KR20020079118A - 면상발열체에 의한 온열치료용 국소가온장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 면상에 도전성수지를 도포한 시트의 양편에 전극을 형성한 시트형 발열체를 사용하여 체표면에 가온을 하면서 온도센서를 장착한 체표면으로부터 체온의 정보를 받아 상호 제어하면서 목표로 하는 온도까지 가온하는 면상발열체에 의한 온열치료용 국소가온장치를 제공한다.

본 발명은, 카본과 흑연으로 구성된 도전성수지를 코팅하여 저항체로 사용한 면상발열장치를 만들어서 전기에너지에 의한 원적외선이 발생하는 가온장치를 제작한 것이다. 그리고 온도감시와 제어를 위하여 면상발열장치의 표면과 피부 표면에 써미스터를 장치하였으며 설정온도까지의 가온중에 가열장치와 체표면의 온도변화 상호 감지하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

면상발열체에 의한 온열치료용 국소가온장치{local heating device with surface heating pad for hyperthermia}

본 발명은, 면상발열체에 의한 온열치료용 국소가온장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 면상에 도전성수지를 도포한 시트의 양편에 전극을 형성한 시트형 발열체를 사용하여 체표면에 가온을 하면서 온도센서를 장착한 체표면으로부터 체온의 정보를 받아 상호 제어하면서 목표로 하는 온도까지 가온하는 것에 관한 것이다.

근래에 전신 또는 국소의 체온을 6-7℃이상으로 올려 암세포나 바이러스의 기능을 저하시키거나 정지시키는 고온열치료방법이 암과 난치병치료현장에 도입되고 있다. 그런데 인체가 가진 고유한 체온유지시스템에 의하여 체온을 급격하게 상승시키면 혼수상태에 빠지거나 생명유지에 위험을 초래한다. 따라서 온도상승과 하강을 쉽게 제어하는 장치가 반드시 필요하다. 종래의 온열장치는 온도감시장치 혹은 온도제어장치가 제시되지 않고 있다. 또한 착용한 상태로 일정온도를 올릴 수 있는 소형 국소온열장치는 종래에 없었다. 땀냄새등을 제거하거나 체온을 보유하기 위하여 원적외선을 방출하는 기능성섬유로 만든 브래지어나 소형패드 등이 나오지만 가온장치와 체온의 상호작용을 감지하면서 제어하는 가온장치는 없었다.

온열요법은 혈액병에 관련된 난치병이나 암의 치료에 있어서 수술요법, 방사선요법, 항암제를 투여하는 화학요법 다음으로 제4의 암 및 난치병치료법으로 등장하고 있다. 이러한 온열요법은 혈액을 체외로 방출하여 약42℃로 가온하여 다시 체내로 주입하는 체외순환 온열요법이 있다. 현재 암치료의 경우는 방사선요법과 화학요법을 병용하고 있으며(Jacoba van der Zee; Lancet 355, p1119-1125, 2000), 난치병의 경우에 유전자치료와 병용하고 있다(Weatherburn, H.: Brithish Journal of Radiology 61, NO.729, p862-863, 1988). 즉 마취중에 체온을 42℃전후로 올리면 암세포는 기능 저하되거나 죽어버리는 반면에 정상세포는 전혀 영향이 없다는 것이다. 또한 온열요법을 병용한 치료의 경우에 방사선의 세기나 항암제의 양을 줄이더라도 동일한 치료효과를 얻을 수 있다고 보고 있다. 치료효과는 있지만, 문제는 혈액을 체외로 순환시키기 때문에 신장과 간장에 부담이 많고 이차전염의 우려가 있다는 것이다. 따라서 증상이 중증이지만 어느 정도 체력이 있는 청소년과 장년은 가능하다. 그러나, 어린이나 노약자에게는 적용 불가능한 치료법으로 알려져 있다. 무엇보다도 고치료비용과 전문시설 그리고 많은 전문의료진이 반드시 필요하다는 결점이 있다. 이러한 문제를 극복하기 위하여 비관혈적인 방법인 원적외선을 발생하는 전신온열치료장치가 개발되었다. 캡슐에 인체를 넣고서 가벼운 정맥마취하에 동파이프에서 나오는 원적외선으로 가온하여 체온을 42℃까지 올려 치료하는 요법이다. 이 장치 역시 마취하에서 하여야 하고 열에 의한 충격을 제어하기 위한 별도의 제어장치가 없는 결점으로 화상이나 열충격을 받는 것으로 알려져 있다. 이러한 전신치료장치와는 별도로 강력한 전자파(라디오파)를 이용한 국소가온장치가 개발되어 현재 의료현장에 도입되어 암으로 인한 통증경감 그리고 인체의 내부 장기에 있는 종양치료에 대한 가온치료로 사용되고 있다.

또한, 이와는 별도로 생활환경에서 이미 각종 냉증이나 피부염증 그리고 신경통을 치료하기 위한 목적으로 각종 온열치료기가 나와 있다. 이러한 온열치료기는 주로 전기에 의한 원적외선형 램프형, 맥반석 등의 석판을 발열장치로 사용하는 석판형, 그리고 불소나 알루미늄 그리고 동판에 전기에너지를 넣어 원적외선을 발생시키는 장치인 금속판형 등이 있다. 특히 최근에는 침대나 매트형 그리고 캡슐 등의 형태로 나와 있다. 하지만 종래의 온열장치는 인체에 대하여 일방적인 가열을 하는 형태이기에 장시간 사용할 때 과열로 인한 화재나 화상 등의 우려가 있다. 또한 온도에 대한 감시와 제어되지 않는 상태의 장시간 사용으로 인하여 체세포에 열저항성이 생겨 온열에 대한 치료효과가 없는 것으로 알려져 있다. 특히 원적외선을 발생장치로 사용하는 온열치료기의 경우에 가온하는 온도를 주관적인 느낌에 의존하여 온도를 조절하는 어려움이 있다. 특히 가정용 교류전원을 사용하였을 때의 감전에 대한 우려와 강한 전자파의 발생은 피할 수 없다. 더욱이 종래의 온열장치의 경우 전력소모가 심하고 크고 중량이 무겁기 때문에 이동이나 여행중 그리고 직장에서 사용하는 것도 불가능하다.

또, 전신의 체온을 올리면 열충격에 의하여 인체의 시스템에 많은 문제점이 발생하지만 국소에 대한 가온은 지금까지 문제가 없는 것으로 알려져 있다. 특히 후두암이나 유방암 그리고 결장암과 같은 것은 전신온열보다는 국소온열이 더욱 효과적이다. 부분적인 가온장치로 현재 레이저발생장치와 원적외선램프 그리고 초음파장치 전자파발생장치가 있다. 이러한 장치들은 부피가 크고 사용에 있어서 많은 주의가 필요할 뿐 아니라 한정된 범위에서의 가열로 인하여 화상의 염려와 지방의 석탄화 등의 우려가 잇다. 특히 구조적으로 유방이나 후두가 있는 목부위 그리고 항문부위에 대한 일정한 온도의 가온은 간단하지 않다.

따라서, 본 발명은, 상술한 종래의 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 인체의 형태에 따라 열전달이 고르고 인체의 온도변화에 따른 가온범위의 조절이 가능하며, 국소의 체온 변화와 발열장치의 가열온도에 대한 변화를 상호 제어하는 것은 화상의 방지와 더불어 미리 설정한 온도까지 체온을 올릴 수 있고, 그리고 국소체표면의 온도를 올리기 위해 체표면에 일정한 분포의 열에너지를 인가할 수 있으며, 더욱, 42-43℃로 국소체표면의 온도를 유지시키면서 인체의 굴곡형태에 적절하고 착용성이 양호하며 국소화상을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 특히 감전을 방지하기 위해서 직류전원을 사용할 수 있는 면상발열체에 의한 온열치료용 국소가온장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

도 1은, 본 발명의 일실시예에 따른 면상발열체에 의한 온열치료용 국소가온장치의 면상발열장치의 구성을 도시한 분해사시도,

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 면상발열체에 의한 온열치료용 국소가온장치의 구성을 도시한 개략 구성도,

도 3은 발열장치표면과 체표면의 온도변화의 그래프.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

1a: 절연라미네이트1b: 밀봉라미네이트

2a: 음극단자2b: 양극단자

3: 카본흑연코팅층4: 봉제전극

5: 입력전원부6: 온도제어부

7: 온도써미스터8: 브래지어캡

9: 체온감지써미스터

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일실시예에 따른 면상발열체에 의한 온열치료용 국소가온장치는, 전기에너지로 구동되는 면상발열장치로 만들어져 있고 면상발열장치와 체표면에 온도써미스트를 부착하고서 상호 제어하도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은, 온도써미스트를 장착한 면상발열장치가 카본이나 흑연 등을 재료로 한 도전성 수지를 코팅하여 만든 것을 특징으로 하는, 면상발열체에 의한 온열치료용 국소가온장치를 제공하며, 나아가, 면상발열장치의 표면이 천, 폴리비닐, 실크 등으로 되어 있고 복수의 동선과 알루미늄선을 미싱한 복수봉제전극 또는 동선네트나 동선띠 전극을 특징으로 하는, 면상발열체에 의한 온열치료용 국소가온장치로 제공한다.

또, 본 발명은, 인체의 체표면의 온도를 올릴 목적으로 카본과 흑연의 전도성도료를 사용한 면상발열장치를 사용하는 것을 특징으로 하는 면상발열체에 의한 온열치료용 국소가온장치도 제공한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

42-43℃의 체온범위에서는 암세포나 바이러스의 기능이 저하된다는 것이 종래 온열치료의 연구결과이자 치료효과로 지지를 받고 있다. 따라서 안전한 상태에서 종양이 있거나 의심이 가는 부위의 체표면의 온도를 42-43℃로 올리는 장치가 이상적이다. 현재 종양이 있는 부위에 국소가온장치를 접촉시켜 3일에 1회씩 30분-1시간정도의 가온을 하면 통증의 경감과 치료의 효과가 있는 것으로 보고되고 있다. 따라서 본 발명은 이러한 종래의 연구결과와 치료효과를 근거로 가온대상의 인체부위에 면상발열장치를 부착하여 국소체온이 42-43℃를 유지하도록 하는 장치를 제작하였다. 본 발명은 원적외선을 방출하면서 체형에 따라 형태를 바꿀 수 있고 국소가온이 가능한 면상발열체를 가온장치로 채용하고 직류전원공급에 의하여 구동되도록 하였다. 이러한 면상발열장치는 면, 실크, 폴리비닐 등 형태를 자유로 변형할 수 있는 면상의 재료에 액상카본과 흑연과 접착제로 구성된 전도성도료로 코팅한 것이다. 그리고 면상의 양편에 직류전원을 공급하기 위한 음극과 양극의 전극으로서 직경 0.001-0.2mm동선과 은선과 알루미늄선을 복합사로 봉제하여 띠모양으로 면상발열체의 양편에 설치하였다. 이러한 면상발열체는 전도성도료와 코팅두께와전류를 조절함으로써 발생온도를 조절할 수 있다. 그리고 이러한 면상발열체의 표면온도를 측정하기 위하여 표면중앙에 온도감지용 써미스터를 설치한다. 그리고 최종적으로는 방수와 방전과 방균을 위하여 염화폴리비닐로 라미네이트를 한다. 이러한 라미네이트한 면상발열체와 체온을 감지하는 체온감지용 써미스터사이에 상호 제어할 수 있는 제어장치를 설치한다. 이러한 제어장치는 면상발열체의 발열온도, 입력전원, 그리고 체표면온도 사이에 상호제어가 가능하도록 만들어 안전을 도모하였다.

본 발명의 장치를 실시한 형태로서 면에 액상카본(30%)과 액상흑연(10%), 폴리염화비닐수지(40%), 메틸에티케톤(20%)으로 구성된 전도성도료를 0.2mm 두께로 침투시킨 도1과 같은 면상발열체(3)를 만들었다. 이러한 면상발열체에 전기적인 에너지를 가하기 위하여 복수의 세선 봉제전극(4)을 만들었다. 복수의 세선은 5본의 동선(직경 0.02mm)과 5본의 알루미늄선(직경 0.02mm)과 일반면선(직경 0.02mm)을 복수로 엮어서 봉제하여 음극과 양극을 만들었다. 그리고 면상발열체의 중앙에 표면온도감지용 온도써미스터(7)를 장착하였다. 외부단자에 연결되도록 알루미늄 리벳으로 음극단자(2a)와 양극단자(2b)를 양단에 설치하였다. 그리고 방수와 방전과 항균을 위한 염화폴리비닐수지로 전극을 지닌 면상발열체의 양면을 라미네이트(1a, 1b)하였다. 그리고 브래지어캡(8)의 안쪽에 설치하고 피부표면 면상발열체 사이에 면을 넣어 저온화상을 방지하도록 한다. 그리고 체표면의 온도를 감지하도록 면과 피부사이에 체표면감지용 써미스터(9)를 설치할 수도 있다. 체표면감지용 써미스터와 발열온도감지용 써미스터 그리고 직류전압 12볼트와 1.0암페어의 직류전원부(5)사이에 온도조절용 제어부(6)를 넣었다. 이러한 온도조절용 제어장치는 저-중-고의 온도로 수동으로 할 수도 있고 설정된 온도에 따라 자동으로 입력 전류를 조절할 수 있도록 하였다. 도 2와 같이 브래지어의 전면에 두 개의 면상발열체를 장착한다. 직류전원(12볼트, 1암페어)을 투입하면 표면온도는 도3과 같이 3분내에 사선으로 증가하여 약75℃에 도달한다. 그리고 85℃를 한계온도로 하여 더 이상 증가하지 않도록 조절한다. 이러한 상태에서 유방의 체표면 온도는 36℃에서 목표로 한 42-43℃의 국소표면의 체온이 유지되게 하는 것을 관찰할 수 있었다. 본 발명의 장치 특히 전자파 발생이 0.5mmGauss이하의 레벨로, 전자파발생의 우려가 전혀 없다.

상기 라미네이트(1a, 1b)는, 절연라미네이트(1a)와 밀봉라미네이트(1b)로 구분될 수도 있으며, 봉제 전극(4)은, 동선네트나 동선띠형태로 구성될 수도 있다.

상술한 구성과 작용효과를 지니는 본 발명은, 특히 인체와 발열장치의 상호온도를 제어하는 가온장치로 사용되면서, 설정된 온도에 대한 국소가온에 의한 치료기기로 사용될 수 있고, 형태를 자유로 변형하면서 가온할 수 있는 장치로 이용될 수도 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예에 따른 면상발열체에 의한 온열치료용 국소가온장치의 구성과 작용에 의하면, 직류전원에 의한 면상발열장치로 원적외선을 방출하는 카본과 흑연의 전도성재료로 구성하여 면에 코팅한 것으로서 형태를 변형하여도 열 분포는 일정한 특징을 가지고 있으며, 이에 따라 인체의 가온부분에 따라 모양을 바꿀 수 있어서 가슴, 목, 둔부, 하지, 상지 등 어떤 인체부분이라고 국소적으로 가온할 수 있고, 또한 온도감지용 써미스트를 장치하고 있기 때문에 발열장치와 체표면의 온도 그리고 공급전원사이의 상호제어가 가능하도록 만들어 설정온도를 유지하도록 하는 등의 효과가 있다.

Claims (4)

1. 전기에너지로 구동되는 면상발열장치로 만들어져 있고 면상발열장치와 체표면에 온도써미스트를 부착하고서 상호 제어하도록 하는 것을 특징으로 하는, 면상발열체에 의한 온열치료용 국소가온장치.
2. 온도써미스트를 장착한 면상발열장치가 카본이나 흑연 등을 재료로 한 도전성 수지를 코팅하여 만든 것을 특징으로 하는, 면상발열체에 의한 온열치료용 국소가온장치.
3. 면상발열장치의 표면이 천, 폴리비닐, 실크 등으로 되어 있고 복수의 동선과 알루미늄선을 미싱한 복수봉제전극 또는 동선네트나 동선띠 전극을 특징으로 하는, 면상발열체에 의한 온열치료용 국소가온장치.
4. 인체의 체표면의 온도를 올릴 목적으로 카본과 흑연의 전도성도료를 사용한 면상발열장치를 사용하는 것을 특징으로 하는 면상발열체에 의한 온열치료용 국소가온장치.