KR101140792B1 - 다중 채널 정현파 발생 장치를 이용한 치료 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다중 채널 정현파 발생 장치를 이용한 치료 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 따른 다중 채널 정현파 발생 장치는, 환부의 위치 및 크기에 대한 환부 정보, 그리고 환부에 조사될 정현파의 위상 및 주파수에 대한 정현파 정보를 입력받는 입력부, 환부 정보 및 정현파 정보로부터 제어신호를 생성하는 제어부, 제어신호를 이용하여 정현파를 생성하는 복수의 정현파 생성부, 그리고 복수의 정현파를 복수의 채널을 통하여 출력하는 출력부를 포함한다. 이와 같이 본 발명에 따르면 환부 정보 및 정현파 정보를 입력 장치를 통하여 정현파 발생 장치로 입력하면, 정현파 발생 장치가 정현파를 직접 생성함으로써, 용이하게 정현파를 생성할 수 있으며, 정현파의 조사 시간, 간격, 강도 등을 용이하고 효율적으로 제어할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면 다수의 정현파를 미리 저장하지 않고 치료에 필요한 정현파를 생성하도록 함으로써, 입력 장치 또는 정현파 발생 장치의 저장 용량을 크게 감소시킬 수 있다.

정현파, 초음파, 다중 채널, 환부, 제어신호

Description

다중 채널 정현파 발생 장치를 이용한 치료 시스템{THERAPEUTIC SYSTEM USING MULTI CHANNEL SINUSOID GENERATING APPARATUS}

본 발명은 다중 채널 정현파 발생 장치를 이용한 치료 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 시스템의 용량을 줄이고, 신속하게 치료를 진행할 수 있는 다중 채널 정현파 발생 장치를 이용한 치료 시스템에 관한 것이다.

건강에 대한 관심이 날로 고조되어 감에 따라 다양한 치료 방법이 개발되고 있으며, 최근에는 초음파를 이용한 치료기가 개발되고 있다. 이는 초음파를 인체의 환부에 조사시켜 환부를 치료하는 기술로서, 초음파가 직접 피부, 내부 기관을 통과하여, 암과 같은 환부 세포에 직접 조사되어 환부 세포를 제거하는 기술이다.

도 1은 종래 기술에 따른 정현파를 생성하는 과정을 나타낸 도면이다. 도 1과 같이 종래 기술에 따르면 생성하고자 하는 정현파의 특정 주파수 및 시작 시점의 위상 변위(phase shift) 등을 지정해 주고 원하는 시점에 제어신호(ENABLE 신호)를 정현파 생성부(Wave Generation Block)에 인가하면 이에 맞는 정현파가 출력된다.

한편 단순하게 각 채널이 독립적으로 각각의 파형을 만들어내기만 하면 되는 목적을 가진 시스템의 경우에는 도 1의 구조를 가지는 복수의 채널을 이용하여 각 채널에 대한 제어신호(ENABLE 신호) 및 기타 제어신호를 인가해 주면 된다. 그러나, 각각의 채널들이 서로 다른 채널과의 연관된 특성을 가져야 하는 경우에, 목적상 반드시 특정한 주파수와 특정한 위상의 차이를 유지해야 하는 경우 등에는 채널 사이에 그 연관성을 유지하는 파형을 만들어 내도록 제어하는 것이 어렵다.

더욱이 이러한 정현파 생성 채널을 수백 개에서 수천 혹은 수만 개까지 사용해야 하는 의료용 초음파 치료기 시스템에서는 시스템 구성 부피의 대형화 문제뿐 아니라 각 채널에 대한 정밀한 제어를 위해 소요되는 시간이 많이 걸리게 되는 문제 또한 발생한다.

도 2는 종래 기술에 따른 정현파 치료 시스템의 구성을 나타낸 것이다. 도 2에 나타낸 정현파 조사 장치(Transducer)(30)는 각 채널에서 만든 정현파를 외부에 있는 목표 지점으로 보내기 위한 장치이다.

도 2와 같은 종래 기술에 따르면 기본적으로 치료시 사용되는 모든 경우의 주파수와 위상에 대한 정보를 정현파 발생 장치(20)의 저장부(RAM 1, RAM 2, RAM 3, … , RAM511, RAM512)에 저장되어야 한다. 각각의 저장부에는 이에 대응하는 채널에 해당하는 정현파 정보를 저장하여야 하며, 도 2에 따르면 512개의 채널에 대응하는 정현파 정보는 512개의 RAM에 저장되어야 한다.

따라서 사용자는 메인 컴퓨터에 해당하는 입력 장치(10)를 통하여 512 채널에 대응하는 조사할 512개의 정현파 정보를 저장부에 전달 및 저장하고 DAC를 통하여 각각 아날로그로 변환한 뒤 정현파 조사 장치(30)에 동시에 전송시킨다.

도 2에서는 512개의 채널에 대한 정현파 발생 장치(20)를 도시하였으나, 현재 상용화 되어있는 1,000~2,000 채널의 장비에서 이 과정을 수행하는데 수 분내지 수 십 분의 시간이 소요된다. 또한 향후 개발될 수만 채널의 장비인 경우에는 전체 치료에 할당되는 시간 중에서 이 과정에 소요되는 시간이 대부분을 차지하게 된다.

따라서 종래 기술에 따르면 정현파 발생 장치(20)에 있는 정현파 정보 중 적합한 정보를 치료 시마다 선택하여 정현파 조사 장치(30)로 전송하여 동작을 시켜야 하므로, 정현파 발생 장치(20)는 엄청난 초기 정보량을 제어 및 전달하여야 하며, 결정된 모든 신호 정보를 각각의 채널에 할당된 저장 장치에 순차적으로 전송을 하여야 한다. 따라서, 채널당 할당될 모든 신호를 충분히 저장할 수 있는 저장 장치를 각각 PCB 보드 상에서 구현해야 한다.

종래의 구현 방식을 적용하여 각각의 채널들이 서로 다른 채널과의 연관된 특성을 가져야 하는 시스템을 구현하는 경우에는 그 연관성을 유지하는 파형에 대한 정보를 메인 컴퓨터에 모두 저장하고 있다가 치료 동작시 마다 각 채널별로 할당을 하여 전송하여 저장한 후 초음파를 주사하여 치료를 시행한다. 이는 신호의 발생과 제어의 측면이 자동이 아닌 장비 운용자에 의한 반자동 내지는 수동에 가까운 형태가 된다. 또한 많은 정보들이 한 번의 치료시 마다 계산되고 선택되어 전송이 되어야 하는 구조로 되어있어 치료 준비 시간이 전체 치료 시간의 대부분을 차지하는 문제가 발생한다.

이러한 종래 기술에 따른 시스템의 동작 특성은 장비의 대형화로 이어지며 동시에 장비 구축에 대한 비용을 증가시킨다. 또한 실제 치료 시 전체 치료 시간에서 치료 장비의 준비 단계까지의 시간이 대부분을 차지하여 의료 비용의 증가 및 치료 혜택의 범위 축소가 발생하게 된다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 정현파를 이용한 치료 시스템의 용량을 줄이고, 신속하게 치료를 진행할 수 있는 의료용 정현파 치료 시스템을 제공하는 것이다.

이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 한 실시예에 따른 다중 채널 정현파 발생 장치는, 환부의 위치 및 크기에 대한 환부 정보, 그리고 상기 환부에 조사될 정현파의 위상 및 주파수에 대한 정현파 정보를 입력받는 입력부, 상기 환부 정보 및 정현파 정보로부터 제어신호를 생성하는 제어부, 상기 제어신호를 이용하여 상기 정현파를 생성하는 복수의 정현파 생성부, 그리고 상기 복수의 정현파를 복수의 채널을 통하여 출력하는 출력부를 포함한다.

상기 제어부는, 상기 복수의 정현파 생성부를 그룹핑하여, 그룹별로 상기 제어신호를 인가할 수 있다.

동일한 그룹에 포함되는 상기 정현파 생성부로부터 생성되는 복수의 정현파가 각각 일정 위상 차이가 나도록 상기 제어신호를 인가할 수 있다.

특정 그룹에 포함되는 상기 정현파 생성부에서만 상기 정현파를 생성하도록 상기 제어신호를 인가할 수 있다.

동일한 그룹에 포함되는 복수의 정현파 생성부 중에서 적어도 하나의 정현파 생성부에서만 상기 정현파를 생성하도록 상기 제어신호를 인가할 수 있다.

복수의 환부에 동시에 상기 정현파가 조사되도록 상기 제어신호를 인가할 수 있다.

상기 복수의 정현파 생성부는 칩 형태로 구현될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 정현파를 이용한 치료 방법은, 환부의 위치 및 크기에 대한 환부 정보, 그리고 상기 환부에 조사될 정현파의 위상 및 주파수에 대한 정현파 정보를 입력받는 단계, 상기 환부 정보 및 정현파 정보로부터 제어신호를 생성하는 단계, 상기 제어신호를 이용하여 복수의 정현파를 생성하는 단계, 그리고 상기 복수의 정현파를 복수의 채널을 통하여 출력하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 정현파를 이용한 치료 시스템은, 환부의 위치 및 크기에 대한 환부 정보, 그리고 상기 환부에 조사될 정현파의 위상 및 주파수에 대한 정현파 정보를 입력하는 입력 장치, 상기 환부 정보 및 정현파 정보로부터 생성한 제어신호를 이용하여 복수의 정현파를 생성하며, 상기 복수의 정현파를 복수의 채널을 통하여 출력하는 다중 채널 정현파 발생 장치, 그리고 상기 복수의 채널을 통하여 출력된 상기 복수의 정현파를 상기 환부에 조사시키는 정현파 조사 장치를 포함한다.

이와 같이 본 발명에 따르면 환부 정보 및 정현파 정보를 입력 장치를 통하 여 정현파 발생 장치로 입력하면, 정현파 발생 장치가 정현파를 직접 생성함으로써, 용이하게 정현파를 생성할 수 있으며, 정현파의 조사 시간, 간격, 강도 등을 용이하고 효율적으로 제어할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면 다수의 정현파를 미리 저장하지 않고 치료에 필요한 정현파를 생성하도록 함으로써, 입력 장치 또는 정현파 발생 장치의 저장 용량을 크게 감소시킬 수 있다.

또한, 다중 채널을 한 개의 칩에 내장하고 효율적이고 용이성이 강화된 제어 구조를 구현하여 정현파를 이용한 치료 시스템의 종래 기술 및 시스템이 갖는 운용 특성상 대부분을 차지하는 채널별 제어(치료 준비 과정) 시간을 획기적으로 단축함으로써 치료 비용의 절감과 치료 시간의 단축으로 치료 수혜자의 확대를 가져올 수 있다.

또한 다중 채널을 한 개의 칩에 내장함으로써 종래 시스템이 갖는 구조적 한계를 해결하여 시스템 구현의 크기 및 비용적 측면을 본 발명을 통하여 해결할 수 있다. 또한 본 발명의 제어 구조가 가지는 효율성 및 접근 용이성으로 운영자 친화적 시스템 구현이 가능하게 한다.

첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 의료용 정현파 치료 시스템의 구성을 나타 낸 도면이다. 도 3에 나타낸 것과 같이 본 발명의 실시예에 따른 의료용 정현파 치료 시스템은 입력 장치(100), 다중 채널 정현파 발생 장치(200) 및 정현파 조사 장치(300)를 포함한다.

입력 장치(100)는 환부의 위치 및 크기에 대한 환부 정보, 그리고 상기 환부에 조사될 정현파의 위상 및 주파수에 대한 정현파 정보를 다중 채널 정현파 발생 장치(200)에 입력한다. 입력 장치(100)는 도 3과 같이 컴퓨터 형태로 구현될 수 있으며, 사용자는 정현파 조사 장면을 모니터링 하면서, 정현파의 위상, 주파수, 크기, 조사 위치 등을 변경시킬 수 있다.

다중 채널 정현파 발생 장치(200)는 환부 정보 및 정현파 정보로부터 생성한 제어신호를 이용하여 복수의 정현파를 생성하여 증폭시키며, 증폭된 복수의 정현파를 복수의 채널을 통하여 출력한다. 특히. 다중 채널 정현파 발생 장치(200)는 정현파 생성부를 칩 형태로 구현할 수 있다. 도 3에서는 다중 채널 정현파 발생 장치(200)를 간략하게 도식화하였으며, 도 3에서 예를 든 것과 같이 다중 채널 정현파 발생 장치(200)는 8개의 칩으로 구성되며, 8개의 칩을 통해 512 채널의 정현파를 생성할 수 있다. 즉, 1개의 칩에는 64개의 채널에 대응하는 64개의 정현파 생성부가 포함되어, 각 채널에 대응하는 512개의 정현파를 생성한다.

정현파 조사 장치(300)는 복수의 채널을 통하여 출력된 복수의 정현파를 환부에 조사시키며, 도 3과 같은 정현파 변환기(Transducer) 형태로 구현된다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 다중 채널 정현파 발생 장치의 구성을 나타낸 도면이다. 도 4와 같이 다중 채널 정현파 발생 장치(200)는 입력부(210), 제어 부(220), 복수의 정현파 생성부(230), 증폭부(240) 및 출력부(250)를 포함한다.

입력부(210)는 입력 장치로부터 환부의 위치 및 크기에 대한 환부 정보뿐만 아니라, 환부에 조사될 정현파의 위상 및 주파수에 대한 정현파 정보를 입력받는다.

제어부(220)는 환부 정보 및 정현파 정보로부터 제어신호(ENABLE 신호)를 생성하여 정현파의 생성을 제어한다. 여기서 제어부(220)는 복수의 정현파 생성부(230)를 그룹핑하여, 그룹별로 제어신호를 인가할 수 있다.

정현파 생성부(230)는 복수 개로 구현되며, 제어신호를 이용하여 정현파를 생성한다. 복수의 정현파 생성부(230)는 각각의 채널에 대응되며 도 3과 같이 칩 형태로 구현될 수 있다. 증폭부(240)는 환부의 위치 또는 크기에 따라 정현파를 증폭시키며, 출력부(250)는 증폭된 복수의 정현파를 복수의 채널을 통하여 출력한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 정현파를 이용한 치료 시스템의 치료 방법에 대한 순서도이다.

도 5에서 보는 바와 같이, 치료 대상이 되는 인체 내부의 대상 환부의 위치, 크기 및 상태에 대한 환부 정보를 획득한다(S510). 사용자는 자기 공명 장치(MRI) 또는 초음파 영상 시스템을 사용하여 환부에 대한 3차원적 위치 및 크기를 파악할 수 있다.

그리고, 입력 장치(100)는 파악한 환부 위치를 기초로 정현파가 투과되어야 할 인체 조직들(매질)에 대하여 판단을 한 후, 그 매질들의 특성에 따른 굴절률 및 감쇄율 등을 계산하여 각 채널에서 주사될 정현파의 위상, 주파수, 세기, 조사 시간 및 조사 방법 등에 대한 정현파 정보를 결정한다(S520).

사용자는 각 채널에서 조사될 정현파 정보를 입력 장치(100)를 통하여 다중 채널 정현파 발생 장치(200)에 입력한다(S530). 여기서, 사용자는 입력 장치(100)를 통하여 환부 정보를 동시에 입력할 수 있다. 다중 채널 정현파 발생 장치(200)는 조사가 결정된 정현파 정보를 기초로 항목별 단순한 제어신호로 변환하여 컴퓨터에서 칩으로 전달하게 된다.

다중 채널 정현파 발생 장치(200)는 칩 내부에 전달된 제어신호를 바탕으로 연산을 수행하여 각 채널 별로 적용되는 정현파를 생성하도록 한다(S540). 이때 생성되는 정현파는 주파수 및 위상 정보는 물론 치료 방법에 관련된 정보도 같이 고려하여 생성된 것이며, 환부의 크기, 위치 및 상태에 따라서 생성된 정현파를 증폭시킬 수도 있다.

이와 같이 다중 채널 정현파 발생 장치(200)는 환부 정보 및 정현파 정보를 통하여 자동적으로 정현파를 생성하므로, 입력 장치(100)와 다중 채널 정현파 발생 장치(200) 사이의 정보 전송량을 획기적으로 줄이는 효과를 가져온다. 이러한 차별성은 부차적으로 치료용 정현파 장비의 치료 준비를 위한 시간의 종래 기술 대비 현격한 감소를 동반하며, 2,000 채널 기준 보통의 경우 대략 40분의 1로 향상이 된다.

그리고, 사용자는 다중 채널 정현파 발생 장치(200)를 통하여 생성된 정현파를 인체 내부 치료 부위에 조사하여 치료를 진행하게 된다(S550). 다중 채널 정현 파 발생 장치(200)는 증폭된 복수의 정현파를 복수의 채널을 통하여 환부로 출력한다.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 다중 채널 정현파 발생 장치(200)를 이용한 치료는 MRI 또는 초음파 영상 장비로 정확한 인체 내부의 치료 대상 부위에 대한 정보를 파악하여 입력 장치(100)에 정보를 전달하면, 입력 장치(100)에서는 대상 부위까지의 매질의 특성 정보를 포함한 분석을 통하여 정현파를 생성한다. 그리고, 다중 채널 정현파 발생 장치(200)는 각 채널에 대한 적합한 주파수, 위상, 주사 강도, 및 시간 등에 대한 정보를 분석하여 치료 동작을 제어하게 된다.

치료 과정에 대한 정보를 지속적으로 초음파 영상 장비(또는 MRI)가 입력 장치(100)에 전달하면, 정현파 치료 시스템의 사용자는 지속적인 모니터링을 통해 치료 대상을 분석해서 각 채널에 대한 동작을 재조정함으로 지속적이고 연속적으로 치료가 계속되게 한다(S560).

치료부위에 대한 모니터링 결과 정현파를 변경시키거나 조사 위치를 변경할 필요가 있는 경우에는 사용자는 다시 치료 대상 부위를 확인하고(S510), 변경될 상황에 맞게 정현파를 생성하여 치료를 진행하도록 한다.

이하에서는 도 6a 및 도 7을 통하여 본 발명의 실시예에 따른 정현파 조사 장치(300)를 통하여 환부에 정현파의 초점을 맞추는 동작을 설명한다. 도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 실시예에 따른 정현파 조사 장치가 환부에 정현파를 포커싱 시키는 동작을 설명하기 위한 도면이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 정현파 조사 장치가 복수의 환부에 동시에 정현파를 포커싱 시키는 동작을 설명하기 위한 도 면이다.

도 6a 내지 도 6c 및 도 7에서 표시한 조그만 원들은 각각의 채널에 해당하는 정현파 조사 장치(300)의 출력 부분을 나타낸다.

도 6a 내지 도 6c에 도시한 것처럼, 사용자는 치료 과정을 모니터링 하면서 초기 위치에서 정확한 목표점을 향해 초점을 이동시키거나, 처음 목표지점에서 치료를 끝내고 그 주위의 다른 위치로 목표지점을 옮길 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예에 따르면 사용자가 치료 부위를 모니터링 하면서 다중 채널 정현파 발생 장치(200)를 통하여 각 채널들에 대한 주파수 정보와 위상 정보 및 동작을 위한 여러 가지 정보들을 최대한 빠른 시간 내에 연속적으로 제어함으로써, 연속성을 가진 상태에서 치료를 진행할 수 있으며 치료 시간의 효율성을 높일 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에 따르면 인체 내부의 치료 대상 부위의 크기와 치료 강도 등에 따라서 동작시키는 채널의 수를 달리하여서 치료를 진행할 수 있다.

그리고 도 7과 같이 본 발명의 실시예에 따르면 하나의 정현파 조사 장치(300)를 통해 서로 다른 두 대상 부위에 대한 치료를 동시에 수행할 수 있다. 이 경우에도 각 채널에 대한 정현파의 제어가 빠른 시간 안에 용이하게 이루어지도록 함으로써 시스템을 운용(치료 행위)하는데 있어 효과, 시간 및 비용의 효율성을 향상시킬 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 실시예에서는 의료용 초음파 치료 시스템의 이와 같은 사용 기능에 부합하기 위해 각각 독립적으로 정현파를 발생하는 기본적인 채널의 기능에 더하여 여러 개의 채널들을 그룹으로 묶어서 동시에 제어할 수 있도록 한다.

또한 채널 그룹을 계층적으로 구성하여서 각 채널뿐 아니라 각 계층별 그룹에 대해서도 각각 독립적으로 동작을 할 수 있음과 동시에 여러 가지 사용 목적에 따라서 그룹별로 동시에 제어가 가능하도록 하는 제어 구조를 가지도록 할 수 있다. 아울러 이러한 구조를 가진 시스템을 하나의 칩으로 구현함으로써 보다 빠른 칩 인터페이스를 통해 각 채널의 동작을 제어하는 시간을 단축함과 동시에 장비 제작의 비용 절감 과 제작 및 제어의 용이성을 가져올 수 있으며, 치료 비용 및 치료 시간 절감을 가져올 수 있다. 이하에서는 도 8을 통하여 각 채널을 계층 별로 그룹화하여 치료에 이용하는 방법에 대하여 설명한다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 계층 별로 그룹화된 채널을 통하여 정현파를 출력하는 방식을 설명하기 위한 도면이다. 여기서, 다중 채널 정현파 발생 장치(200)에 포함된 정현파 생성부(230)는 단수 혹은 제한된 수의 채널이 포함된 단일 칩을 여러 개 사용하여서 구성한 보드 레벨의 시스템 및 복수의 채널을 포함하고 있는 단일 칩 내의 시스템(SoC), 혹은 두 가지 경우가 혼용된 시스템으로 모두 구현이 가능하다.

도 8에서는 다중 채널 정현파 발생 장치(200)가 세 단계의 ENABLE 신호를 사용하여 의료용 정현파 치료 시스템을 제어하는 예를 보여준다. 도 8에서는 설명의 편의상 1개의 칩에 8개의 정현파 발생부(Wave-Generation Block 0, Wave-Generation Block 1, … , Wave-Generation Block 7)가 포함되는 것으로 설정한다.

단계 1의 제어신호(EN_단계 1)는 각각의 채널에 대한 제어신호로서 각 채널을 독립적으로 사용하고자 할 때 사용된다. 단계 2의 제어신호(EN_단계 2)는 여러 개 채널을 하나의 그룹으로 묶어서 동작시키고자 할 때 사용되며, 단계 3의 제어신호(EN_단계 3)는 복수 개의 하위 그룹을 일괄적으로 제어하기 위해 사용된다.

따라서, 도 8에 따르면 단계 1의 제어신호(EN_단계 1)는 8개의 채널을 통해 생성되는 각각의 정현파를 제어하며, 단계 2의 제어신호(EN_단계 2)는 4개의 채널을 포함하는 2개의 그룹을 통해 생성되는 정현파를 제어한다. 단계 3의 제어신호(EN_단계 3)는 8개의 채널을 통해 생성되는 정현파를 동시에 제어한다. 도 8에서는 3개의 계층 구조를 가지는 제어신호(EN_단계 1, EN_단계 2, EN_단계 3)를 통하여 정현파 생성을 제어하는 것을 설명하였으나, 그 이상의 계층구조를 확대하여서 상위 단계의 제어신호를 적용함으로 더 복잡한 계층으로 제어할 수도 있다.

도 8과 같은 구조는 특히, 특정한 위상 차이를 유지하는 여러 파형을 만들어야 하는 경우에 유용하다. 예를 들어, 동일한 주파수를 가지는 정현파를 만드는 두 채널이 특정한 위상 차이를 유지하도록 하기 위해서는 특정 시점에서 동일한 주파수를 가지는 파형의 주기 중에서 원하는 위상 차이에 상응하는 각기 다른 위치의 값들을 각각 출력하도록 해야 한다.

이러한 위상 차이를 만들어 내기 위해서는 본 발명의 실시예에 따르면 각 채널에 원하는 주파수 및 위상 정보 등등을 설정한 후에 필요한 만큼의 채널 및 그룹에 대해 상위 단계의 제어신호를 인가함으로써 포함된 채널들이 동시에 파형 출력을 시작하도록 하여서 특정 위상 차이를 유지하도록 하게 할 수 있다. 즉, 도 8과 같이 각 채널이 동일한 시점에 파형을 출력을 시작하되 위상 차이만큼 각기 다른 위치의 파형의 값을 출력하도록 할 수 있다. 또한, 목표한 위상 차이가 만족되는 시간 이후에 나머지 채널이 파형 출력을 시작하도록 설정할 수도 있다.

또한, 이와 같이 각 그룹별, 계층별로 제어신호를 구분함으로써 하나 또는 일부의 그룹들에 대해서 특정 위상 및 진폭을 가지는 정현파를 생성하도록 할 수 있으며, 하나 또는 일부의 그룹에 대하여 정현파를 생성하지 않도록 할 수도 있다.

즉, 동일한 그룹에 속해있다고 하더라도 그 그룹에 속한 모든 채널을 동작시킬 필요가 없는 경우에는 각각 채널에 적용되는 단계 1의 제어신호(EN_단계 1)를 이용하여 사용하지 않는 채널의 동작을 중지시킬 수도 있으며 여러 채널이 동시에 동작을 시작하였다 하더라도 개별의 제어신호를 이용해서 각각 끝나는 시간을 다르게 제어하는 것도 가능하다.

이러한 기능을 가지는 다중 채널 제어 시스템을 하나의 칩으로 구현함으로써 시간 단축과 제어 용이성의 효과를 얻을 수 있다. 즉 종전의 시스템의 경우에는 개별적인 정현파 발생 장치들의 병렬 조합으로 시스템을 구성함으로써, 각각의 채널 제어를 위해서는 전체적인 시스템 측면에서 우선적으로 개별 시스템을 선택, 제어하는 과정을 거쳐야 함으로 시스템 전체의 채널들을 제어하는 데에는 많은 시간이 소요된다. 그러나 본 발명의 실시예에 따르면 외부의 입력 장치(100)와 연결된 다중 채널 정현파 발생 장치(200)를 통해서 칩 내부의 각각의 채널에 대한 동작 정보를 전송함으로, 종래 기술에 비하여 각각의 채널을 제어하는 시간을 훨씬 단축시킨다.

또한 동일한 칩 내부에 있는 채널들에 대해서만 그룹 계층화 제어가 가능하도록 한 것이 아니라 복수의 칩을 사용하는 경우에도 개개의 칩을 계층적으로 그룹 화하여 동일한 제어방식을 적용할 수 있으므로 매우 간편하고 용이하게 정현파 발생 제어가 가능하다.

이와 같이 본 발명의 실시예에 따르면 환부 정보 및 정현파 정보를 입력 장치를 통하여 다중 채널 정현파 발생 장치(200)로 입력하면, 정현파 발생 장치가 정현파를 직접 생성함으로써, 용이하게 정현파를 생성할 수 있으며, 정현파의 조사 시간, 간격, 강도 등을 용이하고 효율적으로 제어할 수 있다.

또한, 종래 기술에 따르면, 각각의 위상 및 주파수에 따른 다수의 정현파를 미리 생성하여 입력 장치에 저장한 뒤, 환부 정보에 따라 적절한 정현파를 선택하도록 하는 방식을 이용하였기 때문에 입력 장치 또는 정현파 발생 장치는 매우 큰 용량을 필요로 하였으나, 본 발명에 따르면 입력 장치 또는 정현파 발생 장치의 저장 용량을 크게 감소시킬 수 있다.

즉, 본 발명의 실시예는 종래 기술에 따른 시스템의 대형화, 비용 문제와 수동적 채널 제어 방식과 실제 치료 단계까지 걸리는 시간적인 문제 등을 해결하고자 정현파 발생과 제어 방식의 알고리즘을 변경하여 보다 적은 비용으로 시스템을 구현함과 동시에 장비 운용자가 보다 쉽고 빠르며 동시에 정확하게 각 채널에 대한 운용을 가능하게 하였다. 이를 통해 궁극적으로 치료 시간의 단축과 치료 혜택의 범위를 확대를 가능하게 한다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 정현파를 생성하는 과정을 나타낸 도면이다.

도 2는 종래 기술에 따른 정현파 치료 시스템의 구성을 나타낸 것이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 의료용 정현파 치료 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 다중 채널 정현파 발생 장치의 구성을 나타낸 도면이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 정현파를 이용한 치료 시스템의 치료 방법에 대한 순서도이다.

도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 실시예에 따른 정현파 조사 장치가 환부에 정현파를 포커싱 시키는 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 정현파 조사 장치가 복수의 환부에 동시에 정현파를 포커싱 시키는 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 계층 별로 그룹화된 채널을 통하여 정현파를 출력하는 방식을 설명하기 위한 도면이다.

Claims (12)

1. 환부의 위치 및 크기에 대한 환부 정보, 그리고 상기 환부에 조사될 정현파 형태의 초음파가 투과되어야할 매질들의 특성에 따라 굴절율 및 감쇄율이 계산된 상기 초음파의 위상, 주파수, 세기, 조사 시간에 대한 초음파 출력 정보를 입력받는 입력부,

   상기 환부 정보 및 초음파 출력 정보로부터 초음파를 계층적으로 생성할 수 있도록 하는 제어신호를 생성하는 제어부,

   상기 제어신호를 이용하여 상기 초음파를 생성하는 복수의 정현파 생성부,

   상기 환부의 위치 및 크기에 따라 상기 복수의 초음파를 증폭시키는 증폭부, 그리고

   상기 증폭된 복수의 초음파를 복수의 채널을 통하여 출력하는 출력부를 포함하며,

   상기 제어 신호는,

   상기 복수의 정현파 생성부 각각에 대하여 개별적으로 인가되는 제1 제어 신호,

   상기 복수의 정현파 생성부를 2개 이상의 그룹으로 그룹핑하여, 각 그룹에 포함되는 복수의 정현파 생성부에 동시에 인가되는 제2 제어 신호,

   상기 복수의 정현파 생성부에 동시에 인가되는 제3 제어 신호 중 적어도 하나를 포함하며,

   상기 제어부는,

   상기 제1, 제2 및 제3 제어 신호 중에서 적어도 하나를 이용하여 상기 복수의 정현파 생성부로부터 출력되는 상기 초음파의 위상, 주파수 및 진폭을 계층적으로 제어하는 다중 채널 초음파 발생 장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 제어부는,

   상기 정현파 생성부로부터 생성되는 복수의 정현파가 각각 일정 위상 차이가 나도록 상기 제1 내지 제3 제어신호 중 적어도 하나를 인가하는 다중 채널 초음파 발생 장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 제어부는,

   특정 그룹에 포함되는 상기 정현파 생성부에서만 상기 정현파를 생성하도록 상기 제2 제어신호를 인가하는 다중 채널 초음파 발생 장치.
5. 제1항에 있어서,

   상기 제어부는,

   동일한 그룹에 포함되는 복수의 정현파 생성부 중에서 적어도 하나의 정현파 생성부에서만 상기 정현파를 생성하도록 상기 제1 제어신호를 인가하는 다중 채널 초음파 발생 장치.
6. 제1항에 있어서,

   상기 제어부는,

   복수의 환부에 동시에 상기 정현파가 조사되도록 상기 제3 제어신호를 인가하는 다중 채널 정현파 발생 장치.
7. 제1항에 있어서,

   상기 복수의 정현파 생성부는 칩 형태로 구현되는 다중 채널 초음파 발생 장치.
8. 환부의 위치 및 크기에 대한 환부 정보, 그리고 상기 환부에 조사될 정현파 형태의 초음파가 투과되어야할 매질들의 특성에 따라 굴절율 및 감쇄율이 계산된 상기 초음파의 위상, 주파수, 세기, 조사 시간에 대한 초음파 출력 정보를 입력받는 단계,

   상기 환부 정보 및 초음파 출력 정보로부터 초음파를 계층적으로 생성할 수 있도록 하는 제어신호를 생성하는 단계,

   복수의 정현파 생성부를 통하여 상기 제어신호를 이용하여 상기 초음파를 생성하는 단계,

   상기 환부의 위치 및 크기에 따라 상기 복수의 초음파를 증폭시키는 단계, 그리고

   상기 증폭된 복수의 초음파를 복수의 채널을 통하여 출력하는 단계를 포함하며,

   상기 제어 신호는,

   상기 복수의 정현파 생성부 각각에 대하여 개별적으로 인가되는 제1 제어 신호,

   상기 복수의 정현파 생성부를 2개 이상의 그룹으로 그룹핑하여, 각 그룹에 포함되는 복수의 정현파 생성부에 동시에 인가되는 제2 제어 신호,

   상기 복수의 정현파 생성부에 동시에 인가되는 제3 제어 신호 중 적어도 하나를 포함하며,

   상기 제1, 제2 및 제3 제어 신호 중에서 적어도 하나를 이용하여 상기 복수의 정현파 생성부로부터 출력되는 상기 초음파의 위상, 주파수 및 진폭을 계층적으로 제어하는 다중 채널 초음파 생성 방법.
9. 제8항에 있어서,

   상기 정현파 생성부로부터 생성되는 복수의 정현파가 각각 일정 위상 차이가 나도록 상기 제1 내지 제3 제어신호 중 적어도 하나를 인가하는 다중 채널 초음파 생성 방법.
10. 제9항에 있어서,

    동일한 그룹에 포함되는 복수의 정현파 생성부 중에서 적어도 하나의 정현파 생성부에서만 상기 정현파를 생성하도록 상기 제1 제어신호를 인가하거나,

    특정 그룹에 포함되는 상기 정현파 생성부에서만 상기 정현파를 생성하도록 상기 제2 제어신호를 인가하거나,

    복수의 환부에 동시에 상기 정현파가 조사되도록 상기 제3 제어신호를 인가하는 다중 채널 초음파 생성 방법.
11. 환부의 위치 및 크기에 대한 환부 정보, 그리고 상기 환부에 조사될 정현파 형태의 초음파가 투과되어야할 매질들의 특성에 따라 굴절율 및 감쇄율이 계산된 상기 초음파의 위상, 주파수, 세기, 조사 시간에 대한 초음파 출력 정보를 입력받는 입력 장치,

    상기 환부 정보 및 초음파 출력 정보로부터 초음파를 계층적으로 생성할 수 있도록 하는 제어신호를 생성하는 제어부, 상기 제어신호를 이용하여 상기 초음파를 생성하는 복수의 정현파 생성부, 상기 환부의 위치 및 크기에 따라 상기 복수의 초음파를 증폭시키는 증폭부를 포함하는 다중 채널 초음파 발생 장치, 그리고

    상기 복수의 채널을 통하여 출력된 상기 증폭된 복수의 초음파를 상기 환부에 조사시키는 초음파 조사 장치를 포함하며,

    상기 제어 신호는,

    상기 복수의 정현파 생성부 각각에 대하여 개별적으로 인가되는 제1 제어 신호,

    상기 복수의 정현파 생성부를 2개 이상의 그룹으로 그룹핑하여, 각 그룹에 포함되는 복수의 정현파 생성부에 동시에 인가되는 제2 제어 신호,

    상기 복수의 정현파 생성부에 동시에 인가되는 제3 제어 신호 중 적어도 하나를 포함하며,

    상기 제어부는,

    상기 제1, 제2 및 제3 제어 신호 중에서 적어도 하나를 이용하여 상기 복수의 정현파 생성부로부터 출력되는 상기 초음파의 위상, 주파수 및 진폭을 계층적으로 제어하는 다중 채널 초음파를 이용한 치료 시스템.
12. 제11항에 있어서,

    상기 다중 채널 초음파 발생 장치는,

    상기 정현파 생성부로부터 생성되는 복수의 정현파가 각각 일정 위상 차이가 나도록 상기 제1 내지 제3 제어신호 중 적어도 하나를 인가하는 다중 채널 초음파를 이용한 치료 시스템.

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