KR101365872B1 - Drive device for hifu and drive method thereof - Google Patents

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KR101365872B1 KR1020120044750A KR20120044750A KR101365872B1 KR 101365872 B1 KR101365872 B1 KR 101365872B1 KR 1020120044750 A KR1020120044750 A KR 1020120044750A KR 20120044750 A KR20120044750 A KR 20120044750A KR 101365872 B1 KR101365872 B1 KR 101365872B1
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Abstract

본 발명은 고강도 집속형 초음파 구동장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고강도 집속형 초음파 트랜스듀서를 구동하기 위한 고강도 집속형 초음파 구동장치에 있어서, 초음파 구동 주파수를 발생하는 제 1 주파수 발생부; 가변전압을 발생하는 가변전압 생성부; 상기 가변전압 생성부에서 발생된 가변전압을 전달받고, 상기 제 1 주파수 발생부에서 발생된 주파수를 1차 증폭하는 제 1 증폭부; 상기 제 1 증폭부로부터 전달받은 가변전압을 증폭하고, 트랜스듀서와 고강도 집속형 초음파 구동장치의 임피던스를 매칭하는 제 1 임피던스 매칭부; 초음파 구동 주파수를 발생하는 제 2 주파수 발생부; 상기 가변전압 생성부에서 발생된 가변전압을 전달받고, 상기 제 2 주파수 발생부에서 발생된 주파수를 2차 증폭하는 제 2 증폭부; 상기 제 2 증폭부로부터 전달받은 가변전압을 증폭하고, 트랜스듀서와 고강도 집속형 초음파 구동장치의 임피던스를 매칭하는 제 2 임피던스 매칭부; 상기 제 1 임피던스 매칭부 및 상기 제 2 임피던스 매칭부에서 발생된 고주파를 선택적으로 선택하는 펄스 선택부; 상기 펄스 선택부에서 선택된 펄스를 출력하는 고강도 집속형 초음파 출력부; 및, 상기 제 1 주파수 발생부 및 제 2 주파수 발생부에 입력되는 펄스를 제어하고, 상기 가변전압 생성부에 입력되는 전압을 제어하며, 상기 펄스 선택부에서 어떤 펄스를 선택할 지에 대한 여부를 제어하는 제어부; 를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 고강도 집속형 초음파 구동장치에 관한 것이다.The present invention relates to a high-intensity focused ultrasound driving apparatus, and more particularly, to a high-intensity focused ultrasound driving apparatus for driving a high-intensity focused ultrasound transducer, comprising: a first frequency generator configured to generate an ultrasonic driving frequency; A variable voltage generator for generating a variable voltage; A first amplifier receiving the variable voltage generated by the variable voltage generator and first amplifying the frequency generated by the first frequency generator; A first impedance matching unit for amplifying the variable voltage received from the first amplifier and matching impedances of the transducer and the high intensity focused ultrasound driving apparatus; A second frequency generator configured to generate an ultrasonic driving frequency; A second amplifier receiving the variable voltage generated by the variable voltage generator and performing secondary amplification of the frequency generated by the second frequency generator; A second impedance matching unit for amplifying the variable voltage received from the second amplifier and matching impedances of the transducer and the high intensity focused ultrasound driving apparatus; A pulse selector for selectively selecting a high frequency generated by the first impedance matching unit and the second impedance matching unit; A high intensity focused ultrasound output unit configured to output a pulse selected by the pulse selector; And controlling pulses input to the first frequency generator and the second frequency generator, controlling a voltage input to the variable voltage generator, and controlling whether to select a pulse from the pulse selector. Control unit; It relates to a high-intensity focused ultrasonic drive device comprising a.

Description

고강도 집속형 초음파 구동 장치 및 구동방법{DRIVE DEVICE FOR HIFU AND DRIVE METHOD THEREOF}High intensity focused ultrasonic drive device and driving method {DRIVE DEVICE FOR HIFU AND DRIVE METHOD THEREOF}

본 발명은 고강도 집속형 초음파 구동장치 및 구동방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 의료용 고강도 집속형 초음파 치료 장치에 사용되는 고전압 펄스 발생 회로에 관한 것이다.The present invention relates to a high-intensity focused ultrasound driving device and a driving method, and more particularly, to a high-voltage pulse generating circuit used in medical high-intensity focused ultrasound therapy apparatus.

또한, 임피던스 매칭에 의해 안정된 초음파 출력을 갖는 고강도 집속형 초음파 구동 장치 및 구동방법에 관한 것이다.The present invention also relates to a high-intensity focused ultrasound driving device and a driving method having stable ultrasonic output by impedance matching.

고강도 집속형 초음파(HIFU : High Intensity Focused Ultrasound)는 집속형 렌즈 또는 초음파 변환자 구조를 집속형으로 만들어 고강도의 초음파를 한 지점에 집속 시킨 초음파이다.High Intensity Focused Ultrasound (HIFU) is an ultrasonic wave that focuses high-intensity ultrasound at one point by focusing a focused lens or ultrasonic transducer structure.

고강도 집속형 초음파는 집속 방법 또는 주파수에 따라 피부 속에서 비침습적으로 집속 되는 지점이 다르기 때문에 의료 분야에 다양하게 응용되고 있다. 상기 응용 분야는 전립선암 치료 등의 암치료, 지방 제거 등의 비만 치료, 주름 제거 등의 피부 미용, 뇌 치료, 비침습적 약물 전달 등의 다양한 분야에 응용되고 있다.High-intensity focused ultrasound has been applied to various medical fields because the focusing method or frequency varies the non-invasive focusing point in the skin. The application field is applied to various fields such as cancer treatment, such as prostate cancer treatment, obesity treatment such as fat removal, skin beauty such as wrinkle removal, brain treatment, and non-invasive drug delivery.

전술한 바와 같이, 고강도 집속형 초음파를 집속하여 피부의 낮은 층에 조사하기 위해서는 3 ~ 10MHz의 높은 초음파 출력주파수 특성을 가져야 하고, 치료 대상 조직을 열화 시키기 위해서 0.5 ~ 5J의 높은 출력 에너지를 가져야 한다. 일반적으로 진단용 초음파의 경우 1~10MHz의 넓은 영역의 높은 주파수를 출력하는 특성을 가지고 있지만, 출력 전압은 약 -80 V(volts) 내지 +80 V 또는 0 V 내지 200 V 정도로 높지 않다.As described above, in order to focus the high intensity focused ultrasound on the lower layer of the skin, it has to have a high ultrasound output frequency characteristic of 3 to 10 MHz, and a high output energy of 0.5 to 5 J in order to deteriorate the tissue to be treated. . In general, the diagnostic ultrasound has a characteristic of outputting a high frequency in a wide range of 1 to 10 MHz, but the output voltage is not as high as about -80 V (volts) to +80 V or 0 V to 200 V.

그러나, 상기와 같은 고강도 집속형 초음파를 구동하기 위해서는 300V이상의 높은 전압을 고강도 집속형 초음파 트랜스듀서에 인가해야 한다.However, in order to drive the high intensity focused ultrasound as described above, a high voltage of 300 V or higher must be applied to the high intensity focused ultrasound transducer.

따라서, 종래의 기술들은 트랜스포머를 이용하여 전압을 증폭함으로써 고주파를 생성 하였다. 하지만 트랜스포머를 사용할 경우 트랜스포머의 유도 전압 및 유도 전류에 의해 시스템에 영향을 미친다. 또한 트랜스포머의 큰 부피 때문에 시스템의 부피 역시 커지는 단점이 있다. Therefore, the conventional techniques generate a high frequency by amplifying the voltage using a transformer. However, when using a transformer, the system's induction voltage and induced current are affected. Also, due to the large volume of the transformer, the volume of the system also increases.

또한 트랜스포머를 이용하여 고주파를 생성하여 고강도 집속형 초음파를 구동할 경우, 고강도 집속형 초음파 구동 장치와 트랜스듀서의 임피던스를 맞추는 것이 어렵다는 단점이 있었다.In addition, when driving a high-intensity focused ultrasound by generating a high frequency using a transformer, it is difficult to match the impedance of the high-intensity focused ultrasound driving apparatus and the transducer.

그리고, 도 1은 종래의 고강도 집속형 초음파 발생 방법에 대한 실시 예를 나타낸 도면이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 종래의 고강도 집속형 초음파 발생은 가변전압을 발생할 수 없으므로 출력에너지가 동일하게 출력되었다. 이는, 고강도 집속형 초음파 구동장치 최초 설계 시 출력 에너지를 고정하는 방법 이외에는 출력에너지를 제어할 수 없으므로, 고강도 집속형 초음파 주파수를 피부의 주름 치료와 같은 의료목적에 응용하기 어렵다는 단점이 있었다.1 is a view showing an embodiment of a conventional high intensity focused ultrasound generation method. As shown in FIG. 1, the conventional high intensity focused ultrasound generation cannot generate a variable voltage, and thus output energy is equally output. This can not control the output energy other than the method of fixing the output energy in the initial design of the high-intensity focused ultrasound driving device, there was a disadvantage that it is difficult to apply the high-intensity focused ultrasound frequency for medical purposes such as wrinkle treatment of the skin.

본 발명은 상기 기술한 단점을 보완하기 위하여 시스템 설계에 있어서 부피를 크게 차지하고, 유도 전압 및 유도 전류로 시스템에 영향을 미치는 트랜스포머를 사용하지 않는 고강도 집속형 초음파 구동장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a high-intensity focused ultrasound driving apparatus that occupies a large volume in system design and uses a transformer that does not affect a system with an induced voltage and an induced current in order to compensate for the above-mentioned disadvantages.

또한, 각각의 고강도 집속형 초음파 트랜스듀서에 맞는 증폭 및 임피던스 매칭을 수행함으로써 선택적으로 고강도 집속형 초음파 펄스를 사용 가능한 고강도 집속형 초음파 구동장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to provide a high-intensity focused ultrasound driving apparatus capable of selectively using a high-intensity focused ultrasound pulse by performing amplification and impedance matching for each high-intensity focused ultrasound transducer.

그리고, 의료분야에 응용함에 있어서, 특히 피부의 낮은 층에 고강도 집속형 초음파를 집속 시켜 주름제거, 여드름 치료, 제모 등의 미용에 응용 가능한 고강도 집속형 초음파를 구동하기 위한 고강도 집속형 초음파 구동 장치에 관한 것이다.And, in the application in the medical field, high-intensity focused ultrasound driving device for driving high-intensity focused ultrasound that can be applied to beauty, such as wrinkle removal, acne treatment, hair removal by focusing high intensity focused ultrasound on the lower layer of the skin. It is about.

상기한 종래 문제점을 해결하고 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 고강도 집속형 초음파 구동장치는,The high-intensity focused ultrasound driving device of the present invention for solving the above problems and achieving the above object,

고강도 집속형 초음파 트랜스듀서를 구동하기 위한 고강도 집속형 초음파 구동장치에 있어서, 초음파 구동 주파수를 발생하는 제 1 주파수 발생부; 가변전압을 발생하는 가변전압 생성부; 상기 가변전압 생성부에서 발생된 가변전압을 전달받고, 상기 제 1 주파수 발생부에서 발생된 주파수를 1차 증폭하는 제 1 증폭부; 상기 제 1 증폭부로부터 전달받은 가변전압을 증폭하고, 트랜스듀서와 고강도 집속형 초음파 구동장치의 임피던스를 매칭하는 제 1 임피던스 매칭부; 초음파 구동 주파수를 발생하는 제 2 주파수 발생부; 상기 가변전압 생성부에서 발생된 가변전압을 전달받고, 상기 제 2 주파수 발생부에서 발생된 주파수를 2차 증폭하는 제 2 증폭부; 상기 제 2 증폭부로부터 전달받은 가변전압을 증폭하고, 트랜스듀서와 고강도 집속형 초음파 구동장치의 임피던스를 매칭하는 제 2 임피던스 매칭부; 상기 제 1 임피던스 매칭부 및 상기 제 2 임피던스 매칭부에서 발생된 고주파를 선택적으로 선택하는 펄스 선택부; 상기 펄스 선택부에서 선택된 펄스를 출력하는 고강도 집속형 초음파 출력부; 및, 상기 제 1 주파수 발생부 및 제 2 주파수 발생부에 입력되는 펄스를 제어하고, 상기 가변전압 생성부에 입력되는 전압을 제어하며, 상기 펄스 선택부에서 어떤 펄스를 선택할 지에 대한 여부를 제어하는 제어부; 를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.A high intensity focused ultrasound driving apparatus for driving a high intensity focused ultrasound transducer, comprising: a first frequency generator configured to generate an ultrasonic driving frequency; A variable voltage generator for generating a variable voltage; A first amplifier receiving the variable voltage generated by the variable voltage generator and first amplifying the frequency generated by the first frequency generator; A first impedance matching unit for amplifying the variable voltage received from the first amplifier and matching impedances of the transducer and the high intensity focused ultrasound driving apparatus; A second frequency generator configured to generate an ultrasonic driving frequency; A second amplifier receiving the variable voltage generated by the variable voltage generator and performing secondary amplification of the frequency generated by the second frequency generator; A second impedance matching unit for amplifying the variable voltage received from the second amplifier and matching impedances of the transducer and the high intensity focused ultrasound driving apparatus; A pulse selector for selectively selecting a high frequency generated by the first impedance matching unit and the second impedance matching unit; A high intensity focused ultrasound output unit configured to output a pulse selected by the pulse selector; And controlling pulses input to the first frequency generator and the second frequency generator, controlling a voltage input to the variable voltage generator, and controlling whether to select a pulse from the pulse selector. Control unit; Characterized in that comprises a.

본 발명에 있어서, 상기 제 1 주파수 발생부 및 제 2 주파수 발생부는 프로그램 가능한 오실레이터로 구성되는 것을 특징으로 하고, 상기 제 1 증폭부 및 제 2 증폭부에서는, 주파수 증폭을 위하여 E급 증폭기를 사용하는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the first frequency generator and the second frequency generator comprises a programmable oscillator, wherein the first amplifier and the second amplifier, using an E-class amplifier for frequency amplification It is characterized by.

또한, 시간의 변화에 따라서 상기 가변전압 생성부에서 생성되는 출력전압을 제어함으로써 상기 고강도 집속형 초음파 출력부에서 출력되는 펄스의 에너지를 변화시키는 것을 특징으로 하고, 상기 고강도 집속형 초음파 출력부로부터 출력되는 펄스는 하나 이상인 것을 특징으로 하며, 상기 펄스 선택부는 FET 소자로 구성하는 것을 특징으로 한다.The energy of the pulse output from the high intensity focused ultrasound output unit may be changed by controlling the output voltage generated by the variable voltage generation unit according to a change in time, and the output from the high intensity focused ultrasound output unit is performed. The pulse is characterized in that at least one, characterized in that the pulse selection unit is configured by the FET element.

본 발명의 고강도 집속형 초음파 구동장치의 구동방법은, 제 1 주파수 발생부 및 제 2 주파수 발생부로부터 초음파 구동 주파수를 각각 발생하는 주파수 발생 단계; 가변전압 생성부에서 가변전압을 발생하는 가변전압 발생단계; 상기 가변전압 발생단계에서 발생한 가변전압을 제 1 증폭부 및 제 2 증폭부에서 전달받아 제 1 증폭부는 제 1 임피던스 매칭부로, 제 2 증폭부는 제 2 임피던스 매칭부로 각각 가변전압을 전달하는 가변전압 수신 및 전달단계; 제 1 증폭부는 제 1 주파수 발생부로부터 발생한 주파수를 증폭하고, 제 2 증폭부는 제 2 주파수 발생부로부터 발생한 주파수를 증폭하는 주파수 증폭단계; 제 1 임피던스 매칭부는 상기 제 1 증폭부로부터 전달받은 가변전압을 증폭하고, 제 2 임피던스 매칭부는 상기 제 2 증폭부로부터 전달받은 가변전압을 증폭하는 가변전압 증폭 단계; 제 1 임피던스 매칭부 및 제 2 임피던스 매칭부는 트랜스듀서와 고강도 집속형 초음파 구동장치의 임피던스 매칭을 수행하는 임피던스 매칭단계; 펄스 선택부에서 제 1 임피던스 매칭부 및 제 2 임피던스 매칭부에서 발생된 고주파 중 어느 하나를 선택하는 펄스 선택 단계; 펄스 선택부에서 선택된 펄스를 고강도 집속형 초음파 출력부에서 출력하는 펄스 출력 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The driving method of the high intensity focused ultrasound driving apparatus of the present invention includes: a frequency generating step of generating ultrasonic driving frequencies from the first frequency generator and the second frequency generator, respectively; A variable voltage generation step of generating a variable voltage in the variable voltage generation unit; Receiving a variable voltage generated in the variable voltage generation step from the first amplifier and the second amplifier receives a variable voltage for transmitting a variable voltage to the first amplifier matching unit, the second amplifier is a second impedance matching unit, respectively And a delivery step; A first amplifying unit amplifying a frequency generated from the first frequency generator, and a second amplifying unit amplifying a frequency generated from the second frequency generator; A variable voltage amplifying step of amplifying a variable voltage received from the first amplifier, and a second impedance matching unit amplifying the variable voltage received from the second amplifier; An impedance matching step of performing impedance matching between the first impedance matching unit and the second impedance matching unit and the high intensity focused ultrasound driving apparatus; A pulse selecting step of selecting one of a high frequency generated by the first impedance matching unit and the second impedance matching unit by the pulse selecting unit; And a pulse output step of outputting the pulse selected by the pulse selector from the high intensity focused ultrasound output unit.

여기서, 상기 주파수 발생단계에서 제 1 주파수 발생부 및 제 2 주파수 발생부로부터 주파수가 발생될 때, 제어부에서 제 1 주파수 발생부 및 제 2 주파수 발생부에 입력되는 펄스를 제어하는 입력 펄스 제어 단계;를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.Here, when the frequency is generated from the first frequency generator and the second frequency generator in the frequency generating step, an input pulse control step of controlling a pulse input to the first frequency generator and the second frequency generator in the control unit; Characterized in that further comprises.

그리고, 상기 가변전압 발생단계에서 가변전압을 생성할 때, 제어부에서 가변전압 생성부에 입력되는 전압을 제어하는 입력 전압 제어 단계;를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.And, when generating the variable voltage in the variable voltage generation step, the input voltage control step of controlling the voltage input to the variable voltage generation unit in the control unit; characterized in that it further comprises.

또한, 상기 펄스 선택 단계에서 제 1 임피던스 매칭부 또는 제 2 임피던스 매칭부에서 발생된 고주파 중 어느 하나를 선택할 때, 제어부에서 펄스 선택부의 선택을 제어하는 펄스 선택 제어단계;를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.The control unit may further include a pulse selection control step of controlling the selection of the pulse selection unit by the control unit when selecting one of the high frequencies generated by the first impedance matching unit or the second impedance matching unit in the pulse selection step. It is done.

이러한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명의 고강도 집속형 초음파 구동장치는, 콘덴서와 인덕터를 사용하여 증폭 및 임피던스 매칭을 함으로써, 안정적이고 성능이 높아진다는 효과가 있다.According to the characteristics of the present invention, the high-intensity focused ultrasound driving apparatus of the present invention has an effect of increasing stability and performance by performing amplification and impedance matching using a capacitor and an inductor.

또한, 본 발명의 고강도 집속형 초음파 구동장치는 트랜스포머를 포함하지 않으므로 시스템의 크기를 소형화하여 설계 가능하다는 효과가 있다.In addition, since the high-intensity focused ultrasound driving apparatus of the present invention does not include a transformer, the size of the system can be reduced and designed.

도 1은 종래의 고강도 집속형 초음파 발생 방법에 대한 실시 예를 나타낸 도면,
도 2는 본 발명의 고강도 집속형 초음파 구동장치에 따른 구성을 나타낸 블록도,
도 3은 본 발명의 고강도 집속형 초음파 구동장치에 따른 고강도 집속형 초음파 발생 방법에 대한 실시 예를 나타낸 도면,
도 4는 본 발명의 고강도 집속형 초음파 구동장치의 구동방법의 흐름도.
1 is a view showing an embodiment of a conventional high intensity focused ultrasound generation method,
Figure 2 is a block diagram showing the configuration according to the high-intensity focused ultrasonic drive device of the present invention,
3 is a view showing an embodiment of a high-intensity focused ultrasound generation method according to the high-intensity focused ultrasound driving apparatus of the present invention,
Figure 4 is a flow chart of a driving method of the high intensity focused ultrasonic drive device of the present invention.

이하에서, 본 발명 고강도 집속형 초음파 트랜스듀서를 구동하기 위한 고강도 집속형 초음파 구동창치에 대한 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the high-intensity focused ultrasonic drive window for driving the high-intensity focused ultrasound transducer of the present invention will be described in detail.

도 2는 본 발명의 고강도 집속형 초음파 구동장치에 따른 구성을 나타낸 블록도이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 고강도 집속형 초음파 구동장치는 제 1 펄스 생성부(100), 제 2 펄스 생성부(200), 제어부(500), 가변전압 생성부(300), 펄스 선택부(400) 및 고강도 집속형 초음파 출력부(600)로 구성된다.2 is a block diagram showing the configuration according to the high-intensity focused ultrasound driving apparatus of the present invention. As shown in FIG. 2, the high-intensity focused ultrasound driving apparatus of the present invention includes a first pulse generator 100, a second pulse generator 200, a controller 500, a variable voltage generator 300, and a pulse. It is composed of a selection unit 400 and a high intensity focused ultrasound output unit 600.

제 1 펄스 생성부(100)는 제 1 주파수 발생부(110), 제 1 증폭부(120) 및 제 1 임피던스 매칭부(130)으로 구성되고, 제 2 펄스 생성부(200)는 제 2 주파수 발생부(210), 제 2 증폭부(220) 및 제 2 임피던스 매칭부(230)로 구성된다.The first pulse generator 100 includes a first frequency generator 110, a first amplifier 120, and a first impedance matching unit 130, and the second pulse generator 200 has a second frequency. The generator 210, the second amplifier 220, and the second impedance matching unit 230 are included.

제 1 주파수 발생부(110)는 초음파 구동 주파수를 발생한다. 제 1 증폭부(120)는 가변전압 생성부(300)에서 발생된 가변전압을 전달받고, 제 1 주파수 발생부(110)에서 발생된 주파수를 1차 증폭한다.The first frequency generator 110 generates an ultrasonic driving frequency. The first amplifier 120 receives the variable voltage generated by the variable voltage generator 300 and first amplifies the frequency generated by the first frequency generator 110.

가변전압 생성부(300)는 가변전압을 발생하여 제 1 증폭부(120) 및 제 2 증폭부(220)로 전달하는데, 제 1 증폭부(120) 및 제 2 증폭부(220)로 전달된 가변전압은 제 1 임피던스 매칭부(130) 및 제 2 임피던스 매칭부(230)에서 증폭된다.The variable voltage generator 300 generates a variable voltage and transmits the generated variable voltage to the first amplifier 120 and the second amplifier 220. The variable voltage generator 300 is transferred to the first amplifier 120 and the second amplifier 220. The variable voltage is amplified by the first impedance matching unit 130 and the second impedance matching unit 230.

또한, 제 1 임피던스 매칭부(130)는 트랜스듀서와 고강도 집속형 초음파 구동장치의 임피던스를 매칭한다. 이 때, 제 1 임피던스 매칭부(130)에서 콘덴서와 인덕터를 사용하여 제 1 증폭부(120)로부터 전달받은 가변 전압을 증폭하고 임피던스 매칭을 수행함으로써, 안정적이고 성능이 높아진다는 효과가 있다.In addition, the first impedance matching unit 130 matches the impedance of the transducer and the high intensity focused ultrasound driving apparatus. At this time, by amplifying the variable voltage received from the first amplifier 120 using the capacitor and the inductor in the first impedance matching unit 130 and performing impedance matching, there is an effect that the performance is stable and high.

제 1 펄스 생성부(100)의 구성은 전술한 바와 같다. 마찬가지로 제 2 펄스 생성부(200)의 구성요소들의 동작은 다음과 같다. 제 2 주파수 발생부(210)는 제 1 주파수 발생부(110)와는 주파수가 초음파 구동 주파수를 발생한다. The configuration of the first pulse generator 100 is as described above. Similarly, operations of the components of the second pulse generator 200 are as follows. The second frequency generator 210 generates an ultrasonic driving frequency having a frequency different from that of the first frequency generator 110.

제 2 증폭부(220)는 가변전압 생성부(300)에서 발생된 가변전압을 전달받고, 제 2 주파수 발생부(210)에서 발생된 주파수를 2차 증폭한다. 제 2 임피던스 매칭부(230)는 제 1 임피던스 매칭부(130)와 마찬가지로, 트랜스듀서와 고강도 집속형 초음파 구동장치의 임피던스를 매칭한다. The second amplifier 220 receives the variable voltage generated by the variable voltage generator 300 and secondly amplifies the frequency generated by the second frequency generator 210. Like the first impedance matching unit 130, the second impedance matching unit 230 matches the impedances of the transducer and the high intensity focused ultrasound driving apparatus.

펄스 선택부(400)는 제 1 임피던스 매칭부(130) 및 제 2 임피던스 매칭부(230)에서 발생된 고주파 중 어느 하나를 선택한다. 여기서, 펄스 선택부(400)의 고주파 선택은 제어부(500)의 제어에 따라 선택하게 된다. 이 때, 제어부(500)는 제 1 주파수 발생부(110) 또는 제 2 주파수 발생부(210)에 입력되는 입력 펄스를 제어하고, 또한 가변전압 생성부(300)에 입력되는 전압도 제어한다.The pulse selector 400 selects any one of the high frequencies generated by the first impedance matching unit 130 and the second impedance matching unit 230. Here, the high frequency selection of the pulse selector 400 is selected under the control of the controller 500. At this time, the controller 500 controls the input pulse input to the first frequency generator 110 or the second frequency generator 210 and also controls the voltage input to the variable voltage generator 300.

그리고, 최종적으로 펄스 선택부(400)로부터 선택된 고주파 신호는 고강도 집속형 초음파 출력부(600)에서 펄스로 출력된다. 이 때, 고강도 집속형 초음파 출력부(600)에서 출력되는 펄스는 하나 이상을 선택적으로 출력할 수 있다. Finally, the high frequency signal selected from the pulse selector 400 is output as a pulse from the high intensity focused ultrasound output unit 600. In this case, one or more pulses output from the high intensity focused ultrasound output unit 600 may be selectively output.

본 발명의 바람직한 실시 예에서, 제 1 주파수 발생부(110)와 제 2 주파수 발생부(210)는 프로그램 가능한 오실레이터로 구성된다. 그리고, 제 1 증폭부(120) 및 제 2 증폭부(220)에서는 주파수 증폭을 위하여 E 급 증폭기를 사용한다. 또한, 펄스 선택부(400)는 FET 소자를 이용한다.
In a preferred embodiment of the present invention, the first frequency generator 110 and the second frequency generator 210 are configured as a programmable oscillator. The first amplifier 120 and the second amplifier 220 use a class E amplifier for frequency amplification. In addition, the pulse selector 400 uses an FET device.

전술한 구성을 갖는 본 발명의 고강도 집속형 초음파 구동장치에서, 제 1 주파수 발생부(110), 제 2 주파수 발생부(210), 가변전압 생성부(300), 펄스선택부(400), 제어부(500) 및 고강도 집속형 초음파 출력부(600)에서 출력되는 펄스들의 유기적인 상호작용을 도 3을 참조하여 자세하게 설명한다.In the high intensity focused ultrasonic drive device of the present invention having the above-described configuration, the first frequency generator 110, the second frequency generator 210, the variable voltage generator 300, the pulse selector 400, the controller The organic interaction of the pulses output from the 500 and the high intensity focused ultrasound output unit 600 will be described in detail with reference to FIG. 3.

도 3은 본 발명의 고강도 집속형 초음파 구동장치에 따른 고강도 집속형 초음파 발생 방법에 대한 실시 예를 나타낸 도면이다. 도 3에 도시한 바와 같이, 제 1 주파수 발생부(110)의 출력파형(110a)과, 제 2 주파수 발생부(210)의 출력파형(210a)이 각각 발생된다.3 is a view showing an embodiment of a high-intensity focused ultrasound generation method according to the high-intensity focused ultrasound driving apparatus of the present invention. As shown in FIG. 3, an output waveform 110a of the first frequency generator 110 and an output waveform 210a of the second frequency generator 210 are generated.

그리고, 제어부(500)에서 발생한 제어신호(500a)에 의해 가변전압 생성부(300)에서 출력된 가변전압(300a) 펄스가 제어된다. 본 발명의 바람직한 실시 예의 설명을 위하여, 펄스선택부(400)의 선택신호(400a)가 +1, 0, -1의 출력레벨을 갖는다고 가정한다.In addition, the pulse of the variable voltage 300a output from the variable voltage generator 300 is controlled by the control signal 500a generated by the controller 500. For the purpose of describing the preferred embodiment of the present invention, it is assumed that the selection signal 400a of the pulse selecting unit 400 has an output level of +1, 0, -1.

펄스선택부(400)에서 출력된 선택신호(400a)의 출력레벨이 +1이면, 제 1 임피던스 매칭부(130)의 출력 고주파를 선택한다. 선택신호(400a)가 -1인 경우, 제 2 임피던스 매칭부(230)의 출력 고주파를 선택한다. 또한, 선택신호(400a)가 0인 경우, 어느 고주파도 출력하지 않는다.If the output level of the selection signal 400a output from the pulse selector 400 is +1, the output high frequency of the first impedance matching unit 130 is selected. When the selection signal 400a is -1, the output high frequency of the second impedance matching unit 230 is selected. In addition, when the selection signal 400a is 0, no high frequency is output.

예를 들어, 펄스 선택부(400)의 선택신호(400a)가 +1이 출력되면, 제어부(500)의 제어신호(500a)가 high 일 때, 가변전압 생성부(300) 출력전압(300a)을 제 1 주파수 발생부(110)의 출력파형(110a)에 따라 고강도 집속형 초음파 출력파형(600a)을 출력한다.For example, when the selection signal 400a of the pulse selector 400 is +1, when the control signal 500a of the controller 500 is high, the variable voltage generation unit 300 output voltage 300a is output. The high intensity focused ultrasound output waveform 600a is output according to the output waveform 110a of the first frequency generator 110.

그리고, 펄스 선택부(400)의 선택신호(400a)가 -1이 출력되면, 제어부(500)의 제어신호(500a)가 high일 때, 가변전압 생성부(300) 출력전압(300a)을 제 2 주파수 발생부(210)의 출력파형(210a)에 따라 고강도 집속형 초음파 출력파형(600a)을 출력한다.When the selection signal 400a of the pulse selector 400 is -1, when the control signal 500a of the controller 500 is high, the output voltage 300a of the variable voltage generator 300 is removed. The high intensity focused ultrasound output waveform 600a is output according to the output waveform 210a of the two frequency generator 210.

여기서, 제어부(500)의 제어신호(500a)가 low이거나, 펄스 선택부(400)의 선택신호(400a)가 0일 때는 고강도 집속형 초음파 출력파형(600a)이 출력되지 않음은 자명하다.
Here, when the control signal 500a of the controller 500 is low or the selection signal 400a of the pulse selector 400 is 0, it is obvious that the high intensity focused ultrasound output waveform 600a is not output.

이는, 도 3에 도시된 t1 구간과 t2 구간을 통해 확인 가능하다. 구간 t1에서 펄스 선택부(400)의 선택신호(400a)가 +1 이고, 제어부(500)의 제어신호(500a)가 high일 때 가변전압 생성부(300) 출력전압(300a)에 따라 고강도 집속형 초음파 출력파형(600a)이 출력된다.This can be confirmed through the t1 section and the t2 section shown in FIG. 3. When the selection signal 400a of the pulse selector 400 is +1 and the control signal 500a of the controller 500 is high in the period t1, the high intensity focusing is performed according to the output voltage 300a of the variable voltage generator 300. The type ultrasonic output waveform 600a is output.

또한, 구간 t2에서 펄스 선택부(400)의 선택신호(400a)가 -1이고, 제어부(500)의 제어신호(500a)가 high일 때 가변전압 생성부(300) 출력전압(300a)에 따라 고강도 집속형 초음파 출력파형(600a)이 출력된다.In addition, when the selection signal 400a of the pulse selector 400 is -1 and the control signal 500a of the controller 500 is high in the period t2, the variable voltage generator 300 outputs 300a according to the output voltage 300a. The high intensity focused ultrasound output waveform 600a is output.

여기서, t1 구간 및 t2 구간에서의 출력파형(600a) 변화로 알 수 있듯이, 본 발명 고강도 집속형 초음파 구동장치는, 시간에 따라 출력파형(600a)을 변화시킬 수 있고, 하나 이상의 주파수(110a, 210a) 신호와 가변 가능한 전압(300)으로 출력파형(600a)을 다양하게 변형 가능하다.
Here, as can be seen from the change in the output waveform 600a in the t1 section and the t2 section, the high-intensity focused ultrasound driving device of the present invention can change the output waveform 600a according to time, and at least one frequency 110a, The output waveform 600a may be variously modified by the signal 210a and the variable voltage 300.

도 4는 본 발명의 고강도 집속형 초음파 구동장치의 구동방법의 흐름도이다. 도 4에 도시한 바와 같이, 고강도 집속형 초음파 구동장치의 구동방법은 주파수 발생 단계(S10), 가변전압 발생단계(S20), 가변전압 수신 및 전달단계(S30), 주파수 증폭단계(S40), 가변전압 증폭단계(S50), 임피던스 매칭 단계(S60), 펄스 선택 단계(S70) 및 펄스 출력 단계(S80)로 이루어진다.4 is a flow chart of a driving method of the high intensity focused ultrasound driving apparatus of the present invention. As shown in Figure 4, the driving method of the high-intensity focused ultrasound driving device is a frequency generating step (S10), a variable voltage generating step (S20), a variable voltage receiving and transmitting step (S30), a frequency amplifying step (S40), It consists of a variable voltage amplification step (S50), impedance matching step (S60), pulse selection step (S70) and pulse output step (S80).

이하에서, 고강도 집속형 초음파 구동장치의 구동방법을, 본 발명의 고강도 집속형 초음파 구동장치를 참조하여 자세하게 설명한다.Hereinafter, a driving method of the high intensity focused ultrasonic drive device will be described in detail with reference to the high intensity focused ultrasound drive device of the present invention.

주파수 발생 단계(S10)는 제 1 주파수 발생부 및 제 2 주파수 발생부로부터 초음파 구동 주파수를 각각 발생하는 단계이고, 가변전압 발생단계 (S20)는 가변전압 생성부에서 가변전압을 발생하는 단계이다.The frequency generating step S10 is a step of generating ultrasonic driving frequencies from the first frequency generating part and the second frequency generating part, respectively, and the variable voltage generating step S20 is a step of generating a variable voltage in the variable voltage generating part.

가변전압 수신 및 전달단계(S30)에서는 상기 가변전압 발생단계(S20)에서 발생한 가변전압을 제 1 증폭부 및 제 2 증폭부에서 전달받고, 제 1 증폭부는 제 1 임피던스 매칭부로, 제 2 증폭부는 제 2 임피던스 매칭부로 각각 가변전압을 전달하는 단계이다.In the variable voltage receiving and transmitting step (S30), the variable voltage generated in the variable voltage generating step (S20) is received by the first amplifier and the second amplifier, the first amplifier is the first impedance matching unit, the second amplifier is A variable voltage is transferred to each of the second impedance matching units.

주파수 증폭단계(S40)는 제 1 증폭부에서 제 1 주파수 발생부로부터 발생한 주파수를 증폭하고, 제 2 증폭부에서 제 2 주파수 발생부로부터 발생한 주파수를 증폭하는 단계이다.The frequency amplifying step S40 is a step of amplifying a frequency generated from the first frequency generator in the first amplifier and amplifying a frequency generated from the second frequency generator in the second amplifier.

그리고, 가변전압 증폭 단계(S50)에서는 제 1 임피던스 매칭부는 상기 제 1 증폭부로부터 전달받은 가변전압을 증폭하고, 제 2 임피던스 매칭부는 상기 제 2 증폭부로부터 전달받은 가변전압을 증폭한다.In the variable voltage amplification step S50, the first impedance matching unit amplifies the variable voltage received from the first amplifier, and the second impedance matching unit amplifies the variable voltage received from the second amplifier.

임피던스 매칭단계(S60)는 제 1 임피던스 매칭부 및 제 2 임피던스 매칭부는 트랜스듀서와 고강도 집속형 초음파 구동장치의 임피던스 매칭을 수행하고, 펄스 선택 단계(S70)에서는 펄스 선택부에서 제 1 임피던스 매칭부 및 제 2 임피던스 매칭부에서 발생된 고주파 중 어느 하나를 선택한다.In the impedance matching step S60, the first impedance matching part and the second impedance matching part perform impedance matching between the transducer and the high intensity focused ultrasound driving apparatus. In the pulse selecting step S70, the first impedance matching part is performed by the pulse selecting part. And a high frequency generated by the second impedance matching unit.

마지막으로, 펄스 출력 단계(S80)에서는 펄스 선택부에서 선택된 펄스를 고강도 집속형 초음파 출력부에서 출력한다.
Finally, in the pulse output step S80, the pulse selected by the pulse selector is output by the high intensity focused ultrasound output unit.

여기서, 입력 펄스 제어 단계(S11), 입력 전압 제어 단계(S21) 및 펄스 선택 제어 단계(S71)를 더 포함하여 단계들이 수행될 수 있다. 입력 펄스 제어 단계(S11)는 주파수 발생단계(S10)에서 제 1 주파수 발생부 및 제 2 주파수 발생부로부터 주파수가 발생될 때, 제어부에서 제 1 주파수 발생부 및 제 2 주파수 발생부에 입력되는 펄스를 제어하는 단계이다.Here, the steps may be performed further including an input pulse control step S11, an input voltage control step S21, and a pulse selection control step S71. In the input pulse control step S11, when a frequency is generated from the first frequency generator and the second frequency generator in the frequency generating step S10, a pulse input to the first frequency generator and the second frequency generator by the control unit. To control.

그리고, 입력 전압 제어 단계(S21)는 상기 가변전압 발생단계(S20)에서 가변전압을 생성할 때, 제어부에서 가변전압 생성부에 입력되는 전압을 제어하는 단계이다.In the input voltage control step S21, when the variable voltage is generated in the variable voltage generation step S20, the control unit controls the voltage input to the variable voltage generation unit.

또한, 펄스 선택 제어 단계(S71)는 펄스 선택 단계(S70)에서 제 1 임피던스 매칭부 또는 제 2 임피던스 매칭부에서 발생된 고주파 중 어느 하나를 선택할 때, 제어부에서 펄스 선택부의 선택을 제어하는 단계이다.
In addition, the pulse selection control step (S71) is a step of controlling the selection of the pulse selection unit in the control unit when selecting any one of the high frequency generated in the first impedance matching unit or the second impedance matching unit in the pulse selection step (S70). .

본 발명의 고강도 집속형 초음파 구동장치는 각각의 고강도 집속형 초음파 트랜스듀서에 맞는 증폭 및 임피던스 매칭을 수행함으로써 선택적으로 고강도 집속형 초음파 펄스를 사용할 수 있도록 회로가 구성된다.The high intensity focused ultrasound driving apparatus of the present invention is configured to selectively use high intensity focused ultrasound pulses by performing amplification and impedance matching for each high intensity focused ultrasound transducer.

고강도 집속형 초음파의 특성은 다음의 수식들을 통해 얻을 수 있다. The characteristics of the high intensity focused ultrasound can be obtained through the following equations.

Figure 112013061505454-pat00018

여기서, I는 초음파의 출력 에너지, F는 힘, x는 거리이다.
Figure 112013061505454-pat00018

Where I is the output energy of the ultrasonic wave, F is the force, and x is the distance.

Figure 112013061505454-pat00002

여기서, I는 초음파의 출력 에너지, I0 는 초음파의 초기 출력 에너지, α는 감쇠계수, x는 거리이다.
Figure 112013061505454-pat00002

Where I is the output energy of the ultrasonic wave, I 0 is the initial output energy of the ultrasonic wave, α is the attenuation coefficient, and x is the distance.

Figure 112012034014267-pat00003
Figure 112012034014267-pat00003

여기서,

Figure 112013061505454-pat00019
Figure 112013061505454-pat00020
로 표현할 수 있고, F0 는 초기 힘, P0 는 초음파 초기 파워,
Figure 112013061505454-pat00021
는 밀도, c는 음파 속도,
Figure 112013061505454-pat00022
는 이득계수, a는 트랜스튜서 반경, RC 는 곡률반경이다.here,
Figure 112013061505454-pat00019
Figure 112013061505454-pat00020
Where F 0 is the initial force, P 0 is the ultrasonic initial power,
Figure 112013061505454-pat00021
Is density, c is sound velocity,
Figure 112013061505454-pat00022
Is the gain factor, a is the radius of the transducer, and R C is the radius of curvature.

Figure 112012034014267-pat00005
Figure 112012034014267-pat00005

여기서, E는 전기 에너지, I는 초음파의 출력 에너지,

Figure 112013061505454-pat00023
는 주사 시간, f는 주파수이다. 상기 수식들로부터 초음파 출력 에너지, 필요 전기 에너지 등을 계산 할 수 있고, 고강도 집속형 초음파를 이용하여 비침습적으로 피부속을 치료하기 위해서는 주파수, 음압, 출력 강도, 주사 시간, 포커싱 지점의 면적 등을 고려해야 한다.Where E is electrical energy, I is the output energy of ultrasound,
Figure 112013061505454-pat00023
Is the scan time and f is the frequency. Ultrasonic output energy, required electrical energy, etc. can be calculated from the above formulas, and in order to treat the skin non-invasively using high intensity focused ultrasound, frequency, sound pressure, output intensity, injection time, area of focusing point, etc. Should be considered

전술한 바와 같이 고강도 집속형 초음파의 특성이 결정되면, 본 발명의 고강도 집속형 초음파 구동장치는 FET 를 이용하여 고강도 집속형 초음파를 구동한다. 본 발명에서 FET 소자는 스위치 역할을 하고, 종단 회로는 스위치에 병렬로 콘덴서를 구성한다. 또한, 스위치가 on일 때 스위치에 의해서 인덕터와 컬렉터의 전압 파형이 결정되고, 스위치가 off일 때는 종단 회로의 트랜지션 응답에 의해 인덕터와 컬렉터의 전압 파형이 결정된다. 이러한 본 발명의 구성은 스위칭 모드 증폭기에서 전압과 전류의 스위칭 간격에 의한 손실을 줄일 수 있다.As described above, when the characteristics of the high intensity focused ultrasound are determined, the high intensity focused ultrasound driving apparatus of the present invention drives the high intensity focused ultrasound using the FET. In the present invention, the FET device serves as a switch, and the termination circuit constitutes a capacitor in parallel to the switch. In addition, when the switch is on, the voltage waveform of the inductor and the collector is determined by the switch, and when the switch is off, the voltage waveform of the inductor and the collector is determined by the transition response of the termination circuit. This configuration of the present invention can reduce the loss due to the switching interval of the voltage and current in the switching mode amplifier.

본 발명의 구성을 위하여, 하기의 수식들과 같이 회로 파라미터를 결정하여 설계한다.For the configuration of the present invention, the circuit parameters are determined and designed as in the following equations.

RF 신호를 차단하고 DC 전원만 공급하기 위해서 RF 초크 인덕터를 구성하고 인덕턴스값은 임피던스가 50옴(Ω)이라는 가정하에 하기 수식들로부터 유도 가능하다.An RF choke inductor is configured to cut off the RF signal and supply only DC power, and the inductance value can be derived from the following equations under the assumption that the impedance is 50 ohm.

Figure 112012034014267-pat00009
Figure 112012034014267-pat00009

여기서 L은 RF 초크 인덕터의 인덕턴스값, fo는 중심 주파수를 나타낸다. FET는 콘덴서의 충전과 방전 효과에 의해서 스위칭 동작을 하게 된다. 그러므로 FET 내부 고유의 캐패시터와 외부의 캐패시터의 합은 하기 수식으로 표현 할 수 있다.Where L is the inductance value of the RF choke inductor and fo is the center frequency. The FET is switched by the charging and discharging effects of the capacitor. Therefore, the sum of the inherent capacitor inside the FET and the outside capacitor can be expressed by the following equation.

Figure 112012034014267-pat00010
Figure 112012034014267-pat00010

여기서, VDC는 인가 전압, fo는 중심 주파수, Cp는 FET 내부 캐패시터 와 외부 캐패시터의 합, W는 출력 전력을 나타낸다.Where VDC is the applied voltage, fo is the center frequency, Cp is the sum of the internal and external capacitors of the FET, and W is the output power.

부하 임피던스 정합 LC 네트워크는 고조파 신호를 제거하기 위해서 직렬 콘덴서와 직렬 인덕터로 구성된다. 이 때, 공진 회로의 주파수에 따른 감쇠 특성인 Q 값에 의하여 인덕터의 인덕턴스(L-series)와 캐패시터의 캐패시턴스(C-series)가 결정되고 하기 수학식에서 계산된다.A load impedance matched LC network consists of a series capacitor and a series inductor to eliminate harmonic signals. At this time, the inductance (L-series) of the inductor and the capacitance (C-series) of the capacitor are determined by the Q value, which is the attenuation characteristic according to the frequency of the resonance circuit, and is calculated by the following equation.

Figure 112012034014267-pat00011
Figure 112012034014267-pat00011

Figure 112012034014267-pat00012
Figure 112012034014267-pat00012

여기서, VDC는 인가 전압, W는 출력 전력, fo는 중심 주파수를 나타낸다. Here, VDC denotes an applied voltage, W denotes an output power, and fo denotes a center frequency.

병렬 콘덴서는 상기 능동 소자의 스위칭 전압, 전류의 위상 차가 효율이 100%가 되도록 스위칭 전류의 위상을 보상하는 역할을 하고, 하기 수학식과 같이 계산된다.The parallel capacitor serves to compensate the phase of the switching current such that the phase difference between the switching voltage and the current of the active element is 100%, and is calculated as in the following equation.

Figure 112012034014267-pat00013
Figure 112012034014267-pat00013

여기서 C는 병렬 콘덴서의 캐패시턴스 값, W는 출력 전력, fo는 중심 주파수, VDC는 인가 전압을 나타낸다.Where C is the capacitance value of the parallel capacitor, W is the output power, fo is the center frequency, and VDC is the applied voltage.

상기 수식1 내지 수식9를 통하여 고강도 집속형 초음파의 출력의 특성을 결정할 수 있고 결정된 고강도 집속형 초음파를 구동 할 수 있는 구동 회로를 설계할 수 있다.Equation 1 to Equation 9 can determine the characteristics of the output of the high-intensity focused ultrasound and can design a drive circuit capable of driving the determined high-intensity focused ultrasound.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 따라서 본 발명의 권리 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 청구범위뿐만 아니라, 이와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, Of course, this is possible. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined by the equivalents as well as the claims that follow.

100 : 제 1 펄스 생성부 110 : 제 1 주파수 발생부
120 : 제 1 증폭부 130 : 제 1 임피던스 매칭부
200 : 제 2 펄스 생성부 210 : 제 2 주파수 발생부
220 : 제 2 증폭부 230 : 제 2 임피던스 매칭부
300 : 가변전압 생성부 400 : 펄스 선택부
500 : 제어부 600 : 고강도 집속형 초음파 출력부
100: first pulse generator 110: first frequency generator
120: first amplifier 130: first impedance matching unit
200: second pulse generator 210: second frequency generator
220: second amplifier 230: second impedance matching unit
300: variable voltage generator 400: pulse selector
500 control unit 600 high-intensity focused ultrasound output unit

Claims (10)

고강도 집속형 초음파 트랜스듀서를 구동하기 위한 고강도 집속형 초음파 구동장치에 있어서,
초음파 구동 주파수를 발생하는 제 1 주파수 발생부;
가변전압을 발생하는 가변전압 생성부;
상기 가변전압 생성부에서 발생된 가변전압을 전달받고, 상기 제 1 주파수 발생부에서 발생된 주파수를 1차 증폭하는 제 1 증폭부;
상기 제 1 증폭부로부터 전달받은 가변전압을 증폭하고, 트랜스듀서와 고강도 집속형 초음파 구동장치의 임피던스를 매칭하는 제 1 임피던스 매칭부;
초음파 구동 주파수를 발생하는 제 2 주파수 발생부;
상기 가변전압 생성부에서 발생된 가변전압을 전달받고, 상기 제 2 주파수 발생부에서 발생된 주파수를 2차 증폭하는 제 2 증폭부;
상기 제 2 증폭부로부터 전달받은 가변전압을 증폭하고, 트랜스듀서와 고강도 집속형 초음파 구동장치의 임피던스를 매칭하는 제 2 임피던스 매칭부;
상기 제 1 임피던스 매칭부 및 상기 제 2 임피던스 매칭부에서 발생된 고주파를 선택적으로 선택하는 펄스 선택부;
상기 펄스 선택부에서 선택된 펄스를 출력하는 고강도 집속형 초음파 출력부; 및,
상기 제 1 주파수 발생부 및 제 2 주파수 발생부에 입력되는 펄스를 제어하고, 상기 가변전압 생성부에 입력되는 전압을 제어하며, 상기 펄스 선택부에서 어떤 펄스를 선택할 지에 대한 여부를 제어하는 제어부; 를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 고강도 집속형 초음파 구동장치.
In the high intensity focused ultrasound drive device for driving a high intensity focused ultrasound transducer,
A first frequency generator configured to generate an ultrasonic driving frequency;
A variable voltage generator for generating a variable voltage;
A first amplifier receiving the variable voltage generated by the variable voltage generator and first amplifying the frequency generated by the first frequency generator;
A first impedance matching unit for amplifying the variable voltage received from the first amplifier and matching impedances of the transducer and the high intensity focused ultrasound driving apparatus;
A second frequency generator configured to generate an ultrasonic driving frequency;
A second amplifier receiving the variable voltage generated by the variable voltage generator and performing secondary amplification of the frequency generated by the second frequency generator;
A second impedance matching unit for amplifying the variable voltage received from the second amplifier and matching impedances of the transducer and the high intensity focused ultrasound driving apparatus;
A pulse selector for selectively selecting a high frequency generated by the first impedance matching unit and the second impedance matching unit;
A high intensity focused ultrasound output unit configured to output a pulse selected by the pulse selector; And
A controller for controlling pulses input to the first frequency generator and the second frequency generator, controlling a voltage input to the variable voltage generator, and controlling which pulse to select from the pulse selector; High intensity focused ultrasonic drive device, characterized in that comprising a.
제 1항에 있어서,
상기 제 1 주파수 발생부 및 제 2 주파수 발생부는 프로그램 가능한 오실레이터로 구성되는 것을 특징으로 하는 고강도 집속형 초음파 구동장치.
The method of claim 1,
And the first frequency generator and the second frequency generator comprise a programmable oscillator.
제 1항에 있어서,
상기 제 1 증폭부 및 제 2 증폭부에서는, 주파수 증폭을 위하여 E급 증폭기를 사용하는 것을 특징으로 하는 고강도 집소형 초음파 구동장치.
The method of claim 1,
The first amplifier and the second amplifier, high intensity lumped ultrasonic drive device characterized in that for using the E-class amplifier for frequency amplification.
제 1항에 있어서,
시간의 변화에 따라서 상기 가변전압 생성부에서 생성되는 출력전압을 제어함으로써 상기 고강도 집속형 초음파 출력부에서 출력되는 펄스의 에너지를 변화시키는 것을 특징으로 하는 고강도 집속형 초음파 구동장치.
The method of claim 1,
The high intensity focused ultrasound driving apparatus of claim 1, wherein the energy of the pulse output from the high intensity focused ultrasound output unit is changed by controlling the output voltage generated by the variable voltage generator according to a change in time.
제 1항에 있어서,
상기 고강도 집속형 초음파 출력부로부터 출력되는 펄스는 하나 이상을 선택적으로 출력하는 것을 특징으로 하는 고강도 집속형 초음파 구동장치.
The method of claim 1,
High intensity focused ultrasound driving apparatus, characterized in that for outputting at least one pulse output from the high intensity focused ultrasound output unit.
제 1항에 있어서,
상기 펄스 선택부는 FET 소자로 구성하는 것을 특징으로 하는 고강도 집속형 초음파 구동장치.
The method of claim 1,
The pulse selection unit is a high-intensity focused ultrasound driving device, characterized in that composed of FET elements.
고강도 집속형 초음파 구동장치의 구동방법에 있어서,
제 1 주파수 발생부 및 제 2 주파수 발생부로부터 초음파 구동 주파수를 각각 발생하는 주파수 발생 단계;
가변전압 생성부에서 가변전압을 발생하는 가변전압 발생단계;
상기 가변전압 발생단계에서 발생한 가변전압을 제 1 증폭부 및 제 2 증폭부에서 전달받아 제 1 증폭부는 제 1 임피던스 매칭부로, 제 2 증폭부는 제 2 임피던스 매칭부로 각각 가변전압을 전달하는 가변전압 수신 및 전달단계;
제 1 증폭부는 제 1 주파수 발생부로부터 발생한 주파수를 증폭하고, 제 2 증폭부는 제 2 주파수 발생부로부터 발생한 주파수를 증폭하는 주파수 증폭단계;
제 1 임피던스 매칭부는 상기 제 1 증폭부로부터 전달받은 가변전압을 증폭하고, 제 2 임피던스 매칭부는 상기 제 2 증폭부로부터 전달받은 가변전압을 증폭하는 가변전압 증폭 단계;
제 1 임피던스 매칭부 및 제 2 임피던스 매칭부는 트랜스듀서와 고강도 집속형 초음파 구동장치의 임피던스 매칭을 수행하는 임피던스 매칭단계;
펄스 선택부에서 제 1 임피던스 매칭부 및 제 2 임피던스 매칭부에서 발생된 고주파 중 어느 하나를 선택하는 펄스 선택 단계;
펄스 선택부에서 선택된 펄스를 고강도 집속형 초음파 출력부에서 출력하는 펄스 출력 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고강도 집속형 초음파 구동장치의 구동방법.
In the driving method of a high intensity focused ultrasonic drive device,
A frequency generating step of generating ultrasonic driving frequencies from the first frequency generator and the second frequency generator, respectively;
A variable voltage generation step of generating a variable voltage in the variable voltage generation unit;
Receiving a variable voltage generated in the variable voltage generation step from the first amplifier and the second amplifier receives a variable voltage for transmitting a variable voltage to the first amplifier matching unit, the second amplifier is a second impedance matching unit, respectively And a delivery step;
A first amplifying unit amplifying a frequency generated from the first frequency generator, and a second amplifying unit amplifying a frequency generated from the second frequency generator;
A variable voltage amplifying step of amplifying a variable voltage received from the first amplifier, and a second impedance matching unit amplifying the variable voltage received from the second amplifier;
An impedance matching step of performing impedance matching between the first impedance matching unit and the second impedance matching unit and the high intensity focused ultrasound driving apparatus;
A pulse selecting step of selecting one of a high frequency generated by the first impedance matching unit and the second impedance matching unit by the pulse selecting unit;
And a pulse output step of outputting the pulse selected by the pulse selecting unit from the high intensity focused ultrasound output unit.
제 7항에 있어서,
상기 주파수 발생단계에서 제 1 주파수 발생부 및 제 2 주파수 발생부로부터 주파수가 발생될 때, 제어부에서 제 1 주파수 발생부 및 제 2 주파수 발생부에 입력되는 펄스를 제어하는 입력 펄스 제어 단계;를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고강도 집속형 초음파 구동장치의 구동방법.
8. The method of claim 7,
An input pulse control step of controlling a pulse input to the first frequency generator and the second frequency generator by the control unit when a frequency is generated from the first frequency generator and the second frequency generator in the frequency generating step; A driving method of a high intensity focused ultrasonic drive device, characterized in that comprises.
제 7항에 있어서,
상기 가변전압 발생단계에서 가변전압을 생성할 때, 제어부에서 가변전압 생성부에 입력되는 전압을 제어하는 입력 전압 제어 단계;를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고강도 집속형 초음파 구동장치의 구동방법.
8. The method of claim 7,
The input voltage control step of controlling the voltage input to the variable voltage generation unit in the control unit when generating a variable voltage in the variable voltage generation step; drive method of a high-intensity focused ultrasonic drive device characterized in that it further comprises.
제 7항에 있어서,
상기 펄스 선택 단계에서 제 1 임피던스 매칭부 또는 제 2 임피던스 매칭부에서 발생된 고주파 중 어느 하나를 선택할 때, 제어부에서 펄스 선택부의 선택을 제어하는 펄스 선택 제어단계;를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고강도 집속형 초음파 구동장치의 구동방법.
8. The method of claim 7,
And a pulse selection control step of controlling the selection of the pulse selection unit by the control unit when selecting one of the high frequencies generated by the first impedance matching unit or the second impedance matching unit in the pulse selection step. Driving method of high intensity focused ultrasonic drive device.
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