KR20210114730A - Therapeutic apparatus and method for hearing impairment by using PEMF - Google Patents
Therapeutic apparatus and method for hearing impairment by using PEMF Download PDFInfo
- Publication number
- KR20210114730A KR20210114730A KR1020200030221A KR20200030221A KR20210114730A KR 20210114730 A KR20210114730 A KR 20210114730A KR 1020200030221 A KR1020200030221 A KR 1020200030221A KR 20200030221 A KR20200030221 A KR 20200030221A KR 20210114730 A KR20210114730 A KR 20210114730A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- pemf
- pulse
- applicator
- present
- magnetic field
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N2/00—Magnetotherapy
- A61N2/02—Magnetotherapy using magnetic fields produced by coils, including single turn loops or electromagnets
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F11/00—Methods or devices for treatment of the ears or hearing sense; Non-electric hearing aids; Methods or devices for enabling ear patients to achieve auditory perception through physiological senses other than hearing sense; Protective devices for the ears, carried on the body or in the hand
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N2/00—Magnetotherapy
- A61N2/004—Magnetotherapy specially adapted for a specific therapy
- A61N2/006—Magnetotherapy specially adapted for a specific therapy for magnetic stimulation of nerve tissue
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Public Health (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Neurology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Otolaryngology (AREA)
- Psychology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Vascular Medicine (AREA)
- Magnetic Treatment Devices (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 청각 장애 치료에 관한 것으로, 헤드셋 형과 이어폰 형의 두 가지 형태의 PEMF 어플리케이터를 통해 내이 조직 전역을 치료할 수 있는 충분한 강도의 자계를 분포함으로써 난청 및 이명 장애를 치료하는 PEFM를 이용한 청각 장애 치료 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to the treatment of hearing impairment, and by distributing a magnetic field of sufficient strength to treat the entire inner ear tissue through two types of PEMF applicator, headset type and earphone type, hearing impairment using PEFM to treat hearing loss and tinnitus disorders It relates to treatment devices and methods.
인간의 청각 기관은 가령(aging)에 따라 점차 기능이 저하하기 때문에 고령자가 되면 대다수가 다소간의 청각 장애를 지니게 되는데, 한 통계에 의하면 우리나라의 65세 이상 연령층의 거의 30%가 난청과 이명을 경험하고 있다고 한다. 난청은 인체의 주요한 지각 장애의 하나로서 일상생활에 많은 지장을 주지만, 이명도 두통, 수면 장애, 신경 쇠약, 우울증 등을 유발하여 일상생활에 심한 불편을 겪게 한다.Since the function of the human hearing organ gradually deteriorates with aging, most of them have some degree of hearing impairment when they become older. are said to be doing Hearing loss is one of the major perceptual disorders in the human body, which interferes with daily life.
난청이란 청각 기능이 저하하여 일상생활에 지장을 받는 경우를 지칭하는데, 구체적으로는 경도난청(26~40 dBHL), 중도난청(41~55 dBHL), 준고도난청(56~70 dBHL), 고도난청(71~90 dBHL) 그리고 극고도난청(90 dBHL 이상)으로 구분하고 있으며, 통상 100 dBHL 이상의 고도난청을 전농(total deafness)으로 구분한다.Hearing loss refers to cases where hearing is impaired and interferes with daily life. Specifically, mild hearing loss (26-40 dBHL), moderate hearing loss (41-55 dBHL), semi-severe hearing loss (56-70 dBHL), and severe hearing loss Hearing loss (71~90 dBHL) and extreme hearing loss (90 dBHL or higher) are classified, and severe hearing loss of 100 dBHL or higher is generally classified as total deafness.
한편, 이명은 외부에 음원이 없는데도 귀에 연속적 또는 단속적인 잡음이 들리는 상태를 자각하는 증상을 말하는데, 한 통계에 의하면 성인의 15~20% 가 이명을 경험하고 있으며, 특히 65세 이상의 고령자 층은 30% 가 일상적인 이명에 시달리고 있다고 한다. 이명에는 자각적 이명과 타각적 이명이 있으나 대부분 전자에 속하는데, 그 80~90% 정도가 난청에 수반하여 발생하는 것으로 알려져 있다.On the other hand, tinnitus refers to a condition in which continuous or intermittent noise is heard in the ear even when there is no external sound source. According to one statistic, 15-20% of adults experience tinnitus. % said they suffered from common tinnitus. Tinnitus includes subjective tinnitus and subjective tinnitus, but most of them belong to the former, and it is known that about 80-90% of them occur accompanying hearing loss.
난청은 개인차가 크고 그 원인도 다양한데, 대체로 외이(outer ear) 및 중이(middle ear) 조직의 피로, 퇴화 등의 기질적 장애가 원인이 되는 전음성난청(transmission hearing loss), 내이(inner ear) 또는 청각 신경, 특히 달팽이관(cochlea)의 선모세포(hair cell)를 포함하는 감각신경계통이 피로, 가령(aging), 질병 등에 의하여 손상되거나 퇴화하여 청력 기능이 저하된 감음성난청(sensorineural hearing loss) 그리고 위의 두 가지가 혼합된 혼합성 난청의 세 가지를 들 수가 있는데, 고령층의 퇴행성 난청은 혼합성 난청에 속하는 경우가 많다. 특히 최근에는 각종 산업 기계의 대형화, 고출력 IT기기의 보급 등으로 고 레벨의 음향 에너지가 생활공간에 충만해 있어서 내이 조직이나 청신경 등 뇌에 이르는 말초부의, 피로와 기능 이상 등을 유발시키고 있어서 난청 장애의 발생 연령이 급속히 하강하고 있는 것을 볼 수가 있다.Hearing loss is individual and has various causes. Generally, transmission hearing loss, which is caused by organic disorders such as fatigue and degeneration of the tissues of the outer and middle ear, transmission hearing loss, inner ear, or Sensorineural hearing loss, in which the auditory nerve, particularly the sensory nervous system including the hair cells of the cochlea, is damaged or degenerates due to fatigue, aging, disease, etc. There are three types of mixed hearing loss in which the above two are mixed, and degenerative hearing loss in the elderly often belongs to mixed hearing loss. In particular, in recent years, due to the enlargement of various industrial machines and the dissemination of high-power IT devices, high-level acoustic energy fills the living space, causing fatigue and dysfunction in the peripheral parts of the brain, such as the inner ear tissue and auditory nerve, resulting in hearing impairment. It can be seen that the age of onset is decreasing rapidly.
청각 기관의 단기적인 피로로 인한 기능 장애는 생활환경을 개선하면 상당 수준의 회복이 가능하다. 그러나 청각 조직의 피로 상태가 장기간 계속된 경우, 또는 가령에 의해 조직의 기능이 저하된 경우는 비가역성 장애로 발전하기 때문에 치유가 매우 어려운 난치병으로 알려져 있다. Functional impairment due to short-term fatigue of the auditory organ can be recovered to a significant extent by improving the living environment. However, when the fatigue state of the auditory tissue continues for a long time, or when the function of the tissue is deteriorated due to aging, it is known as an incurable disease that is very difficult to cure because it develops into an irreversible disorder.
현재 난청/이명 환자에 대해서는 스테로이드 호르몬제, 비타민제, 혈관 확장제 등의 투여에 의한 치료법이 적용되고 있으나, 위에 기술한 것과 같이 그 원인이 대체로 내이 조직을 포함한 청각신경계통의 기능 저하 내지는 퇴화가 주요 원인인 것으로 알려져 있으므로 아직은 유효한 치료법이 발견되지 못하고 있다. Currently, treatment by administration of steroid hormones, vitamins, and vasodilators is applied to patients with hearing loss/tinnitus. Because it is known, an effective treatment has not yet been found.
최근, 이러한 난치성 질환에 대한 비약물적 치료법의 하나로 PEMF(Pulsed Electromagnetic Field)를 이용한 비침습적 치료 방법이 개발되어 많은 주목을 받고 있다. 이 요법은 생체 외부에서 수십 Hz 범위의 전자계 펄스를 인가하여 생체 내부에 미소한 기전력과 와류(eddy current)를 발생시키면 세포 조직의 대사 작용이 활성화되고 ATP의 증산, 내분비 작용의 촉진 등의 효과를 얻을 수 있으며 그 결과 난치성의 각종 만성 질환이 치유될 수 있다는 것을 이용하는 것이다.Recently, as one of the non-pharmacological treatments for such intractable diseases, a non-invasive treatment method using a pulsed electromagnetic field (PEMF) has been developed and attracts a lot of attention. In this therapy, when a microelectromotive force and eddy current are generated inside the living body by applying an electromagnetic pulse in the range of several tens of Hz from outside the living body, the metabolism of the cell tissue is activated, and the effects such as ATP transpiration and endocrine activity are promoted. It can be obtained and, as a result, various chronic diseases incurable can be cured.
현재, PEMFT(Pulsed Electromagnetic Field Therapy)가 가장 활발히 응용되고 있는 분야는 근골격 임상 분야인데 복잡골절, 류마티스, 척주정형질환, 무릎관절질환, 건염(tendinitis), 저혈성괴사증(avascular necrosis) 등, 종래의 약물 요법으로는 난치로 알려져 있는 질환에 적용하여 좋은 효과를 얻고 있다는 것이 보고되어 있다. 최근에는 이 방식을 연조직(soft tissue) 임상 분야에도 시도하고 있는데, 인가 전자계를 적절히 선택하는 경우, 화상, 창상, 타박상, 염좌, 각종 염증, 궤양, 부종(edema), 자궁염(endometritis), 파킨슨병, 발기부전(erectile dysfunction), 시신경증(glaucoma), 부정맥, 고혈압, 혈관성두통(migraine headache), 각종 통증, 시력 감퇴, 심장병, 정맥류 등의 치유 촉진과 예방에 큰 효과가 있는 것으로 보고되어 있다.Currently, the field in which Pulsed Electromagnetic Field Therapy (PEMFT) is most actively applied is the clinical field of musculoskeletal disorders. It has been reported that drug therapy is being applied to diseases known to be intractable and obtaining good effects. Recently, this method is also being tried in the field of soft tissue clinical trials. If the applied electromagnetic field is properly selected, burns, cuts, bruises, sprains, various inflammations, ulcers, edema, endometritis, Parkinson's disease, etc. , erectile dysfunction, optic neuropathy (glaucoma), arrhythmia, high blood pressure, vascular headache (migraine headache), various pain, loss of vision, heart disease, varicose veins, etc. It has been reported to have a great effect in promoting and preventing healing.
이에 본 발명은 상기와 같은 제반 사항을 고려하여 제안된 것으로, 헤드셋 형과 이어폰 형의 두 가지 형태의 PEMF 어플리케이터를 통해 내이 조직 전역을 치료할 수 있는 충분한 강도의 자계를 분포함으로써 난청 및 이명 장애를 치료하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, the present invention has been proposed in consideration of the above matters, and by distributing a magnetic field of sufficient strength to treat the entire inner ear tissue through two types of PEMF applicators, a headset type and an earphone type, it treats hearing loss and tinnitus disorders. aim to do
또한, 본 발명은 하드웨어 측면의 간편성과 편이성을 고려한 서로 다른 모드 설정을 통해 필요에 따라 교호로 절환하거나 동시 조사하여 난청 및 이명 장애를 치료하는 것을 목적으로 한다.Another object of the present invention is to treat hearing loss and tinnitus disorders by alternately switching or simultaneously irradiating as needed through different mode settings considering the simplicity and convenience of hardware.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 기술적 사상에 의한 PEMF를 이용한 청각 장애 치료 장치는 측두부의 뒷바퀴 위에 헤드셋 모양으로 장착하는 헤드셋 형 어플리케이터 또는 외이도에 삽입하여 사용하는 외이도 형 어플리케이터 중 적어도 어느 하나로 선택되는 어플리케이터 유닛 및 상기 선택된 어플리케이터 유닛에 소정의 PEMF 전력을 공급하기 위해 펄스 파를 발생시키고 이를 적정한 특성으로 조합하여 송출하는 제어 및 전원 유닛을 포함할 수 있다.In order to achieve the above object, the hearing impairment treatment device using PEMF according to the technical idea of the present invention is selected as at least one of a headset-type applicator mounted in a headset shape on the rear wheel of the temporal region or an external ear canal-type applicator inserted into the external auditory meatus It may include an applicator unit and a control and power supply unit that generates a pulse wave to supply a predetermined PEMF power to the selected applicator unit, and combines it with appropriate characteristics and transmits it.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 기술적 사상에 의한 PEMF를 이용한 청각 장애 치료 방법은 어플리케이터 유닛에 적합한 펄스 파를 발생시키는 펄스 파 발생단계, 상기 발생시킨 펄스 파를 적정한 특성으로 조합하여 송출하는 펄스 파 송출단계, 상기 송출된 펄스 파를 기초로 상기 어플리케이션 유닛에 소정의 PEMF 전력을 공급하는 PEMF 전력 공급단계를 포함할 수 있다.In order to achieve the above object, the hearing impairment treatment method using PEMF according to the technical idea of the present invention comprises a pulse wave generating step of generating a pulse wave suitable for an applicator unit, combining the generated pulse wave with appropriate characteristics and transmitting it It may include a pulse wave transmitting step, and a PEMF power supply step of supplying a predetermined PEMF power to the application unit based on the transmitted pulse wave.
본 발명에 의한 PEMF를 이용한 청각 장애 치료 장치 및 방법은 헤드셋 형과 이어폰 형의 두 가지 형태의 PEMF 어플리케이터를 통해 내이 조직 전역을 치료할 수 있는 충분한 강도의 자계를 분포함으로써 난청 및 이명 장애를 치료할 수 있는 효과를 가진다.The apparatus and method for treating hearing impairment using PEMF according to the present invention can treat hearing loss and tinnitus disorders by distributing a magnetic field of sufficient strength to treat the entire inner ear tissue through two types of PEMF applicators, a headset type and an earphone type. have an effect
또한, 본 발명은 하드웨어 측면의 간편성과 편이성을 고려한 서로 다른 모드 설정을 통해 필요에 따라 교호로 절환하거나 동시 조사하여 난청 및 이명 장애를 치료할 수 있는 효과를 가진다.In addition, the present invention has the effect of treating hearing loss and tinnitus disorders by alternately switching or simultaneously irradiating as needed through different mode settings considering the simplicity and convenience of hardware.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 PEMF를 이용한 청각 장애 치료 장치를 나타낸 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 PEMF를 이용한 청각 장애 치료 방법을 나타낸 순서도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 모드 1의 펄스 파형을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 모드 2의 펄스 파형을 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 솔레노이드 코일의 중심축 자계 강도 계산 모델을 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 길이가 반경의 4배인 솔레노이드 코일의 거리 대 자계감쇄특성을 나타낸 도면.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 PEMF 파형과 발생 회로를 나타낸 도면.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 헤드셋 형 어플리케이터 치료기의 구성을 나타낸 도면.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 어플리케이터 유닛를 나타내는 도면.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 어플리케이터의 자계 분포를 나타낸 도면.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 제어/전원 유닛.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 제어 모듈의 블록도.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 제어 모듈의 트리거 펄스 열에 관한 도면.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 펄스 발생 모듈의 회로도.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 모델 1 의 구조.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 자계 분포의 시뮬레이션 결과의 한 보기.
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 0 mA 와 I=1000 mA 를 각각 인가한 경우의 자계 실측치.
도 18은 본 발명의 실시예에 따른 모델 2의 구조.
도 19는 본 발명의 실시예에 따른 모델 2의 자계 분포 시뮬레이션 결과.
도 20은 본 발명의 실시예에 따른 모델 2 시작품의 자계 분포 측정치를 나타낸 도면.1 is a block diagram showing a hearing impairment treatment apparatus using PEMF according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a method for treating hearing impairment using PEMF according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing a pulse waveform in
4 is a view showing a pulse waveform of
5 is a view showing a central axis magnetic field strength calculation model of the solenoid coil according to an embodiment of the present invention.
6 is a view showing magnetic field attenuation characteristics versus distance of a solenoid coil having a length of 4 times a radius according to an embodiment of the present invention.
7 is a diagram showing a PEMF waveform and a generating circuit according to an embodiment of the present invention;
8 is a view showing the configuration of a headset-type applicator treatment device according to an embodiment of the present invention.
9 is a view showing an applicator unit according to an embodiment of the present invention.
10 is a view showing the magnetic field distribution of the applicator according to an embodiment of the present invention.
11 is a control/power unit according to an embodiment of the present invention.
12 is a block diagram of a control module according to an embodiment of the present invention;
13 is a diagram of a trigger pulse train of a control module according to an embodiment of the present invention;
14 is a circuit diagram of a pulse generating module according to an embodiment of the present invention.
15 is a structure of
16 is an example of a simulation result of a magnetic field distribution according to an embodiment of the present invention;
17 is a magnetic field measured value when 0 mA and I=1000 mA are respectively applied according to an embodiment of the present invention.
18 is a structure of
19 is a simulation result of a magnetic field distribution of
20 is a view showing a magnetic field distribution measurement of a
첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 의한 PEMF를 이용한 청각 장애 치료 장치 및 방법에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하거나, 개략적인 구성을 이해하기 위하여 실제보다 축소하여 도시한 것이다.An apparatus and method for treating hearing impairment using PEMF according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Since the present invention can have various changes and can have various forms, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to the specific disclosed form, it should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing each figure, like reference numerals have been used for like elements. In the accompanying drawings, the dimensions of the structures are enlarged than actual for clarity of the present invention, or shown reduced from reality in order to understand the schematic configuration.
또한, 제1 및 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Also, terms such as first and second may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, a first component may be referred to as a second component, and similarly, a second component may also be referred to as a first component. Meanwhile, unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. does not
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 PEMF를 이용한 청각 장애 치료 장치를 나타낸 구성도이다.1 is a block diagram showing an apparatus for treating hearing impairment using PEMF according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 PEMF를 이용한 청각 장애 치료 장치는 측두부의 뒷바퀴 위에 헤드셋 모양으로 장착하는 헤드셋 형 어플리케이터 또는 외이도에 삽입하여 사용하는 외이도 형 어플리케이터 중 적어도 어느 하나로 선택되는 어플리케이터 유닛(10) 및 상기 선택된 어플리케이터 유닛에 소정의 PEMF 전력을 공급하기 위해 펄스 파를 발생시키고 이를 적정한 특성으로 조합하여 송출하는 제어 및 전원 유닛(20)을 포함할 수 있다.Referring to Figure 1, the hearing impairment treatment device using PEMF according to an embodiment of the present invention is an applicator selected from at least one of a headset-type applicator mounted in a headset shape on the rear wheel of the temporal region or an external ear canal-type applicator inserted into the external auditory meatus It may include a control and
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 PEMF를 이용한 청각 장애 치료 방법을 나타낸 순서도이다.2 is a flowchart illustrating a method for treating hearing impairment using PEMF according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 PEMF를 이용한 청각 장애 치료 방법은 어플리케이터 유닛에 적합한 펄스 파를 발생시키는 펄스 파 발생단계(S10), 상기 발생시킨 펄스 파를 적정한 특성으로 조합하여 송출하는 펄스 파 송출단계(S20), 상기 송출된 펄스 파를 기초로 상기 어플리케이션 유닛에 소정의 PEMF 전력을 공급하는 PEMF 전력 공급단계(S30)를 포함할 수 있다.Referring to Figure 2, the hearing impairment treatment method using PEMF according to an embodiment of the present invention is a pulse wave generating step (S10) of generating a pulse wave suitable for the applicator unit, combining the generated pulse wave with appropriate characteristics and transmitting It may include a pulse wave transmitting step (S20), and a PEMF power supply step (S30) of supplying a predetermined PEMF power to the application unit based on the transmitted pulse wave.
이를 기초로 본 발명을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.Based on this, the present invention will be described in more detail as follows.
1. 생체에 대한 PEMF의 효과1. Effect of PEMF on the living body
외부에서 생체 조직에 PEMF를 인가하는 방법으로는 용량결합방식과 유도결합방식을 생각할 수 있는데, PEMF가 저주파수인 경우에는 유도결합방식을 채택하는 것이 어플리케이터와 구동 전원의 구조상 전력 효율의 측면에서 유리하다.A capacitive coupling method and an inductive coupling method can be considered as a method of applying PEMF to a living tissue from the outside. When the PEMF is at a low frequency, it is advantageous in terms of power efficiency due to the structure of the applicator and the driving power source to adopt the inductive coupling method. .
유도결합방식은 기본적으로는 생체 표면에 평행하게 코일을 위치시키고 펄스 전류를 인가하는 방법으로 채택한다. 펄스 전류는 교번 전류의 합성이므로 코일 주변에는 전류에 비례한 교번 자계가 발생하고 이 자계는 생체 조직 내에 Faraday 법칙에 따른 유기 기전력을 발생시킨다. PEMF의 치료 효과는 주로 이 전압이 생체 조직 세포에 작용한 결과로 발생하게 되는 생리 작용을 이용하는 것이라고 말할 수 있다.The inductive coupling method is basically adopted as a method of placing a coil parallel to the surface of a living body and applying a pulse current. Since pulse current is a synthesis of alternating current, an alternating magnetic field proportional to the current is generated around the coil, and this magnetic field generates an induced electromotive force according to Faraday's law in living tissue. It can be said that the therapeutic effect of PEMF mainly utilizes the physiological action that occurs as a result of this voltage acting on the living tissue cells.
Faraday의 법칙은 하기 <수학식 1>에 의해 정의되는데, 여기서 는 교번전계, 는 교번자계이고, 는 미소 면적, 은 형성하는 폐회로(closed loop)의 길이이다.Faraday's law is defined by the following <
<수학식 1><
일반적인 생체 조직은 전도율(conductivity) 가 유한치인 까닭에 생체 내에 발생한 는 다음 <수학식 2>와 같은 와류(eddy current) 를 흐르게 한다.A typical living tissue has conductivity Since is a finite value, is an eddy current as in the following <
<수학식 2><
생체 조직 내부에 유기되는 이러한 전계와 와류는 그 부근의 세포 조직에 작용하여 생체에 유익한 각종 생리 효과를 나타내는데, 그 크기는 인가 PEMF에 대한 생체의 전기적 응답 특성에 따라 결정된다. 생체에 대한 PEMF의 선택적 효과에 관해서는 많은 연구 결과가 발표되어 있는데, 대표적인 것으로는 PEMF 에너지가 세포막 내의 이온에, 일종의 사이클로트론 운동을 여기하여 이온의 세포막 투과율(permeability)이 높아지는데 원인이 있다는 설이 유력하다. 이 사이클로트론 운동은 PEMF의 주파수가 사이클론 운동의 주기 와 일치할 때 최대가 될 것이므로 이 때 세포막의 투과율이 최대가 되어 세포 기능이 증진된다. 사이클론 주파수 와 이온의 전하(electric charge) , 이온의 질량을 으로 한다면 와 같은 관계가 있으므로 이론적으로는 PEMF의 주파수가 일 때, 공진 현상이 나타난다.These electric fields and eddy currents induced in living tissue exert various physiological effects beneficial to the living body by acting on the cellular tissue in the vicinity thereof, and the size is determined according to the electrical response characteristics of the living body to the applied PEMF. Many research results have been published on the selective effect of PEMF on the living body. A representative theory is that PEMF energy excites a kind of cyclotron motion to ions in the cell membrane and causes the ions to increase in cell membrane permeability (permeability). do. In this cyclotron motion, the frequency of the PEMF is the period of the cyclonic motion. Since it will be maximum when coincident with , the permeability of the cell membrane is maximized at this time, and cell function is enhanced. cyclone frequency and the electric charge of ions , the mass of the ion if Since there is a relationship such as , theoretically, the frequency of PEMF is When , a resonance phenomenon appears.
이 밖에도 PEMF는 전자 에너지로 세포 조직의 원자를 여기하고 전자의 스핀을 증가시키며 분자 배열을 정리하여 손상으로 왜곡된 세포막 전위를 정상화시킬 수 있다. 이러한 세포막 전위의 조정 과정에서 발생한 미소 전류가 손상전류(Current of Injury: COI)라 불리는 내인성 전류이며 이 전류를 외인성 전류인 와류가 적절히 보상해 주면 손상 세포의 치유가 가속되어 이 원리는 이미 MCT(Microcurrent Therapy)로서 임상에 응용되고 있다.In addition, PEMF can normalize the cell membrane potential distorted by damage by excitation of atoms of cell tissues with electron energy, increasing the spin of electrons, and arranging molecular arrangements. The microcurrent generated in the process of adjusting the cell membrane potential is an intrinsic current called Current of Injury (COI), and if this current is properly compensated by an exogenous eddy current, the healing of damaged cells is accelerated, and this principle has already been applied to MCT ( Microcurrent Therapy) is being applied clinically.
또, PEMF로 생성된 제어사슬(regulatory cascade)의 이온-배위자(ligand) 결합이 신호 전달의 통로가 되어 생체 조직의 증식과 치유에 이바지할 수 있고, 외부에서 인가된 PEMF 신호로는 이온 결합에 기초한 내인성의 전기적 파라미터와 공진할 수 있도록 설계된 파형이 가장 강력한 생리 효과를 나타낼 수 있다.In addition, the ion-ligand binding of the control chain (regulatory cascade) generated by PEMF becomes a pathway for signal transduction, which can contribute to the proliferation and healing of living tissue, and externally applied PEMF signal Waveforms designed to resonate with the underlying intrinsic electrical parameters may have the strongest physiological effects.
PEMF의 전기적 특성과 생체에 미치는 생화학적 효과 간의 관계는 대체로 최소 0.2 mT 에서 최대 3 mT 강도의 자계를 5~75 Hz 주기의 펄스 계열로 하여 인가하되, 펄스형은 duty가 큰 구형파로 하고 일정량의 DC 성분을 포함하는 것이 좋은 성과를 내는 것으로 되어 있다. 또한, 임상에서는 이러한 펄스 계열을 최소 12시간에서 최대 72시간 동안 지속적으로 인가하고 있으며, 필요에 따라서는 이것을 수일에서 수십 일 계속하여야만 효과를 기대할 수 있는 것을 확인할 수 있다.The relationship between the electrical properties of PEMF and its biochemical effects on the body is generally applied by applying a magnetic field with a minimum strength of 0.2 mT to a maximum of 3 mT as a pulse series with a period of 5 to 75 Hz. It is said that the inclusion of a DC component gives good performance. In addition, in clinical practice, this pulse series is continuously applied for a minimum of 12 hours to a maximum of 72 hours, and if necessary, it can be confirmed that the effect can be expected only if it is continued for several days to several tens of days.
생체 조직에 위와 같은 조건을 갖춘 PEMF를 조사(illuminate)한다면 세포 간의 신호 전달이 활성화되고 혈액 순환이 촉진되며 대사 작용이 증가하고 산소첨가작용(oxigenation), 알카리화작용(alkalization), ATP생성작용 등이 촉진되며 호중구(neutrophil)와 탐식세포(macrophage)의 집중을 돕고, 표피세포의 이동을 촉진하며 섬유아세포(fibrolase)와 육아조직(granulation tissue)이 증가하는 생리적 효과를 얻을 수 있다는 것이 여러 가지 실험 보고에서 밝혀져 있다.If a living tissue is irradiated with PEMF having the above conditions, signal transduction between cells is activated, blood circulation is promoted, metabolism is increased, oxygenation, alkalinization, ATP generation, etc. Various experiments have shown that the physiological effect of increasing the number of fibroblasts and granulation tissue can be obtained while promoting the concentration of neutrophils and macrophages, promoting epidermal cell migration. revealed in the report.
PEMF의 이상과 같은 생리적 효과는 결과적으로 신체 조직에서 손상 부위의 치유, 노화 방지, 퇴화된 조직 기능의 회생, 면역력의 증가, 뇌신경활동의 정상화, 진통 작용 등을 가능케 한다.The physiological effects of PEMF, such as abnormalities, result in healing of damaged areas in body tissues, prevention of aging, regeneration of degenerated tissue functions, increase in immunity, normalization of brain nerve activity, and analgesic action.
청각기관도 전기적 특성에 관한 한, 다른 장기 조직과 비슷한 연골조직, 근육조직, 신경조직, 그리고 모세혈관 등으로 되어 있으므로 지금까지의 실적, 특히 세포 레벨에서 실시한 in vivo 실험 결과를 본다면 PEMF를 청각기관에도 적용할 수가 있다는 것을 알 수 있다.As far as electrical properties are concerned, the auditory organ is composed of cartilage tissue, muscle tissue, nerve tissue, and capillaries similar to other organ tissues. It can be seen that it can also be applied to
2. PEMF의 특성2. Characteristics of PEMF
PEMF은 인가 자계의 주파수와 에너지 레벨, 인가 주기 등에 따라 영향을 받으며 최적치가 존재한다는 것으로 그 효과가 명확하다. 다만, 이러한 변수는 인가 자계의 파형, 반복 주기, 대상 생체의 조직과 부위, 실험 환경 등에 따라 영향을 받는 까닭에 특히 이명과 난청에 효과적인 PEMF의 특성을 추정하기는 어렵다.PEMF is affected by the frequency, energy level, and period of the applied magnetic field, and the effect is clear because there is an optimal value. However, since these variables are affected by the waveform of the applied magnetic field, the repetition period, the tissue and region of the target living body, and the experimental environment, it is difficult to estimate the characteristics of PEMF, which is particularly effective for tinnitus and hearing loss.
일반적인 PEMFT에서 대체로 100nS에서 수천 nS 폭의 펄스를, 수십 Hz 정도의 펄스 계열로 하여 0.2~3.5mT 범위의 자계를 살펴보면, 그 효과가 명확하다.In general PEMFT, the effect is clear when looking at the magnetic field in the range of 0.2 to 3.5 mT using pulses with a width of 100 nS to several thousand nS and a pulse series of about several tens of Hz.
모든 펄스파는 잘 알려져 있는 것과 같이 Fourier 급수로 표현되는 다음 <수학식 3>과 같은 무수한 정현파의 집합으로 되어 있다.As is well known, all pulse waves consist of a set of countless sine waves as shown in
<수학식 3><
, ,
여기서 는 펄스 주기, 는 펄스 반복주파수, 는 펄스폭이고, 는 충격률(duty factor)이다.here is the pulse period, is the pulse repetition frequency, is the pulse width, is the duty factor.
가 적으면 고차 고조파까지 많은 에너지가 분포되기 때문에 전체 에너지 스펙트럼은 폭이 크게 벌어진다. 따라서 펄스 주파수 가 수십 Hz 라고 해서 PEMF의 생리적 효과에 수십 Hz 의 ELF 에너지가 주로 기여하고 있는 것으로는 할 수 없다. PEMF 치료에 거의 예외 없이 펄스파가 쓰이는 것은 상기 <수학식 3>의 제2항에 포함된 많은 고조파 성분이 각각 생체 조직 내의 상응되는 세포에 선택적으로 작용하여 분자 레벨로 공명 내지 자극하여 세포 기능을 촉진하기 때문인 것으로 추정된다. 또, 상기 <수학식 3>의 제1항은 DC 성분으로서 세포군의 전위 변화를 유도하고 유사손상전류(pseudo COI)가 되어 손상 부위의 치유를 촉진하는 것으로 해석할 수는 있다. If is small, a lot of energy is distributed up to higher harmonics, so the entire energy spectrum is widened. So the pulse frequency It cannot be said that the ELF energy of several tens of Hz mainly contributes to the physiological effect of PEMF if α is several tens of Hz. Pulsed waves are used in PEMF treatment with almost no exceptions. Many harmonic components included in
이처럼 PEMF 요법은 펄스 자계가 포함하고 있는 저주파 영역에서의 고조파 에너지로 하여금 세포와 분자 레벨에서의 공진 현상을 유기함으로서 세포 조직의 기능을 촉진하는 것과, 수백 mS 이상의 긴 주기를 지닌 의사 DC 성분으로 하여금 환부에 의사 COI(Current of Injury)로 작용하여 손상 세포의 회복을 가속시키고 세포 조직 간의 전위 변화를 유도함으로서 유익한 생화학적 변화를 발생시키는 행위로 집약할 수가 있다.As such, PEMF therapy promotes the function of cellular tissues by inducing resonance at the cellular and molecular level by causing harmonic energy in the low-frequency region included in the pulsed magnetic field, and the pseudo-DC component with a long cycle of several hundred mS or more. Acting as a pseudo-COI (Current of Injury) on the affected area, it accelerates the recovery of damaged cells and induces a change in potential between cells and tissues, thereby generating beneficial biochemical changes.
따라서, 난청/이명 치료를 위한 PEMF는 달팽이관을 비롯한 내이 조직에 가능한 한 많은 고조파를 포함하고 있는 폭이 좁고 반복 속도가 빠른 펄스와 비교적 긴 폭을 지닌 느린 주기의 펄스를 선택적으로 또는 동시에 인가할 수 있는 복수 개의 독립된 펄스 자계를 인가할 수 있어야만 할 것으로 판단된다.Therefore, PEMF for the treatment of hearing loss/tinnitus can selectively or simultaneously apply a narrow, high repetition rate pulse containing as many harmonics as possible to the inner ear tissue including the cochlea and a slow cycle pulse with a relatively long width. It is judged that it should be possible to apply a plurality of independent pulsed magnetic fields.
2-1. A 모드 (고속 펄스 버스트 모드)2-1. A mode (fast pulse burst mode)
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 모드 1의 펄스 파형을 나타낸 도면이다.3 is a diagram illustrating a pulse waveform of
도 3에 도시된 바와 같이, 모드 1에서는 도 3(b)와 같이 생체 내의 유기 전압 는 정 펄스의 폭 가 200~250 uS, 부 펄스의 폭 가 10~50 uS 이 되는 구형파가 되도록 한다. 이러한 파형은 유도성 부하에 도 3(a)와 같은 톱니파 전압을 인가하면 얻을 수가 있다.As shown in Fig. 3, in
이 모드에서는 이러한 펄스 파를 10~15개 조합하여, 길이 2.1~4.5 mS 정도의 버스트를 형성하고 이 버스트를 초당 5~20회의 빈도로 단속적으로 반복하도록 하는 것이 특징이다.In this mode, 10 to 15 of these pulse waves are combined to form a burst with a length of about 2.1 to 4.5 mS, and the burst is intermittently repeated at a frequency of 5 to 20 times per second.
2-2. B 모드 (저속 단일 펄스 모드)2-2. B mode (slow single pulse mode)
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 모드 2의 펄스 파형을 나타낸 도면이다.4 is a diagram illustrating a pulse waveform in
도 4에 도시된 바와 같이, 모드 2에서는 도 4(b)와 같이 생체 내의 유기 전압 는 정 펄스의 폭 가 350~400 uS, 부 펄스의 폭 가 4~5 mS 이 되는 구형파가 되도록 한다. 이러한 파형은 유도성 부하에 도 5(a)와 같은 톱니파 전압을 인가하면 얻을 수가 있다. 이 때, 최대 자계 강도 는 1.7~3.4 mT 의 범위가 되도록 한다.As shown in Fig. 4, in
그러나 PEMF의 효과는 개인차가 크고 대상 부위와 환부의 상태 등에 따라서 최적 조사치가 달라지므로 펄스 계열 발생기는 현장에서 펄스 주기, 형태, 버스트의 길이 주기 등을 쉽게 조정할 수 있는 회로가 되어야 함은 물론이다.However, since the effect of PEMF varies greatly among individuals and the optimal irradiation value varies depending on the target site and the condition of the affected area, it goes without saying that the pulse sequence generator should be a circuit that can easily adjust the pulse period, shape, and burst length period in the field.
3. 본 발명의 어플리케이터3. Applicator of the present invention
상기 <수학식 1>에서 보면, 유기전압 와 와류 의 크기는 자계 의 도함수에 비례한다. 지금까지의 보고에 의하면 PEMF의 생체 효과는 주로 수십 Hz 이하의 ELF 대역에서 나타나고 있으므로 는 극히 적어서 자계강도 를 크게 하지 않으면 생체 내에 충분한 전계 강도와 와류를 발생시킬 수가 없다. 특히, 이명/난청 치료의 대상 부위는 측두부의 심부에 위치하고 있어서 어플리케이터로부터의 거리가 멀어 어플리케이터 출력의 극히 일부만이 대상 부위에 도달하게 된다. 따라서, PEMF 치료를 위한 어플리케이터는 많은 권선수를 지니고 대전류를 허용할 수 있는 대형 솔레노이드를 필요로 하게 된다.Looking at the <
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 솔레노이드 코일의 중심축 자계 강도 계산 모델을 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 길이가 반경의 4배인 솔레노이드 코일의 거리 대 자계감쇄특성을 나타낸 도면이다.5 is a view showing a central axis magnetic field strength calculation model of a solenoid coil according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a distance versus magnetic field attenuation characteristic of a solenoid coil whose length is 4 times the radius according to an embodiment of the present invention It is a drawing.
PEMF 어플리케이터의 기본형은 도 5와 같은 솔레노이드 코일을 사용하여 생체 표면에 교번 자계를 인가하도록 구성된다. 지금, 반경이 r, 길이가 , 권선수가 N 인 코일이 생체조직 상부에 위치하여 전류 가 흐르고 있다면, 이 코일의 중심에서 중심축을 따라 거리 d 되는 위치 P 의 자계는 다음 <수학식 4>에 의해 계산된다.The basic type of the PEMF applicator is configured to apply an alternating magnetic field to a living body surface using a solenoid coil as shown in FIG. 5 . Now, radius r, length , the coil with the number of turns N is located on the top of the living tissue, so that the current If is flowing, the magnetic field at the position P at a distance d from the center of this coil along the central axis is calculated by the following <
<수학식 4><
(A/m) (A/m)
이 때 자계밀도는 다음 <수학식 5>와 같이 정의된다.At this time, the magnetic field density is defined as in
<수학식 5><
에 관한 자계강도 의 변화를 보기 위하여 일 때의 의 변화를 보면 도 6과 같이 된다. 여기서 보면 코일의 반경 이 클수록 자계의 감쇄도는 완만하여 보다 깊은 부위까지 PEMF 에너지를 도달시킬 수 있다는 것을 알 수가 있다. 그러나 거리에 따른 감쇄도가 워낙 크기 때문에 고투자율 코어를 사용하여야만 실용적인 크기의 솔레노이드를 구현할 수가 있다. magnetic field strength about to see the change in when The change of is shown in FIG. 6 . Here, the radius of the coil It can be seen that the larger the value, the gentler the attenuation of the magnetic field, and thus the PEMF energy can be reached to a deeper part. However, since the degree of attenuation according to the distance is so large, it is possible to implement a solenoid of a practical size only by using a high permeability core.
4. PEMF 파형의 생성4. Generation of PEMF Waveforms
펄스형 유도 전자계는 기본적으로는 도 7(a)와 같은 회로를 구성하여 스위치 SW를 on, off 시키는 방법으로 발생시킬 수가 있다. 이 때 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 PEMF 파형과 발생 회로를 나타낸 도면이다.The pulse-type induction electromagnetic field can be generated by basically configuring a circuit as shown in FIG. 7(a) and turning the switch SW on and off. 7 is a diagram illustrating a PEMF waveform and a generating circuit according to an embodiment of the present invention.
어플리케이터에 사용되는 코일은 일반적으로 인덕턴스 과 권선저항 의 직렬 회로로 표시되기 때문에, 시간 에서 SW를 on 상태로 동작시켜 를 인가해주면 코일에는 다음 <수학식 6>과 같은 전류 이 흐른다.Coils used in applicators are typically inductance and winding resistance Since it is represented as a series circuit of SW is turned on in When is applied, the coil receives a current as shown in Equation 6 below. it flows
<수학식 6><Equation 6>
, ,
코일에 발생하는 자계는 공심 코일의 경우, 에 정확히 비례하므로 이 자계에 의해 생체 내에 유기되는 기전력 는 상기 <수학식 1>에 의해 다음 <수학식 7>과 같이 구해진다. In the case of an air-core coil, the magnetic field generated in the coil is It is precisely proportional to the electromotive force induced in the living body by this magnetic field. is obtained as in the following <Equation 7> by the <
<수학식 7><Equation 7>
상기 <수학식 7>에 의하면, 자계의 유기 기전력은 on 상태가 되는 순간()에 가 되었다가 서서히 지수 함수적으로 감소하는데 정도로 크면 감소율은 무시할 수 있을 정도가 되어 구형파 전압이 된다.According to the <Equation 7>, the induced electromotive force of the magnetic field is the moment when the on state ( )to and then gradually decreases exponentially. If it is large enough, the rate of decrease becomes negligible and becomes a square wave voltage.
상기 <수학식 7>에 의하면 높은 구형파 전압을 얻으려면 높은 에, 이 적은 코일을 사용할 필요가 있는데, 이 적으면 자계강도 자체가 감소하는 까닭에 적절한 타협점을 찾을 필요가 있다.According to the above <Equation 7>, in order to obtain a high square wave voltage, to, I need to use this little coil, If this is small, the magnetic field strength Since it is decreasing itself, it is necessary to find a suitable compromise.
이 되면 SW가 off 상태가 되어 은 점에서 갑자기 차단되고 에 저장되었던 에너지는 L-R- 로 된 폐회로를 통해 방전하게 되는데, 방전전류 은 을 시점으로 할 때, 다음과 같은 곡선을 그리면서 0 으로 돌아간다. When this happens, SW is turned off. silver suddenly blocked at the point The energy stored in LR- It is discharged through a closed circuit of silver When , it returns to 0 while drawing the following curve.
즉, 은 시정수 가 클수록 완만한 경사를 나타낸다. 이 전류가 만드는 자계에 의해 발생하는 유도 기전력 는 위의 식을 미분하여 다음 <수학식 8>과 같이 된다.in other words, silver time constant The larger the value, the smoother the slope. The induced electromotive force generated by the magnetic field created by this current Differentiates the above equation and becomes as in the following <
<수학식 8><
이와 같이, 생체의 치료에 쓰이는 것은 생체 내에 유기하는 펄스형의 기전력과 그것에 따른 와류이다. 이러한 펄스파는 무수한 고조파의 합성으로 볼 수가 있는데, 그 중의 어떤 고조파 성분이 생체 조직의 생리 효과에 주로 기여하고 있는지는 아직 확실히 구명되어 있지 않다.As described above, the pulse-type electromotive force induced in the living body is used for treatment of the living body and the resulting vortex. Such a pulse wave can be viewed as a synthesis of countless harmonics, but it is not yet known for certain which harmonic component mainly contributes to the physiological effect of living tissue.
그러나 세포 레벨에서 실시한 in vivo 실험에 의하면 펄스 폭 가 대체로 200 uS 이상인 구형파가 될 때, 현저한 효과가 나타난 바 있다. 그리고 구형파에 있어서도 의 크기가 의 1/4 보다 작은 일그러진 파형의 경우는 효과가 적다는 것도 밝혀진 바 있다. 그 이유는 의 평탄한 부분이 너무 짧으면 세포의 생리 작용 변화가 따라오지 못하기 때문이다. 여기서 정, 부 극성은 생체 조직 평면에 평행으로, 특정 방향을 정으로 정하고 그 반대를 부로 정의한다.However, in vivo experiments conducted at the cellular level showed that the pulse width When is a square wave of 200 uS or more, a remarkable effect has been shown. And even in the square wave the size of It was also found that in the case of a distorted waveform smaller than 1/4 of , the effect is small. The reason is that This is because, if the flat part of the cell is too short, the physiological changes of the cells cannot follow. Here, the positive and negative polarities are defined as being parallel to the plane of the living tissue, defining a specific direction as positive and vice versa as negative.
구형파의 최대치, 은 0.001~0.01 V/cm 의 전계 강도를 지니는 것이 바람직한데, 이 값과 일반적인 생체 조직의 도전율을 상기 <수학식 2>에 따라 계산하면 0.1~10 에 해당한다.the maximum of a square wave, It is preferable to have an electric field strength of 0.001 to 0.01 V/cm, and when this value and the conductivity of a general living tissue are calculated according to
이를 위해 본 발명에서는 기본적인 PEMF 요법을 위한 치료 시스템으로서, 어플리케이터 유닛과 제어/전원 유닛을 주 구성요소로 할 수 있다. PEMF를 인체에 인가하는데 있어서 유도결합방식을 택하는 경우, 어플리케이터 유닛은 솔레노이드가 되며 이것을 두부에 고정할 고정용 장구와 접속 코드 등의 부수 기구가 포함된다.To this end, in the present invention, as a treatment system for basic PEMF therapy, the applicator unit and the control/power unit may be main components. In case of adopting the inductive coupling method for applying PEMF to the human body, the applicator unit becomes a solenoid and includes an accessory device such as a fixing device and a connection cord to fix it to the head.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 헤드셋 형 어플리케이터 치료기의 구성을 나타낸 도면이다.8 is a view showing the configuration of a headset-type applicator treatment device according to an embodiment of the present invention.
도 8을 참조하면, 본 발명의 어플리케이션 유닛은 여러가지 형식을 고려할 수 있으나, 본 실시예에서는 간편성과 경제성을 고려하여 측두부의 이개(귓바퀴)위에 헤드셋 모양으로 장착하는 도 8과 같은 헤드셋 형 어플리케이터(Headset-type applicator) 1a와 외이도에 삽입하여 사용하는 외이도 형 어플리케이터(Canal-type applicator) 1b의 두 가지를 제안한다.Referring to FIG. 8, the application unit of the present invention may take various forms, but in this embodiment, a headset-type applicator as shown in FIG. -type applicator) 1a and canal-type applicator 1b inserted into the ear canal are proposed.
또한, 이들 어플리케이터 유닛에 소정의 PEMF 전력을 공급하기 위해서는 용도에 적합한 펄스 파를 발생하고 이것을 적정한 특성으로 조합하여 송출하는 장치가 필요하다. 도 8의 제어/전원 유닛 14는 이것을 위한 장치이다.In addition, in order to supply predetermined PEMF power to these applicator units, a device for generating a pulse wave suitable for a purpose and combining it with appropriate characteristics is required. Control/
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 어플리케이터 유닛를 나타내는 도면이다.9 is a view showing an applicator unit according to an embodiment of the present invention.
도 9을 참조하면, 본 발명의 PEMF 어플리케이터로서는 기본적으로 솔레노이드 코일을 사용하게 되지만 임상에서의 실용성을 위해서는 대체로 측두부의 이개(귓바퀴) 위치에 장착하는 헤드셋 형(Headset-type)과 외이도 내에 삽입하여 사용하는 외이도 형(Canal type)의 두 가지를 생각할 수가 있다. 도 9에서 (a)는 헤드셋 형이고 (b)는 외이도 형의 대표적인 구조를 표시한 것이다. 도면에서 112a, 112b는 고투자율 코어이고 111a, 111b가 코일이다.Referring to FIG. 9 , a solenoid coil is basically used as the PEMF applicator of the present invention, but for practical practicality in clinical practice, a headset-type mounted on the auricle (pinna) of the temporal region and inserted into the external auditory meatus are used Two types of canal can be considered. In FIG. 9, (a) is a headset type, and (b) is a representative structure of the external auditory meatus type. In the figure, 112a and 112b are high permeability cores, and 111a and 111b are coils.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 어플리케이터의 자계 분포를 나타낸 도면이다.10 is a view showing the magnetic field distribution of the applicator according to an embodiment of the present invention.
도 9의 11a와 같은 솔레노이드 코일에 전류 를 인가하면 도 10과 같은 모양으로 자력선이 분포하며 생체 조직 내에는 자력선의 방향과 직교하는 방향으로 와류가 흐른다. 이 중에서 특히 중심축에 따라 생기는 와류는 와우 조직의 표면에 중심축과 직교하는 원 모양이 되며 그 크기는 다음 <수학식 9>에서 정해진다.Current in the solenoid coil as shown in Fig. 11a When is applied, magnetic force lines are distributed in the shape shown in FIG. 10, and eddy currents flow in a direction orthogonal to the direction of the magnetic force lines in the living tissue. Among them, the vortex generated along the central axis has a circular shape perpendicular to the central axis on the surface of the cochlea tissue, and its size is determined by the following <
<수학식 9><
() ( )
이 어플리케이터 11a 는 구조가 링 형으로 되어 있어서 일반적인 솔레노이드 코일보다 반경 r 이 길이 에 비해 상대적으로 크다. 따라서 상기 <수학시 4>에 의거, 중심축상의 자계는 반경 r 의 크기에 많이 의존하되, 반경 r 이 작은 경우에 비해 거리에 따른 감쇄도가 완만하다는 것이 특징이다.This
한국 성인의 이개 크기는 대체로 7~8 cm 정도임을 고려한다면 불편 없이 착탈할 수 있는 코일의 크기는 대체로 직경 6~9 cm 이내, 중량은 0.5 kg 이하가 되는 것이 바람직하다. Considering that the size of the auricle of an adult Korean is about 7-8 cm, it is desirable that the size of the coil that can be attached and detached without inconvenience should be within 6-9 cm in diameter and less than 0.5 kg in weight.
지금, 한 보기로서 r=3 cm, =1 cm 의 공심(air core) 솔레노이드 코일을 가정하고 코일 의 중심에서 4 cm 되는 위치에 있는 와우관 표면에 최소한의 치료 효과를 기대할 수 있는 자계 강도인 0.2~3.5 (T) 를 형성할 수 있는 기자력 를 구해 본다면 상기 <수학식 5>에서 이고 이니 가 되어 도저히 실현 불가능하다는 것을 알 수가 있다. 그러나 정도의 고투자율 코어를 사용하면 권선수 이 수백 회 정도에 동작 전류가 수백 mA 가 되므로 실용적인 어플리케이터를 구현할 수가 있다는 것을 알 수 있다.Now, as an example, r=3 cm, Assuming an air core solenoid coil of 1 cm, it is possible to form a magnetic field strength of 0.2 to 3.5 (T) that can be expected to have a minimal therapeutic effect on the surface of the cochlea at a
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 제어/전원 유닛이다.11 is a control/power unit according to an embodiment of the present invention.
도 11을 참조하면, 본 발명의 제어/전원 유닛은 제어 모듈 142, 펄스 발생 모듈 141과 전원부, 전지, 키보드, LCD 등으로 구성된다.Referring to FIG. 11 , the control/power unit of the present invention includes a
난청/이명에 효과적인 PEMF 펄스 파형과 계열은 환자에 따라 차이가 크기 때문에 전술한 것과 같이 서로 특성이 다른 펄스 계열을 생성하는 모드 A와 모드 B로 전환할 수 있도록 하고 각 모드 내에서도 일정 범위의 미세 조정이 가능하도록 하고 있다.Since PEMF pulse waveforms and sequences effective for hearing loss/tinnitus differ greatly depending on the patient, as described above, it is possible to switch to Mode A and Mode B, which generate pulse sequences with different characteristics, and fine-tuning within a certain range within each mode. making this possible.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 제어 모듈의 블록도이고, 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 제어 모듈의 트리거 펄스 열에 관한 도면이다.12 is a block diagram of a control module according to an embodiment of the present invention, and FIG. 13 is a diagram related to a trigger pulse train of the control module according to an embodiment of the present invention.
도 12 및 도 13을 참조하면, 제어 모듈 142는 도 12와 같이 마이크로컨트롤러 칩을 중심으로 복수 개의 단안정 멀티바이브레이터와 게이트로 구성된다. PEMF의 기본 펄스는 단안정 멀티바이브레이터가 주기 의 클록 펄스를 받아 제어 단자에 입력되어 있는 지연 시간 펄스를 발생함으로써 만들어진다. 이 출력 펄스는 도 13(b)와 같이 초 마다 반복하는 폭 의 펄스 계열이 되어 게이트 1에 인가되고 여기서 버스트 트리거 펄스(burst trigger pulse) 에 의해 단속되어 펄스 버스트 계열이 된 후, 다시 게이트 2에 인가된다. 여기서 조사 시간 트리거 펄스(exposure trigger pulse) 에 의해 설정된 조사 간격으로 단속되어 출력 단자 A를 통해 송출된다.각 게이트를 제어하는 게이트 트리거 신호 , 와 멀티바이브레이터의 펄스 길이와 주기를 결정하는 와 트리거 신호는 마이크로컨트롤러가 별도 내장된 각종 데이터와 지시 프로그램에 의거하여 적정치가 산출되어 각 게이트에 분배된다.12 and 13 , the
A 모드에서의 단안정 멀티바이브레이터의 출력은 게이트 1과 게이트 2에 의해 주기 마다 길이만큼 샘플링되어 도 13(a)와 같은 펄스 계열이 된다. 그러나 B 모드에서는 펄스는 항시 1로 유지되고 만이 작동한다.The output of the monostable multivibrator in A mode is cycled by
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 펄스 발생 모듈의 회로도이다. 펄스 발생 모듈 141은 도 14와 같은 회로로 되어있다. 제어 회로로부터의 제어 신호는 단자 A를 경유하여 스위칭 트랜지스터 Q3에 인가된다. Q3은 단자 A의 펄스가 1 이 되면 on 상태가 되어, DC 전원 Vcc로부터 어플리케이터 코일 111a를 통하여 유입하는 콜렉터 전류 에 의해, 자계 를 발생시킨다. 이 자계는 도 3(a)와 같은 톱니파가 되어 도 3(b)와 같은 길이 의 정극성 유기 전압을 생체 표면에 유기한다. 입력 펄스가 시간 를 경유하여 시점이 되면 0 으로 돌아오므로 Q3는 off 상태가 된다. 따라서 이 시점에서 은 방전 전류가 되어 지수 함수적으로 하강하면서 생체 표면에 도 3(b)의 에 해당하는 부극성 유기 기전력을 발생시킨다.14 is a circuit diagram of a pulse generating module according to an embodiment of the present invention. The
회로에서 회로망 112는 정극성 펄스의 형태를 보상하기 위한 것으로 Q3 콜렉터에 발생하는 과도한 스파이크 전압을 흡수하는 동시에 적정한 부귀환 작용을 통해서 정극 펄스파의 평탄화를 이룩한다. 정극 펄스의 최대치 는 마이크로컨트롤러의 제어 전원 143b를 제어하여 Q3의 콜렉터 전원 전압을 변화시킴으로써 조절한다. 회로망 113은 부극성 펄스 기간 중 코일 111b 회로에 부하로 삽입되어 111a의 자기 에너지를 흡수함으로써 의 크기를 제한하고 시정수를 늘려서 방전 시간을 길게 하는 역할을 한다. Q4는 이것을 위한 스위칭 소자로서 컨트롤러의 지시가 있을 때, on 상태가 되어 부하저항 113을 코일 111b에 접속시키는 역할을 한다.In the circuit, the
이와 같이, 본 발명은 청각 기관의 중이 및 내이 부위에 치료에 충분한 PEMF 자계를 공급할 수 있되, 가능한 한 간편하고 실용적인 어플리케이션 유닛으로써 도 9와 같은 두 가지 모델을 설계, 시작하고 그 특성을 측정할 수 있다.As such, the present invention can supply a PEMF magnetic field sufficient for treatment to the middle and inner ear regions of the auditory organ, and design, start, and measure the characteristics of two models as shown in FIG. 9 as a simple and practical application unit as possible. have.
(1) 모델 1 (헤드셋 형 어플리케이터)(1) Model 1 (headset type applicator)
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 모델 1 의 구조이다. 도 15를 참조하면, 모델 1은 도 8과 같이 이개 부위에 밀착시키기 위한 원통형의 솔레노이드로 된 도 9(a)와 같은 모델이다. 이 모델은 직경이 길이에 비해 큰 경우, 자계가 측두부 전역에 널리 조사될 수가 있을 뿐 아니라 비교적 심부까지도 감쇄가 적다는 장점이 있다.15 is a structure of
시제품은 헤드셋 형의 설치구에 쉽게 고정할 수 있는 실용적인 크기로서 직경 D=25 mm, 길이 L=22 mm 이고 = 인 철심 위에 SWG#35 에나멜 동선()11 안전전류 500 mA을 N=975 회 감은, 도 15와 같은 모델을 설정하였으며, KKK로서 그 자장을 시뮬레이션 하여 이 모델의 특성을 확인한 후, 시작품을 제작하여 주위 공간의 자계 분포를 MAGNET METER Lutron MG-3002를 사용하여 측정하였다.The prototype is a practical size that can be easily fixed to the headset-type mounting hole, with a diameter of D=25 mm and a length of L=22 mm. =
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 자계 분포의 시뮬레이션 결과의 한 보기이고, 도 17은 본 발명의 실시예에 따른 0 mA 와 I=1000 mA 를 각각 인가한 경우의 자계 실측치이다. 이 분포도에 의하면 코어 112의 중심에서 외이도를 따라 30~40 mm 되는 위치에 있어서의 자계 강도는 500 mA 의 경우 1.32~2.04 mT 였고, 1000 mA 의 경우 2.24~4.04 mT 임을 확인할 수가 있는데, 이 위치는 평균 성인 남자에 있어서의 달팽이관의 위치에 해당된다. 16 is an example of a simulation result of a magnetic field distribution according to an embodiment of the present invention, and FIG. 17 is a magnetic field measured value when 0 mA and I=1000 mA are respectively applied according to an embodiment of the present invention. According to this distribution diagram, it can be confirmed that the magnetic field strength at a position 30-40 mm from the center of the
일반적으로 PEMFT에 유효한 최소한의 자계 강도는 0.2 mT 로 알려져 있으므로 이 모델을 사용하여 달팽이관을 비롯한 내이 조직에 충분한 PEMF를 조사할 수 있다는 것을 알 수가 있다.In general, the minimum effective magnetic field strength for PEMFT is known to be 0.2 mT, indicating that sufficient PEMF can be irradiated to the inner ear tissue including the cochlea using this model.
이 모델은 구조가 간편할 뿐 아니라 코어를 대형화하고 암페어턴(NI)을 증가시키면 보다 강력한 자계를 인가할 수가 있다. 따라서 진료소 등에서 사용되는 고정형 설비에 적합한 모델이다.This model not only has a simple structure, but also can apply a stronger magnetic field if the core is enlarged and the ampere-turn (NI) is increased. Therefore, it is a model suitable for fixed equipment used in clinics, etc.
(2) 모델 2 (와이도 형 어플리케이터)(2) Model 2 (Wido-type applicator)
도 18은 본 발명의 실시예에 따른 모델 2의 구조이고, 도 19는 본 발명의 실시예에 따른 모델 2의 자계 분포 시뮬레이션 결과이며, 도 20은 본 발명의 실시예에 따른 모델 2 시작품의 자계 분포 측정치를 나타낸 도면이다.18 is a structure of
모델 1은 자극과 내이 부위와의 거리가 커지기 때문에 치료에 충분한 자계를 인가하려면 철심과 암페어턴이 커진다. 따라서 일반인이 사용하기에는 부적합하다. 모델 2는 어플리케이터를 외이도에 삽입하여 자극의 위치를 내이 부위에 보다 근접시킬 수 있도록 한 것으로, 상대적으로 소형의 철심과 적은 암페어턴으로도 치료 부위에 충분한 에너지를 인가할 수가 있는 것이 특징이다. 이 모델은 직경 D=8 mm, 길이 L=35 mm 이고 = 인 철심 위에 SWG#35 에나멜 동선()을 N=540 회 감은, 도 18과 같은 구조로 되어 있다. 이 모델에 관하여 역시 모델 1과 동일한 방법으로 자계 분포를 시뮬레이션 하여 그 특성을 계측한 결과는 도 19와 같았다.In
이 시작품을 공간에 고정하고 권선에 500 mA DC를 인가한 상태에서 MAGNET METER Lutron MG-3002를 사용하여 주위의 자계 분포를 측정하였는데, 그 결과는 도 20과 같았다.This prototype was fixed in space and the magnetic field distribution around it was measured using a MAGNET METER Lutron MG-3002 in a state where 500 mA DC was applied to the winding, and the results were as shown in FIG. 20 .
이 실험 결과에 의하면 달팽이관을 포함한 내이 부위에는 0.48~3 mT 범위의 자계가 존재하므로 효과적인 PEMFT가 가능하다는 것을 알 수가 있었다.According to the results of this experiment, it was confirmed that effective PEMFT is possible because a magnetic field in the range of 0.48 to 3 mT exists in the inner ear region including the cochlea.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.Although preferred embodiments of the present invention have been described above, various changes, modifications and equivalents may be used in the present invention. It is clear that the present invention can be equally applied by appropriately modifying the above embodiments. Accordingly, the above description is not intended to limit the scope of the present invention, which is defined by the limits of the following claims.
10 : 어플리케이터 유닛 20 : 제어 및 전원 유닛10: applicator unit 20: control and power unit
Claims (2)
상기 선택된 어플리케이터 유닛에 소정의 PEMF 전력을 공급하기 위해 펄스 파를 발생시키고 이를 적정한 특성으로 조합하여 송출하는 제어 및 전원 유닛;을 포함하는 PEMF를 이용한 청각 장애 치료 장치.An applicator unit selected from at least one of a headset-type applicator mounted on the rear wheel of the temporal part in a headset shape or an external auditory canal-type applicator inserted into the external auditory meatus; and
Hearing impairment treatment apparatus using PEMF comprising a; a control and power unit for generating a pulse wave to supply a predetermined PEMF power to the selected applicator unit, and combining it with appropriate characteristics to transmit.
상기 발생시킨 펄스 파를 적정한 특성으로 조합하여 송출하는 펄스 파 송출단계; 및
상기 송출된 펄스 파를 기초로 상기 어플리케이션 유닛에 소정의 PEMF 전력을 공급하는 PEMF 전력 공급단계;를 포함하는 PEMF를 이용한 청각 장애 치료 방법. a pulse wave generating step of generating a pulse wave suitable for the applicator unit;
a pulse wave transmitting step of combining and transmitting the generated pulse wave with appropriate characteristics; and
A PEMF power supply step of supplying predetermined PEMF power to the application unit based on the transmitted pulse wave.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020200030221A KR20210114730A (en) | 2020-03-11 | 2020-03-11 | Therapeutic apparatus and method for hearing impairment by using PEMF |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020200030221A KR20210114730A (en) | 2020-03-11 | 2020-03-11 | Therapeutic apparatus and method for hearing impairment by using PEMF |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20210114730A true KR20210114730A (en) | 2021-09-24 |
Family
ID=77914717
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020200030221A KR20210114730A (en) | 2020-03-11 | 2020-03-11 | Therapeutic apparatus and method for hearing impairment by using PEMF |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20210114730A (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20190105868A (en) | 2018-03-06 | 2019-09-18 | 송하정 | Earphones with hearing-impaired healing function |
-
2020
- 2020-03-11 KR KR1020200030221A patent/KR20210114730A/en unknown
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20190105868A (en) | 2018-03-06 | 2019-09-18 | 송하정 | Earphones with hearing-impaired healing function |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
FI59203C (en) | ELECTROMEDICAL APPARATUS FOR THERAPEUTIC BEHANDLING AV CELLER OCH / ELLER LEVANDE | |
US20110263925A1 (en) | Pulsed Magnetic Therapy Device | |
US9731142B2 (en) | Magnetic stimulation in tissue-stimulating prostheses | |
KR20160018660A (en) | Transcranial pulsed current stimulation | |
JP2006519680A (en) | Electromagnetic therapy device and method | |
KR100484618B1 (en) | Apparatus for stimulating nerves | |
KR101756723B1 (en) | Tinnitus and hypacusis therapy device and method for operating tinnitus and hypacusis therapy device | |
WO2020021320A1 (en) | System and inductor for producing effects on a tumor by exposing to magnetic field | |
KR100950795B1 (en) | A apparatus generating a electric field and a magnetic field for treatment | |
KR101483843B1 (en) | TINNITUS/HARDNESS OF HEARING THERAPY DEVICE WITH Pulsed Electro Magnetic Field | |
KR101908453B1 (en) | Tinnitus treatment device using method of electric stimulation | |
KR20210114730A (en) | Therapeutic apparatus and method for hearing impairment by using PEMF | |
KR101483844B1 (en) | TINNITUS/HARDNESS OF HEARING THERAPY DEVICE WITH Pulsed Electro Magnetic Field | |
KR101342083B1 (en) | A device for treating tinnitus | |
US20220047867A1 (en) | Implantable neurostimulator | |
WO2022083837A1 (en) | An electromagnetic treatment device | |
EP3490670A1 (en) | A hearing loss alleviating device and method of use of same | |
RU89958U1 (en) | DEVICE FOR COMBINED TRANSCRANIAL PHYSIOTHERAPY | |
WO2010071613A1 (en) | Electrostimulator and electrostimulation method | |
CN111182942A (en) | Broadband electromagnetic resonator for therapeutic treatment of a pathological focus in a tissue of a living being, medical device for therapeutic treatment and method of therapeutic treatment | |
EP3498166B1 (en) | Device for diagnosis and/or treatment of tinnitus and a system for electrical and magnetic stimulation of the ear | |
KR102651511B1 (en) | Portable joint stimulator | |
RU2400264C1 (en) | Device for combined transcranial physiotherapy | |
KR102260917B1 (en) | Bluetooth earphone with improvement and prevention function of hearing loss and tinnitus | |
CN212880622U (en) | Low stray field magnetic stimulation coil |