KR200325740Y1 - 저출력 광 조사 장치를 이용한 치과용 광 치료기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 저출력 광조사 장치를 이용한 치과용 치료기에 관한 것으로서 보다 상세하게는 반도체 저출력 레이저다이오드와 엘이디를 복합적으로 이용하여 600nm에서 890nm까지의 선택적 파장과 1~500mW 급의 저출력의 세기 및 조사면적의 선택적 조절을 통한 구강의 생체 자극을 위한 효과를 갖는 저출력 광 조사 장치를 이용한 치과용 치료기에 관한 것이다.

본 고안의 목적은 반도체 저출력 레이저 다이오드 혹은 엘이디의 특정 파장과 출력을 선택하여 치료하고자 하는 치아 과민증을 비롯한 단순포진, 점액, 통증, 이상감각, 부비동염, 측두 하악 장애, 대상포진 등의 특정 구강 질환의 선택적인 치료가 가능하고 현재 의료용 레이저 치료기로서 헬륨-네온 레이저 기기나 이산화탄소 레이저 기기보다 훨씬 작고 사용이 용이하며 기존의 조직 절개에 사용되는 치과용 레이저 기기가 아닌 광 생체 자극 효과를 발생시키기 위한 저출력 광 조사 장치를 이용한 치과용 치료기를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 구성은 광화학적 생체 자극을 위한 반도체 저출력 레이저 다이오드 혹은 엘이디가 내장된 광원 출력부(1)와 조사광의 순간출력과 조사시간을 설정해 주면 자동 또는 수동으로 조사광을 제어하여 전원의 공급과 기능을 제어하는 제어부(4), 동작 상태를 표시하기 위한 상태 표시부(3), 전원을 공급하는 전원 공급부(2), 그리고 선택 스위치로 구성된 기능선택부(5)로 이루어져 있는 것을 특징으로 한다.

Description

저출력 광 조사 장치를 이용한 치과용 광 치료기{Dental Therapeutic apparatus using low level light irradiation equipments}

본 고안은 저출력 광 조사 장치를 이용한 치과용 치료기에 관한 것으로 더욱 상세하게는 다이오드 레이저와 엘이디를 복합적으로 이용하여 600nm에서 890nm까지의 선택적 파장과 1~500mW 급의 저출력의 세기 및 조사 면적의 선택적 조절을 통한 구강의 생체 자극 효과를 갖는 저출력 광 조사 장치를 이용한 치과용 치료기에 관한 것이다.

저출력 광 조사를 통한 생체 자극 효과는 세포나 생체 조직에 빛이 조사되면 특정요소의 에너지 준위가 높아지고 세포나 조직 단위가 활성화 되어 에이티피 합성 촉진, 세포분열 촉진, 조직 재생 촉진, 조직 대사 촉진 등의 생리적 결과를 갖는다. 이러한 생체 자극을 이용한 생리작용은 레이저 및 엘이디, 기타 램프 등의 광원을 이용하여 1989년 Mayo Clinic에서부터 연구되어져 왔다. 그에 따르면 생체 자극에 따라 세포내에서 발생하는 광화학 반응은 특정 파장의 빛 자체로서 직접적인 영향을 갖으며 레이저의 특징인 코히런스나 편광성의 특징을 필요로 하지는 않는다고 밝혔다. 메이 클리닉의 물리치료와 재활치료부의 제퍼리(Jeffrey R. Basford, M.D)는 저출력 레이저의 임상 치료시 레이저의 코히런스 특성이 치료에 영향이 되지 못하고, 레이저가 아닌 빛의 조사 자체가 생체 자극효과가 있다고 보고 하였고, 피부에의 조사는 광섬유를 사용한 시스템의 경우 많은 실험에서 코히런스성이 낮아졌기 때문에 레이저에 의한 효과는 빛의 일반적인 효과에 따른 것이지 레이저의 코히런스 특성에 따른 영향은 아니라는 견해를 밝혔다.(Laser in Surgery and Medicine, 9:1-5, Mayo Clini, Rochester, Minnesota, 1989)

케네드릭 씨 스미스(Stanford Univ. School of Medicine)의 연구 결과 에서도 저출력 레이저 조사에 따른 광조사의 생물학적 영향에서 (Laser Therapy, Vol.3, No.1,Jan-Mar 1991) 저출력의 레이저 조사는 치료 효과가 있는 광 생물학적 또는 광 물리적 효과를 갖고, 조사된 빛은 생체 조직의 흡수에 의해 반드시 화학적 또는 물리적 변화가 생기고, 결과적으로 생물학적인 반응이 발생한다고 보고하였다.

기존의 빛을 이용한 의료 공학용 치료기는 레이저의 열 발생 작용을 이용하여 조직의 세밀한 절개 및 수술용 기기로서 이용되어 왔으며, 피시술자에게 비접촉식으로 두려움이 적게 유발되는 장점에도 불구하고, 기술의 원리상 고 에너지를 국부위치에 조사함으로 조직의 변형 및 경화가 진행되어 부작용이 야기 되는 가능성을 갖고 있고, 기기의 특성상 고가의 대형화 장치가 요구되며, 시술시 전문가에 의한 주의가 요구되는 어려움이 있었다.

또한 치과용 레이저 치료기의 경우에서도 드릴 엔진의 사용 및 접촉식 시술로 인한 피시술자에게 있어서 긴장 및 통증의 유발을 억제시키는 점은 큰 장점이 될 수 있으나 치과용 의료 기기의 특성상 고 출력의 에너지를 사용하여야 하고 치료에 있어서 레이저에 의한 조직의 손상이 크게 발생할 수 있어 치료 상의 큰 어려운 점의 하나로 지적되어 왔다.

최근 엘엘엘티/엘이디티의 저출력 광조사를 이용한 생체 광화학 반응의 연구 중 광 조사에 의한 생체자극 효과에 대한 학계의 보고와 문헌에서는 특정 파장 및 세기의 광 조사에 의해 세포내 광화학 반응이 발생하여 세포의 대사 시스템을 자극하고 이는 상처 치유 및 뼈 재생 등의 효과를 갖는다고 보고 되고 있다. 해외에서는 광 의료기기를 이용한 상처치유(wound healing)에 활발한 연구가 진행 중이며, 특히 광화학 반응의 생체 대사기작 규명에 많은 연구가 수행중이다. 이에 일부 선진국에서는 광화학 반응의 응용을 통한 구강의 연조직 및 경조직의 치료를 위한 광 치료기의 개발이 진행되고 있다.

치아 통증의 가장 큰 원인 중의 하나인 치아 과민증 치료에 대한 경우, 여러 원인에 의해 치아의 법랑질 및 백악질의 두께가 감소하고 상아질 세관의 노출에 따라 발생하는 과민증에 대하여 에일도 브루그네라등의 연구에 따르면, 광 조사 장치를 이용하여 780 nm와 830 nm의 다이오드 레이저를 5 mW의 세기로 치아에 광조사 시에 환자의 치아 과민증에 따라 나타나는 통증이 완화되었으며, 632.8nm의 헬륨 네온 레이저를 5mW의 저출력으로 치과 치료시 노출된 상아질 세관의 염증과 괴사를 방지하였다고 보고하였다.

이와 같은 연구 결과는 The current status of low level laser therapy in dentistry. part 1. soft tissue applications, L. J. Walsh, Australian journal 1997; 42; 4, The current status of low level laser therapy in dentistry. part 2. Hard tissue applications, L. J. Walsh, Australian journal 1997; 42; 5, Low level laser in dentine hypersensitivity, Gerschman J A et al, Australian dent J. 1994; 39; 6, LLLT in treating dentinary hypersensibility: a histological study an, clinical application, Aldo brugnera junior, Second International Conference on Near-Field Optical Analysis: Photodynamic Therapy Photobiology Effects Proceedings of the Second International Conference on NOA, Houston, Texas, USA, May 31 - June 1, 2001 등 다수의 학회지에 기재되어 있다.

본 고안은 상기와 같은 연구 결과에 기인하여 안출된 것으로서, 본 고안의 목적은 현재 생산되는 의료용 레이저에 사용되는 헬륨-네온 레이저기기나 이산화탄소 레이저 기기보다 다이오드 레이저와 엘이디를 사용하여 훨씬 작고 사용이 용이하며 기존의 조직 절개에 국한된 치과용 레이저 치료기가 아닌 광 생체 자극을 위한 효과를 갖기 위한 저출력 광 조사 장치를 이용한 치과용 치료기를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기위한 본 고안의 구성은 광화학적 생체 자극을 위한 반도체 저출력 레이저 다이오드 혹은 엘이디가 내장된 광원 출력부(1)를 통하여 저출력의 광원을 환자의 구강에 조사하여 생체 자극을 발생하고 자동 또는 수동으로 조사광을 제어하는 제어부(4)와 광원부의 현재 파장과 세기, 조사 시간의 동작 상태를 표시하기 위한 상태 표시부(3)가 있으며 이에 전원을 공급하는 전원 공급부(2), 그리고 위의 기능을 선택하기 위한 기능 선택부(5)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 제어부는 조사광의 선택적 파장과 세기 및 조사 시간을 설정해 주면 원하는 구강 질병의 치료에 선택적으로 치료하기 위한 생체 자극 효과를 파장과 세기 및 조사 시간과 조사 면적을 자동 또는 수동으로 제어하기 위한 제어장치를 내장한 것을 특징으로 한다.

도1은 고안의 시스템 블럭도

도2는 고안의 단면도

도3은 도1의 1부분 확대 도시한 구성도

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1: 광원 출력부 1a: 반도체레이저다이오드 또는 엘이디

1b: 프루브 1c: 접촉센서

1d: 케이블 1e: 포커스 렌즈

1f: 조리개 1g: 컬리메이터

1h: 강제 동작 스위치 2 : 전원 공급부

2a: 전원플러그 3 : 상태표시부

3a: 상태표시창 4 : 제어부

4a: 제어기 본체 5 : 기능 선택부

5a: 전원 스위치 5b: 광원 출력부 파장 선택 스위치

5c: 광원 출력부 세기 조절 스위치 5d: 광원 출력부 조사 시간 설정 스위치

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 저출력 광 조사 장치를 이용한 치과용 치료기에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안에 따른 저출력 광조사 장치를 이용한 치과용 치료기의 시스템 블럭도이고, 도 2는 본 고안의 단면도이다.

상기 도 1을 참조하면, 본 고안은 광화학적 생체 자극을 위한 반도체 저출력 레이저 다이오드 혹은 엘이디가 내장된 광원 출력부(1)를 통하여 저출력의 광원을 환자의 구강에 조사하여 생체 자극을 발생하고 자동 또는 수동으로 조사광을 제어하는 제어부(4)와 광원부의 현재 파장과 세기, 조사 시간의 동작 상태를 표시하기 위한 상태 표시부(3), 전원을 공급하는 전원 공급부(2), 그리고 위의 기능을 선택하기 위한 기능 선택부(5)로 구성된다.

이에 광화학적 생체 자극을 위한 반도체 저출력 레이저 다이오드 혹은 엘이디가 내장된 광원 출력부(1)의 경우, 600nm에서 890nm까지의 선택적 파장과 1~500mW 급의 저출력의 세기를 가진 광이 발생한다. 반도체 저출력 레이저 다이오드 혹은 엘이디의 구성은 구강 조직의 상태에 따라 선택적으로 이용하게 한다. 예를 들어 구강 내 치아의 국부적 치료에 사용하고자 할 때에는 반도체 레이저 다이오드의 이용을 통하여 세밀한 치료가 가능하다.

또한 구강 조직 점막의 광역적 치료를 요할 때에는 엘이디 광원을 이용하여 넓은 조직에 충분히 광원이 공급되어 조직세포가 골고루 생체 자극이 되게 한다. 엘이디 광원의 특성은 일반적으로 저 출력이고 발산성이 있으며 레이저에 비하여 저 에너지로서 조직의 손상 염려가 적다. 따라서 엘이디의 이용은 레이저의 이용보다는 집광성이 낮아 자극적인 안전한 생체 자극 효과를 구현할 수 있다.

그리고 고안에 따른 치료기의 동작하기 위한 전원은 AC 전원의 전원 공급부(2)로의 공급에 의해 동작한다.

제어부(4)에서는 전원 공급부의 전원 분배를 제어하고 기능 선택부(5)의 동작 제어에 의해 조절되는 전원의 단속, 광원 출력부의 파장 선택, 광원 출력부의 세기 조절, 광원 출력부의 조사 시간을 조절할 수 있는 제어 장치를 내장하여 치료기의 전체 동작을 제어할 수 있게 한다.

이러한 치료기의 동작은 기능 선택부(5)를 통하여 제어부(4)에서 전원과 기능 및 광원 출력부(1)의 동작을 제어하며 이에 치료기의 현재 상태를 상태 표시부(3)를 통하여 나타내게 된다.

도 2에서는 고안의 단면도를 나타내었으며 도 1의 시스템 블럭도에 따라 각 세부 구성 요소를 나타내었다.

광원 출력부(1)의 구성에 따르면 치아의 접촉에 따라 광원 출력부가 동작되도록 접촉 센서(1c)가 반도체 레이저 다이오드 또는 엘이디(1a)가 내장된 프루브(1b)의 끝에 위치하여 사용자가 오동작을 방지하도록 안정성을 고려한 동작을 제어한다. 따라서 치아에 프루브의 접촉센서가 비 접촉 시 치료기의 동작은 대기 상태를 유지하고, 접촉시에는 동작을 하고, 접촉센서가 닺지 않는곳의 구강 내 깊은 곳의 광 조사를 위해서 프루브의 상단에 강제 동작 스위치(1h)로 조사를 수행하도록하다.

도 3에 도시한 바와 같이 도1의 1부분 확대 도시한 구성도에 따르면 광원 출력부에 내장된 컬리메이터(1g)를 통과한 광을 조리개(1f)와 포커스 렌즈(1e)간의 거리를 조절하여 조사 면적을 조절하고, 이러한 프루브(1b)는 제어기 본체(4a)와 케이블(1d)로 연결되어 제어부의 신호에 따라 광원 출력부(1)의 파장 조절과 세기 조절, 사용시간 조절을 제어할 수 있다.

이에 제어부가 내장된 제어기 본체(4a)의 정면에 전원 스위치(5a)로서 치료기의 전체 전원을 제어하여 전원의 켜짐은 접촉센서의 접촉시 동작과 비촉시 대기 상태로 나누어지고 전원의 꺼짐은 치료기의 모든 동작이 정지하게 한다.

전원 스위치(5a)는 치료기의 제어기에 전원을 인가하고, 광원 출력부 파장 선택 스위치(5b)는 치료하고자 하는 목적의 질환에 가장 적합한 파장이 광원 출력부에서 공급 되도록 600nm에서 890nm 사이의 파장을 선택할 수 있게 하는 기능을 갖으며, 광원 출력부 세기 조절 스위치(5c)는 설정된 파장의 세기가 1mW에서 500mW사이의 세기를 가진 광이 발생하도록 조절한다.

광원 출력부 조사 시간 설정 스위치(5e)는 광원 출력부의 동작시간을 최대 60분까지 조절할 수 있도록 한다.

이러한 치료기의 기능 선택에 따라 치료기의 현재 동작 상태를 상태 표시창(3a)에서 한눈에 확인 할 수 있도록 한다. 치료기의 전원상태에 따른 동작, 대기, 정지 상태를 구분하고, 선택된 파장, 세기, 시간이 상태 표시창을 통해 나타나게 한다.

본 고안은 반도체 저출력 레이저 다이오드 혹은 엘이디의 특정 파장과 출력을 선택하여 치료하고자 하는 치아 과민증을 비롯한 단순포진, 점액, 통증, 이상감각, 부비동염, 측두 하악 장애, 대상포진 등의 특정 구강 질환의 선택적인 치료가 가능하고 현재 의료용 레이저 치료기로서 헬륨-네온 레이저 기기나 이산화탄소 레이저 기기보다 훨씬 작고 사용이 용이하며 기존의 조직 절개에 사용되는 치과용 레이저 기기가 아닌 광 생체 자극 효과를 발생시키기 위한 저출력 광 조사 장치를 이용한 치과용 치료기이다.

Claims (3)

1. 본 고안은 저출력 광 조사 장치를 이용한 치과용 광치료기에 관한 고안으로서

   a) 반도체 레이저 다이오드 또는 엘이디(1a)를 프루브(1b)에 위치시켜 구강에 조사하고, 치아의 접촉에 따라 광원 출력부가 동작되도록 접촉 센서(1c)가 프루브(1b)의 끝에 위치한 광원부(1)

   b) 파장과 세기의 선택적 이용을 위한 시스템을 제어하기 위한 제어부(4)

   c) 상기 제어부의 기능을 사용자가 선택을 하기 위한 제어기 본체(4a)에 부착된 기능 선택부(5)

   d) 상기 제어부의 기능 표시를 위한 상태 표시부(3)

   e) 전원을 공급하기 위한 전원 공급부(2)

   로 구성된 저출력 광 조사 장치를 이용한 치과용 치료기
2. 제 1항에 있어서 상기 광원부(1)는 반도체 레이저 다이오드와 엘이디(1a)를 프루브(1b)에 위치시켜 시술자의 선택에 의해 선택된 특정 파장의 광 조사를 통해 구강에 시술함으로써 구강에 생체자극을 일으키고, 치아의 접촉에 따라 광원 출력부가 동작되도록 접촉 센서(1c)가 프루브(1b)의 끝에 위치하여 광원의 사용 유무에 따른 안정성을 갖는 저출력 광조사장치가 설치된 것을 특징으로 하는 저출력 광 조사 장치를 이용한 치과용 치료기
3. 제 1항에 있어서 상기 제어부(4)는 조사광의 파장과 세기 및 조사 시간을 설정하여 시술자의 선택에 따른 기능 선택부(5)의 선택에 따라 특정 파장과 특정 세기 및 조사 시간에 따라 조사광의 출력을 제어하는 제어부(4)가 설치된 것을 특징으로 하는 저출력 광 조사 장치를 이용한 치과용 치료기