KR100902695B1 - 레이저 피부 천공기 - Google Patents

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Abstract

환자의 피부를 천공하여 혈액 샘플을 얻는 레이저 천공기는 출력 레이저 빔을 생성하는 레이저 광 공급원, 천공되는 피부 영역으로 출력 레이저 빔을 집속하는 집속 장치, 안내 장치, 전원 장치 및 피부 영역을 유지하는 유지 장치를 포함한다. 유지 장치는 천공되는 피부 영역에서 혈액 순환을 자극하도록 형성된다.

Description

레이저 피부 천공기{LASER SKIN PERFORATOR}
본 발명의 배경기술
본 발명의 기술분야
본 발명은 레이저 의료장치에 관한 것으로, 특히 혈액 샘플을 얻기 위해 접촉없이 환자 피부를 천공하는 의료 장치에 관한 것이다.
종래기술의 설명
모세혈관 혈액 추출은 환자의 피하 모세혈관상에서 혈액 샘플을 얻는 방법이다. 일반적으로 환자로부터 소량의 혈액을 수집하는 방법은 금속 란셋 또는 바늘과 같은 날카로운 장치로 피부를 천공하는 방법을 이용한다. 이 방법은 피부를 천공하는데 사용되는 장치가 건강 관리 직원이나 일반 대중들을 전염시킬 수 있고 생물학적으로 해로운 폐기물을 폐기하고 처리하는데 비용이 들기 때문에 많은 단점을 가진다.
다양한 수술 과정에서 효과적이고 정밀한 도구로 레이저가 사용되고 있다. 다수의 레이저 방사선 공급원중, 에르븀(Er) 이온이 도프된 YAG(yttrium aluminum garnet) 수정과 같은 희토류 원소가 의료용으로 관심의 대상이 되고 있다.
작동 매체의 하나로써, 파장이 다른 레이저 광을 생성하기 위해 다양한 라산트(lasant) 물질이 이용될 수 있다. 이러한 물질은 희토류로 도프된 산화물 및 불화물 레이저 수정 및 유리를 포함하지만 이것에 제한되지는 않는다. 이러한 수정 및 유리는 생성된 레이저의 파장을 고정시키기 위해 불순물로 도프된다.
레이저의 경우에, 이 시스템은 레이저 광을 생성하는 공급원 및 레이저 빔을 타겟으로 향하게 하는 광학 구성요소를 포함한다. 레이저 공급원은 연속적이거나 펄스로된 레이저 에너지 출력을 생성할 수 있다. 타겟 시편으로 레이저 에너지를 송출하고 그 후에 시편의 일부에서 증발이 일어나면 시편에서 연기, 탄화된 입자 및/또는 스플래터 입자(splattered particles)와 같은 부산물이 생성된다. 이러한 부산물은 시스템의 광학 대물 렌즈(objective optics)상에 침전될 수 있어 레이저 시스템의 일정한 작용을 위협하고, 이것으로 광학 구성요소를 손상시키거나 변경시키고, 출력을 감소시키며, 광 또는 레이저 빔내에 에너지 분배 패턴을 변형시키고, 또는 시스템 저하를 일으킨다.
집속된 레이저 빔에 의해 환자의 피부 조직을 천공하는 방법 및 장치는 본 기술 분야에서 공지되어 있다. 피부의 천공은 레이저 조사의 파장과 살아있는 조직으로 광 방출의 집속 흡수 영역이 정합될때 가장 효과적이 된다. 또한 레이저 빔으로 살아있는 조직을 처리하는 동안 혈액의 응고를 방지하는 것도 중요하다. 이것은 2.94미크론의 레이저 방출 파장과 50 및 500마이크로초 사이에서 레이저 임펄스 지속을 가지는 YAG 에르븀 레이저를 천공 장치에 이용할 때 얻어질 수 있다. 본 기술 분야에서 천공은 레이저 빔이 피부 조직상에 집속되고 그 결과 레이저 빔의 집속 영역에서 피부의 일부가 증발될때 발생된다.
환자 피부의 접촉없이 천공하여 혈액 샘플을 얻는 의료 장치는 종종 상당한 고통을 주기 때문에 고통을 예상하는 환자는 두려움과 걱정을 가지게 된다. 현재 레이저 천공 장치는 이러한 고통 및 걱정을 제거하도록 설계되고 있고, 또한 환자의 걱정의 감소는 새로운 모세혈관 추출 기술의 유용성을 상당히 증가시키고 있다. 미국특허 제 5,908,416 호에 개시된 장치 및 방법에서는 특정 형상을 가지는 레이저 빔을 제공하는 것에 의해 천공중에 고통을 감소시키도록 하고 있다. 그러나, 이러한 방법은 광학 시스템의 복잡성을 증가시키고, 레이저 빔 에너지 손실을 일으키고, 장치가 더욱 비싸지고 제조가 어려워진다. 이 장치에서, 레이저 에너지의 보상 증가는 더 큰 레이저 빔을 발산시켜 천공 영역에서의 피부를 태우게 된다.
따라서, 혈액 추출 절차동안에 환자의 고통과 걱정을 감소시킬 수 있는 레이저 천공 장치가 필요하다. 또한 피부 조직의 증발에 의한 오염을 방지하는 레이저 천공 장치가 필요하다.
본 발명의 요약
본 발명의 한 관점은 환자의 피부를 천공하여 혈액 샘플를 얻을 수 있는 레이저 천공기를 제공하는 것이다. 천공기는 출력 레이저 빔을 생성하는 레이저 공급원, 천공을 위해 선택된 피부 영역으로 출력 레이저 빔을 집속시키는 집속 장치, 안내 장치 및 전원 장치를 포함한다. 유지 장치는 천공되는 피부 영역에서 혈액 순환을 증대하도록 제공된다. 피부 유지 장치는 유연성 주변 벽(a flexible peripheral wall)으로 형성된 중공 중간 영역으로 구성된다. 중간 영역은 전방에 위치된 맞물림 컵과 후방에 위치된 베이스 벽 사이에서 끼워진다. 베이스 부재는 맞물림 컵과 베이스 벽 사이의 중공 중간 영역내에 위치된다. 유연성 주변 벽은 중간 영역의 체적을 감소시키도록 변형가능하고 그 내부의 압력을 증가시킨다. 또한 피부 유지 장치는 중간 영역내에 압력을 조절하는 압력 조절 장치를 포함한다. 압력 조정이 발생된 후에, 맞물림 컵안으로 피부 영역의 일부를 이동시키는 흡입을 생성하도록, 저압 영역이 중간 영역내에 형성된다. 압력 조절 장치는 밸브의 형태일 수 있고, 변형된 중간 영역이 최초 변형되지 않은 위치로 용이하게 되돌아가도록 편향부재(a biasing member)재가 제공될 수 있다.
본 발명의 또 다른 관점에 따르면, 맞물림 컵의 후방 벽은 레이저 빔의 통로로 제공되는 개구부가 형성된다. 레이저 공급원과 집속 장치를 포함하는 천공기의 내부 영역과 맞물림 컵 사이의 유체 전달을 방지하는 광학 막(an optical membrane)이 개구부와 함께 제공될 수 있다. 차폐재는 레이저 조사를 막는 물질로 만들어진다.
본 발명의 또 다른 관점에 따르면, 환자의 피부로 전달된 레이저 에너지는 길이를 따라 변형가능한 두께를 가지는 광학 부재에 의해 조절될 수 있다. 광학 부재는 소정의 레이저 조사 전송 특징을 가지는 물질로 만들어진다. 광학 부재는 천공되는 피부 영역과 레이저 공급원 사이에서 위치된다. 광학 부재는 실질적인 원통형 외부 벽을 가지는 쇄기 형상의 형태를 가질 수 있고 레이저 공급원과 집속 장치 사이에 회전가능하게 위치될 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시예에서, 광학 부재는 레이저 빔의 방향과 교차되게 이동된다.
본 발명의 또 다른 관점에 따르면, 천공기의 의도되지 않은 작동을 방지하는 장치가 제공된다. 이 장치는 컵의 길이방향축을 따라 배열된 슬라이드 가능한 복수의 독립적인 맞물림 세그먼트를 포함한다. 세그먼트의 말단부는 개방위치와 폐쇄위치사이에서 작동가능한 스위치의 일부를 형성한다. 개방된 위치에서, 맞물림 세그먼트의 말단부는 레이저 공급원의 전기 공급선과 연결되지 않도록 맞물림 컵의 후방벽에 위치하는 도전판(a conductive plate)으로부터 이격되어 있다. 폐쇄된 위치에서, 맞물림 세그먼트의 말단부는 레이저 공급원의 전기 공급선을 작동시키기 위해 도전판과 맞물린다. 이 장치는 레이저 빔의 방향과 교차되는 평면내에 이동가능한 슬라이딩 부재를 포함하여, 장치의 표준 위치에서 슬라이딩 부재가 천공기의 중앙 통로를 차단하여 레이저 빔의 우발적인 방출을 방지한다.
맞물림 컵은 중공 내부 캐비티를 가지며 형성될 수 있고 이것의 측면 벽에 의해 한정된다. 맞물림 구멍은 중공 내부 영역으로 진입하는 레이저 빔이 피부의 천공된 영역내에 연장된 슬릿을 생성하도록, 맞물림 구멍을 통해 돌출하는 피부 영역에 접선으로 향하도록 측면 벽내에 형성될 수 있다. 대안적으로, 피부 영역을 수용하는 맞물림 구멍은 내부 영역으로 진입하는 레이저 빔의 방향과 비스듬하게 위치되도록 맞물림 컵의 전방 부분에서 형성될 수 있다.
도면의 간단한 설명
도 1은 피부 유지 장치를 포함하는 본 발명의 레이저 천공기의 개략도;
도 1A는 흡입 장치를 구비하는 천공기의 정면 영역을 도시하는 도면;
도 2는 천공 장치의 맞물림 컵을 도시하는 도면;
도 2A는 맞물림 컵의 또 다른 실시예를 도시하는 도면;
도 3은 맞물림 컵의 또 다른 실시예를 도시하는 도면;
도 4는 맞물림 컵의 또 다른 실시예를 도시하는 도면;
도 5는 천공 장치에서 사용되는 광학 부재의 적용을 도시하는 개략도;
도 6은 광학 부재의 또 다른 적용을 도시하는 개략도;
도 6A는 광학 부재의 구성을 도시하는 도면;
도 7은 광학 부재를 가지는 천공 장치의 정면 부분을 도시하는 도면;
도 8은 천공 장치의 변형된 정면 부분을 도시하는 도면;
도 9는 본 발명의 안전 특징을 도시하는 천공 장치의 정면 부분의 단면도;
도 9A는 도 9의 단면선 9A-9A에 따른 단면도;
도 9B는 도 9의 단면선 9B-9B에 따른 단면도;
도 10은 확장된 위치에서 본 발명의 또 다른 안전 특징을 도시하는 단면도;
도 11은 작동 위치에서 도 10의 안전 특징을 도시하는 도면;
도 12는 본 발명의 또 다른 안전 특징을 도시하는 도면;
도 13은 집속 위치의 다양한 위치를 도시하는 개략도;
도 13A는 렌즈가 도 13에 도시된 위치 A에 있을때 환자 피부의 상처를 도시하는 도면;
도 13B는 렌즈가 도 13에 도시된 위치 B에 있을때 상처를 도시하는 도면;
도 13C는 렌즈가 도 13에 도시된 위치 C에 있을때 상처를 도시하는 도면;
도 14는 본 발명의 집속 장치를 도시하는 도면;
도 15는 본 발명의 또 다른 집속 장치를 도시하는 도면;
도 16은 본 발명의 또 다른 집속 장치를 도시하는 도면;
도 17은 레이저 천공기 조립체의 작동 위치를 도시하는 도면;
도 18은 베이스의 수용 캐비티내로 완전히 삽입하기 전에 하우징을 가지는 도 17의 조립체를 도시하는 도면;
도 19는 본 발명의 레이저 천공기 조립체의 또 다른 실시예를 도시하는 도면;
도 20은 도 19의 변압기에 이용되는 권선 배열을 도시하는 도면; 및
도 21은 도 20의 변압기의 또 다른 권선 배열을 도시하는 도면이다.
실시예
피부 천공 과정동안 환자가 격는 고통을 감소시키기 위해서는 다음과 같은 요소: 안전 및 사용하기 편한 장치의 설계, 천공 영역의 선택, 천공 과정전에 피부 사이트의 사전 처리 및 레이저 빔 강도의 조절과 같은 요소를 고려할 필요가 있기 때문에 일이 복잡해진다. 또한 각각의 개별 환자에 대한 최적의 에너지 레벨과 천공 영역내에 레이저 빔의 적합한 집속을 제공하는 것이 필요하다.
피부 천중공안 고통을 감소시키기 위해서는 일정한 레벨의 혈액 배출양을 유지하면서, 천공 지점에서 레이저 에너지의 밀도가 감소되고 환자 피부 조직에서의 상처 크기가 필수적으로 감소되어야 한다. 본 발명의 한 실시예에서 이러한 일은 비록 작은 천공일지라도 필요한 혈액 양을 추출하도록, 천중공안 선택된 피부 사이트내에서 혈행(blood flow)을 자극시키는 것에 의해 이루어진다. 천공 영역에서의 혈행의 자극은 피부 유지 장치의 맞물림 개구부내에 피부의 천공 영역을 갖다대는 것에 의해 얻어질 수 있다.
도 1에서는 천공 영역에서 혈행을 자극시키기 위한 피부 유지 장치가 형성된 레이저 피부 천공 장치 또는 레이저 피부 천공기(10)가 도시된다. 도 1에 도시되는 레이저 피부 천공기의 주요 구성요소로는 레이저 빔의 출력을 생성하는 임펄스형 레이저 공급원(12); 피부의 특정 표면상에 높은 에너지 유도가 생성되도록 레이저 빔을 집속시키는 집속 장치(14); 전원 장치(16) 및 레이저 빔의 집속 영역내에 선택된 천공 위치를 유지시키는 장치(18) 등이 있다.
임펄스형 레이저 공급원(12) 및 피부 유지 장치(18)는 일반적으로 천공기의 하우징(20)내에 위치된다. 피부 유지 장치(18)는 후방에 위치된 임펄스형 레이저 공급원(12)을 가지는 하우징의 정면부에서 위치된다. 피부 유지 장치(18)는 중공 중간 영역(22)으로 구성되고 이 영역은 기부(26)와 말단부(28) 사이에 위치되는 유연성 주변 벽(24)을 가진다. 스프링 또는 편향부재(32)는 기부와 말단부 사이의 중간 영역내에서 연장된다. 도 2의 실시예에서 유지 장치의 기부(26)는 혈액 수집 과정동안 천공되어지는 피부 사이트를 맞물기 위한 맞물림 컵이 형성된다.
도 2 및 도 2A에서는 원뿔대(frustoconical) 형상을 가지고 중공 내부 공간(34)이 형성된 일반적인 맞물림 컵(30)이 상세히 도시된다. 천공되어지는 피부 사이트, 예를 들어 환자의 손가락을 잘 맞물기 위하여, 맞물림 컵의 전방 팁(36)에는 맞물림 컵의 길이방향축과 실질적으로 수직하고 서로 이격된 평면내에 위치된 원형의 내부(38) 및 외부(40) 영역을 가지는 맞물림 구멍(37)이 제공된다. 외부 영역(40)의 직경(Dout)과 내부 영역(38)의 직경(Din)의 비율은 7:3 보다 크게(Dout:Din>7:3) 선택한다. 내부 영역과 외부 영역사이의 거리는 1.0 내지 5.0밀리미터 사이에서 변화된다.
압력 릴리프 밸브(42)는 피부 유지 장치의 말단부(28)내에 제공된다. 도 2에서 상세히 도시되는 바와같이, 압력 릴리프 밸브(42)는 말단부(28)의 벽내에 제공된 수용 개구부(46)와 슬라이드 가능하게 맞물릴 수 있는 반원뿔형 조절 부재(44)로 구성된다. 손잡이(48)는 조절 부재(44)에서 외부로 연장된다. 스위치(49)는 손잡이(48)와 말단부의 외부 벽 사이에 끼워진다. 비록 압력 릴리프 밸브(42)의 특정 설계가 상기에서 기술되었지만, 본 발명의 장치에서는 또 다른 종래의 밸브 장치를 이용할 수 있음을 알아야 한다.
작동시에, 최초 압력은 조작자가 천공되는 피부 조직의 영역에 대해 맞물림 컵(30)의 전방 팁(36)을 압축할 때 적용된다. 이것은 최초 혈액이 천공 영역으로 유입되도록 한다. 중간 영역의 주변 벽(24)이 유연성을 가진다는 관점에서, 조작자에 의해 적용되는 힘이 피부에 대한 맞물림 컵(30)의 압력보다 더 크면, 기부(26)는 말단부(28)에 근접하게 이동되어 중공 중간 영역(22)을 감소시키고 그 안의 압력을 증가시킨다. 이것은 릴리프 밸브(42)의 개구부에 있어서, 피부 유지 장치의 내부로부터의 가압 가스는 대기로 방출된다. 환자 피부에 적용되는 힘이 불연속적이면, 스프링 또는 편향부재(32)에 의해 구동되는 중간 영역의 유연성 벽(24)은 원래 확장된 위치로 되돌아간다(도 1 참조). 이 이동 동안, 중공 중간 영역(22)내에 저압 구역이 전개되어, 밸브(42)가 폐쇄된다. 다음에 흡입이 전개되고, 이것은 천공된 피부 영역을 기부의 맞물림 구멍(37)내로 이동시킨다. 이것은 또한 피부를 변형시키고 천공된 영역에 부가적인 혈액을 유입시킨다. 밸브(22)를 폐쇄하면, 손잡이(48)는 스위치(49)를 작동시키는 말단부(28) 주변으로 이동된다. 이것은 전원 장치(16)를 작동시키고 레이저 빔을 발생시키도록 레이저 공급원(12)에 전압을 가해 피부를 천공한다.
다시 도 1A를 참조하면, 맞물림 컵(30)과 집속 장치(14) 사이의 내부 공간 영역이 파이프 배출관(11)에 의해 흡입 장치(13)와 연결되는 본 발명의 또 다른 실시예가 도시된다. 장치의 내부 영역이 오염되는 것을 피하기 위해, 혈액 추출 과정동안 피부 증발이나 또 다른 불필요한 제품이 제거되고 필터(23)에 축적된다.
도 1의 실시예에서, 레이저 공급원(12)의 우발적인 작동을 방지하기 위해, 광-센서 또는 전기 용량 센서(39)가 피부 유지 장치의 중공 중간 영역(22)내에 제공될 수 있다. 전원 장치(16)는 중공 중간 영역(22)내로 맞물림 구멍(37)을 통해 광이 통과되는한 작동되지 않고 센서(39)에 기록된다. 따라서, 장치의 작동은 맞물림 구멍(37)이 환자 피부로부터 이격되어 있는 한 방지된다. 센서(39)는 맞물림 구멍이 피부 사이트에 의해 차단되고 주위의 광이 중공 중간 영역안으로 통과할 수 없을 때 전원 장치가 레이저 공급원(12)으로 높은 전압 임펄스를 보내도록 할 수 있다.
또한 센서(39)는 조명 광도의 소정 레벨이 중간 영역의 내부에 도달되면 작동되는 광 레지스터 또는 광 다이오드의 형태일 수 있다. 대안적인 실시예로, 센서의 기능은 맞물림 구멍(37)에 선택된 피부 영역을 위치시키는 것에 의한 전기 용량 교란을 기록하는 장치로 실행될 수 있다. 도 1의 실시예에서, 광 센서(39)는 피부 유지 장치의 중간 영역의 내부 영역 일부를 형성한다. 그러나, 본 발명의 범위내에서 레이저 천공 장치의 또 다른 부분에 센서를 위치시킬 수 있다.
도 3 및 도 4에서는 피부 천중공안 환자가 겪는 고통을 감소시키도록 제공되는 맞물림 컵의 대안적인 실시예를 도시한다. 피부 천공의 크기는 피부 표면을 향하는 레이저 빔의 각도를 변경시키는 것에 의해 조절될 수 있다. 길이방향의 천공 또는 슬릿은 피부 조직안으로 작고 깊이 침투하여 필요한 양의 혈액을 생성할 수 있다. 피부의 표면 근처에서는 신경 조직의 집중이 감소하기 때문에, 이러한 기술은 혈액 추출동안에 고통을 줄일 수 있다.
도 3의 실시예에서, 맞물림 컵(50)은 폐쇄된 전방 단부와 중공 내부를 가지는 세장된 원뿔 형상 부재(an elongated cone-shaped member)다. 세장된 맞물림 구멍(57, an elongated engaging aperture)은 맞물림 컵(50)의 측면벽내에서 연장하고 맞물림 컵의 길이방향축과 이격되어 있다. 천공에 적합한 손가락 또는 다른 피부 표면을 세장된 맞물림 구멍(57)내에 위치시키면, 피부의 제한된 영역만이 구멍을 통해 중공 내부안으로 연장된다. 이것으로, 세장된 맞물림 영역이 피부와 구멍사이에서 형성된다. 도 3에 도시되는 바와같이, 레이저 빔은 컵의 중공 내부안으로 침투하는 피부 영역에 접선으로 향한다. 이것으로, 피부 조직의 제한된 깊이의 침투를 가지는 길이방향으로 연장하는 슬릿이 생성된다.
도 4에 도시된 실시예에서 맞물림 구멍(57)의 내부 및 외부 영역은 레이저 빔의 방향과 교차하고, 맞물림 컵의 길이방향축에 수직 이외의 다른 각도로 배치된다. 특히, 맞물림 구멍의 내부 및 외부 영역의 평면은 레이저 빔의 방향에서 소정의 각도로 위치된다. 이러한 배열은 일반적으로 피부와 맞물림 구멍(57) 사이에서 타원 형상의 맞물림 영역을 제공한다. 이것으로, 도 4의 실시예에서는, 레이저 빔은 피부의 표면과 가까이 연장하는 세장된 슬릿을 형성하기 위하여 천공된 피부 영역으로 노출된다.
도 4에 도시된 바와같이, 일회용의 시험 스트립(21)이 시각적 및/또는 양적으로 혈액을 분석하기 위해 맞물림 컵의 맞물림 구멍(57)의 외부 영역에 제공될 수 있다.
본 발명에서 맞물림 컵은 일반적으로 레이저 피부 천공기 및/또는 피부 유지 장치의 일체 성형부일 수 있다. 대안적으로, 맞물림 컵은 천공 장치에서 제거가능한 일회용 유닛으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 맞물림 컵은 혈액 샘플의 수집에 적당한 일회용 용기로서 이용될 수 있다. 이러한 일회용 맞물림 컵(15)의 예는 도 2A에서 도시된다. 혈액 샘플은 전방 맞물림 구멍(37)의 후방에 위치되는 맞물림 컵의 내부 중공 영역(34)내에 수집된다. 수집된 혈액의 시각적 평가를 용이하게 하기 위해, 맞물림 컵의 측면 벽(17)은 투명한 물질로 만들 수 있다. 용기의 측면 벽의 내부 표면(19)은 혈액 분석동안에 당의 존재, 콜레스테롤의 레벨등을 나타낼 수 있는 코팅재로 부분적으로 덮혀질 수 있다. 조작자가 장치를 용이하게 처리하도록, 측면 벽의 외부는 미끄럽지 않은 물질로 부분적으로 덮혀질 수 있다.
불쾌한 냄새를 중화시키고 피부 증발에 의한 오염으로부터 천공 장치의 구성요소를 보호하기 위해, 맞물림 컵의 내부 표면(19)은 흡수 물질의 층으로 덮혀질 수 있다. 이러한 물질의 한 예로는 활성화된 카본등이 있다.
피부 두께 및 혈액을 추출할 수 있는 능력은 환자에 따라 변화할 수 있다. 부드러운 피부의 환자와 비교하여 단단한 피부를 천공하기 위해서는더 큰 레이저 에너지가 요구된다. 혈액 추출동안에 동일한 밀도의 레이저 에너지가 모든 환자에게 적용되면, 부드러운 피부를 가진 환자는 불필요한 더 큰 고통을 격는다. 레이저 에너지의 밀도를 천공에 필요한 최소 레벨로 조정하는 것은 환자가 격을 고통을 최소화하는데 필수적이다. 종래 기술의 레이저 피부 천공기는 레이저 공급원에 전압을 가하고 환자 피부에 도달되는 레이저 빔의 레벨을 조절하기 위해 에너지의 공급을 조절할 수 있는 다양한 전자 장치를 제공한다. 이러한 전자 장치는 종종 복잡하고 전체적으로 신뢰성이 없다.
도 5, 6 및 6A에서는 두께가 변화가능한 광학 부재(27)를 포함하는 본 발명의 또 다른 실시예를 도시한다. 광학 부재는 일반적으로 피부와 레이저 공급원(12)사이에 위치된다. 또한 광학 부재(27)는 피부와 집속 장치(14)사이, 또는 집속 장치(14)와 레이저 공급원(12)사이에 위치될 수 있다. 광학 부재(27)는 쇄기 형상의 형태를 가지면서 형성되고 필요한 레이저 조사 파장에서 소정의 전송 특징을 가지는 물질로 만들어진다. 도 6A에 도시되는 바와 같이, 광학 부재는 원통형 몸체가 그의 길이방향축에 대해 각도를 가지고 배치되는 평면에 의해 절단하여 형성되어진다. 광학 부재의 일반적인 몸체는 원통형 외부 표면(29)과 서로 소정의 각도를 가지고 간섭하는 제 1 및 제 2 베이스(31, 33)로 구성된다. 대안적으로, 상기 베이스중 하나는 광학 부재의 길이방향축과 수직일 수 있다. 본 발명의 범위내에서 광학 부재의 또 다른 대안적인 설계를 할 수 있다. 도 5에 도시되는 바와같이, 피부로 전달되는 레이저 에너지는 광학 부재(27)가 레이저 빔의 방향과 교차되게 이동할때 조절될 수 있다. 또 다른 실시예에서(도 6 참조) 레이저 에너지의 조정은 광학 부재의 길이방향축(35)이 레이저 빔의 방향과 평행하거나 간격을 두고 있을때 얻어지고 광학 부재(27)는 길이방향축에 대해 회전된다.
도 7에서는 하우징(20)의 일체성형부를 형성하는 맞물림 컵(26)을 가지는 레이저 피부 천공기의 일부를 도시한다. 이 장치에서 레이저 빔의 촛점의 위치는 컵의 맞물림 개구부(37)와 천공되는 피부 영역사이의 맞물림 영역에 고정된다. 맞물림 컵은 집속 장치(41)의 전방에 위치된 조절 조립체(39)와 함께 형성된다. 조절 조립체는 수용 오목부(43)와 광학 부재(27)로 구성된다. 상술한 바와같이, 광학 부재(27)는 원통형 외부 표면을 가지는 쇄기 형상의 형태를 가질 수 있다. 광학 부재는 그의 길이방향축 주위에 대해 회전가능하고 그의 측면 벽내에 형성된 수용 오목부(43)를 통해 맞물림 컵의 내부 캐비티내로 연장된다. 도 7의 실시예에서 광학 부재(27)의 회전 축은 하우징(20)의 길이방향축과 실질적으로 평행하다. 레이저 빔 에너지의 레벨을 조절하기 위해, 광학 부재(27)는 다양한 두께를 가지는 광학 부재의 일부를 레이저 빔에 노출시키도록 회전된다. 이러한 관점에서, 두꺼운 피부를 천공하기 위해 더 큰 레벨의 에너지가 필요하면, 두께가 감소된 광학 부재(27)의 일부가 레이저 빔에 노출되거나 반대로 레이저 빔이 광학 부재에 노출된다. 또한 광학 부재(27)는 피부 증발에 의해 집속 장치를 포함하는 천공 장치의 내부가 오염되는 것을 방지한다.
도 8에 도시되는 바와같이, 맞물림 컵은 조사에 필요한 레벨로 소정의 전송 특징을 가지는 물질로 만들어진 광학 막(43')을 포함한다. 이 광학 막(43')은 미리 고정된 두께를 가지며 통과되는 레이저 에너지를 소정의 레벨로 감소시킬 수 있다. 이러한 장치는 막(43')의 최적 두께를 가지는 대체가능한 맞물림 컵을 선택하는 것에 의해 피부 영역으로 전달되는 레이저 에너지의 레벨을 최적으로 선택할 수 있게 한다.
맞물림 컵의 후방 개구부는 레이저 빔의 외주부의 크기를 초과하지 않는 변형가능한 내경을 가지도록 형성될 수 있다. 특정 환자의 필요에 따라 이러한 내부 개구부(43)의 크기를 선택하는 것에 의해, 천공 지점에서 레이저 에너지의 밀도를 조절할 수 있다.
비록 상술한 실시예는 천공 과정에서 손가락을 이용하는 것으로 기술되었지만, 손가락 이외의 몸의 피부 사이트가 피부 천공 과정에서 이용될 수 있음을 알 수 있다.
도 9, 도 9A 및 도 9B에서는 레이저 천공 장치의 우발적인 작동을 방지하는 본 발명의 장치가 도시된다. 이 실시예에서 맞물림 컵(130)은 전원 장치를 레이저 공급원에 연결시키거나 연결시키지 않을 수 있는 스위치로서 작동한다. 컵(130)은 베이스(122)와 복수의 맞물림 세그먼트(124)로 구성된다. 베이스는 후방 벽(128)으로부터 전방으로 연장하는 내부 캐비티(126)가 형성되고 복수의 맞물림 세그먼트를 슬라이드 가능하게 수용한다. 비록 상당한 수의 세그먼트를 생각할 수 있지만, 도 9의 실시예에서는 맞물림 컵(130)이 그의 길이방향축을 따라 동심적으로 위치된 네개의 세그먼트로 형성된다. 각각의 맞물림 세그먼트는 환자 피부를 맞물기 적당한 전방부(132)와 내부 캐비티(126)내에서 슬라이드가능한 이동을 할 수 있는 후방 부(134)로 구성된다. 각 세그먼트의 후방부(134)는 베이스의 후방 벽(128)과 조합된 도전판내의 각 개구부(138)와 맞물림가능하고 후방부로부터 외측으로 연장하는 맞물림 요소 또는 접촉부(136)를 구비한다. 압축될 때, 각각의 세그먼트(124)는 컵의 길이방향축을 따라 내부 캐비티(126)내에서 또 다른 세그먼트와 독립적으로 슬라이드 된다. 스프링 또는 편향부재(140)은 각 세그먼트의 후방 단부와 컵의 후방 벽사이에 위치된다. 도 9에 도시되는 바와같이, 피부가 전방부(132)에 맞물리고 내부적으로 향하는 힘이 맞물림 세그먼트상에 가해지지 않으면, 스프링 또는 편향부재(140)의 저항은 도전판의 개구부(138)와 분리된 접촉 또는 맞물림 요소(136)를 포함하는 세그먼트의 후방부(134)를 충분히 유지시킬 수 있다. 이 상태에서, 전원 장치에서 레이저 공급원으로 에너지를 공급하는 전기 라인은 연결되지 않는다. 레이저 공급원은 각 맞물림 세그먼트가 피부에 의해 확실히 압축될 때에만 작동되고, 각 세그먼트의 접촉부(136)를 포함하는 후방부(134)는 내부 캐비티로 이동되고 각 돌출부 또는 접촉부(136)는 각 개구부(138)와 맞물린다. 대안적으로, 맞물림 컵은 각 맞물림 세그먼트상에 분리되는 것 없이 단일의 고체 부재로 형성될 수 있다.
도 10 및 도 11에서는 중공 내부 공간(152)이 형성된 베이스 부재(150)와 베이스 부재의 중공 내부 공간내에 신축자유롭게(telescopically) 위치되는 세장된 외부 부재(154)로 구성되는 본 발명의 맞물림 컵의 또 다른 실시예를 도시한다. 세장된 중심 개구부(156)는 맞물림 오목부(158)에서 외부 부재(154)의 전체 길이로 연장되고 플랜지(160)는 외부 부재의 말단 단부에 제공된다. 맞물림 오목부(158)는 천공에 적당한 환자의 손가락과 같은 피부 영역을 맞물도록 형상된다. 스프링 또는 편향부재(162)는 베이스 부재의 플랜지(160)와 후방 벽(164)사이의 내부 중공 공간내에 삽입된다. 레이저 빔의 촛점은 베이스 부재의 전방 부분내에서 고정되게 위치된다. 확장된 위치(도 10 참조)에서, 맞물림 오목부(158)를 포함하는 외부 부재(154)는 베이스 부재의 내부 중공 공간(152)에서 외부로 연장된다. 천공 처리를 시작하기 위해, 천공에 적합한 피부 영역이 맞물림 오목부(158)내에 위치된다. 그 후, 외부 부재(154)상에 내부적으로 향하는 힘이 가해지고, 편향부재(162)의 저항이 억압되어 외부 부재(154)가 중공 공간(152)상으로 이동한다. 외부 부재(154)가 베이스 부재내에 안보이는 위치에 도달하면, 선택된 피부 영역이 레이저 빔의 촛점에 노출되어 순간적인 천공이 발생된다. 부가적인 안전을 위해 외부 부재의 중심 개구부(156)의 내부 표면은 레이저 조사의 파장에서 고흡수를 가지는 물질(153)로 코팅될 수 있다. 도 10 및 도 11의 실시예에서, 천공에 적합한 피부 영역이 레이저 빔의 고정 위치된 촛점에 위치되도록, 천공은 외부 부재가 확실히 압축되고 안보이는 위치로 이동될때까지 발생되지 않는다.
도 12에서는 레이저 피부 천공기의 우발적인 작동을 방지하는 또 다른 장치가 도시된다. 이 장치의 구조는 상술한 도 9의 장치와 유사하다. 그러나, 도 12의 실시예에서는 베이스부의 후방 벽(182)과 평행한 평면내에서 연장하는 슬롯(188)을 가지는 맞물림 컵(180)이 제공된다. 개구부(181)를 가지는 슬라이드가능한 부재(185)는 슬롯과 맞물림가능하도록 제공된다. 편향부재(187)는 슬롯(188)의 내부와 슬라이드가능한 부재(185) 사이에 삽입된다. 연장된 표준 위치(도 12에서 실선으로 도시)에서 슬라이딩 부재는 슬롯에서 외부로 돌출된다. 이 상태에서 개구부(181)는 맞물림 컵의 주 통로가 슬라이드가능한 부재(185)의 고체 부분에 의해 차단되도록 측방으로 이동한다. 이 상태에서, 맞물림 컵(180)의 아래방향 이동은 슬라이드가능한 부재(185)의 연장부에 의해 방지된다. 따라서 레이저 빔 조사의 우발적인 방출이 방지된다. 피부 천공을 실행하기 위해서, 조작자는 슬라이딩 부재의 연장부를 내측으로 압축하여, 개구부(181)가 주 통로와 일치되고 전체 맞물림 컵은 도 9의 실시예에서 기술된 방법으로 접촉 작동하도록 아래방향으로 이동될 수 있다.
이러한 작동이 용이하도록, 컵(26)의 맞물림 구멍(57) 뿐만 아니라 또 다른 부재는 미끄러지지 않는 물질로 코팅될 수 있다. 부가적인 안전을 위해, 컵(26)의 내부 표면의 일부는 레이저 조사를 높은 레벨로 흡수하는 물질(도 10의 물질(153) 참조)로 코팅될 수 있다. 이러한 장치는 아이들이 우발적으로 압축하더라도 천공되어지는 피부 사이트에 컵이 압축되지 않으면 레이저 작동을 일으키지 않는다.
본 발명의 또 다른 실시예에서는 사용자가 레이저 빔을 천공되어지는 피부 조직에 소정 깊이로 집속할 수 있는 집속 시스템을 구비한 피부 천공 장치가 제공된다. 하기에서 상세하게 기술되는 바와같이, 피부 조직내에 레이저 빔을 목표 집속하는 것은 천공 과정동안 고통을 감소시키는 것에 대한 중요한 요건이 된다.
도 13에 도시된 장치에서는 천공에 적합한 피부 영역이 레이저 빔의 축을 따라 이동가능한 집속 렌즈(170)를 포함하는 집속 시스템 및 레이저 공급원에 소정 거리로 고정되게 위치된다. 도 13은, 이러한 관점에서, 레이저 빔(a, b 및 c)의 촛점의 각 세 위치와 레이저 빔의 길이방향축을 따라 이동하는 집속 장치 또는 렌즈(170)의 세 위치(A, B 및 C)를 도시하는 개략도이다. 도 13A, 13B 및 13C를 참조하여 하기에서 상처 형태에 대한 위치를 설명한다. 위치 "A", "a"(도 13 참조)에서, 레이저 빔의 촛점은 피부 조직내에 소정 깊이로 위치된다. 위치 "B", "b"에서 레이저 빔은 피부 표면에 집속되고, 반면에 위치 "C", "c"에서 촛점은 피부 조직과 이격되어 갭에 의해 분리된다.
상술한 바와 같이, 도 13A, 13B 및 13C는 집속 렌즈의 각 위치에서 생성된 환자의 피부에서 상처를 나타내는 도면이다. 도 13A는 레이저 빔의 촛점이 피부 표면에 간격을 두고 조직내에 위치될때의 상처를 도시하고; 도 13B는 레이저 빔이 피부 표면에 집속될때의 상처를 도시하고; 반면에 도 13C는 레이저 빔의 촛점이 피부 표면의 외부에 위치될때의 상처를 도시한다.
천공 과정동안 환자가 겪는 고통을 최소화하기 위해서는, (도 13B 및 도 13C에서 도시되는 바와같이) 표면상이나 표면으로부터 이격되지 않고, 조직내에 소정 깊이(도 13A) 참조)로 레이저 빔이 집속되는 것이 바람직하다. 이것은 천중공안 레이저 빔이 살아있는 조직을 증발시키고 천공 사이트를 빠져나가려고 하는 빠른 속도의 가압된 가스 흐름을 형성하기 때문이다. 피부 조직내에서 소정 깊이로 레이저 빔의 촛점을 위치시키면(도 13A 참조), 피부 표면에 위치된 넓은 개구부와 피부 조직내에 위치된 팁의 원뿔 형상의 형태를 가지는 상처가 형성된다. 이러한 형상의 상처는 가스 탈출을 용이하게 하고 피부 증발시 주위 신경 조직에 불필요한 압력이나 자극을 없게 한다. 촛점의 최적 깊이는 필요한 혈액양이나 환자의 피부 상태에 따른다. 소아과 적용이나 당노병 환자의 포도당을 측정하기 위해 소량의 혈액이 필요한 경우에는 촛점의 깊이를 (표피 단부에서)약 0.12밀리미터 내지 1.5밀리미터 사이로 한다. 시험을 위해 많은 양의 혈액이 필요하면, 촛점은 피부 표면에서 1.5 내지 4.0밀리미터 사이의 간격을 두도록 한다. 레이저 빔의 촛점을 피부 조직내에 약 0.12 내지 4.0 밀리미터 사이의 깊이로 위치시키면서 도 13A에 도시된 이중 해칭된 영역을 증발시키기 위해서는, 레이저 빔의 직경을 약 1.0 내지 3.0밀리미터 사이로 한다.
도 13B의 실시예에서, 천공 과정동안 레이저 빔은 피부의 표면에 집속된다. 이 상태에서 레이저 빔은 피부의 표면를 태워 작은 개구부를 만든다. 그 결과 피부 표면상에 작은 개구부와 피부 조직내부에 깊게 위치되는 넓은 베이스를 가지는 원뿔 형상의 형태를 가지는 상처가 형성된다. 내부 조직 증발로 인한 가스 및 부산물은 매우 제한된 시간에서 이 작은 개구부를 통해 빠져 나간다. 이것은 상처내에 고압력이 발생되기 때문이며 그 결과 주위 조직에 출혈(상처)를 발생시키고 고통을 주게 된다.
도 13C의 도시된 상태에서, 레이저 빔의 촛점은 피부 표면으로부터 이격되어 피부 표면 외에 위치된다. 이 상태에서는 피부 표면에 좁은 개구부와 피부 조직내에 위치된 넓은 베이스를 가지는 상처가 생긴다. 이중 해칭된 피부 영역의 증발에 의해 발생되는 가스 및 부산물은 피부 표면에 작은 개구부를 통해 효과적으로 빠져나가지 못한다. 이것은 내부 피부 조직상에 가해지는 상당한 압력을 발생시켜 상당한 고통을 주게 된다. 도 13C에 도시되는 바와 같이, 빔은 피부 표면에 집속되지 않은 확장된 상태로 도달되게 된다. 증발되어지는 피부 영역의 크기가 증가되면, 레이저 빔 에너지의 레벨이 증가되게 되고 따라서 더 큰 고통을 주게 된다. 만일 수집되어지는 혈액의 양이 더 많이 필요하다면, 적용되는 레이저 에너지의 레벨이 비례적으로 증가하기 때문에 고통이 증가하게 된다.
또한 레이저 빔의 최적 집속은 도 1, 도 2, 도 3 및 도 4에서 기술된 대체가능한 맞물림 컵을 이용함으로서 얻어질 수 있다. 미리예정된 레이저 빔의 촛점 위치를 갖는 레이저 천공 장치에서는 필요한 길이를 가지는 적합한 맞물림 부재를 선택하는 것에 의해 천공된 피부 사이트의 적절한 위치결정을 얻을 수 있다. 따라서, 짧거나 긴 맞물림 컵을 선택하는 것에 의해 집속 평면이 피부 조직내에 소정 깊이로 위치되는 방법으로 피부 사이트와 맞물림 컵의 맞물림 영역을 배치시킬 수 있다(도 15 참조). 따라서, 각 개별 환자 몸의 어떤 부분에서 선택된 피부 조직에 대한 필요한 집속을 얻을 수 있다.
도 14, 도 15 및 도 17에서는 집속 장치로부터 소정 거리에 있는 피부 사이트의 위치를 제어하는 것에 의해 최적 깊이로 레이저 빔을 집속하는 대안적인 방법이 도시된다. 도 14의 장치에서, 공급원(180)으로부터 저밀도 가시 스펙트럼 광선이 방출되고 천공되는 피부 사이트에 접선으로 맞물린 후에는, 수신기(182)에 의해 기록된다. 이것은 레이저 공급원(186)이 광선과 피부 사이의 맞물림 영역으로 향하는 레이저 빔을 방출하도록, 전원 장치(184)로 향하는 전기 신호를 발생시킨다. 따라서, 피부 천공이 즉시 발생된다.
도 15의 실시예에서는 피부 표면과 비스듬하게 공급원(180)으로부터 저밀도 가시 스펙트럼 광선이 방출된다. 피부로부터 반사되면 수신기(182)에 의해 기록되고, 전원 장치로 향하는 전기 신호를 발생한다. 따라서, 레이저 공급원(186)는 가시 스펙트럼의 광선을 수신하는 피부 영역으로 레이저 빔을 방출하도록 전압이 가해진다.
도 16에 따르면, 피부 사이트 및 천공 장치 사이에서 필요한 거리가 용량 센서에 의해 제어된다. 따라서, 집속 시스템이 피부 표면에서 필요한 거리로 설정되면, 용량 센서는 교란되게 되고, 레이저에 전압을 가하도록 전기 신호가 발생된다.
도 17 및 도 18에서는 에너지 공급 베이스(204)에서 분리할 수 있는 경량의 휴대용 하우징(202, a lightweight hand-held housing)을 가지는 소형 레이저 천공기(200)가 도시된다. 에너지 공급 베이스는 휴대용 하우징내에 위치된 재충전가능한 전원 장치(210)를 충전할 수 있을 뿐만 아니라 레이저 천공기가 사용되지 않을때 하우징을 저장할 수 있도록 제공된다. 캐비티(228)는 에너지 공급 베이스의 상부로부터 아래로 향하도록 연장되고 휴대용 하우징(202)의 일부를 수용하는 형상과 크기를 가진다.
도 17 및 도 18에 도시되는 바와같이, 저장 축전기(212)의 형태인 재충전가능한 전원 장치와 레이저 공급원(210)은 휴대용 하우징(202)내에 위치된다. 전기 변환기(231) 및 변압기(232)는 전원 베이스내에 위치된다. 저장 축전기는 휴대용 하우징의 몸체내에 제공되는 접촉부(233)와 대응되는 접촉부(235) 세트를 가진다. 수용 캐비티(228)에는 매치되는 접촉부(234)가 형성된다. 저장 축전기를 충전하기 위해서, 레이저 공급원을 포함하는 휴대용 하우징(202)은 수용 캐비티(208)내에 위치되어, 하우징의 접촉부(233)와 캐비티의 접촉부(234)가 연결된다. 안전을 이유로, 도 18에 도시되는 바와같이, 표준 위치에서 이들 접촉부는 제로 포텐셜을 가지며 천공기의 전기 회로와 연결되지 않는다. 하우징이 수용 캐비티(208)안에 위치되면(도 17 참조), 접촉부(233 및 234)는 접촉부(235 및 236)와 연결된다. 따라서, 저장 축전기와 레이저 공급원은 전기 전원 장치 회로에 연결된다. 상기 기술된 장치에서, 접촉부(235, 236)에 진입하는(access) 개구부가 없다. 따라서, 도 18에 도시되는 바와같이, 하우징(202)이 수용 캐비티(208)로부터 인출되면, 접촉부(235)는 내부로 이동하여, 이들 접촉부와 하우징의 외부사이에서 연결이 되지 않는다. 유사한 방법으로, 이 위치에서 접촉부(236)는 전원 베이스 내부로 이동하여, 이 접촉부와 수용 캐비티 사이에서 직접적인 연결이 되지 않는다. 수용 캐비티(208)내에 하우징(202)이 완전히 삽입되면, 저장 축전기(212)는 필요한 레벨로 충전된다. 그 후, 하우징은 전원 베이스에서 제거될 수 있고 레이저 공급원은 버튼(237)을 누르는 것에 의해 작동된다.
도 19 내지 도 21에서는 본 발명의 레이저 피부 천공기 조립체의 또 다른 실시예를 도시한다. 도 17 및 도 18의 실시예와 유사하게, 조립체는 두 주요 독립 부품; 휴대용 하우징(252)과 전원 베이스(254)로 구성된다. 이 실시예에서 변압기(261)는 두개의 개별 장치로 분할된다. 제 1 권선(winding)(258)과 제어 장치(231)를 포함하는 제 1 장치는 전원 베이스(254)의 내부 영역내에 위치된다. 제 2 권선(259)을 포함하는 변압기의 제 2 장치는 휴대용 하우징(252)내에 위치된다. 휴대용 하우징안에 위치되는 또 다른 주요 구성요소로는 저장 축전기(212)의 형태인 재충전가능한 전원 장치, 전기 변환기(267) 및 레이저 공급원(210) 등이다.
수용 캐비티는 베이스의 상부에서 아래방향으로 돌출한다. 캐비티는 휴대용 하우징의 하부 단부를 수용할 수 있는 형상과 크기를 가진다. 수용 캐비티를 둘러싸는 베이스의 내부 영역은 제 1 코일 조립체(258)를 수용하는 구획을 형성한다. 제 1 코일은 전기적으로 절연성을 가지지만 자기적으로 도전되는 보빈 둘레에 감겨질 수 있다.
이 설계는 도 17 및 도 18의 접촉부(33, 34)와 유사하게 전기 접촉부를 개방시킬 필요가 제거되고 천공기의 전기 안정성을 강화시킨다. 변압기(261)의 변압율을 향상시키기 위해서, 전원 베이스의 수용 캐비티내에 소정 위치로 휴대용 하우징을 고정되게 위치시키는 록킹 장치(241)가 제공될 수 있다. 저장 축전기를 충전하기 위해, AC 전원과 제 1 권선을 연결시키고 하우징에 배치된 제 2 권선 내부에 필요한 전압을 제공하기 위해서, 전력 베이스 장치의 수용 캐비티안에 휴대용 하우징을 위치시킨다(도 8 참조). 권선내에 전압이 제어 장치에 의해 (저장 축전기의 풀 충전과 대응되는) 소정 레벨에 도달되면 충전 과정이 종결된다. 천공기는 사용될 준비가 되면 수용 캐비티내에서 제거될 수 있다. 제 2 권선은 도 20에서 도시되는 바와 같이, 제 1 권선과 정렬되게 배열될 수 있고, 또는 도 21에 도시되는 바와같이 제 1 권선과 평행하게 배열될 수 있다. 또한, 제 2 권선은 코어가 아닌 형태일 수 있고 또는 코어의 형태를 가질 수 있다. 변압기의 개별 권선을 가지는 설계는 하우징과 전력 베이스 사이를 직접적으로 개방하는 전기접점이 불필요하게 된다. 이 장치는 "무선" 레이저 이미터의 안전 작동과 충전을 보증하게 된다.

Claims (30)

  1. 환자의 피부를 천공하여 혈액 샘플을 얻는 레이저 천공기에 있어서,
    상기 천공기는 출력 레이저 빔을 생성하는 레이저 공급원, 천공을 위해 선택된 피부 영역으로 출력 레이저 빔을 집속하는 집속 장치, 전력 공급 장치 및
    상기 천공을 위해 선택된 피부 영역과 접촉시키도록 하여 상기 천공을 위해 선택된 피부 영역에서 혈행을 자극하고 상기 피부 영역을 유지시키는 피부 유지 장치를 포함하고,
    상기 피부 유지 장치에는 유연성 주변 벽으로 형성된 중공 중간 영역을 포함하며, 상기 중공 중간 영역은 체적이 감소되도록 변형되고, 원래의 확장된 위치로 되돌아가게 되며, 또한 상기 중공 중간 영역에는 압력을 조정하는 수단이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 레이저 천공기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 피부 유지 장치는 주변 벽으로 형성된 중공 중간 영역을 포함하고, 상기 중간 영역은 전방에 위치된 맞물림 컵과 후방에 위치된 베이스 벽 사이에 끼워지는 것을 특징으로 하는 레이저 천공기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 주변 벽은 유연성 물질로 만들어지고, 편향부재는 상기 맞물림 컵과 상기 베이스 벽 사이의 중공 중간 영역내에 위치되고, 상기 유연성 주변 벽은 상기 중간 영역의 범위를 감소시켜 그 내부의 압력을 증가시킬 수 있도록 변형되는 것을 특징으로 하는 레이저 천공기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    혈액 순환을 더 강화시키기 위하여 압력 조정에 따라 상기 피부 영역의 일부를 상기 맞물림 컵 안으로 깊게 이동시키는 흡입을 일으키도록 맞물림 컵과 베이스 벽 사이에 편향부재를 위치시켜 상기 중공 중간 영역내에 저압 영역이 형성되는 것을 특징으로 하는 레이저 천공기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 피부 유지 장치는 중공 중간 영역내에 압력을 조절하는 압력 조절 장치를 더 포함하고,
    상기 압력 조절 장치는 밸브의 형태일 수 있고, 상기 편향부재는 변형가능한 중간 영역이 초기 변형되지 않은 위치로 복귀하는 것을 용이하게 하고,
    상기 피부 유지 장치는 전력 공급 장치를 작동시키는 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 천공기.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 맞물림 컵은 천공기의 전방 단부에 위치되고, 상기 맞물림 컵에는 외부 영역의 직경(Dout)과 내부 영역의 직경(Din)을 가지는 맞물림 구멍이 형성되고, 상기 외부 영역의 직경(Dout)과 내부 영역의 직경(Din)의 비율은 Dout:Din>7:3 이며, 레이저 빔의 촛점은 피부 표면에서 0.12 내지 0.15 밀리미터 사이의 깊이로 피부 조직내에 위치되고, 상기 피부 유지 장치에는 대체가능한 맞물림 컵이 형성되고 상기 촛점의 깊이는 소정 길이를 가지는 상기 대체가능한 맞물림 컵을 선택하는 것에 의해 얻어지는 것을 특징으로 하는 레이저 천공기.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 집속 장치는 레이저 빔의 촛점이 피부 조직내에서 소정 깊이로 위치될 때 작동되고, 상기 소정 깊이는 시각적으로, 또는 반사 빔에 의해, 또는 용량 제어 장치에 의해 제어될 수 있고, 상기 맞물림 컵과 집속 장치 사이의 영역은 필터 및 흡입 수단과 연결되는 것을 특징으로 하는 레이저 천공기.
  8. 제 1 항에 있어서,
    피부 영역으로 전달되는 레이저 공급원은 길이를 따라 변하는 두께를 가지는 광학 부재에 의해 조절되고, 상기 광학 부재는 피부 영역과 레이저 공급원 사이에서 회전가능하게 위치될 수 있거나 또는 레이저 빔의 방향을 가로질러 이동할 수 있는 것을 특징으로 하는 레이저 천공기.
  9. 제 1 항에 있어서,
    천공기가 환자의 피부와 맞물리지 않을때 레이저 공급원의 우발적인 작동을 방지하는 장치를 더 포함하고,
    상기 장치는 전방에 위치된 맞물림 컵의 일부분을 형성하고 컵의 길이방향축을 따라 슬라이드 가능하게 배열된 복수의 독립적인 맞물림 세그먼트를 포함하고, 상기 각 세그먼트의 말단부는 이를 개방 및 폐쇄 위치로 작동시킬 수 있는 스위치의 일부를 형성하고, 개방 위치에서 맞물림 세그먼트의 말단부는 상기 레이저 공급원의 전원이 연결되지 않도록 맞물림 컵의 후방 벽에 위치된 도전 요소와 이격되어 있으며, 상기 폐쇄 위치에서 맞물림 세그먼트의 말단부는 레이저 공급원에 전원이 작동되도록 도전 요소를 맞무는 것을 특징으로 하는 레이저 천공기.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 레이저 공급원의 우발적인 작동을 방지하는 장치는 레이저 빔의 방향과 교차되는 평면내에 이동가능한 슬라이딩 부재를 더 포함하고,
    상기 레이저 공급원의 우발적인 작동을 방지하는 장치의 표준 위치에서 상기 슬라이딩 부재가 레이저 빔의 우발적인 방출을 방지하도록 천공기의 중앙 통로를 차단하는 것을 특징으로 하는 레이저 천공기.
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