KR20250120102A - 직병렬 2채널 고주파 전기 치료 장치 - Google Patents

직병렬 2채널 고주파 전기 치료 장치

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KR20250120102A
KR20250120102A KR1020240016235A KR20240016235A KR20250120102A KR 20250120102 A KR20250120102 A KR 20250120102A KR 1020240016235 A KR1020240016235 A KR 1020240016235A KR 20240016235 A KR20240016235 A KR 20240016235A KR 20250120102 A KR20250120102 A KR 20250120102A
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Abstract

본 발명은 전기 치료 장치에 관한 것으로, 본 발명의 전기 치료 장치는 N=2 또는 3인 N개의 전극(212, 222, 240) 및 2개 이상의 정현파 전압 발전기(210, 220)를 포함하고, 상기 2개 이상의 전압 발전기는 변압기(211, 221)에 의해 분리되며, 상기 장치는, N=2이고, 전극(212, 222)은 활성 전극이며, 2개의 전압 발전기는 직렬로 배치되는 구성으로서, 상기 장치는 접지 전극(240)을 포함하지 않는 제1 직렬 구성, N=3이고, 2개의 전극(212,220)은 전압 발전기 (210, 220)에 각각 연결된 활성 전극이고, 1개의 전극(240)은 전압 발전기(210, 220)에 각각 연결된 접지 형성용 접지 전극으로 구비되며, 2개 이상의 전압 발전기는 병렬 배치되는 제2 병렬 구성 및 제1 직렬 구성과 제2 병렬구성을 번갈아 취하도록 구성된 제어 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

직병렬 2채널 고주파 전기 치료 장치{Series-Parallel 2-Channel High-Frequency Electrical Therapy Device}
본 발명은 치료 또는 미용 목적의 고주파 전기 치료 장치에 관한 것이다. 본 발명은 특히 투열 치료 또는 전도 치료를 위한 전기 치료 분야에 활용될 수 있다.
전기 치료는 치료 목적으로 전기를 사용하는 안전한 비침습적 기술이다. 본 기술은 통증 완화, 근섬유 강화 또는 생체 조직 치유 가속에 효과를 보인다. 전기 치료에 사용되는 세 가지 주요 주파수군으로 표층 신경 자극 목적의 저주파(1Hz-150Hz), 심층 신경 자극 목적의 중주파(1kH -1kHz) 그리고 선택적 표층 또는 심층 투열 치료 및 치유 촉진 목적의 고주파(100kHz-1.2MHz)가 있다. 통상 저주파(LF)와 중주파(MF)는 전기 자극, 고주파(HF)는 라디오 주파로 지칭한다. 이와 같은 다양한 유형의 전기 치료용 전류는 피부에 접하여 전극 역할을 하는 2개의 전도 요소 또는 전도판 사이를 순환한다. 이처럼 치료자는 목적에 따라 다양한 종류의 전류를 사용할 수 있다.
투열 치료는 물리 치료의 한 종류로서 수년 전부터 사용되었으며, 표재성 온열 요법과 심부 온열 요법의 두 가지 유형으로 분류된다. 심부 온열 치료 방식에는 장파 및 단파 투열 치료, 초음파, 접촉 고주파 방식이 있다. 접촉 고주파의 경우 고주파 전류라고도 하며, 주파수가 100kHz에서 1.2MHz 사이이다. 이러한 유형의 심부 온열 치료 방식을 투열 치료라고 칭한다. 투열 치료는 생체 조직에 접하는 두 전극 사이의 손상 부위 세포 조직에 열을 가하여 전류 순환이 일어나도록 한다.
스페인 특허 ES 287964에 명시되어 있는 바와 같이, 본래 전류 전도를 이용한 투열 치료 장치는 활성 전극과 접지 전극을 하나씩 포함한다. 조직 자체의 임피던스로 인해 전류는 신체 조직 내에서 순환하며 줄 효과(Joule effect)로 신체 조직 온도를 상승시킨다. 이때 발열의 정도가 높아지며, 발열 정도는 전류 강도의 상승과 연관성을 가진다. 신체 조직의 열전도율은 고주파 전류에 의해 상승한다. 전류의 전압이 높을수록 신체 조직의 열전도율이 높아져 회복이 빨라진다. 전극이 다수일 경우 고주파 전압 발전기 한 대에만 연결되기 때문에 치료 중 투열 치료 효과와 조직 회복을 동시에 촉진한다. 이 두 효과는 함께 나타나며 분리되지 않는다.
미국특허 US 5773173에서는 전기 치료용 간섭 자극 치료 장치를 제시한다. 상기 장치는 장치 내 특정 주파수를 가진 출력 신호를 각각 생성하는 2개의 발전기를 포함한다. 이때, 출력 신호는 믹서를 통과하기 전 다른 요소를 통과하며, 믹서는 2극 치료/4극 치료의 출력 방식을 선택하는 선택 스위치를 통해 출력 신호를 선택할 수 있도록 구비된다. 상기 장치는 전극 쌍에 단일 합성 저주파 신호를 제공한다.
미국특허 US 2010/0152817는 직/병렬 전극쌍 전기 신경 자극 네트워크 시뮬레이터를 제시한다. 시뮬레이터는 전기 자극을 지속적으로 생성하고 신호가 사이클 내 직렬 전극 쌍에 연속적으로 전송되도록 한다. 각 전극 쌍은 동시가 아닌 병렬적으로 해당 신호를 수신하므로 신호가 동시 시작되고 종료되지 않는다. 전기 자극을 다양하게 적용하여 시뮬레이터를 통해 진폭이 더 높거나 지속 시간이 더 긴 시뮬레이션 자극을 생성할 수 있다.
미국특허 US 2003/0181960는 제1 전기 신호, 제2 전기 신호를 통해 전극에서 치료 신호를 생성하고 접지 전극이 흡수하는 장치를 제시한다. 상기 장치는 저주파 장치이며 처방 치료법이 다양하지 않다.
이에 환자들에게는 더 안전하고 효과적이며, 치료자들에게는 더 간단하고 최적화된 치료 솔루션이 필요하다.
본 발명의 다른 특징 및 장점은 하기 설명 및 도와 함께 다룰 것이며 그 외 장점도 포함될 수 있다.
스페인 특허 ES 287964 미국특허 US 5773173 미국특허 US 2010/0152817 미국특허 US 2003/0181960
본 발명은 N=2 또는 3인 N개의 전극(212, 222, 240) 및 2개의 정현파 전압 발전기(210, 220)를 포함하고, 상기 2개의 전압 발전기는 변압기(211, 221)에 의해 분리되며, 본 발명은 N=2이고, 전극(212, 222)은 활성 전극이며, 2개의 전압 발전기는 직렬로 배치되는 제1 직렬 구성으로서, 접지 전극(240)을 포함하지 않는 제1 직렬 구성; 및 N=3(2개의 전극(212, 222)은 전압 발전기 (210, 220)에 각각 연결된 활성 전극이고, 1개의 전극(240)은 전압 발전기(210, 220)에 각각 연결된 접지 형성용 접지 전극으로 구성되며, 2개의 전압 발전기는 병렬 배치되는 제2 병렬 구성 및 제1 직렬 구성과 제2 병렬 구성을 번갈아 취하도록 구비된 제어 장치를 포함하는 전기 치료 장치를 제공한다.
해당 목적을 실현하기 위해, 실시 형태에 따라 고안된 전기 치료 장치는
N=2 또는 3인 전극, 바람직하게는 제1 신호 및 제2 신호를 각각 생성하도록 의도된 2개의 정현파 전압 발전기를 포함한다.
상기 전기 치료 장치는 각 전압 발전기에 대해 변압기를 포함하여, 2개의 전압 발전기가 변압기에 의해 분리되고,
상기 전기 치료 장치는 N=2이고, 전극은 활성 전극이며, 2개의 전압 발전기는 직렬로 배치되고, 각 활성 전극은 각 전압 발전기에 연결되도록 구비되며, 접지 전극은 포함되지 않고, 각 활성 전극의 전위를 달리하여 가장 근접한 2개의 활성 전극 사이에 전류 흐름을 가능하게 하는 제1 직렬 구성;
N=3이고, 이 중 2개의 전극은 전압 발전기에 연결된 활성 전극이며, 1개의 전극은 전압 발전기에 각각 연결된 접지 형성용 접지 전극이고, 2개의 전압 발전기는 병렬로 배치되며, 각 활성 전극에 다른 전위를 생성하도록 구성되어 가장 근접한 2개의 활성 전극 사이에 또는 각 활성 전극-접지 전극 사이에 전류 흐름을 가능하게 하는 제2 병렬 구성;
및 제1 직렬 구성과 제2 병렬 구성을 번갈아 취하도록 구비된 제어 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
각 활성 전극은 전압 발전기에 연결되어 각 발전기의 제1 신호 또는 제2 신호를 수신하며, 바람직하게는, 제1 신호와 제2 신호는 서로 다르다.
본 발명의 다른 양태에 따르면 본 발명은 하기의 제1 작동형태 및 제 2 작동형태를 포함하는 전술한 바와 같은 상기 전기 치료 장치의 작동 프로세스에 관한 것이다.
본 발명의 제1 작동 형태는 장치의 제1 구성(N=2)에 따라 2개의 전극 각각이 직렬로 전압 발전기에 연결되며, 2개의 활성 전극 사이에 전류가 흐르는 형태이고, 제2 작동 형태는 장치의 제2 구성(N=3)에 따라 2개의 전극이 상호 병렬로 연결된 전압 발전기에 각각 연결되며, 나머지 1개의 전극은 접지 전극이고, 가장 근접한 활성 전극 간 또는 활성 전극과 접지 전극 간 전류가 흐르는 형태를 포함한다.
본 발명은 사용자 신체상 전극을 통해 여러 전기 신호를 적용하는 2채널 장치로 기능할 수 있다. 즉 치료자에게 전압 발전기를 직렬/병렬로 배치함으로 투열 요법 및/또는 전도성 치료를 아우르는 종합 전기 치료를 제공할 수 있다.
또한 2개의 발전기가 절연됨에 따라 사용자 또한 전기 회로에서 절연되어 안전하게 사용할 수 있으며, 활성 전극 유래 전류를 이용하여 치료 범위를 넓히거나 다중 치료 적용이 가능하다. 이는 통상의 경우 활성 전극과 접지 전극(중성 전극) 간 전류를 우선순위로 하여 활성 전극 유래 전류를 감축하는 경향이 있음을 고려하면 상당히 새로운 접근방식이다.
도 1은 본 발명 제1 실시 형태의 제1 구성을 따른 장치 배선도이며, 해당 구성은 2개의 활성 전극 및 2 개의 전압 발전기로 이루어진다.
도 2는 인체에 적용된 도 1의 장치 전극 간 전류 흐름을 나타낸다.
도 3은 본 발명 제1 실시 형태 내 장치 배선도이며, 이는 2개의 활성 전극, 1개의 접지 전극, 및 2개의 전압 발전기를 포함하는 제 2구성을 보여주는 그림이다.
도 4 및 도 5는 도 3에 따라 인체에 사용된 장치 내 전극 간 전류 흐름을 나타낸다.
도 4는 발전기 동기화 중 2개의 활성 전극 간 전류 흐름을 나타낸다.
도 5는 발전기 비동기화 중 2개의 활성 전극 간 및 활성 전극-접지 전극 간 전류 흐름을 나타낸다.
도 6은 본 발명 제1 구성의 제2 실시 형태에 따른 장치 배선도이며, 접지 전극을 겸하는 2개의 활성 전극과 2개의 전압 발전기를 포함한다.
도 7은 도 6에 따라 인체에 사용된 장치 내 전류 흐름을 나타낸다.
본 발명의 목적, 특징 및 장점은 이하의 첨부된 도면에 의해 설명되는 일 실시예의 상세한 설명으로부터 더욱 명확해질 것이다.
본 발명의 실시 형태를 상세히 살피기에 앞서 동시에 또는 번갈아 사용 가능한 장치의 선택적 특징은 다음과 같다.
일 실시예에 따르면, 본 발명의 각 전압 발전기는 100kHz-10MHz 주파수 범위의 고압 전류 발생을 목적으로 구비된다.
일 실시예에 따르면, 활성 전극은 이동 가능하도록 구성된다.
일 실시예에 따르면, 활성 전극은 용량성이거나 저항성이거나 다극성이다.
일 실시예에 따르면, 각 발전기에는 출력 파라미터 측정용 장치가 포함된다.
일 실시예에 따르면, 각 발전기는 출력 전류, 주파수 및 위상차 제어 모듈 중 어느 하나 이상을 포함한다. 제어 모듈이란 마이크로컨트롤러, 마이크로프로세서, CPLD(Complex Programmable Logic Device), FPGA(Field Programmable Gate Array) 또는 아날로그 회로이다.
일 실시예에 따르면, 측정부는 제어 모듈에 데이터를 전달한다. 바람직하게는 임피던스 측정값에 따라 발전기의 출력을 제어할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 본 발명의 전치 치료 장치 내 발전기의 동기화 또는 비동기화 제어 용도의 동기화 장치(230)를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 본 발명의 일 실시 형태는 제어 모듈을 통해 2 개의 발전기의 위상화 또는 탈위상화를 제어하는 단계를 포함하며, 두 활성 전극 간 전류 생성을 위하여 동기화 장치를 통해 신호 출력으로 두 발전기의 동기화 또는 비동기화를 제어하는 단계를 포함한다
일 실시예에 따르면, 장치 내 발전기 출력부와 활성 전극 사이 스위치가 배치되지 않는다.
일 실시예에 따르면, 장치 내 발전기와 활성 전극 사이 믹서가 배치되지 않는다.
본 발명은 사용자 신체에 투열 또는 전도 치료를 제공하는 전기 치료 장치이다.
일 실시예에 따르면, 본 발명의 전기 치료 장치를 통해 투열 치료 또는 전도 치료를 제공하거나 전도 치료에 투열 치료를 연계하여 치료할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 본 발명의 전기 치료 장치는 발전기의 직렬화 또는 병렬화를 통해 서로 다른 치료법을 시행할 수 있다.
본 발명의 전기 치료 장치는 다수의 전극(2-3)을 포함하며, 전극 개수는 N(N=2 또는 3)으로 지칭한다. 전극의 수는 2 또는 3이거나 짝수 또는 홀수에 해당할 수 있다.
본 발명의 전기 치료 장치는 2개의 정현파 전압 발전기(210, 220)를 포함한다. 바람직하게는 정현파 전압 발전기(210, 220) 수는 전극, 특히 활성 전극(212, 222)의 개수에 따라 정해진다. 전극 수가 짝수일 경우 정현파 전압 발전기 수는 이에 상응하여 결정된다.
본 발명의 전기 치료 장치는 두 채널을 포함하며, 각 채널은 전압 발전기(210, 220)에서 유래한다. 활성 전극(212, 222)은 사용자(10)의 신체에 전류를 전달한다. 바람직하게는 활성 전극(212, 222)은 각각 다른 채널에 연결된다. 활성 전극(212, 222)은 전압 발전기에 각각 연결된다.
본 발명의 전기 치료 장치는 접지 전극(240) 또는 중성 전극을 포함하도록 구성될 수 있는데, 이때 중성 전극이란 활성 전극(212, 222)에서 송신해 사용자(10)의 신체 일부를 통과한 전류를 수용하는 전극을 의미한다. 접지 전극(240)은 사용자(10) 신체의 전기 회로를 폐쇄하고, 접지를 형성한다. 해당 전극은 바람직하게는 고정 상태일 수 있으나 치료 종류에 따라 유동적일 수도 있다. 여기서 고정되었다는 것은 치료 중 접지 전극 이동이 없음을 의미하며, 이때 전극은 유지 장치를 통해 사용자 신체에 고정될 수 있다. 유동적이라는 것은 치료 중 전극 이동이 가능함을 의미한다.
전극(212, 222, 240)은 사용자(10)의 신체에 적용되기 위해 구비될 수 있다. 바람직하게, 전극(212, 222, 240)은 사용자(10)의 신체와 접촉한다.
활성 전극(212, 222)은 용량성이거나 저항성이거나 다극성일 수 있다. 다극성이란 활성 전극(212, 222)이 용량 전극과 저항 전극을 동시에 지님을 의미한다.
활성 전극(212, 222)은 치료에 따라 고정되거나 유동적일 수 있다.
본 발명의 전기 치료 장치는 제1 및 제2 구성을 번갈아 채택할 수 있도록 하는 제어 장치를 포함한다. 제어 장치란 마이크로컨트롤러, 마이크로프로세서, CPLD(Complex Programmable Logic Device), FPGA(Field Programmable Gate Array) 또는 아날로그 회로이다.
제1 구성에 따르면 본 발명의 전기 치료 장치는 전극 N개(N=2)를 포함하며, 두 개의 전극은모두 활성 전극(212, 222)이고 접지 전극(240)은 포함되지 않는다. 각 활성 전극은 병렬 연결된 전압 발전기(210, 220)에 연결되어 있다. 이러한 구성은 도 1 및 2에 도시되어 있다.
제2 구성에 따르면 본 발명의 전기 치료 장치는 전극 N개(N=3)를 포함하며, 이는 활성 전극(212, 222) 및 접지 전극(240)이다. 활성 전극(212, 222)은 병렬 배치된 전압 발전기(210, 220)에 각각 연결되며, 접지 전극(240)은 전압 발전기 간 교차점에 연결된다. 이러한 구성은 도 3, 4 및 5에 도시되어 있다.
바람직한 실시 형태에 따라 전압 발전기(210, 220)는 분리될 수 있으며, 이 때 갈바닉 분리를 시행한다. 도면 상의 실시 형태에 따라 각 전압 발전기(210, 220) 출력부에 변압기(211, 221)를 배치한다. 발전기를 분리함으로 사용자를 본 발명의 전기 치료 장치의 전기 회로로부터 분리할 수 있으므로 안전성이 증대된다.
변압기(211, 222)는 전압 발전기(210, 220) 출력 신호의 위상화 또는 탈위상화 상태와 필요시 반대되는 방향으로 위상화 또는 탈위상화로 구비된다.
본 발명에 따라 장치 내 접지 전극(240) 사용을 선택할 수 있다. 접지 전극(240)은 두 활성 전극(212, 222) 간 순환하는 유래 전류 발생을 방지하거나 감소시킨다.
활성 전극(212, 222) 각각은 정현파 전압 발전기(210, 220)에 개별 채널을 사용하여 연결된다. 바람직하게는, 본 발명의 전기 치료 장치는 전압 발전기(210)의 제1 신호 또는 제2 전압 발전기(210)의 제2 신호를 활성 전극에 전달하는 스위치를 포함하지 않으며, 제1 발전기 제1 신호와 제2 발전기 2차 신호를 결합하는 용도의 믹서부를 포함하지 않는다.
각 발전기가 생성하는 신호는 각 활성 전극 하나에 적용된다.
본 발명의 장치는 전극(212, 222, 240) 중 가장 근접한 2개 전극 간 전류 흐름을 위해 전극(212, 222) 각각에 다른 전위를 생성하도록 구비된다.
본 발명에 따르면 활성 전극(212, 222) 내 중성점 또는 공통점 구성에 따라 사용자(10)의 신체상 접지 전극(240)에 연결되거나 연결되지 않는다.
제1 구성의 장치 실행 단계는 활성 전극(212, 222) 간 선간 전류(110)을 생성하며, 제2 구성은 활성 전극(212, 222) 및 사용자(10) 신체에 부착된 접지 전극(240)간 단순 전류(120, 121)를 생성한다.
선호하는 실시 형태에 따라 본 발명의 전기 치료 장치는 전기 치료, 특히 투열 치료에 사용할 수 있다. 이에 전압 발전기(210, 220) 각각은 고압 생성용으로 배치된다. 고주파 전압은 우선적으로 100kHz-10MHz 사이의 값을 가진다.
본 발명의 전기 치료 장치는 전압 발전기(210, 220) 각각에 측정부(213, 223)를 포함할 수 있다. 측정부(213, 223)는 분리된 발전기(210, 220) 출력 신호 파라미터를 측정하기 위해 구비된다. 측정부(213, 223)는 제어 모듈(214, 224)에 제어 데이터를 전송하기 위하여 구비된다.
제어 모듈(214, 224)은 일례로 전류의 주파수 및 전압기의 탈위상화를 제어한다. 일례로, 제어 모듈(214, 224)은 마이크로컨트롤러, 마이크로프로세서, CPLD(Complex Programmable Logic Device), FPGA(Field Programmable Gate Array) 또는 아날로그 회로이다.
본 발명의 전기 치료 장치는 전압 발전기(210, 220) 제어 목적으로 배치된 동기화부(230)를 포함할 수 있다. 동기화부(230)는 전압 발전기(210, 220) 각각의 동기화 도입부에 배치되며, 송신 신호의 동기화 또는 비동기화를 위해 구비된다. 여기서 동기화란, 송신 신호의 펄스, 주파수 및 기간 중 어느 하나 이상이 같다는 의미이다. 일례로, 동기화부(230)는 각 전압 발전기에 대해 동기화 신호를 생성하여 신호의 동기화 또는 비동기화를 제어한다. 도4, 5에 나타나듯, 두 전압 발전기(210, 220)의 동기화 중 전류는 활성 전극(212, 222) 각각과 중성 접지 전극(240) 간 순환하나, 전압 발전기(210, 220)의 비동기화 중에는 활성 전극(212, 222) 간에도 순환하며, 후자의 경우는 유래 전류(110)이다. 동기화부(230)는 신호의 동기화 또는 비동기화를 제어하여 두 활성 전극 간 유래 전류를 생성 및 유지할 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따르면 본 발명의 전기 치료 장치의 전압 발전기(210, 220)는 독립적이며 측정 임피던스에 따라 출력 신호를 조절할 수 있다. 본 발명의 전기 치료 장치는 다중 출력 장치로 구비 될 수 있는데, 이는 상이한 출력 신호를 생성하는 두 전압 발전기에 각각 연결된 두 활성 전극을 포함할 수 있다는 의미이다.
바람직하게는, 전압 발전기(210, 220) 각각이 송신하는 신호는 정현파이다. 우선적으로, V = Vamp × sin(wt + Φ)이며, Vamp = 정현파 신호의 진폭, w= 각 주파수, Φ: 위상각이다.
본 발명의 다른 양태에 따르면 본 발명의 전기 치료 장치는 전압 발전기(210, 220) 각각의 신호의 위상화 또는 탈위상화가 가능하도록 구비될 수 있다. 이에 출력 전압은 파장 위상차 발생에 따라 달라진다. 전압 발전기(210, 220) 신호가 위상화 상태일 때, 활성 전극(212, 222)간 전압은 출력 전압 Vout(V110 = 2 × Vout)의 2배이다(Vout : 전압 발전기 출력 전압). 전압 발전기(210, 220)의 신호가 180°로 탈위상화 될 때 출력 전압은 영(null)이며, Vamp = 0V(Vamp: 출력 정현파 신호의 진폭)이다.
본 발명의 전기 치료 장치의 제1 실시 형태의 제1 구성은 도 1에 도시되어 있다.
본 발명의 제1 실시 형태의 제1 구성에 따르면 N=2이며 이는 전압 발전기(210, 220) 각각에 활성 전극(212, 222)이 연결된다. 제1 구성에서 본 발명의 전기 치료 장치는 접지 전극을 포함하지 않는다. 이러한 구성에서 전압 발전기(210, 220)는 직렬로 배치된다.
전압 발전기(210, 220)는 전압 발전기(210, 220) 각각의 출력부에 배치된 변압기(211, 222)를 통해 분리되어 있다.
변압기(211, 222)는 출력 신호가 위상화 또는 탈위상화 상태이거나 필요시 반대로 위상화 또는 탈위상화 형태로 구비된다.
제1 실시 형태에 따르면 본 발명의 전기 치료 장치는 전압 발전기(210, 220) 출력부에 각각 배치된 측정부(213, 223)를 포함한다. 측정부(213, 223) 각각은 전압 발전기(210) 및 전압 발전기(210, 220)에 상응하는 제어 모듈(214, 224)에 연결된다.
제1 구성에 따른 상기 실시 형태에서 접지 전극(240)의 부재 시 흐르는 전류는 도 3에 도시된 바와 같이 사용자(10) 신체에 적용되는 활성 전극(212, 222) 간 유래 전류(110)이다.
제 1구성의 신호는 선간 신호이며, V110=V120 + V121이다. V110은 활성 전극(212, 222)간 순환하는 전류(110)의 전압이고, V120은 활성 전극(212)과 부재한 접지 전극(240)간 순환하는 전류(120)의 전압이며 V121은 활성 전극(222)과 부재한 접지 전극(240)간 순환하는 전류(121)의 전압이다.
제1 구성에서, 분리된 전압 발전기(210, 220)를 직렬화하여 전압의 명목값을 2배까지 높일 수 있으며, 이로 경생체 조직(뼈, 인대 등)의 흡수율을 높여 조직 내 전류 흐름을 유도하는 절연 파괴 효과를 꾀할 수 있다.
제1 구성을 통해 직렬 투열 치료가 가능하다. 상기 구성을 통해 전압 발전기(210, 220)를 직렬 구성하고 투열 생성 신호를 생성 할 수 있다. 상기 치료는 활성 전극 2개와 사용자 신체에 직접 닿지 않는 부유 전극인 접지 전극을 통해 이루어진다. 상기 구성은 강도가 아닌 전압만 높이는데, 전류가 생체 조직의 전도율을 최대화해 상처 회복을 가속함과 동시에 발열은 최소화하는 것이다. 해당 조직의 세포 신진대사를 최대 800Vrms의 전압을 통해 촉진하는 것을 목표로 삼는다.
상기 제1 구성에서 전압 발전기(210, 220)는 출력 신호가 동기화되어 탈위상화 상태에 있도록 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 따르면 도 3에 나타난 제2 구성을 번갈아 장치에 적용할 수 있다.
본 발명의 제2 구성에 따르면 N=3으로, 이는 전압 발전기(210, 220)에 각각 연결된 활성 전극(212, 222)을 포함한다. 제2 구성에서 장치는 접지 전극(240)도 포함하며, 이는 전압 발전기(210, 220) 간 공통부분에 연결되어 있다. 제2 구성에서 전압 발전기(210, 220)는 병렬 배치된다.
상기 접지 전극(240)을 포함하는 제2 구성에 따라, 전류는 활성 전극(212, 222)과 접지 전극(240) 간에도 흐르지만 도 4에 묘사된 바와 같이 활성 전극(212, 222) 간에도 순환한다.
제2 구성에서 전류(120, 121)의 신호는 단순하다. 전압 발전기(210, 220)는 각각 상이한 임피던스를 구축한다. 활성 전극(212, 222)이 사용자(10) 신체에 적용됨에 따라, 활성 전극(212, 222)간 임피던스가 존재하게 되어 전압(V110)이 활성 전극(212, 222)간에 발생한다. 활성 전극(212, 222)간 거리 및 상기 명시된 바와 같은 신호의 탈위상화 여부에 따라 V110이 변화한다.
제2 구성에서 전압 발전기(210, 220)의 병렬 배치를 통해 전압의 명목값을 2배까지 높일 수 있으며, 이를 통해 투과 조직을 발열시킬 수 있다. 이를 다른 용어로 투열 행위라고 일컫는다. 활성 전극(212, 222)이 서로 근접하거나 멀어짐에 따라 전력을 달리할 수 있다.
제2 구성을 통해 투열 치료 및 혼합 전도 치료가 가능하다. 상기 구성을 통해 전압 발전기(210, 220)를 병렬 배치하여 투열과 전도 생성 신호를 적용할 수 있다. 제2 구성에서 전극 3개 간 분배되는 전류 세그먼트 3개를 생성하기 위해 사용자(10) 신체에 접지 전극(240)을 위치시킨다. 전류 세그먼트(110, 120, 121)의 합은 전기 치료 장치의 전력에 상응한다. 제2 구성은 또한 전압이 아닌 강도만 최대 4암페어까지 높여 투과 생체 조직의 발열(투열 치료)을 촉진한다.
도 4, 5의 활성 전극(212, 222)은 빈도수 및 특징이 서로 다를 수 있는 정현파 전류를 송신한다. 두 활성 전극은 전류(120, 121)가 흐르는 전기 세그먼트를 통해 접지 전극(240)으로 수렴하는데, 이때 접지 전극(240)의 세팅에 따라 전류(110)가 흐르는 세 번째 전기 세그먼트를 생성할 수 있다. 본 발명은 사용자(10) 신체상 3개 전극(212, 222, 240)의 전기 세그먼트 3개를 통해 2상 장치에서 송신한 전력을 분배할 수 있다. 전기 세그먼트는 전극(212, 222, 240) 사이마다 위치하며, 치료자는 전력을 어떻게 분배할지 결정할 수 있다. 장치는 신호의 탈위상화를 통해 동기화/비동기화할 수 있도록 구비될 수 있다.
도 4는 위상화 또는 탈위상화된 동기화 신호를 나타내며, 유래 전류는 없다.
도 5는 위상화 또는 탈위상화된 비동기화 신호를 나타내며, 유래 전류가 하나 있다.
도 6의 제 1구성의 제2 실시 형태에서 활성 전극은 2개(N=2)이고 각각 전압 발전기(210, 220)에 연결되어 있다. 제2 실시 형태에서 장치는 접지 전극을 포함하지 않는다. 제1 구성에서 전압 발전기(210, 220)는 직렬 배치된다.
도 6, 7에서처럼 활성 전극 중 하나의 도입부 및 출력부에 전류가 흐르도록 하기 위해 활성 전극(212, 222)이 구비되어 동시에 또는 번갈아 활성성/중립성을 띈다.
스마트 활성 전극을 갖춘 실시 형태도 있으며, 이때 장치는 실시간으로 치료자의 움직임을 알리는 관성 시스템을 갖춘다. 치료자는 장치를 더 효율적으로 사용하기 위해 치료 방법을 수정할 수 있다. 관성 시스템은 사용 전극의 종류도 탐지할 수 있으며, 이 때 제어 모듈(214, 224)은 탐지된 전극 종류에 따라 출력을 조절할 수 있다.
일례로, 장치는 400Vrms의 최대 단순 전압, 1.2 Arms의 최대 단순 전류, 300kHz-1MHz 구간 주파수에 대한 150W의 전력, 800Vrms의 최대 단순 전압, 2.4 Arms의 최대 단순 전류, 300kHz - 1MHz 구간 주파수에 대한 300W의 전력을 감당할 수 있다.
따라서 본 발명을 통해 고주파 전류의 전압 및 강도를 유리하게 변화시킬 수 있고, 상이한 강도 및 주파수를 활용할 수 있으며 서로 다른 전극을 선택적으로 결합할 수 있다.
전압 발전기(210, 220)는 본 발명 내 명시된 것처럼 저주파, 중주파, 고주파 신호 변조를 통한 다중 주파수 전압을 생성할 수 있다. 최대 주파수의 전압 발전기는 최저 주파수의 전압 발전기에 의해 진폭이 변조된다. 각 발전기는 해당 전극과 연계 전극에 상응하는 전력을 제공해야 하며, 전력은 발전기의 진폭 및 탈위상화에 따라 조절된다.
이 가능성에 따르면 전기 치료 장치는 제1 주파수를 가지는 제1 전압을 생성하며, 제1 터미널 및 제1, 2 출력 단자를 포함하도록 구성된 전압 발전기 1을 포함하고, 제1 주파수를 초과하는 제2주파수를 가지는 제2 전압을 생성하며 제3 터미널 및 제3, 4 출력 단자를 포함하도록 구성된 전압 발전기를 포함한다. 이때 장치의 특징은 송신 및 수신 채널을 하나씩 포함하며, 제1, 3 터미널이 해당 송신 채널에, 제2, 4 터미널이 해당 수신 채널에 각각 연결된다.
이를 통해 상이한 두 주파수의 두 전압을 단일 송신 채널 및 수신 채널로 사용할 수 있다. 여기서 특히 전자 치료 장치는 제1 전압 발전기가 제1 주파수의 제1 전압을 생성하도록, 제2 전압 발전기가 제2주파수의 제2 전압을 생성하도록 제어할 수 있다.
바람직하게, 제어 장치는 송신 채널 내 제3 주파수로 변조된 제1 주파수의 정현파 전압 및 제4 주파수로 변조된 제3 주파수의 정현파 전압과 연관된 신호를 생성하도록 구성되며, 이때 신호는 제1 전압 발생 모듈 전압과 제2 전압 발생 모듈 전압의 합이다.
다른 양태에서 전기 치료 장치의 작동 프로세스는
a. 제1 발전기로 제1 주파수의 제1 전압을 생성하는 단계,
b. 제2 발전기로 제1 주파수를 초과하는 제2주파수의 제2 전압을 생성을 생성하는 단계를 포함하고, 이때 a.와 b. 는 동시에 일어나며, 2개의 발전기는 동시에 작동한다.
일 실시예에 따르면, 제1 전압 발전기가 정현파 전압을 생성하도록 구성된다.
일 실시예에 따르면, 제1 주파수는 1kHz-10kHz 사이 제1 주파수 대역에 속한다.
일 실시예에 따르면, 제1 전압 발전기가 제3 주파수로 변조된 제1 주파수의 정현파 전압을 생성하도록 구성된다.
일 실시예에 따르면, 제3 주파수는 1Hz-150Hz 사이 제3 주파수 대역에 속한다.
일 실시예에 따르면, 제3 주파수는 정현파 전압이다.
상기 실시예에서 장치는 중주파 정현파 신호를 생성하여 저주파 신호(전기 자극)를 변조하고, 이를 고주파 정현파 신호(투열 치료)와 결합할 수 있다. 이에 따르면 장치는 동일 채널로 전기 자극과 투열 치료 무선 주파수의 장점을 결합하여 신체의 자연 치유 메커니즘을 촉진하고 세포 대사를 활성화하는 비침습성 전류를 생성한다. 상기 방법은 근육 및 관절 기능의 빠른 회복을 통해 재활에 탁월한 효과를 보인다.
결과적으로 1Hz-150 Hz 주파수로 변조된 1kHz-10kHz의 정현파 전류가 생성된다. 자극 전류의 변조를 통해 전기 자극 중 흥분된 근육의 테타니(Tetany)를 피할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제2 전압 발전기는 정현파 전압 생성을 위해 구비된다.
일 실시예에 따르면, 제2주파수는
100kHz-10MHz 사이의 제2 주파수 대역에 속해 있다.
일 실시예에 따르면, 제2 전압 발전기는 제4 주파수로 변조된 제2주파수의 정현파 전압을 생성하기 위해 구비된다.
일 실시예에 따르면, 제4주파수는 1Hz-150Hz 사이의 제4 주파수 대역에 속해 있다.
일 실시예에 따르면, 제4 주파수가 펄스를 발생시킨다.
일 실시예에 따르면, 제2 전압 발전기가 제4주파수 전기 자극의 정현파 전압을 생성하기 위해 구성된 활성화 제어 장치를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 제1 전압 발전기가 제1 전압 발생 모듈로부터 제4 주파수의 전압을 송신하기 위해 구성된 송신 제어 장치를 포함한다.
본 발명의 실시 형태는 상기 기술된 사항에만 한정되지 않으며, 요건에 맞추어 확장할 수 있다.
10. 사용자 신체
110. 활성 전극 2개 간 유래 전류
111. 활성 전극 2개 간 유래 전류
112. 활성 전극 2개 간 유래 전류
120. 활성 전극 - 접지 전극간 유래 전류
121. 활성 전극 - 접지 전극간 유래 전류
122. 활성 전극 - 접지 전극간 유래 전류
210. 전압 발전기
211. 변압기
212. 제1 전압 발전기 연결 활성 전극
213. 측정부
214. 제어 모듈
220. 전압 발전기
221. 변압기
222. 제2 전압 발전기 연결 활성 전극
223. 측정부
224. 제어 모듈
230. 동기화 장치
240. 중성 전극 또는 접지 전극

Claims (11)

  1. 전기 치료 장치로서,
    N= 2 또는 3인 N개의 전극(212, 222, 240); 및
    2개 이상의 정현파 전압 발전기(210, 220)를 포함하고,
    상기 장치는 각각의 전압 발전기(210, 220)를 분리시키는 복수 개의 변압기(211, 221)를 포함하며, 상기 전압 발전기(210, 220)는 각각의 변압기(211, 221)에 의해 분리되고,
    상기 전기 치료 장치는
    N=2이고, 전극(212, 222)은 활성 전극이며, 복수 개의 전압 발전기(210, 220)는 직렬로 배치되고, 상기 전기 치료 장치는 접지 전극(240)을 포함하지 않으며, 각 활성 전극(212, 222)은 각 전압 발전기(210, 220)에 연결되도록 구비되고, 각 활성 전극(212, 222)에서 다른 전위를 생성하도록 구비되어 가장 근접한 2개의 활성 전극(212, 222) 사이에 전류가 전달될 수 있게 하는 제1 직렬 구성, 및
    N=3이고, 2개의 전극(212,220)은 전압 발전기 (210, 220)에 각각 연결된 활성 전극이고, 1개의 전극(240)은 전압 발전기(210, 220)에 각각 연결된 접지 형성용 접지 전극으로 구비되고, 복수 개의 전압 발전기(210, 220)는 병렬 배치되며, 각 활성 전극(212, 222)에 다른 전위를 생성하도록 구비되고, 가장 근접한 활성 전극 사이 및 각 활성 전극(212, 222)과 접지 전극(240) 사이 중 어느 하나 이상에 전류가 전달될 수 있도록 하는 제2 병렬 구성;
    및 상기 제1 직렬구성 및 제2 병력 구성을 번갈아 취하도록 구비된 제어 장치를 포함하는 전기 치료 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전압 발전기(210, 220)는 100kHz-10MHz 사이의 고주파 전압을 생성하는 것을 특징으로 하는 전기 치료 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 각 활성 전극(212, 222)은 상기 각 전압 발전기(210, 220)에 연결되어 각각의 전압 발전기(210, 220)가 생성하는 제1 신호 또는 제2 신호를 수신하고, 상기 제1 신호는 제2 신호와 상이한 것을 특징으로 하는 전기 치료 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 활성 전극(212, 222)은 이동 가능하도록 구비된 것을 특징으로 하는 전기 치료 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 활성 전극(212, 222)은 전기 용량성이거나 저항력을 가지거나 또는 다극성인 것을 특징으로 하는 전기 치료 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 전압 발전기(210, 220)는 전압 발전기(210, 220)의 출력 파라미터를 측정하는 측정부(213, 223)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 치료 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 전압 발전기(210, 220)의 출력 전류, 주파수 및 위상차 발생 중 어느 하나 이상을 제어하도록 구비되는 제어 모듈(214, 224)을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 치료 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 측정부(213, 223)는 제어 모듈(214, 224)의 제어에 필요한 데이터를 제공하기 위해 제어 모듈(214, 224)과 통신하는 것을 특징으로 하는 전기 치료 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 전압 발전기(210, 220)의 동기화 또는 비동기화 제어를 위해 구성된 동기화 장치(230)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 치료 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 제1 직렬 구성에서 상기 전압 발전기가 송신 하는 신호는 탈위상화 및 동기화된 것임을 특징으로 하는 전기 치료 장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 전기 치료 장치는 제1 주파수를 지닌 제1 전압을 생성하고 제1 터미널 및 제2 터미널을 포함하도록 구성된 제1 전압 발전기(210),
    제1 주파수를 초과하는 제2 주파수를 지닌 제2 전압을 생성하고 제3 터미널 및 제4 터미널을 포함하도록 구성된 제2 전압 발전기(220),
    송신 채널 및
    수신 채널을 포함하고,
    제1 터미널 및 제 3터미널은 송신 채널에 연결되며, 제2 터미널 및 제4 터미널은 수신 채널에 연결되고,
    제1 전압 발전기(210)가 제 1주파수의 제1 전압을 생성하도록 제어하고, 제2 전압 발전기(22)가 제2 주파수의 제2 전압을 생성하도록 제어하는 제어 장치를 포함하며,
    상기 제어 장치는 송신 채널 내에 제3 주파수로 변조된 제1 주파수의 정현파 전압과 제4 주파수로 변조된 제2 주파수의 정현파 전압과 연관된 신호를 생성하도록 구성되고, 상기 송신 채널 내에 제3 주파수로 변조된 제1 주파수의 정현파 전압과 제4 주파수로 변조된 제2 주파수의 정현파 전압과 연관된 신호는 제1 발전기의 전압과 제2 발전기의 전압의 합인 것을 특징으로 하는 전기 치료 장치.
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