KR102485936B1

KR102485936B1 - 가려움증의 고열 치료용 장치

Info

Publication number: KR102485936B1
Application number: KR1020197004012A
Authority: KR
Inventors: 데니엘 벙거
Original assignee: 데어마팜 에이쥐
Priority date: 2016-07-12
Filing date: 2017-07-12
Publication date: 2023-01-09
Anticipated expiration: 2037-07-12
Also published as: CA3030224A1; SG11201900257UA; BR112019000502B1; HUE058171T2; CN109475426A; AU2017295000A1; WO2018011262A1; JP7129407B2; AU2017295935B2; TW201811275A; SG11201900258XA; EP3484422A1; TWI744353B; KR20190053175A; MX2019000405A; TWI772314B; ES2912062T3; US20190290477A1; JP2019527607A; WO2018011263A1

Abstract

본 발명은 가려움증의 고열 치료용 장치에 관한 것으로, 예를 들어 곤충에 물린 이후에 치료 동안 처리 표면은 42℃ 내지 56℃의 의 온도에서 2 내지 12초 동안 조절되고 하드웨어-구현 온도 제어기는 상기 처리 표면의 최대 온도를 제한하고 단락 또는 제어되지 않은 연속 가열의 경우 퓨즈는 상기 장치를 차단한다.

Description

가려움증의 고열 치료용 장치

본 발명은 가려움증의 고열 치료용 장치에 관한 것으로, 예를 들어 곤충에 물린 이후에 치료 동안 처리 표면은 42℃ 내지 56℃의 온도에서 2 내지 12초 동안 조절되고 하드웨어-구현 온도 제어기는 상기 처리 표면의 최대 온도를 제한하고 단락 또는 제어되지 않은 연속 가열의 경우 퓨즈는 상기 장치를 차단한다.

가려움(가려움증)은 피부 또는 점막에서 발생하는 주관적으로 불쾌한 감각 지각이다. 이는 국부적으로 제한되거나 신체 전체에 영향을 미칠 수 있다.

종종 가려움증에는 타는듯한 느낌, 찌르거나 쑤시는 느낌이 수반되며, 그 영향을 받는 사람은 종종 할퀴거나, 긁거나, 문지르거나, 꼬집거나, 치대거나 마찰시키면서 해소하려고 시도한다. 따라서 가려움증은 종종 긁힌 자국, 상처, 딱지 및 피부 감염과 같은 병리학적인 피부 발현을 초래한다. 전문가들은 가려움증이 피부의 통증 수용체에 의해 매개 되고 교감 신경계를 통해 뇌에 전달된다고 가정한다. 가려움증에는 많은 원인이 있을 수 있다. 건성 피부, 수분 부족 또는 알레르기 이외에 외부 효과 및 피부 자극(예를 들어 모기에 물린 것 또는 쐐기풀과의 접촉)으로 인해 가려움증이 발생할 수 있다. 가려움증은 화학적, 기계적 또는 열 자극에 대한 반응일 수 있다. 이는 히스타민(모기 물림), 아파민(벌침) 반응과 같은 화학 물질과의 접촉과 같은 외부 자극, 알레르기 면역 반응, 압력 또는 마찰 또는 열 또는 햇빛 노출, 발진(wheal), 두드러기 및 기타 가려움증과 관련이 있는 피부 반응에 의해 발생할 수 있다. 의학적 관점에서, 가려움증을 유발하는 원인 또는 근본적인 질병은 광범위한 피부병 및 내부 질환을 포함한다.

많은 약품 또는 화장품이 가려움증의 약제학적 치료로 알려져 있다. 예를 들어, 멘톨, 티몰 또는 장뇌(camphor)를 포함하는 에센셜 오일은 단기 냉각을 생성하는 데 사용된다. 또한, 크림 또는 로션과 같은 스킨 케어 약제는 피부의 수분 함량을 증가시킴으로써 통증 완화 효과를 가질 수 있다. 또한, 항히스타민제는 예를 들어 디메틴덴말레산염(Dimetindene Maleate) 또는 메피라민(mepyramine)의 투여를 포함하는 유용한 치료 옵션을 나타낸다. 추가 약물에는 국소 포도당 코르티코이드, 마취제, 아연 연고, 칼시뉴린 억제제 또는 캡사이신이 포함된다.

또한, 말벌 또는 벌에 쏘인 부위를 치료하기 위해 상기 쏘인 상처의 위치를 암모니아정(spirits of ammonia)으로 치료할 수도 있지만, 이것은 가려움증에 대한 간단한 완화만 제공하고 부종도 약간 감소시킨다.

그러나 상기 쏘인 상처(sting) 부위에 일정량의 열을 가함으로써 가려움증의 발달을 감소시키는 것이 또한 종래 기술로부터 알려져 있다. 특히 모기 물린 부위의 국소 열처리 장치는 EP 1231875 B1에 기술되어 있다. 상기 장치에는 약 0.2 cm² 크기의 핫 플레이트를 포함하고, 이는 곤충 물린 부위와 접촉하는 동안 50℃ ~ 65℃의 온도가 된다. 가려움증은 이 고열 치료로 영구히 완화될 수 있다. 한편으로는 열을 가하면 가려움증을 일으키는 열 불안정성 곤충 독소가 분해된다. 반면에 열전달은 다른 온도 관련 피부 감각에 의해 가려움증을 마스킹(masking)한다. 따라서, 이러한 치료의 결과로서 피부에 대한 2차 손상, 예를 들어 긁힘으로 인한 벌레 물린 부위의 염증이 또한 효과적으로 방지될 수 있다. 이런 식으로 고열 처리는 곤충 물림을 동반한 피부 발진(wheal)의 발생을 효과적으로 감소시킨다.

고열 치료의 가능한 적용은 또한 헤르페스 질환에도 적용된다. DE 102005002946 A1로부터, 헤르페스 질환의 치료를 위한 장치가 공지되어 있다. 상기 장치는 바람직하게는 10-15 초의 처리시간 동안 49℃ 내지 53℃로 가열되는 20 mm²의 바람직한 크기를 갖는 핫 플레이트를 포함한다. 치료기간 동안, 핫 플레이트는 입술의 영향을 받는 피부 부위, 예를 들어 붉어지는 부위 또는 수포가 이미 형성된 부위와 접촉한다. 열의 적용은 한편으로는 단순 포진 바이러스에 대한 중화 효과에 의한 원인 생물의 증식 억제에 이르게 한다. 반면에 짧은 치료는 온도에 민감한 신경 자극으로 헤르페스 질환에서 가려움증을 마스킹한다. 따라서 이 장치는 헤르페스 질환의 증상, 예를 들어 화끈거림(burning), 붓기(swelling) 또는 발적(redness) 발달, 또는 가려움증의 감소를 특징으로 한다.

또한, US 2007/0049998 A1의 선행 기술로부터, 50℃의 처리 온도를 제공하는 장치는 벌레 물린 부위의 고열 치료로 공지되어 있다. 이 장치는 가려움증을 완화하는 과정이 아직 이 온도에서 촉발되거나 완전히 촉발되지 않는다는 단점이 있다. 곤충에게 물린 부위, 헤르페스 질환, 해파리 발작 또는 가려움증을 동반한 기타 질병의 증상을 경감시키는 고열 치료에 필수적인 과정 중 일부는 50℃ ~ 56℃, 특히 50℃ ~ 53℃의 온도 범위에서만 활성화된다.

선행 기술로부터 공지된 고열 치료용 장치는 곤충에게 물린 부위, 헤르페스 질환, 해파리 찌꺼기 또는 가려움증을 수반하는 기타 질병의 증상을 경감시키는 데 사용할 수 있은 많은 가능성을 특징으로 한다. 그러나 상기 장치에는 단점도 있다.

예를 들어, 공지된 장치에서, 예외적인 경우에 원하는 처리 온도가 초과할 수 있다. 그러나 종래 기술로부터 온도 센서를 사용하여 처리 온도를 제어하는 것이 또한 공지되어 있다. 습기와의 접촉 등으로 장비가 손상되면 전자 제어 장치의 제어 회로가 손상될 수 있다. 이것은 처리 온도의 제어가 정규 제어 회로에 통합되는 경우 특히 그렇다. 이 경우 온도가 원하는 처리 온도 이상으로 상승할 가능성을 배제할 수 없다. 핫 플레이트 또는 처리 표면의 접촉 위치에 따라 바람직하지 않은 결과가 발생한다. 65℃가 넘는 짧은 온도 상승조차도 피부에 지속적으로 손상을 입힐 수 있다. 이것은 특히 열에 민감한 피부 부위, 예를 들어 헤르페스 치료 중 입술이나 벌레에게 물린 얇은 피부 부위의 경우이다.

피부 증상의 고열 치료를 위한 미국 특허 출원 공개 제2007/0049998 A1호가 알려져 있으며, 이는 온도 제어식 발열 구성요소를 사용하여 38℃ - 67℃의 온도에서 5초 이상, 일반적으로 더 오랜 시간 동안 처리 표면을 가열하고, 과열로부터 보호하기 위해 퓨즈를 사용한다. 이러한 과열 방지 방법은 과열로 인해 퓨즈가 교체되어야 한다는 단점이 있다. 또한 여분의 안전 메커니즘이 없으며, 퓨즈가 고장 나면 장기간 동안 표면 과열로 위험하다. 또한 60℃ 이상의 온도, 특히 수 초 이상에 걸친 온도는 매우 불쾌한 것으로 느껴지며 피부를 손상시킬 수 있다. 고온으로 인한 불쾌한 피부 감각으로 인해 치료가 중단되어 치료의 성공이 위험에 빠질 수 있기 때문에 치료 성공을 저해할 수 있다. 이 도구는 박테리아를 파괴하고 피부 자극을 없애기 위해 열을 가하는 치료 개념을 기반으로 한다. 그러나 치료 기간 및/또는 온도는 특정 수용체의 표적화된 자극 및 면역계의 변형에 의해 가려움증을 지속적으로 완화 시키는데 적합하지 않다. 반면에 42℃ 이하의 온도는 온기의 감각을 통해 치료 효과를 얻기에 부적합하다.

US 2011/0184502 A1은 여러 가지 용도의 가열 패드를 기술하고 있으며, 이들 중 일부는 전기적으로 38℃ 내지 71℃의 온도를 전기적으로 몇 분 동안 생성한다. 직렬로 연결된 리셋되지 않는 온도 퓨즈는 이중 안전 기능으로 제안된다. 따라서 여분의 안전 메커니즘이 있는지 확인해야 하지만 이는 되돌릴 수 없으므로 트리거 후 교체해야 한다. 온도 퓨즈를 사용하는 두 번째 단점은 임계값을 초과한 온도에서만 이들이 녹는다는 것이다. 따라서 온도 퓨즈는 이 임계 온도가 적용될 때 특정 반응 시간 후에만 반응하므로 안전 퓨즈와 비교할 때 너무 늦을 수 있다. 임계값을 초과하는 전류의 경우 안전 퓨즈가 이미 열리고, 너무 오랜 시간 동안 흐를 경우 과도한 온도가 발생할 수 있다. 또한, 온도 범위와 가열 공정의 지속 시간은 여러 가지 적용 분야와 분명히 관련이 있지만 열 적용을 통해 가려움증을 완화하는 데는 부적합하다.

따라서 고열 치료의 이점을 구현하고 동시에 안전 위험을 최소화하고, 바람직하게는 과열에 대한 중복(redundant) 안전 메커니즘을 사용함으로써, 그러나 실용적이며 높은 기준을 충족시키는 장치를 공급할 수 있는 것이 바람직할 것이다.

본 발명의 과제

따라서, 본 발명의 한가지 과제는 종래 기술의 결점을 제거하는 고열 치료용 장치를 공급하는 것이다. 따라서, 본 발명의 한가지 과제는 종래 기술의 결점을 제거하는 고열 치료용 장치를 공급하는 것이다.

본 발명의 요약

본 과제는 독립항에 따른 장치로 본 발명에 따라 달성된다. 종속항은 본 발명의 바람직한 실시 예를 제시한다.

바람직한 실시 예에서, 본 발명은 가려움증의 고열 치료용 장치에 관한 것으로,

a) 적어도 하나의 처리 표면(treatment surface) 및

b) 상기 처리 표면의 온도를 조절하기 위한 제어 장치(control device)를 포함하고,

상기 제어 장치는 가열 단계(heating phase)에서 적어도 하나의 가열 요소(element)를 42℃ 내지 56℃의 치료 온도로 가열함으로써 처리 표면을 조절할 수 있고 치료 단계(treatment phase)에서 상기 치료 온도는 2 내지 12초 동안 유지될 수 있으며, 하드웨어-구현 온도 제어기(hardware-implemented temperature controller)는 처리 표면의 최대 온도를 54℃ ~ 58℃, 바람직하게는 약 56℃로 제한하고, 퓨즈는 단락(short-circuit) 또는 제어되지 않은 연속 가열의 경우 장치에 대한 전원 공급을 차단한다.

본 발명의 의미에서 "가려움증의 고열 치료"라는 용어는 바람직하게는 일반적으로 가려움증의 발생을 동반하는 질병의 치료로 정의된다. 이전에 언급했듯이, 이것은 곤충에게 쏘인 상처(sting) 또는 독성이 있는 자포동물(cnidarians)이나 식물과 접촉 후 발생할 수 있는 가려움증의 치료를 특히 포함한다. 또한, 가려움증의 고열 치료용 장치의 바람직한 적용은 홍조, 붓기 또는 가려움증을 동반하는 다른 불쾌한 증상을 유발하는 헤르페스 질환 또는 다른 피부 자극의 치료이다. 가려움증은 바람직하게 피부의 기계적 또는 화학적(예를 들어, 환경 독소 또는 약물) 노출에 의한 것뿐만 아니라 기생충에 의해 유발될 수 있다. 그러나 피부 가려움증은 특정 음식의 섭취, 내부기생충, 뿐만 아니라 자가 면역 반응, 피부 곰팡이, 알레르기, 피부 건조증(xeroderma) 노인성 가려움증, 겨울 가려움증, 신장 또는 간 질환, 대사 장애, 종양, 온도 변동, 물 접촉 또는 심리적 교란에 의하여 발생할 수 있다. 이러한 각종 질병의 증상, 특히 가려움증을 완화하기 위해, 본 발명에 따른 장치는 바람직하게는 증상이 있는 피부 부분 상에 배치된다. 상기 피부 부분이 치료 표면과 접촉한 후에, 제어 장치는 본 발명에 따른 처리 표면의 온도 조절을 보장한다. 바람직하게는 이 목적을 위해, 상기 처리 표면은 먼저 가열 단계에서 42℃ 내지 56℃의 치료 온도가 된다. 상기 치료 단계는 오래 걸리지 않는 것이 바람직하다. 바람직하게는 가열 단계는 10초 이하, 특히 바람직하게는 3초 이하를 취해야 한다. 가열 단계 후에, 상기 처리 표면의 온도는 소정의 치료 온도로 유지되는 것이 바람직하다. 바람직하게는 이 목적을 위해, 상기 치료 온도는 42℃ 내지 56℃의 언급된 범위의 일정한 온도이다.

이 치료 온도는 바람직하게는 치료 단계 동안 일정하게 유지된다. 그러나 치료 온도가 일정하게 유지되지 않는 것이 또한 바람직할 수 있다. 예를 들어, 온도 램프(temperature ramp)에서 상기 처리 표면은 42℃ 와 56℃ 사이의 치료 온도의 범위에서 최대 온도까지 온도를 상승시킬 수도 있다. 그 후, 상기 온도가 치료 온도의 범위 아래로 잠시 떨어지는 것이 바람직할 수 있다. 그러면 램프에서 상기 온도는 다시 상승할 수 있다. 이 바람직한 변형은 놀랍게도 가려움증을 유발하는 일부 피부 질환의 경우에 일정한 치료 온도를 유지하는 것보다 유리한 것으로 밝혀졌다. 예를 들어, 증가하는 온도에 대해 매우 짧은 시간 동안만 최대 온도에 도달한 다음 램프를 통해 다시 약간 냉각하는 것이 유리할 수 있다.

상기 치료 단계는 바람직하게는 온도가 42℃ 내지 56℃의 처리 온도 범위 내에 있는 시간을 지정한다. 특히 바람직하게는 상기 치료 단계는 2초 내지 12초, 가장 특히 바람직하게는 3초 내지 6초 동안 지속된다. 상기 치료 단계가 연속적인 기간을 나타내는 것이 특히 바람직하다. 그러나 램프에서 온도를 조절하여 치료 단계를 잠시 중단할 수도 있다. 이 경우, 상기 치료 단계의 기간은 바람직하게는 처리 표면의 온도가 42℃ 내지 56℃의 치료 온도의 범위 내에서 시간 주기를 지정한다.

2초 내지 12초, 바람직하게는 4초 내지 6초 사이의 치료 단계 동안 처리 표면을 42℃ 내지 56℃의 온도로 조절함으로써, 열 펄스가 발생하여 잘 정의된 양의 열을 제어된 방식으로 피부 영역에 인가하는 것이 가능하게 된다. 이러한 방식으로 유리하게, 예를 들어 말벌 또는 벌에 의한 곤충에 쏘인 부위로 인해 발생하는 가려움증은 놀라운 속도로 효과적으로 완화될 수 있다. 한편으로는 열을 가하면 가려움증을 일으키는 열 불안정성(thermolabile) 곤충 독소가 분해된다. 다른 한편으로, 상기 열 펄스는 신경 자극을 유발하여 상처 부위의 가려움증에 대한 주관적인 인식을 크게 감소시킨다. 놀랍게도, 상기 열 전달은 다른 온도 관련 피부 감각에 의해 가려움증을 마스킹하게 만든다. 고통 수용체를 조절함으로써 가려움 감각을 목표로 하는 가려움증 치료를 위한 종래의 방법과는 달리, 상기 바람직한 열처리는 C 섬유(C fiber)의 자유신경종말(free nerve ending)을 활성화한다. 특히 C 섬유는 신체 감각 시스템의 천천히 전도하는 신경 섬유를 말하며 통증의 감각을 담당한다. 이 과정에서, 특히 통증수용체(nociceptor)라고 불리는 C 섬유의 자유 종말은 중요한 역할을 한다. 섬유의 신경 종말은 조직 호르몬(예를 들어 히스타민, 세로토닌, P물질(substance P))에 의해 활성화된다. 또한, 신경 종말 부근의 비만 세포는 중재자 트립타아제(mediator tryptase)를 방출함으로써 상기 과정에 관여할 수 있다. 특히 가려움증에서의 작용 메커니즘에 대한 지식은 열처리에 의해 놀라운 방식으로 섬유에 의해 촉발된 감각 지각을 조절하는 데 사용된다. 곤충에게 쏘인 상처의 경우 가려움증을 치료하기 위한 장치의 특히 바람직한 사용에 추가하여, 상기 기간 및 온도 값은 헤르페스 질환 및 놀랍게도 예를 들어 독성이 있는 자포동물(cnidarians)이나 쐐기풀과 같은 식물과 접촉 후 다른 가려움 장애의 치료를 가능하게 한다.

바람직한 변형은 42℃ 내지 56℃, 특히 바람직하게는 50℃ 내지 53℃의 치료 온도를 사용한다. 놀랍게도 위의 명명된 파라미터로 가려움증이 특히 크게 감소할 수 있음이 밝혀졌다. 42℃에서 56℃ 사이의 치료 온도와 특히 50℃에서 53℃ 사이의 바람직한 치료 온도는 피부 부위에 영향을 미치므로 가려움증을 신속하고 효과적으로 완화할 수 있다. 특히, 열 및 캡사이신 수용체 TRPV1 및 TRPV2가 상처 피부 부위에서 국소적으로 동시에 활성화되는 경우 가려움 감각의 특히 두드러진 마스킹이 달성될 수 있다는 것이 인식되어 왔다.

TRPV1은 건강한 피부의 급격한 열로 인한 통증에 관여하며 예를 들어 45℃ ~ 50℃ 온도의 열 감각을 조절한다. 또한, TRPV2는 52℃ 이상의 온도에서 발생하는 특히 심한 통증 감각의 경우에 활성화된다. TRPV1의 활성화 임계값은 40℃ ~ 45℃인 반면, TRPV2의 활성화 임계값은 50℃ ~ 53℃ 사이이다(Yao et al 2011, Somogyi et al. 2015, Cohen et al. 2014, Mergler et al. 2014).

온도 센서로서의 TRPV1 및 TRPV2 수용체의 작용 방식의 초기 이해가 문헌에 최근 발표된 연구 결과로부터 나왔지만, 가려움 자각에 대한 그들의 역할은 알려져 있지 않다. 따라서, 당업자는 심지어 문헌을 알고 있어도, 특히 이러한 수용체의 활성화가 가려움증의 특히 효과적인 마스킹을 허용한다고 가정하지 않을 것이다. 이것은 50℃와 53℃ 사이의 좁은 범위에서 처리 표면의 온도 조절을 제공하는, 언급된 특히 바람직한 실시 예에서 특히 이용되는 놀라운 관찰이다. 50℃와 53℃ 사이의 좁은 범위에서 처리 표면의 온도 조절은 치료받는 사람들에게 불쾌감을 주는 강한 통증을 유발하지 않으면서 수용체의 동시 활성화를 놀라 울 정도로 효과적으로 가능하게 한다. 특히 최적화된 작동 범위로서 TRPV2의 활성화 임계값의 범위를 실험적으로 결정할 수 있었다. 이 범위에서는 부작용을 일으키지 않으면서 가려움증을 특히 효과적으로 가리는(mask) 상기 수용체 사이에 피드백 메커니즘이 형성된다고 가정한다. 피부 부위의 선호되는 치료는 가려움증의 완화를 가져오며, 이는 치료 후 몇 시간 동안 의외로 지속된다. 바람직한 실시예의 오래 지속되는 작용 방식은 열 전달에 의한 면역 조절에 적어도 부분적으로 기인한다. 따라서 통증 감각이 가려질 뿐만 아니라 국부적인 피부 자극은 면역 체계의 조절에 의해 적극적으로 억제된다. 따라서, 단일 치료로 인해 가려움증이 지속적으로 완화될 수 있다는 이점이 있다. 그러나 치료가 시간순으로 여러 번 수행되는 것이 또한 바람직할 수 있다. 2초 내지 12초 또는 특히 바람직하게는 4초 내지 6초의 치료 단계의 열의 간격-형태 전달은 부작용을 야기하지 않으면서 가려움증의 신호 경로에 최적의 효과를 달성한다.

본 발명의 의미에서, 상기 처리 표면은 바람직하게는 치료 동안 치료 온도로 가열되고 피부 부분과 직접 열 접촉하는 장치의 면적을 나타낸다. 상기 처리 표면은 연속적인 표면적일 수 있다. 그러나 상기 치료 표면이 몇몇 인접하지 않은 부분 영역으로 구성되는 것이 또한 바람직할 수 있다. 상기 치료 표면의 크기는 가려움증 증상이 있는 피부 부위의 질병 및 크기에 따라 결정되는 것이 바람직하다. 곤충에게 물린 상처의 경우 상기 치료 표면의 크기는 10mm²와 100mm² 사이, 특히 바람직하게는 20mm²와 60mm² 사이이다. 헤르페스의 치료에서, 상기 치료 표면은 바람직하게는 10mm² 내지 80mm², 특히 바람직하게는 20mm² 내지 50mm²이다. 또한, 이들 작은 피부 부분에 대한 상기 치료 표면이 원형인 것이 특히 바람직하다. 이러한 방식으로 선택된 치료 표면의 크기 및 기하학적 구조의 결과로, 원인에 최적으로 적응된 치료가 이루어질 수 있으며, 이는 효율 및 웰빙을 최적화하여 치료 성공의 장기화에 기여한다. 예를 들어 독성이 있는 해파리와 접촉한 후 가려움증이 동반된 대면적 피부 질환을 치료할 경우 1cm² ~ 18cm², 바람직하게는 6cm² ~ 9cm²의 치료 표면이 선호될 수 있다. 지금까지 전문가들은 대면적 치료와 관련된 피부 부위의 경우 피부의 화상이나 고열의 통증과 같은 강한 부정적인 부작용에 의해 가려움증의 양성 완화가 가려질 수 있다고 추정했다. 그러나 약 1cm² 내지 18cm², 바람직하게는 6cm²내지 9cm²의 보다 큰 치료 표면에서, 놀랍게도 가려움에 영향을 받는 대면적 피부 부분이 또한 치료될 수 있다는 것이 인식되었다. 예를 들어, 피부 발진(skin eruption)의 경우, 가려움증이 열로 마스킹함으로써 허용할 수 있는 통증 감각으로 전환되도록 편리하고 간단하게 대응 피부 부분에 치료 표면을 적용하는 것이 가능하다. 　피부에 2차 손상, 예를 들어 긁힘으로 인한 상처 형성은 이러한 방식으로 효과적으로 피할 수 있다. 보다 작은 치료 표면을 갖는 장치의 경우, 큰 부위의 피부 부분을 치료하기 위해서는 여러 위치에서 여러 번 적용해야 한다. 그러나 시간의 경과로 인해 동일한 효과를 얻을 수는 없다.

또한 7cm²와 18cm² 사이의 치료 표면을 사용하는 것이 좋다. 가려움증을 유발할 수 있은 화학적, 기계적 또는 물리적 외부 자극은 세 가지 수용체 세포(감각 세포)에 의해 인지된다. 이러한 감각 세포(sensory cell)는 개방 신경 말단(open nerve ending)이라고 불리는데, 그의 자극 수용 구조는 표피와 그 아래의 진피에 위치하고, 그의 축삭돌기(axon)는 척수로 인지되는 자극에 대한 신호를 전달한다. 이 감각 세포에서 무수성(nonmyelinated) C 섬유는 특히 중요하다. 이의 수용 구조는 어떤 경우 피부 표면 0.1 mm 아래에 존재한다. C 섬유의 경우, 다양상(polymodal) 기계적이고 열에 민감한 섬유와 기계적으로 민감하지 않은, 그러나 열에 의해 자극을 받을 수 있는, C 섬유가 구별된다. C 섬유는 만성 재생 자극을 감지할 뿐만 아니라 통증 수용체(pain receptor) 역할을 한다. 문헌에서 열 자극이 가려움증을 억제할 수 있음이 밝혀졌다. 개별 C 섬유는 피부의 특정 영역에서 자극을 인지하며, 정의된 피부 영역은 감각 세포에 의해 자극된다. 이 영역은 수용 필드(receptive field)으로 지정된다. C 섬유의 수용 필드는 또한 중첩될 수 있다. 소위 마이크로 맵핑(micro-mapping)을 사용하는 인간에 대한 연구에 따르면 기계적으로 민감하지 않은 C 섬유는 최대 5cm²의 크기를 가지고 있다; 기계적으로 민감한 C 섬유의 크기는 다소 작고 크기는 2cm²이다. 따라서, 7cm²와 18cm² 사이의 바람직한 치료 사이즈에서, 상이한 C 섬유 유형의 수용 필드는 놀랍게도 마스킹되고, 또한 수평으로 유출되는 열의 효과가 보상된다.

처리 표면의 크기는 각각의 경우에 피부 부분이 열 펄스를 받는 전체 접촉 면적과 관련되는 것이 바람직하다. 몇 개의 부분 영역으로 구성된 치료 표면의 경우, 처리 표면의 크기는 개별 부분 영역의 합계에 상당하는 것이 바람직하다. 특정 발현 형태의 가려움 유발성 질환에서, 부분적인 영역으로의 그러한 분할은 특정 신체 부위의 치료에서처럼 유리할 수 있다.

처리 표면은 적어도 하나의 가열 요소(heating element)의 도움으로 처리 온도에 도달하는 것이 바람직하다. 바람직한 실시 예에서, 상기 처리 표면은 가열 요소를 사용하여 가열된 핫 플레이트의 표면적에 상응하고, 예를 들어 반도체 소자가 사용될 수 있다. 그러나 처리 표면은 또한 몇몇 가열 요소에 의해 온도-제어되는 균일한 물질 표면일 수 있다. 예를 들어, 2 또는 4개의 가열 요소를 사용하여 처리 표면을 특히 균질하고 신속하게 처리 온도로 가져 오는 것이 바람직할 수 있다. 가열 요소를 포함하는 핫 플레이트를 코팅하는 것이 또한 바람직할 수 있다. 이 경우, 상기 처리 표면은 바람직하게는 핫 플레이트 상의 코팅으로서 정의된다. 따라서, 치료 온도는 바람직하게는 항상 환자의 피부 부분에 존재하는 온도를 특정한다. 사용 영역에 따라 바람직한 가열 요소와 처리 표면의 조합에 관한 실시 예를 통해, 효율, 소형화 및 처리의 성공면에서 최적화된 장치가 제공될 수 있다.

제어 장치는 치료 온도가 처리 표면에 존재하는 방식으로 가열 요소의 가열을 조절할 수 있는 것이 바람직하다. 이러한 방식으로, 치료 온도의 최적 제어가 보장될 수 있고 처리 표면의 바람직하지 않은 과열이 방지될 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 제어 장치(control device)는 치료 온도에 대한 미리-특정된 값에 따라 적어도 하나의 가열 요소의 도움으로 처리 표면의 온도를 조절하도록 구성되는 프로세서, 프로세서 칩, 마이크로프로세서 또는 마이크로 컨트롤러인 것이 바람직하다. 이러한 제어 장치는 소형화, 신뢰성, 비용 효율, 저전력 소비 및 높은 제어 효율을 특징으로 한다.

적어도 하나의 가열 요소는 종래 기술로부터의 다양한 실시 예가 적절히 알려진 구성 요소이다. 예를 들어, 가열 요소는 전류 흐름에 따라 잘 정의된 온도가 생성되는 전력 저항을 포함할 수 있다. 바람직하게는 전계효과 트랜지스터(FET)가 가열 요소를 통과하는 전류의 흐름을 정량적으로 제어하는데 사용될 수 있다. 그러나 FET 자체를 가열 요소로 사용하는 것이 바람직할 수도 있다. 여기서, 트랜지스터 자체의 에너지 소산은 열을 발생시키고 처리 표면을 치료 온도로 가져 오는데 사용된다. FET는 가열 소자로서 특히 바람직한데, 그 이유는 FET가 소형이기 때문에 상기 장치의 크기를 줄일 수 있다. 또한, FET는 매우 역동적인 열 발생 및 열 방출, 특히 가열 요소의 신속한 반응 거동을 통해 특히 반응적이고 보장한다.

바람직하게는, 상기 제어 장치는 가열 요소로의 전류 공급을 미리 설정함으로써 처리 표면에 존재하는 온도를 제어할 수 있다. 예를 들어, 교정을 사용하여, 가열 요소에서의 전류 흐름 및/또는 전압과 처리 표면에서의 온도 사이의 상관관계가 결정될 수 있고, 이 보정에 따라 42℃에서 56℃ 사이의 원하는 치료 온도를 항상 설정할 수 있다. 그러나 피드백 루프를 사용하여 제어 장치에 의해 치료 온도를 조절하는 것이 또한 바람직할 수 있다. 따라서, 치료 표면의 온도를 측정하는 온도 센서를 사용하는 것이 바람직할 수 있으며, 상기 제어 장치는 온도 데이터에 기초하여 가열 요소로의 전류 공급을 조절한다. 이를 위해, 예를 들어, 상기 제어 장치는 측정 데이터를 평가하고 전류 파라미터를 확립할 수 있는 마이크로프로세서를 포함할 수 있다. 이 방법으로 온도를 매우 효율적이고 안정적으로 제어할 수 있다.

특히 바람직하게는, 상기 장치는 치료 표면의 온도를 제어하는 적어도 2개의 추가적인 안전 요소(safety element)를 포함한다.

한편으로, 상기 장치는 하드웨어-구현(hardware-implemented) 온도 제어기를 포함하고, 이는 처리 표면의 최대 온도를 54℃ 내지 58℃, 바람직하게는 약 56℃의 값으로 제한한다. 최고 온도는 바람직하게는 치료 단계 동안 처리 표면이 도달하는 최대 온도를 나타낸다. 하드웨어-구현 온도 제어기는 유리하게도 최대 온도가 54℃ 내지 58℃, 바람직하게는 약 56℃를 초과하지 않도록 보장한다. 본 발명의 의미에서, 약, 대략, 거의 또는 동의어와 같은 문구는 바람직하게는 ±10% 미만, 바람직하게는 ±5% 미만, 특히 바람직하게는 ±1% 미만의 허용 오차 범위를 나타낸다. 본 발명의 의미에서, "하드웨어-구현 온도 제어기"는 바람직하게는 하드웨어 기반의 처리 표면에 대한 온도 제어 시스템을 나타내고 처리 표면에 대한 가열 요소로의 전력 공급을 스위치 오프할 수 있다. 특히, "하드웨어-구현 온도 제어기"는 바람직하게는 예를 들어 마이크로프로세서와 같은 제어 장치에 의한 가열 요소의 조절과 독립적으로 최대 온도가 초과할 때 가열 요소로의 전원 공급을 차단할 수 있게 한다. 예를 들어, 가열 요소를 조절하기 위한 펌웨어 프로그램이 이미 제어 장치상에 설치된 경우, 하드웨어-구현 온도 제어기가 펌웨어의 고장 또는 부정확한 성능의 경우에도 처리 표면의 최대 온도를 신뢰성 있게 제한하는 것이 바람직하다.

이러한 방식으로, 장치의 처리 표면이 최대 온도를 초과하지 않는 단순한 설계 수단을 통해 특히 효과적으로 보장할 수 있다. 예를 들어 액체가 들어간 후에 제어 장치에 제어 오류가 발생하더라도, 상기 하드웨어 기반의 온도 제어기로 인해 치료 표면이 54℃에서 58℃ 사이, 바람직하게는 56℃ 사이의 최고 온도를 초과하지 않도록 언제든지 가능하다. 온도 제어를 위한 이 추가 기술 요소를 통해 고온 열처리를 위한 장치의 기능을 방해하지 않고도 우수한 안전 표준을 보장할 수 있다.

놀랍게도, 54℃ 내지 58℃, 바람직하게는 약 56℃의 최대 온도는 치료 성공을 위태롭게 하지 않거나 피부 상에서 불쾌감을 유발하지 않으며, 이 최대 온도는 과열을 방지하기 위한 이상적인 첫 번째 안전 단계를 나타낸다.

부가적인 안전 요소로서, 본 발명에 따른 장치는 상기 장치 내의 단락(short-circuit) 또는 상기 장치의 제어되지 않은 연속 가열의 경우, 장치로의 전력 공급을 차단하는 안전 퓨즈를 포함한다. 본 발명에 따른 의미에서, 안전 퓨즈는 바람직하게는 전류의 세기가 결정된 시간 동안 제한 값을 초과하자마자 예를 들어 퓨즈 요소의 용융에 의해 전기 회로가 차단될 수 있는 초과 전류 보호 메커니즘으로 정의된다. 상기 　안전 퓨즈는 상기 장치에 전원 전압의 입력과 상기 장치 자체 사이에 설치하는 것이 바람직하다. 장치로의 공급 전압(supply voltage) 공급으로부터 제어되지 않는 높은 전류의 흐름에 의해 특징 지워지는 오작동이 발생하면 상기 안전 퓨즈는 유리하게 장치에 대한 전원 공급을 완전히 차단한다. 안전 퓨즈는 충분히 빠른 보호 기능을 제공하며, 반면에 매우 안정적인 보호 기능을 제공한다.

장치의 결함 없는 설계 및 하드웨어-구현 온도 제어기의 공급에도 불구하고 극히 드물게 잘못된 작동으로 인해 가열 요소의 연속적인 가열 발생을 배제하는 것은 불가능하다. 본 발명의 의미에서 가열 요소의 연속적인 가열은 바람직하게는 가열 요소의 온도가 제어되지 않고 상승한다는 것을 의미한다. 즉, 제어 장치의 도움으로 온도에 기초한 조절이 없다. 이러한 고장 중에 하드웨어-구현 온도 제어기가 고장 나면, 상기 처리 표면은 원하는 처리 온도보다 훨씬 높은 온도, 예를 들어 65℃를 훨씬 초과하는 온도로 제어 불가능하게 상승할 수 있다.

이러한 바람직하지 않은 연속적인 가열은 극히 드물게 발생하지만 환자에게 심각한 부상을 입힐 수 있다. 이것은 특히 고열로 치료할 피부 부위가 대개 민감하고 예를 들어 발적, 부기 또는 심지어 상처 형성으로 특징지어지기 때문이다. 온도가 65℃ 이상으로 명백하게 상승하면 이 부위에서 심한 국소 통증을 유발하고 화상을 입을 수 있다.

장치의 특별한 사용 환경과 관련 안전 요구 사항을 고려하여, 상기 언급된 안전 퓨즈는 처리 표면의 가열이 오작동의 가장 드문 경우에도 스위치 오프될 것이라는 것을 보장할 수 있기 때문에 특히 유리하다. 예를 들어 안전 퓨즈의 도움으로, 임의의 온도 측정과는 독립적으로, 결함이 있는 온도 센서로 인해 처리 표면의 과도한 가열이 억제될 수 있다. 장치에 대한 전원 공급은 가장 높은 안전 요구 사항을 충족시키는 중앙 규제 인터페이스(central regulatory interface)를 나타내는 것으로 인식되었다. 상기 장치에 공급하기 위한 전류 흐름에 상기 안전 퓨즈를 통합함으로써 최대 공급 전류가 특정 시간을 초과하지 않도록 보장할 수 있다. 원하는 온도 이상의 가열 요소의 연속적인 가열 및 비제어 가열은 증가한 전류 흐름과 관련되기 때문에, 이러한 방식으로 처리 표면의 과열이 특히 확실하게 방지될 수 있다. 특히, 상기 전류 제어기는 전류가 그 강도에 상응하는 온도를 생성하기에 충분히 오래 존재하기 전에 매우 신속하게 반응할 수 있다. 순전히 온도에 기반한 최후의 수단 안전 메커니즘은 관련된 구성 요소의 열적 관성(thermal inertia) 때문에 충분히 빠를 수 없다.

본 발명에 따른 장치에서, 하드웨어-구현 온도와 안전 퓨즈의 결합된 사용의 특히 유리하고 시너지 효과가 나타난다.

예를 들어, 안전 퓨즈의 한 가지 단점은 단일 트리거링 이후에 상기 장치로부터 공급 전압을 영구적으로 분리한다는 것이다. 안전 퓨즈를 트리거한 후 장치를 다시 사용하려면 기술자가 수리해야 한다(예를 들어 안전 퓨즈 교체). 비용의 관점에서, 상기 장치는 일반적으로 안전 퓨즈의 트리거링에 의해 사용 불가능하게 된다.

그러나 유리하게는, 하드웨어-구현 온도 제어기는 상기 장치로의 전원 공급을 영구적으로 차단할 필요가 없도록 설정된다. 그 대신, 하드웨어-구현 온도 제어기는 상기 처리 표면의 온도가 최대 온도를 초과할 때, 가열 요소로의 전원 공급은 초과 시간 동안 차단된다. 따라서, 하드웨어-구현 온도 제어기에 의한 전류 차단은 바람직하게는 가역적이다. 즉 처리 표면의 온도가 다시 최대 온도 이하로 떨어지자마자, 가열 요소는 다시 가열될 수 있다.

따라서 한 번 오작동이 발생한 후에도 상기 장치의 정상적인 사용을 계속할 수 있다. 최대 온도 선택, 온도 조절기의 효과 및 독립성으로 인해 사용자가 불쾌감을 느끼는 온도가 발생하지 않기 때문에 사용자는 오작동을 인지하지 못하고 오작동이 발생하면 장치는 다음 사용시 다시 완벽하게 작동할 수 있다.

하드웨어-구현 온도 제어기의 안전 기능과 안전 퓨즈의 결합은 안전 장벽의 계층 구조로 인해 가능한 가장 경제적인 수단으로 놀라운 신뢰성 있는 온도 제어를 가능하게 한다.

하드웨어-구현 온도 제어기의 안전 기능과 안전 퓨즈의 결합으로 인한 추가 시너지 효과는 예를 들어 가능성은 낮지만 가능할 수 있는 제어 장치의 일회성 오류는 하드웨어-구현 온도 제어기에 의해 가역적으로 유지된다는 사실에서 나타난다. 그러나 하드웨어-구현 온도 제어기를 구성하는 매우 큰 문제가 발생해야 하는 경우 안전 퓨즈는 최후의 수단으로 작동한다. 그러나 이것은 되돌릴 수 없으므로 이러한 상황에서 위험할 수 있는 사용자의 더 이상 사용은 불가능할 수 있지만 기술자 또는 전문 상점에 대한 출장을 계획할 수 있다.

바람직하게는, 처리 표면의 온도는 이미 제어 장치의 도움으로 일어난다. 예를 들어, 결함 전자 장치로 인해 제어 장치가 고장이 나면, 하드웨어-구현 온도 제어기는 가열 요소가 제어 장치와 독립적으로 차단되도록 한다. 제어 장치의 이러한 오작동의 경우에도 안전 퓨즈가 트리거되지 않는다. 예를 들어 상응하는 구조적 요소에 대한 손상의 경우, 극히 드문 경우지만 제어 장치와 하드웨어-구현 온도 제어기가 모두 실패해야만 안전 퓨즈가 최종 제어 요소를 보장한다. 높은 가열로 인해 가열 요소에 대한 증가된 전류 요구가 발생하면, 안전 퓨즈는 장치의 전원 공급을 완전히 차단한다. 이 안전장치의 그라데이션을 통해 제어 장치의 일회성 오작동을 극도로 안전하게 방지할 수 있다. 하드웨어-구현 온도 제어기는 장치의 유용성에 영향을 미치지 않고 눈에 띄지 않고 신속하게 개입한다. 다운스트림 안전 퓨즈로 더욱 높은 안전 수준을 달성할 수 있으므로 사용자에게 일반적으로 효과적이고 안전한 치료 장치를 제공할 수 있다.

놀랍게도 안전 장벽을 연속적으로 연결함으로써 상기 치료 표면이 환자를 위험에 빠뜨릴 수 있는 온도 범위로 들어 가지 않도록 보장할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시 예에서, 상기 장치는 처리 표면의 온도를 측정하기 위한 적어도 하나의 제1온도 센서를 포함하며, 상기 제어 장치는 상기 온도 센서의 측정 데이터에 기초하여 상기 하나 이상의 가열 요소의 온도를 조절한다. 이러한 온도 센서에 의하면, 상기 처리 표면의 온도는 제어 장치에 의해 매우 신뢰성 있게 조절될 수 있다.

본 발명의 의미에서, 온도 센서는 바람직하게는 전기 또는 전자 제어 요소가 온도에 따라 전기 신호를 발생시킨다. 많은 온도 센서가 선행 기술로부터 공지되어 있으며, 예를 들어 반도체 온도 센서, 저항 온도 센서, 초전 재료(pyroelectric material), 서모커플(thermocouple) 또는 진동 쿼츠(vibratory quartz)가 있다. 또한, 제어 장치는 핫 플레이트의 조절을 수행하기 위해 상기 온도 센서로부터 측정된 값을 수신하고 평가할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다. 가열 플레이트의 조절은 바람직하게는 전류 또는 전압을 인가함으로써 달성될 수 있다. 상기 온도 센서가 처리 표면의 온도를 직접 측정하는 것, 즉 온도 센서가 처리 표면과 접촉하는 것이 특히 바람직하며, 상기 온도 센서는 상기 처리 표면의 내부면과 상기 처리 표면의 외부면 모두에 존재할 수 있거나 또는 상기 처리 표면 내에 구현될 수 있다. 그러나 상기 온도 센서가 직접 접촉하지 않고 상기 처리 표면, 그러나 대신에 상기 가열 요소 또는 가열 요소와 처리 표면 사이의 물질 점(material point)을 모니터링하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 상기 처리 표면을 가열하는 여러 가열 요소의 경우, 가열 요소 사이에 온도 센서를 배치하는 것이 바람직할 수 있다. 마찬가지로, 가열 요소에 대한 온도 또는 상기 처리 표면으로부터 일정 거리에 있는 측정 부위에 대한 측정 데이터로부터 처리 표면의 온도에 관해 결론을 이끌어 낼 수 있다. 본 발명의 의미에서, 상기 처리 표면의 온도는 처리 표면의 평균 온도를 의미하는 것이 바람직하다.

처리 표면의 온도를 평가하면 적어도 하나의 가열 요소를 특히 정밀하게 조절하여 처리 표면에 최적의 온도 분포를 보장하고 따라서 치료할 피부 부위로 열을 전달할 수 있다. 특히 가려움증을 수반할 수 있는 다양한 질병을 치료하기 위한 장치의 많은 응용 가능성의 관점에서, 상기 제어 장치를 이용한 온도-기반 피드백 조절은 최적의 온도 값으로 신뢰할 수 있는 고열 치료를 수행하는데 적합하다.

본 발명의 바람직한 실시 예에서, 상기 하드웨어-구현 온도 제어기는 상기 처리 표면의 온도를 측정하기 위한 적어도 하나의 제2온도 센서 및 비교기(comparator)를 포함하며, 상기 비교기는 상기 처리 표면의 온도와 상기 최대 온도를 비교하고, 최대 온도가 초과하면, 적어도 하나의 가열 요소로의 전류 공급을 정지시킨다. 본 발명의 의미에서, 비교기는 2개의 전압을 비교하기 위한 전자 회로를 지정하는 것이 바람직하며, 출구(outlet)에서 두 전압 중 높은 전압을 이진 비교(binary comparison)로 나타낸다. 종래 기술에서, 하나의 이진 출력 신호를 출력하기 위해 2개의 아날로그 전압을 사용하여 어느 입력 전압이 더 높은지를 나타내는 다양한 비교기가 충분히 잘 알려져 있다. 슈미트 트리거(Schmitt trigger)는 비교기 회로의 예로서 언급될 수 있다. 전압 스플리터(voltage splitter)를 사용하여 상기 비교기의 하나의 입력에 전압을 인가하는 기준 값이 바람직하다. 이 기준 값은 처리 표면의 온도가 최대 온도와 동일하면 제2온도 센서가 나타내는 전압 값에 대응하는 것이 바람직하다. 상기 비교기의 제2입력에서, 상기 처리 표면의 온도에 의존하는 상기 온도 센서의 출력 전압이 존재하는 것이 바람직하다. 특히 바람직한 온도 센서는 NTC 서미스터, 즉 열 저항기를 포함한다. 이는 온도 계수가 음수이므로, 따라서 온도가 증가하면 저항이 감소하고 더 높은 전류가 흐른다. 그러나 양의 온도 계수를 갖는 포지스터(posistor), 즉 PTC 서미스터가 또한 사용될 수 있으므로, 온도가 증가할 때 저항이 증가하고 보다 낮은 전류가 흐르게 된다.

처리 표면의 온도가 상승하면, 상기 제2온도 센서에 의해 조절된 비교기에서의 전압 값은 최대 온도에 대응하는 전압 기준 값 쪽으로 이동한다. 온도가 최대 온도를 초과하면 비교기의 출력 신호는 2진법으로 바뀐다. 상기 비교기는 바람직하게는 가열 요소의 전원에 통합된다. 즉, 처리 표면의 온도가 최고 온도에 도달하기 전에는, 상기 비교기는 바람직하게는 가열 요소의 공급 전압을 차단 해제(unblock)한다. 그러나 온도가 최대 온도보다 높아지자마자, 상기 비교기의 출구는 차단되어 가열 요소로의 전력 공급을 차단한다. 처리 표면의 온도가 다시 떨어지면, 공급 전압은 상기 비교기에 의해 다시 차단 해제(unblock)되는 것이 유리하다. 결과적으로, 상기 가열 요소의 가역적 온/오프 스위칭은 처리 표면의 온도가 최고 온도를 초과하는 시간 기간 동안만 일어날 수 있다. 또한, 상기 장치가 켜질 때 상기 비교기가 제어 장치에 의해 잠금 해제되는 것이 바람직할 수 있다. 따라서, 장치의 정확한 시동(start-up)이 일어나지 않으면, 상기 비교기는 가열 요소의 전류 공급이 차단되도록 설정 단계에서 구성된다.

설명된 하드웨어-구현 온도 제어기의 바람직한 실시 예는 테스트에서 특히 견고하고 신뢰할 수 있는 것으로 입증되었다. 안전 스위치의 가역성과 단순한 설계로 인해, 바람직한 실시 예는 또한 낮은 제조 및 유지 비용을 특징으로 한다.

제어 장치의 독립적인 설계 및 전용 온도 센서로 인해 제어 장치의 구성 요소가 고장난 경우에도 안정적인 작동을 보장할 수 있다.

게다가, 비교기는 신속한 스위칭 용량뿐만 아니라 신뢰성으로 구별되는 널리 사용되는 전자 부품이기 때문에 비교기를 사용하여 기술된 형태의 하드웨어-구현 온도 제어기는 특히 빠르다. 따라서, 예를 들어, 나노초(nanosecond) 또는 그 이하의 스위칭 시간을 갖는 비교기가 이용 가능하다. 놀랍게도 상기 회로에서 비교기의 사용을 통해, 그들의 높은 동작 속도 때문에, 처리 표면의 과열로부터 보호하기 위한 특히 효과적인 메카니즘이 구성될 수 있음이 밝혀졌다.

본 발명의 바람직한 실시 예에서, 상기 장치는 안전 퓨즈가 65℃와 70℃ 사이의 값, 바람직하게는 1초 동안 65℃의 값으로 처리 표면의 가열에 상응하는 최대 전류에 대한 임계 값을 갖는 것을 특징으로 한다. 테스트 결과 1초 이상 65℃ 이상으로 온도가 올라가면 통증에 매우 중요하며 피부에 손상을 줄 수 있음이 입증되었다. 바람직하게는, 이러한 파라미터 값들에 대해 안전 퓨즈를 설정함으로써, 안전 퓨즈는 처리 표면의 중요하지 않은 온도 상승의 경우에 조기에 트리거되지 않을 것이다. 이런 방식으로 안전을 손상시키지 않고 경제적 효율성을 높일 수 있다. 당해 기술 분야의 숙련자는 가열 요소의 전기적 파라미터에 기초하여 지시된 값을 보장하기 위해 어느 안전 퓨즈가 선택되어야 하는지를 알고 있다. 이를 위해 처리 표면의 온도를 동시에 측정하면서 전류 흐름을 측정할 수 있다. 또한, 바람직하게는 20ms 미만의 전류 증가에 반응하는 고속-작동(fast-acting) 안전 퓨즈를 사용하는 것이 특히 바람직하다. 따라서 20ms 미만의 단기간의 전류 증가조차도 처리 표면의 열 관성(thermal inertia)으로 인해 1초 이상 온도 상승을 초래할 수 있음을 인식하였다.

리셋-불가능(non-resettable), 순전히 온도에 의존하는, 용융에 의해 마찬가지로 기능하는 온도 퓨즈와 비교하여, 여기에 사용되는 전류 의존형 안전 퓨즈에는 몇 가지 장점이 있다. 리셋-불가능, 순전히 온도에 의존하는 온도 퓨즈의 경우, 임계 값 이상으로 전류를 인가하면 용융이 일어나지 않고, 오직 정의된 최대 온도보다 높은 외부 온도의 인가시에만 용융이 일어난다. 따라서 리셋-불가능, 순전히 온도에 의존하는 온도 퓨즈와 달리, 전류-의존 안전 퓨즈는 비교적 오랜 기간 동안 상승된 전류의 결과로서 소정의 바람직하지 않은 온도에 도달하기 전에도 반응할 수 있다. 마찬가지로, 리셋-불가능, 순전히 온도에 의존하는 온도 퓨즈는 정의된 최대 온도보다 높은 외부 온도가 존재할 때 항상 일정한 반응 시간을 필요로 한다. 이런 방식으로 위험한 온도 상승이 발생할 수 있다. 이와는 대조적으로 전류-의존 안전 퓨즈는 시스템 관련 대기 시간이 최소인 상태에서보다 신속하게 대응한다.

본 발명의 바람직한 실시 예에서, 상기 장치는 안전 퓨즈의 임계 값이 바람직하게는 1A와 2.5A 사이, 특히 바람직하게는 약 2A인 것을 특징으로 한다. 테스트에 따르면 선호되는 가열 요소와 관련하여 언급된 임계 값은 처리 표면의 온도가 1초 이하로 65℃ ~ 70℃를 초과한다는 특히 우수한 신뢰성을 보장한다. 따라서 1A 이상 2.5A 이하에서 상기 안전 퓨즈가 용융됨으로써 상기 처리 표면의 온도가 건강에 해로운 범위로 들어가지 않도록 할 수 있다. 따라서, 정상적인 치료의 경우, 2.5A 미만, 바람직하게는 1A의 정상적인 치료 전류가 발생한다. 오작동이 발생하면, 예를 들어, 연속 가열의 경우, 증가된 전류가 흐를 것이다. 이 경우 퓨즈가 개입하여 제어되지 않은 가열을 효과적으로 방지한다.

약 54℃와 58℃ 사이의 값, 바람직하게는 약 56℃의 값으로 하드웨어-구현 온도 제어기의 최대 온도를 유리하게 선택함으로써, 임계 값 이상의 전류 값으로 안전 퓨즈를 트리거하기 위한 온도로부터의 거리가 충분히 큰지 확인하는 것도 가능하다. 예를 들어 하드웨어-구현 온도 제어기를 포함하여 심각한 오작동이 발생하지 않는 한, 적어도 퓨즈 교체로 이어질 수 있는 안전 퓨즈의 의도하지 않은 트리거링을 피할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시 예에서, 상기 장치는 상기 처리 표면이 0.2mm와 5mm 사이의 두께, 바람직하게는 0.5mm와 2mm 사이의 두께, 특히 바람직하게는 1mm와 1.5mm 사이의 두께를 가지며, 50℃에서 20 내지 400W/mK 사이, 바람직하게는 100 내지 350W/mK 사이의 열 전도도를 갖는 재료로 구성되는 것을 특징으로 한다. 열전도도(열 전달 계수로도 알려짐)는 바람직하게는 처리 표면이 제조되는 재료의 열적 특성을 특징으로 한다. 열전도도는 온도 구배가 적용될 때 처리 표면을 통해 전도되는 열의 양을 나타낸다. 열 전도도 이외에, 열 전달은 처리 표면의 두께, 처리 표면의 크기 및 처리 표면의 내부(가열 요소와의 접촉)와 처리 표면의 외부(피부와의 접촉) 사이의 온도차에 의존한다. 상기 열전도도는 켈빈(K)에서 단위 온도 차이 당 및 미터 당 와트(W)에서 운반된 열 출력의 비율로 보고되는 것이 바람직하다. 그러나 열전도도는 바람직하게 밀리켈빈(mK)에서 단위 온도 차이 당 와트(W)에서 운반된 열 출력의 비율로 보고될 수 있다. 열전도도가 온도의 함수에 따라 약간 변할 수 있기 때문에, 현재의 경우 기준 온도는 50℃로 주어진다. 처리 표면의 두께는 또한 피부와 접촉하는 가장 외부 표면과 가열 요소가 적용되는 가장 내부 표면 사이의 처리 영역의 크기를 우선적으로 지정한다.

50℃에서 100 내지 350W/mK 사이의 바람직한 열 전도도와 함께 0.2mm 내지 5mm, 바람직하게는 0.5mm 내지 2mm, 특히 바람직하게는 1mm 내지 1.5mm의 처리 표면 두께에서, 특히 피부에 대해 치료학적으로 효과적인 열의 방출이 일어난다. 실험 조건하에서 언급된 바람직한 파라미터는 놀랍게도 유리한 것으로 판명되었다. 예를 들어, 이러한 방식으로 설계된 치료 표면은 상처 피부 부분에 불쾌한 찌르는 듯한 통증을 유발할 수 있는 과도하게 빠른 열 방출을 피한다. 그럼에도 불구하고, 열 방출은 수용체 및 가려움증을 효과적으로 활성화시키기에 충분히 갑작스러운 시간 동안 일어난다. 따라서, 언급된 파라미터는 당업자에게 명백하지 않은 최적화된 선택을 나타낸다. 또한, 상기 파라미터는 바람직하게는 치료 단계 동안 잔류 열의 출현이 위험을 나타내지 않도록 처리 표면으로부터의 열이 피부 부위에 신속하고 효과적으로 방출된다.

바람직한 구체 예에서, 상기 처리 표면은 세라믹 또는 금을 포함한다. 상기 처리 표면이 금 또는 세라믹으로 구성되는 것이 특히 바람직하다. 한편으로 세라믹 및 금 재료는 실험적으로 결정된 바람직한 열 전도율 범위 내에 있다. 또한, 재료 자체는 너무 오랫동안 열을 저장하지 않는 것이 바람직하므로, 이들 재료는 상대적으로 빠르게 가열 및 냉각된다. 이렇게 하면 치료 단계 후에 처리 표면의 열이 잔류 열로 인해 위험을 나타내지 않도록 보장할 수 있기 때문에 안전성을 높일 수 있다. 또한, 세라믹 및 금은 모두 바람직한 처리 온도에서 높은 생물학적 적합성을 특징으로 한다. 이러한 물질을 선택할 때 알레르기 반응이나 기타 부작용은 특히 효과적으로 피할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시 예에서, 상기 처리 영역은 치료주기에 따라 점등되는 마커(marker)로 둘러싸인 것을 특징으로 한다. 예를 들어 마커로서, 상기 처리 표면을 광 가이드로 둘러싸는 것이 바람직할 수 있다. 이것은 예를 들어, 가열 단계 또는 치료 단계 동안 조명될 수 있다. 고열 치료의 성공은 치료 표면의 위치를 명시적으로 밝게 표시함으로써 증가할 수 있음이 밝혀졌다. 예를 들어, 시각적 마킹은 치료 피부 부분에 중앙 집중식 적용을 촉진하여 열 펄스를 목표 피부에 적용할 수 있다. 조명된 마커를 사용하면 어둠 속에서 밤에는 야외 텐트에서 문제없이 장치를 사용할 수도 있다.

본 발명의 추가의 바람직한 실시 예에서, 상기 장치는 가열 단계의 시작, 치료 온도의 도달, 치료 단계의 지속 기간 및/또는 치료 단계의 종료를 청각 또는 광학 신호로 나타내는 광학 디스플레이 또는 음향 발생기를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 광학 디스플레이는 바람직하게는 발광 다이오드(LED), 전구, 액정(LCD) 디스플레이 또는 다른 공지된 광학 디스플레이 유형에 의해 수행될 수 있다. 바람직하게는, 기능에 적합한 컬러 코드(color code)가 사용된다. 예를 들어, 가열 단계는 주황색 신호, 치료 단계는 적색 신호, 치료 단계의 끝은 녹색 신호로 표시할 수 있다. 음향 신호 발생은 양호하게는 짧거나 긴 비프음을 방출하는 라우드 스피커에 의해 달성된다. 광학 및/또는 청각 신호를 통해 사용자는 준비 또는 치료 단계의 어느 시점에서든 장치의 상태를 알 수 있다. 놀랍게도 이것은 추가적인 심리적 효과를 유발하여 생성된 신호에 집중을 통해 가려움증을 훨씬 더 감소시킨다. 또한, 바람직한 실시 예에 있어서, 조작의 용이함 및 안전성 및 환자 순응성이 크게 증가된다. 또한 광학 및/또는 청각 신호를 통해 추가 안전 메커니즘을 도입할 수 있다. 예를 들어, 온도가 허용된 최대치를 초과했음을 사용자에게 신속하고 명확하게 알릴 수 있다. 결과적으로, 사용자는 피부 손상이 발생할 수 있기 전에 피부 부분으로부터 치료 표면을 제거할 수 있다. 통증 감각에 대한 자기 방어 반응은 광학 및/또는 청각 경고 신호에 대한 반응보다 분명히 느리기 때문에 신호 생성은 상기 장치의 부가적이고 효과적인 안전 특성을 나타낸다.

추가적인 바람직한 실시 예에서, 상기 장치는 방수 하우징(watertight housing)을 포함한다. 상기 하우징은 제어 장치 및 다른 전자 부품을 특히 둘러싸는 상기 장치를 위한 외부 케이싱인 것이 바람직하다. 상기 하우징이 하우징 헤드 및 하우징 손잡이를 갖는 것이 바람직하고, 상기 처리 표면은 하우징 헤드의 하부 섹션에 위치하는 것이 바람직하다. 처리 표면의 온도를 제어 및 관리하기 위해, 상기 하우징은 바람직하게는 적절한 위치에 컷 아웃(cutout)을 갖는다. 바람직한 실시 예에서, 상기 하우징은 모든 컷 아웃, 예를 들어, 존재할 수 있는 임의의 배터리 구획이 방수되도록 설계된다. 예를 들어, 씰 또는 적합할 수 있는 개스킷이 이 목적으로 사용될 수 있다. 그러나 당업자는 방수 하우징을 설계하기 위한 많은 다른 기술적 가능성을 잘 알고 있다. 상기 하우징의 방수 설계는 추가 안전 요소를 나타낸다. 이러한 방식으로 유체 침투로 인한 제어 장치 또는 다른 전자 부품의 손상을 효과적으로 피할 수 있기 때문이다. 또한, 방수 하우징은 부식을 피하고 따라서 장치의 유용한 수명을 연장시킨다.

특히, 조명(illuminated) 마커와 조합된 이 바람직한 실시 예에서의 본 발명은 특별 조건, 예를 들어 문명으로부터 떨어진 지역의 탐험, 때로는 뜨겁고 습한 기후에서의 사용에도 적합하다.

본 발명의 다른 바람직한 실시 예에서, 상기 장치는 전원 공급(power supply) 유닛뿐만 아니라 상기 전원 공급 유닛의 전압을 모니터하는 전압 제어기를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 의미에서, 상기 전원 공급 유닛은 바람직하게는 상기 장치를 작동시키기 위한 전기 에너지를 제공한다. 바람직한 전원 공급 유닛는 일반 배터리 또는 재충전 가능 배터리이다. 이들은 일반적으로 직류 전류를 공급하여 전기 에너지를 공급한다. 바람직한 실시 예에서, 전원 공급 유닛에 의해 공급된 전압은 전압 제어기를 사용하여 모니터된다. 본 발명의 의미에서, 상기 전압 제어기는 전원 공급 유닛의 전압을 측정할 수 있고 이것이 소정의 한계 값 아래로 떨어지면 동작을 트리거할 수 있는 전기 스위치인 것이 바람직하다. 종래 기술에서, 전압 제어기에 대한 다수의 변형 예가 알려져 있으며, 당업자는 어느 전압 제어기가 어떤 유형의 전원 공급 장치, 즉 특히 정규의 배터리 또는 재충전 가능한 배터리에 적합한지를 알고 있다. 상기 전압 제어기가 전원 공급 장치의 전압 저하를 일정 값 이하로 검출하면, 바람직하게는 마이크로프로세서인 제어 장치에 인터럽트 요구(IRQ, interrupt request)을 전송하는 것이 바람직하다. 이 시간 동안 치료 사이클, 즉 가열 단계 또는 처리 단계가 작동하는 경우, 인터럽트 요구는 치료 사이클의 종료로 이어질 것이다. 이는 추가적인 안전장치이다. 따라서, 전원 공급 유닛 상의 불충분한 전압이 제어 장치, 예를 들어 마이크로프로세서의 고장을 야기할 수 있다는 것이 밝혀졌다. 이 경우 치료 온도의 온도 조절이 제어 장치에 의해 올바르게 수행되지 않고 처리 표면의 제어되지 않은 가열이 일어날 수 있다. 따라서, 전압 제어기는 또한 예를 들어 결함이 있는 배터리의 경우와 같이 장치의 안전성을 증가시키고 건강 위험을 피하는데 기여할 수 있다.

바람직한 실시 예에서, 상기 장치는 상기 제어 장치가 마이크로프로세서를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 의미에서, 마이크로프로세서는 바람직하게 데이터 처리 장치, 즉 수 mm 범위의 작은 치수를 특징으로 하는 프로세서이며, 바람직하게는 상기 프로세서의 모든 빌딩 블록이 마이크로 칩 또는 집적 회로(IC) 상에 위치되는 것이 바람직하다. 바람직하게 상기 마이크로프로세서는 마이크로컨트롤러일 수도 있으며, 프로세서에 부가하여 마이크로 칩 상의 추가적인 주변 요소들을 통합하고 예를 들면 데이터 메모리를 또한 포함할 수 있다. 마이크로프로세서가 회로 기판(인쇄 회로 기판, PCB) 상에 설치되는 것이 또한 바람직하다. 마이크로프로세서 이외에, PCB는 또한 가열 요소와 온도 센서가 설치되는 것이 바람직하다. 이 바람직한 실시 예는 상기 장치의 매우 작고 견고한 구조 및 특히 마이크로프로세서를 사용하는 지능형 온도 조절을 가능하게 한다. 따라서 상기 마이크로프로세서는 측정된 온도 데이터를 평가하고 이를 가열 요소의 제어로 변환할 수 있을 뿐만 아니라 오류 메시지 및 사용자 입력과 같은 추가 매개 변수를 신속하고 신뢰성 있게 고려할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시 예에서, 상기 장치는 상기 마이크로프로세서, 상기 가열 요소 및 상기 적어도 하나의 온도 센서가 인쇄 회로 기판(PCB) 상에 설치되고, 적어도 상기 가열 요소 및 온도 센서는 보호 래커(protective lacquer)로 코팅된다. 본 발명의 의미에서, 보호 래커는 환경적 영향으로부터 상기 PCB 구성요소를 보호하기 위한 래커(lacquer) 또는 페인트인 것이 바람직하다. 이 목적을 위해 보호 래커는 전기 절연체의 역할을 하며 방수 처리된다. 전기 절연 특성은 바람직하게는 표면 저항 또는 표면 절연 저항(SIR)에 기초하여 정량화될 수 있다. SIR은 바람직하게는 도체 판의 구성 요소들 사이에서 누설 전류를 사용하여 측정될 수 있다. 높은 저항은 우수한 전기 절연에 해당한다. 방수는 바람직하게는 높은 대기 습도 또는 물의 침투에서도 옻칠된(lacquered) 전자 부품이 손상되지 않고 단락이 발생하지 않는다. 예를 들어, 높은 대기 습도 조건하에서 SIR을 측정함으로써 내수성(water resistance)을 결정할 수도 있다. 우선적으로 사용하기에 적합한 다수의 보호 래커가 선행 기술에 공지되어 있다. 예를 들어, 아크릴레이트, 실리콘 또는 폴리우레탄을 기본으로 하는 보호용 래커가 언급될 수 있다. 가열 요소 및 온도 센서의 영역에 보호 래커를 적용함으로써 이들은 침전(deposit)으로부터 효과적으로 보호되어 온도 센서에 의한 부정확한 측정을 피할 수 있게 된다. 한편으로 이것은 처리 온도가 조정될 수 있는 정확성을 증가시키며, 다른 한편으로 이것은 부정확한 온도 측정으로 인해 처리 표면의 과열을 방지한다.

언급된 구성 요소들을 코팅하는 것은 놀랍게도 특히 간단하고 비용-유리한 기술적 수단을 사용하여 장치의 신뢰성 있는 추가적인 열 보호를 달성하는 것을 가능하게 한다. 놀랍게도, PCB 상에 구성 요소들을 설치하는 것은 구성 요소를 코팅하는데 특히 유리한 것으로 입증되었다.

본 발명의 바람직한 실시 예에서, 상기 장치는 시스템 데이터 및/또는 에러 메시지를 저장하기 위한 데이터 메모리를 포함하는 것을 특징으로 한다. 바람직한 시스템 데이터는 바람직하게는 상이한 유형의 치료 사이클의 사용을 개별적으로 대응하는 치료 사이클을 위한 카운터(counter)를 포함한다. 예를 들어, 더 짧거나 더 긴 치료주기를 선택할 수 있다면, 이것은 별도로 대응한다. 게다가, 상기 시스템 데이터는 부팅 카운터, 즉 장치가 몇 번 시작되었는지에 대한 카운터 및 현재의 오류 상태에 대한 오류 메시지에 대한 정보를 포함하는 것이 바람직하다.

다음 오류 메시지를 저장할 수 있다: "리셋(Reset)"은 전압 제어기가 리셋을 트리거한 것을 나타낸다. '워치독(Watchdog)'은 펌웨어에서 워치독 리셋이 발생했음을 보여주는 것으로 즉, 소프트웨어 오류를 기반으로 시스템을 다시 시작한 것이다. 에러보고를 위해 바람직하게는, 상기 에러가 발생했을 때 장치가 작동하고 있는 프로그램 모드를 결정하는 것이 가능하다. "온도 너무 높음(Temperature too high)"은 온도 센서에서 측정된 온도가 너무 높거나 온도 센서에 결함이 있음을 나타낼 수 있다. "온도 너무 낮음(Temperature too low)"은 온도 센서에서 측정된 온도가 너무 낮거나 온도 센서에 결함이 있음을 나타낼 수 있다. "치료 온도 도달(Treatment temperature reached)"은 원하는 치료 온도에 도달했는지 또는 예열 단계 중에 오류가 발생했는지를 나타낼 수 있다.

유리하게는, 상기 저장된 시스템 데이터 및 오류 메시지는 장치의 문제 진단 및 치료에 사용될 수 있다. 예를 들어 고객이 결함이 있는 장치를 전송하면 이 데이터를 읽을 수 있다. 이 데이터에 기초하여, 예를 들어, "온도 너무 높음"과 같은 에러를 처리 사이클 또는 워치도그 리셋의 추가 시스템 데이터와 상관시킬 수 있다. 따라서 이러한 데이터를 기반으로 개발 단계 및 그 이후에 장치의 안전 기능을 지속적으로 최적화할 수 있다. 장치가 시스템 데이터 및 오류 메시지의 저장 장치를 포함할 가능성은 의미있는 데이터에 기반하여 하드웨어 및 소프트웨어 구성 요소를 지속적으로 향상시킬 수 있다.

추가적인 실시 예에서, 상기 장치는 펌웨어가 실행되는지 여부를 감시하는 워치독 카운터(WDC, watchdog counter)를 포함하는 처리 표면의 온도 조절을 적어도 제어하는 제어 장치상에 펌웨어가 설치되는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 의미에서, 펌웨어는 바람직하게 소프트웨어, 즉 제어 장치, 바람직하게는 마이크로프로세서에 내장된 컴퓨터-구현 프로세스에 대한 명령으로서 정의된다. 다시 말하면, 상기 펌웨어는 바람직하게는 상기 장치의 하드웨어, 즉 특히 가열 요소 및 온도 센서와 기능적으로 링크된 소프트웨어를 포함한다. 바람직하게 상기 펌웨어는 상기 장치의 작동 시에 실행되며, 상기 장치의 이들 하드웨어 구성 요소의 모니터링 및 제어 기능을 대신한다. 따라서, 바람직하게는 상기 펌웨어에 기초한 제어 장치는 예를 들어 처리 사이클 동안 가열 요소에 대한 전류 공급을 제어하기 위해 온도 센서의 측정 데이터 및 사용자 입력을 평가한다. 본 발명의 의미에서, 하드웨어-구현 구성요소는 바람직하게는 펌웨어의 정확한 실행과 독립적으로 그 기능이 보증되는 구성요소이다. 상술한 바와 같이, 상기 온도 제어기는 하드웨어-구현되어, 그 기능, 즉 최대 온도를 제한하는 것이 제어 장치상의 펌웨어의 정확한 실행과 독립적으로 발생할 수 있다. 펌웨어의 시스템 오류가 발생하더라도 하드웨어-구현 온도 제어기는 신속하고 정확하게 처리 표면의 최대 온도를 제한할 수 있다.

특히 바람직한 실시 예에서, 상기 제어 장치의 펌웨어는 하드웨어-구현 워치독 카운터의 도움으로 모니터링된다. 특히 타임 아웃 워치독(time-out watchdog)이 바람직하다. 상기 타임 아웃 워치독은 치료 단계가 시작되기 전에 펌웨어에 의해 활성화되는 것이 바람직하다. 상기 치료 단계에서, 상기 펌웨어는 타임 아웃 워치독에 특정한 소정의 시간 간격 내에 신호를 리셋하도록 신호를 송신할 것이다. 타임 아웃 워치독이 리셋되지 않으면 펌웨어를 재시작하는 것이 바람직하다. 상기 시간 간격은 바람직하게는 펌웨어에 의한 가열 요소의 온도 측정 및 조절을 수행하기 위해 계획된 시간에 기초하며, 예를 들어, 2ms와 10ms 사이에 있을 수 있다. 이러한 타임 아웃 워치독을 사용하면 적어도 장치의 처리 단계 동안 상기 펌웨어가 정확하게 기능하고 처리 표면의 온도가 모니터링되고 있는 것이 유리하게 확인될 수 있다. 펌웨어 모니터링을 위해 하드웨어-구현 워치독을 사용함으로써, 바람직하게는 예를 들어 타임 아웃 워치독의 도움으로, 상기 펌웨어가 올바르게 기능하지 않고 사전 설정된 시간 간격이 유지되지 않으면 상기 치료 단계가 중단될 수 있다. 따라서, 하드웨어-구현 온도와의 상호 작용에서 특히 펌웨어가 올바르게 작동하지 않더라도 처리 표면의 과열이 배제되어 위에 언급된 것 이외에 추가 안전 기능이 제공된다. 그런 다음 안전 퓨즈가 최종 안전 단계로 추가된다.

이렇게 하면 고열 치료를 위해 최적화된 파라미터로 치료가 항상 수행되고 추가적인 안전 장벽이 처리 표면을 과열로부터 보호할 수 있다.

도 1 장치의 바람직한 실시 예의 블록도.

도 1은 장치의 바람직한 실시 예의 블록도를 도시한다. 처리 표면(1)은 적어도 하나의 가열 요소의 도움으로 치료 온도까지 가열된다. 상기　처리 표면(1)은 바람직하게는 세라믹 또는 금으로 만들어진 접촉 패드이다. 특히 FET와 같은 반도체 소자, 더욱 바람직하게는 MOSFET이 가열 요소로서 유리한 것으로 입증되었다. 그들의 작은 크기에 더하여, 이들은 매우 동적인 열 생성 및 방출, 특히 빠른 반응 거동을 특징으로 한다. 상기 처리 표면(1)의 온도의 조절은 상기 가열 요소로의 전류 공급을 제어하는 바람직하게는 마이크로컨트롤러인 제어 장치(6)의 도움으로 이루어진다. 상기　처리 표면(1)의 온도는 바람직하게는 NTC 서미스터인 제1온도 센서(4)로 모니터링된다. 상기　온도 센서(4)에 의해 측정된 온도에 기초하여, 상기 제어 장치(6)는 원하는 시간 동안 치료 온도를 일정하게 유지하기 위해 최적의 전류 공급을 설정할 수 있다. 상기 장치의 작동 중에, 시각적 디스플레이(7), 바람직하게는 LED, 및 사운드 생성기(8), 바람직하게는 버저는 사용자에게 치료 사이클의 단계를 보여준다. 따라서, 예를 들어 가열 단계의 시작에서, 상기 사운드 발생기(8)는 윙윙거리는 소리(buzzing tone)를 발생시킬 수 있고 광학 디스플레이(7)는 불을 비출 수 있다. 바람직한 치료 시간은 바람직하게는 누름 버튼스위치인 입력 요소(9)를 통해 입력된다. 다양한 프로그램 시퀀스 및 치료 표면(1)의 온도 조절은 상기 제어 장치에 의해 제어된다. 상기 장치의 전류 또는 전압 공급은 전원 공급 장치(13), 예를 들어 배터리에 의해 제공된다.

만약 예를 들어, 오류가 있는 전자 장치로 인해 상기 치료 표면(1)의 온도를 제어하기 위한 제어 장치(6)는 상기 하드웨어-구현 온도 제어기는 최대 온도가 초과하면 가열 요소(2)가 차단되도록 할 것이다. 이 목적을 위해, 상기 장치는 비교기(5)에 연결된 제2온도 센서(3), 바람직하게는 NTC 서미스터를 포함한다. 처리 표면(1)의 온도가 상승하면, 비교기(5)에서 제2온도 센서(3)에 의해 조절된 전압 값은 소정의 최대 온도에 대응하는 전압 기준 값 쪽으로 이동한다. 처리 표면(1)의 온도가 최대 온도를 초과하자마자, 비교기(5)의 출력 신호는 2진법으로 변화하여 가열 요소(2)에 공급 전압을 차단한다.

하드웨어-구현 온도 제어기 이외에도 상기 장치에는 추가 안전 요소로 기능하는 안전 퓨즈(11)를 포함한다. 치료 단계 동안, 원활한 작동의 경우, 상기 가열 요소(2)는 전원 공급 유닛(13)으로부터 정의된 처리 전력을 끌어낸다. 결함으로 인해 가열 요소(2)가 계속해서 가열되면 공급 전류가 크게 증가한다. 바람직하게는, 최대 전류 이상에서, 상기 안전 퓨즈(11)가 트리거링된다. 이러한 방식으로, 상기 장치의 단락(short-circuiting)의 경우에도, 상기 처리 표면(1)의 제어되지 않은 가열을 피할 수 있다. 유리하게는, 제어 장치(6) 및 하드웨어-구현 온도 제어기에 의한 온도 조절이 적절하게 기능하지 않은 경우에 이 안전 메커니즘이 개입할 필요가 있을 뿐이다. 상기 전력 공급 유닛(13)을 더 제어하기 위해, 상기 장치는 또한 전원 역 극성 프로텍터(power supply reverse polarity protector)(12) 및 전압 제어기(10)를 포함하는데, 이는 바람직하게는 전원 전압 수퍼바이저(SVS, supply voltage supervisor)이다.

1 처리 표면(Treatment surface)
2 가열 요소(Heating element(s))
3 하드웨어-구현 온도 제어기를 위한 제2온도 센서(Second temperature sensor for the hardware-implemented temperature controller)
4 제어 장치에 의한 조절을 위한 제1온도 센서(First temperature sensor for regulation by the control device)
5 하드웨어-구현 온도 제어기의 비교기(Comparator of the hardware-implemented temperature controller)
6 제어 장치(Control device)
7 광학 디스플레이(Optical display)
8 음향 발생기(Sound generator)
9 치료 시간의 입력 요소(Input element for the treatment time)
10 전압 제어기(Voltage controller)
11 안전 퓨즈(Safety fuse)
12 전압 공급 역 극성 보호(Voltage supply inverse polarity protection)
13 전류 공급 유닛(Current supply unit)

Claims

a) 적어도 하나의 처리 표면(1) 및
b) 상기 처리 표면(1)의 온도를 조절하기 위한 제어 장치(6)를 포함하고,
상기 제어 장치(6)는 가열 단계(heating phase)에서 적어도 하나의 가열 요소(2)를 42℃ 내지 56℃의 치료 온도로 가열함으로써 상기 처리 표면(1)을 조절할 수 있고 치료 단계(treatment phase)에서 상기 치료 온도는 2 내지 12초 동안 유지될 수 있으며, 하드웨어-구현 온도 제어기(hardware-implemented temperature controller)는 처리 표면(1)의 최대 온도를 54℃ ~ 58℃로 가역적으로 제한하고,
상기 하드웨어-구현 온도 제어기는 처리 표면의 온도가 최대 온도를 초과하는 기간 동안 상기 제어 장치에 의한 가열 요소의 조절과 독립적으로 적어도 하나의 처리 표면(1)에 대한 전원 공급을 차단하도록 구성되고, 상기 처리 표면의 온도가 다시 최대 온도 아래로 떨어지자마자 상기 차단을 중단하고,
안전 퓨즈(11)는 단락(short-circuit) 또는 제어되지 않은 연속 가열의 경우 장치에 대한 전원 공급을 차단하는 것을 특징으로 하는 가려움증의 고열 치료용 장치.
제1항에 있어서,
상기 장치는 상기 처리 표면(1)의 온도를 측정하기 위한 적어도 하나의 제1온도 센서(4)를 포함하고, 상기 제어 장치(6)는 상기 온도 센서(4)의 측정 데이터에 기초하여 적어도 하나의 가열 요소(2)의 온도를 조절하는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,
하드웨어-구현 온도 제어기는 상기 처리 표면(1)의 온도를 측정하기 위한 적어도 하나의 제2온도 센서(3) 및 비교기(5)를 포함하며,　상기 비교기(5)는 상기 처리 표면(1)의 온도와 상기 최대 온도를 비교하고, 상기 최대 온도가 초과하면 상기 가열 요소(2) 로의 전류 공급을 정지시키는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,
상기 안전 퓨즈(11)는 1초 동안 65℃로 상기 처리 표면(1)을 가열하는 것에 해당하는 최대 전류에 대한 임계값을 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,
상기 안전 퓨즈(11)의 임계 값은 1A ~ 2.5AA인 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,
상기 처리 표면(1)은 세라믹 또는 금을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,
상기 치료 표면(1)은 치료주기 동안 점등되는 마커로 둘러싸여 있는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,
상기 장치는 가열 단계의 시작, 치료 온도의 도달, 치료 단계의 지속 기간 또는 치료 단계의 종료를 청각 또는 광학 신호로 나타내는 광학 디스플레이(7) 또는 음향 발생기(8)를 포함하는 것을 특징하는 장치.
제1항에 있어서,
상기 장치는 방수 하우징(watertight housing)을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,
상기 장치는 전원 공급 유닛(13)뿐만 아니라 상기 전원 공급 유닛(13)의 전압을 모니터하는 전압 제어기(10)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어 장치(6)는 적어도 하나의 마이크로프로세서를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,
마이크로프로세서, 상기 적어도 하나의 가열 요소(2) 및 적어도 하나의 온도 센서(3, 4)가 인쇄 회로 기판(PCB) 상에 설치되고, 적어도 상기 가열 요소(2) 및 온도 센서(3, 4)는 보호 래커(protective lacquer)로 코팅되는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,
상기 장치는 시스템 데이터 또는 에러 메시지를 저장하기 위한 데이터 메모리를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서,
펌웨어가 상기 장치가 시동(started up)될 때 개시되는 제어 장치(6) 상에 설치되고 적어도 상기 처리 표면(1)의 온도 조절을 안내하고, 상기 제어 장치(6)는 상기 펌웨어가 실행되는지 여부를 감시하는 하드웨어-구현 워치독 카운터(WDC)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
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