KR100984943B1 - 초음파 핸드피스 작동 방법 - Google Patents

초음파 핸드피스 작동 방법 Download PDF

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Abstract

적절한 공진 주파수에서 여기될 때 종방향 운동을 생성하도록 분극되는 압전 소자들의 적어도 하나의 세트를 갖는 핸드피스를 이용하는 방법이 개시된다. 압전 변환소자(piezoelectric crystal)들은 컷팅 팁이 부착된 초음파 호른에 접속된다. 호른 및/또는 컷팅 팁은 다수의 대각 슬릿들 또는 홈들을 포함한다. 슬릿들 또는 홈들은 압전 변환소자들이 제 2 공진 주파수에서 여기될 때 컷팅 팁에서 최적화된 토션(torsional) 운동을 생성한다. 토션 모드에 있을 때, 재료가 컷팅 팁을 클로깅할 수 있다. 본 발명의 방법은 클로깅이 검출될 때 팁의 종방향 운동의 펄스를 제공하는 단계를 포함한다.

Description

초음파 핸드피스 작동 방법{METHOD OF OPERATING AN ULTRASOUND HANDPIECE}
본 발명은 초음파 장치들에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 안과용 초음파 유화흡입술 핸드피스(ophthalmic phacoemulsification handpiece)를 제어하기 위한 장치들에 관한 것이다.
안과용 프로시저들에 적합한 통상적인 초음파 수술용 장치는 초음파로 구동되는 핸드피스, 부착된 중공 컷팅 팁(hollow cutting tip), 세척 슬리브(irrigating sleeve) 및 전자 제어 콘솔로 구성된다. 핸드피스 어셈블리는 전기 케이블 및 연성 관들(flexible tubings)에 의해 제어 콘솔에 부착된다. 전기 케이블을 통해, 콘솔은 핸드피스에 의해 부착된 컷팅 팁에 전송되는 전력 레벨을 가변시키고, 연성 관들은 세척액을 공급하고 핸드피스 어셈블리를 통해 눈으로부터 흡인 유체(aspiration fluid)를 뽑는다.
핸드피스의 수술용 부분은 중앙에 위치된 중공 공진 바(resonating bar) 또는 압전 변환소자들(piezoelectric crystals)의 세트에 직접 부착된 호른(horn)이다. 변환소자들은 초음파 유화흡입술 동안 호른 및 부착된 컷팅 팁을 구동시키는데 필요한 요구되는 초음파 진동을 공급하고, 콘솔에 의해 제어된다. 변환소자/호른 어셈블리는 상대적으로 비연성(inflexible) 장착부들에 의해 그 노드 지점들에서 핸드피스의 중공 몸체 또는 쉘 내에 유지된다. 핸드피스 몸체는 몸체의 원거리 단부에서 감소된 직경 부분 또는 원추형 두부(nosecone)에서 종결된다. 원추형 두부는 세척 슬리브를 수용하도록 외부로 나선된다(threaded). 마찬가지로, 호른 보어는 컷팅 팁의 외부 나사산들을 수용하도록 그 원거리 단부에서 내부로 나선된다. 또한, 세척 슬리브는 원추형 두부의 외부 나사산들에 나사 결합되는 내부 나사산 보어(bore)를 갖는다. 컷팅 팁은 팁이 세척 슬리브의 개방 단부를 지나 단지 미리 결정된 양만큼 돌출하도록 조절된다. 초음파 핸드피스 및 컷팅 팁은 미국특허 제3,589,363호, 제4,223,676호, 제4,246,902호, 제4,493,694호, 제4,515,583호, 제4,589,415호, 제4,609,368호, 제4,869,715호, 및 제4,922,902호에 기재되어 있고, 그 전체 내용들은 참조로 본 발명에 포함된다.
초음파 유화흡입술을 수행하는데 사용될 때, 컷팅 팁과 세척 슬리브의 단부들은 눈의 전방(anterior chamber)에 대한 접근을 달성하기 위해, 각막, 공막 또는 눈 조직의 다른 위치에서 미리 결정된 깊이의 미세 절개(small incision)로 삽입된다. 컷팅 팁은 변환소자-구동 초음파 호른에 의해 세척 슬리브 내의 종방향 축을 따라 초음파로 진동되고, 이에 따라 선택된 조직과 접촉시 인-시튜로 유화(emulsify)한다. 컷팅 팁의 중공 보어는 호른의 보어와 인터페이싱하고, 호른의 보어는 핸드피스로부터 콘솔로의 흡인 라인과 차례로 인터페이싱한다. 콘솔의 감소된 압력 또는 진공 소스는 컷팅 팁의 개방 단부, 컷팅 팁의 보어, 호른 보어, 및 흡인 라인을 통해 눈으로부터의 유화된 조직을 수집 장치로 뽑거나 흡인한다. 유화된 조직의 흡인은 세척 슬리브의 내부 표면과 컷팅 팁의 외부 표면 사이의 작은 환형 갭을 통해 수술 지점으로 삽입되는 세척 식염수(saline flushing solution) 또는 세척액에 의해 보조된다. 세척액은 또한 눈의 유체 밸런스를 유지시키고 눈이 그 형상을 유지하도록 돕는다.
그 전체 내용들이 참조로 본 발명에 포함되는 미국특허번호 제5,222,959호(Anis), 제5,722,945호(Anis 외) 및 제4,504,264호(Kelman)를 참조하면, 팁의 회전 운동과 컷팅 팁의 초음파 종방향 운동을 결합시키려는 종래기술의 시도들이 있었다. 이러한 종래기술의 시도들은 O-링 또는 다른 밀봉부들을 요구하는 팁의 회전을 제공하기 위해 전기 모터들을 사용하였고, 이는 증가된 복잡성 및 모터들의 잠재적 고장과 더불어 결함을 발생시킬 수 있다.
전기 모터들의 사용 없이 종방향 및 토션(torsional) 운동 모두를 생성하기 위한 종래기술의 시도들도 있었다. 예를 들어, 미국특허번호 제6,028,387호, 제6,077,285호 및 제6,402,769호(Boukhny)에는 두 쌍의 압전 변환소자들을 갖는 핸드피스가 기재되어 있다. 하나의 쌍은 종방향 운동을 생성하기 위해 분극된다. 다른 쌍은 토션 운동을 생성하기 위해 분극된다. 2개의 개별 구동 신호들은 두 쌍의 변환소자들을 구동시키는데 사용된다. 실제적으로, 종방향 및 토션 방향들에서 공진하는 두 쌍의 변환소자들을 사용하는 핸드피스의 제조는 달성하기가 어렵다. 하나의 가능한 솔루션은 미국특허 공개번호 US 2001/0011176 A1(Boukhny)에 기재되어 있다. 이 문헌은 종방향 운동을 생성하는 단일 세트의 압전 변환소자들, 및 호른 또는 팁이 압전 변환소자들의 공진 주파수에서 구동될 때 토션 운동을 생성하는 핸드피스 호른 또는 팁 상의 일련의 대각 슬릿들을 구비한 핸드피스를 개시하고 있다. 다시, 실제적으로, 팁 또는 호른 및 압전 변환소자들의 공진 주파수는 일치하지 않았고, 이에 따라 동시적인 종방향 및 토션 운동을 달성하기가 어려웠다.
따라서, 종방향 및 토션으로 동시적으로 또는 개별적으로 진동하는 신뢰성있는 초음파 핸드피스가 지속적으로 필요하다.
본 발명은 적절한 공진 주파수에서 여기될 때 종방향 운동을 생성하도록 분극되는 적어도 제1 세트의 압전 소자들을 갖는 핸드피스를 제공함으로써, 종래기술의 초음파 핸드피스 작동(operating) 방법들을 개선한다. 압전 변환소자들은 컷팅 팁이 부착된 초음파 호른에 접속된다. 호른 및/또는 컷팅 팁은 다수의 대각 슬릿들 또는 홈들을 포함한다. 슬릿들 또는 홈들은 압전 변환소자들이 제 2 공진 주파수에서 여기될 때 컷팅 팁에서 최적화된 토션 운동을 생성한다. 토션 모드에 있을 때, 재료는 컷팅 팁을 클로깅(clogging)할 수 있다. 본 발명의 방법은 클로깅이 검출될 때 팁의 종방향 운동의 펄스를 제공하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 양상에 따라, a) 핸드피스 쉘(shell), 초음파 호른(horn)에 접속된 다수의 압전 소자들, 및 흡인 라인을 구비한 초음파 핸드피스를 제공하는 단계 ― 상기 압전 소자들과 상기 호른은 상기 쉘 내에 유지됨 ― ; b) 제 1 주파수를 갖는 구동 신호를 상기 압전 소자들에 인가하는 단계 ― 상기 제 1 주파수는 상기 호른에서 토션 운동을 생성함 ― ; c) 상기 흡인 라인에서 진공을 감지하는 단계; 및 d) 상기 흡인 라인에서 감지된 진공이 미리 결정된 임계치를 초과할 때, 제 2 주파수를 갖는 구동 신호를 상기 압전 소자들에 인가하는 단계 ― 상기 제 2 주파수는 상기 호른에서 종방향 운동을 생성함 ― 를 포함하는, 초음파 핸드피스 작동 방법이 제공된다.
이 때 제 1 주파수를 갖는 구동 신호 및 제 2 주파수를 갖는 구동 신호는 중첩되지 않을 수 있고, 또는 중첩될 수도 있다. 그리고, 제 1 주파수를 갖는 구동 신호는 연속적으로 인가되고, 제 2 주파수를 갖는 구동 신호는 흡인 라인에서 감지된 진공에 응답하여 펄스화될(plused) 수 있으며, 제 1 주파수를 갖는 구동 신호 또는 제 2 주파수를 갖는 구동 신호는 가변 펄스 시간 기간 및 타이밍 중 적어도 하나를 가질 수 있다.
본 발명의 다른 양상에 따라, a) 핸드피스 쉘, 초음파 호른에 접속된 다수의 압전 소자들, 및 흡인 라인을 구비한 초음파 핸드피스를 제공하는 단계 ― 상기 압전 소자들과 상기 호른은 상기 쉘 내에 유지됨 ― ; b) 1차 구동 신호를 상기 압전 소자들에 인가하는 단계; c) 상기 흡인 라인에서 진공을 감지하는 단계; 및 d) 상기 흡인 라인에서 감지된 진공이 미리 결정된 임계치를 초과할 때, 2차 구동 신호를 상기 압전 소자들에 인가하는 단계를 포함하는, 초음파 핸드피스 작동 방법이 제공된다.
여기서, 1차 구동 신호 및 2차 구동 신호는 중첩되지 않을 수 있고, 또는 중첩될 수도 있다. 또한, 1차 구동 신호는 연속적으로 인가되고, 2차 구동 신호는 흡인 라인에서 감지된 진공에 응답하여 펄스화될 수 있으며, 1차 구동 신호 또는 2차 구동 신호는 가변 펄스 시간 기간 및 타이밍 중 적어도 하나를 가질 수 있다.
본 발명의 또 다른 양상에 따라, a) 핸드피스 쉘, 초음파 호른에 접속된 다수의 압전 소자들을 구비한 초음파 핸드피스를 제공하는 단계 ― 상기 압전 소자들과 상기 호른은 상기 쉘 내에 유지됨 ― ; b) 1차 구동 신호를 상기 압전 소자들에 인가하는 단계; 및 c) 상기 1차 구동 신호가 미리 선택된 전력 레벨에 도달할 때, 2차 구동 신호를 상기 압전 소자들에 인가하는 단계를 포함하는, 초음파 핸드피스 작동 방법이 제공된다.
1차 구동 신호 및 2차 구동 신호는 중첩되지 않을 수 있고, 또는 중첩될 수도 있다. 1차 구동 신호는 연속적으로 인가되고, 2차 구동 신호는 펄스형일 수 있으며, 1차 구동 신호 또는 2차 구동 신호는 가변 펄스 시간 기간 및 타이밍 중 적어도 하나를 가질 수 있고, 2차 구동 신호는 가변 전력 레벨을 가질 수 있다.
본 발명의 또 다른 양상에 따라, a) 핸드피스 쉘, 초음파 호른에 접속된 다수의 압전 소자들을 구비한 초음파 핸드피스를 제공하는 단계 ― 상기 압전 소자들과 상기 호른은 상기 쉘 내에 유지됨 ― ; b) 1차 가변 구동 신호를 상기 압전 소자들에 인가하는 단계; 및 c) 상기 1차 가변 구동 신호가 미리 선택된 전력 레벨에 도달할 때, 2차 가변 구동 신호를 상기 압전 소자들에 인가하는 단계를 포함하는, 초음파 핸드피스 작동 방법이 제공된다.
여기서, 1차 가변 구동 신호 및 2차 가변 구동 신호는 중첩되지 않을 수 있고, 또는 중첩될 수도 있다. 1차 가변 구동 신호는 연속적으로 인가되고, 2차 가변 구동 신호는 펄스화될 수 있으며, 1차 가변 구동 신호 또는 2차 가변 구동 신호는 가변 펄스 타이밍을 가질 수 있고, 2차 가변 구동 신호는 가변 전력 레벨을 가질 수 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 종방향 및 토션 운동을 갖는 초음파 핸드피스를 제공하는 것이다.
본 발명의 추가적인 목적은 토션 운동을 생성하기 위한 일련의 대각 슬릿들을 갖는 호른을 초음파 핸드피스에 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적들, 특징들 및 장점들은 도면들, 도면들의 이하의 상세한 설명 및 청구범위를 참조로 명백해질 것이다.
도 4에 최상으로 도시된 것처럼, 본 발명을 이용하기에 적합한 수술용 콘솔(320)은 텍사스 포트 워스의 Alcon Laboratories, Inc.로부터 이용가능한 INFINITI® 수술용 시스템들과 같은 임의의 상업적으로 이용가능한 수술용 제어 콘솔일 수 있다. 콘솔(320)은 세척 라인(322) 및 흡인 라인(50)을 통해 핸드피스(10)에 접속되고, 라인들(322, 50)을 통한 유동은 예를 들어 풋스위치(foot switch)(326)를 통해 사용자에 의해 제어된다. 전력은 전기 케이블(400)을 통해 핸드피스에 공급된다.
도 1에 최상으로 도시된 것처럼, 본 발명의 핸드피스(10)는 전형적으로 티타늄 합금으로 제조된 초음파 호른(12)을 일반적으로 포함한다. 호른(12)은 이하에서 논의될 다수의 나선형 슬릿들을 갖는다. 다수의(전형적으로 하나 또는 두 쌍) 링-형상 압전 소자들(14)은 호른(12)에 대항하여 압축 너트(compression nut)(15)에 의해 홀딩된다. 흡인 샤프트(16)는 핸드피스(10)의 원거리 단부에서 호른(12), 압전 소자들(14), 너트(15) 및 플러그(18)를 통하여 핸드피스(10)의 길이로 하향 연장된다. 흡인 관(16)은 호른(12)에 부착된 중공 팁(20)을 통해 및 핸드피스(10)를 통해 외부로 재료가 흡인될 수 있도록 한다. 플러그(18)는 핸드피스(10)의 외부 쉘(11)을 유체 기밀하게 밀봉하고, 핸드피스(10)가 압전 소자들(14)에 악영향을 주지 않으면서 고압살균(autoclave)될 수 있도록 한다. O-링 가스킷들(미도시)을 밀봉하기 위한 부가 홈들(22)이 호른(12)상에 제공된다.
도 2에 최상으로 도시된 것처럼, 호른(12)은 다수의 나선형 슬릿들(24)을 포함한다. 바람직하게는, 슬릿들(24)의 폭은 호른(12)의 외부 직경의 2% 내지 65%이다. 물론, 이는 얼마나 많은 슬릿들(24)이 호른(12)상에 제조될 수 있는지에 영향을 준다(예, 슬릿들(24)이 호른(12)의 직경의 65%이면, 단지 하나의 슬릿(24)만이 호른(12)에 컷팅될 수 있음). 선택된 슬릿들(24)의 폭은 목표된 토션 운동에 좌우될 것이다. 호른(12)의 슬릿들(24)의 깊이는 바람직하게는 호른(12)의 외부 직경 의 4% 내지 45%이다. 슬릿들(24)은 평면형 또는 사각형 절단 저면을 가질 수 있지만, 제조하기에 더 용이한 라운드형 또는 방사형 저면을 갖는 것이 바람직하다. 슬릿들(24)의 길이는 더 큰 직경의 호른(12)의 길이의 8% 내지 75%이다. 슬릿들(24)의 피치는 더 큰 직경의 호른(12)의 125% 내지 500%인 것이 바람직하다. 예를 들어, 본 발명자들은 0.475인치의 외부 직경을 갖는 호른(12)상의 슬릿들(24)의 하나의 적절한 구성이 0.04인치의 폭, 0.140의 깊이(전체 반경 저면), 0.7인치의 길이 및 1.35인치의 피치를 갖는 총 8개 슬릿들(24)이 호른(12)의 종방향 운동을 손상시키지 않으면서 호른(12)의 적절한 토션 운동을 제공한다는 것을 발견했다.
도 1에 최상으로 도시된 것처럼, 종방향 및 토션 노드 지점들(각각 모드의 제로 속도를 갖는 지점들)의 위치는 핸드피스(10)의 적절한 기능을 위해 중요하다. 바람직하게는, 토션 노드(26)는 인접한 종방향 노드(28)에 위치되어, 토션 노드(26)와 종방향 노드(28)가 일치하고, 예를 들어 이 둘은 플러그(18)상에 위치된다. 핸드피스(10)는 또한 호른(12)의 감소된 직경 부분(32)에 위치된 원거리 종방향 노드(30)를 포함한다.
도 3에 최상으로 도시된 것처럼, 본 발명의 핸드피스(10)와 함께 사용될 수 있는 구동 회로(34)는 바람직하게는 그 전체 내용들이 참조로 본 발명에 포함되는 미국특허 제5,431,664호에 기술된 것과 유사하며, 구동 회로(34)는 핸드피스(10)의 어드미턴스(admittance)를 추적하고 일정한 어드미턴스를 유지하도록 핸드피스(10)의 주파수를 제어한다. 그러나, 구동 회로(34)는 토션 모드 및 종방향 모드 모두를 모니터링하고, 2개의 상이한 구동 주파수들을 이용하여 핸드피스(10)의 이러한 모드들을 제어한다. 바람직하게는, 토션 구동 신호는 약 32kHz이고, 종방향 구동 신호는 44kHz이지만, 이러한 주파수들은 사용되는 압전 소자들(14), 및 호른(12)과 슬릿들(24)의 크기와 형상에 따라 변화된다. 종방향 또는 토션 구동 신호는 연속적인 방식으로 공급될 수 있고, 바람직하게는 종방향 구동 신호와 토션 구동 신호는 교번하여, 하나의 주파수에서 목표된 펄스로 구동 신호가 제공된 다음, 유사한 펄스에 대해 다른 주파수로 스위칭되며, 2개의 주파수들 사이에 중첩은 없고 구동 신호에 갭이나 휴지(pause)이 없다. 대안적으로, 구동 신호는 기술된 것과 유사한 방식으로 작동될 수 있지만, 짧은 휴지 또는 갭이 구동 신호에 도입될 수 있다. 또한, 구동 신호의 진폭은 변조될 수 있고 각각의 주파수에 대해 독립적으로 설정될 수 있다.
구동 신호들간의 휴지 또는 갭은 다양한 목적들로 제공될 수 있다. 한가지 목적은, 압전 소자들(14)과 호른(12)의 초음파 운동이 감쇠 또는 중지될 수 있도록 하여, 렌즈 조각들이 팁(20)에 다시 한번 흡입되고 협착(occlusion)이 재형성될 수 있고, 이에 따라 렌즈 조각에 대한 홀딩력을 증가시키는 것이다. 협착의 재형성은 종방향 또는 토션인 초음파의 후속 펄스의 컷팅 효율을 증가시킨다. 구동 신호들간의 휴지 또는 갭의 다른 목적은 압전 소자들(14)과 호른(12)의 초음파 운동이 다른(종방향 또는 토션 중 하나) 모드가 여기되기 이전에 감쇠 또는 중지될 수 있도록 하는 것이다. 구동 신호들간의 그러한 감쇠는 바람직하지 않은 열을 생성할 수 있고 전체 어셈블리의 기계적 결함 또는 압전 소자들(14)의 조기 저하를 유도할 수 있는, 시스템의 잠재적인 비선형 상호작용의 정도를 감소시킨다.
대안적으로, 종방향 및 토션 구동 신호들에 약간의 중첩이 존재할 수 있다. 중첩은 토션 및 종방향 변위들의 부가 작용이 특히 빠른 속도의 렌즈 유화를 초래할 때 상대적으로 짧은 시간 간격들을 제공할 수 있고, 중첩은 압전 소자들(14)이 과도한 응력의 결과로서 전체 기계적 어셈블리의 조기 저하 또는 결함을 유발하는 것을 방지하기에 충분히 짧다.
또 다른 대안은, 종방향 및 토션 구동 신호들이 완전히 중첩되어, 2개의 신호들이 중첩될 때 렌즈 재료에 높은 응력 레벨을 인가하도록 하고, 협착이 자체적으로 재형성되도록 구동 신호들 사이에 휴지를 남겨두도록 하며, 이에 따라 후속하는 펄스 인가의 효율을 개선하는 것이다.
또 다른 대안은 펄스형(plused) 토션 신호에 연속적인 종방향 신호를 인가하거나, 그 반대로 펄스형 종방향 신호에 연속적인 토션 신호를 인가하는 것이다. 토션 초음파의 연속적인 인가는 팁(20)의 운동이 렌즈와 팁(20)의 결합 방향에 수직으로 배향되기 때문에 반발작용(repulsion)을 초래하지 않고, 종방향 초음파의 펄스 인가는 압전 소자들(14)에 대한 과열 또는 기계적 손상을 방지하기에 충분히 짧다.
부가적으로, 전술한 것처럼, 종방향 및 토션 구동 신호들은 연속적으로 및 동시적으로 인가될 수 있고, 두 신호들의 진폭들은 시스템상에서 과열 및 과도한 기계적 응력이 감소되도록 선택된다. 그러한 구동 시스템이 사용되면, 압전 소자들(14)의 두 세트들에서, 토션 신호가 하나의 세트에 인가되고 종방향 신호는 다른 세트에 인가되는 것이 바람직하다.
마지막으로, 팁의 종방향 운동은 연동 펌핑(peristaltic pumping)과 유사한 방식으로 팁에 흡인되는 물질을 제거하도록 돕는다. 팁의 토션 운동은 이러한 연동 운동을 생성하지 않는다. 결과적으로, 팁(20)은 토션 운동이 순수하게 사용될 때 클로깅되는 경향이 있을 수 있다. 팁의 클로깅은 흡인 라인(50)의 흡인 진공의 발생에 의해 입증되고, 그러한 진공은 펌프(70)에 의해 생성된다. 따라서, 흡인 진공의 증가가 압력 센서(60)에 의해 흡인 라인(50)에서 감지될 때, 센서(60)는 구동 회로(34)에 이러한 정보를 제공한다. 감지된 진공이 미리 결정된 임계치를 초과할 때, 종방향 모드가 간단히 인에이블되거나, 임의의 클로깅 제거를 돕기 위해 세기 또는 시간 기간이 증가될 수 있다. 통상의 당업자는 팁의 임의의 클로깅을 적절히 제거하기 위해 요구되는 바와 같은 종방향 펄스의 시간 기간 및/또는 타이밍의 가변들이 이루어질 수 있음을 인식할 것이다. 부가적으로, 특정한 더 높은 토션 전력 레벨들이 더 낮은 전력 레벨들보다 더 클로깅되는 경향이 있을 수 있다. 따라서, 종방향 운동은 토션 전력 레벨이 미리 선택된 전력 레벨에 도달할 때, 가변 전력 레벨들에서 자동으로 트리거링될 수 있다. 통상의 당업자는 또한 "전력 레벨"이란 문구가 진폭(스트로크) 및 펄스 듀티 사이클을 내포한다는 것을 인식할 것이다.
본 발명의 특정 실시예들이 상술되었지만, 이러한 상세한 설명은 예시 및 설명의 목적으로 주어진 것이다. 전술한 시스템들 및 방법들로부터의 변형, 변화, 변경들이 본 발명의 범주 또는 사상을 벗어남이 없이 적용될 수 있다. 예를 들어, 제 1 구동 신호는 제 1 주파수를 갖고 토션 운동을 인에이블시킬 수 있고, 제 2 구 동 신호는 제 2 주파수를 갖고 종방향 운동을 인에이블시킬 수 있으며, 또는 그 반대가 될 수 있다.
도 1은 본 발명의 방법이 이용될 수 있는, 외부 케이스가 제거된 핸드피스의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 방법이 이용될 수 있는, 초음파 호른의 사시도이다.
도 3은 본 발명이 이용될 수 있는, 구동 회로의 블럭도이다.
도 4는 본 발명이 이용될 수 있는, 핸드피스 및 제어 콘솔의 사시도이다.

Claims (23)

  1. 초음파 핸드피스(handpiece) 작동 방법으로서,
    a) 핸드피스 쉘(shell), 초음파 호른(horn)에 접속된 다수의 압전 소자들, 및 흡인 라인을 구비한 초음파 핸드피스를 제공하는 단계 ― 상기 압전 소자들과 상기 호른은 상기 쉘 내에 유지됨 ― ;
    b) 제 1 주파수를 갖는 구동 신호를 상기 압전 소자들에 인가하는 단계 ― 상기 제 1 주파수는 상기 호른에서 토션 운동을 생성함 ― ;
    c) 상기 흡인 라인에서 진공을 감지하는 단계; 및
    d) 상기 흡인 라인에서 감지된 진공이 미리 결정된 임계치를 초과할 때, 제 2 주파수를 갖는 구동 신호를 상기 압전 소자들에 인가하는 단계 ― 상기 제 2 주파수는 상기 호른에서 종방향 운동을 생성함 ―
    를 포함하는, 초음파 핸드피스 작동 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 주파수를 갖는 구동 신호 및 상기 제 2 주파수를 갖는 구동 신호는 중첩되지 않는, 초음파 핸드피스 작동 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 주파수를 갖는 구동 신호 및 상기 제 2 주파수를 갖는 구동 신호는 중첩되는, 초음파 핸드피스 작동 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 주파수를 갖는 구동 신호는 연속적으로 인가되고, 상기 제 2 주파수를 갖는 구동 신호는 상기 흡인 라인에서 감지된 진공에 응답하여 펄스화되는(plused), 초음파 핸드피스 작동 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 주파수를 갖는 구동 신호 또는 상기 제 2 주파수를 갖는 구동 신호는 가변 펄스 시간 기간 및 타이밍 중 적어도 하나를 갖는, 초음파 핸드피스 작동 방법.
  6. 초음파 핸드피스 작동 방법으로서,
    a) 핸드피스 쉘, 초음파 호른에 접속된 다수의 압전 소자들, 및 흡인 라인을 구비한 초음파 핸드피스를 제공하는 단계 ― 상기 압전 소자들과 상기 호른은 상기 쉘 내에 유지됨 ― ;
    b) 1차 구동 신호를 상기 압전 소자들에 인가하는 단계;
    c) 상기 흡인 라인에서 진공을 감지하는 단계; 및
    d) 상기 흡인 라인에서 감지된 진공이 미리 결정된 임계치를 초과할 때, 2차 구동 신호를 상기 압전 소자들에 인가하는 단계
    를 포함하는, 초음파 핸드피스 작동 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 1차 구동 신호 및 상기 2차 구동 신호는 중첩되지 않는, 초음파 핸드피스 작동 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 1차 구동 신호 및 상기 2차 구동 신호는 중첩되는, 초음파 핸드피스 작동 방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 1차 구동 신호는 연속적으로 인가되고, 상기 2차 구동 신호는 상기 흡인 라인에서 감지된 진공에 응답하여 펄스화되는, 초음파 핸드피스 작동 방법.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 1차 구동 신호는 가변 펄스 시간 기간 및 타이밍 중 적어도 하나를 갖는, 초음파 핸드피스 작동 방법.
  11. 제 6 항에 있어서,
    상기 1차 구동 신호 또는 상기 2차 구동 신호는 가변 펄스 시간 기간 및 타이밍 중 적어도 하나를 갖는, 초음파 핸드피스 작동 방법.
  12. 초음파 핸드피스 작동 방법으로서,
    a) 핸드피스 쉘, 초음파 호른에 접속된 다수의 압전 소자들을 구비한 초음파 핸드피스를 제공하는 단계 ― 상기 압전 소자들과 상기 호른은 상기 쉘 내에 유지됨 ― ;
    b) 1차 구동 신호를 상기 압전 소자들에 인가하는 단계; 및
    c) 상기 1차 구동 신호가 미리 선택된 전력 레벨에 도달할 때, 2차 구동 신호를 상기 압전 소자들에 인가하는 단계
    를 포함하는, 초음파 핸드피스 작동 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 1차 구동 신호 및 상기 2차 구동 신호는 중첩되지 않는, 초음파 핸드피스 작동 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 1차 구동 신호 및 상기 2차 구동 신호는 중첩되는, 초음파 핸드피스 작동 방법.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 1차 구동 신호는 연속적으로 인가되고, 상기 2차 구동 신호는 펄스형인, 초음파 핸드피스 작동 방법.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 1차 구동 신호 또는 상기 2차 구동 신호는 가변 펄스 시간 기간 및 타이밍 중 적어도 하나를 갖는, 초음파 핸드피스 작동 방법.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 2차 구동 신호는 가변 전력 레벨을 갖는, 초음파 핸드피스 작동 방법.
  18. 초음파 핸드피스 작동 방법으로서,
    a) 핸드피스 쉘, 초음파 호른에 접속된 다수의 압전 소자들을 구비한 초음파 핸드피스를 제공하는 단계 ― 상기 압전 소자들과 상기 호른은 상기 쉘 내에 유지됨 ― ;
    b) 1차 가변 구동 신호를 상기 압전 소자들에 인가하는 단계; 및
    c) 상기 1차 가변 구동 신호가 미리 선택된 전력 레벨에 도달할 때, 2차 가변 구동 신호를 상기 압전 소자들에 인가하는 단계
    를 포함하는, 초음파 핸드피스 작동 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 1차 가변 구동 신호 및 상기 2차 가변 구동 신호는 중첩되지 않는, 초음파 핸드피스 작동 방법.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 1차 가변 구동 신호 및 상기 2차 가변 구동 신호는 중첩되는, 초음파 핸드피스 작동 방법.
  21. 제 18 항에 있어서,
    상기 1차 가변 구동 신호는 연속적으로 인가되고, 상기 2차 가변 구동 신호는 펄스화되는, 초음파 핸드피스 작동 방법.
  22. 제 18 항에 있어서,
    상기 1차 가변 구동 신호 또는 상기 2차 가변 구동 신호는 가변 펄스 타이밍을 갖는, 초음파 핸드피스 작동 방법.
  23. 제 18 항에 있어서,
    상기 2차 가변 구동 신호는 가변 전력 레벨을 갖는, 초음파 핸드피스 작동 방법.
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