KR101338241B1 - Laser handpiece combined with resonator - Google Patents

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Abstract

본 발명은 의료용 레이저 장치에 사용되는 핸드피스에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 레이저 공진기와 핸드피스를 연결하던 광파이버를 제거하면서 연결부재를 통해 레이저 공진기를 직접 핸드피스에 연결한 레이저 공진기 결합형 핸드피스 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 레이저 공진기 결합형 핸드피스 장치는 레이저빔을 생성하는 레이저 공진기; 상기 레이저 공진기에서 전송되는 레이저빔을 외부로 조사하고, 사용자가 파지하는 핸드피스; 상기 레이저 공진기에 대한 상기 핸드피스의 각도 조절이 가능하도록 상기 레이저 공진기와 상기 핸드피스를 연결하는 관절암을 갖는 연결부재;를 포함하여 이루어진다. The present invention relates to a handpiece used in a medical laser device, and more particularly, a laser resonator coupled handpiece in which a laser resonator is directly connected to a handpiece through a connecting member while removing an optical fiber connecting the laser resonator and the handpiece. Relates to a device.
Laser resonator coupled handpiece device according to the present invention comprises a laser resonator for generating a laser beam; A handpiece that irradiates the laser beam transmitted from the laser resonator to the outside and is gripped by a user; And a connection member having a joint arm connecting the laser resonator and the handpiece so as to adjust an angle of the handpiece with respect to the laser resonator.

Description

레이저 공진기 결합형 핸드피스 장치{Laser handpiece combined with resonator}Laser handpiece combined with resonator

본 발명은 의료용 레이저 장치에 사용되는 핸드피스에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 레이저 공진기와 핸드피스를 연결하던 광파이버를 제거하면서 연결부재를 통해 레이저 공진기를 직접 핸드피스에 연결한 레이저 공진기 결합형 핸드피스 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a handpiece used in a medical laser device, and more particularly, a laser resonator coupled handpiece in which a laser resonator is directly connected to a handpiece through a connecting member while removing an optical fiber connecting the laser resonator and the handpiece. Relates to a device.

의료용으로 사용하는 레이저장치는 도1에서 보는 바와 같이, 일반적으로 본체(1)에 레이저빔을 생성 출력하는 레이저 공진기(2)가 장착되고, 사용자(통상 의사)가 파지하며 레이저빔을 환자에게 조사하는 핸드피스(3)는 광파이버(4)를 통해 레이저 공진기(2)와 연결되는 구조로 이루어진다. As shown in FIG. 1, a laser apparatus used for medical purposes is generally equipped with a laser resonator 2 that generates and outputs a laser beam on a main body 1, and is held by a user (usually a doctor) and irradiates a laser beam to a patient. Handpiece 3 is made of a structure that is connected to the laser resonator 2 through the optical fiber (4).

이때, 레이저빔을 전송하는 광파이버(4)는 핸드피스(3)의 위치조절이 편리하도록 약 2m 내외의 길이를 갖고 휘어짐이 가능하다.
At this time, the optical fiber 4 for transmitting the laser beam can be bent with a length of about 2m to facilitate the position adjustment of the handpiece (3).

그런데 위와 같은 종래기술에 따른 레이저장치에서 문제는 광파이버(4)에서 레이저빔의 전송손실율이 상당하는 것이다. However, the problem in the laser device according to the prior art as described above is that the transmission loss ratio of the laser beam in the optical fiber (4) is considerable.

예를 들면, 2900nm-3000nm 파장 대역의 레이저빔이 광파이버(4)를 통과하여 전송되는 과정에서 30% 이상의 전송손실이 발생고, 특히 치과에서 주로 사용하는 2940nm 파장의 레이저빔은 광파이버(4)에서의 전송손실인 60%~70% 정도로 상당히 높다.
For example, a transmission loss of 30% or more occurs in the process of transmitting a laser beam having a wavelength range of 2900 nm to 3000 nm through the optical fiber 4, and a laser beam having a wavelength of 2940 nm, which is mainly used in dentistry, is used in the optical fiber 4 The transmission loss is 60% ~ 70%.

광파이버(4)에서 레이저빔의 전송손실이 발생되면 이를 보충하고, 손실로 발생되는 열을 냉각시키기 위해 그만큼 본체에 구비되는 전원장치(5)와 냉각장치(6)의 용량이 커야한다.
When the transmission loss of the laser beam is generated in the optical fiber 4, the capacity of the power supply device 5 and the cooling device 6 provided in the main body must be large in order to compensate for this and to cool the heat generated by the loss.

그리고, 또한 2900nm-3000nm 파장 대역의 레이저빔에서 사용가능한 광섬유는 일반 실리카 재질의 광파이버가 아니라 현재 sapphire나 fluoride, hollow wave guide 3가지 존재하는데, 모두 기계적인 충격에 부러지기 쉽다.
In addition, the optical fiber that can be used in the laser beam in the wavelength range of 2900nm-3000nm is not an ordinary fiber made of silica but currently three kinds of sapphire, fluoride, and hollow wave guide, all of which are prone to mechanical shock.

그리고 광파이버는 외부습기에 매우 취약하기 때문에 팁 교체시 외부로 노출되어 불순물이나 습기가 광섬유에 흡착될 수 있다. 또한 팁에 묻어있는 오염물 등이 레이저에 맞으면서 연기 등의 미세불순물을 발생시켜 광파이버 표면에 흡착되기도 한다.
And because the optical fiber is very vulnerable to external moisture, impurities or moisture can be adsorbed onto the optical fiber by exposing it to the outside during tip replacement. In addition, contaminants on the tip may be adsorbed onto the surface of the optical fiber by generating fine impurities such as smoke while being hit by the laser.

이러한 흡착된 불순물은 레이저발생시 순간적으로 광파이버의 파손을 가져오고 더 이상 사용할 수 없게 만들어 교체를 해야만 하는데, 의료용 레이저장치에서는 광파이버 주변으로 핸드피스로 스프레이를 위한 물,공기를 흘려보내는 튜브가 존재하는 등 광파이버 교체시에는 이 모든 것도 함께 교체되어야 하기 때문에 상당히 어려운 작업이 된다. 즉 사용자가 쉽게 할 수 있는 작업이 안되기 때문에 발생시마다 전문정비사가 방문해야하는 문제가 있다.
Such adsorbed impurities must immediately replace the optical fiber when the laser is generated and it can no longer be used. In medical laser devices, there are tubes for spraying water and air for spraying to the handpiece around the optical fiber. Replacing fiber optics can be a daunting task because all of these must be replaced together. In other words, there is a problem that must be visited by a professional mechanic every time, because the user can not easily work.

본 발명은 위와 같이 종래기술에 따른 의료용 레이저장치에서 레이저공진기와 핸드피스를 광파이버로 연결함으로써 발생되는 여러 가지 문제를 해결하기 위해 안출된 발명으로서, 광파이버를 제거하고 대신 레이저 공진기를 연결부재를 이용하여 핸드피스에 직접 연결함으로써, 레이저빔의 전송손실이 없도록 하고, 그에 따라 전원장치와 냉각장치 등의 용량이 적어도 되어 비용이 저렴하고, 유지보수 작업도 편리한 레이저 공진기 결합형 핸드피스 장치를 제공함을 목적으로 한다.
The present invention has been made to solve the various problems caused by connecting the laser resonator and the handpiece in the medical laser device according to the prior art as an optical fiber, by removing the optical fiber and using a laser resonator instead of connecting members By connecting directly to the handpiece, there is no transmission loss of the laser beam, and accordingly, the capacity of the power supply device and the cooling device is minimized, so that the cost is low and the maintenance work is convenient. It is done.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 레이저 공진기 결합형 핸드피스 장치는 Laser resonator coupled handpiece device according to the present invention for achieving the above object

레이저빔을 생성하는 레이저 공진기;A laser resonator for generating a laser beam;

상기 레이저 공진기에서 전송되는 레이저빔을 외부로 조사하고, 사용자가 파지하는 핸드피스;A handpiece that irradiates the laser beam transmitted from the laser resonator to the outside and is gripped by a user;

상기 레이저 공진기에 대한 상기 핸드피스의 각도 조절이 가능하도록 상기 레이저 공진기와 상기 핸드피스를 연결하는 관절암을 갖는 연결부재;를 포함하여 이루어진다.
And a connection member having a joint arm connecting the laser resonator and the handpiece so as to adjust an angle of the handpiece with respect to the laser resonator.

그리고 상기 핸드피스는 And the handpiece is

상기 공진기에서 전송되는 레이저빔을 모아는 렌즈와, A lens collecting the laser beam transmitted from the resonator;

상기 렌즈를 통과한 레이저빔이 입사되는 광섬유와,An optical fiber to which a laser beam passing through the lens is incident;

상기 광섬유를 통과한 레이저빔을 외부로 조사하는 팁을 포함하는 것을 특징으로 하고,
And characterized in that it comprises a tip for irradiating the laser beam passing through the optical fiber to the outside,

상기 연결부재는 The connecting member

상기 관절암 내부에 내장되고, 상기 핸드피스의 각도 변경에 대응하여 상기 레이저 공진기에서 전송되는 레이저빔의 광경로를 변경하여 상기 핸드피스로 전송하는 다수의 반사경을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
It is characterized in that it further comprises a plurality of reflectors which are embedded in the joint arm, and changes the optical path of the laser beam transmitted from the laser resonator in response to the angle change of the handpiece to transmit to the handpiece.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 레이저 공진기 결합형 핸드피스 장치는 종래기술에서 레이저 공진기와 핸드피스를 연결하던 광파이버를 사용하지 않음으로써 광파이버에서 전송되는 레이저빔의 전송손실이 없고, 그에 따라 전원장치와 냉각장치 등의 용량이 적은 것을 사용하여도 되고, 레이저 공진기 역시 소형의 것을 사용할 수 있게 되어, 레이저장치의 제조비용을 획기적으로 줄일 수 있다. The laser resonator coupled handpiece device according to the present invention having such a configuration has no transmission loss of the laser beam transmitted from the optical fiber by not using the optical fiber connecting the laser resonator and the handpiece in the prior art, and thus the power supply device. A small capacity such as a cooling device and a cooling device may be used, and a small size of the laser resonator can also be used, which can significantly reduce the manufacturing cost of the laser device.

또한 광파이버의 손상이 발생될 소지도 없고, 광파이버의 교체를 위해 전문정비사가 필요하지 않다.
In addition, there is no possibility of damaging the optical fiber, and no professional mechanic is required to replace the optical fiber.

도 1 은 종래기술에 따른 의료용 레이저장치의 구성도.
도 2 는 본 발명에 따른 레이저 공진기 결합형 핸드피스 장치가 사용된 레이저장치의 구성도.
도 3 은 본 발명에 따른 레이저 공진기 결합형 핸드피스 장치의 구성도.
도 4 는 본 발명에 따른 레이저 공진기 결합형 핸드피스 장치에 사용된 연결부재의 일례도.1 is a block diagram of a medical laser device according to the prior art.
2 is a block diagram of a laser device using a laser resonator coupled handpiece device according to the present invention.
Figure 3 is a block diagram of a laser resonator coupled handpiece device according to the present invention.
Figure 4 is an example of a connecting member used in the laser resonator coupled handpiece device according to the present invention.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 따른 레이저 공진기 결합형 핸드피스 장치에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.
Hereinafter, a laser resonator coupled handpiece device according to the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

우선, 도2에서 보는 바와 같이 본 발명에 따른 레이저 공진기 결합형 핸드피스 장치가 적용된 의료용 레이저장치는 본체(10)에 전원장치(50), 냉각장치(60), 컨트롤러(70), 사용자의 조작을 위한 터치패널식 모니터(80) 등이 구비되고, 사용자가 파지하며 환자에게 레이저빔을 조사하는 핸드피스(30)에는 레이저공진기(20)가 연결부재(40)를 통해 결합되어 있고, 핸드피스(30)에 결합된 레이저 공진기(20)는 전원케이블을 통해 전원장치(50)로부터 레이저빔 생성을 위한 전원을 공급받는다.
First, as shown in FIG. 2, the medical laser apparatus to which the laser resonator coupled handpiece device is applied according to the present invention includes a power supply device 50, a cooling device 60, a controller 70, and a user's operation of the main body 10. A touch panel monitor 80 is provided for the user, and the handpiece 30 which the user grips and irradiates the laser beam to the patient is coupled to the laser resonator 20 through the connection member 40, and the handpiece. The laser resonator 20 coupled to 30 receives power for generating a laser beam from the power supply device 50 through a power cable.

본 발명은 광파이버가 제거됨에 따라 레이저빔의 전송손실이 감소하기 때문에 레이저 공진기(20)를 소형화하여 직접 핸드피스(30)에 연결하여도 사용자가 느끼는 무게감은 크게 증가하지 않게 된다.
In the present invention, since the transmission loss of the laser beam is reduced as the optical fiber is removed, even if the laser resonator 20 is miniaturized and directly connected to the handpiece 30, the weight felt by the user does not increase significantly.

광파이버를 사용한 경우 최종단의 레이저의 세기를 비교할 때 같은 세기에서 광파이버를 제거한 경우가 전송손실을 보상하기 때문에 레이저 공진기(20)의 용량이 낮아지게 되고 크기도 작아지게 되어 핸드피스(30)와 연결되어도 충분히 조작가능한 크기가 된다.
When the optical fiber is used, when the optical fiber is removed at the same intensity when comparing the intensity of the laser at the final stage, the capacity of the laser resonator 20 is reduced and the size is also reduced because the optical fiber is compensated for the transmission loss. Even if it is, it becomes size which can be fully operated.

상기 연결부재(40)는 상기 레이저 공진기(20)와 핸드피스(30)를 연결하고, 환자 치료에 불편함이 없도록, 즉, 레이저 공진기(20)에 대한 핸드피스(30)의 각도 조절이 자유로워 레이저빔의 조사방향을 사용자가 임의로 간편하게 변경할 수 있도록 각도 조절이 자유로운 제1관절(41)과 제2관절(43)로 이루어지는 관절암과, 관절암의 각도 변경에 대응하여 레이저 공진기(20)에서 전송되는 레이저빔이 핸드피스(30)로 전송되도록 광경로를 변경하는 반사경(45, 47)을 포함하여 이루어진다.
The connecting member 40 connects the laser resonator 20 and the handpiece 30, so that there is no inconvenience in treating the patient, that is, the angle of the handpiece 30 with respect to the laser resonator 20 is freely adjusted. Joint resonator 20 in response to a joint arm consisting of a first joint 41 and a second joint 43, the angle of which can be arbitrarily adjusted so that a user can arbitrarily change the direction of the lower laser beam, and the angle of the joint arm. It comprises a reflector (45, 47) for changing the optical path so that the laser beam transmitted from the transmitted to the handpiece (30).

상기 제1관절(41)은 일측이 상기 레이저 공진기(20)에 회전 가능하게 연결되고, 상기 제2관절(43)은 일측이 상기 제1관절(41) 타측에 회전 가능하게 연결되고 타측이 상기 레이저 공진기(20)에 연결되어, 상기 핸드피스(30)는 상기 레이저 공진기(20)에 대하여 어느 방향으로든 각도 조절이 자유롭다.
One side of the first joint 41 is rotatably connected to the laser resonator 20, and one side of the second joint 43 is rotatably connected to the other side of the first joint 41, and the other side of the first joint 41 is rotatable. Connected to the laser resonator 20, the handpiece 30 is free to adjust the angle in any direction with respect to the laser resonator 20.

상기 반사경(45, 47)은 상기 관절암(41, 47)에 내장되고, 핸드피스(30)의 각도가 변경되더라도 상기 레이저 공진기(20)에서 전송되는 레이저빔을 상기 핸드피스(30)로 전송시킨다.
The reflectors 45 and 47 are embedded in the joint arms 41 and 47, and the laser beam transmitted from the laser resonator 20 is transmitted to the handpiece 30 even when the angle of the handpiece 30 is changed. Let's do it.

상기 핸드피스(30)는 상기 관절암(40)을 통해 상기 레이저 공진기(20)에서 전송되는 레이저빔을 외부로 출력하여 환자에게 조사한다.
The handpiece 30 outputs the laser beam transmitted from the laser resonator 20 to the outside through the joint arm 40 to irradiate the patient.

상기 핸드피스(30)는 The handpiece 30

사용자가 파지하는 하우징(31)과, A housing 31 held by a user;

단부에 구비되어 레이저빔을 외부로 조사하는 팁(39)과, A tip 39 provided at the end to irradiate the laser beam to the outside;

상기 관절암(40)의 반사경(45, 47)을 통과하여 입사되는 레이저빔을 모아주어 작은 스팟으로 만들어주는 렌즈(33)와, A lens 33 for collecting a laser beam incident through the reflectors 45 and 47 of the articulation arm 40 to make a small spot;

상기 렌즈(33)를 통과한 작은 스팟의 레이저빔을 입사받아 전송하는 광섬유(35)와, An optical fiber 35 for receiving and transmitting a laser beam having a small spot passing through the lens 33;

상기 광섬유(35)에서 출력되는 레이저빔을 집속하여 상기 팁(39)으로 전송하는 구면경(37)을 포함한다.
It includes a spherical mirror (37) for focusing the laser beam output from the optical fiber 35 to transmit to the tip (39).

상기 렌즈(33)와 광섬유(35)가 없이, 상기 연결부재(40)의 반사경(45, 47)에서 반사되는 레이저빔이 상기 핸드피스(30)의 구면경(37)에 직접 입사되도록 할 수도 있지만, 상기 연결부재(40)의 관절암(41, 43)의 각도 변경에 따라 미세한 기계적인 오차가 발생되고, 미세한 오차는 반사경(45, 47)의 수cm 내지 수십cm 뒤에 있는 구면경의 일정 위치에 레이저빔이 항상 정확하게 입사되도록 하는데 방해가도니다.
Without the lens 33 and the optical fiber 35, the laser beam reflected from the reflector 45, 47 of the connecting member 40 may be directly incident on the spherical mirror 37 of the handpiece 30, In accordance with the change of the angle of the joint arm (41, 43) of the connecting member 40, a minute mechanical error is generated, the minute error is at a certain position of the spherical mirror that is a few cm to several tens of centimeters behind the reflector (45, 47) It also interferes with ensuring that the laser beam is always incident correctly.

따라서 연결부재(40)의 제2관절(43) 후단에 초점 거리가 짧은 렌즈(33)를 두어 반사경(47)에서 입사되는 레이저빔이 렌즈(33)를 통과하면서 집속되어 작은 스팟으로 되도록 하고, 렌즈(33)를 통과한 레이저빔이 집속되는 지점에 광섬유(35)의 일단을 배치하여 광섬유(35)가 레이저빔을 소실 없이 입사 받고, 입사된 레이저빔을 구면경(37)의 정확한 위치로 입사되도록 한다.
Therefore, a lens 33 having a short focal length is provided at the rear end of the second joint 43 of the connecting member 40 so that the laser beam incident from the reflector 47 is focused while passing through the lens 33 to form a small spot. One end of the optical fiber 35 is disposed at the point where the laser beam passing through the lens 33 is focused so that the optical fiber 35 receives the laser beam without loss, and the incident laser beam enters the correct position of the spherical mirror 37. Be sure to

이때, 초점거리가 짧을수록 작은 초점스팟을 만들 수 있기 때문에 상기 렌즈(33)를 통해 작은 스팟으로 집속된 레이저빔은 수백um의 가는 광섬유(35)에도 손실 없이 입사될 수가 있다. 그리고 광섬유(35)는 길이가 10cm 내외 정도에 불과하여 레이저빔의 전송손실은 무시할 수 있는 정도에 지나지 않는다.
At this time, the shorter the focal length, the smaller the focal spot can be made, so that the laser beam focused on the small spot through the lens 33 can be incident without loss to the hundreds of um of the thin optical fiber 35. In addition, the optical fiber 35 is only about 10 cm in length, so the transmission loss of the laser beam is only negligible.

그리고 핸드피스(30)의 사용 중에 빈번하게 손상을 일으키는 것이 광섬유(35), 구면경(37), 팁(39)인데, 전문가가 아니어도 사용자가 쉽게 교체 가능하도록 이들 광섬유(35), 구면경(37), 팁(39)은 하우징(31)에 결하되는 구조를 갖는 것이 바람직하다.
Frequent damage to the handpiece 30 during use is the optical fiber 35, spherical mirror 37, and tip 39, so that the optical fiber 35 and spherical mirror 37 can be easily replaced by a user without being an expert. ), The tip 39 preferably has a structure that is attached to the housing 31.

이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 디지털 캡쳐 장치에 대해 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.
In the above description of the present invention, a digital capture device having a specific shape and structure has been described with reference to the accompanying drawings. However, the present invention can be variously modified and changed by those skilled in the art, and the modifications and changes are protected by the present invention. Should be interpreted as being within the scope.

10 : 본체 20 : 레이저 공진기
30 : 핸드피스
31 : 하우징 33 : 렌즈
35 : 광섬유 37 : 구면경
39 : 팁
40 : 연결부재
41, 43 : 관절암 43, 45 : 반사경10 main body 20 laser resonator
30: handpiece
31 housing 33 lens
35 optical fiber 37 spherical mirror
39: Tips
40:
41, 43: articular cancer 43, 45: reflector

Claims (3)

레이저빔을 생성하는 레이저 공진기;
상기 레이저 공진기에서 전송되는 레이저빔을 외부로 조사하고, 사용자가 파지하는 핸드피스;
상기 레이저 공진기에 대한 상기 핸드피스의 각도 조절이 가능하도록 상기 레이저 공진기와 상기 핸드피스를 연결하는 관절암을 갖는 연결부재;를 포함하여 이루어지되,

상기 연결부재는
상기 관절암 내부에 내장되고, 상기 핸드피스의 각도 변경에 대응하여 상기 레이저 공진기에서 전송되는 레이저빔의 광경로를 변경하여 상기 핸드피스로 전송하는 다수의 반사경을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 공진기 결합형 핸드피스 장치. A laser resonator for generating a laser beam;
A handpiece that irradiates the laser beam transmitted from the laser resonator to the outside and is gripped by a user;
And a connection member having a joint arm connecting the laser resonator and the handpiece so as to adjust an angle of the handpiece with respect to the laser resonator.

The connecting member
A laser resonator embedded in the joint arm, the laser resonator further comprising a plurality of reflectors configured to change an optical path of a laser beam transmitted from the laser resonator and transmit the changed light path to the handpiece in response to an angle change of the handpiece; Combined handpiece device. 제 1 항에 있어서,
상기 핸드피스는
상기 공진기에서 전송되는 레이저빔을 모아는 렌즈와,
상기 렌즈를 통과한 레이저빔이 입사되는 광섬유와,
상기 광섬유를 통과한 레이저빔을 외부로 조사하는 팁을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 공진기 결합형 핸드피스 장치. The method of claim 1,
The handpiece is
A lens collecting the laser beam transmitted from the resonator;
An optical fiber to which a laser beam passing through the lens is incident;
And a tip for irradiating the laser beam passing through the optical fiber to the outside. 삭제delete
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR200271241Y1 (en) 2001-12-31 2002-04-09 이종환 Device for adjusting a reflection angle of medical articulated arm
US20080262577A1 (en) 2005-12-15 2008-10-23 Laser Abrasive Technologies, Llc Method and apparatus for treatment of solid material including hard tissue
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