KR101093734B1

KR101093734B1 - 초음파 치료기용 헤드, 초음파 치료기 및 초음파 치료기의 동작 방법

Info

Publication number: KR101093734B1
Application number: KR1020090040351A
Authority: KR
Inventors: 이창화; 정원철
Original assignee: 알피니언메디칼시스템 주식회사
Priority date: 2009-05-08
Filing date: 2009-05-08
Publication date: 2011-12-19
Also published as: KR20100121277A; WO2010128772A9; WO2010128772A2; WO2010128772A3

Abstract

본 발명은 초음파 치료기용 헤드, 초음파 치료기 및 초음파 치료기의 동작 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 초음파 치료기용 헤드에 구비되는 초음파발생부와 이미지획득부가 분리되게 별도로 구분되어 보다 정확한 진단과 치료가 이루어질 수 있도록 하는 기술이 개시된다.

초음파, 횡탄성파, 진단기, HIFU

Description

초음파 치료기용 헤드, 초음파 치료기 및 초음파 치료기의 동작 방법{HEAD FOR ULTRASONIC TREATMENT APPARATUS, ULTRASONIC TREATMENT APPARATUS AND OPERATION METHOD OF ULTRASONIC TREATMENT APPARATUS}

본 발명은, 초음파 치료기용 헤드, 초음파 치료기 및 초음파 치료기의 동작 방법에 관한 것으로, 신체 내의 이상 세포를 진단하고 이를 치료할 수 있는 기술에 관한 것이다.

초음파를 이용한 인체의 진단 및 치료는 메스(Scalpel)의 사용으로 인한 절개와 그에 따른 외과적 흉터의 발생이 없고, 2차 감염의 우려도 없다는 점에서 의료 분야에서 활발히 연구 및 개발되어지고 있다.

초음파를 의료 분야에 응용한 예로서는 태아 진단이나 암조직 진단과 같은 진단 분야와, 지방 제거나 암조직(또는 악성 종양) 파괴와 같은 치료 분야 등이 있으며, 이미 널리 상용화되기에 이르렀다.

그 중 고강도 집속형 초음파(HIFU : High-Intensity Focused Ultrasound) 치료는, 초음파를 암조직에 집중적으로 조사해서 암세포를 태우는 시술이며, 전립선암 치료를 위해 개발되었지만 점차 간암과 유방암, 췌장암 등의 고형암을 포함해 뇌암, 자궁근종, 부정맥과 같은 비고형암으로 응용범위를 넓혀 가고 있다. 특히, 고강도 집속형 초음파 치료는 간암 치료와 외과적 수술이 불가한 췌장암 치료에 뛰어난 결과를 나타내고 있다. 본 발명은 그러한 고강도 집속형 초음파 치료에 관한 것이다.

본 발명과 관련된 고강도 초음파 치료기에 관하여서는 '첸 웬지'등이 발명하고 '총칭 하이푸 테크놀로지 코 엘티디'에 의해 출원된 대한민국 특허출원 10-2007-7015736호(발명의 명칭 : 고강도 집속형 초음파 치료 장치 및 방법, 이하 '종래기술1'이라 함)와, '헤션수' 등이 발명하고 '베이징유안데 바이오메디칼 프로젝트 컴퍼니 리미티드'에 의해 출원된 대한민국 특허출원 10-2004-7006737호(발명의 명칭 : 외부 고강도 집적 초음파 피료의 소스를 위한 전도성매질을 수용하는 구조, 이하 '종래기술2'라 함) 등을 통해 앞서 제안된 기술이 있다.

고강도 초음파 치료를 위해서는 치료될 목표 영역을 정확히 진단하고 찾아낸 후 해당 목표 영역에 초음파를 방출하여야 한다. 따라서 고강도 초음파 치료기의 헤드는 진단을 위한 이미지획득부(종래기술1에서는 '이미지획득장치'로 정의되고, 종래기술2에서는 'B-모드 울트라소노스코프의 프로브 헤드'로 정의됨)와 치료용 초음파를 발생시키는 초음파발생부(종래기술1에서는 '초음파변환기'로 정의되고, 종래기술2에서는 '초음파원'으로 정의됨)를 구비한다.

일반적으로 이미지획득부와 초음파발생부는, 종래기술1 및 2에 제시된 바와 같이, 초음파발생부의 중심에 이미지획득부가 위치되도록 하는 일체형 방식으로 구 성된다. 이러한 이유는 초음파발생부에 의한 치료가 이루어지는 동안에 치료부위의 이미지를 실시간으로 획득하여 치료가 적절히 이루어지고 있는지를 파악하기 위함이다.

그런데, '헤,션우' 등에 의해 발명되고 '베이징 유안데 바이오메디칼 프로젝트 컴퍼니 리미티드'에 의해 출원된 대한민국 특허출원 10-2004-7006882호(발명의 명칭 : 체외 고강도 초음파 치료 장치, 이하 '종래기술3'이라 함)를 통해 알 수 있는 바와 같이, 종래의 초음파 치료기는 초음파의 전달용 매질이 초음파 소스와 신체 사이에 위치되기 때문에, 이미지획득부에 의해 획득된 이미지의 선명도가 떨어지는 문제점이 있기 마련이다.

또한, 종래기술3에서 제시된 바와 같이, 일반적으로 헤드는 상하 방향으로 기계적인 구동력에 의해 이동할 수 있으면서 틸팅(tilting)가능하게 되어 있다. 그런데 키보드 등과 같은 조작부를 통해 기계적인 구동력을 가하도록 하여 헤드를 병변부위에 밀착시킬 때, 조작자가 요구하는 만큼 기계적인 구동력이 정확히 제어되기가 어렵고, 틸팅 범위의 한계로 인하여 환자를 움직여 헤드가 병변부위에 적절히 위치되도록 하여야 하는 불편함과 곤란함이 있다.

한편, 종래에는 헤드를 환자의 하부에 위치시키는 방식을 채택하였으며, 이러한 방식은 종래기술3을 소개하는 특허명세서 상의 배경기술에서 제시된 바와 같은 문제점이 있기 때문에, 종래기술3을 소개하는 특허명세서를 통해 새로이 소개된 발명과 같이, 헤드가 환자의 상부에 위치되는 기술이 제안되었다. 그러나 치료 부위에 따라서는 헤드가 환자의 하부에 위치되는 경우가 더 바람직할 수 있으므로 종래기술3이 소개된 특허공보 도면4에서 참조되는 바와 같이 헤드를 환자의 상부와 하부에 쌍으로 구비시킬 수 있는 기술도 함께 제안되어 있다. 그러나 헤드를 환자의 상부와 하부에 쌍으로 구비시킬 수 있는 기술은 헤드를 하나 더 구비해야 한다는 점에서 그만큼 생산단가를 상승시키는 문제점이 있다.

본 발명의 제1목적은 이미지획득부를 초음파발생부와 분리시키고, 더 나아가 치료부위의 상태를 확인하기 위한 별도의 모니터링 방식을 적용하는 기술을 제공하는 데 있다.

본 발명의 제2목적은 조작자의 인력에 의해 헤드를 조작시키고, 더 나아가 인력의 인가가 종료되는 시점에서 헤드의 위치가 고정될 수 있도록 제어하는 기술을 제공하는 데 있다.

본 발명의 제3목적은 하나의 헤드가 환자의 상부 또는 하부에 선택적으로 위치될 수 있도록 하는 기술을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 초음파 치료기용 헤드는, HIFU를 발생시키는 초음파발생부; 상기 초음파발생부와 분리되게 구비되며, 환자의 내부 조직에 대한 이미지를 획득하기 위한 이미지획득부; 및 상기 이미지획득부를 이동시키는 구동부를 포함하고, 상기 이미지획득부는 상기 구동부의 작동에 의해 이동하면서 상기 환자의 내부 조직에 대한 이미지를 획득하는 것을 특징으로 한다.

상기 이미지획득부는 상기 초음파발생부의 중심과 이격되어 있으며, 리니어 프로브(linear probe)를 가지고 있다.

상기 헤드는, 더 바람직하게는, 상기 이미지획득부에서 획득한 이미지를 디스플레이시키는 디스플레이부와, 상기 초음파발생부에 의한 치료가 실행될 때 치료부위를 모니터링하기 위한 모니터링부를 더 포함한다.

더 구체적으로, 상기 구동부는, 상기 이미지획득부의 이동을 안내하는 가이더(guider); 및 상기 이미지획득부를 상기 가이더를 따라 이동시키는 구동기를 포함하며, 상기 이미지획득부를 상기 초음파발생부에 상대적으로 접근 및 이반이 가능한 방향으로 이동시킨다.

삭제

상기 헤드는, 상기 초음파발생부, 상기 이미지획득부 및 상기 구동부를 내부에 수용하는 하우징을 더 포함하고, 상기 디스플레이부는 상기 하우징의 외면에 구비된다.

삭제

상기 모니터링부는 상기 초음파발생부에 의한 치료가 실행될 때 치료부위의 온도 변화를 모니터링한다.

삭제

또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 초음파 치료기는, 전술한 특징의 헤드; 및 상기 헤드를 지지하는 지지체를 포함한다.

상기 헤드는 상기 지지체에 탈착 가능하게 결합되며, 상기 헤드의 전면(헤드의 전면으로는 HIFU가 방출된다)이 선택적으로 상측 방향을 향하거나 하측 방향을 향할 수 있도록, 지면에 수평한 선을 회전축으로 하여 회전 가능하게 상기 지지체에 결합된다.

상기 지지체는, 서로 관절에 의해 연결되어 있는 적어도 2개의 로봇 암(robot arm)을 포함하고 있으며, 상기 헤드는 전면(헤드의 전면으로는 HIFU가 방출된다)이 선택적으로 상측 방향을 향하거나 하측 방향을 향할 수도 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 초음파 치료기의 동작 방법은, 사용자에 의해 헤드로 가해지는 물리력을 감지하는 A단계; 상기 A단계에 의해 감지된 물리력을 분석한 후, 물리력 인가가 종료되는 시점에서 상기 헤드의 위치를 고정시키는 B단계; 상기 헤드 내에 구비된 구동부에 의해 이미지획득부를 이동시키면서 이미지를 획득하는 C단계; 및 HIFU를 방출시키는 D단계(HIFU는 상기 C단계에서 획득된 이미지를 기반으로 이상조직으로 판명된 부위로 방출시킨다)를 포함한다.

삭제

또, 상기 초음파 치료기의 동작 방법은, 더욱더 나아가, 상기 D단계에서 방출되는 HIFU에 의해 변화되는 조직을 실시간 모니터링하는 E단계를 더 포함하며, 상기 E단계에서의 모니터링은 상기 HIFU에 의해 변화되는 조직의 온도를 센싱함으로써 이루어진다.

삭제

본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 이미지 획득 시에 매질의 영향을 최소화시켜 목표 영역에 대한 보다 선명한 이미지를 획득할 수 있어서 정확한 진단이 가능하며, 더 나아가 온도 감지를 통해 치료부위를 실시간 모니터링하기 때문에 정확한 치료 상황을 알 수 있게 된다.

둘째, 인력에 의해 헤드를 조작시키면서도 인력의 인가가 종료되는 시점에서 헤드의 위치가 고정되기 때문에 환자의 움직임을 최소화시킬 수 있으며, 더 나아가 조작자가 헤드에 구비된 디스플레이부를 통해 디스플레이되는 목표 영역의 이미지 및 헤드에 가해지는 압력을 확인하면서 조작하기 때문에 헤드를 적절한 위치에 빠르고 쉽게 위치시킬 수 있다.

셋째, 치료부위에 따라 하나의 헤드를 환자의 상부 또는 하부에 선택적으로 위치시킬 수 있기 때문에 사용상의 편리함이 있고, 생산단가를 절감할 수 있다.

넷째, 헤드가 지지체에 탈착 가능하게 결합되기 때문에 헤드만을 교체할 수도 있으며, 그 교체 또한 수월하게 이루어질 수 있다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명하되, 설명의 간결함을 위해 주지되거나 중복되는 설명은 생략한 다.

<장치적 구성에 대한 실시예 >

도1은 본 발명의 실시예에 따른 초음파 치료기(100)의 외관에 대한 개략도이고, 도2는 도1의 초음파 치료기(100)에 대한 구성도이다.

본 실시예에 따른 초음파 치료기(100)는, 도1 및 도2에서 참조되는 바와 같이, 헤드(110), 지지체(120) 및 제어부(130) 등을 포함하여 구성된다.

헤드(110)는, 도1 및 도2에서 참조되는 바와 같이, 초음파발생부(111), 이미지획득부(112), 구동부(113), 모니터링부(114), 하우징(115), 디스플레이부(116), 손잡이(117) 및 압력감지부(118) 등을 포함하여 구성된다.

초음파발생부(111)는, HIFU를 발생시켜 목표 영역으로 방출시킴으로써, 목표 영역에 존재하는 악성 종양을 괴사시킨다.

이미지획득부(112)는, 헤드(110) 내부의 구조를 평면도로 도시한 도3에서 참조되는 바와 같이, 초음파발생부(111)의 중심(C)과 이격되어 분리되게 구비되며, 환자의 내부 조직에 대한 이미지를 획득한다. 이러한 이미지획득부(112)는 바(bar) 형상(길쭉한 형상)의 리니어 프로브(linear probe)로 구비된다.

구동부(113)는, 도3의 참조도에서 참조되는 바와 같이, 가이더(113a) 및 구동기(113b)를 포함하여 구성된다.

가이더(113a)는, 이미지획득부(112)의 이동을 안내하기 위해 마련되며, 레일형상의 LM가이드로 구비되면 족하다. 그리고 상기한 이미지획득부(112)는 가이 더(113a)에 이동 가능하게 결합되어 있다.

구동기(113b)는, 도4의 개략적인 사시도에 도시된 바와 같이, 모터(113b-1), 쌍을 이루는 풀리(113b-2a, 113b-2b) 및 벨트(113b-3)로 구비된다.

모터(113b-1)는 정역회전 및 제어가 가능한 서보모터로 구비되며, 벨트(113b-3)는 양 측의 풀리(113b-2a, 113b-2b)를 방향 전환점으로 하여 모터(113b-1)의 회전에 연동하여 회전한다. 그리고 상기한 이미지획득부(112)는 벨트(113b-3)에 고정 결합되어 있다.

따라서 모터(113b-1)가 작동하게 되면, 벨트(113b-3)가 연동하여 회전하게 되고, 벨트(113b-3)에 고정 결합된 이미지획득부(112)도 가이더(113a)에 의해 안내되면서 초음파발생부(111)에 상대적으로 접근(모터의 정회전 시) 및 이반(모터의 역회전 시)하게 된다. 물론, 이미지획득부(112)는 모터(113b-1)의 작동에 따른 이동 시에 목표 영역에 대한 이미지를 획득하게 된다. 이미지획득부(112)에 의한 목표 영역의 이미지획득의 예로는 목표 영역에 초음파를 집속하여 횡탄성파를 발생시킨 후 목표 영역으로부터 오는 변형 시그널을 획득하여 이미지화하는 방식(횡탄성파를 이용한 이미지 획득 방식)을 들 수 있으며, 그 외 공지된 어떠한 이미지 획득 방법이라도 적용될 수 있다.

모니터링부(114)는, 도3에서 참조되는 바와 같이, 초음파발생부(111)의 중심(C)에 위치되며, 목표 영역에 대한 온도를 감지하기 위해 마련된다. 일반적으로 암세포의 경우 일정 온도 이상에서 열에 의해 괴사(간암 세포의 경우 약 60도 정도)되는데, 시술부위(목표 영역)에서 초음파에 의해 발생되는 열에 따른 온도를 측정함으로써 해당 부위의 암세포가 파괴되고 있는지를 알 수 있게 된다. 이러한 방식은 기존 방식인 초음파를 이용한 이미지 획득에 의해 시술 상태를 확인하는 방법보다 더 정확히 시술 상태를 파악할 수 있는 이점이 있다. 왜냐하면, 기존 방식의 경우에는 매질의 영향으로 목표 영역의 이미지를 선명하게 획득할 수 없어 시술 상태 확인이 부정확하였지만, 본 실시예에 적용된 모니터링방법은 단순히 온도만을 센싱함으로써 이루어지기 때문에 목표 영역에 있는 암세포의 괴사가 가능한 상태를 파악하기가 쉬우면서도 정확하게 이루어질 수 있게 한다.

하우징(115)은 초음파발생부(111), 이미지획득부(112), 구동부(113) 및 모니터링부(114)를 내부에 수용하며, 목표 영역 측으로 HIFU를 방출시키기 위한 창(W)을 가지고 있다. 그리고 그 내부는 매질로 채워져 있다.

디스플레이부(116)는 이미지획득부(112) 및 모니터링부(114)에 의해 획득된 이미지 영상이나 온도, 그리고 후술할 압력감지부(118)로부터 감지된 압력을 디스플레이(display)시킨다. 조작자는 이러한 디스플레이부(116)를 통해 이미지 영상과 헤드(110)에 가해지는 압력을 확인하면서 헤드(110)를 정확한 위치에 빠르고 쉽게 위치시킬 수 있으며, 실시간으로 센싱되는 목표 영역의 온도 값을 확인하여 시술이 바람직하게 이루어지고 있는지를 알 수 있게 된다.

손잡이(117)는 조작자(사용자)가 헤드(110)의 위치를 조작하기 쉽게 하기 위하여 구비되는 것으로, 하우징(115)의 외면에 마련된다.

압력감지부(118)는 헤드(110)의 전면이 환자의 신체에 접촉된 상태에서 환자의 신체가 헤드(110)에 가해지는 압력을 감지한다. 일반적으로 목표 영역(시술 부위)이 신체의 어느 부위냐에 따라 신체로부터 헤드(110)로 가해지는 최적의 압력값이 실험적으로 데이터화 되어 있다. 여기서 최적의 압력값이란 헤드가 시술 부위에 정확히 위치되었을 때 신체로부터 헤드(110)로 가해지는 압력값이다. 따라서 압력감지부(118)를 통해 감지된 압력은 디스플레이부(116)를 통해 이미지 영상과 함께 디스플레이되고, 조작자는 이미지 영상과 함께 압력값을 확인하면서 빠르고 쉽게 헤드(110)를 적절한 위치에 위치시킬 수 있게 되는 것이다.

지지체(120)는, 도1에서 참조되는 바와 같이, 베이스(121), 제1관절(122), 제1로봇암(123), 제2관절(124), 제2로봇암(125), 제3관절(126) 등을 포함하여 구성된다.

베이스(121)는 하부에 바퀴(121a)가 달려 있어서 이동을 손쉽게 한다.

제1관절(122)은 제1로봇암(123)을 베이스(121)에 회전 가능하게 결합시킨다. 따라서 제1로봇암(123)은, 도5에서 참조되는 바와 같이, 지면에 수직한 선(Z)을 회전축으로 하여 회전가능하면서 지면에 수평한 선(X)을 회전축으로 하여 회전 가능하게 되어 있다. 그리고 제1관절(122)은 제1로봇암(123)이 지면에 수직한 선(Z)을 회전축으로 하여 회전하는 것을 제어하기 위한 액츄에이터(actuator, 122a)와 제1로봇암(123)이 지면에 수평한 선(X)을 회전축으로 회전하는 것을 제어하기 위한 액츄에이터(122b)를 가진다.

제2관절(124)은 제2로봇암(125)을 제1로봇암(123)에 회전 가능하게 결합시킨다. 따라서 제2로봇암(125)은, 도6에서 참조되는 바와 같이, 지면에 수평한 선(X')을 회전축으로 하여 회전가능하게 되어 있다. 그리고 제2관절(124)은 제2로봇암(125)이 지면에 수평한 선(X')을 회전축으로 하여 회전하는 것을 제어하기 위한 액츄에이터(124a)를 가진다.

제3관절(126)은 헤드(110)를 제2로봇암(125)에 회전 가능하게 결합시킨다. 따라서 헤드(110)는, 도7에서 참조되는 바와 같이, 지면에 수평한 선(X")을 회전축으로 하여 회전 가능하며 지면에 수평한 선(X") 및 초음파 방사 축(E)에 수직한 선(Y)을 회전축으로 하여 회전 가능하게 되어 있다. 그리고 마찬가지로 제3관절(126)은 헤드(110)가 2 방향으로 회전하는 것을 제어하기 위한 각각의 액츄에이터(126a, 126b)를 가진다.

또한, 헤드(110)는, 도1에서 참조되는 바와 같이, A부분에서 제3관절(126)에 탈착 가능하게 결합된다.

마지막으로 제어부(130)는 상기한 각 구성들을 제어한다. 특히, 제어부(130)는, 제1 내지 제3관절(122, 124, 126)에 구비되는 액츄에이터들(122a 및 b, 124a, 126a 및 b)을 제어함으로써, 헤드(110), 제1 및 제2로봇암(123, 125)이 회전하거나 고정될 수 있게 한다.

참고로, 베이스(121)의 상측에 별도로 위치된 컴퓨터(COM)는 조작자가 설정값(초음파의 주파수 등) 등이나 기타 명령사항을 제어부(130)로 입력시키기 위해 마련된다.

그리고 상기한 손잡이(117)에는 조작자의 인력에 의해 헤드(110)나 제1 및 제2로봇암(123, 125)이 자유롭게 회전될 수 있도록, 제어부(130)로 액츄에이터들(122a 및 b, 124a, 126a 및 b)의 정지상태를 해제시키도록 하는 명령을 입력시키기 위한 스위치(117a)가 구비되는 것이 바람직하다.

계속하여 상기한 구성을 가지는 초음파 치료기(100)의 동작에 대하여 도8의 흐름도 및 도9 이하의 참고도를 참조하여 설명한다.

<초음파 치료기의 동작 방법에 대한 실시예 >

1-1. 헤드(110)의 위치 설정

조작자는 손잡이(117)를 잡고 스위치(117a)를 온(ON)시켜 액츄에이터들(122a 및 b, 124a, 126a 및 b)의 정지 상태를 해제시킨 후, 헤드(110)에 물리력을 가하여 헤드(110)의 위치를 설정한다.

그리고 제어부(130)는 그러한 위치설정을 위해 조작자에 의해 헤드(110)로 가해지는 물리력을 감지<S801>하고, 감지된 물리력을 분석<S802>한다. 즉, 제어부(130)는 조작자에 의해 가해지는 물리력에 의해 이루어지는 각각의 액츄에이터들(122a 및 b, 124a, 126a 및 b)의 작동 변위를 감지 및 분석하게 되는 것이다.

이때, 헤드(110), 제1로봇암(123) 및 제2로봇암(125)은 그 회전이 자유로워지기 때문에, 도9에서 참조되는 바와 같이 헤드(110)가 환자의 상측에 위치(헤드의 전면, 즉 헤드의 창이 하측 방향을 향하도록 됨)될 수도 있고, 도10에서 참조되는 바와 같이 헤드(110)가 환자의 하측에 위치(헤드의 창이 상측 방향을 향하도록 됨)될 수도 있다.

조작자에 의해 헤드(110)의 위치가 적절히 설정되면, 조작자가 스위치(117a)를 오프(OFF)시키고, 그에 따라 제어부(130)는 액츄에이터들(122a 및 b, 124a, 126a 및 b)의 현재 상태로 그 동작을 정지시킴으로써 헤드(110)의 위치를 고정<S803>시킨다. 즉, 조작자는 물리력을 가하여 헤드(110)의 위치를 설정한 후 물리력의 인가를 종료함과 동시에 스위치(117a)를 OFF시키게 되고, 그에 연동하여 제어부(130)는 액츄에이터들(122a 및 b, 124a, 126a 및 b)의 자유로운 동작을 정지시킴으로써 헤드(110)의 위치를 고정시키게 되는 것이다. 따라서 스위치(117a)가 오프된 상태에서는 외부적인 물리력이 헤드(110)로 가해진다고 하더라도 헤드(110)의 위치는 고정된 상태를 유지한다.
1-2. HIFU 방출

삭제

조작자는 이미지 획득을 통해 시술 대상인 목표 영역을 확인하면, 해당 목표 영역으로 HIFU를 방출시키는 명령을 제어부(130)로 입력하게 되고, 그러한 명령에 따라 초음파발생부(111)가 동작하여 목표 영역으로 초음파를 방출<S804>시킨다. 즉, 초음파발생부(111)에 의해 방출되는 HIFU는 획득된 이미지 영상을 기반으로 이상조직(암과 같은 악성 종양)으로 판명된 부위로 방출되게 된다.

1-3. 모니터링

계속하여 모니터링부(114)는 HIFU 방출에 의해 변화되는 목표 영역의 온도를 지속적으로 센싱하면서 모니터링<S805>하고, 제어부(130)는 센싱된 값을 디스플레 이부(116)를 통해 디스플레이<806>시킨다. 따라서 조작자는 디스플레이부(116)를 통해 디스플레이되는 목표 영역의 온도를 확인함으로써 적절한 시술이 이루어지고 있는지 알 수 있게 된다.

2-1. 이미지 획득 및 압력 감지

한편, 단계 S801 내지 S803과 병행하여 단계 S811이 실행되어 진다.

조작자는 컴퓨터(COM)를 통해 제어부(130)로 이미지 획득을 실행할 것을 명령하고, 이에 따라 이미지획득부(112)는 목표 영역에 대한 이미지를 획득<S811>한다. 이러한 이미지 획득은, 도11에서 참조되는 바와 같이, 모터(113b-1)의 동작에 의해 이미지획득부(112)가 정해진 구간(L)만큼 이동하면서 목표 영역의 일측 끝에서 타측 끝으로 순차적으로 이루어지게 된다. 그리고 제어부(130)는 획득된 이미지를 디스플레이부(116)를 통해 디스플레이<S806>시킨다.

물론, 실시하기에 따라서는 조작자가 헤드(110)에 물리력을 가하면 조작자의 별도의 명령 없이 반복적이면서 지속적으로 이미지 획득이 자동적으로 이루어질 수 있도록 구현될 수도 있다.

이러한 이미지 획득과 획득된 이미지를 헤드(110)에 구비된 디스플레이부(116)를 통해 디스플레이시키도록 구현하는 것은, 헤드(110)의 위치를 설정하기 위해 조작자가 헤드(110)에 물리력을 가하는 도중에 반복적으로 이미지를 획득하여 변화되는 이미지 영상을 디스플레이부(116)를 통해 계속적으로 디스플레이시킴으로써 조작자가 디스플레이부(116)를 통해 빠르고 쉽게 목표 영역을 찾아낼 수 있게 하는 이점을 가지게 한다.

한편, 단계 S811에서는 압력감지부(118)를 통한 압력 감지도 함께 이루어진다. 전술한 바와 같이 압력감지부(118)에서 감지된 압력값은 실시간으로 디스플레이부(116)를 통해 디스플레이<S806>되고, 조작자는 이러한 압력값을 이미지 영상과 함께 확인하면서 보다 더 빠르고 쉽게 헤드(110)를 정확하게 위치시킬 수 있게 된다.

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이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에, 본 발명이 상기의 실시예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어져야 할 것이다.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 초음파 치료기에 대한 개략도이다.

도2는 도1의 초음파 치료기에 대한 구성도이다.

도3 및 도4는 도1의 초음파 치료기의 헤드를 구체적으로 설명하기 위한 참조도이다.

도5 내지 도7은 도1의 초음파 치료기의 지지체를 구체적으로 설명하기 위한 참조도이다.

도8은 도1의 초음파 치료기의 작동 방법에 대한 흐름도이다.

도9 내지 도11은 도8의 흐름도를 설명하기 위한 참조도이다.

*도면의 주요 부위에 대한 부호의 설명*

100 : 초음파 치료기

110 : 헤드

111 : 초음파발생부

112 : 이미지획득부

113 : 구동부

113a : 가이더 113b : 구동기

114 : 모니터링부

115 : 하우징

116 : 디스플레이부

117 : 손잡이

117a : 스위치

118 : 압력감지부

120 : 지지체

130 : 제어부

Claims

HIFU를 발생시키는 초음파발생부;

상기 초음파발생부와 분리되게 구비되며, 환자의 내부 조직에 대한 이미지를 획득하기 위한 이미지획득부; 및

상기 이미지획득부를 이동시키는 구동부를 포함하고,

상기 이미지획득부는 상기 구동부의 작동에 의해 이동하면서 상기 환자의 내부 조직에 대한 이미지를 획득하는 것을 특징으로 하는 초음파 치료기용 헤드.
제1항에 있어서,

상기 이미지획득부는 상기 초음파발생부의 중심과 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 초음파 치료기용 헤드.
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제1항에 있어서,

상기 이미지획득부에서 획득한 이미지를 디스플레이시키는 디스플레이부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 치료기용 헤드.
제1항에 있어서,

상기 초음파발생부에 의한 치료가 실행될 때 치료부위를 모니터링하기 위한 모니터링부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 치료기용 헤드.
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제1항에 있어서,

상기 구동부는,

상기 이미지획득부의 이동을 안내하는 가이더(guider); 및

상기 이미지획득부를 상기 가이더를 따라 이동시키는 구동기

를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 치료기용 헤드.
제1항에 있어서,

상기 구동부는 상기 이미지획득부를 상기 초음파발생부에 상대적으로 접근 및 이반이 가능한 방향으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 초음파 치료기용 헤드.
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제4항에 있어서,

상기 초음파발생부, 상기 이미지획득부, 및 상기 구동부를 내부에 수용하는 하우징을 더 포함하고,

상기 디스플레이부는 상기 하우징의 외면에 구비되는 것을 특징으로 하는 초음파 치료기용 헤드.
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제5항에 있어서,

상기 모니터링부는 상기 초음파발생부에 의한 치료가 실행될 때 상기 치료부위의 온도 변화를 모니터링하는 것을 특징으로 하는 초음파 치료기용 헤드.
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제1항, 제2항, 제4항, 제5항, 제7항, 제8항, 제23항 및 제29항 중 어느 한 항의 헤드; 및

상기 헤드를 지지하는 지지체

를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 치료기.
제36항에 있어서,

상기 헤드는 상기 지지체에 탈착 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 초음파 치료기.
제36항에 있어서,

상기 헤드는, 상기 헤드의 전면(헤드의 전면으로는 HIFU가 방출된다)이 선택적으로 상측 방향을 향하거나 하측 방향을 향할 수 있도록, 지면에 수평한 선을 회전축으로 하여 회전 가능하게 상기 지지체에 결합되는 것을 특징으로 하는 초음파 치료기.
제36항에 있어서,

상기 지지체는 서로 관절에 의해 연결되어 있는 적어도 2개의 로봇 암(robot arm)을 포함하고 있으며,

상기 헤드는 전면(헤드의 전면으로는 HIFU가 방출된다)이 선택적으로 상측 방향을 향하거나 하측 방향을 향할 수 있는 것을 특징으로 하는 초음파 치료기.
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사용자에 의해 헤드로 가해지는 물리력을 감지하는 A단계;

상기 A단계에 의해 감지된 물리력을 분석한 후, 물리력 인가가 종료되는 시점에서 상기 헤드의 위치를 고정시키는 B단계;

상기 헤드 내에 구비된 구동부에 의해 이미지획득부를 이동시키면서 이미지를 획득하는 C단계; 및

HIFU를 방출시키는 D단계(HIFU는 상기 C단계에서 획득된 이미지를 기반으로 이상조직으로 판명된 부위로 방출시킨다)

를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 치료기의 동작 방법.
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제46항에 있어서,

상기 D단계에서 방출되는 HIFU에 의해 변화되는 조직을 실시간 모니터링하는 E단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 치료기의 동작 방법.
제48항에 있어서,

상기 E단계에서의 모니터링은 상기 HIFU에 의해 변화되는 조직의 온도를 센싱함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 초음파 치료기의 동작 방법.
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