KR100361447B1

KR100361447B1 - 자기저주파 물리치료장치

Info

Publication number: KR100361447B1
Application number: KR1020000019348A
Authority: KR
Inventors: 이수열
Original assignee: (주) 엠큐브테크놀로지
Priority date: 2000-04-12
Filing date: 2000-04-12
Publication date: 2002-11-22
Anticipated expiration: 2020-04-12
Also published as: KR20010095888A

Abstract

본 발명은 자기저주파 물리치료장치에 관한 것으로, 특히 이 장치는 치료대상의 인체 부위에 강한 와전류(eddy current)가 유도되도록 시변성 자계(time varying)를 인가하는 자극코일과, 자극코일에 발생되는 열을 냉각시키기 위한 냉각장치와, 외부전원으로부터 인가되는 교류전원을 고전압 직류전압으로 변압하는 전원공급부와, 전원 공급부로부터 전원을 공급받아 자극코일에 저주파 펄스형 전류를 공급하기 위한 전하를 충전하는 충전부와, 전원 공급부에서 충전부로 흐르는 전류를 제어하는 제 1스위칭부와, 충전부에서 자극코일로 흐르는 전류를 제어하는 제 2스위칭부로 이루어져 소정의 시간동안 상기 자극코일에 저주파 펄스형 전류를 공급하는 자극코일 구동부; 및 자극코일 구동부의 작동을 제어하는 제어부를 구비하여 자극코일에 펄스형 전류를 인가하여 발생되는 시변성 자계에 의해 인체 내에 발생하는 와전류를 이용하여 물리치료한다. 따라서, 본 발명은 인체에 직접 전극을 부착하지 않고서도 인체의 치료 부위에 가까이 놓인 자극코일에 시변성 자계를 인가하여 인체내에 와전류를 유도함으로써 인체에 발현한 근육통, 신경통의 치료, 골절환자의 접골치료등을 물리치료할 수 있다.

Description

자기저주파 물리치료장치{Magnetic low-frequency physical therapy system}

본 발명은 물리치료장치에 관한 것으로서, 특히 인체의 치료부위에 가까이 놓인 자극코일에 펄스형 전류를 흘려 시변자계(time varying magnetic field)를 인가하면 인체내에 와전류(eddy current)가 유도되어 물리치료장치를 인체에 직접 접촉하지 않고서도 효과적으로 물리 치료할 수 있는 자기저주파 물리치료장치에 관한 것이다.

일반적으로 물리치료는 수술 및 회학요법(약물요법)이 아닌 전기,광선, 물, 공기, 소리 및 운동요법과 각종 기구 및 기계등 물리적인 소재를 이용하여 이를 치료 목적으로 개발하여 환자에 적용함으로써 환자의 고통을 경감시키고, 나아가 기능을 회복시켜 정상적인 사회활동을 하는데 도움을 주기 위한 것이다. 이러한 물리치료는 정형외과, 신경외과 및 재활의학과 분야 뿐만 아니라 소아과, 산부인과, 흉부외과 등 전 의료 분야에 걸쳐 포괄적으로 적용되고 있으며 가정에서도 의사의 도움없이 실시되고 있다.

현재 널리 사용되고 있는 물리치료장치는 저주파 물리치료장치, 또는 TENS(Transcutaneous Electrical Nerve Stimulation) 등이 있다. 이 중에서도 저주파 물리치료장치는 인체에 전류를 인가하여 물리치료의 효과를 얻기 위한 것으로서, 일정 시간동안 인체에 무해하도록 전류의 크기를 보통 0.1∼50mA, 그리고 전류의 주파수를 1Hz∼100Hz 정도의 저주파 주파수를 사용한다. 통상의 저주파 물리치료장치는 패드형 전극을 부착하거나 바늘형 전극을 삽입하여 이들 전극에 소정의 펄스형 전류를 주입함으로써 전류에 의해 자극을 받은 신경세포나 근육세포를 수축시켜 물리치료의 효과를 얻을 수 있어 전기적 저주파 물리치료기라고도 부를 수 있다.

그러나, 종래의 전기적 저주파 물리치료기는 인체 표피에 전극을 부착하여야 하므로 등이나 허벅지 등의 치료부위를 물리치료해야 할 경우 환자가 옷을 벗고 치료를 받아야만 하는 번거러움이 있었다. 또한 전극을 부착하여 장시간동안 물리치료를 할 경우 전극을 붙인 치료부위의 피부가 변색되거나 피부가 상하는 등의 심각한 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 전극을 인체에 부착하거나 삽입하지 않고서도 인체의 치료부위에 가까이 자극코일을 놓고 이 자극코일에 저주파 펄스형 전류를 인가하면, 자극코일의 자계에 의해 인체내에 와전류가 발생하게 되어 근육 또는 신경세포의 통증을 완화시킬 수 있는 자기저주파 물리치료장치를 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명에 따른 자기저주파 물리치료장치의 작동 상태도,

도 2는 본 발명의 원리에 따라 인체의 치료 부위에 자극코일을 놓고 펄스형 전류를 인가할 때 자극코일 주위에 발생하는 자계와 이로 인해 인체내에 유도되는 와전류를 나타낸 도면,

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 자기저주파 물리치료장치의 자극코일의 평면도 및 단면도,

도 4는 본 발명의 실시예에 따라 냉각장치가 구비된 자극코일의 구성도,

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시예에 따라 인체의 팔이나 다리, 또는 발바닥을 물리치료할 때 쓰일 수 있는 자극코일의 실시예들,

도 6은 본 발명의 실시예에 따라 자기저주파 물리치료장치의 자극코일을 인체의 치료부위에 자유롭게 고정시키기 위한 다관절 연결장치를 나타낸 도면,

도 7a 및 도 7b는 본 발명에 따른 자극코일 구동부를 나타낸 회로 블럭도와 이에 대한 상세한 회로도,

도 8a 및 도 8b는 도 7b의 회로도의 작동을 설명하기 위한 충전부의 전압 및 자극코일에 흐르는 전류 파형도들과 통상적으로 사용되는 물리치료용 전류 파형도,

도 9는 본 발명에 따른 자기저주파 물리치료장치의 제어부를 나타낸 회로 블럭도,

도 10은 도 9의 스위치 구동부의 상세한 회로도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10: 인체 12: 자극코일

14: 전선 20: 자극코일 구동부

22: 전원 공급부 24: 제 1스위칭부

26: 충전부 28: 제 2스위칭부

30: 제어부 31: 마이크로프로세서

32: 키입력부 33: 메모리

34: 표시부 35: 타이밍제어부

36: 스위치 구동부 38: A/D 변환부

40: 온도 센서

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 치료대상의 인체 부위에 0.1∼50mA의 와전류가 유도되도록 시변성 자계를 인가하는 자극코일과, 자극코일에 발생되는 열을 냉각시키기 위한 냉각장치; 외부전원으로부터 인가되는 교류전원을 고전압 직류전압으로 변압하는 전원공급부와, 전원 공급부로부터 전원을 공급받아 자극코일에 저주파 펄스형 전류를 공급하기 위한 전하를 충전하는 충전부와, 전원 공급부에서 충전부로 흐르는 전류를 제어하는 제 1스위칭부와, 충전부에서 자극코일로 흐르는 전류를 제어하는 제 2스위칭부로 이루어져 소정의 시간동안 자극코일에 저주파 펄스형 전류를 공급하는 자극코일 구동부; 및 자극코일 구동부의 작동을 제어하는 제어부를 구비하여 자극코일에 펄스형 전류를 인가하여 발생되는 시변성 자계에 의해 인체 내에 발생하는 와전류를 이용하여 물리치료하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 인체의 치료부위에 가까이 놓인 자극코일에 저주파 펄스형 전류를 흘려 시변자계를 인가하면 이 자극코일의 시변자계에 의해 인체내에 와전류가 유도되어 물리치료장치를 인체에 직접 접촉하지 않고서도 근육통, 신경통, 골절 등의 환자를 물리 치료할 수가 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명에 따른 자기저주파 물리치료장치의 작동 상태도로서, 본 발명의 자기저주파 물리치료장치의 구성은 치료대상의 인체(10) 부위에 0.1∼50mA의 와전류가 유도되도록 시변성 자계를 인가하는 자극코일(12)과, 전원을 입력받아서 소정의 시간동안 자극코일(12)에 저주파 펄스형 전류를 공급하는 자극코일 구동부(20)와, 자극코일 구동부(20)의 작동을 제어하는 제어부(30)로 이루어진다.

상기 자극코일(12)은 인체(10)에서 물리치료를 받고자 하는 부위에 가깝게 놓이게 된다. 그리고 자극코일(12)은 전선(14)을 통하여 자극코일 구동부(20) 및 제어부(30)에 전기적으로 연결된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 자기저주파 물리치료장치는 자극코일(12)에저주파 펄스형 전류를 인가하면 자극코일(12) 주위에 강한 시변성 자계가 형성된다. 이 시변성 자계에 의해 인체(10)내에 0.1∼50mA의 와전류가 발생하게 되어 근육 또는 신경세포의 통증을 완화시키게 된다.

본 발명에서 자기적으로 유도되는 0.1∼50mA의 와전류는 인체 표피를 통하여 밖으로 빠져나오지 않기 때문에 별도로 전기 자극을 주기위한 전극을 부착할 필요가 없고, 통상적으로 옷이 비자성체이므로 사용자가 옷을 입은 상태에서 물리치료를 실시하더라도 옷을 벗은 상태와 동일한 효과를 얻을 수 있다.

도 2는 본 발명의 원리에 따라 인체의 치료 부위에 자극코일을 놓고 펄스형 전류를 인가할 때 자극코일 주위에 발생하는 자계와 이로 인해 인체내에 유도되는 와전류를 나타낸 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 인체 표피(10a)위에 자극코일(12)을 놓고 자극코일(12)에 전류를 인가하면 인체와 자극코일 사이에는 수직 방향의 자계(B)가 발생하게 된다. 이때, 자극코일(12)에 직류전류가 아닌 펄스형 전류를 인가하게 되면 자계(B) 파형도 펄스형으로 바뀌게 된다.

즉, 자계파형이 시간적으로 변하게 되면 맥스웰 방정식(Maxwell equation)에 의해 다음 수학식 1과 같은 전계(electric filed) E가 유도된다.

상기 수학식 1에서 B는 자계를 나타낸 것이다.

한편, 전계가 유도되는 곳에 있는 물질이 전류를 통하는 특성을 가지면, 이 물질내에는 다음 수학식 2과 같이 표현되는 전류 J가 유도된다.

J=σE

수학식 2에서 σ는 전기전도도(electric conductivity)를 나타낸다.

여기서 J로 표현되는 전류를 와전류(eddy current)라 부른다. 와전류의 크기는 자계의 시간 변화율이 클수록, 그리고 물질의 전기전도도가 클수록 크게 된다.

대개 인체내에는 물 및 이온들이 다량 존재하고 있기 때문에 인체내의 조직은 전기를 전달하는 특성을 갖는다. 인체의 조직중 근육 조직은 전기전도도가 10KHz의 주파수에서 약 0.35Siemens/m의 값을 갖는다. 그러므로, 인체내에 시간적으로 변동하는 시변성 자계를 인가하면 인체내에 와전류를 유도할 수가 있다.

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 자기저주파 물리치료장치의 자극코일의 평면도 및 단면도이다.

본 실시예에서 자극코일은 구리 또는 황동 등의 도전체로 만들어진 권선(122)과 플라스틱 또는 테플론 등의 절연체로 만들어진 케이스(124)로 구성된다.

도 3a을 참조하면, 본 실시예에 따른 자극코일은 원형 나선구조의 여러개의 권선(122)으로 이루어져 있다. 이때 자극코일의 권선 구조는 원형 뿐만 아니라 사각형, 타원형, 또는 기타 다각형 등으로 그 사용 목적에 따라 다양한 모양을 가질수 있다. 여기서 자극코일의 권선이 여러개인 이유는 같은 전류의 크기로 보다 큰 자계를 얻기 위함이다.

한편, 본 발명의 자극코일의 케이스(124)는 높은 전기 절연성을 갖는 재료를 사용해야만 하는데, 그 이유는 다음과 같다.

본 발명 역시 종래와 마찬가지로 전기적 저주파 물리치료장치에서 사용하는 전류 크기인 0.1∼50mA 정도의 와전류를 인체내에 유도해야 한다. 신경세포나 근육세포를 수축시킬 정도의 와전류를 유도하기 위해서는 자극코일로 인체내에 1~10 Tesla 정도의 자계를 약 100㎲이내에 펄스형으로 만들어야 한다. 이 정도의 자계를 발생하기 위해서는 자극코일에 500∼5,000 A의 전류를 인가할 때 자극코일에 걸리는 전압이 1∼5 KV정도의 고압이 될 수 있으므로 자극코일의 케이스(124)는 높은 전기 절연성의 재료로 만든다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따라 냉각장치가 구비된 자극코일의 구성도로서, 본 발명의 자극코일의 권선(122) 및 케이스(124)에는 자극코일에서 발생하는 열을 냉각시켜주는 냉각장치(126)를 부착하는 것이 바람직하다. 그 이유는 자극코일에 저주파 펄스형 전류를 1∼100Hz 주파수로 지속적으로 인가할 경우 자극코일에 과다한 열이 발생할 수 있기 때문이다.

본 실시예에서의 냉각장치(126)는 자극코일 주위에 찬 공기나 유체 등의 냉매를 주입하여 코일의 열을 식힐 수 있도록 냉매를 저장하거나 냉매를 외부로 순환시키는 역할을 한다.

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시예에 따라 인체의 팔이나 다리, 또는 발바닥을 물리치료할 때 쓰일 수 있는 자극코일의 실시예들로서, 치료부위에 따라 자극코일을 다양한 형태로 변형할 수 있다.

도 5a에 도시된 바와 같이, 본 발명은 팔 또는 다리를 물리치료하기 위해 자극코일의 권선(122a)을 빈공간이 있는 원통형 케이스(124a)안에 형성할 수 있다. 그러면, 자극코일을 지지해주는 별도의 도구없이도 사용자가 상기 원통형 케이스(124a)에 팔이나 다리를 끼우고 물리치료를 받을 수 있다.

도 5b에 도시된 바과 같이, 본 발명은 발바닥을 쉽게 물리치료하기 위해 자극코일의 권선(122b)을 육면체, 다각, 또는 원형 케이스(124b)내에 형성할 수 있다. 그러면 사용자는 상기 케이스(124b)에 발바닥을 대고 물리치료를 받을 수 있다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따라 자기저주파 물리치료장치의 자극코일을 인체의 치료부위에 자유롭게 고정시키기 위한 다관절 연결장치를 나타낸 도면으로서, 이러한 다관절 연결장치(13)를 이용하면 인체의 등이나, 어깨 등 원하는 치료 부위에 자극코일을 쉽게 위치 조정할 수가 있다.

도 7a 및 도 7b는 본 발명에 따른 자극코일 구동부를 나타낸 회로 블럭도와 이에 대한 상세한 회로도이다.

도 7a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 자극코일 구동부(20)는 전원을 공급하는 전원 공급부(22)와, 전원 공급부(22)로부터 전원을 공급받아 자극코일(12)에 저주파 펄스형 전류를 공급하기 위한 전하를 충전하는 충전부(26)와, 전원 공급부(22)에서 충전부(26)로 흐르는 전류를 제어하는 제 1스위칭부(24)와,충전부(26)에서 자극코일(12)로 흐르는 전류를 제어하는 제 2스위칭부(28)로 구성된다.

여기서, 전원 공급부(22)는 외부 전원으로부터 인가되는 교류전원을 고전압 직류전압으로 변압하는 장치이다. 전원 공급부(22)의 출력전압은 통상 수백 내지 수천 V의 전압이 필요한데, 일반적인 전원 회로에서 많이 쓰이는 선형전원 공급기(linear power supply)나 스위칭 모드전원 공급기(switching mode power supply)를 사용할 수 있다.

상기 전원 공급부(22)에서 발생한 직류전원은 제 1스위칭부(24)가 작동(ON)하면 충전부(26)에 전하를 충전한다. 이때, 충전되는 전하량이 많을수록 충전부(26)에는 많은 에너지가 저장되고 이 에너지가 클수록 자극코일(12)에 전달되는 에너지도 커서 물리치료의 강도가 높아진다. 일반적인 물리치료의 효과를 얻기 위해서는 충전부(26)에 저장해야할 에너지의 량이 약 수십 내지 수백 주울(joule) 정도이다. 이 정도의 에너지를 충전부(26)에 저장하기 위해서는 커패시터의 용량이 50 ∼500 ㎌, 커패시터의 충전 전압이 1∼5 KV정도 필요하다.

그리고, 충전부(26)에 충전된 전하는 제 2스위칭부(28)가 작동(ON)하면 자극코일(12)에 방전된다.

도 7b은 도 7a에 도시된 자극코일 구동회로의 상세한 회로도를 나타낸 것이다.

도 7b에 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2스위칭부(24,28)는 다수개의 SCR이나 IGBT 등의 전력 스위칭 소자들(24a, 24b, 24c, 24d)(28a, 28b, 28c, 28d)을 사용할 수 있는데, 본 실시예에서는 SCR을 사용한다.

그리고, 충전부(26)는 커패시터로서 폴리프로필렌 필름 커패시터를 사용한다.

또한, 전원 공급부(22)와 제 1스위칭부(24) 사이에는 인덕턴스(23)가 추가 구비되는데, 이는 전원공급부로부터 충전부에 과도한 전류가 흐르는 것을 막기 위함이다.

상기와 같은 구성을 갖는 자극코일 구동회로는 충전부인 커패시터(26)에 양의 전압이 충전된 상태에서 양의 전압을 추가로 충전할 경우 제 1스위칭부(24)의 SCR 24a와 24c가 온(ON) 된다. 커패시터(26)에 원하는 만큼의 전하를 충전한 후에, 제 2스위칭부(28)의 SCR 28a와 28c가 온되어 충전된 전하를 방전하게 되면 자극코일(12)로 흐르는 전류(Id)에 의해 인체내에서 와전류가 발생하게 된다.

만약, 커패시터(26)에서 음의 전압으로 충전되어 있을 경우 제 2스위칭부(28)에서는 SCR 28b와 28d를 온시켜 자극코일(12)에 반대 방향의 전류가 흐르게 된다.

그런데, 제 1 및 제 2스위칭부(24,28)의 SCR 특성상 전류의 방향이 역으로 되면 자동으로 온된 SCR은 오프되므로 자극코일(22)에 흐르는 전류는 LC 공진에 의해서 형성되는 정현파 전류가 자극코일에 흐를 때 1/2 주기가 지나면 전류 방향이 바뀌게 된다.

상기 SCR 스위치가 온되면 커패시터(26)와 자극코일(12)은 LC 공진을 하게 되는데, 이때의 공진주파수 f는 다음과 같은 수학식3과 같다.

상기 수학식 3에서 C는 커패시터의 용량을, L은 자극코일의 인덕턴스를 나타낸 것이다. 통상적으로 자극코일의 인덕턴스는 100 μH이하이다. 그러므로, 공진주파수 f는 수 KHz 정도가 된다.

이에, SCR 스위치는 LC 공진에 의해서 자극코일에 1/2주기의 전류가 도통되었을 때 다시 온되게 된다. 이때 자극코일에 저장된 자계 에너지는 별도로 자극코일에 붙인 저항을 통하여 방전시킬 경우 열이 많이 발생하고 또한 전력소모가 커지기 때문에 이를 해소하기 위한 방안으로서 커패시터에 다시 충전하는 것이 바람직하다.

보통 커패시터의 에너지가 자극코일에 보내지고 자극코일의 에너지가 다시 커패시터로 되돌아갈 경우 커패시터의 전압은 본래의 전압에 비해 70%정도로 강하하게 된다. 이것은 자극코일에 전류를 흘릴 때 자극코일, 전력 스위치, 커패시터에서 전력을 소모하기 때문이다. 그러므로, 자극코일에서 전류를 방전하고자 할 경우에는 전원공급부를 이용하여 커패시터를 다시 충전해야 한다.

도 8a 및 도 8b는 도 7b의 회로도의 작동을 설명하기 위한 충전부의 전압 및 자극코일에 흐르는 전류 파형도들로서, 이는 충전부인 커패시터를 자극코일에 연결하여 전류를 방전할 경우 커패시터에 충전된 전압과 자극코일에 흐르는 전류의 파형을 나타낸 것이다.

도 8a에 도시된 바와 같이, 커패시터에 충전된 전압이 1KV라고 하고 시간 A에서 방전을 시작할 경우 커패시터에 걸리는 전압이 하강할 때 자극코일에 흐르는 전류의 파형은 도면 부호 4와 같다. 즉, 자극코일에 흐르는 전류(Id)의 주기가 1/2이 지나면 자극코일에 흐르는 전류의 방향이 바뀌게 되어 턴온된 스위치(SCR)가 모두 오프되게 된다. 이때, 커패시터는 전류의 방향이 반전된 이전과 비교하여 반대 방향의 음전압으로 충전된다. 충전된 전압의 절대값은 방전 이전과 비교하여 약 70% 정도의 크기를 갖는데, 이것은 방전시 자극코일, 커패시터, SCR 스위치에서 전력을 소모하기 때문이다. 방전 후에 다시 방전을 할 경우에는 전원공급부(22)를 이용하여 시간 B에서 커패시터에 다시 필요한 만큼 전압을 충전한다. 그리고, 시간 C에서 커패시터를 다시 방전하면, 원래 초기 상태로 돌아가게 할 수 있다.

이러한 과정을 반복한 펄스형 전류를 자극코일에 인가해서 인체에 종래와 동일한 저주파 물리치료 효과를 얻을 수 있는 와전류를 발생한다.

도 8b는 통상적인 물리치료용 전류 파형도로서, 이를 참조하면 도 8a에 도시된 펄스형 전류 파형을 T1간격으로 연속적으로 수개 내지 수백개를 T2 시간동안 보낸 후, T3의 시간만큼 쉬고 다시 이전의 전류 파형을 같은 모양으로 발생한다. 보통 T1의 역수를 저주파 물리치료장치의 주파수로 표시하는데, 일반적으로 수십 Hz 미만의 주파수가 쓰인다. 휴지시간 T3은 용도에 따라 정하게 되는데, 보통 인가 시간 T2를 1초 정도, 휴지시간을 수초 정도로 한다.

그러므로, 본 발명에서는 도 8b에 도시된 바와 같이 일반적인 물리치료에 요구되는 전류의 주파수 및 강도, 자극 시간 및 휴지 시간, 총 치료 시간 등에 맞추어 저주파 펄스형 전류를 자극코일에 인가하여 인체에 와전류를 유도함으로써 근육의 통증해소와 신경자극 등의 물리치료 효과를 얻을 수 있다.

도 9는 본 발명에 따른 자기저주파 물리치료장치의 제어부를 나타낸 회로 블록도이다.

도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제어부(30)는 마이크로 프로세서(31), 키입력부(32), 메모리(33), 표시부(34), 타이밍 제어부(35), 스위치 구동부(36), 및 A/D(Analog to digtal) 변환부(38)로 구성된다.

본 발명의 키입력부(32)는 자기저주파 물리치료장치가 작동되도록 시스템 세팅 및 작동 명령을 입력하기 위한 것이다. 상기 키입력부(32)는 사용자가 물리 치료에 필요한 정보, 예를 들면 자극코일에 흐르는 전류의 주파수 및 강도, 자극 시간 및 휴지 시간, 총 치료 시간 등을 입력할 수 있다.

상기 표시부(34)는 키입력부(32)에서 입력된 정보 또는 물리치료 작동 과정을 표시하기 위한 것으로 통상적으로 LCD(Liquid Crystal Display)를 사용할 수 있다.

상기 메모리(33)는 마이크로 프로세서가 제어하는데 필요한 물리치료장치의 작동 프로그램을 저장하는 것으로서, EPROM 등의 비휘발성 메모리를 사용할 수 있다.

상기 A/D 변환부(38)는 자극코일의 온도를 감지하는 온도센서(40)로부터 인가된 신호를 디지털 신호처리하여 마이크로 프로세서(31)에 보내주는 역할을 한다.

상기 타이밍 제어부(35)는 제 1 또는 제 2스위칭부에 사용된 SCR 스위치의온/오프 주기를 제어하는 신호를 발생하기 위한 것이다.

상기 스위치 구동부(36)는 타이밍 제어부(35)의 신호 주기에 따라 제 1 또는 제 2스위칭부의 구동을 제어한다.

그리고, 상기 마이크로 프로세서(31)는 키입력부(32)로부터 입력된 데이터와 메모리(33)에 저장된 프로그램에 따라 물리치료장치의 시스템을 작동, 제어하는 것으로서, 인텔(Intel사)의 180196를 사용할 수 있다.

도 10은 도 9의 스위치 구동부의 상세한 회로도로서, 이를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 스위치 구동회로(36)는 광-커플러(opto-coupler,360), 저항(362), 변압기(364) 및 쇼키드 다이오드(366)로 구성된다. 여기서, 광-커플러(opto-coupler)는 제어부(30)와 자극코일 구동부(20)를 전기적으로 분리하여 보다 안정적인 작동을 하는 것으로, HP사의 HCPL-3120를 사용할 수 있다.

상기 스위치 구동회로(36)는 타이밍 제어부(35)에서 출력된 신호를 광-커플러(opto-coupler,360)에 입력하고, 광-커플러(360)의 출력은 저항(362)을 통하여 변압기(364)에 입력된다. 이에, 변압기(364)의 출력은 쇼키드 다이오드(366)를 통하여 제 1 및 제 2스위칭부의 SCR 스위치의 게이트(SCR-gate,g)와 SCR의 캐소드(cathode,c)에 보내진다.

상기한 바와 같이, 본 발명은 인체 가까이 놓인 자극코일에 저주파 펄스형 전류를 인가하여 상기 코일에 시변성 자계를 발생하고 이 시변성 자계에 의해 인체내부에 와전류를 유도함으로써 이 와전류를 통해 인체에 발현한 근육통, 신경통의 치료, 골정환자의 접골치료 등의 물리치료 효과를 얻을 수 있다.

그러므로, 본 발명은 종래의 전기적 저주파 물리치료장치에 대비하여 환자가 옷을 벗지 않고 치료를 받을 수 있는 편리함이 있으며 피부에 별도의 전극을 부착하지 않은 대신에 인체 가까이에 자극코일을 대고 물리치료를 실시하기 때문에 저주파신호를 전극에 장시간 인가할 때 발생되는 피부의 변색과 피부가 상하는 등의 문제점을 미연에 방지할 수 있다.

한편, 본 발명은 상술한 실시예에 국한되는 것이 아니라 후술되는 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상과 범주내에서 당업자에 의해 여러 가지 변형이 가능하다.

Claims

치료대상의 인체 부위에 0.1 ∼ 50mA의 와전류가 유도되도록 시변성 자계를 인가하는 자극코일;

상기 자극코일에 발생되는 열을 냉각시키기 위한 냉각장치;

외부전원으로부터 인가되는 교류전원을 고전압 직류전압으로 변압하는 전원공급부와, 상기 전원 공급부로부터 전원을 공급받아 자극코일에 저주파 펄스형 전류를 공급하기 위한 전하를 충전하는 충전부와, 상기 전원 공급부에서 충전부로 흐르는 전류를 제어하는 제 1스위칭부와, 상기 충전부에서 자극코일로 흐르는 전류를 제어하는 제 2스위칭부로 이루어져 소정의 시간동안 상기 자극코일에 저주파 펄스형 전류를 공급하는 자극코일 구동부; 및

상기 자극코일 구동부의 작동을 제어하는 제어부;

로 이루어진 것을 특징으로 하는 자기저주파 물리치료장치.
삭제
제 1항에 있어서, 상기 제어부는

상기 물리치료장치가 작동되도록 시스템 세팅 및 작동 명령을 입력하기 위한 키입력부;

상기 키입력부에 입력된 정보 또는 물리치료 작동 과정을 표시하기 위한 표시부;

상기 물리치료장치의 작동 프로그램을 저장한 메모리;

상기 자극코일의 온도를 감지하는 센서로부터 인가된 신호를 디지털 신호처리하는 A/D 변환부;

상기 제 1 또는 제 2스위칭부의 온/오프 주기를 제어하는 타이밍 제어부;

상기 타이밍 제어부의 주기에 따라 제 1 또는 제 2스위칭부의 구동을 제어하는 스위치 구동부; 및

상기 키입력부로부터 입력된 데이터와 메모리에 저장된 프로그램에 따라 물리치료장치의 시스템을 작동, 제어하는 마이크로프로세서를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기저주파 물리치료장치.
제 1항에 있어서, 상기 자극코일은 팔 또는 다리를 물리치료하기 위해 빈공간이 있는 원통형 케이스안에 설치되거나, 발바닥을 물리치료하기 위해 육면체, 다각, 또는 원형 케이스내에 설치되고, 상기 자극코일이 물리치료장치에 전선 또는 다관절 연결장치에 연결되고, 상기 자극코일의 케이스에는 자극코일에서 발생하는 열을 냉각시켜주는 냉각장치를 더 포함한 것을 특징으로 하는 자기저주파 물리치료장치.