JP2021194537A - 超音波の集束深さの調節が可能な超音波発生装置および肥満治療方法 - Google Patents

Abstract

【課題】超音波の集束深さを変更できる機能を有する超音波発生装置、および、当該超音波発生装置を用いた肥満治療方法を提供する。【解決手段】超音波発生装置は、超音波を発生させる超音波発生部３００が設けられるカートリッジハウジング２００と、カートリッジハウジング２００が分離可能に装着され、内部に第１駆動装置１１０が設けられるハンドピース１００，１０１と、超音波発生部３００がカートリッジハウジング２００の下端と平行な水平方向及び垂直な垂直方向に沿って往復移動可能に結合されるメイン軸とを含み、メイン軸は、一端がハンドピース１００，１０１の第１駆動装置１１０の一端に結合され、他端がカートリッジハウジング２００の内部に位置し、ハンドピース１００，１０１は、メイン軸が垂直方向に移動する移動量を調節して超音波発生部３００の超音波の集束深さを調節する調節部１２０，１２１を含む。【選択図】図１

Description

本発明は、ハンドピースと、ハンドピースに分離可能に結合されて超音波を発生させるカートリッジハウジングと、を有する超音波の集束深さの調節が可能な超音波発生装置、および、当該超音波発生装置を用いた肥満治療方法に関する。

近年、食生活の欧米化により、肥満が急速に増加し、国民の健康と美を害する最大の原因となり、これを治療するための多様なダイエットプログラムと超音波肥満治療装置が開発されて広く用いられている。

特に、強力集束超音波（ＨＩＦＵ、High Intensity Focused Ultrasound）による肥満治療技術は、本来、非侵襲的に内部臓器の腫瘍を選択的に高温で凝固させて癌細胞を破壊する坑癌治療の目的で用いられていたが、米国ソルタ・メディカル社が人体の腹部肥満の治療の目的でＨＩＦＵが装着されたライポソニックス（Liposonix）という装置を初めて開発した。

ＨＩＦＵを用いた脂肪破壊の過程は、集積超音波が脂肪細胞の何れか一定地点に焦点が当てられると、組織の温度が６５℃〜１００℃まで瞬間的に上昇し、これにより組織が破壊されるものである。

ＨＩＦＵ装置は、他の皮膚科の装置を一例として、レーザ及びＲＦ高周波装置とは異なり、皮膚の表面に何ら損傷も発生させず、かつ非侵襲的に選択された部分にＨＩＦＵエネルギーを集中させて、脂肪を凝固壊死（coagulation necrosis）が起こるように誘導する。このように壊死された脂肪細胞は、人体の損傷部分の復旧メカニズムにより自然に除去される。

一方、このような超音波肥満治療装置は、コントローラの制御によってＨＩＦＵを発生して患者の皮下脂肪を分解するためのヘッド或いはハンドピースを備えている。

超音波肥満治療のための超音波治療用超音波発生器は、超音波の集束深さによって多様に備えられているが、カートリッジ交換の手間を最小化して治療時の利便性を向上させるためにトランスデューサの超音波の集束深さを移動させる技術が提案されている。

ところが、カートリッジの内部に設置されたトランスデューサの反復的な動きによりカートリッジの内部に充填された超音波伝達用媒質、即ち、液体の流動が発生することに起因する発熱の問題を解決するための構成、又は液体の流動が円滑になるようにガイドするための構成といった複雑な構成が要求されるという問題がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、超音波の集束深さを変更できる機能を有する超音波発生装置、および、当該超音波発生装置を用いた肥満治療方法を提供することにある。

本発明が解決しようとする課題は、以上で言及した課題に限らず、言及されていない他の課題は、以下の記載から通常の技術者が明確に理解できる。

上述した課題を解決するための本発明の一実施例に係る超音波の集束深さの調節が可能な超音波発生装置は、超音波を発生させる超音波発生部が設けられるカートリッジハウジングと、前記カートリッジハウジングが分離可能に装着され、内部に第１駆動装置が設けられるハンドピースと、前記超音波発生部が前記カートリッジハウジングの下端と平行な水平方向及び垂直な垂直方向に沿って往復移動可能に結合されるメイン軸と、を含み、前記メイン軸は、一端が前記ハンドピースの第１駆動装置の一端に結合され、他端が前記カートリッジハウジングの内部に位置し、前記ハンドピースは、前記メイン軸が垂直方向に移動する移動量を調節して前記超音波発生部の超音波の集束深さを調節する調節部を更に含むことができる。

前記カートリッジハウジングに収容され、前記メイン軸と平行に配置され、前記超音波発生部が前記垂直方向と水平方向に沿って移動可能に案内する補助軸を更に含むことができる。

前記メイン軸が固定され、前記ハンドピースの内部で垂直方向に沿って移動可能に設置される可動プレートを更に含むことができる。

前記調節部は、前記超音波発生部の垂直方向の往復移動のために前記可動プレートの一側面を加圧するように位置し、前記可動プレートを中心に前記調節部の前記垂直方向に沿った反対側面を弾性支持するように設置される第１弾性部材を含むことができる。

前記補助軸の長手方向の両端にそれぞれ設置され、前記メイン軸の前記垂直方向の移動を弾性支持する第２弾性部材と、前記補助軸の外周面に沿ってスライドするガイド部材と、を含み、前記超音波発生部は、前記ガイド部材から一側に突出する下部マウンタに固定され、前記ガイド部材から他側に突出する上部マウンタが前記メイン軸の外周面を覆うように結合することができる。

前記メイン軸は、前記第１駆動装置と直結し、一体に回転するスクリュー軸と、前記スクリュー軸の外周面に形成された螺子山に螺合され、前記スクリュー軸が回転すると、水平方向に沿って移動するスクリューナットと、前記スクリューナットと一体に結合されて移動する長さ調節ロッドと、前記ハンドピースから露出した前記長さ調節ロッドの端部に形成され、前記上部マウンタに分離可能に結合される挿入突起と、を含むことができる。

前記上部マウンタは、前記挿入突起が挿入される挿入溝を含み、前記挿入溝の水平方向に沿った両端には、第１管及び第２管を配置することができる。

前記挿入突起は極性を有する磁力部材を含み、前記挿入溝は前記挿入突起の磁力部材と反対の極性を有する磁力部材を含むことができる。

前記挿入溝の進入側には、前記挿入突起の直径よりも大きな内径を有する案内傾斜面が形成され、前記案内傾斜面の内径は漸進的に小さくなり、前記挿入突起の直径に収まるように形成することができる。

前記第１管は前記長さ調節ロッドの外周面を覆うように離間して配置され、水平方向に沿った一端は前記カートリッジハウジングの内側壁面に支持され、他端は前記上部マウンタに圧着することができる。

前記第２管は、前記上部マウンタを基準に前記第１管と同軸上に対向するように配置され、前記第２管の一端は、前記上部マウンタに圧着され、他端は前記カートリッジハウジングの内側壁面に支持することができる。

前記上部マウンタは、前記第１管及び第２管の間でそれぞれの外周面の一部が同時に係止固定されるように形成される固定部材を更に含むことができる。

また、前記可動プレートを垂直方向に移動させることができる第２駆動装置を更に含み、前記第２駆動装置にはスクリュー軸が結合され、前記可動プレートには、前記スクリュー軸と螺合されるスクリューナットを設けることができる。

本発明の一実施例に係る超音波発生装置を用いた水平方向及び垂直方向に沿った移動距離を変更する方式の肥満治療方法は、超音波を発生させる超音波発生部が設けられるカートリッジハウジングと、前記カートリッジハウジングが分離可能に装着され、内部に第１駆動装置が設けられるハンドピースと、前記超音波発生部が前記カートリッジハウジングの下端と平行な水平方向及び垂直な垂直方向に沿って往復移動可能に結合されるメイン軸と、を含み、前記メイン軸の一端が前記ハンドピースの第１駆動装置の一端に結合され、他端が前記カートリッジハウジングの内部に位置する。

また、前記水平方向は０.１ｍｍ〜３０ｍｍの長さで移動でき、前記垂直方向は０.１ｍｍ〜５ｍｍの深さで移動できる。

更に、前記水平方向及び垂直方向の移動は、交互に行われる。

本発明のその他の具体的な事項は、詳細な説明及び図面に含まれている。

前述したように、本発明の一実施例に係る超音波の集束深さの調節が可能な超音波発生装置によれば、被施術者による多様な脂肪層の厚さ又は腹部周囲などの多様な施術部位に対応してそれぞれの超音波の集束深さを有するカートリッジを購買するか、具備されているカートリッジを交換しなければならないという不便を最小化できる。

本発明の効果は、以上で言及した効果に限らず、言及されていない他の効果は、以下の記載から通常の技術者が明確に理解できる。

本発明の一実施例に係る超音波の集束深さの調節が可能な超音波発生装置のカートリッジハウジングが分離された状態を示す斜視図である。 図１の結合された状態を示す斜視図である。 図２のＩ−Ｉ線に沿った断面図である。 図２のＩＩ−ＩＩ線に沿った一部切り欠き断面図である。 図４の挿入突起が挿入溝に挿入された状態を示す断面図である。 図５の斜視図である。 図５の状態で超音波発生部が水平方向に沿って図面上、左側に移動した状態を示す図である。 図５の状態で超音波発生部が水平方向に沿って図面上、右側に移動した状態を示す図である。 図５の状態で超音波発生部が垂直方向に沿って図面上、下側に移動した状態を示す図である。 図５の状態で超音波発生部が垂直方向に沿って図面上、上側に移動した状態を示す図である。 本発明の他の実施例に係る超音波の集束深さの調節が可能な超音波発生装置を示す概略図である。 本発明の他の実施例に係る超音波の集束深さの調節が可能な超音波発生装置を用いた水平方向及び垂直方向に沿った焦点距離を変更する方式の肥満治療方法を示す概略図である。 本発明の他の実施例に係る超音波の集束深さの調節が可能な超音波発生装置を用いた水平方向及び垂直方向に沿った焦点距離を変更する方式の肥満治療方法を示す概略図である。

本発明の利点及び特徴、そしてそれらを達成する方法は、添付の図面と共に詳細に後述されている実施例を参照すれば明確になる。しかし、本発明は、以下に開示されている実施例に限られるものではなく、互いに異なる多様な形態で具現できる。但し、本実施例は本発明の開示を完全なものにし、本発明が属する技術分野における通常の技術者に本発明の範疇を完全に理解させるために提供されるものであり、本発明は請求項の範疇により定義されるだけである。

本明細書で用いられた用語は、実施例を説明するためのものであり、本発明を制限しようとするものではない。本明細書において、単数型は特に言及しない限り複数型も含む。明細書で用いられる「含む（comprises）」及び／又は「含んでいる（comprising）」は、言及された構成要素以外に１つ以上の他の構成要素の存在又は追加を排除しない。明細書全体に亘って同一の図面符号は同一の構成要素を示し、「及び／又は」は言及された構成要素のそれぞれ及び１つ以上の全ての組み合わせを含む。たとえ、「第１」、「第２」などが多様な構成要素を叙述するために用いられていても、これらの構成要素はこれらの用語により制限されないのはもちろんである。これらの用語は、単に１つの構成要素を他の構成要素と区別するために用いる。従って、以下で言及される第１構成要素は、本発明の技術的思想内で第２構成要素でもあり得るのは言うまでもない。

他の定義がなければ、本明細書で用いられる全ての用語（技術及び科学的用語を含む）は、本発明が属する技術分野における通常の技術者が共通して理解できる意味として用いられる。また、一般に用いられる辞典に定義されている用語は、明白に特に定義されていない限り、理想的に又は過度に解釈されない。

空間的に相対的な用語である「下（below）」、「真下（beneath）」、「下部（lower）」、「上（above）」、「上部（upper）」などは図示されているように、１つの構成要素と他の構成要素との相関関係を容易に記述するために使用され得る。空間的に相対的な用語は図示されている方向に加えて使用時又は動作時に構成要素の互いに異なる方向を含む用語として理解されるべきである。例えば、図示されている構成要素をひっくり返す場合、他の構成要素の「下（below）」又は「真下（beneath）」と記述されている構成要素は、他の構成要素の「上（above）」に置かれることができる。従って、例示的な用語である「下」は下と上の方向を何れも含むことができる。構成要素は他の方向にも配向することができ、これにより空間的に相対的な用語は配向によって解釈することができる。

以下、添付の図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施例に係る超音波の集束深さの調節が可能な超音波発生装置のカートリッジハウジングが分離された状態を示す斜視図である。具体的に、図１は、カートリッジハウジング２００の一側面が露出されるように示した斜視図である。また、図２は、図１の結合された状態を示す斜視図であり、図３は、図２のＩ-Ｉ線に沿った断面図であり、図４は、図２のＩＩ-ＩＩ線に沿った一部切り欠き断面図であり、図５は、図４の挿入突起が挿入溝に挿入された状態を示す断面図である。

図１〜図４に示すように、本発明の一実施例に係る超音波の集束深さの調節が可能な超音波発生装置は、ハンドピース１００，１０１、カートリッジハウジング２００、補助軸１１１、メイン軸１１２、調節部１２０，１２１及び超音波発生部３００を含むことができる。

本実施例に添付された図面を参照すれば、ハンドピースの外形を形成するケース（図示せず）の構成は図示されていないが、説明の便宜上、ケースの内部に設置されるベースフレーム１００及び装着フレーム１０１をハンドピース１００，１０１と称する。

ケースはハンドピース１００，１０１の外形をなし、施術者が手で把持できる形状であって、人体工学的設計を考慮した多様な形状に形成することができる。

ケースの一部分を手で取り、カートリッジハウジング２００が施術対象部位に接触するように位置を調整した状態で集束超音波を照射する方式で施術を行うことができる。なお、ケースの外表面には把持する際に滑りを防止するためのノンスリップ（non-slip）機能を有する取っ手部（図示せず）を備えることもできる。

カートリッジハウジング２００の内部には、超音波を発生させる超音波発生部３００を設けることができる。

また、カートリッジハウジング２００には、超音波発生部３００が水平方向に沿って往復移動可能に結合される補助軸１１１が収容される。

ここで、説明に先立ち、以下では垂直方向と水平方向はそれぞれ幾何学的な垂直と水平の意味に限らず、垂直方向は添付の図面上、上下方向を意味し、水平方向は図面上、左右方向に定義できる。但し、水平方向が垂直方向と互いに垂直な方向に定義されるが、厳密な意味の幾何学的な垂直方向に定義されない。換言すれば、水平方向よりは垂直方向に、より近いものと見られる場合には垂直なものと理解されるべきである。

補助軸１１１の上側に平行に配置されるメイン軸１１２を含むことができる。メイン軸１１２は、後述するガイド部材４００によって超音波発生部３００と繋がる。従って、メイン軸１１２の垂直方向及び水平方向への移動によって、超音波発生部３００もメイン軸１１２の移動と連動して垂直方向及び水平方向に移動できる。ここで、メイン軸１１２は、補助軸１１１の下側に平行に配置することができ、本発明はこれに特に限定されない。

これに加えて、カートリッジハウジング２００がハンドピース１００，１０１と分離可能に装着できるところ、ハンドピース１００，１０１に設けられる第１駆動装置１１０がメイン軸１１２の一端と結合されて回転され、メイン軸１１２の他端がカートリッジハウジング２００の内部に位置し得る。

ハンドピースにはベースフレーム１００が設けられ、ベースフレーム１００の反対側にはカートリッジハウジング２００が装着される装着フレーム１０１を設けることができる。

ベースフレーム１００には、前述したように、第１駆動装置１１０を設置することができる。第１駆動装置１１０は、正回転又は逆回転が可能であり、回転動力を発生させることができる正逆モータ、油圧モータ、空圧モータ、エンジンなどが使用され得るが、これに限定されず、メイン軸１１２に回転トルクを供給できる装置であれば、如何なる方式の装置であっても使用できる。

メイン軸１１２の一端は、第１駆動装置１１０に直結して第１駆動装置１１０から回転力を提供され、他端はカートリッジハウジング２００に位置するように結合することができる。装着フレーム１０１は、カートリッジハウジング２００が分離可能に装着できる空間を有するように形成することができる。空間は、装着フレーム１０１の厚さ方向に形成される内部空間を意味し得る。

図２〜図５を参照すれば、調節部１２０，１２１は、メイン軸１１２の垂直方向の移動を調節して、後述する超音波発生部３００の超音波の集束深さを調節する役割を果たす。ここで、メイン軸１１２は、ハンドピース１００，１０１の内部で垂直方向に沿って移動可能に設置される可動プレート１６０上に固定される。このようなメイン軸１１２は、調節部１２０，１２１により垂直方向に沿って移動でき、これについては後述する。

このとき、調節部１２０，１２１によりメイン軸１１２が垂直方向に移動する場合、第１駆動装置１１０、後述する補助軸１１１、可動プレート１６０、トランスデューサ３１０及びガイド部材４００も共に垂直方向に移動することによって、超音波発生部３００の超音波の集束深さが調節でき、これについても後述する。

一例として、調節部１２０，１２１は、回転を通じて垂直方向の移動を調節する回転型調節部又は直線移動を通じて垂直方向の移動を調節するボタン型調節部であり得るが、これに限定されない。

調節部１２０，１２１が回転型である場合、調節部１２０，１２１は、使用者が把持して回転させるアウターロータ１２０及び一部がアウターロータ１２０の半径方向の内側に位置し、他の一部はアウターロータ１２０の回転によってアウターロータ１２０から可動プレート１６０側に突出して長さが調節されるインナーロータ１２１を含むことができる。

アウターロータ１２０とインナーロータ１２１は同軸上に配置され、アウターロータ１２０とインナーロータ１２１の何れか１つが回転され、他の１つは螺合された状態で回転することによって可動プレート１６０側に突出する長さを調節することができる。

本実施例では、一例として、調節部１２０，１２１を用いた高さ調節構造を説明しているが、互いに螺合されるアウターロータ１２０及びインナーロータ１２１の構造に限定されず、ラック・アンド・ピニオン（rack and pinion）又はラチェット（ratchet）構造などの長さ調節が可能な如何なる構造も適用可能である。

これに加えて、アウターロータ１２０又はインナーロータ１２１の外周面上に定規を形成すると、使用者に可動プレート１６０が垂直方向に沿って移動した寸法を示すようにすることもできる。

可動プレート１６０を介在して調節部１２０，１２１の反対側には、第１弾性部材１６１を設けることができる。

第１弾性部材１６１は、調節部１２０，１２１により加圧される可動プレート１６０を弾性支持する。調節部１２０，１２１が順方向に回転する場合には可動プレート１６０が上側に移動し、調節部１２０，１２１が逆方向に回転する場合には可動プレート１６０が下側に移動する。

メイン軸１１２は、第１駆動装置１１０と直結して回転するスクリュー軸１１２ａ、スクリュー軸１１２ａの外周面に形成された螺子山に螺合される長さ調節ロッド１１２ｂ及びハンドピース１００，１０１から露出した長さ調節ロッド１１２ｂの端部に形成される挿入突起１１２ｃを含むことができる。

スクリュー軸１１２ａは、その外周面に長手方向に沿って螺子山が形成され、スクリューナット１１０ａを螺子山の外側で螺合することができる。この場合、スクリュー軸１１２ａには雄螺子を形成することができ、スクリューナット１１０ａには雌螺子を形成することができる。そして、スクリューナット１１０ａを長さ調節ロッド１１２ｂと一体に結合することができる。これにより、スクリューナット１１０ａがスクリュー軸１１２ａの回転により移動すると、長さ調節ロッド１１２ｂは水平方向に沿って移動できる。

従って、スクリュー軸１１２ａが一側の回転方向に沿って回転すると、長さ調節ロッド１１２ｂがスクリュー軸１１２ａから遠ざかる方向、即ち、水平方向に沿って移動し、スクリュー軸１１２ａが他側の回転方向に沿って回転すると、長さ調節ロッド１１２ｂがスクリュー軸１１２ａへ近づく方向に移動する。

ここで、スクリュー軸１１２ａと長さ調節ロッド１１２ｂの間の回転及び移動方向は、スクリュー軸１１２ａの螺子山の方向が右螺子又は左螺子であるそれぞれの場合によって決定することができる。

挿入突起１１２ｃは、スクリュー軸１１２ａが結合される長さ調節ロッド１１２ｂの端部の反対側の端部に形成し、後述する挿入溝４２１に挿入される位置、即ち、挿入溝４２１と同軸上に配置することができる。

カートリッジハウジング２００の内部には、メイン軸１１２と平行に配置される補助軸１１１を備えることができる。

また、図６は図５の斜視図であって、図６に示されるように、メイン軸１１２の挿入突起１１２ｃが第１管１７１の内部空間を長手方向に沿って完全に貫通し、第２管１７２の内部にメイン軸１１２の一部分が位置する状態になり、この状態を初期位置として定義できる。

第１管１７１及び第２管１７２は、長手方向に変形可能な波状管であり得る。

補助軸１１１は、垂直方向に沿って往復運動する過程で、補助軸１１１の両端部を第２弾性部材１１１ｂにより弾性支持することができる。

カートリッジハウジング２００の内側壁にそれぞれガイド溝２０１ａを形成することができる。それぞれのガイド溝２０１ａは、補助軸１１１が垂直方向に沿って移動できる空間を提供し、第２弾性部材１１１ｂがガイド溝２０１ａの上端及び下端にそれぞれ位置し得る。

補助軸１１１の外周面に沿ってスライドするように結合されるガイド部材４００を備えることができる。

ガイド部材４００は、後述するように、トランスデューサ３１０を有する超音波発生部３００が一側に装着されるように突出する下部マウンタ４１０、及びガイド部材４００から他側に突出し、メイン軸１１２の外周面を覆うように結合される上部マウンタ４２０を含むことができる。

下部マウンタ４１０は、カートリッジハウジング２００の透光窓３２０に向かうように突出し、下部マウンタ４１０に超音波発生部３００が設置されるので、超音波発生部３００から発生する超音波が透光窓３２０を介して照射されるようにする。

超音波発生部３００は、ハンドピース１００，１０１のケーブルコネクタ（図示せず）によりＲＦボード（図示せず）と電気的に接続することができ、それから電気信号の供給を受けてトランスデューサ３１０から集束された超音波を照射できるようにする。その結果、トランスデューサ３１０から照射された超音波は特定位置に集束され、このように、トランスデューサ３１０から照射された超音波が集束された特定位置を焦点として定義できる。

更に、カートリッジハウジング２００の末端から焦点までの距離を超音波発生部３００の超音波の集束深さとして定義できる。本実施例では、超音波発生部３００の超音波の集束深さが超音波発生部３００の垂直方向の移動によって調節でき、これについては後述する。

超音波の特性上、液体からなる媒質が要求され、特に、カートリッジハウジング２００の内部には、超音波の損失が最小化されるように損失係数の低い媒質、一例として、液体内に存在する気体を除去した脱気液を収容することができる。

上部マウンタ４２０は、メイン軸１１２が垂直方向に沿って移動する場合、補助軸１１１がメイン軸１１２の移動と連動して垂直方向に沿って移動できるようにする機能を実行する。

上部マウンタ４２０は、挿入突起１１２ｃが挿入される挿入溝４２１を含むことができる。このとき、挿入突起１１２ｃにＳ極性又はＮ極性の第１磁力部材１１２ｄを設置し、挿入溝４２１の第１磁力部材１１２ｄと対応する位置には第１磁力部材１１２ｄに形成される極性と反対の極性を有する第２磁力部材１１２ｅを設置することができる。

挿入突起１１２ｃが挿入溝４２１に挿入される場合、第１磁力部材１１２ｄと第２磁力部材１１２ｅとの間に引力が作用して、後述するように、メイン軸１１２が水平方向に沿って移動する場合、ガイド部材４００が補助軸１１１の外周面に沿って移動可能にすることができる。この場合、補助軸１１１は、メイン軸１１２が水平方向に沿って移動する過程で安定的に移動可能にガイドする機能を行う。

挿入突起１１２ｃが挿入溝４２１に挿入される過程で挿入溝４２１に進入する際に、挿入溝４２１の進入側には挿入突起１１２ｃの直径よりも大きな内径を有する案内傾斜面４２２が形成され、案内傾斜面４２２の内径は漸進的に小さくなり、挿入突起１１２ｃの直径に収まるように形成することができる。これは、挿入突起１１２ｃが挿入溝４２１に挿入される直前の上部マウンタ４２０の位置が補助軸１１１の位置によって可変的であるので、挿入突起１１２ｃと挿入溝４２１が同軸上に配置される前まで互いに結合される位置を補正する機能を行う。

換言すれば、挿入突起１１２ｃと挿入溝４２１の軸が所定距離だけずれている状態に置かれていても、挿入突起１１２ｃが挿入溝４２１側に移動中に挿入突起１１２ｃが案内傾斜面４２２に沿って摩擦を起こし、究極のところ、挿入突起１１２ｃと挿入溝４２１の軸が互いに一致する状態が円滑になされるように補正する機能を意味する。

第１管１７１は、長さ調節ロッド１１２ｂを覆うように配置され、第１管１７１の長手方向に沿った一端はカートリッジハウジング２００の内側壁面に支持され、他端は上部マウンタ４２０に圧着できる。第１管１７１と上部マウンタ４２０の圧着される接触面には追加的にシーリング部材（図示せず）を設置することができる。シーリング部材は、第１管１７１の内部に脱気液が侵入できないように気密性を確保するようになる。

第２管１７２は、上部マウンタ４２０を基準に第１波状管１７１と同軸上に配置され、第２管１７２の長手方向に沿った一端を上部マウンタ４２０に圧着し、他端をカートリッジハウジング２００の内側壁面に支持することができる。第１管１７１の場合と同様に、第２管１７２と上部マウンタ４２０の接触面には追加的に更に他のシーリング部材（図示せず）を設置することができる。これは、第２管１７２の内部に脱気液が侵入できないように気密性を確保するようになる。

なお、第１管１７１及び第２管１７２は、垂直方向に沿った長さがその他の方向に沿った長さよりも長い長軸を有する楕円形であり得る。第１管１７１及び第２管１７２の横断面の形状を楕円形に形成することによって、メイン軸１１２の垂直方向に沿った移動過程でメイン軸１１２の移動範囲を確保すると同時に、カートリッジハウジング２００の内部と外部の間の気密性を確保することができる。

また、第１管１７１及び第２管１７２は、それぞれウレタン、シリコンなどの軟質特性を有する材質で形成されることによって、第１管１７１と上部マウンタ４２０の間、又は第２管１７２と上部マウンタ４２０の間で発生し得る隙間の発生可能性を抑制して媒質の漏れを防ぐなど、より気密性に対する信頼度を確保できるようになる。

以下、本発明の一実施例に係る超音波の集束深さの調節が可能な超音波発生装置の作動過程を説明すれば、以下の通りである。

更に、図５及び図４を参照すれば、使用者がカートリッジハウジング２００を装着フレーム１０１に装着すると、図４の状態に置かれ、第１駆動装置１１０を初期駆動（一例として、一回転駆動）させると、図５に示すように、メイン軸１１２の長さ調節ロッド１１２ｂが垂直方向に沿って上部マウンタ４２０側に移動する。

このとき、長さ調節ロッド１１２ｂの挿入突起１１２ｃと挿入溝４２１の間の軸が所定距離だけずれている状態であっても、挿入突起１１２ｃが案内傾斜面４２２に沿って摩擦を起こして挿入され、この過程で、挿入突起１１２ｃに設置された第１磁力部材１１２ｄが挿入溝４２１に設置された第２磁力部材１１２ｅとの間に形成される引力により、挿入突起１１２ｃと挿入溝４２１との結合を円滑に行うことができる。

図７は、図５の状態で超音波発生部が水平方向に沿って図面上、左側に移動した状態を示す図である。

図７を参照すれば、トランスデューサ３１０を有する超音波発生部３００が超音波の集束深さｈ１を維持した状態で水平方向に沿って図面上、左側に移動できる。これは第１駆動装置１１０が一側の回転方向に沿って回転する場合、スクリュー軸１１２ａが回転する過程でスクリュー軸１１２ａに螺合されたスクリューナット１１０ａの移動によって長さ調節ロッド１１２ｂが左側に移動したものである。これにより、トランスデューサ３１０から照射される超音波の焦点が左側に移動するので、より簡便、かつ、迅速に広い部位に対する施術が可能になる。また、多様な施術部位をカバーできる範囲を考慮して、スクリュー軸１１２ａ及びスクリューナット１１０ａの螺子山の個数又はピッチの設計値によって、一例として、０.１ｍｍ〜５０ｍｍの範囲内で移動可能に形成することができ、好ましくは０.１ｍｍ〜３０ｍｍの範囲がよい。

図８は、図５の状態で超音波発生部３００が水平方向に沿って図面上、右側に移動した状態を示す図である。

図８を参照すれば、トランスデューサ３１０を有する超音波発生部３００が超音波の集束深さｈ１を維持した状態で水平方向に沿って図面上、右側に移動できる。これは第１駆動装置１１０が他側の回転方向に沿って回転する場合、スクリュー軸１１２ａが回転する過程でスクリュー軸１１２ａに螺合されたスクリューナット１１０ａの移動によって長さ調節ロッド１１２ｂが右側に移動したものである。これにより、トランスデューサ３１０から照射される超音波の焦点が右側に移動するので、より簡便、かつ、迅速に広い部位に対する施術が可能になる。

図９は、図５の状態で超音波発生部３００が垂直方向に沿って図面上、下側に移動した状態を示す図である。

図９を図５と共に参照すれば、図５の状態では超音波の集束深さがｈ１の状態であるのに対し、図９の状態では超音波発生部３００が垂直方向に沿って図面の下側に移動した状態であるので、超音波の集束深さがｈ２である状態に置かれる。

即ち、超音波の集束深さｈ２は、超音波の集束深さｈ１よりも大きな値を意味し、超音波の集束深さがｈ１である状態からｈ２に変更されることによって、被施術者の脂肪層の厚さ又は腹部周囲などが厚い場合に使用することができる。ここで、超音波発生部３００の垂直方向に沿った超音波の集束深さは一例として、０.１ｍｍ〜５ｍｍの深さに移動するように設計することができる。

ここで、超音波発生部３００の下側移動は、アウターロータ１２０とインナーロータ１２１の作動により行うことができる。

具体的に、アウターロータ１２０の回転によりインナーロータ１２１がアウターロータ１２０から突出する長さが減少する。ここで、アウターロータ１２０の回転は、使用者により手動で行われるか、駆動モータのような駆動手段により自動で行うことができる。

その結果、インナーロータ１２１がアウターロータ１２０から突出する長さが減少しただけ、第１弾性部材１６１が伸縮して可動プレート１６０を下側に加圧する。

このとき、可動プレート１６０に固定されたメイン軸１１２、第１駆動装置１１０、補助軸１１１、超音波発生部３００及びガイド部材４００も共に下側に移動することによって、超音波発生部３００が下側に移動できる。

このように、超音波発生部３００が下側に移動すると、超音波発生部３００の超音波の集束深さが増加する。

図１０は、図５の状態で超音波発生部が垂直方向に沿って図面上、上側に移動した状態を示す図である。

図１０を図５と共に参照すれば、図５の状態では超音波の集束深さがｈ１の状態であるのに対し、図１０の状態では超音波発生部３００が垂直方向に沿って図面上、上側に移動した状態であるので、超音波の集束深さがｈ３の状態に置かれる。

即ち、超音波の集束深さｈ３は、超音波の集束深さｈ１よりも小さな値を意味し、超音波の集束深さがｈ１の状態からｈ３に変更されることによって被施術者の脂肪層の厚さ又は腹部周囲などが薄い場合に使用することができる。

ここで、超音波発生部３００の上側移動は、アウターロータ１２０とインナーロータ１２１の作動により行うことができる。

具体的に、アウターロータ１２０の回転によりインナーロータ１２１がアウターロータ１２０から突出する長さが増加する。ここで、アウターロータ１２０の回転は、使用者により手動で行われるか、駆動モータのような駆動手段により自動で行うことができる。

その結果、インナーロータ１２１がアウターロータ１２０から突出する長さが増加しただけ、第１弾性部材１６１が圧縮されて可動プレート１６０が上側に移動する。

このとき、可動プレート１６０に固定されたメイン軸１１２、第１駆動装置１１０、補助軸１１１、超音波発生部３００及びガイド部材４００も共に上側に移動することによって、超音波発生部３００が下側に移動できる。

このように、超音波発生部３００が上側に移動すると、超音波発生部３００の超音波の集束深さが減少する。

前述したように、超音波発生部３００は、水平方向及び垂直方向に沿って移動可能に配置され、施術中にはそれぞれの水平方向及び垂直方向に沿って交互に移動させることによって、施術部位に対する正確な超音波の集束深さを目標とするように施術することが可能になる。

本実施例によれば、被施術者による多様な脂肪層の厚さ又は腹部周囲などの多様な施術部位に対応してそれぞれの超音波の集束深さを有するカートリッジを購買するか、具備されているカートリッジを交換しなければならないという手間を最小化できる。

図１１は、本発明の他の実施例に係る超音波の集束深さの調節が可能な超音波発生装置を示す概略図であり、図１２〜図１３は、本発明の他の実施例に係る超音波の集束深さの調節が可能な超音波発生装置を用いた水平方向及び垂直方向に沿った焦点距離を変更する方式の肥満治療方法を示す概略図である。

図１１に示すように、本発明の他の実施例に係る超音波の集束深さの調節が可能な超音波発生装置は、超音波発生部３００を自動で垂直方向に沿って移動するために、ガイド１３０及び第２駆動装置１４０を更に含むことができる。

ガイド１３０は、ハンドピース１００及び可動プレート１６０の間に垂直方向に沿って設けられ、ハンドピース１００に結合される。一方、可動プレート１６０は、ガイド１３０に沿って移動可能に結合されるか、又は可動プレート１６０自体が垂直方向に移動できる。第２駆動装置１４０は、可動プレート１６０を垂直方向に移動させる。このような可動プレート１６０の垂直方向の移動に連動し、第１駆動装置１１０、補助軸１１１、メイン軸１１２、長さ調節ロッド１１２ｂ、超音波発生部３００及びガイド部材４００も共に垂直方向に移動することによって、超音波発生部３００の超音波の集束深さが調節できる。このとき、可動プレート１６０がガイド１３０に沿ってリニア移動するか、又は可動プレート１６０自体が垂直方向に移動できる。

例えば、第２駆動装置１４０は、可動プレート１６０を垂直方向に移動させる駆動モータであり得る。ここで、第２駆動装置１４０の駆動モータの駆動軸には、スクリュー軸１５１が結合され、可動プレート１６０にはスクリュー軸１５１と螺合されるスクリューナット１５２を設けることができる。

従って、第２駆動装置１４０によりスクリュー軸１５１が回転されると、スクリューナット１５２と可動プレート１６０がスクリュー軸１５１に沿って垂直方向に移動できる。このようなスクリューナット１５２と可動プレート１６０の垂直方向の移動に連動し、第１駆動装置１１０、補助軸１１１、メイン軸１１２、長さ調節ロッド１１２ｂ、超音波発生部３００及びガイド部材４００も共に垂直方向に移動することによって、超音波発生部３００の超音波の集束深さが調節できる。このとき、可動プレート１６０は、ガイド１３０に沿ってリニア移動するか、又は可動プレート１６０自体が垂直方向に移動できる。

前述したように、第１駆動装置１１０の駆動モータの回転によりスクリュー軸１１２ａが回転すると、スクリューナット１１０ａがスクリュー軸１１２ａに沿って水平方向に移動できる。

このようなスクリューナット１１０ａの水平方向の移動に連動し、長さ調節ロッド１１２ｂ、挿入突起１１２ｃ、超音波発生部３００及びガイド部材４００も共に水平方向に移動することによって、超音波発生部３００の超音波の焦点が水平方向に移動できる。このとき、ハンドピース１００には、第２駆動装置１４０が固定されていることができる。

結局のところ、本実施例では第１駆動装置１１０を用いて超音波発生部３００を水平方向に移動させることができ、このとき、超音波発生部３００の皮膚深部での超音波の焦点が水平方向に移動できる。

また、本実施例では第２駆動装置１４０を用いて超音波発生部３００を垂直方向に移動させることができ、このとき、超音波発生部３００の皮膚深部での超音波の焦点が垂直方向に移動できる。これは超音波発生部３００の超音波の集束深さが変更されるものであり得る。

一方、本発明の他の実施例に係る超音波の集束深さの調節が可能な超音波発生装置は、超音波発生部３００の皮膚深部での超音波の焦点の水平方向の移動距離及び垂直方向の移動距離が表示されるディスプレイ（図示せず）を有するユーザインターフェース（User Interface）に基づいて、超音波発生部３００の位置を自動で調節できる。

ディスプレイは超音波発生装置本体（図示せず）、ハンドピース１００，１０１又はカートリッジハウジング２００に設けることができ、ディスプレイの画面には、超音波発生部３００の皮膚深部での超音波の焦点の水平方向の移動距離及び垂直方向の移動距離に対する目標数値を入力するためのユーザインターフェースが表示される。

一例として、ディスプレイはタッチパッドによって具現でき、ユーザインターフェースは、超音波発生部３００の皮膚深部での水平方向の移動距離と垂直方向の移動距離に対する目標数値を入力するキーパッド（Keypad）によって具現できる。

他の例として、ディスプレイはタッチパッドによって具現でき、ユーザインターフェースは、超音波発生部３００の皮膚深部での水平方向の移動距離と垂直方向の移動距離に対する目標数値がそれぞれ表示された多数のアイコンによって具現できる。

一方、本発明の他の実施例に係る超音波の集束深さの調節が可能な超音波発生装置は、ハンドピースに位置するスイッチに基づいて、超音波発生部３００の垂直方向の位置と水平方向の位置とを自動で調節できる。

以下に、本発明の他の実施例に係る超音波の集束深さの調節が可能な超音波発生装置を用いた水平方向及び垂直方向に沿った移動距離を変更する方式の肥満治療方法を説明する。

まず、使用者によりユーザインターフェースに超音波発生部３００の皮膚深部での超音波の焦点の水平方向の移動距離及び垂直方向の移動距離が入力される。

次に、ユーザインターフェースが入力された超音波発生部３００の皮膚深部での超音波の焦点の水平方向の移動距離及び垂直方向の移動距離によって、第１駆動装置１１０及び第２駆動装置１４０を交互に、又は不規則的に作動させることができる。このように、第１駆動装置１１０及び第２駆動装置１４０の交互な作動により超音波発生部３００の水平方向の移動及び垂直方向の移動を交互に行うことができる。

例えば、図１２に示すように、第１駆動装置１１０が超音波発生部３００を水平方向の順方向、即ち、右側に移動させる過程と、第１駆動装置１１０が超音波発生部３００を水平方向の逆方向、即ち、左側に移動させる過程と、第２駆動装置１４０が超音波発生部３００を垂直方向に移動させる過程と、を１つのサイクルで繰り返すことができる。

また、図１３に示すように、第１駆動装置１１０が超音波発生部３００を水平方向の順方向、即ち、右側に移動させる過程と、第２駆動装置１４０が超音波発生部３００を垂直方向に移動させる過程と、第１駆動装置１１０が超音波発生部３００を水平方向の逆方向、即ち、左側に移動させる過程と、第２駆動装置１４０が超音波発生部３００を垂直方向に移動させる過程と、を１つのサイクルで繰り返すことができる。

このとき、超音波発生部３００の水平方向の移動によって、超音波発生部３００の皮膚深部での超音波の焦点が水平方向に移動し、超音波発生部３００の皮膚深部での超音波の焦点が垂直方向に移動する。

従って、本発明の他の実施例に係る超音波の集束深さの調節が可能な超音波発生装置を用いた水平方向及び垂直方向に沿った移動距離を変更する方式の肥満治療方法は、第１駆動装置及び第２駆動装置により超音波発生部の皮膚深部での超音波の焦点の水平方向の移動距離及び垂直方向の移動が自動で行われることによって、皮膚深部での皮膚面治療が可能であり、皮膚の深部で相対的に広い部位を一度に治療できるという効果がある。

以上、添付の図面を参照しながら本発明の実施例を説明したところ、本発明が属する技術分野における通常の技術者は、本発明がその技術的思想や必須な特徴を変更することなく、他の具体的な形態に実施できるということが理解できるだろう。従って、以上で記述した実施例はあらゆる面で例示的なものであり、制限的ではないものとして理解されるべきである。

本発明は、ハンドピースと、ハンドピースに分離可能に結合されて超音波を発生させるカートリッジハウジングと、を有する超音波の集束深さの調節が可能な超音波発生装置、および、当該超音波発生装置を用いた肥満治療方法に利用できる。

１００，１０１ ハンドピース
１１１ 補助軸
１１１ｂ 第１弾性部材
１１２ メイン軸
１１２ｂ 長さ調節ロッド
１２０ アウターロータ
１２１ インナーロータ
１２０，１２１ 調節部
１２２ 移送装置
１６０ 可動プレート
１７１ 第１管
１７２ 第２管
２００ カートリッジハウジング
３００ 超音波発生部
３２０ 透光窓
４００ ガイド部材
４１０ 下部マウンタ
４２０ 上部マウンタ

Claims (16)

1. 超音波を発生させる超音波発生部が設けられるカートリッジハウジングと、
   前記カートリッジハウジングが分離可能に装着され、内部に第１駆動装置が設けられるハンドピースと、
   前記超音波発生部が前記カートリッジハウジングの下端と平行な水平方向及び垂直な垂直方向に沿って移動可能に結合されるメイン軸とを含み、
   前記メイン軸は、
   一端が前記ハンドピースの第１駆動装置の一端に結合され、他端が前記カートリッジハウジングの内部に位置し、
   前記ハンドピースは、
   前記メイン軸が垂直方向に移動する移動量を調節して前記超音波発生部の超音波の集束深さを調節する調節部を含む、超音波の集束深さの調節が可能な超音波発生装置。
2. 前記カートリッジハウジングに収容され、前記メイン軸と平行に配置され、前記超音波発生部が前記垂直方向と水平方向に沿って移動可能に案内する補助軸を更に含むことを特徴とする、請求項１に記載の超音波の集束深さの調節が可能な超音波発生装置。
3. 前記メイン軸が固定され、前記ハンドピースの内部で垂直方向に沿って移動可能に設置される可動プレートを更に含むことを特徴とする、請求項１に記載の超音波の集束深さの調節が可能な超音波発生装置。
4. 前記調節部は、前記超音波発生部の垂直方向の移動のために前記可動プレートの一側面を加圧するように位置し、
   前記可動プレートを中心に前記調節部の前記垂直方向に沿った反対側面を弾性支持するように設置される第１弾性部材を含むことを特徴とする、請求項３に記載の超音波の集束深さの調節が可能な超音波発生装置。
5. 前記補助軸の長手方向の両端にそれぞれ設置され、前記メイン軸の前記垂直方向の移動を弾性支持する第２弾性部材と、
   前記補助軸の外周面に沿ってスライドするガイド部材と、を含み、
   前記超音波発生部は、前記ガイド部材から一側に突出する下部マウンタに固定され、前記ガイド部材から他側に突出する上部マウンタが前記メイン軸の外周面を覆うように結合されることを特徴とする、請求項２に記載の超音波の集束深さの調節が可能な超音波発生装置。
6. 前記メイン軸は、
   前記第１駆動装置と直結し、一体に回転するスクリュー軸と、
   前記スクリュー軸の外周面に形成された螺子山に螺合され、前記スクリュー軸が回転すると、水平方向に沿って移動するスクリューナットと、
   前記スクリューナットと一体に結合されて移動する長さ調節ロッドと、
   前記ハンドピースから露出した前記長さ調節ロッドの端部に形成され、前記上部マウンタに分離可能に結合される挿入突起と、を含むことを特徴とする、請求項５に記載の超音波の集束深さの調節が可能な超音波発生装置。
7. 前記上部マウンタは、前記挿入突起が挿入される挿入溝を含み、前記挿入溝の水平方向に沿った両端には、第１管及び第２管が配置されることを特徴とする、請求項６に記載の超音波の集束深さの調節が可能な超音波発生装置。
8. 前記挿入突起は極性を有する磁力部材を含み、前記挿入溝は前記挿入突起の磁力部材と反対の極性を有する磁力部材を含むことを特徴とする、請求項７に記載の超音波の集束深さの調節が可能な超音波発生装置。
9. 前記挿入溝の進入側には、前記挿入突起の直径よりも大きな内径を有する案内傾斜面が形成され、前記案内傾斜面の内径は漸進的に小さくなり、前記挿入突起の直径に収まるように形成されることを特徴とする、請求項７に記載の超音波の集束深さの調節が可能な超音波発生装置。
10. 前記第１管は前記長さ調節ロッドの外周面を覆うように離間して配置され、水平方向に沿った一端は前記カートリッジハウジングの内側壁面に支持され、他端は前記上部マウンタに圧着されることを特徴とする、請求項７に記載の超音波の集束深さの調節が可能な超音波発生装置。
11. 前記第２管は、前記上部マウンタを基準に前記第１管と同軸上に対向するように配置され、前記第２管の一端は、前記上部マウンタに圧着され、他端は前記カートリッジハウジングの内側壁面に支持されることを特徴とする、請求項１０に記載の超音波の集束深さの調節が可能な超音波発生装置。
12. 前記上部マウンタは、前記第１管及び第２管の間でそれぞれの外周面の一部が同時に係止固定されるように形成される固定部材を更に含むことを特徴とする、請求項１１に記載の超音波の集束深さの調節が可能な超音波発生装置。
13. 可動プレートを垂直方向に移動させることができる第２駆動装置を更に含み、
    前記第２駆動装置にはスクリュー軸が結合され、
    前記可動プレートには、前記スクリュー軸と螺合されるスクリューナットが設けられることを特徴とする、請求項１に記載の超音波の集束深さの調節が可能な超音波発生装置。
14. 超音波を発生させる超音波発生部が設けられるカートリッジハウジングと、
    前記カートリッジハウジングが分離可能に装着され、内部に第１駆動装置が設けられるハンドピースと、
    前記超音波発生部が前記カートリッジハウジングの下端と平行な水平方向及び垂直な垂直方向に沿って移動可能に結合されるメイン軸とを含み、
    前記メイン軸の一端が前記ハンドピースの第１駆動装置の一端に結合され、他端が前記カートリッジハウジングの内部に位置する超音波発生装置を用いた水平方向及び垂直方向に沿った移動距離を変更する方式の肥満治療方法。
15. 前記水平方向は０.１ｍｍ〜３０ｍｍの長さで移動でき、
    前記垂直方向は０.１ｍｍ〜５ｍｍの深さで移動できることを特徴とする、請求項１４に記載の超音波発生装置を用いた水平方向及び垂直方向に沿った移動距離を変更する方式の肥満治療方法。
16. 前記水平方向及び垂直方向の移動は、交互に行われることを特徴とする、請求項１５に記載の超音波発生装置を用いた水平方向及び垂直方向に沿った移動距離を変更する方式の肥満治療方法。

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