현재 전기침은 치료 등 의료분야 뿐만 아니라 지방분해 등 비의료 분야에도 널리 사용되고 있는 추세입니다.
기존 전기침 치료기는 전선이 연결된 커다란 집게를 침에 연결해 전기 자극을 주는 방식으로, 환자가 움직이거나 선에 힘이 실리게 되면 침이 구부러지거나 뽑히는 등 불안정한 요소가 있습니다.
또한 기존 전기침 자극은 환자의 상태 및 치료 효과를 판단하는 데 있어 육안 혹은 환자의 느낌 등의 주관적인 요소가 컸습니다.
□ KAIST 전기및전자공학과 유회준 교수와 송기석 박사과정이 우리나라 전통 의학인 침을 응용한 '초소형 스마트 전기침 시스템'을 개발했습니다.
유 교수팀이 개발한 스마트 전기침은 크기가 동전만하고 성능은 뛰어나면서도 가격은 기존 전기침의 1/100 수준으로 저렴합니다.
윤 교수팀은 자체 개발한 직물형 인쇄회로 기판(Planar Fashionable Circuit Board, P-FCB)을 이용해 전기침을 몸에 직접 붙이는 패치형으로 만들어 초소형화를 실현했습니다.
여기에 지능형IC를 갖춰 치료 중 생체 신호를 감지해 환자의 상태를 모니터링 할 수 있습니다.
그러나 이 시스템은 전기침 치료를 하면서 사용자의 근전도 및 체온 등을 감지해 환자의 상태를 파악하면서 다중 생체 신호도 감지해 치료 효과를 보다 객관적으로 검증할 수 있습니다.
또 안정적인 자극을 위해 초저전력으로 제작, 코인 배터리만으로 연속 1시간 이상 동작이 가능해 충분한 치료시간을 확보했습니다.
송기석 박사과정이 개발한 '초소형 스마트 침 시스템'은 최근 세계적인 반도체학술대회인 국제고체회로설계학회에서 발표돼 국내외 관련분야 학자들로부터 많은 관심을 받고 있습니다.
<스마트 전기침 시스템>
『스마트 전기침 시스템』은 전기침 패치, 침, 그리고 전도성 실로 구성된다. 전기침 패치는 동전 500원 정도의 크기로 패치 안에 코인 배터리와 지능형 IC를 탑재하고 있다.
지능형 전기 자극 IC는 0.13㎛ 공정으로 설계가 되어 있으며 12.5㎟의 아주 작은 면적을 갖기 때문에 작은 패치 위에 쉽게 구현될 수 있다. 또한 전력 소모 역시 최대 6.8mW로 매우 낮기 때문에 탑재된 코인 배터리로 1시간 이상의 치료 시간을 보장할 수 있다.
<스마트 전기침 패치 구조>
『스마트 전기침 시스템』의 패치는 크게 3개의 계층으로 구성이 된다. 1) 표면 전극층, 2) 전원층, 3) 회로층이다. 3) 회로층에는 전기 자극 IC와 코인 배터리가 탑재되고 전기 자극 IC와 침은 전도성 부직포와 전도성 실을 통해서 편리하고 안정적으로 연결이 될 수 있다.
<스마트 전기침 패치 구조>
『스마트 전기침 시스템』을 사용하여 전기 자극을 하는 방식을 사용하는 침의 개수에 따라 2가지로 나눌 수 있다. 1) 단일 지점 전기 자극 방식 : 하나의 침과 전기침 패치의 표면 전극 사이에 전류 자극을 하는 방식, 2) 양 지점 전기 자극 방식 : 두 개의 침 사이에 전류 자극을 하는 방식이다.
<기존 전기침과 스마트 전기침 시스템의 비교>
『스마트 전기침 시스템』은 500원짜리 동전 정도의 크기로 매우 작으며 직물위에 회로를 직접 인쇄하는 P-FCB 기술을 이용하여 이물감이 거의 느껴지지 않을 정도로 가볍게 제작되었다.
그리고 기존의 전기침과는 달리 복잡한 전선의 연결이 필요 없어 환자가 움직이는데 제약이 없다. 스마트 전기침 시스템은 전기 자극을 하면서 전기침 패치의 표면 전극을 통해 환자의 근전도 및 체온 정보를 수집/전송하여 환자의 상태에 따라 전기 자극 강도를 자동으로 조절할 수 있다.
<스마트 전기침 시스템 구성도>
스마트 전기침 시스템의 IC는 크게 4부분으로 구성된다.
1) 전기 자극부는 1~500Hz의 40uA~1mA의 자극 전류 펄스를 만들어 낸다.
2) 다중 모드 센서부는 전기 자극 중 근전도와 온도를 매우 낮은 소모 전력으로 감지한다.
3) 감지된 근전도와 온도 정보는 SoC 제어부의 on-chip 메모리에 저장이 된다.
4) 이후 저장된 근전도와 온도 정보는 인체 매질 통신부를 통해서 외부로 전송이 되어 시술자 및 사용자에게 나타나게 된다.
| <전기침> 전기침 치료는 침을 높은 후 저주파 전기 자극을 전달하는 것으로, 문제가 있는 특정 근육과 신경의 부위에만 집중적으로 자극을 전달하므로 치료효과가 훨씬 높고 자극이 강하지 않다. 침을 경혈에 자입하는 기계적 자극 이외에 전침기를 이용하여 전기적 자극을 주어서 자극의 정도를 세게 만들어 효과를 더욱 높이는 것이 다른 용도다. |
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기술의 발전은 끝이 없네요.ㅎㅎ 환자에게 필요한 기술이네요.^^
나중엔 혈액 속에 치료기를 넣고 다니는 나노 치료기기 세상이 온다고 하네.