대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-1472983호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 인체 모형에 대응되는 팬텀을 이용하여 고주파 온열치료의 온도에 관한 신뢰성을 검증하되, 간소한 구성에 의해서도 신속하고 정밀하게 검증할 수 있게 하는 LED를 이용한 고주파 온열치료기의 신뢰성 검증 장치를 제공하고자 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 LED를 이용한 고주파 온열치료기의 신뢰성 검증 장치는, 인체 대체 모형인 팬텀; 인체의 머리에서 발끝으로의 방향을 횡방향, 배에서 등으로의 방향을 종방향으로 가정할 때, 상기 팬텀을 상기 종방향을 따라 2분할하여 형성된 한 쌍의 팬텀요소들 사이에 배치되는 베이스부재; 상기 베이스부재가 배치된 평면을 XY 좌표평면으로 가정할 때, 상기 베이스부재의 X축 및 Y축 방향을 따라 간격을 두고 배치되고 각각의 캐소드와 애노드가 상기 팬텀요소들 중 어느 하나에 접속되어서 상기 팬텀에 인가된 고주파전류에 의해 형성되는 전기장 내에서의 전하의 움직임에 따라 점등되는 복수의 LED들; 및 상기 LED 밝기에 상응하는 각 LED 설치부위의 서로 다른 전류의 크기에 따라 고주파 온열치료기의 상기 팬텀에 대응되는 인체 각 부위의 온도 영향을 검증할 수 있도록, 상기 LED 밝기를 측정하기 위한 측정수단;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 베이스부재는 상기 한 쌍의 팬텀요소들 사이의, 상기 종방향 단면과 평행한 평면 상에 배치되는 것이 바람직하다.

상기 베이스부재는, 상기 각 LED의 캐소드와 애노드가 관통하는 관통공들을 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 LED를 이용한 고주파 온열치료기의 신뢰성 검증 장치는, LED의 전기장 분포를 시각적으로 확인할 수 있게 하여 인체의 각 부위에 상대적인 온도 분포가 어떻게 형성될지 예측할 수 있게 하고, 조도·휘도계를 이용하여 LED의 밝기를 정량적으로 나타내어 그 정량화된 데이터와 팬텀의 온도 간의 상관관계를 규명함으로써, 고주파 온열치료기에 의한 치료 전 성능검증을 신속하고 간편하게 할 수 있게 됨에 따라, 환자의 안전성 및 치료효율을 높일 수 있는 효과를 가진다.

도 1은 고주파 온열치료기를 이용한 치료를 위해 전극이 인체에 놓여진 상태를 보인 사용상태도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 LED를 이용한 고주파 온열치료기의 신뢰성 검증 장치의 분리 사시도.
도 3은 본 발명 일실시예에 채용된 베이스부재와 LED들이 결합된 구성을 저면에서 보인 저면 사시도.
도 4는 본 발명 일실시예에 채용된 베이스부재와 LED들이 결합된 구성을 측면에서 보인 측면도.
도 5는 본 발명 일실시예의 사용상태를 보인 도면.
도 6는 본 발명 일실시예의 동작상태를 보인 도면.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 채용된 일부 구성을 보인 사시도.

이하의 설명에서 본 발명에 대한 이해를 명확히 하기 위하여, 본 발명의 특징에 대한 공지의 기술에 대한 설명은 생략하기로 한다. 이하의 실시 예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 상세한 설명이며, 본 발명의 권리 범위를 제한하는 것이 아님은 당연할 것이다. 따라서, 본 발명과 동일한 기능을 수행하는 균등한 발명 역시 본 발명의 권리 범위에 속할 것이다.

그리고, 이하의 설명에서 동일한 식별 기호는 동일한 구성을 의미하며, 불필요한 중복적인 설명 및 공지 기술에 대한 설명은 생략하기로 한다. 또한, 상기 발명의 배경이 되는 기술에 대한 기재 내용과 중복되는 이하의 본 발명의 각 실시예에 관한 설명 역시 생략하기로 한다.

이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 LED를 이용한 고주파 온열치료기의 신뢰성 검증 장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 LED를 이용한 고주파 온열치료기의 신뢰성 검증 장치의 분리 사시도이고, 도 3은 본 발명 일실시예에 채용된 베이스부재와 LED들이 결합된 구성을 저면에서 보인 저면 사시도이며, 도 4는 본 발명 일실시예에 채용된 베이스부재와 LED들이 결합된 구성을 측면에서 보인 측면도이며, 도 5는 본 발명 일실시예의 사용상태를 보인 도면이다.

도 2 및 도 3에 잘 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 LED를 이용한 고주파 온열치료기의 신뢰성 검증 장치는, 고주파 치료시 인체 내부에 발생되는 서로 다른 크기를 가지는 전기장의 분포를 LED(3)를 이용하여 확인할 수 있게 하여 고주파 온열치료기의 인체 내 미치는 온도 영향을 신속하고 정밀하게 검증하기 위한 것으로, 팬텀(1)과 베이스부재(2)와 복수의 LED(3)들과 측정수단을 포함하여 이루어진다.

상기 팬텀(1)은, 이미 알려져 있는 한천(寒天 ,agar)과 같은 인체등가물질에 의해 구현될 수 있고, 다양한 두께를 갖도록 제작될 수 있으나, 본 실시예에서는 두께가 13cm인 원통형으로 구현되었다.

상기 베이스부재(2)는, 상기 팬텀(1)에 상기 LED(3) 들을 용이하게 지지시켜 주기 위한 매개체 역할을 하는 것으로, 얇은 판 형태로 제작되고, 인체의 머리에서 발끝으로의 방향을 횡방향, 배에서 등으로의 방향을 종방향으로 가정할 때, 상기 팬텀(1)을 상기 종방향을 따라 2분할하여 형성된 한 쌍의 팬텀요소(11)(12)들 사이에 배치된다. 이러한 베이스부재(2)는 절연 소재로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 LED(3)들은, 상기 전기장의 크기에 따라 서로 다른 밝기로 점등되는 것으로, 상기 베이스부재(2)가 배치된 평면을 XY 좌표평면으로 가정할 때, 상기 베이스부재(2)의 X축 및 Y축 방향을 따라 간격을 두고 배치된다.

그리고, 상기 LED(3)들은, 도 5 및 도 6에 잘 도시된 바와 같이, 각각의 캐소드(31)와 애노드(32)가 상기 팬텀요소(11)(12)들 중 어느 하나에 접속되어서 상기 팬텀(1)에 인가된 고주파전류에 의해 형성되는 전기장 내에서의 전하의 움직임에 따라 서로 다른 밝기로 점등된다.

상기 측정수단은, 조도계 또는 휘도계와 같이 LED(3) 밝기를 측정하기 위한 것으로, 그 측정된 결과를 기초로 하여, 상기 LED(3) 밝기에 상응하는 각 LED(3) 설치부위의 서로 다른 전류의 크기에 따른 온도를 예측할 수 있게 하여, 결국 고주파 온열치료기의 상기 팬텀(1)에 대응되는 인체 각 부위의 온도 영향을 검증할 수 있게 한다.

이러한 구성을 가지는 본 발명에 의한 LED(3)를 이용한 고주파 온열치료기의 신뢰성 검증 장치는, LED(3)의 전기장 분포를 시각적으로 확인할 수 있게 하여 인체의 각 부위에 상대적인 온도 분포가 어떻게 형성될지 예측할 수 있게 하고, 조도·휘도계를 이용하여 LED(3)의 밝기를 정량적으로 나타내어 그 정량화된 데이터와 팬텀(1)의 온도 간의 상관관계를 규명함으로써, 고주파 온열치료기에 의한 치료 전 성능검증을 신속하고 간편하게 할 수 있게 됨에 따라, 환자의 안전성 및 치료효율을 높일 수 있는 장점을 기대할 수 있게 한다.

한편, 상기 베이스부재(2)는 상기 한 쌍의 팬텀요소(11)(12)들 사이에 다양한 방향으로 배치될 수 있음은 물론이나, 실제 고주파 온열치료기의 고주파에 인체 내 미치는 영향을 원활하게 검증할 수 있도록, 상기 종방향 단면과 평행한 평면 상에 배치되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 베이스부재(2)는, 도 4의 확대부분에 잘 도시된 바와 같이, 상기 각 LED(3)의 캐소드(31)와 애노드(32)가 관통하는 관통공(21)들을 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

도면 중 미설명부호 33은 상기 캐소드(31)와 애노드(32)에 전기적으로 연결되고 상기 팬텀(1)에 접속되는 접속체이다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 채용된 일부 구성을 보인 사시도이다.

이 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예는 베이스부재(2)의 LED(3)가 설치된 교차부위와 인접한 위치에, 그 설치된 부위의 온도를 센싱하기 위해 설치되는 센서(4)들을 더 포함하여 이루어진다.

이러한 구성을 가지는 본 실시예는, 상기 센서(4)들에 의해 센싱된 온도와 상기 LED 밝기에 따른 상관관계를 정량화된 데이터로 규명할 수 있게 함으로써, 고주파 온열 치료기의 인체 내 미치는 온도 영향을 더욱 신뢰성 있고 편리하게 검증할 수 있는 장점을 기대할 수 있게 한다.

이상 본 발명의 다양한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 실시예 및 본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것이 자명하다고 할 것이다.

1:팬텀 11,12:팬텀요소
2:베이스부재 21:관통공
3:LED 31:캐소드
32:애노드 33:접속체
A:전극

Claims (3)

1. 인체 대체 모형인 팬텀;
   인체의 머리에서 발끝으로의 방향을 횡방향, 배에서 등으로의 방향을 종방향으로 가정할 때, 상기 팬텀을 상기 종방향을 따라 2분할하여 형성된 한 쌍의 팬텀요소들 사이에 배치되는 베이스부재;
   상기 베이스부재가 배치된 평면을 XY 좌표평면으로 가정할 때, 상기 베이스부재의 X축 및 Y축 방향을 따라 간격을 두고 배치되고 각각의 캐소드와 애노드가 상기 팬텀요소들 중 어느 하나에 접속되어서 상기 팬텀에 인가된 고주파전류에 의해 형성되는 전기장 내에서의 전하의 움직임에 따라 점등되는 복수의 LED들; 및
   상기 LED 밝기에 상응하는 각 LED 설치부위의 서로 다른 전류의 크기에 따라 고주파 온열치료기의 상기 팬텀에 대응되는 인체 각 부위의 온도 영향을 검증할 수 있도록, 상기 LED 밝기를 측정하기 위한 측정수단;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 LED를 이용한 고주파 온열치료기의 신뢰성 검증 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 베이스부재는 상기 한 쌍의 팬텀요소들 사이의, 상기 종방향 단면과 평행한 평면 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 LED를 이용한 고주파 온열치료기의 신뢰성 검증 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 베이스부재는, 상기 각 LED의 캐소드와 애노드가 관통하는 관통공들을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 LED를 이용한 고주파 온열치료기의 신뢰성 검증 장치.

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