KR20240158648A

KR20240158648A - Multi-Frequency Generation Wearable Ultrasound Stimulator

Info

Publication number: KR20240158648A
Application number: KR1020230055596A
Authority: KR
Inventors: 고창용; 유선영; 남윤찬; 송동우
Original assignee: 리파인 주식회사
Filing date: 2023-04-27
Publication date: 2024-11-05

Abstract

본 발명에 따른 근골격계 증상 완화 관리를 위한 멀티 주파수 생성이 가능한 착용형 초음파 자극 시스템은 하나의 보드에서 멀티 주파수를 발생할 수 있는 초음파 발생부와, 전기적 신호를 초음파로 변환시켜주는 트랜스듀서와, 초음파 발생부의 정보 모니터링 및 제어할 수 있는 제어시스템으로 구성된다. A wearable ultrasonic stimulation system capable of generating multi-frequencies for alleviating musculoskeletal symptoms according to the present invention comprises an ultrasonic generator capable of generating multi-frequencies on a single board, a transducer that converts electrical signals into ultrasonic waves, and a control system capable of monitoring and controlling information of the ultrasonic generator.

Description

{Multi-Frequency Generation Wearable Ultrasound Stimulator}

본 발명은 근골격계 문제 해결을 위한 배터리로 구동되는 착용형 초음파 자극기에 관한 것으로, 사용부위에 따라 초음파 주파수를 선택할 수 있는 멀티 주파수 발생 착용형 초음파 자극기에 관한 것이다. The present invention relates to a battery-powered wearable ultrasonic stimulator for solving musculoskeletal problems, and more particularly, to a multi-frequency generating wearable ultrasonic stimulator capable of selecting ultrasonic frequencies depending on the area of use.

고령화 및 사회환경 변화에 따라 근골격계 문제가 있는 환자가 지속적으로 증가하고 있다. 이에 따라 이와 같은 근골격계 문제를 해결하기 위한 다양한 방법이 제안되고 있다. 근골격계는 근육,인대,건, 뼈 등을 포함하여, 이들은 피부부터 수 mm에서 수 cm까지 심부에 위치한다. 다양한 방법 초음파는 피부위에서 자극을 통해 심부에 위치한 근골격계에 안전하고 충분한 에너지를 전달 가능 하다. Due to aging and changes in the social environment, the number of patients with musculoskeletal problems is continuously increasing. Accordingly, various methods are being proposed to solve such musculoskeletal problems. The musculoskeletal system includes muscles, ligaments, tendons, and bones, and they are located deep from several millimeters to several centimeters from the skin. Various methods Ultrasound can safely and sufficiently deliver energy to the musculoskeletal system located deep through stimulation on the skin.

초음파의 자극 파라미터에 따라 생체 내 효과 등이 달라지기 때문에, 초음파 자극기 개발 시 이와 같은 파라미터 특성을 잘 파악해야한다. 일반적으로 초음파는 생체 내로 전달되면서 흡수 혹은 반사되면 에너지가 감쇄된다. 초음파 주파수에 따라 생체 내 전달되는 거리가 달라지고, 초음파 주파가 낮을수록 더 심부로 전달된다. 이에 따라 원하는 근골격계 자극 부위에 따라 초음파의 주파수 선정을 달라야 한다. 도 1에 초음파 주파수에 따라 생체 내 침투 깊이를 보여주고 있다. 1MHz는 심부 근육과 골층에 까지 자극이 전달될 수 있고, 3MHz는 피부층을 지나 근육에 자극을 줄 수 있으며, 10MHz는 피부층에 자극을 주게 된다.Since the effects in a living body vary depending on the stimulation parameters of ultrasound, such parameter characteristics must be well understood when developing an ultrasonic stimulator. In general, when ultrasound is transmitted into a living body, its energy is attenuated when it is absorbed or reflected. The distance transmitted into a living body varies depending on the ultrasound frequency, and the lower the ultrasound frequency, the deeper it is transmitted. Accordingly, the frequency of ultrasound must be selected depending on the desired musculoskeletal stimulation site. Figure 1 shows the penetration depth in a living body according to the ultrasound frequency. 1 MHz can stimulate deep muscles and bone layers, 3 MHz can stimulate muscles through the skin layer, and 10 MHz stimulates the skin layer.

그러나, 현재 시판중인 대부분의 휴대용 초음파 자극기는 단일 주파수만을 사용하기 때문에, 다양한 부위와 깊이에 대응할 수 없다.However, most portable ultrasound stimulators currently on the market use only a single frequency, so they cannot respond to various areas and depths.

따라서, 착용형 초음파 자극기를 통해 다양한 근골격계 문제를 해결하기 위해서는 적절한 주파수 선택이 가능한 것이 필요하다. Therefore, in order to solve various musculoskeletal problems using a wearable ultrasound stimulator, it is necessary to be able to select an appropriate frequency.

본 발명의 목적은 다양한 분위의 근골격계 문제 해결을 위한 멀티 주파수 초음파를 발생할 수 있는 착용형 초음파 자극기를 제공하는 것이다. The purpose of the present invention is to provide a wearable ultrasound stimulator capable of generating multi-frequency ultrasound for solving various musculoskeletal problems.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, In order to achieve the purpose of the present invention,

본 발명에 따른 근골격계 문제 해결을 위한 착용형 초음파 시스템은 멀티 주파수 발생하는 초음파발생부와, 발진된 신호를 초음파로 변환해주는 다양한 초음파 트랜스듀서부와, 초음파 주파수 선정 및 초음파발생부와 정보를 주고 받을 수 있는 제어시스템부로 구성된다. A wearable ultrasound system for solving musculoskeletal problems according to the present invention comprises an ultrasonic generator generating multiple frequencies, various ultrasonic transducer units converting the generated signals into ultrasonic waves, and a control system unit for selecting ultrasonic frequencies and exchanging information with the ultrasonic generator.

본 발명에 따른 초음파 발생부에서, 배터리 구동되며, 멀티 주파수의 초음파를 발생가능하는 것을 특징으로 한다. The ultrasonic generator according to the present invention is characterized in that it is battery-operated and capable of generating multi-frequency ultrasonic waves.

본 발명에 따른 초음파 발생부와 제어시스템에서, 초음파 발생 주파수를 선정하는 것을 특징으로 한다. In the ultrasonic generator and control system according to the present invention, the ultrasonic generation frequency is selected.

본 발명에 따른 근골격계 문제 해결을 위한 착용형 초음파 시스템에서, 배터리 구동되며 멀티 주파수를 선택 가능한 것을 특징으로 한다. A wearable ultrasound system for solving musculoskeletal problems according to the present invention is characterized by being battery-operated and having multi-frequency selectability.

본 발명에 따른 초음파 트랜스듀서부는, 하나의 트랜스듀서에서 하나의 주파수만을 발생하거나, 하나의 트랜스듀서에서 둘 이상의 주파수를 발생하거나, 혹은 하나의 주파를 발생시키는 다수의 초음파트랜듀서로 구성된 어래이를 선택 가능한 것으로 특징으로 한다. The ultrasonic transducer unit according to the present invention is characterized in that it is possible to select an array composed of a plurality of ultrasonic transducers that generate only one frequency from one transducer, two or more frequencies from one transducer, or one frequency.

본 발명에 따른 시스템에서, 초음파 총 자극시간, 초음파 자극 주파수 종료, 배터리 잔량 등과 같은 정보를 디스플레이 되는 것을 특징으로 한다.In the system according to the present invention, information such as total ultrasonic stimulation time, end of ultrasonic stimulation frequency, remaining battery level, etc. is displayed.

본 발명에 따른 다양한 분위의 근골격계 문제 해결을 위한 멀티 주파수 초음파를 발생할 수 있는 착용형 초음파 자극기를 사용하게 되면 질환 및 사고로 인한 근골격계 문제를 일상생활에서 관리 할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명에 따라 다양한 부위에 적절한 초음파 자극을 통해 그 효과를 극대화 시킬 수 있다.By using a wearable ultrasonic stimulator capable of generating multi-frequency ultrasound for solving various musculoskeletal problems according to the present invention, it is possible to manage musculoskeletal problems caused by diseases and accidents in daily life. In addition, the effect can be maximized through appropriate ultrasonic stimulation to various parts according to the present invention.

도 1은 초음파 주파수에 따른 생체 전달 깊이를 보여주는 도면.
도 2는 멀티 주파수 초음파를 발생할 수 있는 착용형 초음파 자극기와 전용 컨트롤 시스템 구성을 도시한 도면.
도 3은 전용 컨트롤 시스템의 기능을 보여주는 도면.
도 4는 초음파 발생기를 통해 멀티 초음파 주파수 선택 기능을 보여주는 도면.
도 5는 다양한 멀티 주파수 초음파 트랜스듀서 선택을 보여주는 도면.
도 6는 여러 부위 혹은 주파수 선정시 반복적으로 초음파 주파수가 변하면서 자극하는 예시를 보여주는 도면.Figure 1 is a diagram showing the biotransmission depth according to ultrasonic frequency.
Figure 2 is a diagram illustrating a configuration of a wearable ultrasonic stimulator capable of generating multi-frequency ultrasound and a dedicated control system.
Figure 3 is a drawing showing the functions of a dedicated control system.
Figure 4 is a diagram showing the multi-ultrasonic frequency selection function through an ultrasonic generator.
Figure 5 is a diagram showing various multi-frequency ultrasonic transducer selections.
Figure 6 is a diagram showing an example of stimulation in which the ultrasonic frequency is repeatedly changed when selecting multiple parts or frequencies.

이하에서는, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the attached drawings.

본 발명의 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.Before describing the present invention, the following specific structural and functional descriptions are merely exemplified for the purpose of explaining embodiments according to the concept of the present invention, and the embodiments according to the concept of the present invention can be implemented in various forms and should not be construed as being limited to the embodiments described in this specification.

또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.In addition, since the embodiments according to the concept of the present invention can have various changes and can have various forms, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in this specification. However, this is not intended to limit the embodiments according to the concept of the present invention to a specific disclosed form, but should be understood to include all modifications, equivalents, or substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention.

도 2는 멀티 주파수 초음파를 발생할 수 있는 착용형 초음파 자극기와 전용 컨트롤 시스템 구성을 도시한 도면이다. Figure 2 is a diagram illustrating the configuration of a wearable ultrasonic stimulator capable of generating multi-frequency ultrasound and a dedicated control system.

도 2를 참조하여, 본 발명에 따른 시스템은 초음파 발생부(101), 자극을 원하는 부위의 피부위에 부착되어 초음파를 전달하는 초음파 트랜스듀서부(102) 구성된 초음파자극기(10)와 초음파자극기의 정보와 초음파 자극 주파수를 선택 가능한 전용 제어 시스템(20)으로 구성된다. 상기 초음파 트랜스듀서부는 고정형 또는 착탈식으로 상기 초음파 발생부에 연결될 수 있다.Referring to FIG. 2, the system according to the present invention comprises an ultrasonic stimulator (10) comprising an ultrasonic generator (101), an ultrasonic transducer (102) attached to the skin of a desired area of stimulation and transmitting ultrasonic waves, and a dedicated control system (20) capable of selecting information of the ultrasonic stimulator and an ultrasonic stimulation frequency. The ultrasonic transducer can be fixedly or detachably connected to the ultrasonic generator.

본 발명에 따른 시스템에서, 초음파 발생부(101)는 초음파를 생성하기 위한 전기적 신호를 만들고 이 전기적 신호를 초음파 트랜스듀서(102)에서 초음파에너지로 변환된다. 이 초음파 트랜스듀서(102)를 피부위에 부착하여 변환된 초음파의 비열자극 및 비열자극을 원하는 근골격계에 직접 자극을 가한다. In the system according to the present invention, the ultrasonic generator (101) generates an electrical signal for generating ultrasonic waves, and the electrical signal is converted into ultrasonic energy by the ultrasonic transducer (102). The ultrasonic transducer (102) is attached to the skin to directly stimulate the musculoskeletal system with the non-thermal stimulation and non-thermal stimulation of the converted ultrasonic waves.

도 3을 참조하여, 전용 컨트롤 시스템(20)은 초음파 자극기(10)의 전원을 키거나 끌수도 있는 컨트롤부(201)와, 배터리잔량(202), 사용시간(203)등의 정보를 제공한다. 또한 자극을 원하는 부위에 따른 초음파 주파수 선정부(205)와 이외 다른 부위 및 사용자가 원하는 초음파 선정부(204)를 통해 원하는 초음파 주파수를 선택한다. Referring to Fig. 3, the dedicated control system (20) provides a control unit (201) that can turn the power of the ultrasonic stimulator (10) on or off, and information such as the remaining battery level (202) and usage time (203). In addition, the desired ultrasonic frequency is selected through an ultrasonic frequency selection unit (205) according to the desired area for stimulation and an ultrasonic frequency selection unit (204) for other areas and desired by the user.

도 4를 참조하여, 초음파 자극기(10)의 스위치(103)를 사용하여 원하는 초음파 주파수를 선택한다. Referring to Fig. 4, the desired ultrasonic frequency is selected using the switch (103) of the ultrasonic stimulator (10).

도 5를 참조하여, 초음파 자극기(10)와 연결가능한 초음파 트랜스듀서(102) 종류를 나타내며, 단일 주파수를 가진 초음파 트랜스듀서(104), 멀티 주파수를 가진 초음파 트랜스듀서(105), 단일 주파수를 가진 다수의 초음파 트랜스듀서로 구성된 어레이(106)가 있다. Referring to FIG. 5, the types of ultrasonic transducers (102) that can be connected to the ultrasonic stimulator (10) are shown, including an ultrasonic transducer (104) having a single frequency, an ultrasonic transducer (105) having multiple frequencies, and an array (106) composed of a plurality of ultrasonic transducers having a single frequency.

도 6을 참조하여, 제어시스템(20)에서 여러 개의 초음파 주파수 선정시 자동으로 초음파 주파수가 선택되면서, 해당되는 주파수 초음파 자극을 가하여 여러 부위를 동시에 자극이 가능하다. Referring to Fig. 6, when multiple ultrasonic frequencies are selected in the control system (20), the ultrasonic frequency is automatically selected, and ultrasonic stimulation of the corresponding frequency is applied to stimulate multiple areas simultaneously.

이와 같이, 본 발명에 따른 시스템을 근골격계 증상 부위에 따라 주파수를 선정하여 사용한다면 근골격계 증상 개선에 큰 효과를 얻을 수 있게 된다. In this way, if the system according to the present invention is used by selecting a frequency according to the musculoskeletal symptom site, a great effect in improving the musculoskeletal symptoms can be obtained.

또한 별도의 공간이나 시간을 내어 사용하는 것이 아니라 일상생활도중에 사용하여 시공간에 제한을 받지 않게 된다. 이와 더불어 운동 및 재활 전기간 동안 사용이 가능하여 그 효과를 극대화 시킬 수 있게 된다. In addition, it can be used during daily life without being restricted by time or space, rather than having to set aside a separate space or time. In addition, it can be used throughout the entire exercise and rehabilitation period, so its effectiveness can be maximized.

이제까지 본 발명에 대하여 그 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.The present invention has been examined with reference to embodiments thereof. Those skilled in the art will understand that the present invention can be implemented in modified forms without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments should be considered from an illustrative rather than a restrictive perspective. The scope of the present invention is indicated by the claims, not the foregoing description, and all differences within the scope equivalent thereto should be interpreted as being included in the present invention.

Claims

A wearable ultrasound stimulation system capable of generating multi-frequencies for managing musculoskeletal symptoms, comprising an ultrasonic generator capable of generating multi-frequencies, a transducer that converts electrical signals into ultrasound, and a control system capable of monitoring and controlling information from the ultrasonic generator.

In the first paragraph,
A system characterized by generating multi-frequency ultrasonic waves from a single ultrasonic generator board while being battery-powered.

In the first paragraph,
An ultrasonic transducer is a system characterized by being able to be connected to an ultrasonic generator in a fixed or detachable manner.

In the first paragraph
A system characterized by being able to connect not only a transducer having a single general resonant frequency, but also a transducer having multiple resonant frequencies, or an array of transducers each having different resonant frequencies.

In Article 4
A system characterized by connecting a transducer and an ultrasonic generator in a fixed or removable manner.

In the second paragraph
A system characterized in that the frequency of the ultrasound to be used can be selected from an ultrasound generator or through a control system such as an app/software depending on the purpose and area of use.

In the second paragraph
A system characterized by being able to stimulate multiple areas simultaneously by repeatedly changing the ultrasonic frequency when selecting multiple ultrasonic stimulation areas and frequencies.