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KR20180059114A - 의료 장치 - Google Patents

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KR20180059114A
KR20180059114A KR1020160158295A KR20160158295A KR20180059114A KR 20180059114 A KR20180059114 A KR 20180059114A KR 1020160158295 A KR1020160158295 A KR 1020160158295A KR 20160158295 A KR20160158295 A KR 20160158295A KR 20180059114 A KR20180059114 A KR 20180059114A
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medical device
cooling
transducer coil
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주규태
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주식회사 리메드
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 의료 장치가 개시된다. 의료 장치는: 냉각 수단; 사전 결정된 직경의 내주면 및 사전 결정된 직경의 외주면을 갖는 원통 고리형으로 형성되며, 케이스의 내부에 구비되고 그리고 전류 인가시 자기장을 발생시키는 트랜스듀서 코일(TRANSDUCER COIL); 및 상기 트랜스듀서 코일에 의해 발생된 열을 냉각시키기 위한 냉각 유체를 상기 케이스 내부로 배출하도록 상기 케이스의 내부에 구비되는 두 개 이상의 냉각 유체 배출구 및 상기 냉각 유체 배출구에 의해 배출된 상기 냉각 유체를 상기 케이스로부터 인입하도록 상기 케이스의 내부에 구비되는 하나 이상의 냉각 유체 인입구를 포함하여 냉각 유체의 공급과 회수를 가이드하는 냉각 유체 가이드관;을 포함할 수 있다.

Description

의료 장치{MEDICAL DEVICE}
본 발명은 의료 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 냉각 수단을 포함하는 의료 장치에 관한 것이다.
뇌과학 연구에 따라 뇌 부위에 자기장을 쏘면 자신도 모르게 갑자기 팔이 위로 올라가고, 책을 읽는 동안에 언어와 관련된 뇌 부위에 자기장을 쏘면 갑자기 말문이 막히는 등의 현상이 관찰되면서 자기장을 이용한 뇌 치료에 대한 연구가 증대되고 있다.
대한민국 등록 특허 제 10-0589973호는 단방향 지향의 직류자기장을 이용한 치료방법을 개시한다.
자기장을 이용한 뇌 치료는 중풍, 간질, 운동마비 등 뇌 이상으로 고생하는 환자들에게 두개골을 열지 않고 안전하게 외부에서 자기장 자극을 가함으로써 치료 효과를 거둘 수 있다는 점에서 활발하다. 이를 증명하듯, 강력한 자석으로 뇌의 특정 부위에 자극을 가함으로써 우울증을 치료하는 방법이 미국식품의약품안전청(FDA)의 승인을 받기도 했다.
자기장을 발생시키는 트랜스듀서의 효율성을 높이기 위한 당업계의 니즈가 존재한다.
또한, 자기장 발생시 함께 발생되는 열을 냉각시키기 위한 당업계의 니즈가 존재한다.
본 발명은 전술한 내용을 감안하여 안출된 것으로, 냉각 유체의 흐름 경로를 개선하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따르면 균일한 냉각도를 유지하기 위함이다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따르면 의료 장치의 효율을 제고하기 위함이다.
전술한 바와 같은 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 의료 장치가 개시된다. 의료 장치는: 냉각 수단; 사전 결정된 직경의 내주면 및 사전 결정된 직경의 외주면을 갖는 원통 고리형으로 형성되며, 케이스의 내부에 구비되고 그리고 전류 인가시 자기장을 발생시키는 트랜스듀서 코일(TRANSDUCER COIL); 및 상기 트랜스듀서 코일에 의해 발생된 열을 냉각시키기 위한 냉각 유체를 상기 케이스 내부로 배출하도록 상기 케이스의 내부에 구비되는 두 개 이상의 냉각 유체 배출구 및 상기 냉각 유체 배출구에 의해 배출된 상기 냉각 유체를 상기 케이스로부터 인입하도록 상기 케이스의 내부에 구비되는 하나 이상의 냉각 유체 인입구를 포함하여 냉각 유체의 공급과 회수를 가이드하는 냉각 유체 가이드관;을 포함할 수 있다.
대안적으로, 상기 두 개 이상의 냉각 유체 배출구 중 적어도 하나의 유체 배출구는 제 1 방향으로 개방되도록 형성되며 그리고 상기 두 개 이상의 냉각 유체 배출구 중 적어도 다른 하나의 냉각 유체 배출구는 상기 제 1 방향과 상이한 제 2 방향으로 개방되도록 형성될 수 있다.
대안적으로, 상기 냉각 유체 배출구는, 상기 트랜스듀서 코일의 중심에 대응되는 위치에 배치될 수 있다.
대안적으로, 상기 냉각 수단은, 상기 냉각 유체의 흐름을 일정한 방향으로 유지시키기 위한 펌핑부; 및 상기 냉각 유체 가이드관을 따라 유동하는 냉각 유체의 용적 변화를 흡수하도록 팽창 가능하도록 구비되는 팽창부;를 더 포함할 수 있다.
대안적으로, 상기 냉각 수단은, 상기 냉각 유체를 저장하는 냉각 유체 저장부; 상기 냉각 유체 저장부와 연동하여 상기 냉각 유체를 저온의 상태로 유지시키는 응축부; 상기 냉각 유체의 온도를 측정하는 온도센서; 및 상기 온도센서에 의해 측정된 온도에 기초하여 상기 응축부의 동작을 제어하는 제어부;를 더 포함할 수 있다.
대안적으로, 상기 케이스는, 외부 케이스; 및 내부 케이스; 를 포함하고, 상기 내부 케이스는; 상기 트랜스듀서 코일을 수용하는 코일 수용부; 및 상기 냉각 유체 가이드관을 수용하는 가이드관 수용부;를 포함하며, 그리고 상기 내부 케이스에는 냉각 유체의 흐름을 유도하는 하나 이상의 가이드 홈이 형성될 수 있다.
대안적으로, 상기 내부 케이스의 일면에는 상기 코일 수용부가 형성되고, 그리고 상기 내부 케이스의 타면에는 상기 가이드관 수용부가 형성될 수 있다.
대안적으로, 상기 의료 장치는, TMS(Transcranial Magnetic Stimulation) 및 Electro Potential 중 적어도 하나일 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따라, 냉각 유체의 흐름 경로가 개선될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따라, 균일한 냉각도가 유지될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따라, 의료 장치의 효율을 제고할 수 있다.
상기 언급된 본 개시내용의 특징들이 상세하게, 보다 구체화된 설명으로, 이하의 실시예들을 참조하여 이해될 수 있도록, 실시예들 중 일부는 첨부되는 도면에서 도시된다. 또한, 도면과의 유사한 참조번호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭하는 것으로 의도된다. 그러나, 첨부된 도면들은 단지 본 개시내용의 특정한 전형적인 실시예들만을 도시하는 것일 뿐, 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 고려되지는 않으며, 동일한 효과를 갖는 다른 실시예들이 충분히 인식될 수 있다는 점을 유의하도록 한다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 의료 장치의 분해 사시도를 도시한다.
도 2는 본 개시의 실시예들에 따른 의료 장치의 컴포넌트들의 결합도를 도시한다.
도 3은 본 개시의 실시예들에 따라 냉각 유체 가이드관(130)에 의해 배출 및 인입되는 냉각 유체의 흐름을 가시적으로 표현한 도면이다.
도 4는 본 개시의 실시예들에 따라 트랜스듀서 코일(140)에 대하여 순환하는 냉각 유체의 흐름을 가시적으로 표현한 도면이다.
도 5는 본 개시의 실시예들에 따른 의료 장치의 구성도를 도시한다.
다양한 실시예들 및/또는 양상들이 이제 도면들을 참조하여 개시된다. 하기 설명에서는 설명을 목적으로, 하나 이상의 양상들의 전반적 이해를 돕기 위해 다수의 구체적인 세부사항들이 개시된다. 그러나, 이러한 양상(들)은 이러한 구체적인 세부사항들 없이도 실행될 수 있다는 점 또한 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 인식될 수 있을 것이다. 이후의 기재 및 첨부된 도면들은 하나 이상의 양상들의 특정한 예시적인 양상들을 상세하게 기술한다. 하지만, 이러한 양상들은 예시적인 것이고 다양한 양상들의 원리들에서의 다양한 방법들 중 일부가 이용될 수 있으며, 기술되는 설명들은 그러한 양상들 및 그들의 균등물들을 모두 포함하고자 하는 의도이다.
본 명세서에서 사용되는 "실시예", "예", "양상", "예시" 등은 기술되는 임의의 양상 또는 설계가 다른 양상 또는 설계들보다 양호하다거나, 이점이 있는 것으로 해석되지 않을 수도 있다.
더불어, 용어 "또는"은 배타적 "또는"이 아니라 내포적 "또는"을 의미하는 것으로 의도된다. 즉, 달리 특정되지 않거나 문맥상 명확하지 않은 경우에, "X는 A 또는 B를 이용한다"는 자연적인 내포적 치환 중 하나를 의미하는 것으로 의도된다. 즉, X가 A를 이용하거나; X가 B를 이용하거나; 또는 X가 A 및 B 모두를 이용하는 경우, "X는 A 또는 B를 이용한다"가 이들 경우들 어느 것으로도 적용될 수 있다. 또한, 본 명세서에 사용된 "및/또는"이라는 용어는 열거된 관련 아이템들 중 하나 이상의 아이템의 가능한 모든 조합을 지칭하고 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
또한, "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 해당 특징 및/또는 구성요소가 존재함을 의미하지만, 하나 이상의 다른 특징, 구성요소 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 달리 특정되지 않거나 단수 형태를 지시하는 것으로 문맥상 명확하지 않은 경우에, 본 명세서와 청구범위에서 단수는 일반적으로 "하나 또는 그 이상"을 의미하는 것으로 해석되어야 한다.
또한, 본 명세서에서 사용하는 용어 "의료 장치", "자기장을 이용하는 의료 장치" 및 "자기장을 이용하여 환부를 치료하는 의료 장치"는 종종 상호교환가능하도록 사용될 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 의료 장치의 분해 사시도를 도시한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 의료 장치(100)는 컴포넌트들을 보호하고 사용자의 편리한 사용을 돕기 위하여 케이스(110)를 갖는다.
의료 장치(100)의 케이스(110)는, 의료 장치(100)의 컴포넌트들을 보호할 수 있는 형상을 갖는다. 이러한 의료 장치(100)의 케이스(110)는, 의료 장치(100)의 내부 구조에 따라 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 외부 케이스는 의료 장치(100)의 컴포넌트들을 수용하도록 넓은 면적을 갖도록 형성된 헤드부와 사용자의 용이한 사용을 돕기 위해 상기 헤드부와 연결된 손잡이부의 형상을 갖도록 구성되었으나 케이스(110)의 형상은 다양한 실시예에 따라 얼마든지 변형 가능할 수 있다.
의료 장치(100)의 케이스(110)는 의료 장치(100)를 구성하는 컴포넌트들을 수용할 수 있도록 일정 수용 공간이 형성될 수 있다. 또한, 상기 수용 공간에는 컴포넌트들의 동작이 가능하도록 하는 이동 공간 또한 포함될 수 있다.
보다 상세하게, 케이스(110)는 외부 케이스(111, 113) 및 내부 케이스(115)로 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 외부 케이스는 상부 커버(UPPER COVER)(111)및 하부 커버(LOWER COVER)(113)를 포함할 수 있다. 이는 일체로 구성될 수 있으나, 내부에 수용된 컴포넌트들의 파손에 의한 교체나 수리의 용이함을 위해 쉽게 분리될 수 있도록 구성됨이 바람직하다. 예를 들어, 외부 케이스는 적어도 하나 이상의 케이스(예를 들어, 상부 커버(111) 및 하부 커버(113))로 나누어져 결합 및/또는 분리될 수 있다. 추가적으로, 의료 장치(100)는 케이스(100)들의 결합 및/또는 분리를 용이하게 하기 위한 체결부(미도시)를 가질 수 있다. 상기 체결부(미도시)는, 원터치 체결 방식, 원푸시 체결 방식, 끼움 체결 방식, 회전 체결 방식, 스냅 체결 방식, 슬라이드 체결 방식 및 나사 체결 방식 중 적어도 하나일 수 있으나 이에 한정되지 아니한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 내부 케이스(115)는 코일 수용부 및 가이드관 수용부를 포함할 수 있다. 코일 수용부는, 트랜스듀서 코일을 수용할 수 있도록 형성되며, 그리고 가이드관 수용부는 냉각 유체 가이드관을 수용하도록 형성될 수 있다. 냉각 유체 가이드관을 수용하기 위하여, 내부 케이스(115)는 사전 결정된 높이로 형성될 수 있다. 여기서 사전 결정된 높이는, 냉각 유체 가이드관의 직경에 기초하여 결정될 수 있다. 나아가, 전술한 바와 같은 코일 수용부 및 가이드관 수용부로부터 대향되는 위치의 케이스(100)의 일면에는 상기 트랜스듀서 코일 및/또는 가이드관을 고정하기 위한 추가적인 컴포넌트 등이 구비될 수도 있다. 예를 들어, 트랜스 듀서 코일을 고정하기 위한 구획벽이 형성될 수도 있다. 전술한 바는 본 개시의 일 실시예에 따른 예시적 기재일 뿐이며 본 개시의 권리 범위는 이에 제한되지 않는다.
도시되지 않았지만, 의료 장치(100)의 케이스(110)는 일측면을 중심으로 피봇(pivot)형식으로 개폐될 수도 있다. 이를 통해 의료 장치(100)의 컴포넌트들은 용이하게 교체 및/또는 수리될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 케이스(110)는 예를 들어, 플라스틱, 강철, 알루미늄, 유리섬유, 카본, 섬유강화플라스틱(FRP) 등과 같은 다양한 재질로 구성될 수 있으나, 이들로 한정되는 것은 아니다. 또한, 케이스(110)는 절연성 물질로 코팅될 수도 있다.
또한, 의료 장치(100)(예를 들어, 외부 케이스(110))의 일측면에는 탄성부재가 부착될 수 있다. 이러한 탄성부재는 폴리비닐아세테이트, 폴리우레탄, 고무 및/또는 실리콘을 포함할 수 있으나, 이들로 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 의료 장치(100)의 손잡이부는 실리콘 부재 등을 더 포함할 수 있다. 이로써 사용자가 의료 장치(100)를 사용할 때의 그립감을 향상시키고 사용자의 손에서 미끄러짐을 방지할 수도 있다.
본 발명의 추가적인 실시예에 따라 케이스(110)의 외면은 케이스(110)의 내면과 동일한 부재로 이루어질 수 있다. 또는 케이스(110)의 외면은 케이스(110) 내면과 상이한 부재로 이루어질 수 있다.
예를 들어, 케이스(110) 내면을 구성하는 소재는 탄성부재로, 폴리비닐아세테이트, 폴리우레탄, 고무 또는 실리콘 등과 같은 탄성을 가진 합성수지 등이 선택될 수 있다. 나아가, 케이스(110)의 외면을 구성하는 소재는 플라스틱 재질과 같은 경화성 부재 또는 가소성 부재로 이루어질 수 있다. 전술한 내용은 본 발명의 일 실시예에 따른 예시일 뿐이며, 다양한 소재들로 케이스(110)의 외면 및/또는 내면이 구성될 수 있다.
나아가, 외부 케이스(111, 113) 및 내부 케이스(115)는 상이한 소재로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 외부 케이스(111, 113)는 외부와의 충격을 완화하고 내부의 구성 요소들을 보호할 수 있는 경도와 무게의 소재로 형성될 수 있다. 그리고 내부 케이스(115)는 내부의 구성 요소들을 수용하는데 용이하며 그리고 상기 냉각 유체 가이드관(130)에 의해 케이스 내부로 배출되는 냉각 유체가 상기 트랜스듀서 코일(140)에 의해 발생한 열을 냉각시킬 수 있도록 허용하는 소재로 형성될 수 있다. 또한, 내부 케이스(100)에 포함된 컴포넌트에 의해 발생한 열을 냉각시키기 위한 냉각 유체 가이드관(130)이 상기 내부 케이스(100)의 내부에 구비될 수 있다. 이러한 트랜스듀서 코일(140) 및 냉각 유체 가이드관(130)에 대해서는 도 2에서 보다 상세하게 설명하도록 한다.
추가적으로, 의료 장치(100)는 외부케이스(110)의 상부면의 적어도 일부분에 조명부(미도시)를 포함할 수도 있다. 이러한 조명부는 예를 들어, LED(Light Emission Diode)를 포함할 수 있어서, 상기 LED의 점멸을 통하여 의료 장치(100)의 동작 상태를 가시적으로 확인할 수 있도록 하며 그리고/또는 의료 장치(100)에 대한 디자인의 심미성을 향상시킬 수 있다.
더불어, 이러한 조명부는, 의료 장치(100)를 사용하는 경우, 사용 중 잠시 정지하는 경우, 사전 결정된 시간(예컨대, 5분)이 경과한 경우 중 적어도 하나의 경우에 점등되도록 다양한 방식으로 제어될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 의료 장치(100)는 의료 장치(100)의 동작을 제어하기 위한 제어부(160)(도 3 참조)를 더 포함할 수도 있다. 제어부에 따른 구동 신호에 의해 의료 장치(100)의 동작 여부가 결정될 수 있다. 나아가, 제어부에 따른 구동 신호에 의해 펌핑부, 냉각유체저장부, 응축부 및 압축부 중 적어도 하나의 동작이 제어될 수 있다. 이와 관련하여 도 3에서 후술하도록 한다.
이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 의료 장치(100)를 상세히 설명하도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 의료 장치(100)는, 예컨대, 자기장을 이용하여 환부를 치료하는 다양한 임의의 의료 장치일 수 있다. 바람직하게는, TMS(Transcranial Magnetic Stimulation) 및 Electro Potential 중 적어도 하나일 수 있다. TMS는 두피에 장치된 코일에 전류를 흘려 만들어진 자기장으로 뇌세포를 자극하는 것을 뜻하며, 경두개자기자극으로 통칭된다. 이러한 TMS를 통하여 두피를 통해 뇌조직에 자기자극을 가함으로써 이명 및 우울감을 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 의료 장치(100)는, 우울증 치료 장치 또는 불면증 치료 장치를 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 의료 장치(100)는 예를 들어, 우울증을 치료하기 위한 의료장치일 수 있다. 이러한 경우 의료 장치(100)는 포커싱(Focusing)한 자기장을 두뇌로 전달하여 신경 세포의 탈분극을 유도함으로써 뇌의 신경세포를 활성 및/또는 억제시키도록 자극할 수 있다. 보다 상세하게, 포커싱한 자기장이 감정을 조절하는 뇌피질 특정 부위를 활성화시켜줌으로써 우울증이 치료될 수 있다. 보다 상세하게, 의료 장치(100)가 우울증을 치료하기 위한 의료 장치인 경우, 고압 파워가 트랜스듀서 코일(140)에 전달되고, 이에 따라 발생된 자기장이 환자의 피부 및 뼈를 투과함으로써 타겟이 치료될 수 있다. 즉, 뇌의 특정 부위에 강력한 자기장을 쬠으로써 뇌세포에 전기를 일으키고, 이 전기가 감정과 관련된 뇌세포 부위를 자극함으로써 우울증 치료 효과를 갖는다. 이러한 경우, 의료 장치(100)는 예를 들어, 고압 파워 서플라이를 추가적으로 포함할 수 있다.
우울증을 치료하기 위한 의료 장치는 본 발명의 일 실시예에 따른 예시적 기재일 뿐이며, 본 발명은 자기장을 이용하여 환부를 치료하는 다양한 의료 장치에 적용될 수 있다. 예를 들어, 의료 장치(100)는 자기장을 이용하여 불면증을 치료하는 장치일 수도 있다.
본 발명은 도면의 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
도 2는 본 개시의 실시예들에 따른 의료 장치의 컴포넌트들의 결합도를 도시한다.
본 개시의 실시예들에 따라서, 의료 장치(100)는 케이스(110) 내에 위치하는 컴포넌트들의 발열을 식히기 위하여 냉각 오일이 순환되는 파이프(예를 들어, 냉각 유체 가이드관(130))를 포함할 수 있다.
발생되는 열은 트랜스듀서 코일(140)의 인덕턴스를 증가시킬 뿐 아니라, 트랜스듀서 코일(140)의 내부 저항도 증가시켜, 결과적으로 더욱 더 많은 열이 발생하게된다. 이러한 열을 효과적으로 냉각시키지 못하는 경우, 트랜스듀서 코일(140)은 과열되고, 이로써 인덕턴스 값이 변하게 될 뿐 아니라, 케이스(100) 또한 과열되는 문제점이 발생한다.
이러한 문제점들은 피검자 및 사용자 모두에게 위험 요소를 제공할 수 있으며, 의료 장치(100)의 오작동 및 컴포넌트의 고장의 원인이 된다.
냉각 유체 가이드관(130)은 트랜스듀서 코일(140)에 의해 발생된 열을 냉각시키기 위한 냉각 유체를 상기 케이스(110) 내부로 배출하도록 냉각 유체 배출구(131, 133) 및 냉각 유체 인입구(135)를 포함한다. 보다 상세하게, 냉각 유체 배출구(131, 133)는 상기 케이스의 내부로 냉각 유출을 배출하도록 상기 케이스의 내부에 구비된다. 또한, 냉각 유체 인입구(135)는 상기 냉각 유체 배출구(131, 133)에 의해 배출된 냉각 유체를 상기 케이스로부터 인입하도록 상기 케이스의 내부에 구비된다. 여기서, 두 개 이상의 냉각 유체 배출구(131, 133)가 상기 케이스 내에 구비되며, 그리고 하나 이상의 냉각 유체 인입구(135)가 상기 케이스 내에 구비된다.
보다 상세하게, 상기 두 개 이상의 냉각 유체 배출구(131, 133) 및 하나 이상의 냉각 유체 인입구(135)는 상기 내부 케이스(120)에 일면에 형성될 수 있다.
본 개시의 추가적인 실시예에 따라서, 상기 두 개 이상의 냉각 유체 배출구(131, 133) 중 적어도 하나의 냉각 유체 배출구(131)는 제 1 방향으로 개방되도록 형성되며 그리고 상기 두 개 이상의 냉각 유체 배출구(131, 133) 중 적어도 다른 하나의 냉각 유체 배출구(133)는 상기 제 1 방향과 상이한 제 2 방향으로 개방되도록 형성된다. 예를 들어, 제 2 방향은 제 1 방향의 180°회전한 방향(즉, 반대 방향)을 의미할 수 있으나, 본 개시의 권리 범위는 이에 제한되지 않는다.
종래에는 제 1 방향으로만 개방되도록 형성된 하나의 냉각 유체 배출구가 구비되어왔다. 이러한 경우, 배출구 인근에 위치하는 트랜스 듀서 코일의 온도와 인입구 인근에 위치하는 트랜스듀서 코일(140)의 온도는 상이하며, 일반적으로, 배출구 인근에 위치하는 트랜스듀서 코일(140)의 온도보다 인입구 인근에 위치하는 트랜스듀서 코일의 온도가 더 높았다. 그러나, 전술한 바와 같은 본원 개시에 따르면, 냉각 유체 순환이 불균형하여 트랜스듀서 코일(140)(혹은 트랜스듀서 코일의 일정 반경)의 온도가 상이해지는 것을 방지할 수 있는 효과가 발생한다. 이로써, 냉각 유체의 흐름 경로가 개선될 수 있다. 또한, 트랜스듀서 코일(140)에 대하여 균일한 냉각도가 유지될 수 있다.
전술한 바와 같은 기술적 특징에 따라서, 의료 장치의 효율이 제고될 수 있다. 보다 상세하게, 가열된 온도를 균등하게 냉각함으로써, 의료 장치(100)를 장시간 연속적으로 사용하는데 있어서도 유리한 효과가 발생할 수 있다. 본 개시의 권리 범위는 이에 제한되지 않는다. 또한, 전술한 바와 같이 트랜스듀서 코일(140)을 냉각하기 위한 냉각 수단에 대하여, 도 3 내지 도 4를 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 트랜스듀서 코일(140)은 사전 결정된 직경의 내주면 및 사전 결정된 직경의 외주면을 갖는 원통 고리형으로 형성된다. 예를 들어 트랜스듀서 코일(140)은 도 1 내지 도 2를 참조하면, 도넛 형상으로 형성될 수 있다. 이러한 트랜스듀서 코일(140)은 상기 하우징 내에 위치하여 자기장을 발생시킨다.
본 발명의 일 실시예에 따른 트랜스듀서 코일(140)은 에폭시 및 바니쉬 중 적어도 하나로 코팅처리될 수 있다. 예를 들어, 트랜스듀서 코일(140)의 표면은 에폭시 코팅처리될 수 있다. 이러한 트랜스듀서 코일(140)은 상기 외부 케이스(110) 내에 위치하여 자기장을 발생시킬 수 있다.
추가적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 트랜스듀서 코일(140)은 상기 트랜스듀서 코일(140)의 내주면에 하나 이상의 결합부를 포함할 수 있다. 보다 상세하게, 트랜스듀서 코일(140)의 내주면에는 트랜스듀서 코일을 케이스와 밀착하기 위한 추가적인 컴포넌트와 결합 가능하도록 하나 이상의 돌출부를 포함할 수 있다. 돌출부는 예를 들어, 사전 결정된 직경 및/또는 높이로 형성된 돌기일 수 있다.
본 발명은 도면의 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
도 3은 본 개시의 실시예들에 따라 냉각 유체 가이드관(130)에 의해 배출 및 인입되는 냉각 유체의 흐름을 가시적으로 표현한 도면이다.
도 4는 본 개시의 실시예들에 따라 트랜스듀서 코일(140)에 대하여 순환하는 냉각 유체의 흐름을 가시적으로 표현한 도면이다.
도 3은 내부 케이스(120)의 정면 사시도이다. 도 3을 살펴보면, 내부 케이스(120)에는 냉각 유체 가이드관(130)이 구비된다. 예를 들어, 내부 케이스(120)에는 냉각 유체 가이드관(130)을 수용하기 위한 가이드관 수용부가 형성될 수 있다. 또한, 내부 케이스(120)에는 냉각 유체 가이드관(130)으로부터 상기 내부 케이스(120)에 방출되는 냉각 유체의 흐름을 유도하기 위하여 하나 이상의 가이드 홈이 형성될 수 있다. 이러한 가이드 홈은 경우에 따라 가이드 관의 형태로 형성될 수도 있다. 도 3에 도시된 화살표는 냉각 유체의 흐름을 의미한다. 점선 화살표의 경우, 냉각 유체 배출구(131, 133)에 의해 내부 케이스로 배출되는 냉각 유체를 지칭한다.
도시된 바와 같이, 본 개시에 따른 냉각 유체 가이드관(130)은 두 개 이상의 냉각 유체 배출구(131, 133)를 포함하고 있으며, 상기 냉각 유체 배출구(131, 133)은 도시된 바와 같이, 제 1 방향 및 제 1 방향과 상이한 제 2 방향(예를 들어, 제 1 방향으로부터 180°회전한 방향)으로 배치될 수 있다. 따라서, 냉각 유체 가이드관(130)에 의해서 냉각 유체는 제 1 방향 및 제 2 방향으로 냉각 유체를 배출할 수 있다. 따라서, 종래의 냉각 유체가 한 방향으로만 순환함으로써 발생되는 문제들(예를 들어, 냉각 유체 배출구 인근에 위치한 코일의 냉각도와 냉각 유체 배출구에서 소정의 거리로 떨어진 곳에 위치한 코일의 냉각도는 상이한 점 등)이 해결될 수 있다. 나아가, 이러한 냉각 유체 배출구(131, 133)는 트랜스듀서 코일(140)의 중심에 대응되는 위치에 각각 배치될 수 있다. 따라서, 트랜스듀서 코일(140)에 의해 발생하는 열을 더욱 더 신속하게 냉각시킬 수 있다.
또한, 냉각 유체 가이드관(130) 내부를 흐르는 냉각 유체가 외부의 열을 빼앗음으로써 상기 냉각 유체 가이드관 내부를 흐르는 냉각 유체의 온도가 떨어지는 현상을 방지하기 위하여, 냉각 유체 가이드관(130)의 적어도 일부에는 외부와의 열차단을 위한 소재로 피복될 수 있다. 예를 들어, 냉각 유체 가이드관(130)은 냉각 유체 배출구(131, 133) 및 냉각 유체 인입구(135)로부터 소정의 거리까지는 합성수지재로 감싸질 수 있다. 또는, 이러한 피복재로서는 ABS(acrylonitrile butadiene styrene copolymer) 및 PC(Polycarbonate) 중 적어도 하나가 채용될 수 있으며, 본 권리 범위는 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, PVC(polyvinyl chloride), PU(polyurethane), NBR(nitrile-butadiene rubber), HNBR(Hydrogenated nitrile rubber), SBR(styrene butadien rubber), CR(polychloroprene rubber), IIR(isoprene-isobutylene rubber), BR(butadiene rubber), IR(isoprene rubber), EPR(ethylene propylene rubber) 및 불소고무 중 적어도 하나의 소재로 냉각 유체 가이드관(130)의 적어도 일부가 감싸질 수 있다.
도 4는 내부 케이스(120)의 저면 사시도이다. 도 4를 살펴보면, 내부 케이스(120)에는 트랜스듀서 코일(140)이 구비된다. 다시, 도 3을 참조하면, 내부 케이스(120)의 일면에는 예를 들어, 냉각 유체 가이드관(130)이 수용되며, 그리고 내부 케이스(120)의 타면에는 트랜스듀서 코일(140)이 수용될 수 있다. 내부 케이스는 냉각 유체 가이드관(130)에 의해 배출되고 다시 냉각 유체 가이드관(130)으로 인입되는 냉각 유체가 트랜스듀서 코일에 의해 발생한 열을 냉각시킬 수 있는 소재 및 구조로 형성됨이 바람직하다. 도 4에 도시된 화살표는 냉각 유체의 흐름을 의미한다. 점선 화살표의 경우, 냉각 유체 배출구(131, 133)에 의해 내부 케이스로 배출되는 냉각 유체를 지칭하며, 실선 화살표는 냉각 유체가 내부에서 순환되는 냉각 유체를 지칭한다.
도 5는 본 개시의 실시예들에 따른 의료 장치의 구성도를 도시한다.
본 개시에 따른 의료 장치(100)는 트랜스듀서 코일(140)이 구비되는 케이스(110)와, 변압기(미도시)와 제어부 등이 설치되는 본체를 구비하는, 즉, 트랜스듀서 코일(140)이 구비된 케이스(110)와 본체(150)가 상호 분리되어 있는 분리형으로 도시된다. 도시된, 그리고 설명되는 의료 장치(100)는 본 개시의 실시예에 따른 예시적 기재일 뿐이며, 본 개시의 권리범위는 이에 제한되지 아니함을 당업자라면 명백히 이해할 것이다.
본체(150)에는 외부 전원이 연결되고, 그리고 트랜스듀서 코일(140)에 전류를 인가할 수 있도록 본체(150)와 케이스(110)는 연결 케이블을 통해 연결된다.
전술한 바와 같이, 케이스(110) 내부에는 트랜스듀서 코일(140)이 마련되며, 각 트랜스듀서 코일(140)에는 전원선의 일단이 연결되고, 그리고 각 전원선의 타단은 본체 내부 변압기(미도시)로 연결되며, 트랜스듀서 코일(140)과 본체(150) 사이의 전원선은 연결 케이블 내부에 수용되도록 배선된다.
제어부(160)의 제어에 따라 트랜스듀서 코일(140)에 펄스전류가 인가되면, 자기장이 발생된다. 이 상태에서 사용자가 상기 케이스(110)의 임의의 영역(예를 들어, 트랜스듀서 코일(140)이 수용된 부분)을 치료하고자 하는 피검자의 신체의 통증 부위에 인접하게 위치하도록 허용함으로써, 자기장을 통해 통증 부위의 인체조직이 자극되면서 치료될 수 있다. 제어부(160)의 동작을 위하여, 케이스(110)의 임의의 영역, 예를 들어, 손잡이 부의 임의의 영역에는 소정의 버튼이 구비될 수도 있다. 또는, 본체(150)의 임의의 영역에는 제어부(160)의 동작을 제어하기 위한 입력을 수신하기 위하여 디스플레이부가 추가적으로 구비될 수도 있다.
전술한 바와 같은 트랜스듀서 코일(140)은 전류를 인가받아 자기장을 생성하는 특성을 가지고 있으며, 이러한 트랜스듀서 코일(140)에서 발생하는 자기장을 이용하여 환자를 치료할 수 있다. 또한 트랜스듀서 코일(140)은 자기장과 함께 열을 발생한다. 따라서 본 발명의 일 실시예에 따른 트랜스듀서 코일(140)에 의해 발생한 열을 냉각하기 위한 니즈가 존재한다.
본 명세서에서는 전술한 바와 같은 트랜스듀서 코일(140)을, 사전 결정된 직경의 내주면 및 사전 결정된 직경의 외주면을 갖는 원통 고리형으로 형성되도록 도시한다. 트랜스듀서 코일(140)은 케이스의 내부에 구비되고 그리고 전류 인가시 자기장을 발생시키며, 내식성이 크고, 열이나 전기의 전도율이 좋으며 기계적 성질이 우수한 동관으로 제작될 수 있으며 본 개시의 권리 범위는 이에 제한되지 않는다.
본 개시의 일 실시예에 따른 의료 장치(예를 들어, 의료 장치의 본체)(100)는 자기 치료기의 사용시 트랜스듀서 코일(140)을 냉각시키기 위하여 냉각 유체(예를 들어, 냉각 오일(실리콘 오일 또는 변압기 오일 등), 물)을 사용하는 냉각 수단을 포함한다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 도시된 화살표는 냉각 유체의 순환을 의미한다. 예를 들어 실선 화살표는, 케이스(100) 내부로 방출되는 냉각 유체를 의미한다. 또한, 점선 화살표는, 케이스 내부로부터 냉각 유체 인입구로 다시 인입되는 경우의 냉각 유체의 흐름을 의미한다.
다시, 도 5를 참조하면, 의료 장치(100)의 냉각 수단은 예를 들어, 펌핑부(151), 냉각유체저장부(153), 응축부(155), 온도센서(미도시), 제어부(160) 및 압축부(157) 등으로 구성된다. 전술한 바와 같은 컴포넌트는 본 개시의 일 실시예에 따른 예시적 기재일 뿐이며, 트랜스듀서 코일(140)에 의해 발생된 열을 냉각시키기 위한 추가적인 컴포넌트가 더 구비될 수도 있다.
펌핑부(151)는 냉각유체저장부(153)로부터 냉각유체를 추출하여 케이스(100)의 내부로 주입하고 순환시키도록 구비된다. 이러한 펌핑부(151)는, 트랜스듀서 코일(140)에 펄스전류가 인가되면서 자기장이 발생함과 동시에 펌핑 작용을 수행할 수 있다.
즉, 펌핑부(151)가 펌핑 동작을 수행함으로써, 냉각 유체는 냉각 유체 가이드관(130)과 내부 케이스(120)를 통해 순환하게 된다. 내부 케이스(120)는 트랜스듀서 코일을 수용하는 코일 수용부 및 냉각 유체 가이드관(130)을 수용하는 가이드관 수용부를 포함한다. 또한, 내부 케이스(120)에는 냉각 유체의 흐름을 유도하는 하나 이상의 가이드 홈이 형성된다. 전술한 바와 같은 냉각 유체는 이러한 가이드 홈을 따라서 순환함으로써, 트랜스듀서 코일(140)에 의해 발생된 열을 냉각시키도록 허용한다. 추가적으로, 코일 수용부는 내부 케이스(120)의 일면에 형성되고, 그리고 냉각 유체 가이드관(130)은 내부 케이스(120)의 타면에 형성될 수 있다. 추가적으로, 냉각 유체 가이드관(130)의 냉각 유체 배출구(131, 133)는, 트랜스듀서 코일(140)의 중심에 대응하는 위치에 배치될 수 있다.
펑핑부(151)가 펌핑동작을 수행하게되면, 냉각 유체 배출구(131, 133)를 통해 케이스(100) 내부로 공급되어 순환함으로써, 트랜스듀서 코일(140)에서 발생한 열을 흡수한다. 흡수된 열은 다시, 가이드 홈을 따라서 냉각 유체 인입구(135)를 통해 케이스 외부로 방출된다. 이러한 과정이 반복적으로 진행됨에 따라서 트랜스듀서 코일(140)은 지속적으로 냉각되게 된다.
도시되지 않았지만, 냉각 수단은 팽창부를 더 포함할 수 있다. 냉각유체 가이드관(130)과 케이스 내부(특히, 내부 케이스 주변)를 순환하는 냉각 유체는 트랜스듀서 코일(140)에서 발생하는 열을 흡수하거나 또는 냉각되는 과정에서 용적이 변화되는데, 이러한 용적 변화를 흡수하여 냉각 작용이 원활하게 수행될 수 있도록 팽창부가 마련될 수 있다. 이러한 팽창부는, 수축과 팽창이 가능하도록 열에 강한 합성수지로 형성될 수 있으며, 본 개시의 권리 범위는 이에 제한되지 않는다.
본 개시의 실시예들에 따른 냉각 유체 저장부(153)는 저온의 냉각 유체를 저장한다. 또한, 냉각유체저장부(153)는 케이스(100)의 내부를 순환하고 다시 인입되는 냉각 유체 또한 저장할 수 있다. 냉각 유체는 냉각 오일일 수 있으며, 본 개시의 실시예들에 따른 냉각 유체는 냉각을 위한 물일 수 있다.
응축부(155)는 냉각유체저장부(153)와 연동되며, 냉각 유체를 저온의 상태로 유지시킨다. 또한, 도시되지 않았지만, 온도 센서는 냉각 유체 저장부(153)와 응축부(155) 사이의 트랜스듀서 코일(140)로부터 순환되어 돌아온 냉각 유체의 이동 통로에 설치되어, 냉각 유체의 온도를 측정한다.
또한, 도시되지는 않았지만, 트랜스듀서 코일(200)의 외부에도 온도 센서가 추가적으로 설치될 수 있어서, 코일(200)에서 발생하는 열이 측정될 수 있다.
후술되는 제어부(160)는 온도 센서에 의해 측정된 냉각 유체의 온도를 판단하며, 판단된 온도가 최초 설정된 냉각 유체의 온도를 초과하는 경우, 응축부(155)를 동작시킨다. 예를 들어, 냉각 유체의 온도가 사전 결정된 임계 온도(예를 들어, 43도)를 초과하는 경우, 임피던스가 커지게 되어 기기의 이상이 발생하게 된다. 이에 따라 자기장의 발생 효율 또한 떨어지게 됨은 자명한 사실이다. 이러한 냉각 유체에 대한 사전 결정된 임계 온도는, 냉각 유체의 종류, 의료 장치의 작동 시간, 트랜스듀서 코일의 종류 등에 적어도 기초하여 결정될 수 있다.
본 개시의 추가적인 실시예에 있어서, 온도센서에서 냉각 유체의 온도가 설정된 온도를 초과하는 경우, 후술되는 제어부(160)는 압축부(157)를 동작시켜, 냉매가스를 이용하여 냉각 유체의 온도를 저온의 상태로 유지하도록 허용한다.
또한, 트랜스듀서 코일(140) 주변을 냉각시키기 위해서는 도시된 바와 같이 케이스(110) 전체를 냉각시킬 필요 없이 트랜스듀서 코일(140)이 수용된 부분만을 집중적으로 냉각시키는 것이 경제적이기 때문에, 케이스 내부에는 컴포넌트들이 수용되는 내부와 손잡이부 사이를 구획시키기 위한 구획벽이 마련될 수 있다. 나아가, 냉각 유체 가이드관(130)은 내부 케이스(120)에 수용되며, 이 때, 트랜스듀서 코일(140)의 중심에 대응하는 위치에 냉각 유체 배출구(131, 133)가 형성될 수 있도록 구비될 수 있다. 따라서, 보다 빠르고 균등하게 발열을 냉각시킬 수 있어 경제적이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 효과는 전술한 바에 제한되지 않는다.
본 발명은 도면에 도시된 일실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허 청구 범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.
즉, 본 발명은 전술한 실시예들에 의하여 한정되지 아니하며, 청구범위에서 주장하는 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 당해 출원발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 다양한 변형실시가 가능함은 물론, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위에 포함되는 것으로 의도된다.

Claims (8)

  1. 의료 장치에 있어서,
    케이스;
    냉각 수단;
    사전 결정된 직경의 내주면 및 사전 결정된 직경의 외주면을 갖는 원통 고리형으로 형성되며, 케이스의 내부에 구비되고 그리고 전류 인가시 자기장을 발생시키는 트랜스듀서 코일(TRANSDUCER COIL); 및
    상기 트랜스듀서 코일에 의해 발생된 열을 냉각시키기 위한 냉각 유체를 상기 케이스 내부로 배출하도록 상기 케이스의 내부에 구비되는 두 개 이상의 냉각 유체 배출구 및 상기 냉각 유체 배출구에 의해 배출된 상기 냉각 유체를 상기 케이스로부터 인입하도록 상기 케이스의 내부에 구비되는 하나 이상의 냉각 유체 인입구를 포함하여 냉각 유체의 공급과 회수를 가이드하는 냉각 유체 가이드관;
    을 포함하는,
    의료 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 두 개 이상의 냉각 유체 배출구 중 적어도 하나의 유체 배출구는 제 1 방향으로 개방되도록 형성되며 그리고 상기 두 개 이상의 냉각 유체 배출구 중 적어도 다른 하나의 냉각 유체 배출구는 상기 제 1 방향과 상이한 제 2 방향으로 개방되도록 형성되는,
    의료 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 냉각 유체 배출구는,
    상기 트랜스듀서 코일의 중심에 대응되는 위치에 배치되는,
    의료 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉각 수단은,
    상기 냉각 유체의 흐름을 일정한 방향으로 유지시키기 위한 펌핑부; 및
    상기 냉각 유체 가이드관을 따라 유동하는 냉각 유체의 용적 변화를 흡수하도록 팽창 가능하도록 구비되는 팽창부;
    를 더 포함하는,
    의료 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉각 수단은,
    상기 냉각 유체를 저장하는 냉각 유체 저장부;
    상기 냉각 유체 저장부와 연동하여 상기 냉각 유체를 저온의 상태로 유지시키는 응축부;
    상기 냉각 유체의 온도를 측정하는 온도센서; 및
    상기 온도센서에 의해 측정된 온도에 기초하여 상기 응축부의 동작을 제어하는 제어부;
    를 더 포함하는,
    의료 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 케이스는,
    외부 케이스; 및
    내부 케이스;
    를 포함하고,
    상기 내부 케이스는;
    상기 트랜스듀서 코일을 수용하는 코일 수용부; 및
    상기 냉각 유체 가이드관을 수용하는 가이드관 수용부;
    를 포함하며,
    그리고 상기 내부 케이스에는 냉각 유체의 흐름을 유도하는 하나 이상의 가이드 홈이 형성되는,
    의료 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 내부 케이스의 일면에는 상기 코일 수용부가 형성되고, 그리고 상기 내부 케이스의 타면에는 상기 가이드관 수용부가 형성되는,
    의료 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 의료 장치는,
    TMS(Transcranial Magnetic Stimulation) 및 Electro Potential 중 적어도 하나인,
    의료 장치.
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