KR101302984B1 - 위상제어를 이용한 초음파 수술기의 제어장치 및 제어방법 - Google Patents

위상제어를 이용한 초음파 수술기의 제어장치 및 제어방법 Download PDF

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Abstract

초음파 수술 도중 핸드피스의 오동작을 감지하여 수술의 받는 환자에 대한 위험 발생을 방지할 수 있는 위상제어를 이용한 초음파 수술기의 제어장치 및 제어방법에 관하여 개시한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 수술기의 제어장치는, 수술용 팁과 초음파 진동자가 구비된 핸드피스를 포함하는 초음파 수술기의 제어장치로서, 핸드피스의 공진주파수를 검출하여 핸드피스의 구동을 제어하는 시스템 제어부와, 시스템 제어부의 제어신호를 전달받아 핸드피스를 구동시키는 초음파 구동부, 및 핸드피스의 전압, 전류 위상 차를 검출하고, 검출된 위상 차를 위상비교전압 형태로 변환하여 시스템 제어부로 피드백 하는 위상검출부를 포함한다.

Description

위상제어를 이용한 초음파 수술기의 제어장치 및 제어방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING ULTRASONIC SURGERY USING PHASE CONTROL}
본 발명은 위상제어를 이용한 초음파 수술기의 제어장치 및 제어방법에 관한 것으로, 초음파 수술 도중 핸드피스의 오동작을 감지하여 수술의 받는 환자에 대한 위험 발생을 방지할 수 있는 위상제어를 이용한 초음파 수술기의 제어장치 및 제어방법에 관한 것이다.
초음파 수술기는 초음파 진동을 발생시키는 진동자를 내장한 핸드피스에 절삭용 팁을 장착한 것으로, 초음파 진동을 통해 목표하는 수술 부위에만 수술 효과를 획득할 수 있도록 제안된 신개념의 수술 장치이다.
특히, 뼈, 치골 등과 같은 단단한 경부조직에는 절삭 효과를 발휘하고, 주변의 신경, 혈관, 근육 등과 같은 연부조직에는 상해를 입히지 않아 최근 의료업계에서 주목을 끌고 있다.
이에 따라, 치과, 성형외과 또는 정형외과 등과 같은 경부조직의 국부적인 수술이 필요한 의료분야에서 초음파 수술기의 활용은 점차적으로 증가하고 있다.
그런데, 만일 초음파 수술 도중에 핸드피스에 오동작이 발생되면, 해당 수술을 받는 환자가 위험해 질 수 있다. 따라서, 초음파 수술 도중에는 핸드피스의 동작에 이상이 있는지 유무가 항시 감지될 수 있어야 하며, 만일 핸드피스의 오동작이 감지된 경우 초음파 수술을 멈추거나 또는 오동작의 원인을 해결해야 할 필요성이 있다.
본 발명의 배경이 되는 기술로는 대한민국 공개특허공보 제2004-0080443호(공개일, 2004.09.18.)가 있으며, 상기 선행문헌에는 펄스 방식 초음파 장치 및 방법에 대한 기술이 개시되어 있다.
본 발명은 초음파 수술 중에 유발될 수 있는 핸드피스의 오동작을 신속하게 감지하여 수술을 받는 환자의 위험 부담을 해소할 수 있는 위상제어를 이용한 초음파 수술기의 제어장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 초음파 수술 중에 유발될 수 있는 핸드피스의 오동작을 신속하게 감지하여 수술을 받는 환자의 위험 부담을 해소할 수 있는 위상제어를 이용한 초음파 수술기의 제어방법을 제공한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 위상제어를 이용한 초음파 수술기의 제어장치는, 수술용 팁과 초음파 진동자가 구비된 핸드피스를 포함하는 초음파 수술기의 제어장치로서, 핸드피스의 공진주파수를 검출하여 상기 핸드피스의 구동을 제어하는 시스템 제어부; 상기 시스템 제어부의 제어신호를 전달받아 상기 핸드피스를 구동시키는 초음파 구동부; 및 상기 핸드피스의 전압, 전류 위상 차를 검출하고, 상기 검출된 위상 차를 위상비교전압 형태로 변환하여 상기 시스템 제어부로 피드백 하는 위상검출부;를 포함한다.
상기 위상검출부는, 상기 위상 차가 0°일 때, 1/2 Vcc의 위상비교전압을 발생시키고, 상기 위상 차가 양(+)의 값을 가질 경우, 1/2Vcc보다 큰 위상비교전압을 발생시키며, 상기 위상 차가 음(-)의 값을 가질 경우, 1/2Vcc보다 작은 위상비교전압을 발생시킨다.
이때, 상기 위상비교전압이 1/2 Vcc인 경우, 상기 시스템 제어부는 상기 핸드피스가 정상 구동 중인 것으로 판단한다.
또한, 상기 위상비교전압이 1/2Vcc보다 작은 경우, 상기 시스템 제어부는 상기 핸드피스로의 물 공급에 이상이 있는 것으로 판단하여, 초음파 수술기의 구동을 정지시키고 이상신호를 출력하도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 위상비교전압이 1/2Vcc보다 큰 경우, 상기 시스템 제어부는 상기 핸드피스에 장착된 상기 수술용 팁에 이상이 있는 것으로 판단하여, 초음파 수술기의 구동을 정지시키고 이상신호를 출력하도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 위상비교전압이 1/2Vcc보다 크고, 상기 검출된 전압 위상의 파형이 직류 형태로 나타날 경우, 상기 시스템 제어부는, 상기 핸드피스에 단락으로 인한 이상이 있는 것으로 판단하여, 초음파 수술기의 구동을 정지시키고 이상신호를 출력하도록 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 위상제어를 이용한 초음파 수술기의 제어방법은, 수술용 팁과 초음파 진동자가 구비된 핸드피스를 포함하는 초음파 수술기의 제어방법으로서, 핸드피스의 공진주파수를 검출하여 핸드피스의 구동에 필요한 제어신호를 출력하는 제어단계; 상기 제어신호를 전달받아 핸드피스를 구동시키는 구동단계; 및 상기 핸드피스의 전압, 전류 위상 차를 검출하고, 상기 검출된 위상 차를 위상비교전압 형태로 변환하여 발생시키는 위상검출단계;를 포함한다.
여기서, 상기 위상검출단계에서, 상기 검출된 위상 차가 0°일 때, 1/2 Vcc의 위상비교전압을 발생시키고, 상기 검출된 위상 차가 양(+)의 값을 가질 경우, 1/2Vcc보다 큰 위상비교전압을 발생시키며, 상기 검출된 위상 차가 음(-)의 값을 가질 경우, 1/2Vcc보다 작은 위상비교전압을 발생시킨다.
상기 위상검출단계 이후에, 상기 위상비교전압이 1/2Vcc보다 작은 경우, 상기 핸드피스로의 물 공급에 이상이 있는 것으로 판단하고, 상기 위상비교전압이 1/2Vcc보다 큰 경우, 상기 핸드피스에 장착된 수술용 팁에 이상이 있는 것으로 판단하며, 상기 위상비교전압이 1/2Vcc보다 크고, 상기 검출된 전압 위상의 파형이 직류 형태로 나타날 경우, 상기 핸드피스에 단락으로 인한 이상이 있는 것으로 판단하는 핸드피스 진단단계를 더 포함한다.
상기 핸드피스 진단단계 이후에, 상기 핸드피스에 이상이 있는 것으로 판단된 경우, 초음파 수술기의 구동을 정지시키고 이상신호를 출력하는 구동정지단계를 더 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면 초음파 수술 중에 유발될 수 있는 핸드피스의 오동작을 신속하게 감지할 수 있다. 그 결과 초음파 수술을 받는 환자의 위험을 줄일 수 있다.
특히, 핸드피스가 정상 구동될 때의 위상 파형 및 위상 비교 전압을 미리 파악하여, 핸드피스로의 물 공급이 중단되거나, 핸드피스에 단락 등의 문제가 있거나, 또는 핸드피스에 장착된 팁에 문제가 있을 때를 각각 판단하여 초음파 수술기의 구동을 멈추고 구동 이상신호를 출력한다.
이로써, 상기와 같은 핸드피스의 오작동으로 인해 나타날 수 있는 의료 사고의 발생을 미연에 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 수술기의 제어장치를 간략히 도시한 블록도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 수술기의 제어장치를 신호 흐름도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 수술기의 제어장치에서의 전압, 전류 위상 비교 특성을 나타낸 그래프.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 수술기의 제어장치를 이용하여 정상 구동 시 핸드피스의 위상검출결과를 보여주는 이미지.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 수술기의 제어장치를 이용하여 물 공급이 중단된 핸드피스의 위상검출결과를 보여주는 이미지.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 수술기의 제어장치를 이용하여 수술용 팁에 이상이 있는 핸드피스의 위상검출결과를 보여주는 이미지.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 수술기의 제어장치를 이용하여 단락이 발생된 핸드피스의 위상검출결과를 보여주는 이미지.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 수술기의 제어방법을 간략히 도시한 순서도.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 수술기의 제어방법 중 핸드피스 제어단계의 세부 단계를 나타낸 순서도.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 수술기의 제어방법 중 핸드피스 위상검출단계의 세부 단계를 나타낸 순서도.
본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 또한, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 위상제어를 이용한 초음파 수술기의 제어장치 및 제어방법에 관하여 상세히 설명하기로 한다.
초음파 수술기는 초음파 진동을 발생시키는 진동자가 내장된 핸드피스에 절삭용 팁을 장착한 것이다. 특히, 뼈, 치골 등과 같은 단단한 경부조직에는 절삭 효과를 발휘하고, 주변의 신경, 혈관, 근육 등과 같은 연부조직에는 상해를 입히지 않아 수술 효과를 극대화시킬 수 있는 장점이 있다.
그런데, 초음파 수술 도중에 핸드피스에 오동작이 나타날 수 있다.
대표적인 예를 3가지로 나누면, 첫째 핸드피스로의 물 공급이 중단되는 경우가 있다. 둘째, 핸드피스의 단락 등과 같이 장치 자체에 문제가 있는 경우가 있다. 셋째, 핸드피스에 장착된 팁에 문제가 발생되는 경우가 있다.
이와 같은 경우, 사용자는 핸드피스의 오동작을 감지하여 초음파 수술기의 구동을 멈추어야 한다. 만일 사용자가 상기와 같은 핸드피스의 오동작이 나타났음에도 불구하고, 이를 신속하게 파악하지 못한 채 초음파 수술을 계속 실시하게 되면, 환자에게 위험을 줄 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 수술기의 제어장치 및 제어방법은 상기와 같은 핸드피스 오동작을 신속하게 감지하여 초음파 수술기의 구동을 중단함과 동시에 사용자에게 이상신호를 알려주기 위한 목적으로 안출된 것이다
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 수술기의 제어장치를 간략히 도시한 블록도 이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 위상제어를 이용한 초음파 수술기의 제어장치(이하, 간략히 '초음파 수술기의 제어장치'라 함)(100)는 수술용 팁과 초음파 진동자가 구비된 핸드피스(H)를 포함하는 초음파 수술기를 제어하는 장치이다.
초음파 수술기의 제어장치(100)는 시스템 제어부(110), 초음파 구동부(120) 및 위상검출부(130)를 포함한다.
시스템 제어부(110)는 핸드피스의 공진주파수를 검출하여 상기 핸드피스의 구동을 제어하는 회로로 구성된다.
초음파 구동부(120)는 상기 시스템 제어부(110)의 제어신호를 전달받아 상기 핸드피스(H)를 구동시키는 회로로 구성된다.
그리고 위상검출부(130)는 상기 핸드피스(H)의 전압, 전류 위상 차를 검출하고, 상기 검출된 위상 차를 위상비교전압 형태로 변환시켜 발생시킨다. 그리고 발생된 위상비교전압을 시스템 제어부(110)로 피드백 전달하는 회로로 구성된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 수술기의 제어장치를 신호 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 도시된 초음파 수술기의 제어장치(100)의 전체적인 신호 흐름을 확인할 수 있다.
먼저, 시스템 제어부(110)에서 초음파의 주파수를 제어하는데, 이 경우 핸드피스(H)의 공진주파수를 검출한다. 그리고 초음파 수술기(더 구체적으로는 핸드피스)를 공진주파수로 구동시키도록 제어한다. 즉, 초음파 구동부(120)에 제어신호를 인가한다.
시스템 제어부(110)로부터 제어신호가 인가된 시스템 구동부(120)는 핸드피스를 공진주파수로 구동시킨다.
한편, 위상검출부(130)는 구동 중의 핸드피스(H)의 전압, 전류 위상 차를 검출한다.
그리고 위상검출부(130)에서는 검출된 핸드피스(H)의 전압, 전류 위상 차를 이용하여, 시스템 제어부(110)에서 분석 가능한 형태로 변환하여 위상비교전압을 발생시킨다.
이때, 발생된 위상비교전압은 시스템 제어부(110)로 전달되며, 시스템 제어부(110)에서는 핸드피스의 전압, 전류 위상 차는 물론, 이들로부터 변환시킨 위상비교전압을 통해 핸드피스의 정상 동작 또는 오동작을 판단한다.
만일 핸드피스에 오동작이 있을 경우에는 초음파 수술기(더 구체적으로는 핸드피스)의 구동을 정지시키고, 이상신호를 출력하여 사용자가 감지할 수 있게 해준다.
여기서, 상기 위상검출부(130)에서 검출된 핸드피스(H)의 전압, 전류 위상 차를 이용하여 위상비교전압이 발생되는 경우는 크게 3가지로 구분하여 살펴볼 수 있다. 이에 관해서는 이어서 설명될 도 3을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 수술기의 제어장치에서의 전압, 전류 위상 비교 특성을 나타낸 그래프이다.
도 3을 참조하면, 도시된 그래프에는 핸드피스의 전압, 전류 위상 차가 0°일 때에는 1/2 Vcc의 위상비교전압이 발생된다.
그리고 핸드피스의 전압, 전류 위상 차가 양(+)의 값(즉, 0°초과 360°이하)을 가질 때에는, 1/2Vcc보다 큰 위상비교전압(즉, 1/2Vcc초과 1Vcc이하)이 발생된다.
그리고 핸드피스의 전압, 전류 위상 차가 음(-)의 값(즉, -360°이상 0°미만)을 가질 때에는, 1/2Vcc보다 작은 위상비교전압(즉, 0Vcc이하 1/2Vcc미만)이 발생된다.
도 4 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 수술기의 제어장치의 위상검출부를 통해 검출된 전압, 전류 위상 파형 및 위상비교전압을 나타낸 이미지들이다.
먼저, 도 4는 핸드피스가 정상 구동 시의 위상검출결과를 보여준다. 이는 위상비교전압이 1/2 Vcc인 경우이다.
도시된 바와 같이, 초음파 수술기의 핸드피스가 공진주파수에 따라 구동되면, 핸드피스의 전압, 전류 위상을 비교하고 부하에 따른 공진주파수를 보정한다. 핸드피스가 정상 구동 중일 경우에는 핸드피스의 전압, 전류 위상은 부하에 따라 변화한다.
구체적인 예로서, 구동전압(Vcc)이 5V인 경우, 시스템 제어부에서는 위상비교전압이 2.0 ~3.0V 사이가 되도록 제어한다.
이때, 위상비교전압이 2.5V(즉, 1/2Vcc)보다 높아질수록 전압 위상이 전류 위상보다 앞서고, 위상비교전압이 2.5V(즉, 1/2Vcc)보다 낮아질수록 전압 위상이 전류 위상보다 뒤선다.
따라서, 전압, 전류 위상이 일치하면 핸드피스의 최대 출력을 사용할 수 있으므로, 시스템 제어부는 최대한 전압, 전류 위상이 일치되도록 핸드피스의 위상을 제어한다.
다음으로, 도 5는 핸드피스의 물 공급에 이상이 있는 경우의 위상검출결과를 보여준다. 이는 위상비교전압이 1/2Vcc보다 작은 경우에 해당한다.
초음파 수술기의 구동 시, 핸드피스로의 물 공급이 원활하지 않으면, 핸드피스의 온도가 증가하여 공진주파수가 변화된다. 그리고 핸드피스의 공진주파수가 변화되면, 핸드피스의 전압, 전류 위상 역시 일치하지 않고 계속 변화하게 된다.
구체적인 예로서, 구동전압(Vcc)이 5V인 경우 물 공급이 중단되면 위상비교전압은 0V(즉, 1/2Vcc 미만)로 떨어지게 된다. 즉, 전압 위상이 전류 위상보다 360도 뒤서게 되며, 핸드피스의 출력은 약하게 되고 온도는 증가하게 된다. 이때, 시스템 제어부에서는 핸드피스의 구동을 정지시키고, 물 공급 중단에 관한 이상신호를 출력한다.
다음으로, 도 6은 핸드피스에 단락 등의 이상이 있을 경우의 위상검출결과를 보여준다.
만일, 초음파 수술기의 구동 시, 핸드피스가 단락 되거나 이상이 있을 경우, 전압 위상 파형은 직류로 되고, 위상비교전압이 1/2Vcc보다 크게 나타난다.
구체적인 예로서, 구동전압(Vcc)이 5V일 경우, 핸드피스에 단락 등의 이상이 있을 경우에는 도 6에 도시된 바와 같이 전압 위상 파형은 직류로 나타나고, 위상비교전압은 4.9V이상(즉, 1/2V초과)으로 발생된다. 즉, 전압 위상이 전류 위상보다 360도 앞서게 된다. 이때, 시스템 제어부에서는 핸드피스의 구동을 정지시키고, 단락 등의 문제에 관한 이상신호를 출력한다.
다음으로, 도 7은 핸드피스에 장착된 수술용 팁에 이상이 있을 경우의 위상검출결과를 보여준다.
만일 초음파 수술기의 구동 시, 핸드피스에 장착된 수술용 팁에 문제가 있을 경우, 위상비교전압이 1/2Vcc보다 크게 나타난다. 다시 말해, 앞서 살펴본 도 6과 달리 전압 위상 파형은 직류로 나타나지 않는다.
구체적이 예로서, 구동전압(Vcc)이 5V일 경우, 핸드피스에 장착된 수술용 팁에 이상이 있을 경우, 위상비교전압은 4.9V이상(즉, 1/2Vcc초과)로 발생되며, 전압 위상이 전류 위상보다 360도 앞서게 된다. 이 경우, 시스템 제어부는 핸드피스의 구동을 정지시키고, 팁 이상에 관한 이상신호를 출력한다.
이와 같은 방식으로, 초음파 수술기의 구동 중 핸드피스에서 발생되는 오동작을 신속하게 감지하고, 초음파 수술기의 구동을 중단시킴에 따라 환자의 위험 부담을 감소시키고, 안정적인 초음파 수술을 실시할 수 있게 된다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 수술기의 제어방법을 간략히 도시한 순서도이다.
도 8을 참조하여, 위상제어를 이용한 초음파 수술기의 제어방법에 관하여 단계별로 살펴보기로 한다.
핸드피스 제어단계(ST100)
이 단계에서는, 도 9에 나타난 바와 같이, 핸드피스 공진주파수 검출하고 (ST110)와, 상기 검출된 공진주파수에 따라 핸드피스를 구동 제어한다(ST120).
핸드피스 구동단계(ST200)
이 단계에서는, 이전 단계(ST100)에서 출력된 제어신호를 전달 받아 핸드피스를 구동한다. 이때, 핸드피스는 이전 단계(ST100)에서 검출된 공진주파수에 따라 제어되어 정상 구동될 수 있다.
핸드피스 위상검출단계(ST300)
이 단계는, 도 10에 나타난 바와 같이, 핸드피스의 전압, 전류 위상 차를 검출하고(ST310), 상기 검출된 위상 차를 위상비교전압 형태로 변환하여 발생시킨다(ST320).
핸드피스 위상검출단계에서는, 상기 검출된 위상 차가 0°일 때, 1/2 Vcc의 위상비교전압을 발생시킨다.
또한, 상기 검출된 위상 차가 양(+)의 값을 가질 경우 1/2Vcc보다 큰 위상비교전압을 발생시키며, 상기 검출된 위상 차가 음(-)의 값을 가질 경우 1/2Vcc보다 작은 위상비교전압을 발생시킨다.
핸드피스 진단단계(ST400)
이 단계에서는, 상기 핸드피스 위상검출단계에서 발생된 위상비교전압이 1/2Vcc보다 작은 경우, 핸드피스로의 물 공급에 이상이 있는 것으로 판단한다.
그리고, 위상비교전압이 1/2Vcc보다 큰 경우, 핸드피스에 장착된 수술용 팁에 이상이 있는 것으로 판단한다.
그리고 위상비교전압이 1/2Vcc보다 크고, 상기 검출된 전압 위상의 파형이 직류 형태로 나타날 경우, 핸드피스에 단락 등의 이상이 있는 것으로 판단한다.
핸드피스 구동정지단계(ST500)
이 단계에서는 앞서 핸드피스 진단단계 이후에 핸드피스에 이상이 있는 것으로 판단된 경우, 초음파 수술기의 구동을 정지시키고 이상신호를 출력한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의하면 초음파 수술 중에 유발될 수 있는 핸드피스의 오동작을 신속하게 감지할 수 있다. 그 결과 초음파 수술을 받는 환자의 위험을 줄일 수 있다.
특히, 핸드피스가 정상 구동될 때의 위상 파형 및 위상 비교 전압을 미리 파악하여, 핸드피스로의 물 공급이 중단되거나, 핸드피스에 단락 등의 문제가 있거나, 또는 핸드피스에 장착된 팁에 문제가 있을 때를 각각 판단하여 초음파 수술기의 구동을 멈추고 구동 이상신호를 출력한다. 이로써, 상기와 같은 핸드피스의 오작동으로 인해 나타날 수 있는 의료 사고의 발생을 미연에 방지할 수 있다.
이상으로 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 위상제어를 이용한 초음파 수술기의 제어장치 및 제어방법에 관하여 구체적으로 살펴보았다.
전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술된 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의해 나타내어질 것이다. 그리고 후술될 특허청구범위의 의미 및 범위는 물론, 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 및 변형 가능한 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
H: 핸드피스
Vcc: 구동전압
100: 초음파 수술기의 제어장치
110: 시스템 제어부
120: 초음파 구동부
130: 위상검출부

Claims (10)

  1. 수술용 팁과 초음파 진동자가 구비된 핸드피스를 포함하는 초음파 수술기의 제어장치로서,
    핸드피스의 공진주파수를 검출하여 상기 핸드피스의 구동을 제어하는 시스템 제어부;
    상기 시스템 제어부의 제어신호를 전달받아 상기 핸드피스를 구동시키는 초음파 구동부; 및
    상기 핸드피스의 전압, 전류 위상 차를 검출하고, 상기 검출된 위상 차를 위상비교전압 형태로 변환하여 상기 시스템 제어부로 피드백 하는 위상검출부;를 포함하며,
    상기 위상검출부는 상기 위상 차가 0°일 때, 1/2 Vcc의 위상비교전압을 발생시키고, 상기 위상 차가 양(+)의 값을 가질 경우, 1/2Vcc보다 큰 위상비교전압을 발생시키며, 상기 위상 차가 음(-)의 값을 가질 경우, 1/2Vcc보다 작은 위상비교전압을 발생시키는 위상제어를 이용한 초음파 수술기의 제어장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 위상비교전압이 1/2 Vcc인 경우,
    상기 시스템 제어부는 상기 핸드피스가 정상 구동 중인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 위상제어를 이용한 초음파 수술기의 제어장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 위상비교전압이 1/2Vcc보다 작은 경우,
    상기 시스템 제어부는 상기 핸드피스로의 물 공급에 이상이 있는 것으로 판단하여, 초음파 수술기의 구동을 정지시키고 이상신호를 출력하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 위상제어를 이용한 초음파 수술기의 제어장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 위상비교전압이 1/2Vcc보다 큰 경우,
    상기 시스템 제어부는 상기 핸드피스에 장착된 상기 수술용 팁에 이상이 있는 것으로 판단하여, 초음파 수술기의 구동을 정지시키고 이상신호를 출력하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 위상제어를 이용한 초음파 수술기의 제어장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 위상비교전압이 1/2Vcc보다 크고, 상기 검출된 전압 위상의 파형이 직류 형태로 나타날 경우,
    상기 시스템 제어부는, 상기 핸드피스에 단락으로 인한 이상이 있는 것으로 판단하여, 초음파 수술기의 구동을 정지시키고 이상신호를 출력하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 위상제어를 이용한 초음파 수술기의 제어장치.
  7. 수술용 팁과 초음파 진동자가 구비된 핸드피스를 포함하는 초음파 수술기의 제어방법으로서,
    핸드피스의 공진주파수를 검출하여 핸드피스의 구동을 위한 제어신호를 출력하는 제어단계;
    상기 제어신호를 전달받아 핸드피스를 구동시키는 구동단계; 및
    상기 핸드피스의 전압, 전류 위상 차를 검출하고, 상기 검출된 위상 차를 위상비교전압 형태로 변환하여 발생시키는 위상검출단계;를 포함하며,
    상기 위상검출단계에서, 상기 검출된 위상 차가 0°일 때, 1/2 Vcc의 위상비교전압을 발생시키고, 상기 검출된 위상 차가 양(+)의 값을 가질 경우, 1/2Vcc보다 큰 위상비교전압을 발생시키며, 상기 검출된 위상 차가 음(-)의 값을 가질 경우, 1/2Vcc보다 작은 위상비교전압을 발생시키는 위상제어를 이용한 초음파 수술기의 제어방법.
  8. 삭제
  9. 제7항에 있어서,
    상기 위상검출단계 이후에,
    상기 위상비교전압이 1/2Vcc보다 작은 경우, 상기 핸드피스로의 물 공급에 이상이 있는 것으로 판단하고,
    상기 위상비교전압이 1/2Vcc보다 큰 경우, 상기 핸드피스에 장착된 수술용 팁에 이상이 있는 것으로 판단하며,
    상기 위상비교전압이 1/2Vcc보다 크고, 상기 검출된 전압 위상의 파형이 직류 형태로 나타날 경우, 상기 핸드피스에 단락으로 인한 이상이 있는 것으로 판단하는 핸드피스 진단단계를 더 포함하는 위상제어를 이용한 초음파 수술기의 제어방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 핸드피스 진단단계 이후에,
    상기 핸드피스에 이상이 있는 것으로 판단된 경우, 초음파 수술기의 구동을 정지시키고 이상신호를 출력하는 구동정지단계를 더 포함하는 위상제어를 이용한 초음파 수술기의 제어방법.
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