KR20230016515A - A smart inflammatory nasal disease treatment device that can determine the degree of inflammation in each area by oxygen saturation - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 산소포화도 측정을 통해 부위별 염증 정도 파악이 가능하며 비염 치료에 효과가 있는 개인 맞춤형 스마트 염증성 코질환, 예를 들어 비염 치료기기에 관한 것으로, 파장에 따른 산화헤모글로빈 및 비산화헤모글로빈의 흡수도 비교를 위해 적색광과 근적외선 파장을 번갈아 동작시켜 포토다이오드에 검출되게 하는 방식으로 실시간으로 산소포화도 모니터링이 가능한 기술에 관한 것이다. The present invention relates to a personalized smart inflammatory nose disease that is effective in treating rhinitis, for example, a device for treating rhinitis, which can determine the degree of inflammation by region through measurement of oxygen saturation, and absorbs oxygenated hemoglobin and non-oxygenated hemoglobin according to wavelengths. The present invention relates to a technology capable of monitoring oxygen saturation in real time by alternately operating red light and near-infrared wavelengths to be detected by a photodiode for comparison.
알레르기 비염은 알레르기를 일으키는 원인 물질(항원)이 코 점막에 노출된 후 염증반응이 발생하는 질환이다. 실제 진료시 코 안의 염증반응 자체를 확인하는 것이 현실적으로 어렵기 때문에 대개는 가려움증, 재채기, 비루 및 코막힘 등의 증상과 코 진찰 결과를 바탕으로 진단이 이루어진다. 만성 비염 환자의 비강을 진찰해보면 코 점막의 부종(염증이나 종양 등으로 인하여 부어오른 것)과 함께 수양성이나 농성 분비물이 관찰되기도 한다. 코 점막의 부종이 오래 지속되면 국소 점막수축제를 사용해도 수축되지 않을 수 있다. 비염에는 아토피 등의 다양한 알레르기성 질환이 동반될 수 있으므로 알레르기 반응검사, 비즙 도말검사, 균 배양 검사 등을 함께 시행할 수 있다. Allergic rhinitis is a disease in which an inflammatory reaction occurs after a substance (antigen) causing allergy is exposed to the nasal mucosa. Since it is practically difficult to confirm the inflammatory reaction itself in the nose during actual treatment, diagnosis is usually made based on symptoms such as itching, sneezing, rhinorrhea, nasal congestion, and nasal examination results. When examining the nasal cavity of a patient with chronic rhinitis, swelling of the nasal mucosa (swollen due to inflammation or tumor) and watery or purulent discharge may be observed. Long-lasting swelling of the nasal mucosa may not be constricted even with the use of topical mucosal depressants. Since rhinitis can be accompanied by various allergic diseases such as atopy, allergic reaction tests, nasal smear tests, and bacterial culture tests can be performed together.
알레르기 비염의 경우 원인 항원을 피하는 회피요법과 항히스타민제, 국소 스테로이드, 항류코트린제, 항콜린 스프레이 등을 사용하는 약물요법 그리고 면역요법으로 치료하는데 약물로 인한 부작용 등을 고려하여 최근에는 저출력 레이저를 사용한 레이저 치료기기가 다수 개발되고 있다. In the case of allergic rhinitis, avoidance therapy to avoid the causative antigen, drug therapy using antihistamines, topical steroids, anti-leucotrin agents, anticholinergic sprays, etc., and immunotherapy are used. A number of treatment devices are being developed.
기존에 사용되던 레이저 고출력 의료장비는 직접적으로 조직을 태우거나 응고시킬 때 조직 속으로 침투하는 열을 제어하기 어려워 원하지 않는 부위까지 열적 손상을 받기 쉽기 때문에 광의 출력의 세기 및 시간 조절 등 정밀한 기술제어가 필요했다. 따라서 최근 상용되는 레이저 치료기기는 저출력 레이저 치료(LLLT: Low Level Laser(Light) Therapy)를 사용한다.Existing laser high-power medical devices are difficult to control the heat penetrating into tissues when directly burning or coagulating tissues, and they are susceptible to thermal damage to unwanted areas. It was necessary. Therefore, recently commercially available laser treatment devices use Low Level Laser (Light) Therapy (LLLT).
저출력 레이저 치료(LLLT)는 광치료의 일종으로 인체에 저출력 레이저를 투사하여 체내 세포를 활성화시켜 상처받은 조직의 재생을 촉진하고 부상의 통증 및 부종으로 인한 염증을 완화하는 치료이다. LLLT는 1W 미만의 출력을 내어 열을 발생시키지 않고 피부 표면을 투과하여 광에너지만을 전달하기 때문에 조직손상 및 안전성 면에서 뛰어나다. Low-power laser therapy (LLLT) is a type of light therapy that activates cells in the body by projecting low-power lasers into the human body to promote the regeneration of damaged tissues and relieve inflammation caused by pain and swelling of injuries. LLLT is excellent in terms of tissue damage and safety because it transmits only light energy through the skin surface without generating heat with an output of less than 1W.
기존의 저출력 레이저를 활용한 비염 치료기는 660 nm, 940 nm 2가지의 파장대를 이용하는 기술을 탑재해 비염 치료에 효과를 나타낸다. 초기 레이저 치료기기는 단파장을 사용한 제품이었지만, 후에 다파장을 사용한 치료의 효과가 더욱 뛰어나다는 수많은 임상결과로 인해 다파장 비염 치료기기가 개발되어 시중 보급되고 있다. The rhinitis treatment device using the existing low-power laser is equipped with technology using two wavelength bands, 660 nm and 940 nm, and is effective in treating rhinitis. Early laser treatment devices were products using short wavelengths, but later multi-wavelength rhinitis treatment devices have been developed and supplied to the market due to numerous clinical results showing that the treatment effect using multiple wavelengths is more excellent.
이 두 가지의 파장대는 비강 내 염증과 붓기를 완화해 알레르기 비염의 대표적인 증상인 코 막힘, 콧물, 재채기, 가려움 증상을 치료해 준다. 이는 저출력 레이저가 피부 진피층 경계면에 있는 섬유아세포를 자극해 몸의 항염증 작용과 관계있는 아데노신의 분비를 촉진시켜 염증을 치료하는 원리이다.These two wavelength bands alleviate inflammation and swelling in the nasal cavity and treat typical symptoms of allergic rhinitis, such as stuffy nose, runny nose, sneezing, and itching. This is the principle that low-power laser stimulates fibroblasts at the interface of the dermal layer of the skin to promote the secretion of adenosine, which is related to the body's anti-inflammatory action, to treat inflammation.
대부분의 비염 치료기기들은 광 출력부분을 콧속으로 삽입하여 광을 조사하는 방식으로 제작되었다. 하지만 이러한 출력방식은 콧속으로 직접 조사하는 방식으로 코와 눈이 바로 근접해 있는 신체 특성상 광이 눈에 조사될 우려가 있어 눈 손상을 입힐 우려가 있다. 또한 치료기기를 코에 직접 삽입하는 방식이므로 호흡 활동에도 불편함을 느낄 수 있고 호흡 활동을 통해 장치의 비고정성, 착용감 등의 문제가 발생하여 일상생활에서 사용하기에는 무리가 있을 수 있다. Most rhinitis treatment devices are manufactured by inserting the light output part into the nose and irradiating light. However, since this output method directly irradiates into the nose, there is a concern that light may be irradiated to the eyes due to the nature of the body in which the nose and eyes are in close proximity, resulting in eye damage. In addition, since the treatment device is directly inserted into the nose, breathing activities may be uncomfortable, and breathing activities may cause problems such as non-fixation and wearing comfort of the device, making it difficult to use in daily life.
또한, 사용자가 레이저 치료기기를 장시간 사용했을 때 사용자의 들숨과 날숨으로 인한 광 출력부의 고열감으로 인해 레이저장치의 과출력 또는 고장으로 인한 안전상의 문제가 발생할 수 있다. In addition, when the user uses the laser treatment device for a long time, a safety problem may occur due to excessive power or failure of the laser device due to the high heat of the light output unit due to the user's inhalation and exhalation.
본 발명은 기존의 비염 치료기기에서 사용하던 파장대와 같은 파장대를 사용하여 비염 치료 효과는 그대로 유지하면서 각 파장대에서 산소포화도 측정이 가능한 점을 이용하여 비염 상태(부위별 염증 정도) 진단에 대한 정확성을 높이는 것을 목적으로 한다. The present invention uses the same wavelength band used in existing rhinitis treatment devices to maintain the rhinitis treatment effect while measuring oxygen saturation in each wavelength band, thereby improving the accuracy of diagnosing the rhinitis condition (inflammation level by site). aims to elevate
본 발명을 통해, 기존 비염 치료기기의 코 내부로 광원 직접 조사에 따른 눈 손상, 고열감, 호흡시 불편감 등의 단점을 보완하고, 최소 침습으로 효과적인 비염 진단 및 치료를 목적으로 하고 있다.Through the present invention, it is aimed at supplementing the disadvantages such as eye damage, high fever, and discomfort during breathing due to direct irradiation of a light source into the nose of an existing rhinitis treatment device, and effective diagnosis and treatment of rhinitis with minimal invasion.
본 발명은 염증성 코질환 치료기기에 관한 것으로, 구체적으로 얼굴의 특정 부위에 대응되는 마스크; 상기 마스크에 일면이 접하는 베이스; 비강 또는 부비동 부위에 대응하여 베이스 상에 배치된 복수의 센서부; 및 상기 베이스 상에 배치되고 상기 베이스의 타면을 향해 광을 조사하는 복수의 광원부를 포함할 수 있다. The present invention relates to an inflammatory nose disease treatment device, specifically a mask corresponding to a specific part of the face; a base whose one surface is in contact with the mask; A plurality of sensor units disposed on the base corresponding to the nasal cavity or sinuses; and a plurality of light source units disposed on the base and radiating light toward the other surface of the base.
상기 코 외부에 부착하는 패치 형식의 마스크는 코 외부에 부착하는 패치 형식의 마스크로, 사람의 얼굴의 최소 비강과 부비동을 덮도록 형성된 형상을 가질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The patch-type mask attached to the outside of the nose is a patch-type mask attached to the outside of the nose and may have a shape formed to cover the minimum nasal cavity and paranasal sinuses of a person's face, but is not limited thereto.
상기 광원부는 제1광원부 및 제2광원부를 포함하고, 상기 제1광원부는 600 ~ 700 nm의 파장을 갖는 적색광을 방출하고, 제2광원부는 900 ~ 1000 nm의 파장을 갖는 근적외선을 방출할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The light source unit includes a first light source unit and a second light source unit, the first light source unit may emit red light having a wavelength of 600 to 700 nm, and the second light source unit may emit near-infrared light having a wavelength of 900 to 1000 nm. , but is not limited thereto.
상기 센서부는 염증 부위로부터 흡수된 광을 측정할 수 있다. The sensor unit may measure light absorbed from the inflammation site.
상기 염증 부위로부터 흡수된 광은 650 내지 670 nm의 파장을 갖는 적색광 및 930 내지 960 nm 파장을 갖는 근적외선광일 수 있으나, 이에 제한되는 것을 아니다. The light absorbed from the inflammatory site may be red light having a wavelength of 650 to 670 nm and near infrared light having a wavelength of 930 to 960 nm, but is not limited thereto.
상기 센서부는 특정 파장의 광을 통과시킬 수 있는 밴드패스 필터, 상기 필터를 통과한 광의 양을 검출하여 전기 신호로 변환하는 포토다이오드 및 상기 변환된 전기신호를 디지털 신호로 변환하는 에이디(A/D) 컨버터를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The sensor unit includes a band pass filter capable of passing light of a specific wavelength, a photodiode that detects the amount of light passing through the filter and converts it into an electrical signal, and an A/D that converts the converted electrical signal into a digital signal. ) converter, but is not limited thereto.
상기 센서부는 밴드패스 필터를 통과한 빛을 포토다이오드에 집중시키기 위한 렌즈를 더 포함할 수 있으며, 상기 렌즈는 밴드패스 필터와 포토다이오드 사이에 위치할 수 있다. The sensor unit may further include a lens for concentrating light passing through the band-pass filter to the photodiode, and the lens may be positioned between the band-pass filter and the photodiode.
상기 밴드패스 필터 및 포토다이오드는 한 쌍으로 상기 센서부에 포함되고, 상기 밴드패스 필터는 650 내지 670 nm의 파장을 갖는 적색광 및 930 내지 960 nm 파장을 갖는 근적외선광만을 선택적으로 통과시킬 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The band-pass filter and the photodiode are included in the sensor unit as a pair, and the band-pass filter can selectively pass only red light having a wavelength of 650 to 670 nm and near-infrared light having a wavelength of 930 to 960 nm, It is not limited thereto.
상기 센서부를 통하여 측정된 광의 양에 따라 광원부의 방출량을 조절하는 제어부를 더 포함할 수 있다.It may further include a control unit for adjusting the amount of light emitted from the light source unit according to the amount of light measured through the sensor unit.
본 발명은 산소포화도 측정을 통해 부위별 염증 정도 파악이 가능하며 비염 치료에 효과가 있는 개인 맞춤형 스마트 비염 치료기기에 관한 것으로 기존 비염 치료기기에 사용되는 일반 광원과 치료 효과가 동일하면서, 코 외부에 부착하는 패치 형식으로 제작함으로써 코 내부로 직접 광원 조사하는 종래기술에 의해 발생할 수 있는 눈 손상, 호흡시 불편감, 사용자의 들숨, 날숨으로 인한 광출력부의 고열감 등의 문제 발생을 막는 것을 목적으로 한다. The present invention relates to a personalized smart rhinitis treatment device that can determine the degree of inflammation in each part through oxygen saturation measurement and is effective in treating rhinitis. It is manufactured in the form of a patch to be attached to prevent problems such as eye damage, discomfort during breathing, and high heat of the light output unit due to the user's inhalation and exhalation, which may occur due to the prior art of directly irradiating the light source into the nose. do.
또한 적색광과 근적외선 광원을 사용하여 산소포화도를 측정해 염증 정도를 실시간으로 확인하여 치료 방향을 제시함으로써 코 안의 염증반응 자체를 확인하는 것이 어려운 종래 기술과 비교할 때 부위별 염증 정도를 확인하여 정확한 상태 확인이 가능하다는 점에서 매우 유용한 발명이다. In addition, oxygen saturation is measured using red light and near-infrared light sources to check the degree of inflammation in real time to suggest a treatment direction. Compared to the prior art, where it is difficult to check the inflammatory response itself in the nose, the degree of inflammation in each part is checked to determine the exact condition. This is a very useful invention in that it is possible.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 염증성 코질환 치료기기를 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 염증성 코질환 치료기기의 센서부(400)를 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 염증성 코질환 치료기기의 제어 계통 블럭 구성도이다.1 shows an inflammatory nasal disease treatment device according to an embodiment of the present invention.
2 shows a
3 is a block diagram of a control system of an inflammatory nasal disease treatment device according to an embodiment of the present invention.
이하, 실시 예 및 실험 예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 그러나 이들 예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐 어떠한 의미로든 본 발명의 범위가 이들 예로 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples and experimental examples. However, these examples are only for helping the understanding of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to these examples in any sense.
본 발명의 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification of the present invention, when a certain component is said to "include", it means that it may further include other components, not excluding other components unless otherwise stated.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 염증성 코질환 치료기기를 도시한다. 도 1에 도시된 광원부 및 센서부의 개수와 마스크의 형상은 본 발명을 제한하지 않고, 사용자의 필요에 따라 다양하게 구성될 수 있다. 1 shows an inflammatory nasal disease treatment device according to an embodiment of the present invention. The number of light source units and sensor units shown in FIG. 1 and the shape of the mask do not limit the present invention and may be configured in various ways according to the user's needs.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명은 염증성 코질환 치료기기를 제공하며, 구체적으로 상기 염증성 코질환 치료기기는 얼굴의 특정 부위에 대응되는 마스크(100); 상기 마스크에 일면이 접하는 베이스(200); 상기 베이스 상에 배치되고 상기 베이스의 타면을 향해 광을 조사하는 복수의 광원부(310, 320) 및 비강 또는 부비동 부위에 대응하여 베이스 상에 배치된 복수의 센서부(400)를 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the present invention provides an inflammatory nose disease treatment device, specifically, the inflammatory nose disease treatment device includes a
본 발명은 비강 내로 광원을 직접 조사하여 발생하는 종래의 문제점들을 극복하기 위한 것으로 광원을 콧속이 아닌 코 표면에서 피부 내로 조사하는 방식을 선택하였다. The present invention is to overcome the conventional problems caused by directly irradiating a light source into the nasal cavity, and selected a method of irradiating a light source into the skin from the surface of the nose rather than inside the nose.
상기 마스크(100)는 가벼우며 외부의 충격이나 접촉 등으로부터 파손되는 것을 방지할 수 있는 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 마스크(100)는 플라스틱, 세라믹 재질을 포함하여 외부 환경으로부터 향상된 신뢰성을 가질 수 있고, 내부에 배치되는 다른 구성요소를 보호할 수 있다. The
상기 베이스(200)는 사용자의 얼굴에 접촉될 수 있어, 피부 트러블을 일으키지 않으면서, 얼굴에 밀착될 수 있도록 플렉서블한 재질로 형성될 수 있는 것이라면 그 소재가 특별히 제한되지 않고 적용될 수 있다. 예를 들어, 상기 베이스(200)의 재질은 실리콘 수지(silicone resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 폴리우레탄 수지(polyurethane resin), 합성고무, 천연고무 등의 소재로부터 선택된 하나 이상의 재질로 제조될 수 있어, 사용시 사용자 얼굴에 접착하여 사용이 가능하다. The
또한 비강 또는 부비동 부위에 대응하여 위치한 센서부(400)를 이용하여 비강 또는 부비동 내부의 산소포화도 측정을 통하여 실시간으로 염증 상태를 모니터링 할 수 있다. In addition, the inflammation state can be monitored in real time by measuring oxygen saturation in the nasal cavity or sinuses using the
본 발명은 산소포화도를 측정할 수 있는 비강 또는 부비동 부위를 덮을 수 있는 코와 눈 밑 구간을 연결하는 패치형 장치로 구성하여 광 조사를 위한 광원부 및 산소포화도 측정을 위한 센서부(400)를 포함하여 비염 치료 및 비강 내 산소포화도 실시간 모니터링을 동시에 가능하게 한다.The present invention consists of a patch-type device that connects the nose and the under-eye area that can cover the nasal cavity or paranasal sinuses for measuring oxygen saturation, including a light source unit for light irradiation and a
따라서 상기 마스크(100)는 코 외부에 부착하는 패치 형식의 마스크로, 사람의 얼굴의 최소 비강과 부비동을 덮도록 형성된 형상을 가질 수 있다. Accordingly, the
부비동이란 공기를 덥혀 주기 위한 코 안과 주변의 뇌, 눈, 치아 사이의 완충 지대로서 공기에 차 있는 공간을 말한다. 이 공간은 머리뼈 속에 있는 뇌를 외부의 충격으로부터 보호해 주는 중요한 역할을 한다. 부비동에는 4개 그룹, 즉 상악동, 사골동, 전두동, 그리고 접형동이 있으며, 바로 이 부비동이라 부르는 빈 공간 안에 세균이나 바이러스가 침투하여 염증이 발생한 것을 부비동염이라고 한다.The sinuses are air-filled spaces that act as buffer zones between the brain, eyes, and teeth in and around the nose to warm the air. This space plays an important role in protecting the brain in the skull from external shocks. There are four groups of sinuses, namely maxillary sinus, ethmoid sinus, frontal sinus, and sphenoid sinus.
도 1은 부비동 중 상악동을 덮는 염증성 코질환 치료기기를 도시하고 있으나, 이에 제한되지 않고, 사용자는 상악동, 전두동, 사골동 및 접형동을 모두 덮거나 일부만 덮는 염증성 코질환 치료기기를 제조할 수도 있다. 이러한 경우, 센서부는 상악동, 전두동, 사골동 및 접형동 각각에 대응되도록 추가로 설치될 수 있다.1 shows an inflammatory nose disease treatment device covering the maxillary sinus among the paranasal sinuses, but is not limited thereto, and the user may manufacture an inflammatory nose disease treatment device that covers all or only part of the maxillary sinus, frontal sinus, ethmoid sinus, and sphenoid sinus. In this case, the sensor unit may be additionally installed to correspond to each of the maxillary sinus, the frontal sinus, the ethmoid sinus, and the sphenoid sinus.
상기 염증성 코질환이란 비염, 알러지 비염, 급성 비염, 아토피 비염, 혈관 운동성 비염, 부비동염, 코 및 코를 둘러싸는 조직의 구조물의 급성 염증성 질환 중 하나일 수 있다. The inflammatory nasal disease may be one of rhinitis, allergic rhinitis, acute rhinitis, atopic rhinitis, vasomotor rhinitis, sinusitis, and acute inflammatory diseases of the nose and structures of tissues surrounding the nose.
본 발명의 염증성 코질환 치료기기는 상기 비강 또는 부비동에 특정 파장의 광을 조사할 수 있는 광원부(310, 320)를 포함한다. 상기 광원부는 제1광원부(310) 및 제2광원부(320)를 포함하고, 상기 제1광원부(310)는 600 ~ 700 nm의 파장을 갖는 적색광을 방출하고, 제2광원부(320)는 900 ~ 1000 nm의 파장을 갖는 근적외선을 방출할 수 있다. The inflammatory nose disease treatment device of the present invention includes
보다 바람직하게는, 상기 제1광원부(310)는 660 nm의 파장을 갖는 적색광을 방출하고, 제2광원부(320)는 940 nm의 파장을 갖는 근적외선을 방출할 수 있다.More preferably, the first
상기 제1광원부(310) 및 제2광원부(320)는 동시에 광을 방출할 수도 있고, 번갈아 광을 방출할 수도 있다.The first
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 광원부는 발광 다이오드(Light Emitted Diode; LED), 레이저 다이오드(Laser Diode; LD) 및 램프(lamp)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 광원으로 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the light source unit may include at least one selected from the group consisting of a light emitting diode (LED), a laser diode (LD), and a lamp as a light source. there is.
종래의 문헌에 따르면, 660 nm의 광을 조사하는 경우 히스타민 분비가 억제되고, 자유 라디칼이 효과적으로 억제되는 것으로 확인하였으며, 따라서 활성 산소가 억제되고 이를 비염 환자에 적용할 경우 비염 증상이 완화되고, 940 nm의 광을 조사하는 경우 알레르기 항체를 감소시켜 염증 환화에 도움을 주는 것을 확인한바 있다. According to the prior literature, it was confirmed that histamine secretion is suppressed and free radicals are effectively suppressed when irradiated with light of 660 nm, and therefore, active oxygen is suppressed and rhinitis symptoms are alleviated when applied to patients with rhinitis, 940 It has been confirmed that when irradiated with nm light, it reduces allergic antibodies to help reduce inflammation.
따라서 본 발명의 광원부(310, 320)는 염증 치료에 효과적인 파장의 광을 염증 부위에 조사함으로써 염증을 완화하는 효과를 나타낸다.Therefore, the
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서부(400)를 도시한다. 2 shows a
상기 센서부는 염증 부위로부터 흡수된 광을 측정할 수 있으며, 상기 광은 650 내지 670 nm의 파장을 갖는 적색광 및 930 내지 960 nm 파장을 갖는 근적외선광인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 660 nm의 파장을 갖는 적색광 및 940 nm 파장을 갖는 근적외선광이다.The sensor unit can measure the light absorbed from the inflammatory site, and the light is preferably red light having a wavelength of 650 to 670 nm and near-infrared light having a wavelength of 930 to 960 nm, more preferably a wavelength of 660 nm. red light with a wavelength of 940 nm and near-infrared light with a wavelength of 940 nm.
상기 광원부(310, 320)에 의하여 비강 또는 부비동 부위로 광이 조사되면, 상기 조사된 광은 염증 부위에 존재하는 산화헤모글로빈(oxyhemoglobin, HbO2), 비산화헤모글로빈(deoxyhemoglobin, Hb)에 흡수되는 광의 양을 측정하여 염증 정도를 진단할 수 있다. When light is irradiated to the nasal cavity or paranasal sinuses by the
감염이나 염증처럼 대사가 활발한 상태에서는 산소가 좀 더 쉽게 산화헤모글로빈에서 떨어져 나온다. In metabolically active conditions, such as infection or inflammation, oxygen is more easily detached from oxyhemoglobin.
일반적으로 산화헤모글로빈(oxyhemoglobin, HbO2)는 940 nm 파장의 근적외선광에서 흡수도가 높고, 비산화헤모글로빈(deoxyhemoglobin, Hb)는 660 nm 파장의 적색광의 흡수도가 높다. 산소포화도의 경우 각각의 파장에서 흡수도를 측정하여 다음의 [수학식 1]로부터 산출될 수 있다.In general, oxyhemoglobin (HbO 2 ) has high absorption in near-infrared light with a wavelength of 940 nm, and deoxyhemoglobin (Hb) has high absorption in red light with a wavelength of 660 nm. In the case of oxygen saturation, it can be calculated from the following [Equation 1] by measuring the absorbance at each wavelength.
[수학식 1][Equation 1]
이렇게 구해진 산소포화도(SpO2)는 산화헤모글로빈 및 비산화헤모글로빈의 합에 대한 산화헤모글로빈의 백분율로 나타내며, 일반적으로 산소포화도의 정상 수치는 95% 이상이다. The oxygen saturation (SpO 2 ) obtained in this way is expressed as a percentage of oxidized hemoglobin to the sum of oxidized hemoglobin and non-oxygenated hemoglobin, and the normal value of oxygen saturation is generally 95% or more.
따라서 비강이나 부비동에 염증이 존재하는 경우 산화헤모글로빈에 비하여 비산화헤모글로빈의 비율이 높아지면, 산소포화도의 농도는 정상 수치에 비하여 낮아지게 되어 해당 부위의 염증의 유무뿐만 아니라 염증의 정도를 예측할 수 있다.Therefore, when there is inflammation in the nasal cavity or paranasal sinuses, when the ratio of non-oxygenated hemoglobin is higher than that of oxyhemoglobin, the concentration of oxygen saturation is lowered compared to the normal value, so that the degree of inflammation as well as the presence or absence of inflammation in the corresponding area can be predicted. .
상기 센서부는 특정 파장의 광을 통과시킬 수 있는 밴드패스 필터(430, 430'), 상기 필터를 통과한 광의 양을 검출하여 전기 신호로 변환하는 포토다이오드(410, 410') 및 상기 변환된 전기신호를 디지털 신호로 변환하는 에이디(A/D) 컨버터를 포함할 수 있으며, 상기 밴드패스 필터와 포토다이오드(410, 410') 사이에는 밴드패스 필터를 통과한 광을 포토다이오드(410, 410')에 집중시키기 위한 렌즈(420, 420')를 더 포함할 수 있다. The sensor unit includes a band pass filter (430, 430') capable of passing light of a specific wavelength, a photodiode (410, 410') detecting the amount of light passing through the filter and converting it into an electrical signal, and the converted electricity. An A/D converter may be included to convert the signal into a digital signal, and between the band-pass filter and the
상기 밴드패스 필터(430, 430') 및 포토다이오드(410, 410')는 한 쌍으로 상기 센서부에 포함될 수 있으며, 상기 한 쌍의 밴드패스 필터(430, 430') 중 어느 하나는 650 내지 670 nm의 파장을 갖는 적색광만을 선택적으로 통과시킬 수 있으며, 다른 하나는 930 내지 960 nm 파장을 갖는 근적외선광만을 선택적으로 통과시킬 수 있다.The band pass filters 430 and 430' and the
상기 밴드패스 필터(430, 430')를 통과한 광은 밴드패스 필터(430, 430') 및 포토다이오드(410, 410') 사이에 위치한 렌즈(420, 420')를 통과하게 되고 상기 렌즈(420, 420')를 통과한 광은 상기 포토다이오드(410, 410')에 집중될 수 있다. The light passing through the band-
상기 포토다이오드(410, 410')는 렌즈(420, 420')를 통과하여 집중된 광의 양을 검출하여 전기신호로 변환하고, 상기 변환된 전기신호는 에이디(A/D) 컨버터에 의하여 디지털 신호로 변환되어 출력될 수 있다. The
본 발명의 염증성 코질환 치료기기는 상기 센서부를 통하여 측정된 광의 양에 따라 광원부의 방출량을 조절하는 제어부(미도시)를 더 포함할 수 있다.The inflammatory nose disease treatment device of the present invention may further include a control unit (not shown) that adjusts the amount of light emitted from the light source unit according to the amount of light measured through the sensor unit.
상기 제어부는 센서부(400)를 통하여 검출된 광의 양에 의하여 광원부(310, 320)에서 조사되는 광의 강도를 조절할 수 있다. The controller may adjust the intensity of light emitted from the
즉 상기 제어부는 센서부(400)를 통하여 검출 또는 흡수된 광의 양을 이용하여 산소포화도를 산출한 후, 산출된 산소포화도 농도를 정상 수치(기준 값)와 비교하여 염증의 정도를 측정하고, 염증이 존재한다고 판단되는 경우 상기 광원부를 통하여 보다 강한 광을 조사하도록 조절할 수 있다. That is, the control unit calculates oxygen saturation using the amount of light detected or absorbed through the
예를 들어 상기 센서부(400)를 통하여 측정된 산소포화도의 농도가 정상 수치보다 작을 때, 상기 제어부는 상기 센서부에 대응되는 부위에 염증이 존재한다고 판단하여 상기 광원부(310, 320)를 통하여 광의 조사 강도를 높일 수 있고, 따라서 염증을 치료할 수 있는 효과를 나타낸다.For example, when the concentration of oxygen saturation measured through the
이와 반대로 상기 센서부(400)를 통하여 측정된 산소포화도의 농도가 정상 수치 범위에 해당하는 경우, 상기 제어부는 상기 센서부에 대응되는 부위에 염증이 존재하지 않는다고 판단하여 상기 광원부(310, 320)를 통하여 광의 조사를 정지하거나 조사되는 광의 강도를 낮추어 불필요한 전력 사용을 줄일 수 있다.Conversely, when the concentration of oxygen saturation measured by the
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 염증성 코질환 치료기기의 제어 계통 블럭 구성도이다. 도 3을 참고하면, 본 염증성 코질환 치료기기는 제어부(500), 전원공급부(510), 산소포화도 산출부(520) 및 통신부(530)를 추가로 포함할 수 있다.3 is a block diagram of a control system of an inflammatory nasal disease treatment device according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3 , the apparatus for treating inflammatory nasal diseases may further include a
상기 산소포화도 산출부(520)는 포토다이오드에서 검출되어 에이디 컨버터에서 디지털 신호로 변환된 광(660 nm 파장의 적색광 또는 940 nm 파장의 적외선광)의 양을 이용하여 산화헤모글로빈 및 비산화헤모글로빈의 농도를 계산하고, 나아가 센서부가 위치한 해당 부위의 산소포화도를 측정할 수 있다.The oxygen saturation calculation unit 520 uses the amount of light (red light with a wavelength of 660 nm or infrared light with a wavelength of 940 nm) detected by the photodiode and converted into a digital signal by the AD converter to determine the concentration of oxyhemoglobin and non-oxygenated hemoglobin. It is possible to calculate and further measure the oxygen saturation of the corresponding part where the sensor unit is located.
상기 통신부(530)는 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), 지그비(ZigBee) 등의 근거리 무선 통신이 가능한 근거리 통신 모듈을 구비하여, 사용자 단말기와 통신할 수 있다. 상기 통신부(530)는 사용자 단말기와 다양한 신호를 송수신할 수 있다. The
상기 제어부(500)는 일반적으로 각각의 구성 요소의 동작을 제어하고, 상기 산소포화도 산출부(520)를 통하여 측정된 산소포화도에 따라서 상기 발광부(310, 320)의 광의 세기를 제어할 수 있고, 상기 통신부(530)를 통하여 산소포화도로부터 예측된 염증 정도 및 염증의 위치 등의 정보를 상기 사용자 단말기로 전송할 수 있다.The
상기 전원공급부(510)는 제어부(400)의 제어에 의해 외부의 전원 및/또는 내부의 전원을 인가받아 각 구성 요소의 동작에 필요한 전원을 공급할 수 있다.The power supply unit 510 may receive external power and/or internal power under the control of the
본 명세서에서는 본 발명을 한정된 실시 예를 중심으로 설명하였으나, 본 발 명의 사상적 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능하다. 또한 설명되지는 않았으나, 균등한 수단도 또한 본 발명에 그대로 결합되는 것이라 할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 하기 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.In this specification, the present invention has been described with a focus on limited embodiments, but various embodiments are possible within the scope of the spirit of the present invention. Also, although not described, equivalent means will also be incorporated in the present invention as they are. Therefore, the true scope of protection of the present invention will be defined by the following claims.
100: 마스크
200: 베이스
310: 제1광원부
320: 제2광원부
400: 센서부
410, 410': 포토다이오드
420, 420': 렌즈
430, 430': 밴드패스 필터
500: 제어부
510: 전원공급부
520: 산소포화도 산출부
530: 통신부100: mask
200: base
310: first light source unit
320: second light source
400: sensor unit
410, 410': photodiode
420, 420': lens
430, 430': band pass filter
500: control unit
510: power supply unit
520: oxygen saturation calculation unit
530: communication department
Claims (9)
상기 마스크에 일면이 접하는 베이스;
상기 베이스 상에 배치되고, 상기 베이스의 타면을 향해 광을 조사하는 복수의 광원부; 및 비강 또는 부비동 부위에 대응하여 베이스 상에 배치된 복수의 센서부를 포함하는 염증성 코질환 치료기기.
A mask corresponding to a specific part of the face;
a base whose one surface is in contact with the mask;
a plurality of light source units disposed on the base and radiating light toward the other surface of the base; and a plurality of sensor units disposed on the base corresponding to the nasal cavity or paranasal sinuses.
상기 마스크는 코 외부에 부착하는 패치 형식의 마스크로, 사람의 얼굴의 최소 비강과 부비동을 덮도록 형성된 형상을 갖는 염증성 코질환 치료기기.
According to claim 1,
The mask is a patch-type mask attached to the outside of the nose, and has a shape formed to cover the minimum nasal cavity and paranasal sinuses of the human face.
상기 광원부는 제1광원부 및 제2광원부를 포함하고,
상기 제1광원부는 600 ~ 700 nm의 파장을 갖는 적색광을 방출하고, 제2광원부는 900 ~ 1000 nm의 파장을 갖는 근적외선을 방출하는 염증성 코질환 치료기기.
According to claim 1,
The light source unit includes a first light source unit and a second light source unit,
The first light source unit emits red light having a wavelength of 600 ~ 700 nm, and the second light source unit emits near-infrared light having a wavelength of 900 ~ 1000 nm.
상기 센서부는 염증 부위로부터 흡수된 광을 측정할 수 있는 염증성 코질환 치료기기.
According to claim 1,
The sensor unit is an inflammatory nose disease treatment device capable of measuring light absorbed from an inflammatory site.
상기 광은 650 내지 670 nm의 파장을 갖는 적색광 및 930 내지 960 nm 파장을 갖는 근적외선광인 염증성 코질환 치료기기.
According to claim 4,
The light is a red light having a wavelength of 650 to 670 nm and a near infrared light having a wavelength of 930 to 960 nm.
상기 센서부는 특정 파장의 광을 통과시킬 수 있는 밴드패스 필터, 상기 필터를 통과한 광의 양을 검출하여 전기 신호로 변환하는 포토다이오드 및 상기 변환된 전기신호를 디지털 신호로 변환하는 에이디(A/D) 컨버터를 포함하는 염증성 코질환 치료기기.
According to claim 1,
The sensor unit includes a band pass filter capable of passing light of a specific wavelength, a photodiode that detects the amount of light passing through the filter and converts it into an electrical signal, and an A/D that converts the converted electrical signal into a digital signal. ) Inflammatory nasal disease treatment device including a converter.
상기 센서부는 밴드패스 필터를 통과한 빛을 포토다이오드에 집중시키기 위한 렌즈를 더 포함하는 염증성 코질환 치료기기.
According to claim 6,
The sensor unit further comprises a lens for concentrating the light passing through the band pass filter to the photodiode.
상기 밴드패스 필터 및 포토다이오드는 한 쌍으로 상기 센서부에 포함되고, 상기 밴드패스 필터는 650 내지 670 nm의 파장을 갖는 적색광 및 930 내지 960 nm 파장을 갖는 근적외선광만을 선택적으로 통과시킬 수 있는 염증성 코질환 치료기기.
According to claim 6,
The band-pass filter and the photodiode are included in the sensor unit as a pair, and the band-pass filter can selectively pass only red light having a wavelength of 650 to 670 nm and near-infrared light having a wavelength of 930 to 960 nm. Nose disease treatment device.
상기 센서부를 통하여 측정된 광의 양에 따라 광원부의 방출량을 조절하는 제어부를 더 포함하는 염증성 코질환 치료기기.According to claim 1,
Inflammatory nose disease treatment device further comprising a control unit for adjusting the amount of light emitted from the light source unit according to the amount of light measured through the sensor unit.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020210098097A KR102586812B1 (en) | 2021-07-26 | 2021-07-26 | A smart inflammatory nasal disease treatment device that can determine the degree of inflammation in each area by oxygen saturation |
Applications Claiming Priority (1)
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| KR1020210098097A KR102586812B1 (en) | 2021-07-26 | 2021-07-26 | A smart inflammatory nasal disease treatment device that can determine the degree of inflammation in each area by oxygen saturation |
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| KR20230016515A true KR20230016515A (en) | 2023-02-02 |
| KR102586812B1 KR102586812B1 (en) | 2023-10-10 |
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|---|---|---|---|---|
| KR20140028671A (en) * | 2012-08-30 | 2014-03-10 | 메디럭스(주) | Mask type photodynamic therapy for nasal and photodynamic therapy system for nasal therefor |
| KR101955479B1 (en) | 2017-09-27 | 2019-06-24 | 주식회사 더블에이치 | Facr wareable apparatus for curing rhinitis |
| KR20200133112A (en) * | 2019-05-17 | 2020-11-26 | 삼성전자주식회사 | Vital signal measuring device |
| KR20210046740A (en) * | 2016-03-11 | 2021-04-28 | 주식회사 넥스프레스 | A skin attachment including a light-emitting element and a storage device therefor |
| KR20210074534A (en) * | 2019-12-12 | 2021-06-22 | 한국과학기술원 | Biometric Sensor |
-
2021
- 2021-07-26 KR KR1020210098097A patent/KR102586812B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (5)
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|---|---|
| KR102586812B1 (en) | 2023-10-10 |
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