KR101049160B1 - Νd : BAA laser device - Google Patents
Νd : BAA laser device Download PDFInfo
- Publication number
- KR101049160B1 KR101049160B1 KR1020090060975A KR20090060975A KR101049160B1 KR 101049160 B1 KR101049160 B1 KR 101049160B1 KR 1020090060975 A KR1020090060975 A KR 1020090060975A KR 20090060975 A KR20090060975 A KR 20090060975A KR 101049160 B1 KR101049160 B1 KR 101049160B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- wavelength
- optical fiber
- laser beam
- reflectance
- yag
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
- A61B18/18—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves
- A61B18/20—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves using laser
- A61B18/22—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves using laser the beam being directed along or through a flexible conduit, e.g. an optical fibre; Couplings or hand-pieces therefor
- A61B18/24—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves using laser the beam being directed along or through a flexible conduit, e.g. an optical fibre; Couplings or hand-pieces therefor with a catheter
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
- A61B18/18—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves
- A61B18/20—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves using laser
- A61B18/201—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves using laser with beam delivery through a hollow tube, e.g. forming an articulated arm ; Hand-pieces therefor
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N5/00—Radiation therapy
- A61N5/06—Radiation therapy using light
- A61N5/0601—Apparatus for use inside the body
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N5/00—Radiation therapy
- A61N5/06—Radiation therapy using light
- A61N5/067—Radiation therapy using light using laser light
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/14—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
- H01S3/16—Solid materials
- H01S3/163—Solid materials characterised by a crystal matrix
- H01S3/164—Solid materials characterised by a crystal matrix garnet
- H01S3/1643—YAG
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
- A61B2018/00315—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body for treatment of particular body parts
- A61B2018/00452—Skin
- A61B2018/00458—Deeper parts of the skin, e.g. treatment of vascular disorders or port wine stains
- A61B2018/00464—Subcutaneous fat, e.g. liposuction, lipolysis
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
- A61B2018/00571—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body for achieving a particular surgical effect
- A61B2018/00577—Ablation
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
- A61B18/18—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves
- A61B18/20—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves using laser
- A61B2018/2035—Beam shaping or redirecting; Optical components therefor
- A61B2018/20553—Beam shaping or redirecting; Optical components therefor with special lens or reflector arrangement
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
- A61B18/18—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves
- A61B18/20—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves using laser
- A61B2018/2035—Beam shaping or redirecting; Optical components therefor
- A61B2018/205547—Controller with specific architecture or programmatic algorithm for directing scan path, spot size or shape, or spot intensity, fluence or irradiance
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N5/00—Radiation therapy
- A61N5/06—Radiation therapy using light
- A61N5/0601—Apparatus for use inside the body
- A61N2005/0612—Apparatus for use inside the body using probes penetrating tissue; interstitial probes
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N5/00—Radiation therapy
- A61N5/06—Radiation therapy using light
- A61N2005/063—Radiation therapy using light comprising light transmitting means, e.g. optical fibres
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Surgery (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Public Health (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Otolaryngology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Pathology (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Laser Surgery Devices (AREA)
Abstract
본 발명은 지방에 직접 조사되는 지방 제거 전용 1414nm 파장 발진 Nd:YAG 레이저 장치에 관한 것으로서, 플래쉬램프(120)와, 플래쉬램프(120)로부터 입력된 여기광을 증폭 발진하는 Nd:YAG 로드(130)와, Nd:YAG 로드(130) 양측에 위치하는 전반사거울(141) 및 출력거울(142)로 구성되는 Nd:YAG 레이저 장치에 있어서, 출력거울(142)로 출력되는 레이저빔을 수렴하는 수렴렌즈(160), 수렴렌즈(160)에 의해 수렴된 레이저빔을 안내하는 광화이버(170), 광화이버(170)의 출력단에 커플링되어 광화이버(170)에 의해서 안내된 레이저빔을 피하의 지방으로 가이드하는 캐뉼러(180)가 더 포함되어 구성되되, 출력거울(160)를 통해서 1414nm 파장의 레이저빔만이 발진되도록 Nd:YAG 로드(130)의 양끝면과 전반사거울(141)의 내면(141a)과 출력거울(142)의 내면(142a) 및 외면(142b)이 코팅되어 있는 것을 특징으로 하고, 이에 의하면, Nd:YAG 레이저를 이용하여 피하 지방을 가장 효율적으로 제거하면서도 주위 조직의 손상을 최소로 할 수 있는 이점이 있다.The present invention relates to a 1414 nm wavelength oscillation Nd: YAG laser device dedicated to fat removal directly irradiated with fat, comprising: a flash lamp 120 and an Nd: YAG rod 130 which amplifies and oscillates excitation light input from the flash lamp 120. In the Nd: YAG laser device comprising a total reflection mirror 141 and an output mirror 142 located at both sides of the Nd: YAG rod 130, the convergence of converging the laser beam output to the output mirror 142 The optical fiber 170 for guiding the laser beam converged by the lens 160, the converging lens 160, and the laser beam guided by the optical fiber 170 are coupled to the output terminal of the optical fiber 170. The cannula 180 guides to fat, which is configured to be further included, and both ends of the Nd: YAG rod 130 and the inner surface of the total reflection mirror 141 so that only the laser beam having a wavelength of 1414 nm is oscillated through the output mirror 160. 141a and the inner surface 142a and outer surface 142b of the output mirror 142 are coated with With, and this structure, Nd: there is an advantage capable of damaging the surrounding tissue to a minimum, while using a YAG laser as the most efficient to remove the subcutaneous fat.
Nd:YAG 레이저, 지방, 흡수도, 광화이버, 캐뉼러 Nd: YAG laser, fat, absorbance, fiber optic, cannula
Description
본 발명은 Nd:YAG 레이저 장치에 관한 것으로, 특히 피부 밖에서 레이저빔을 조사하지 않고 피하의 지방으로 직접 레이저빔을 조사할 수 있고, 동시에 Nd:YAG 레이저 장치에서 발진 가능한 파장 중 지방의 흡수도가 높으면서 동시에 물 흡수도가 높은 1414nm 파장의 레이저빔을 이용함으로써 지방을 효율적으로 제거하고 동시에 주위 조직에 부작용을 최소로 줄일 수 있는 지방에 직접 조사되는 지방 제거 전용 1414nm 파장 발진 Nd:YAG 레이저 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an Nd: YAG laser device, and in particular, it is possible to irradiate the laser beam directly to the subcutaneous fat without irradiating the laser beam outside the skin, and at the same time, the absorption of fat in the wavelength that can be oscillated in the Nd: YAG laser device A 1414nm wavelength oscillation Nd: YAG laser device dedicated to fat removal directly irradiated with fat, which can efficiently remove fat and at the same time reduce side effects to surrounding tissues by using a laser beam with a high water absorption with a 1414 nm wavelength. will be.
현재 상업적으로 판매되고 있는 지방제거 레이저들의 파장은 1064nm, 1319nm, 1444nm 등이 있다.The wavelengths of the fat removal lasers currently commercially available include 1064 nm, 1319 nm, and 1444 nm.
도 1에는 레이저빔의 지방과 물에 대한 흡수도를 나타내는 그래프가 도시되어 있다(도 1에 도시된 그래프는 미국 특허 US66060880호에서 참조한 것임).1 is a graph showing the absorption of the laser beam into fat and water (the graph shown in FIG. 1 is referred to in US Pat. No. 6,660,880).
도 1에서 보듯이, 1414nm 파장은 1064nm, 1319nm, 1338nm 및 1357nm 파장들에 비하여 물과 지방에 대해서 매우 높은 흡수율을 갖고 있으며, 1444nm 파장과 비교해서는 지방에 대한 흡수율은 조금 높고 물에 대한 흡수율은 조금 낮음을 알 수 있다.As shown in FIG. 1, the 1414 nm wavelength has a very high absorption rate for water and fat compared to the 1064 nm, 1319 nm, 1338 nm and 1357 nm wavelengths, and the absorption rate for the fat is slightly higher than that for the 1444 nm wavelength. It can be seen that low.
그리고, 1064nm, 1319nm, 1338nm, 1357nm, 1414nm 및 1444nm는 모두 Nd:YAG 레이저에서 발진될 수 있는 파장들이다. And, 1064 nm, 1319 nm, 1338 nm, 1357 nm, 1414 nm and 1444 nm are all wavelengths that can be oscillated in an Nd: YAG laser.
그런데, 종래 기술에 의한 Nd:YAG 레이저를 이용하여 지방을 제거하는 방법으로는, 지방에 대한 흡수도가 낮지만 물에 대한 흡수가 적으면서 Nd:YAG 레이저에서 가장 높은 출력을 낼 수 있는 1064nm와 1319nm 등의 파장의 레이저빔을 이용하여 지방을 제거하였다.However, the method of removing fat using the Nd: YAG laser according to the prior art includes 1064nm, which has the highest absorption power in the Nd: YAG laser while having low absorption of fat but low absorption of water. Fat was removed using a laser beam of 1319 nm or the like.
도 2에는 사람과 흡사한 돼지의 지방에 1064nm, 1319nm, 1414nm 파장의 레이저빔을 조사한 후 OCT(Optical Coherence Tomography)로 측정한 실험 결과가 나타나 있다. 도 2의 결과에서 보듯이 용해 효과 면에 있어서 1414nm의 파장은 다른 두 파장에 비해 뛰어남을 알 수가 있다. 지방 세포는 지질(lipid)과 물 그리고 단백질이 각각 60~85%, 5~30%, 2~3%로 구성되어 있다. 따라서 용해 효과면 이외에 종래 기술에 의한 Nd:YAG 레이저를 이용한 지방 제거 방법은 다음과 같은 문제점이 있었다. Figure 2 shows the results of experiments measured by OCT (Optical Coherence Tomography) after irradiating a laser beam of 1064nm, 1319nm, 1414nm wavelength to pig fat similar to humans. As can be seen from the results of FIG. 2, the wavelength of 1414 nm is superior to the other two wavelengths in terms of dissolution effect. Adipose cells are composed of 60% to 85%, 5% to 30%, and 2% to 3% of lipids, water and protein, respectively. Therefore, the fat removal method using the Nd: YAG laser according to the prior art in addition to the dissolution effect surface had the following problems.
즉, 종래 기술에 의한 1064nm 및 1319nm 파장과 같이 물과 지방에 대한 흡수도가 상대적으로 1414nm보다 낮은 파장 발진의 Nd:YAG 레이저를 이용한 지방 제거 방법은, 도 3에 도시된 바와 같이 1064nm 파장의 레이저빔이 지방에 대한 흡수도가 낮기 때문에 지방 제거시 지방 근처에 인접한 조직으로 레이저빔이 퍼지는 경우가 발생한다.That is, the fat removal method using the Nd: YAG laser having a wavelength oscillation of less than 1414 nm in water and fat absorption, such as 1064 nm and 1319 nm wavelength according to the prior art, the laser of 1064 nm wavelength as shown in FIG. Due to the low absorption of the fat into the fat, the laser beam spreads to nearby tissues during fat removal.
상기와 같이 1064nm 파장의 레이저빔이 지방에 인접한 조직으로 퍼지는 경우, 이 1064nm 파장은 물에 대한 흡수도 역시 낮기 때문에 지방 외 조직에 손상을 가하였다.When the 1064nm wavelength laser beam spreads to the tissue adjacent to the fat as described above, the 1064nm wavelength also damaged the extra-fat tissue because the absorption of water was also low.
즉, 종래 기술에 의한 1064nm 파장의 레이저빔을 이용하는 경우 지방 제거 자체가 잘 되지 않을 뿐만 아니라 주위 조직에 손상을 가하는 치명적인 문제점이 있었다.That is, in the case of using a laser beam of 1064 nm wavelength according to the prior art, not only does fat removal itself become difficult, but also has a fatal problem of damaging surrounding tissues.
또한, 지방에 대한 흡수도는 높지만 물에 대한 흡수도가 낮은 1200nm 파장 부근의 레이저빔을 설령 사용한다고 하더라도, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 1200nm 파장 부근의 레이저빔은 물에 대한 흡수도가 낮기 때문에 사용자가 실수로 주변 조직에 조사하는 경우 주변 조직에 많은 손상을 줄 수가 있기 때문에 이 또한 문제점이 발생한다.In addition, even if a laser beam near the 1200 nm wavelength is used, although the absorbance to fat is high but the absorbance to water is low, as shown in FIG. 3, the laser beam near the 1200 nm wavelength has low absorption to water. Therefore, this problem also occurs because the user may accidentally irradiate the surrounding tissues, which may cause a lot of damage to the surrounding tissues.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로 본 발명에 의한 지방에 직접 조사되는 지방제거 전용 1414nm 파장 발진 Nd:YAG 레이저 장치의 목적은, 피부 내의 지방에 직접 광화이버 및 캐뉼러를 삽입시킴으로써 물에 대한 레이저빔의 흡수로 인한 레이저 에너지의 손실을 고려하지 않고 지방에 대한 흡수도만을 고려하여 지방에 대한 흡수도가 최대로 되는 파장의 레이저빔을 출력할 수 있도록 하기에 적당하도록 한 지방에 직접 조사되는 지방제거 전용 1414nm 파장 발진 Nd:YAG 레이저 장치를 제공하는 데 있다.The present invention was created to solve the above-mentioned problems of the prior art, and the object of the 1414 nm wavelength oscillation Nd: YAG laser device dedicated to removing fat directly irradiated with fat according to the present invention is to directly optical fiber and ca By inserting the cannula, it is suitable to output the laser beam with the maximum absorption of fat by considering the absorption of fat without considering the loss of laser energy due to the absorption of the laser beam into water. It is to provide a 1414nm wavelength oscillation Nd: YAG laser device dedicated to the removal of fat directly irradiated to a fat.
본 발명에 의한 지방에 직접 조사되는 지방제거 전용 1414nm 파장 발진 Nd:YAG 레이저 장치의 다른 목적은, Nd:YAG 레이저가 발진할 수 있는 레이저빔 중에서 지방에 대한 흡수도가 높으면서도 동시에 물에 대한 흡수도가 높은 1414nm 파장의 레이저빔만을 발진시킴으로써, 지방을 효율적으로 제거하고 동시에 주위 조직에 손상을 최소로 줄일도 있도록 하기에 적당하도록 한 Nd:YAG 레이저를 제공하는 데 있다.Another object of the 1414 nm wavelength oscillation Nd: YAG laser device dedicated to fat removal directly irradiated with fat according to the present invention is to absorb water while at the same time absorbing water in a laser beam capable of oscillating Nd: YAG laser. By only oscillating a laser beam with a high wavelength of 1414 nm, the present invention provides an Nd: YAG laser that is suitable for efficiently removing fat and minimizing damage to surrounding tissue.
본 발명에 의한 지방에 직접 조사되는 지방제거 전용 1414nm 파장 발진 Nd:YAG 레이저 장치의 또 다른 목적은, 광화이버를 레이저빔을 전달하는 고정 광화이버와 실제로 체내에 삽입되어서 체내로 레이저빔을 조사하는 일회용 광화이버로 분리 구성함으로써, 시술에 사용한 광화이버를 폐기하는 경우 체내로 삽입된 일회용 광화이버만을 폐기하면 되므로 폐기에 따른 경제적 부담을 줄일 수 있고 동시에 시술시마다 광화이버를 멸균해야하는 불편함을 제거하여 사용의 편리성을 향상시킬 수 있도록 하기에 적당하도록 한 Nd:YAG 레이저를 제공하는 데 있다.Another object of the 1414 nm wavelength oscillation Nd: YAG laser device dedicated to fat removal directly irradiated with fat according to the present invention is to fix the optical fiber with the fixed optical fiber which delivers the laser beam and actually insert the body into the body to irradiate the laser beam into the body. By separating the optical fiber used in the procedure by disposing the disposable optical fiber, only the disposable optical fiber inserted into the body can be discarded, thereby reducing the economic burden of disposal and eliminating the inconvenience of sterilizing the optical fiber at each procedure. It is to provide a Nd: YAG laser suitable to be able to improve the ease of use.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명인 Nd:YAG 레이저 장치는, 전원공급부로부터 전원을 공급받아서 발광하는 플래쉬램프와, 상기 플래쉬램프로부터 입력된 여기광을 증폭 발진하는 Nd:YAG 로드와 상기 Nd:YAG 로드양측에 위치하여 상기 Nd:YAG 로드로부터 출력되는 광을 반사하는 전반사거울(High Reflector) 및 출력거울(Output Coupler)를 포함하여 구성되는 Nd:YAG 레이저 장치에 있어서: 상기 출력거울를 통해 출력되는 레이저빔을 집광하여 수렴하는 수렴렌즈(Convergent lens); 상기 수렴렌즈에 의해 수렴된 레이저빔을 안내하는 광화이버; 및 상기 광화이버의 출력단에 커플링(coupling)되어 상기 광화이버가 피하에서 휘지 않고 원활하게 진행될 수 있도록 하여 상기 광화이버에 의해서 안내되는 레이저빔을 피하의 지방으로 가이드하는 캐뉼러(cannular)가 더 포함되어 구성되되, 상기 출력거울을 통해서 1414nm 파장의 레이저빔만이 발진되도록 상기 Nd:YAG 로드의 양끝면과 상기 전반사거울의 내면과 출력거울의 내면 및 외면이 코팅되어 있는 것을 특징으로 한다.The Nd: YAG laser device of the present invention for achieving the above object, the flash lamp which receives power from the power supply unit and emits light, and the Nd: YAG rod and Nd: for amplifying and oscillating the excitation light input from the flash lamp; A Nd: YAG laser device which is positioned on both sides of a YAG rod and comprises a high reflector and an output coupler for reflecting light output from the Nd: YAG rod: A convergent lens for converging and converging a laser beam; An optical fiber for guiding a laser beam converged by the converging lens; And a cannular for coupling the laser beam guided by the optical fiber to the subcutaneous fat by coupling to the output end of the optical fiber so that the optical fiber can proceed smoothly without being bent subcutaneously. It is configured to include, characterized in that the both ends of the Nd: YAG rod and the inner surface of the total reflection mirror and the inner surface and the outer surface of the output mirror so that only the laser beam of 1414nm wavelength through the output mirror is oscillated.
상기와 같은 구성과 작용을 가지는 본 발명인 지방에 직접 조사되는 지방제거 전용 1414nm 파장 발진 Nd:YAG 레이저 장치는 다음과 같은 효과가 있다.The 1414nm wavelength oscillation Nd: YAG laser device for exclusive use of fat removal directly irradiated with fat of the present invention having the above-described configuration and operation has the following effects.
첫째, 상기와 같이, 1414nm 파장의 레이저빔만이 발진되도록 구성하여 1414nm 파장의 레이저빔을 지방 제거에 이용할 수 있기 때문에, Nd:YAG 레이저가 발진할 수 있는 파장의 레이저 레이저빔 중에서 지방 흡수도가 가장 높은 레이저빔을 이용할 수 있고 그 결과 지방 제거에 매우 우수한 효과가 있다.First, as described above, since only the laser beam of 1414 nm wavelength can be configured to oscillate and the laser beam of 1414 nm wavelength can be used for fat removal, the fat absorption degree of the laser laser beam of the wavelength that Nd: YAG laser can oscillate can be used. The highest laser beams are available and as a result have a very good effect on fat removal.
둘째, 상기와 같이 1414nm 파장의 레이저빔을 이용하면, 1414nm 파장의 레이저빔이 지방(F)에 모두 흡수되지 않고 주위 조직으로 전파하는 경우가 발생할 수 있는데, 이 경우에도 지방세포는 지방 이외에 상당량의 물도 포함하고 있기에 1414nm 파장은 물에 대한 흡수도가 매우 높아 주변 조직의 손상이 매우 적은 뛰어난 효과가 있다. 실제로 산란계수를 무시한 순수 흡수계수만을 고려하여 계산해 보면 1414nm의 경우 물에 대한 흡수가 매우 높아 2mm만 전파를 하여도 99% 흡수가 되는 반면 1064nm의 경우 99%가 흡수 될려면 31cm를 전파해야 한다.Second, when using a laser beam of 1414nm wavelength as described above, the laser beam of 1414nm wavelength may propagate to surrounding tissues without being absorbed by fat (F), even in this case, fat cells are a significant amount other than fat Since it also contains water, the 1414nm wavelength has a very high absorption rate of water, which has an excellent effect with very little damage to surrounding tissues. In fact, if we consider only the pure absorption coefficient ignoring the scattering coefficient, the absorption of water is very high in 1414nm, and only 99% of absorption is required even if only 2mm is propagated.
셋째, 레이저빔을 전달하는 광화이버(170)를 고정 광화이버(171)와 실제로 체내에 삽입되어서 체내로 레이저빔을 조사하는 일회용 광화이버(172)로 분리 구성함으로써, 시술에 사용한 광화이버를 폐기하는 경우 체내로 삽입된 일회용 광화이버(172)만을 폐기하면 되므로 폐기에 따른 경제적 부담을 줄일 수 있는 이점이 있고, 또한 시술시마다 광화이버를 멸균해야하는 불편함을 제거하여 사용의 편리성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.Third, the
1414nm 파장의 물에 대한 흡수도가 매우 높기 때문에 주변 조직의 손상이 매우 적은 뛰어난 효과가 있다.Due to the very high absorption of water at 1414 nm wavelength, there is an excellent effect with very little damage to surrounding tissues.
다음은 본 발명인 지방에 직접 조사되는 지방제거 전용 1414nm 파장 발진 Nd:YAG 레이저 장치의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 기초로 상세하게 설명한다.The following will be described in detail with reference to the accompanying drawings a preferred embodiment of a 1414nm wavelength oscillation Nd: YAG laser device dedicated to fat removal directly irradiated to the present inventors fat.
먼저, 1414nm 파장의 레이저빔의 발진 방법에 대하여 아래로 같이 개략적으로 기술하며, 참고간행물로는 하기와 같다.First, a method of oscillating a laser beam having a wavelength of 1414 nm is briefly described as follows, and as a reference publication as follows.
[1] Hee Chul Lee, "Simultaneous dual-wavelength oscillation at 1357nm and 1444nm in a Kr-flashlamp pumped Nd:YAG laser", Opt Comm. Vol. 281 (2008) P.P 4455~4458.[1] Hee Chul Lee, "Simultaneous dual-wavelength oscillation at 1357 nm and 1444 nm in a Kr-flashlamp pumped Nd: YAG laser", Opt Comm. Vol. 281 (2008) P.P 4455-4458.
[2] Richard C. Powell, Physics of solid-state laser materials(Springer-Verlag, 1998), Chap. 8.[2] Richard C. Powell, Physics of solid-state laser materials (Springer-Verlag, 1998), Chap. 8.
[3] W. Koechner, Solid-State Laser Engineering(Springer-Verlag, 1999), pp. 48.[3] W. Koechner, Solid-State Laser Engineering (Springer-Verlag, 1999), pp. 48.
1414nm와 1444nm 파장의 경우에는 1064nm나 1319nm에 비하여 유도 방출 단면적(stimulated emission cress section)이 작아 발진(lasing)되기가 매우 까다롭다. 지금까지 알려진 바로는 1444nm 파장의 유도 방출 단면적과 갈래비(branching ratio)는 1414nm 파장보다 큰 것으로 알려져 있다. 하지만 1414nm와 1444nm의 경우에는 유도 방출 단면적 및 갈래비(branching ratio)의 차이가 크지 않아서 두 파장이 동시에 발진될 수 있는 가능성이 크다.In the case of the 1414 nm and 1444 nm wavelengths, the stimulated emission cress section is smaller than that of 1064 nm or 1319 nm, which is very difficult to lase. As far as is known, the induced emission cross-sectional area and branching ratio at 1444 nm are known to be greater than 1414 nm. However, in the case of 1414 nm and 1444 nm, the difference in induced emission cross-sectional area and branching ratio is not so large that the two wavelengths can be oscillated simultaneously.
본 발명에서는 Nd:YAG 결정에서 1414nm와 1444nm 파장 천이시 두 파장의 에 너지 준위(energy level) 특성으로 인하여 실제 레이저 동작시에는 1414nm 파장이 우월하게 됨을 밝히고 이를 이용하여 지방제거 전용 1414nm 파장 발진 Nd:YAG 레이저 장치를 구현하고자 한다.In the present invention, due to the energy level characteristics of two wavelengths in the transition of 1414 nm and 1444 nm wavelength in Nd: YAG crystal, 1414 nm wavelength is superior in actual laser operation, and using this, only 1414 nm wavelength oscillation Nd: We want to implement a YAG laser device.
유도 방출 단면적이 작아서 발진하기 어려운 1414nm나 1444nm를 발진시키기 위해서는 레이저에서 두 파장을 동시에 발진시키는 방법을 사용하면 필요한 반사율을 알아낼 수 있다.In order to oscillate 1414nm or 1444nm, which is difficult to oscillate because the induced emission cross section is small, a method of oscillating two wavelengths at the same time can be used to determine the reflectance required.
예를 들어(방법 1) 1064nm와 1319nm 두 파장이 동시 발진 되기 위한 출력거울(output coupler)에서의 조건은 아래와 같은 수학식 (1)을 사용하여 계산될 수 있다(전반사거울(High reflector)에서의 반사율은 갖은 경우이다)(참고간행물 [1]).For example (method 1) the conditions in the output coupler for the simultaneous oscillation of two wavelengths of 1064nm and 1319nm can be calculated using Equation (1) below (in the high reflector) Reflectivity is the case) (reference publication [1]).
- 수학식 (1) Equation (1)
여기서 은 각각 유도 방출 단면적과, 레이저 주파수 및 출력거울에서의 반사율을 의미한다. 아래 첨자 1과 2는 각각 1064nm 파장과 1319nm 파장을 의미 하고 는 각각 Nd:YAG 결정의 길이 및 공진기 안의 손실을 의미한다.here Denotes the induced emission cross-sectional area, and the reflectance at the laser frequency and output mirror, respectively.
예를 들어 위의 수학식 (1)을 사용하여 계산한 결과 1064nm와 1319nm 두 파장이 동시발진 할 수 있는 반사율이 1064nm에서는 50%, 1319nm에서는 78%라면, 1319nm만이 발진 되기 위해서는 1064nm의 반사율은 50% 미만이 되어야 한다는 결과를 얻을 수 있다.For example, as a result of calculating using the above Equation (1), if the reflectance which can simultaneously oscillate both wavelengths of 1064nm and 1319nm is 50% at 1064nm and 78% at 1319nm, the reflectance of 1064nm is 50 to generate only 1319nm. The result should be less than%.
따라서 위의 과정을 Nd:YAG 결정에서 발진 가능한 다른 파장들에 적용시켜 보면 출력거울의 반사율이 파장들에 대해서 특정 반사율 이하가 되면 유도 방출 단면적이 상대적으로 매우 작은 1414nm 혹은 1444nm를 발진시킬 수 있게 된다.Therefore, if the above process is applied to other wavelengths that can be oscillated in Nd: YAG crystal, it is possible to oscillate 1414nm or 1444nm with relatively small induced emission cross-sectional area when the reflectance of the output mirror is below a certain reflectance for the wavelengths. .
즉, 예를 들어 1414nm 파장을 발진시키기 위하여 출력거울의 반사율을 93%로 설정하였다고 하면 1064nm나 1319nm 같은 파장이 발진되지 않기 위한 반사율을 모두 계산하여 그 값을 바탕으로 출력거울의 반사율 커브를 정하면 된다.That is, for example, if the reflectance of the output mirror is set to 93% to oscillate the 1414nm wavelength, the reflectance curve of the output mirror may be determined based on the calculated values of all reflectances so as not to oscillate the wavelength such as 1064nm or 1319nm. .
즉, 도 5에 나타낸 바와 같이 예를 들어 1414nm에서 출력거울의 반사율이 93%라면 1414nm 파장만을 발진하기 위해서는 1064nm, 1319nm, 1338nm, 1357nm, 1444nm 파장에서의 반사율이 각각, 25%, 60%, 58%, 79%, 88% 미만이 되어야만 한다. That is, as shown in FIG. 5, for example, when the reflectance of the output mirror is 93% at 1414 nm, the reflectance at 1064 nm, 1319 nm, 1338 nm, 1357 nm, and 1444 nm wavelengths is 25%, 60%, and 58 to generate only 1414 nm wavelength, respectively. Should be less than%, 79%, 88%.
즉, 도 6에 나타낸 바와 같이 출력거울의 반사율이 점선 이하의 반사율 곡선을 갖는 경우 1414nm의 파장만이 발진될 수가 있다.That is, as shown in Fig. 6, when the reflectance of the output mirror has a reflectance curve below the dotted line, only the wavelength of 1414 nm can be oscillated.
또 다른 1414nm 파장만을 발진하기 위한 방법(방법 2)으로는 laser line filter 즉 전반사거울과 출력거울이 1414nm에서만 반사율을 갖고 다른 발진 가능한 모든 파장들에서는 매우 낮은 반사율을 갖도록 하여 발진이 되지 않도록 하는 것이다.Another method for oscillating only 1414nm wavelength (Method 2) is that the laser line filter, ie, the total reflection mirror and the output mirror, has a reflectance only at 1414nm and has a very low reflectance at all other oscillating wavelengths so as not to oscillate.
실제로 이러한 미러들의 제작이 가능하나 일반적으로 이러한 거울들은 손상값이 작으면서 전반사거울로 사용할수 있을 만큼인 99% 이상의 반사율을 갖도록 제작하는 것이 매우 힘들다. In fact, it is possible to make such mirrors, but in general, it is very difficult to make such mirrors having a reflectance of 99% or more, which is small enough to be used as a total reflection mirror.
다른 또 하나의 방법(방법 3)으로는, 전반사거울과 출력거울에서 다른 발진 가능한 파장들에서의 손실이 생기도록 하는 방법이 있겠다.Another method (Method 3) is to cause loss at different oscillating wavelengths in the total reflection mirror and the output mirror.
즉 상기 방법 1에서는 전반사거울의 반사율은 모든 발진가능한 파장에서 100%의 반사율을 갖는다는 조건하에서 계산된 결과이다.In other words, in
1064nm, 1319nm, 1338nm, 1357nm, 1444nm 파장에서 반사율을 각각, 25%, 60%, 58%, 79%, 88% 미만으로 하여 발진이 되지 않도록 한다는 의미는 공진기 안에서 각각의 파장에 대한 손실을 크게 하여 발진이 되지 않도록 한다는 의미이다. In the 1064nm, 1319nm, 1338nm, 1357nm, and 1444nm wavelengths, the reflectance is set to less than 25%, 60%, 58%, 79%, and 88%, respectively, to prevent oscillation. This means not to rash.
따라서, 위에 기술한 수치에 해당하는 만큼의 양을 출력거울과 전반사거울에서 각각 손실이 이루어지도록 한다면 이 역시 1414nm의 단일파장만을 얻을 수 있는 방법이 될 수 있겠다. Therefore, if the amount corresponding to the numerical value described above is lost in the output mirror and the total reflection mirror, respectively, this can be a method of obtaining a single wavelength of only 1414 nm.
[표 1] Nd:YAG 결정의 1414nm 및 1444nm 파장에서의 유도 방출 단면적(참고간행물 [2])TABLE 1 Induced emission cross-sectional areas at 1414 nm and 1444 nm wavelengths of Nd: YAG crystals (reference publication [2])
도 7은 Nd:YAG 결정에서 1414nm와 1444nm가 발진하게 되는 경우의 에너지 준위를 보여주고 있다.FIG. 7 shows energy levels when 1414 nm and 1444 nm are oscillated in an Nd: YAG crystal.
볼츠만 분포에 따르면, 실온에서 4F3/ 2준위의 전자 밀도 중 40%만이 R2에 존재 하고 나머지 60%는 R1에 존재한다(왜냐하면 R2의 에너지는 11509 cm-1이고 R1의 에너지는 11425 cm-1이기 때문이다(참고간행물 [3])).According to Boltzmann's distribution, at room temperature for 4 F 3/40% of the electron density of the second level, only present in R 2 and the other 60% is present in the R 1 (R 2 because of the energy is the energy of 11509 cm -1, and R 1 Is 11425 cm −1 (reference publication [3]).
표 1과 도 7의 (a)에서 보이는 바와 같이 실온에서 1444nm의 유도방출 단면적이 1414nm의 그것보다 크기 때문에 1444nm가 발진하게 된다. 반면 도 7의 (b)에 보이는 바와 같이 볼츠만 분포에 의하여 온도가 상승하게 되면 각 에너지 준위들 안의 상준위들의 밀도가 증가하게 된다.As shown in Table 1 and (a) of FIG. 7, 1444 nm is oscillated because the induced emission cross-sectional area of 1444 nm is larger than that of 1414 nm at room temperature. On the contrary, as shown in FIG. 7B, when the temperature is increased by the Boltzmann distribution, the density of the upper levels in each energy level increases.
또한, 일단 R2준위의 이온들에 의해 발진이 되게 되면 열적 천이에 의해 R1으로부터 전자들을 공급받게 된다(참고간행물 [3]).In addition, once the oscillation is caused by ions of the R 2 level, electrons are supplied from R 1 by thermal transition (reference publication [3]).
따라서, 만약 두 파장에서의 반사율 차이가 미미하다면 레이저 결정의 온도가 상승하면 발진 파장은 1444nm에서 1414nm로 이동하게 될 것이다. 일단 R2준위의 이온들에 의해 발진이 되게 되면 열적 천이에 의해 R1으로부터 전자들을 공급받게 된다(참고간행물 [3]).Thus, if the reflectance difference between the two wavelengths is negligible, the oscillation wavelength will shift from 1444 nm to 1414 nm as the temperature of the laser crystal rises. Once oscillated by ions of the R 2 level, electrons are supplied from R 1 by thermal transition (reference publication [3]).
그러므로 같은 공진기 구조를 갖는 경우에는, 비록 1414nm의 유도방출단면적이 1444nm의 그것에 비해 작더라도 일단 1414nm가 발진이 되도록 공진조건을 맞춰준다면 1414nm의 출력에너지는 1444nm보다 크게 될 것이다.Therefore, in the case of having the same resonator structure, even if the induced emission cross section of 1414 nm is smaller than that of 1444 nm, the output energy of 1414 nm will be greater than 1444 nm once the resonance conditions are set so that 1414 nm is oscillated.
도 8은 위의 가정을 증명해 주는 실험 결과이다. 실험 조건은 다른 발진가 능한 파장은 발진되지 않고 1414nm와 1444nm만이 발진될수 있도록 출력거울의 반사율을 조정하고 동시에 1414nm와 1444nm의 반사율이 92%로 동일한 값을 갖도록 한 다음, 펌핑 에너지를 44J로 고정하고 냉각수의 온도만 변화시킨 후 출력 파장의 변화를 관찰하였다.8 is an experimental result demonstrating the above assumption. The experimental condition is to adjust the reflectance of the output mirror so that only 1414nm and 1444nm can be oscillated without other oscillating wavelengths, and at the same time the reflectivity of 1414nm and 1444nm has the same value as 92%, then the pumping energy is fixed at 44J and the coolant is After changing only the temperature of, the change of the output wavelength was observed.
도 8에서 알 수 있듯이 냉각수의 온도가 증가함에 따라 출력 파장이 1444nm에서 1414nm로 이동하면서 출력에너지가 변화하는 결과를 알 수 있다.As can be seen in Figure 8 as the temperature of the cooling water increases as the output wavelength is shifted from 1444nm to 1414nm it can be seen that the output energy changes.
도 9는 각각 1444nm와 1414nm만이 발진될 수 있도록 출력거울의 반사율을 조절한 두 개의 출력거울을 사용하여 44J의 입력에너지에서 냉각수 온도 변화에 따른 두 파장에서의 출력 에너지 차이를 살펴본 결과이다.9 is a result of examining the difference in the output energy at the two wavelengths according to the change in the coolant temperature at the input energy of 44J using two output mirrors in which the reflectance of the output mirror is adjusted so that only 1444 nm and 1414 nm are oscillated, respectively.
도 9의 결과에서 알 수 있듯이 1414nm의 경우 냉각수의 온도 변화에 따른 에너지 차이가 없는 반면 1444nm의 경우에는 냉각수의 온도에 따른 에너지 변화가 크고 출력 에너지 역시 1444nm의 경우 1414nm보다 작음을 알 수 있다.As can be seen from the results of FIG. 9, in the case of 1414 nm, there is no difference in energy according to the temperature change of the coolant, whereas in 1444 nm, the energy change according to the temperature of the coolant is large and the output energy is also smaller than 1414 nm in the case of 1444 nm.
따라서 Nd:YAG 결정을 사용하여 1400nm 영역에서 레이저를 발진하고자 할 경우에는 유도 방출 단면적이 제일 큰 1444nm보다 1414nm가 출력 에너지 및 장비의 안정성면에 있어 우수함을 알 수 있다.Therefore, when Nd: YAG crystal is used to oscillate the laser in the 1400nm region, it can be seen that 1414nm is superior in terms of output energy and stability of equipment than 1444nm having the largest induced emission cross section.
식 (1)을 이용하여 계산한 결과에 따르면 최초 1414nm가 발진되기 위해서는 1444nm보다 반사율이 최소 5% 이상 높아야 한다. 즉, 출력거울에서의 1414nm의 반사율이 93%라면 1444nm의 반사율은 88% 미만이 되어야 한다.According to the results calculated using Equation (1), the reflectance must be at least 5% higher than 1444 nm for the first 1414 nm to be oscillated. That is, if the reflectance of 1414 nm in the output mirror is 93%, the reflectance of 1444 nm should be less than 88%.
이제 1414nm 파장의 발진을 위한 구체적인 Nd:YAG 레이저 장치에 대해서 기술한다.We now describe a specific Nd: YAG laser device for oscillation at 1414nm wavelength.
도 10에는 본 발명에 의한 지방에 직접 조사되는 지방제거 전용 1414nm 파장 발진 Nd:YAG 레이저 장치의 구성도가 도시되어 있다.10 is a block diagram of a 1414 nm wavelength oscillating Nd: YAG laser device dedicated to removing fat directly irradiated with fat according to the present invention.
도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 지방에 직접 조사되는 지방제거 전용 1414nm 파장 발진 Nd:YAG 레이저 장치는, Nd:YAG 레이저 본체(100)와 빔 컴바이너 및 필터(150)와 수렴렌즈(160)와 광화이버(170)와 캐뉼러(180)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 10, the 1414 nm wavelength oscillation Nd: YAG laser device dedicated to fat removal directly irradiated with fat according to the present invention converges with the Nd: YAG laser
상기 Nd:YAG 레이저 본체(100)는, 전원공급부(110)로부터 전원을 공급받아서 발광하는 플래쉬램프(120)와, 상기 플래쉬램프(120)로부터 입력된 여기광을 증폭 발진하는 Nd:YAG 로드(130)와, 상기 Nd:YAG 로드(130)의 양측에 위치하여 상기 Nd:YAG 로드(130)로부터 출력되는 광을 반사하는 전반사거울(141) 및 출력거울(142)을 포함하여 구성된다.The Nd: YAG laser
상기 수렴렌즈(Convergent lens)(160)는 상기 출력거울(142)을 통해 출력되는 레이저빔을 집광하여 수렴하며 예컨대, 볼록렌즈로 구현될 수 있을 것이다.The
상기 광화이버(170)는 상기 수렴렌즈(160)에 의해 수렴된 레이저빔을 입사받아서 레이저빔을 지방(F) 내부로 안내한다.The
상기 캐뉼러(180)는 상기 광화이버(170)의 출력단에 커플링(coupling)되어 상기 광화이버(170)가 피하에서 휘지 않고 원활하게 진행될 수 있도록 하여 상기 광화이버(170)에 의해서 안내되는 레이저빔을 피하의 지방으로 가이드한다.The
그리고, 상기 캐뉼러(180)와 광화이버(170)의 구성에 대해서는 아래에서 더욱 상세하게 설명한다.In addition, the configuration of the
상기와 같이 레이저빔을 광화이버(170)와 캐뉼러(180)을 통해서 직접 지방(F)에 조사하기 때문에, 피부 밖에서 레이저 레이저빔을 조사할 경우처럼 물에 대한 흡수로 인한 레이저의 손실을 고려하지 않아도 되기 때문에, 지방 흡수도가 더욱 높은 1414nm의 파장을 이용할 수 있게 된다.Since the laser beam is irradiated directly to the fat (F) through the
그리고, 상기 출력거울(160)를 통해서 출력되는 레이저 레이저빔은, 1414nm 파장의 레이저빔만이 발진되도록 상기 Nd:YAG 로드(130)의 양끝면과 상기 전반사거울(141)의 내면(141a)과 출력거울(142)의 내면(142a) 및 외면(142b)이 코팅되어 있는 것을 특징으로 한다.The laser beam output through the
1414nm 파장의 레이저빔만을 출력하기 위한 코팅 스펙을 상세하게 기술한다. 본 발명의 일 실시예에 있어서는, 상기 1414nm 파장의 레이저빔만이 발진되도록 하기 위하여, 상기 Nd:YAG 로드(130)의 양면은 1050~1450nm 파장대의 레이저빔은 반사가 되지 않도록 무반사 코팅되어 있고, 상기 전반사거울(141)의 내면(141a)은 1414nm 파장의 레이저빔은 전반사되고, 상기 출력거울(142)의 내면(142a)은 1050~1150nm 파장대에서는 48% 미만의 반사율을 갖고 1300~1360nm 파장대에서는 79% 미만의 반사율을 갖으며 1414nm 파장의 반사율이 1444nm 파장의 반사율보다 5% 이상 높도록 코팅되어 있으며, 상기 출력거울(142)의 외면(142b)은, 1050~1450nm의 파장 대역에서 무반사되도록 코팅되어 있으며, 상기 수렴렌즈(160)는 1414nm 파장의 레이저빔은 반사가 되지 않도록 무반사 코팅되어 있는 것을 특징으로 한다.The coating specification for outputting only a laser beam of 1414 nm wavelength is described in detail. In one embodiment of the present invention, in order to only oscillate the laser beam of 1414nm wavelength, both surfaces of the Nd:
또한 본 발명의 일 실시예에 있어서는, 상기 출력거울(142)의 내면(142a)은, 1050~1150nm 파장대에서는 48% 미만의 반사율을 갖고(특별히 1064nm 파장에서는 25% 미만의 반사율을 갖도록 하는 것이 바람직함) 1300~1360nm 파장대에서는 79% 미만의 반사율을 갖으며 1414nm 파장에서는 93%의 반사율을 갖고 1444nm 파장에서는 88% 미만의 반사율을 갖도록 코팅되어 있는 것을 특징으로 한다.In addition, in one embodiment of the present invention, the
상기와 같이 1414nm에서는 93%의 반사율을 갖고 1444nm에서는 88%미만의 반사율을 갖도록 코팅할 수 있는데, 레이저는 그 동작 조건에 따라 최적화된 반사율이 존재하므로 1414nm의 반사율은 93%로 한정되지 않음은 물론이다. 즉, 레이저 동작조건에 따라서 보다 낮은 반사율이 저출력에서는 보다 높은 반사율이 될 수 있다는 의미이다. 또한 이러한 경우에도 1414nm의 반사율은 1444nm, 1050~1150nm 및 1300~1360nm대역의 반사율보다 항상 높아야함은 당연하다.As described above, the coating can be coated to have a reflectance of 93% at 1414 nm and a reflectance of less than 88% at 1444 nm. Since the laser has an optimized reflectance according to its operating conditions, the reflectance of 1414 nm is not limited to 93%. to be. That is, depending on the laser operating conditions, the lower reflectance can be higher reflectance at low power. Also in this case, the reflectance of 1414 nm should always be higher than the reflectance of the 1444 nm, 1050 ~ 1150 nm and 1300 ~ 1360 nm band.
또한 위의 방법 1, 2, 3에서 제시하였던 바와 같이 1414nm 파장만을 발진시키기 위해서는 크게 위의 3가지의 다양한 방법이 존재할 수 있으므로 여러 파장들에 대한 반사율을 한정하지 않음은 물론이다.In addition, as shown in
그리고, 본 발명의 일 실시예에 있어서는, 상기 출력거울(142)와 수렴렌즈(160) 사이에는 빔 컴바이너 및 필터(beam combiner and filter)(150)가 구비되고, 상기 빔 컴바이너 및 필터(150)의 입사면(150a)은, 상기 출력거울(142)에서 출력되는 레이저빔 중에서 1414nm 파장에서 98.5%이상 투과율을 갖고 Nd:YAG 로드(130)에서 유도 방출 단면적이 가장 큰 1064nm 파장의 ASE(Amplified Spontaneous Emission)가 입사되거나 혹은 공진기 거울이나 Nd:YAG 결정이 오염되어 반사율이 달라져 1064nm의 파장이 발진되는 경우를 대비하여 1064nm 파장에서 99%의 반사율을 갖도록 코팅되어 있는 것을 특징으로 한다.In an embodiment of the present invention, a beam combiner and a
실제로 [참고간행물 1]에 명시한 바와 같이 공진기 안에 1064nm 파장의 손실을 매우 크게 하여도 Nd:YAG의 열렌즈(thermal lens) 효과로 인하여 Nd:YAG 로드 주변부에는 1414nm 파장의 이득이 형성되지 않을 가능성이 존재하므로 빔 컴바이너 및 필터(150)의 사용은 꼭 필요하다. Indeed, as noted in [Reference 1], even if the loss of the 1064nm wavelength in the resonator is very large, it is possible that the gain of 1414nm wavelength will not be formed around the Nd: YAG rod due to the thermal lens effect of Nd: YAG. The presence of the beam combiner and
그리고, 본 발명의 일 실시예에 의한 지방제거 전용 1414nm 파장 발진 Nd:YAG 레이저 장치는, 지방 제거를 위해서 상기 Nd:YAG 로드(130)에서 발진되는 1414nm 파장의 레이저빔이 피부 내에서 조사되는 위치를 알려주기 위한 에이밍빔(aiming beam)을 상기 빔 컴바이너 및 필터(150)의 출사면(150b)으로 출력하는 에이밍빔 발진부(190)가 더 포함되어서 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the 1414 nm wavelength oscillation Nd: YAG laser device for exclusive use of fat removal according to an embodiment of the present invention is a position where a laser beam of 1414 nm wavelength oscillated from the Nd:
상기 에이밍빔 발진부(190)에서 출력되는 에이밍빔의 파장은 예컨대 630nm~660nm의 붉은색 파장대(더욱 바람직하게는 633nm의 파장)의 저출력인 것이 바람직하다.The wavelength of the aiming beam output from the aiming
상기 파장 630~660nm의 붉은색 대역의 저출력 에이밍빔을 출력함으로써 피부 조사되는 1414nm의 레이저빔의 위치(더욱 엄밀하게는 피부 내에 있는 캐뉼러(180)의 위치)를 알 수 있어서 시술상의 편의성 및 효율성을 극대화할 수 있는 이점이 있다.By outputting the low power aming beam of the red band of 630-660 nm wavelength, the position of the laser beam of 1414 nm irradiated with the skin (more precisely, the position of the
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 빔 컴바이너 및 필터(150)의 출사면(150b)은, 633nm 파장에서 90% 이상의 반사율을 갖고 1414nm 파장에서는 99.5% 이상 투과율을 갖도록 코팅되어 있는 것을 특징으로 하고, 상기 수렴렌즈(160)는 1414nm 파장 및 633nm 파장의 레이저빔은 반사가 되지 않도록 무반사 코팅되어 있 는 것을 특징으로 한다.In one embodiment of the present invention, the
그리고, 본 발명의 일 실시예에 의한 지방에 직접 조사되는 지방제거 전용 1414nm 파장 발진 Nd:YAG 레이저 장치에 있어서, 상기 광화이버(170)는 상기 수렴렌즈(160)에 의해 수렴된 레이저빔을 안내하는 고정 광화이버(171)와, 상기 고정 광화이버(171)로부터 가이드되어서 전달된 레이저빔을 체내로 조사하도록 체내에 삽입되는 일회용 광화이버(Disposal Optical Fiber)(172)로 분리 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, in the 1414 nm wavelength oscillation Nd: YAG laser device dedicated to fat removal directly irradiated with fat according to an embodiment of the present invention, the
또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 지방에 직접 조사되는 지방제거 전용 1414nm 파장 발진 Nd:YAG 레이저 장치에 있어서, 상기 캐뉼러(cannular)(180)는, 상기 고정 광화이버(170)의 출력단이 일측에 고정되고 상기 일회용 광화이버(172)의 입력단이 타측에 착탈가능하도록 구비되며 시술자가 파지하는 캐뉼러 바디(181)와, 상기 캐뉼러 바디(181) 내부에서 상기 광화이버(170)의 출력단과 상기 일회용 광화이버(172)의 입력단 사이에 구비되어서 상기 고정 광화이버(171)의 출력단에서 출사되는 레이저빔이 상기 일회용 광화이버(172)의 입력단으로 원활하게 입사되도록 레이저빔을 가이드하는 광전달수단(182)과, 상기 일회용 광화이버(172)가 피하에서 휘지 않고 원활하게 체내로 삽입 진행될 수 있도록, 상기 일회용 광화이버(172)에 외삽되어서 구비되는 캐뉼러 팁(cannular tip)(184)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, in the 1414 nm wavelength oscillation Nd: YAG laser device dedicated to fat removal directly irradiated with fat according to an embodiment of the present invention, the
또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 지방에 직접 조사되는 지방제거 전용 1414nm 파장 발진 Nd:YAG 레이저 장치는, 상기 캐뉼러 바디(181)의 후단에 착탈 가 능하도록 내삽되고, 상기 일회용 광화이버(172)가 내삽되어서 통과하는 관통홀(183a)이 레이저빔의 진행방향으로 내부에 형성되어 있는 일회용 광화이버 홀더(183)가 더 포함되어서 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, a 1414 nm wavelength oscillation Nd: YAG laser device dedicated to fat removal directly irradiated with fat according to an embodiment of the present invention is interpolated to be detachably attached to the rear end of the
상기 광전달수단(182)은, 상기 고정 광화이버(171)의 출력단으로부터 레이저빔의 진행방향인 전방에 위치하도록 상기 캐뉼러 바디(181)의 내부에 구비되고 상기 고정 광화이버(171)에서 출사되는 레이저빔을 평행광으로 변경하여 빔 사이즈를 확대하는 확대하는 콜리메이트 렌즈(Collimated Lens)(182a)와, 상기 콜리메이트 렌즈(182a)의 전방에 위치하도록 상기 캐뉼러 바디(181)의 내부에 구비되고, 상기 콜리메이트 렌즈(182a)를 통과한 평행의 레이저빔을 포커싱하여 상기 일회용 광화이버(172)의 입력단에 입사되도록 하는 포커싱 렌즈(Focused Lens)(182b)로 구성되는 것을 특징으로 한다.The light transmitting means 182 is provided inside the
이때, 콜리메이트 렌즈(182a)와 포커싱 렌즈(182b) 간의 초점거리는 광파이버(171, 172)의 N.A(Numercial Aperture)와 만들고자 하는 평행광의 지름에 따라 달라지며, 이때 포커싱된 레이저빔의 위치는 도 11에 도시된 바와 같이 일회용 광파이버(172)의 입사면 앞에서 집광되어 일회용 광파이버(172)의 손상이 발생하지 않도록 한다.In this case, the focal length between the collimated lens 182a and the focusing lens 182b depends on the NA (Numercial Aperture) of the
상기와 같은 구성에 의하면, 레이저빔을 전달하는 광화이버(170)를 고정 광화이버(171)와 실제로 체내에 삽입되어서 체내로 레이저빔을 조사하는 일회용 광화이버(172)로 분리 구성함으로써, 시술에 사용한 광화이버를 폐기하는 경우 체내로 삽입된 일회용 광화이버(172)만을 폐기하면 되므로 폐기에 따른 경제적 부담을 줄 일 수 있는 이점이 있고, 또한 시술시마다 광화이버를 멸균해야하는 불편함을 제거하여 사용의 편리성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.According to the above configuration, the
즉, 시술후 체내에 삽입된 일회용 광화이버(172)만을 처분할 수 있고 이때 일회용 광화이버(172)의 길이가 짧으므로 비용 손실의 부담도 작게 되는 것이다.That is, only the disposable
그리고, 그리고, 본 발명의 일 실시예에 의한 지방제거 전용 1414nm 파장 발진 Nd:YAG 레이저 장치에 있어서, 상기 Nd:YAG 로드(130)에서 발진되는 레이저빔의 출력은, 반복율 1~100Hz, 펄스당 에너지 10~10,000mJ, 파워 0.5~50W, 펄스 폭 10㎲~1000ms인 것을 특징으로 한다.In addition, in the 1414 nm wavelength oscillation Nd: YAG laser device dedicated to fat removal according to an embodiment of the present invention, the output of the laser beam oscillated by the Nd:
그리고, 본 발명에서와 같이 1414nm 파장의 레이저빔을 이용하게 되면, 1414nm 파장의 레이저빔이 지방(F)에 모두 흡수되지 않고 주위 조직으로 전파하는 경우가 발생할 수 있는데, 이 경우에도 1414nm 파장의 물에 대한 흡수도가 매우 높기 때문에 다른 파장의 레이저빔을 사용하는 경우에 비하여 주변 조직의 손상이 매우 적은 장점이 있다.In addition, when using a laser beam of 1414nm wavelength as in the present invention, the laser beam of 1414nm wavelength may propagate to surrounding tissues without being absorbed by fat (F), even in this case, water of 1414nm wavelength Due to the very high absorption, the damage of surrounding tissues is very small compared to the case of using laser beams of different wavelengths.
다음은 상기와 같은 구성을 가지는 본 발명인 지방에 직접 조사되는 지방제거 전용 1414nm 파장 발진 Nd:YAG 레이저 장치의 작용에 대하여 기술한다.The following describes the operation of a 1414 nm wavelength oscillating Nd: YAG laser device dedicated to fat removal directly irradiated with fat of the present invention having the above-described configuration.
도 11에는 본 발명에 의한 1414nm 파장의 레이저빔을 이용하는 경우의 개념도가 도시되어 있다.11 is a conceptual diagram in the case of using a laser beam having a wavelength of 1414 nm according to the present invention.
먼저, Nd:YAG 로드(130)의 양면과 전반사거울(141)의 내면(141a)과 출력거울(142)의 내면(142a) 및 외면(142b)은 상기와 같은 코팅 스펙에 의해서 코팅되어 있으므로, 전원공급부(110)에 전원을 인가하면 출력거울(142)에서는 1414nm 파장의 레이저빔만이 출력된다.First, since both surfaces of the Nd:
이때, 높은 출력시 미세하게 발생할 수 있는 1064nm 파장의 레이저빔은 빔 컴바이너 및 필터(150)에 의해서 필터링되어서 광화이버(170)로는 입사하지 못한다.At this time, the laser beam of 1064nm wavelength which can be generated finely at high output is filtered by the beam combiner and the
그리고, 광 컴바이너 및 필터(150)를 투과한 1414nm 파장의 레이저빔은 수렴렌즈(160)에 의해서 수렴되고 광화이버(170) 및 캐뉼러(180)에 의해 안내되어서 피하의 지방(F) 내부에 직접 조사되어서 지방을 분해한다.Then, the laser beam of 1414 nm wavelength transmitted through the optical combiner and
그리고, 도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명에서 사용하는 1414nm의 광은 지방에 대한 흡수도와 물에 대한 흡수도가 동시에 높기 때문에, 사용자가 실수로 레이저를 지방 주변의 조직에 조사한 경우에도 인체의 수분이 레이저를 흡수하여 열의 확장을 막아준다. 따라서, 사용자가 실수로 레이저를 지방 주변의 조직에 조사한 경우에도 주변 조직의 손상(도 11에서 가는 검은색으로 표시된 부분)을 최소로 할 수 있게 된다.As shown in FIG. 11, since the light of 1414 nm used in the present invention has high absorption of fat and absorption of water at the same time, even when a user accidentally irradiates a laser to tissues surrounding fat, Moisture absorbs the laser, preventing heat expansion. Therefore, even if the user accidentally irradiates a laser to the tissue around the fat, damage to the surrounding tissue (part shown in black in FIG. 11) can be minimized.
한편, 에이밍빔 발진부(190)에 발진된 에이밍빔은 빔 컴바이너 및 필터(150)에서 반사되고 수렴렌즈(160)를 투과하여 광화이버(170)로 입사되어서 캐뉼러(180)의 위치를 알려준다.Meanwhile, the aiming beam oscillated by the aiming
상기의 본 발명의 실시예는 본 발명의 기술적 사상의 일실시예에 불과하며, 동업계의 통상의 기술자에 있어서는, 본 발명의 기술적인 사상 내에서 다른 변형된 실시가 가능함은 물론이다.The above embodiments of the present invention are merely one embodiment of the technical idea of the present invention, and of course, other modifications are possible within the technical idea of the present invention.
도 1은, 레이저빔의 지방과 물에 대한 흡수도를 나타내는 그래프이다.1 is a graph showing the absorbance of a laser beam into fat and water.
도 2는, 돼지의 지방에 1064nm, 1319nm, 1414nm 파장의 레이저빔을 조사한 후 OCT(Optical Coherence Tomography)로 측정한 실험 결과의 사진이다.Figure 2 is a photograph of the experimental results measured by optical coherence tomography (OCT) after irradiating a laser beam of 1064nm, 1319nm, 1414nm wavelength to the fat of the pig.
도 3은, 종래 기술에 의한 1064nm 파장의 레이저빔을 이용하는 경우의 개념도이다.3 is a conceptual diagram in the case of using a laser beam of 1064 nm wavelength according to the prior art.
도 4는, 1200nm 부근 파장의 레이저빔을 이용하는 경우의 개념도이다.4 is a conceptual diagram in the case of using a laser beam having a wavelength of about 1200 nm.
도 5는, 출력거울에서 1414nm의 반사율(reflectivity)이 93%일 때 다른 레이저빔의 파장들이 동시발진하기 위한 반사율을 나타낸 그래프이다.FIG. 5 is a graph showing reflectance for simultaneous oscillation of wavelengths of other laser beams when the reflectance of 1414 nm is 93% in the output mirror.
도 6은, 출력거울에서 1414nm의 반사율이 93%일 때 다른 레이저빔 파장들이 동시발진하기 위한 출력거울이 가져야 할 반사율 곡선을 나타낸 그래프이다.FIG. 6 is a graph showing a reflectance curve that an output mirror should have for the simultaneous generation of different laser beam wavelengths when the reflectance of 1414 nm is 93% in the output mirror.
도 7은, 실온과 실온보다 높은 경우에서의 Nd:YAG 결정의 에너지 준위를 나타낸 에너지 준위도이다.Fig. 7 is an energy level diagram showing energy levels of Nd: YAG crystals at room temperature and higher than room temperature.
도 8은, 입력 에너지가 44J인 경우의 냉각수 온도에 따른 출력 에너지의 그래프이다.8 is a graph of output energy according to cooling water temperature when the input energy is 44J.
도 9는, 냉각수의 온도에 따른 1414nm 파장과 1444nm 파장의 출력 에너지의 그래프이다.9 is a graph of output energy of 1414 nm wavelength and 1444 nm wavelength according to the temperature of cooling water.
도 10은, 본 발명에 의한 지방에 직접 조사되는 지방제거 전용 1414nm 파장 발진 Nd:YAG 레이저 장치의 구성도이다.Fig. 10 is a block diagram of a 1414 nm wavelength oscillation Nd: YAG laser device for exclusive use of fat removal directly irradiated with fat according to the present invention.
도 11은, 도 10에서 캐뉼러의 상세 단면도이다.FIG. 11 is a detailed cross-sectional view of the cannula in FIG. 10.
도 12는, 도 10의 캐뉼러에서 직선형 타입의 일회용 광화이버를 분리 제거한 경우의 사용 상태 예시도이다.FIG. 12 is an exemplary view showing a state of use when the linear optical disposable fiber is removed from the cannula of FIG. 10.
도 13은, 도 10의 캐뉼러에서 구부러진 타입의 일회용 광화이버를 분리 제거한 경우의 사용 상태 예시도이다.FIG. 13 is an exemplary view illustrating a state of use when the disposable optical fiber of the bent type is removed from the cannula of FIG. 10.
도 14는, 본 발명에 의한 1444nm 파장의 레이저빔을 이용하는 경우의 개념도이다.Fig. 14 is a conceptual diagram in the case of using a laser beam of 1444 nm wavelength according to the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 * Explanation of symbols on the main parts of the drawings
110 ; 전원공급부 120 ; 플래쉬램프110;
130 ; Nd:YAG 로드 141 ; 전반사거울130; Nd:
142 ; 출력거울 150 ; 빔 컴바이너 및 필터142;
160 ; 수렴렌즈 17O ; 광화이버160; Converging lens 17O; Fiber optic
171 ; 고정 광화이버 172 ; 일회용 광화이버171; Fixed
180 ; 캐뉼러 181 ; 캐뉼러 바디180;
182a; 콜리메이트 렌즈 182b; 포커싱 렌즈182a; Collimated lens 182b; Focusing lens
183 ; 일회용 광화이버 홀더 184 ; 캐뉼러 팁183; Disposable
190 ; 에이밍빔 발진부190; Aiming Beam Oscillator
Claims (11)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020090060975A KR101049160B1 (en) | 2009-07-06 | 2009-07-06 | Νd : BAA laser device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020090060975A KR101049160B1 (en) | 2009-07-06 | 2009-07-06 | Νd : BAA laser device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20110003628A KR20110003628A (en) | 2011-01-13 |
KR101049160B1 true KR101049160B1 (en) | 2011-07-14 |
Family
ID=43611363
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020090060975A KR101049160B1 (en) | 2009-07-06 | 2009-07-06 | Νd : BAA laser device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101049160B1 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102432285B1 (en) * | 2015-04-30 | 2022-08-16 | 주식회사 루트로닉 | Laser apparatus and method to operate the apparatus |
CN108283521B (en) * | 2017-11-29 | 2021-08-06 | 北京华夏光谷光电科技有限公司 | Laser body surface acoustic/laser intra-abdominal molten fat composite type weight losing device |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6605080B1 (en) | 1998-03-27 | 2003-08-12 | The General Hospital Corporation | Method and apparatus for the selective targeting of lipid-rich tissues |
KR100742973B1 (en) | 2006-02-22 | 2007-07-27 | 주식회사 루트로닉 | Fatty tissue removing using 1444nm beam oscillating nd:yag laser |
KR100798636B1 (en) | 2007-10-26 | 2008-01-28 | 주식회사 루트로닉 | A nd:yap laser apparatus for removing fatty tissue |
US20080188835A1 (en) | 2005-05-18 | 2008-08-07 | Cooltouch Incorporated | Treatment of cellulite and adipose tissue with mid-infrared radiation |
-
2009
- 2009-07-06 KR KR1020090060975A patent/KR101049160B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6605080B1 (en) | 1998-03-27 | 2003-08-12 | The General Hospital Corporation | Method and apparatus for the selective targeting of lipid-rich tissues |
US20080188835A1 (en) | 2005-05-18 | 2008-08-07 | Cooltouch Incorporated | Treatment of cellulite and adipose tissue with mid-infrared radiation |
KR100742973B1 (en) | 2006-02-22 | 2007-07-27 | 주식회사 루트로닉 | Fatty tissue removing using 1444nm beam oscillating nd:yag laser |
KR100798636B1 (en) | 2007-10-26 | 2008-01-28 | 주식회사 루트로닉 | A nd:yap laser apparatus for removing fatty tissue |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20110003628A (en) | 2011-01-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2640174C (en) | Laparoscopic laser device and method | |
KR100742973B1 (en) | Fatty tissue removing using 1444nm beam oscillating nd:yag laser | |
Scott et al. | Thulium fiber laser ablation of urinary stones through small-core optical fibers | |
US9368931B2 (en) | Monolithic, side pumped solid-state laser and applications thereof | |
Jackson et al. | Diode‐pumped fiber lasers: A new clinical tool? | |
US6213998B1 (en) | Laser surgical cutting probe and system | |
US20080262577A1 (en) | Method and apparatus for treatment of solid material including hard tissue | |
US20030018324A1 (en) | Methods for laser treatment of soft tissue | |
US6162213A (en) | Multiple wavelength metal vapor laser system for medical applications | |
US20080082089A1 (en) | Treatment of Skin by a Solid-State Laser | |
US20140188094A1 (en) | Focused near-infrared lasers for non-invasive varicose veins and other thermal coagulation or occlusion procedures | |
US8702687B2 (en) | Surgical laser systems for soft and hard tissue and methods of use thereof | |
US6631153B2 (en) | Light generating device and laser device using said light generating device | |
EP2443707A1 (en) | A monolithic, side pumped solid-state laser and applications thereof | |
KR101049160B1 (en) | Νd : BAA laser device | |
Pierce et al. | Development and application of fiber lasers for medical applications | |
US20120172851A1 (en) | Nd:yag laser apparatus | |
WO2015105154A1 (en) | Medical laser light source system | |
KR100798636B1 (en) | A nd:yap laser apparatus for removing fatty tissue | |
JP3577653B2 (en) | Dental gas laser device | |
Tafoya et al. | Efficient and compact high-power mid-IR (~ 3 um) lasers for surgical applications | |
KR200418141Y1 (en) | Fatty Tissue Removing Using 1444㎚ Beam Oscillating Nd:YAG LASER | |
KR100508979B1 (en) | Erbium yag laser apparatus | |
US8470118B2 (en) | Laser probe tip assembly | |
US20030142710A1 (en) | Device for producing laser light |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140618 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150623 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160629 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170616 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180702 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190619 Year of fee payment: 9 |