KR101424506B1 - 초음파 프로브 장치, 초음파 치료 시스템 및 초음파 치료 시스템 제어 방법 - Google Patents
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Abstract
초음파 프로브 장치는 복수의 개구부를 포함하는 하우징, 상기 복수의 개구부에 각각 대응하여 상기 하우징 내에 장착된 복수의 초음파 트랜스듀서를 포함하되, 상기 복수의 초음파 트랜스듀서는 초음파 신호를 대상체 내부의 관심 영역을 향해 조사함으로써 상기 관심 영역 내의 지방 조직에 진동을 발생시키고, 상기 복수의 초음파 트랜스듀서의 상기 관심 영역 내의 초점은 서로 다르다.
Description
초음파 프로브 장치, 초음파 치료 시스템 및 초음파 치료 시스템의 제어 방법에 관한 것이다.
초음파는 일반적으로 사람의 귀가 들을 수 있는 가청 주파수의 범위를 넘어서는 주파수가 20KHz를 넘는 음파를 의미하는 것으로, 이러한 초음파는 대상체 내부의 영상을 얻는 초음파 영상 장치에 널리 이용되고 있다. 이와 같은 초음파 영상 장치는 소형이고, 저렴하며, 실시간으로 표시 가능하고, X선 등의 피폭이 없어 안정성이 높은 장점을 가지고 있어 CT(Computed Tomography), MRI(Magnetic Resonance Image), 핵의학 장치 등의 다른 영상 진단 장치와 함께 널리 이용되고 있다.
초음파 영상 장치와 함께 초음파 치료 시스템도 최근 기술개발이 활발한 분야이다. 초음파 치료 시스템은 의료용으로 사용되는 수 MHz의 주파수를 갖는 초음파를 신체에 조사함으로써, 신체 내부의 조직의 진동이나 열을 발생시켜 치료의 효과를 얻는 형태가 대다수이다. 이러한 초음파 치료 시스템의 대표적인 예는 고강도 집속 초음파 시스템(High Intensity Focused Ultrasound System)이며, 일반적으로 고강도 집속 초음파 시스템은 초음파를 방출하는 트랜스듀서를 내장하며, 방출된 초음파를 초점에 집속하여 열을 발생시킴에 따라 시술 부위에 급격한 온도 상승을 유발시킨다. 이러한 온열 기능을 통해 각종 환부에 부작용을 남기지 않고 목적한 의료 시술을 수행한다. 이와 관련하여, 한국공개특허공보 제2007-0107089호에는 고강도 집속 초음파 치료 장치의 구성이 개시된다.
한편, 최근 미용에 대한 관심이 증가하면서 피부 아래에 존재하는 지방의 분해에 대한 다양한 의료, 기술적 접근이 시도되고 있다. 이와 관련하여, 치료용 초음파를 통하여 피부 아래의 지방층을 분해시키는 기술적 접근도 시도되고 있으나, 좀 더 나은 치료 효과를 위해서 기술개발이 요구된다.
지방 세포를 자극함에 있어서, 넓은 관심 영역을 동시에 자극함으로써, 지방 분해의 효과를 향상시킬 수 있는 초음파 프로브 장치, 초음파 치료 시스템 및 이의 제어 방법을 제공하고자 한다. 또한, 배열된 다수의 초음파 소자를 통해 서로 다른 초음파 신호를 관심 영역 내에 조사함으로써, 관심 영역 내 에너지를 집중시켜 시술 시간 및 인력을 감소시킬 수 있는 초음파 프로브 장치, 초음파 치료 시스템 및 이의 제어 방법을 제공하고자 한다. 또한, 신체 각 부의 곡률에 적합한 형태의 초음파 프로브 장치를 구성함으로써, 보다 손쉬운 시술을 가능하게 하는 초음파 프로브 장치, 초음파 치료 시스템 및 이의 제어 방법을 제공하고자 한다.
다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일 실시예는 복수의 개구부를 포함하는 하우징 및 상기 복수의 개구부에 각각 대응하여 상기 하우징 내에 장착된 복수의 초음파 트랜스듀서를 포함하되, 상기 복수의 초음파 트랜스듀서는 초음파 신호를 대상체 내부의 관심 영역을 향해 조사함으로써 상기 관심 영역 내의 지방 조직에 진동을 발생시키고, 상기 복수의 초음파 트랜스듀서의 상기 관심 영역 내의 초점은 서로 다른 것을 특징으로 하는 초음파 프로브 장치를 제공한다.
본 실시예의 일례에 따르면, 상기 복수의 초음파 트랜스듀서 각각은 전기적으로 상호 절연된 복수의 전송매체 각각을 통해 제어 장치로부터 전기적 신호를 수신하고, 수신한 전기적 신호로부터 변환한 상기 초음파 신호를 조사할 수 있다.
본 실시예의 일례에 따르면, 상기 복수의 초음파 트랜스듀서는 원 형상이고, 상기 복수의 초음파 트랜스듀서는 1 cm 이상 5 cm 이하의 범위 내의 지름을 가질 수 있다.
본 실시예의 일례에 따르면, 상기 하우징의 하면은 상기 하우징의 내측 방향으로 굽은 곡면일 수 있다.
본 실시예의 일례에 따르면, 상기 하우징은 상기 하우징의 상면과 측면간의 경계로부터 확장된 손잡이부를 포함할 수 있다.
본 실시예의 일례에 따르면, 상기 제어 장치는 사용자 인터페이스로부터 수신한 적어도 하나 이상의 입력에 대응하여 상기 전기적 신호를 생성하되, 상기 사용자 인터페이스는 터치 패널 디스플레이일 수 있다.
본 실시예의 일례에 따르면, 상기 복수의 초음파 트랜스듀서 중 제 1 초음파 트랜스듀서는 제 1 전기적 신호로부터 변환한 제 1 초음파 신호를 제 1 초점을 향해 조사하되, 상기 복수의 초음파 트랜스듀서 중 제 2 초음파 트랜스듀서는 제 2 전기적 신호로부터 변환한 제 2 초음파 신호를 제 2 초점을 향해 조사할 수 있다.
본 실시예의 일례에 따르면, 상기 제 1 초점과 상기 제 2 초점은 상기 대상체 내부의 소정 크기를 갖는 상기 관심 영역 내에 위치하고, 상기 제 1 초음파 트랜스듀서는 상기 제 1 초음파 신호를 조사함으로써 상기 관심 영역 내의 지방 조직에 진동을 발생시키되, 상기 제 2 초음파 트랜스듀서는 상기 제 2 초음파 신호를 조사함으로써 상기 진동을 증폭시킬 수 있다.
본 실시예의 일례에 따르면, 상기 제 1 초점의 초점 깊이와 상기 제 2 초점의 초점 깊이는 서로 다른 것일 수 있다.
본 실시예의 일례에 따르면, 상기 제 1 전기적 신호는, 상기 제어 장치에 의하여, 상기 제 1 초음파 신호의 강도, 상기 제 1 초음파 신호의 주파수 및 상기 제 1 초점의 위치 중 적어도 하나 이상에 기초하여 생성되는 것일 수 있다.
본 실시예의 일례에 따르면, 상기 초음파 프로브 장치는, 상기 복수의 초음파 트랜스듀서를 이동시킴으로써 상기 초점의 위치를 변경하는 동력 장치를 더 포함할 수 있다.
본 실시예의 일례에 따르면, 상기 초음파 신호의 주파수는 상기 지방 조직에 진동을 발생시키는 정도에 따라 0.5 MHz 내지 5 MHz의 범위 내에서 선택될 수 있다.
본 실시예의 일례에 따르면, 상기 초음파 신호의 강도는 0.25 W/cm2 내지 3 W/cm2의 범위 내에서 선택될 수 있다.
본 실시예의 일례에 따르면, 상기 초음파 프로브 장치는 상기 대상체의 피부와 접촉하며, 유체를 포함하는 피부 접촉부를 더 포함할 수 있다.
본 실시예의 일례에 따르면, 상기 초음파 프로브 장치는 상기 초음파 프로브 장치의 움직임을 인식하는 움직임 센서를 더 포함하되, 상기 제어 장치는 상기 움직임 센서를 통해 수집한 움직임 정보에 기초하여 상기 전기적 신호를 생성하는 것일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예는 손잡이가 장착된 상부 바디, 상기 상부 바디와 결합되며 곡형의 하면에 복수의 개구부가 형성된 하부 바디, 상기 복수의 개구부에 각각 대응하여 상기 하부 바디 내에 장착된 복수의 초음파 트랜스듀서를 포함하되, 상기 복수의 초음파 트랜스듀서는 초음파 신호를 대상체 내부의 관심 영역을 향해 조사함으로써 상기 관심 영역 내의 지방 조직에 진동을 발생시키고, 상기 복수의 초음파 트랜스듀서의 상기 관심 영역 내의 초점은 서로 다른 것을 특징으로 하는 초음파 프로브 장치를 제공한다.
본 발명의 또 다른 실시예는 전기적 신호를 복수개의 초음파 트랜스듀서로 전송하는 제어 장치 및 복수의 개구부를 포함하는 하우징과, 상기 복수의 개구부에 각각 대응하여 상기 하우징 내에 장착된 복수의 초음파 트랜스듀서를 포함하는 초음파 프로브 장치를 포함하되, 상기 복수의 초음파 트랜스듀서는 상기 전기적 신호로부터 변환한 초음파 신호를 대상체 내부의 관심 영역을 향해 조사함으로써 상기 관심 영역 내의 지방 조직에 진동을 발생시키고, 상기 복수의 초음파 트랜스듀서의 상기 관심 영역 내의 초점은 서로 다른 것을 특징으로 하는 초음파 치료 시스템을 제공한다.
본 발명의 또 다른 실시예는 제어 장치에서, 전기적 신호를 생성하는 단계, 제어 장치에서, 생성한 전기적 신호를 복수의 초음파 트랜스듀서로 전송하는 단계, 복수의 초음파 트랜스듀서에서, 전기적 신호로부터 초음파 신호를 변환하는 단계 및 복수의 초음파 트랜스듀서에서, 변환한 초음파 신호를 대상체 내부의 관심 영역을 향해 조사함으로써, 상기 관심 영역 내의 지방 조직에 진동을 발생시키는 단계를 포함하되, 상기 복수의 초음파 트랜스듀서의 상기 관심 영역 내의 초점은 서로 다른 것을 특징으로 하는 초음파 치료 시스템 제어 방법을 제공한다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 지방 세포를 자극함에 있어서 넓은 관심 영역을 동시에 자극함으로써, 지방 분해의 효과를 향상시킬 수 있는 초음파 프로브 장치, 초음파 치료 시스템 및 이의 제어 방법을 제공할 수 있다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 배열된 다수의 초음파 소자를 통해 서로 다른 초음파 신호를 관심 영역 내에 조사함으로써, 관심 영역 내 에너지를 집중시켜 시술 시간 및 인력을 감소시킬 수 있는 초음파 프로브 장치, 초음파 치료 시스템 및 이의 제어 방법을 제공할 수 있다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 신체 각 부의 곡률에 적합한 형태의 초음파 프로브 장치를 구성함으로써, 보다 손쉬운 시술을 가능하게 하는 초음파 프로브 장치, 초음파 치료 시스템 및 이의 제어 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 치료 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 프로브 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 프로브 장치의 초음파 트랜스듀서를 나타낸 도면이다.
도 4는 관심 영역 내의 초점의 일례를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 프로브 장치를 나타낸 도면이다.
도 6a 내지 6c는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 프로브 장치의 하우징을 나타낸 도면들이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 프로브 장치의 상부 바디, 하부 바디 및 피부 접촉부를 나타낸 사시도이다.
도 8a 내지 8c는 일 실시예에 따른 초음파 프로브 장치의 하부 바디를 나타낸 도면들이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 장치를 나타낸 도면이다.
도 10a 내지 10c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 초음파 프로브 장치의 동작을 설명하기 위한 도면들이다.
도 11a 내지 11c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 초음파 프로브 장치의 동작을 설명하기 위한 도면들이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 치료 시스템 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 프로브 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 프로브 장치의 초음파 트랜스듀서를 나타낸 도면이다.
도 4는 관심 영역 내의 초점의 일례를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 프로브 장치를 나타낸 도면이다.
도 6a 내지 6c는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 프로브 장치의 하우징을 나타낸 도면들이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 프로브 장치의 상부 바디, 하부 바디 및 피부 접촉부를 나타낸 사시도이다.
도 8a 내지 8c는 일 실시예에 따른 초음파 프로브 장치의 하부 바디를 나타낸 도면들이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 장치를 나타낸 도면이다.
도 10a 내지 10c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 초음파 프로브 장치의 동작을 설명하기 위한 도면들이다.
도 11a 내지 11c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 초음파 프로브 장치의 동작을 설명하기 위한 도면들이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 치료 시스템 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 치료 시스템을 나타낸 도면이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 치료 시스템(1)은 제어 장치(10), 전송매체(20) 및 초음파 프로브 장치(30)를 포함한다. 다만, 본 발명의 일부 실시예에서는 초음파 치료 시스템(1)이 도 1과 다르게 구성될 수도 있다. 예를 들어, 초음파 치료 시스템(1)은 복수의 초음파 프로브 장치들을 더 포함할 수도 있고, 별도의 냉각장치(미도시)를 더 포함할 수도 있다.
제어 장치(10)는 전기적 신호를 생성하여 전송매체(20)를 통해 초음파 프로브 장치(30)로 전송한다. 이 때, 제어 장치(10)는 전기적으로 상호 절연된 복수의 전송매체(20) 각각을 통해 초음파 프로브 장치(30)에 포함된 복수의 초음파 트랜스듀서 각각으로 전기적 신호를 전송할 수 있다. 예를 들어, 제어 장치(10)는 제 1 초음파 트랜스듀서로 제 1 전기적 신호를 전송하고, 제 2 초음파 트랜스듀서로 제 2 전기적 신호를 전송할 수 있다. 이 때, 제 1 전기적 신호와 제 2 전기적 신호는 특성이 서로 다를 수 있으며, 이로 인하여, 제 1 초음파 트랜스듀서의 초음파 신호와 제 2 초음파 트랜스듀서의 초음파 신호의 특성이 서로 다를 수 있다.
제어 장치(10)는 제어 신호를 생성하여 전송매체(20)를 통해 초음파 프로브 장치(30)로 전송한다. 이와 같은, 제어 신호는 초음파 프로브 장치(30), 초음파 프로브 장치(30)에 포함된 초음파 트랜스듀서, 동력 장치 및 움직임 센서 중 적어도 하나 이상을 제어하기 위한 신호이다. 예를 들어, 제어 장치(10)는 제어 신호를 통해 초음파 프로브 장치(30)의 온/오프를 제어할 수 있고, 제어 장치(10)는 제어 신호를 통해 초음파 프로브 장치(30)에 포함된 동력 장치의 동작을 제어할 수 있다.
제어 장치(10)는 사용자 인터페이스를 통해 수신된 하나 이상의 입력에 대응하여 전기적 신호 또는 제어 신호를 생성한다. 이와 같은 사용자 인터페이스의 일례는 하드웨어 버튼, 터치 패널 디스플레이, 모션 인식 장치를 포함하나, 이에 한정되지는 않는다.
전송매체(20)는 제어 장치(10)로부터 출력된 전기적 신호 또는 제어 신호를 초음파 프로브 장치(30)로 전달한다. 전송매체(20)의 일례는 예를 들어 구리, 금, 은과 같은 금속매체 또는 광 섬유 등 다양한 매체 중 하나일 수 있다. 일반적으로 전송매체(20)는 전기적으로 상호 절연된 복수의 전송매체로 이루어지며, 복수의 전송매체는 전송매체(20)와 구분하여 서브 전송매체로 표현될 수도 있다.
초음파 프로브 장치(30)는 초음파 소자를 통해 대상체(40) 내부의 관심 영역을 향해 초음파 신호를 조사한다. 이 때, 초음파 소자는 초음파 프로브 장치(30)에 포함된 복수의 초음파 트랜스듀서를 의미한다.
복수의 초음파 트랜스듀서 각각은 압전 물질(Piezoelectric Material)을 포함한다. 압전 물질은, 예를 들어, 티탄산 지르콘산 연(PZT: Lead Zirconate Titanate), 폴리비닐리덴 다이프로라이드(PVDF: Polyvinylidene Difluoride), PZT 세라믹(Ceramic) 또는 PZT 폴리머(Polymer) 중 어느 하나 또는 이들의 조합일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
압전 물질은 전기적 신호를 초음파 신호로 변환한다. 압전 물질은 초음파 신호를 전기적 신호로 변환할 수도 있다. 일반적으로, 전기적 신호가 초음파 신호로 변환되는 것은 압전 물질에 전달된 전기적 신호에 의하여 압전 물질로부터 초음파 신호가 발생하는 특성에 기인한다. 또한, 초음파 신호가 전기적 신호로 변환되는 것은 압전부 내부의 압전 물질에 초음파 신호에 의한 기계적 응력이 가해짐에 따라 전위차가 발생하는 특성에 기인한다.
초음파 트랜스듀서는 초음파 신호를 대상체(40) 내부의 관심 영역을 향해 조사함으로써, 관심 영역 내의 지방 조직에 진동 또는 열을 발생시킨다. 복수의 초음파 트랜스듀서에 의하여 관심 영역에 서로 다른 초점에 초음파 신호가 조사되는 경우, 관심 영역에 발생하는 진동 또는 열은 단일 초음파 트랜드듀서의 의한 그것과 비교하여 매우 크다. 따라서, 복수의 초음파 트랜스듀서에 의하여 관심 영역에 발생한 진동 또는 열은 관심 영역 내의 지방 조직을 유연화하거나 분해하는데 보다 효율적이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 프로브 장치(30)는 복수의 초음파 트랜스듀서 각각을 이동시킴으로써 초점의 위치를 변경하는 동력 장치를 더 포함할 수도 있고, 초음파 프로브 장치의 움직임을 인식하는 움직임 센서를 더 포함할 수도 있다. 이와 같은 동력 장치 및 움직임 센서에 대한 설명은 이하의 도면들을 통해 구체적으로 설명한다.
대상체(40)의 대표적인 예는 인간의 신체이다. 다만, 이에 한정되지는 않으며, 대상체(40)는 동물, 식물 또는 무생물일 수도 있다. 대상체(40)가 인간의 신체라고 가정하고 설명하면, 대상체(40)는 내부에 지방 조직을 포함한다. 이러한 지방 조직은 일반적으로 대상체(40)의 피부 아래에 위치하며, 의료적 또는 치료를 위해 분해시키거나 유연화시키는 대상일 수 있다.
이하의 도면들을 통해 도 1의 각 구성요소에 대해 보다 구체적으로 설명한다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 프로브 장치의 동작을 설명하기 위한 도면들이다. 구체적으로, 도 2는 초음파 프로브 장치(30)와 대상체(40) 각각의 일 축 절단면이고, 도 3은 초음파 프로브 장치(30)의 다른 축 절단면이고, 도 4는 대상체(40)의 다른 축 절단면이다. 이 때, 일 축이 종축, 세로축 또는 y 축인 경우, 다른 축은 횡측, 가로축 또는 x축일 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 초음파 프로브 장치(30)는 하우징(31) 및 복수의 초음파 트랜스듀서를 포함한다. 이 때, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 초음파 트랜스듀서의 개수는 4이다. 다만, 이하에서 다시 설명되겠으나, 본 발명의 다양한 실시예들에 따르면 초음파 트랜스듀서의 개수는 6, 9, 16 및 25 중 어느 하나로 결정될 수도 있다.
하우징(31)은 복수의 개구부를 포함한다. 복수의 개구부에는 복수의 초음파 트랜스듀서 각각이 장착된다. 이 때, 도 2에 도시된 바와 같이, 하우징(31)의 하면은 내측 방향으로 굽은 곡면으로 형성되어 있고, 굽은 곡면을 따라 복수의 개구부가 형성되어 있어, 복수의 트랜스듀서 각각은 장착 후 대상체(40) 내부의 관심 영역(41) 내의 복수의 초점을 향하게 된다. 이를 통해 복수의 초음파 트랜스듀서에 의해 발생한 초음파 신호가 관심 영역(41) 내의 초점을 향해 조사될 수 있다. 이와 같은 하우징(31)은 하우징(31)의 상면과 측면간의 경계로부터 확장된 손잡이부(미도시)를 포함할 수 있다.
복수의 초음파 트랜스듀서 각각은 하우징(31)의 복수의 개구부에 장착되며, 전기적으로 상호 절연된 복수의 전송매체 각각을 통해 제어 장치로부터 전기적 신호 또는 제어 신호를 수신한다. 도 2, 3 및 4를 참조하여 예시하면, 제 1 초음파 트랜스듀서(321)는 제 1 개구부에 장착되며, 제어 장치(10)로부터 제 1 전기적 신호 또는 제 1 제어 신호를 수신한다. 이를 위해, 제 1 초음파 트랜스듀서(321)는 전송매체(20) 또는 전송매체(20)에 포함된 제 1 서브 전송매체(331)를 통해 제어 장치(10)와 연결된다.
제 2 초음파 트랜스듀서(322)는 제 2 개구부에 장착되며, 제어 장치(10)로부터 제 2 전기적 신호 또는 제 2 제어 신호를 수신한다. 이를 위해, 제 2 초음파 트랜스듀서(322)는 전송매체(20) 또는 전송매체(20)에 포함된 제 2 서브 전송매체(332)를 통해 제어 장치(10)와 연결된다. 이와 마찬가지로, 제 3 초음파 트랜스듀서(323) 및 제 4 초음파 트랜스듀서(324) 각각도 제 3 서브 전송매체(333) 및 제 4 서브 전송매체(334) 각각을 통해 제어 장치(10)로부터 전기적 신호 또는 제어 신호를 수신한다.
복수의 초음파 트랜스듀서 각각은 수신한 전기적 신호로부터 초음파 신호를 변환하고, 변환한 초음파 신호를 소정 초점을 향해 조사함으로써, 초점 주변의 진동 및 열을 발생시킨다. 도 2 및 4를 참조하여 예시하면, 제 1 초음파 트랜스듀서(321)는 수신한 제 1 전기적 신호를 압전 물질을 통해 제 1 초음파 신호로 변환하고, 변환한 제 1 초음파 신호를 대상체(40) 내부의 제 1 초점(421)을 향해 조사함으로써, 제 1 초점 주변의 지방 조직에 진동 또는 열을 발생시킨다.
제 2 초음파 트랜스듀서(322)는 수신한 제 2 전기적 신호를 압전 물질을 통해 제 2 초음파 신호로 변환하고, 변환한 제 2 초음파 신호를 대상체(40) 내부의 제 2 초점(422)을 향해 조사함으로써, 제 2 초점(422) 주변의 지방 조직에 진동 또는 열을 발생시킬 수 있다.
이와 마찬가지로, 제 3 초음파 트랜스듀서(323)는 제 3 전기적 신호로부터 변환한 제 3 초음파 신호를 제 3 초점(423)을 향해 조사하며, 제 4 초음파 트랜스듀서(324)는 제 4 전기적 신호로부터 변환한 제 4 초음파 신호를 제 4 초점(424)을 향해 조사할 수 있다.
복수의 초점은 관심 영역(41) 내에 위치한다. 도 4를 통해 예시하면, 복수의 초음파 트랜스듀서 각각에 대응하는 제 1 초점(421) 내지 제 4 초점(424)은 대상체(40) 내부의 소정 크기를 갖는 관심 영역(41) 내에 위치한다.
복수의 초점 각각을 향해 조사된 복수의 초음파 신호는 관심 영역 내의 진동 또는 열을 발생시킨다. 이 때, 복수의 초점이 서로 다른 위치에 존재하므로, 복수의 초음파 신호에 의한 진동 또는 열은 비교적 광범위인 관심 영역 내에서 발생하며, 단일 초음파 트랜스듀서의 그것보다 매우 크다. 예를 들어, 제 1 초음파 트랜스듀서(321)가 제 1 초음파 신호를 조사함으로써 관심 영역 내의 지방 조직에 진동을 발생시킬 때, 제 2 초음파 트랜스듀서(322)에 의해 조사된 제 2 초음파 신호는 제 1 초음파 신호에 의한 진동을 증폭시키고, 증폭된 진동은 제 1 초음파 신호에 의한 진동과 비교하여 광범위에 발생하며, 크기가 더 크다.
도 2 및 도 4를 참조하면, 관심 영역(41)은 대상체(40)의 피부 아래에 위치한 지방층의 소정 크기의 영역을 의미한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 대상체(40)는 표면에 위치하는 피부, 피부 아래의 지방층, 지방층 아래의 근육층 등으로 구성될 수 있으나, 이는 일례에 불과하므로 이에 한정되는 것은 아니다.
복수의 초음파 신호에 의한 진동 또는 열은 강력한 에너지로 지방 조직을 파괴, 분해 또는 약화시켜줌으로써, 지방 흡입 시술에 도움을 주거나 또는 그 자체로 지방 분해의 효과를 가능하게 한다. 이 때, 지방 흡입 시술을 위해 본 발명의 초음파 치료 시스템은 내부 또는 외부의 지방 흡입 장치와의 연동이 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제 1 초음파 신호의 특성과 제 2 초음파 신호의 특성은 다를 수 있다. 이 때, 특성은 초음파 신호의 주파수, 초점 위치, 초점 깊이, 강도를 포함할 수 있다. 제 1 초음파 신호의 특성은 제어 장치(10)에 의해 생성되는 제 1 전기적 신호에 의하여 결정될 수 있다. 이를 위해, 제어 장치(10)는 제 1 초음파 신호의 강도, 제 1 초음파 신호의 주파수, 제 1 초점의 위치 및 제 1 초점의 깊이 중 적어도 하나 이상에 기초하여 제 1 전기적 신호를 생성할 수 있다. 이와 유사하게, 제어 장치(10)는 제 2 초음파 신호, 제 3 초음파 신호 및 제 4 초음파 신호 각각의 강도, 주파수, 초점 위치, 초점 깊이 중 적어도 하나 이상에 기초하여 제 2 전기적 신호, 제 3 전기적 신호 및 제 4 전기적 신호 각각을 생성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수의 초음파 트랜스듀서 각각은 원 형상일 수 있다. 이 때, 복수의 초음파 트랜스듀서는 1 cm 이상 5 cm 이하의 범위 내의 지름을 가질 수 있다. 예를 들어, 복수의 초음파 트랜스듀서의 지름은 30 mm일 수 있다. 다만, 본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 복수의 초음파 트랜스듀서의 지름은 20 mm, 40 mm 또는 50 mm일 수 있으며, 복수의 초음파 트랜스듀서는 정사각형, 직사각형, 오각형, 육각형 등 원 형상과 다른 형상일 수도 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수의 초음파 트랜스듀서의 지금, 크기 및 형상 중 하나 이상은 서로 다를 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수의 초음파 신호 각각의 주파수는 지방 조직에 진동을 발생시키는 정도에 따라 0.5 MHz 내지 10 MHz의 범위 내에서 선택될 수 있다. 이 때, 복수의 초음파 신호 각각의 주파수는 서로 같을 수도 있고, 서로 다를 수도 있다. 예를 들어, 복수의 초음파 신호의 주파수는 모두 1 MHz일 수도 있고, 제 1 초음파 신호의 주파수가 1 MHz인 반면, 제 2 초음파 신호의 주파수는 2 MHz일 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수의 초음파 신호 각각의 강도는 0.25 W/cm2 내지 3 W/cm2의 범위 내에서 선택될 수 있다. 이 때, 복수의 초음파 신호 각각의 강도는 서로 같을 수도 있고, 서로 다를 수도 있다. 예를 들어, 복수의 초음파 신호 각각의 강도는 모두 1 W/cm2일 수도 있고, 제 1 초음파 신호의 강도가 1 W/cm2인 반면, 제 2 초음파 신호의 강도는 1.5 W/cm2일 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수의 초음파 신호 각각의 강도는 제어 장치(10)로부터 수신한 전기적 신호 또는 제어신호에 따라 가변될 수 있다. 이를 위해, 제어 장치(10)는 복수의 초음파 신호 각각의 강도에 대응하는 전기적 신호 또는 제어 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 제어 장치(10)는 초음파 신호의 강도를 최대 강도의 30%로 결정한 경우, 최대 강도의 30%에 대응하는 전기적 신호 또는 제어 신호를 생성할 수 있다. 이 때, 전기적 신호의 출력 또는 에너지가 커지면, 그에 따라 초음파 신호의 강도가 커지는 것이 일반적이다.
제어 장치(10)는 사용자 인터페이스로부터 초음파 신호의 강도에 대응하는 입력을 수신하고, 수신한 입력에 기초하여 전기적 신호 또는 제어 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 제어 장치(10)는 초음파 신호의 강도를 나타내는 '강', '중', '약' 의 아이콘들 중 '중'을 선택하는 입력을 터치 패널 디스플레이를 통해 수신한 경우, 초음파 신호의 강도를 최대 강도의 20%로 결정한 경우, 최대 강도의 20%에 대응하는 전기적 신호 또는 제어 신호를 생성할 수 있다. 이 때, '강'은 초음파 신호의 최대 강도의 30%, '중'은 초음파 신호의 최대 강도의 20%, '약'은 초음파 신호의 최대 강도의 10%일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
아래 표 1은 복수의 초음파 신호에 의한 강도의 일례들을 나타내나, 이에 한정되지는 않는다. 아래 표 1에서의 단위는 mw 또는 mW/cm2일 수 있다.
[표 1]
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제 1 초점(421)의 초점 깊이는 제 2 초점(422)의 초점 깊이와 다를 수 있다. 예를 들어, 제 1 초점(421)의 초점 깊이가 3 cm일 때, 제 2 초점(422)의 초점 깊이는 3.5 cm 일 수 있다. 일반적으로 초점 깊이는 초음파 트랜스듀서의 일 측면의 중앙으로부터 초점까지의 거리를 의미하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수의 초음파 신호 각각은 압전 물질로 이루어진 압전부와 함께 흡음부(Backing Unit), 전극부 및 매칭부(Matching Unit) 중 적어도 하나 이상을 더 포함할 수 있다. 이 때, 흡음부는 압전부의 자유 진동을 억제하여 초음파 신호의 펄스 폭을 감소시키고, 초음파 신호가 불필요하게 압전부의 후방으로 전파되는 것을 차단시킬 수 있다. 이러한 흡음부의 소재는, 예를 들어, 에폭시 수지 및 텅스텐 파우더 등을 포함하는 고무일 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.
전극부는 압전부로 전기적 신호를 전달한다. 이러한 전극부는 예를 들어, 금속 박막(Metallic Foil)으로 이루어진다. 금속 박막의 일례는 구리(Copper) 박막이나, 이외에도 금, 은 등의 단일 금속 박막 또는 복수 금속의 합금 박막(예를 들어, 니켈, 크롬 및 금 중 하나 이상을 이용한 합금 박막) 등이 전극부의 재료로서 이용될 수도 있다.
매칭부는 압전부와 대상체 사이의 음향 임피던스(Acoustic Impedance)의 차이를 감소시킨다. 이를 통해, 압전부에서 발생된 초음파 신호는 대상체에 최대한 전달될 수 있다. 매칭부는 유리 또는 수지 소재로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
전송매체(20)는 복수의 트랜스듀서 각각의 전극부와 전기적으로 연결된다. 이를 위해, 전송매체(20)의 일부는 복수의 트랜스듀서 각각의 전극부와 와이어 본딩(Wire Bonding) 또는 이방 전도성 필름 본딩(Anisotropic Conductive Film Bonding) 등을 통해 연결될 수 있다. 이 때, 전송매체(20)의 일부는 강성 인쇄 회로 기판(Hard PCB: Hard Printed Circuit Board) 또는 연성 인쇄 회로 기판(Flexible PCB: Flexible Printed Circuit Board)일 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수의 초음파 신호 각각의 초점 위치 또는 초점 깊이는 가변될 수 있다. 이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 초음파 프로브 장치(30)는 동력 장치를 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 프로브 장치를 나타낸 도면이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 초음파 프로브 장치(30)는 복수의 초음파 트랜스듀서를 이동시킴으로써 복수의 초음파 트랜스듀서 각각의 초점의 위치를 변경하는 복수의 동력 장치를 포함할 수 있다.
도 5를 참조하여 예시하면, 동력 장치(341)는 제 1 초음파 트랜스듀서(321)를 제 1 위치(321A)에서 제 2 위치(321B)로 이동시킴으로써, 제 1 초음파 트랜스듀서(321)의 제 1 초점(421)의 초점 깊이를 제 1 위치(421A)에서 제 2 위치(421B)로 변경할 수 있다. 또한, 동력 장치(342)는 제 2 초음파 트랜스듀서(322)를 제 1 위치(322A)에서 제 2 위치(322B)로 이동시킴으로써, 제 2 초음파 트랜스듀서(322)의 제 2 초점(422)의 위치를 제 1 위치(422A)에서 제 2 위치(422B)로 변경할 수 있다.
이와 같이, 복수의 동력 장치 각각은 복수의 초음파 트랜스듀서의 횡축 또는 종축 이동을 가능하게 한다. 또한, 복수의 동력 장치 각각은 모터와 함께, 변속, 동력 전달을 위한 다양한 부품을 포함할 수 있다.
이와 같은 복수의 동력 장치 각각은 제어 장치(10)로부터 수신한 전기적 신호 또는 제어 신호에 기초하여 제어된다. 도 5를 통해 예시하면, 동력 장치(341)는 전송매체(351)를 통해 제어 장치(10)로부터 전기적 신호 또는 제어 신호를 수신하고, 수신한 전기적 신호 또는 제어 신호에 기초하여 제 1 초음파 트랜스듀서(321)를 이동시킨다. 다른 예를 들어, 동력 장치(342)는 전송매체(352)를 통해 제어 장치(10)로부터 전기적 신호 또는 제어 신호를 수신하고, 수신한 전기적 신호 또는 제어 신호에 기초하여 제 2 초음파 트랜스듀서(322)를 이동시킨다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 초음파 프로브 장치(30)는 움직임 센서(36)를 더 포함할 수 있다. 움직임 센서(36)는 초음파 프로브 장치(30)의 움직임을 인식한다. 이와 같은 움직임 센서(36)의 일례는 자기센서(Magnetic Sensor), 관성센서(Inertial Sensor), 적외선 센서(Infrared Sensor), 카메라 장치, 광센서(Optical Sensor) 등으로 다양하다.
제어 장치(10)는 전송매체(371)를 통해 움직임 센서(36)를 제어하기 위한 전기적 신호 또는 제어 신호를 움직임 센서(36)로 전송한다. 예를 들어, 제어 장치(10)는 전송매체(371)를 통해 움직임 센서(36)의 온/오프를 제어하기 위한 제어 신호를 움직임 센서(36)로 전송한다.
제어 장치(10)는 전송매체(371)를 통해 움직임 센서(36)로부터 움직임 정보를 수신한다. 제어 장치(10)는 수신한 움직임 정보에 기초하여 초음파 프로브 장치(10), 복수의 초음파 트랜스듀서, 동력 장치 중 적어도 하나 이상의 동작을 제어할 수 있다. 또한, 제어 장치(10)는 수신한 움직임 정보에 기초하여 전기적 신호의 생성을 제어할 수도 있다. 예를 들어, 제어 장치(10)는 움직임 정보에 기초하여 초음파 프로브 장치(30)가 이동 중인지 여부를 판단한 후, 이동 중인 경우 전기적 신호를 생성하여 복수의 초음파 트랜스듀서로 전송하고, 이동 중이 아닌 경우(또는 기 결정된 시간 동안 움직임이 없다고 판단된 경우) 전기적 신호의 생성을 멈출 수 있다. 이를 통해, 시술자의 부주위 등으로 인해 초음파 프로브 장치(30)가 대상체(40) 위에서 수 초간 정지될 때, 대상체(40)의 피부에 대한 손상이 방지될 수 있다.
도 6a 내지 6c는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 프로브 장치의 하우징을 나타낸 도면들이다.
도 6 A 내지 6c를 참조하면, 하우징(31)은 손잡이(313)이 장착된 상부 바디(311) 및 하부 바디(312)를 포함한다. 하우징(31)의 소재는 합성 수지이나, 본 발명의 다양한 실시예에 따르면 하우징(31)은 금속 소재로 형성될 수도 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 프로브 장치의 상부 바디, 하부 바디 및 피부 접촉부를 나타낸 사시도이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 상부 바디(311)는 손잡이가 장착되며, 하부 바디(312)와의 결합을 통해 하우징(31)을 형성한다.
하부 바디(312)는 하부 바디(312)의 하면에 복수의 개구부를 포함하며, 복수의 개구부에는 복수의 트랜스듀서가 장착된다. 도 7에 도시된 바와 같이, 하부 바디(312)의 하면은 하우징(31)의 내측 방향으로 굽은 곡면이며, 이와 같은 곡면에는 4개의 개구부가 형성된다.
도 8a 내지 8c는 일 실시예에 따른 초음파 프로브 장치의 하부 바디를 나타낸 도면들이다. 도 8a 내지 8c를 참조하면, 하부 바디(312)는 내측 방향으로 굽은 곡면으로서 소정 곡률을 갖는다. 이 때, 곡률의 일례는 20이다. 일반적으로 곡률을 결정하는 수식은 아래 수학식 1과 같으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 원의 곡률은 원의 반지름의 역수로 구할 수도 있다. 수학식 1에서 s는 곡선 위의 점 P가 곡선을 따라 일정한 속도로 Q까지 움직인 이동거리이며, 
는 두 점 P와 Q에서의 2개의 접속이 만드는 각이고, k는 방향변화율이고, k는 점 P에서의 곡률을 의미한다.
[수학식 1]
도 8을 참조하면, A 점으로부터 제 1 개구부의 중심인 B 점까지의 거리 및 제 2 개구부의 중심인 C 점까지의 거리는 a mm이고, A 점으로부터 하부 바디(312)의 하면의 수평선 중심인 D 점까지의 거리는 b mm이고, D 점으로부터 C 점까지의 거리는 c mm 이다. a, b, c 각각의 일례는 35 mm, 20.9 mm, 11.3 mm이나 이에 한정되는 것은 아니다.
도 7을 참조하면, 초음파 프로브 장치(30)는 피부 접촉부(314)를 더 포함한다. 피부 접촉부(314)는 대상체의 피부와 접촉하며, 유체를 포함한다. 피부 접촉부(314)의 외피는 합성 수지로 형성되며, 합성 수지의 일례는 폴리카보네이트 필름이다. 또한, 유체는 물 또는 오일일 수 있으며, 유체의 일례는 엔진 오일이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 장치를 나타낸 도면이다.
제어 장치(10)는 전기적 신호를 생성하여 전송매체(20)를 통해 초음파 프로브 장치(30)로 전송한다. 이 때, 제어 장치(10)는 전기적으로 상호 절연된 복수의 전송매체(20) 각각을 통해 초음파 프로브 장치(30)에 포함된 복수의 초음파 트랜스듀서 각각으로 전기적 신호를 전송할 수 있다.
제어 장치(10)는 제어 신호를 생성하여 전송매체(20)를 통해 초음파 프로브 장치(30)로 전송한다. 이와 같은, 제어 신호는 초음파 프로브 장치(30), 초음파 프로브 장치(30)에 포함된 초음파 트랜스듀서, 동력 장치 및 움직임 센서 중 적어도 하나 이상을 제어하기 위한 신호이다. 예를 들어, 제어 장치(10)는 제어 신호를 통해 초음파 프로브 장치(30)의 온/오프를 제어할 수 있고, 제어 장치(10)는 제어 신호를 통해 초음파 프로브 장치(30)에 포함된 동력 장치의 동작을 제어할 수 있다.
제어 장치(10)는 사용자 인터페이스를 포함한다. 도 9를 통해 예시하면, 제어 장치(10)는 사용자 인터페이스로서 터치 패널 디스플레이(11) 및 온/오프를 위한 전원 버튼(12)을 포함한다. 이 밖에도 제어 장치는 사용자 인터페이스로서 하드웨어 버튼, 모션 인식 장치 등을 더 포함할 수도 있다. 제어 장치(10)는 사용자 인터페이스를 통해 수신된 하나 이상의 입력에 대응하여 전기적 신호 또는 제어 신호를 생성한다.
도 10a 내지 10c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 초음파 프로브 장치의 동작을 설명하기 위한 도면들이다. 구체적으로, 도 10a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 초음파 프로브 장치(50)와 대상체(40) 각각의 일 축 절단면이고, 도 10b는 초음파 프로브 장치(50)의 다른 축 절단면이고, 도 10c는 대상체(40)의 다른 축 절단면이다. 이 때, 일 축이 종축, 세로축 또는 y 축인 경우, 다른 축은 횡측, 가로축 또는 x축일 수 있다.
도 10a 내지 10c를 참조하면, 초음파 프로브 장치(50)는 하우징(51) 및 복수의 초음파 트랜스듀서를 포함한다. 이 때, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 초음파 트랜스듀서의 개수는 9이다.
하우징(51)은 복수의 개구부를 포함한다. 복수의 개구부에는 복수의 초음파 트랜스듀서 각각이 장착된다. 이 때, 하우징(51)의 하면은 내측 방향으로 굽은 곡면으로 형성되어 있고, 굽은 곡면을 따라 복수의 개구부가 형성되어 있어, 복수의 트랜스듀서 각각은 장착 후 대상체(40) 내부의 관심 영역(43) 내의 복수의 초점을 향하게 된다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 개구부의 개수는 9이다.
복수의 초음파 트랜스듀서 각각은 하우징(51)의 복수의 개구부에 장착되며, 전기적으로 상호 절연된 복수의 전송매체 각각을 통해 제어 장치로부터 전기적 신호 또는 제어 신호를 수신한다. 도 10a 내지 10c를 참조하여 예시하면, 제 1 초음파 트랜스듀서(521), 제 2 초음파 트랜스듀서(522), 제 3 초음파 트랜스듀서(523) 각각은 제 1 내지 3 개구부 각각에 장착되고, 제어 장치(10)로부터 전기적 신호 또는 제어 신호를 수신한다. 이와 같은 형태로, 제 4 초음파 트랜스듀서 내지 제 9 초음파 트랜스듀서 각각도 개구부에 장착되고, 제어 장치(10)로부터 전기적 신호 또는 제어 신호를 수신한다.
복수의 초음파 트랜스듀서 각각은 수신한 전기적 신호로부터 초음파 신호를 변환하고, 변환한 초음파 신호를 소정 초점을 향해 조사함으로써, 초점 주변의 진동 및 열을 발생시킨다. 도 10a 내지 10c를 참조하여 예시하면, 제 1 초음파 트랜스듀서(521)는 제 1 초점(441)을 향해, 제 2 초음파 트랜스듀서(522)는 제 2 초점(442)을 향해, 제 3 초음파 트랜스듀서(523)는 제3 초점(443)을 향해 각각 초음파 신호를 조사함으로써, 초점 주변의 진동 및 열을 발생시킨다. 이와 같은 형태로, 제 4 초음파 트랜스듀서 내지 제 9 초음파 트랜스듀서 각각도 각각의 초점을 향해 초음파 신호를 조사한다.
복수의 초점은 관심 영역(43) 내에 위치한다. 도 4를 통해 예시하면, 복수의 초음파 트랜스듀서 각각에 대응하는 9개의 초점들은 대상체(40) 내부의 소정 크기를 갖는 관심 영역(43) 내에 위치한다.
복수의 초점 각각을 향해 조사된 복수의 초음파 신호는 관심 영역 내의 진동 또는 열을 발생시킨다. 이 때, 복수의 초점이 서로 다른 위치에 존재하므로, 복수의 초음파 신호에 의한 진동 또는 열은 비교적 광범위인 관심 영역 내에서 발생하며, 단일 초음파 트랜스듀서의 그것보다 매우 크다.
이와 같은 초음파 프로브 장치(50)는 앞서 설명된 초음파 프로브 장치(30)와 비교하여 초음파 트랜스듀서의 개수의 측면에서만 차이를 갖는 것이고, 초음파 프로브 장치(50)의 동작이나 구성은 앞서 설명된 초음파 프로브 장치(30)의 그것과 동일 또는 극히 유사하다. 따라서, 이하에서 초음파 프로브 장치(50)에 대해 설명되지 아니한 내용은 앞서 초음파 프로브 장치(30)에 대해 설명된 내용을 그대로 준용한다.
도 11a 내지 11c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 초음파 프로브 장치의 동작을 설명하기 위한 도면들이다. 구체적으로, 도 11a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 초음파 프로브 장치(60)와 대상체(40) 각각의 일 축 절단면이고, 도 11b는 초음파 프로브 장치(60)의 다른 축 절단면이고, 도 11c는 대상체(40)의 다른 축 절단면이다. 이 때, 일 축이 종축, 세로축 또는 y 축인 경우, 다른 축은 횡측, 가로축 또는 x축일 수 있다.
도 11a 내지 11c를 참조하면, 초음파 프로브 장치(60)는 하우징(61) 및 복수의 초음파 트랜스듀서를 포함한다. 이 때, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 초음파 트랜스듀서의 개수는 16이다.
하우징(61)은 복수의 개구부를 포함한다. 복수의 개구부에는 복수의 초음파 트랜스듀서 각각이 장착된다. 이 때, 하우징(61)의 하면은 내측 방향으로 굽은 곡면으로 형성되어 있고, 굽은 곡면을 따라 복수의 개구부가 형성되어 있어, 복수의 트랜스듀서 각각은 장착 후 대상체(40) 내부의 관심 영역(45) 내의 복수의 초점을 향하게 된다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 개구부의 개수는 16이다.
복수의 초음파 트랜스듀서 각각은 하우징(61)의 복수의 개구부에 장착되며, 전기적으로 상호 절연된 복수의 전송매체 각각을 통해 제어 장치로부터 전기적 신호 또는 제어 신호를 수신한다. 도 11a 내지 11c를 참조하여 예시하면, 제 1 초음파 트랜스듀서(621), 제 2 초음파 트랜스듀서(622), 제 3 초음파 트랜스듀서(623), 제 4 초음파 트랜스듀서(624) 각각은 제 1 내지 4 개구부 각각에 장착되고, 제어 장치(10)로부터 전기적 신호 또는 제어 신호를 수신한다. 이와 같은 형태로, 제 5 초음파 트랜스듀서 내지 제 16 초음파 트랜스듀서 각각도 개구부에 장착되고, 제어 장치(10)로부터 전기적 신호 또는 제어 신호를 수신한다.
복수의 초음파 트랜스듀서 각각은 수신한 전기적 신호로부터 초음파 신호를 변환하고, 변환한 초음파 신호를 소정 초점을 향해 조사함으로써, 초점 주변의 진동 및 열을 발생시킨다. 도 11a 내지 11c를 참조하여 예시하면, 제 1 초음파 트랜스듀서(621)는 제 1 초점(461)을 향해, 제 2 초음파 트랜스듀서(622)는 제 2 초점(462)을 향해, 제 3 초음파 트랜스듀서(623)는 제 3 초점(463)을 향해, 제 4 초음파 트랜스듀서(624)는 제 4 초점(464)을 향해 각각 초음파 신호를 조사함으로써, 초점 주변의 진동 및 열을 발생시킨다. 이와 같은 형태로, 제 5 초음파 트랜스듀서 내지 제 16 초음파 트랜스듀서 각각도 각각의 초점을 향해 초음파 신호를 조사한다.
복수의 초점은 관심 영역(45) 내에 위치한다. 도 4를 통해 예시하면, 복수의 초음파 트랜스듀서 각각에 대응하는 16개의 초점들은 대상체(40) 내부의 소정 크기를 갖는 관심 영역(45) 내에 위치한다.
복수의 초점 각각을 향해 조사된 복수의 초음파 신호는 관심 영역 내의 진동 또는 열을 발생시킨다. 이 때, 복수의 초점이 서로 다른 위치에 존재하므로, 복수의 초음파 신호에 의한 진동 또는 열은 비교적 광범위인 관심 영역 내에서 발생하며, 단일 초음파 트랜스듀서의 그것보다 매우 크다.
이와 같은 초음파 프로브 장치(60)는 앞서 설명된 초음파 프로브 장치(30)와 비교하여 초음파 트랜스듀서의 개수의 측면에서만 차이를 갖는 것이고, 초음파 프로브 장치(60)의 동작이나 구성은 앞서 설명된 초음파 프로브 장치(30)의 그것과 동일 또는 극히 유사하다. 따라서, 이하에서 초음파 프로브 장치(60)에 대해 설명되지 아니한 내용은 앞서 초음파 프로브 장치(30)에 대해 설명된 내용을 그대로 준용한다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 치료 시스템 제어 방법을 나타낸 흐름도이다. 도 12에 도시된 초음파 치료 시스템 제어 방법은 앞선 도 1 내지 도 11을 통해 설명된 제어 장치(10), 초음파 프로브 장치(30), 초음파 프로브 장치(50), 초음파 프로브 장치(50) 및 초음파 트랜스듀서 중 적어도 하나 이상에 의하여 수행된다. 따라서, 이하 생략된 내용이라고 하더라도 도 1 내지 11을 통해 제어 장치(10), 초음파 프로브 장치(30), 초음파 프로브 장치(50), 초음파 프로브 장치(50) 및 초음파 트랜스듀서 중 적어도 하나 이상에 대하여 설명된 내용은 도 12에도 적용된다.
단계 S1201에서 제어 장치(10)는 전기적 신호를 생성한다. 단계 S1202에서 제어 장치(10)는 생성한 전기적 신호를 복수의 초음파 트랜스듀서로 전송한다. 단계 S1203에서 복수의 초음파 트랜스듀서는 전기적 신호로부터 초음파 신호를 변환한다. 단계 S1204에서 복수의 초음파 트랜스듀서는 변환한 초음파 신호를 대상체(40) 내부의 관심 영역을 향해 조사함으로써, 관심 영역 내의 지방 조직에 진동을 발생시킨다. 이 때, 복수의 초음파 트랜스듀서의 관심 영역 내의 초점은 서로 다를 수 있다.
앞서 설명된 초음파 치료 시스템 제어 방법은 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 통신 매체는 전형적으로 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈, 또는 반송파와 같은 변조된 데이터 신호의 기타 데이터, 또는 기타 전송 메커니즘을 포함하며, 임의의 정보 전달 매체를 포함한다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1: 초음파 치료 시스템
10: 제어 장치
20: 전송매체
30: 초음파 프로브 장치
40: 대상체
10: 제어 장치
20: 전송매체
30: 초음파 프로브 장치
40: 대상체
Claims (21)
- 초음파 프로브 장치에 있어서,
복수의 개구부를 포함하는 하우징;
상기 복수의 개구부에 각각 대응하여 상기 하우징 내에 장착된 복수의 초음파 트랜스듀서; 및
상기 복수의 초음파 트랜스듀서 각각을 이동시킴으로써 상기 복수의 초음파 트랜스듀서 각각의 초점의 위치를 변경하는 복수의 동력 장치를 포함하되,
상기 복수의 초음파 트랜스듀서는 초음파 신호를 대상체 내부의 관심 영역을 향해 조사함으로써 상기 관심 영역 내의 지방 조직에 진동을 발생시키되,
상기 복수의 초음파 트랜스듀서의 상기 관심 영역 내의 초점은 서로 다른 것이되,
상기 초음파 프로브 장치의 움직임을 인식하는 움직임 센서를 더 포함하되,
상기 하우징의 하면은 상기 하우징의 내측 방향으로 굽은 곡면이고, 상기 복수의 개구부는 상기 굽은 곡면에 형성되되,
상기 복수의 초음파 트랜스듀서 각각은 상기 복수의 개구부 각각에 장착되되,
상기 복수의 초음파 트랜스듀서 중 제 1 초음파 트랜스듀서의 제 1 초점 및 상기 복수의 초음파 트랜스듀서 중 제 2 초음파 트랜스듀서의 제 2 초점 각각은 상기 대상체 내부의 소정 크기를 갖는 상기 관심 영역 내의 서로 다른 위치에 위치하되,
상기 복수의 동력 장치 중 제 1 동력 장치는 상기 제 1 초음파 트랜스듀서를 제 1 위치에서 제 2 위치로 회전 이동시킴으로써 상기 제 1 초점의 위치를 제 3 위치에서 제 4 위치로 변경하되,
상기 복수의 초음파 트랜스듀서 각각은 제어 장치로부터 전기적 신호를 수신하고, 수신한 전기적 신호로부터 변환한 상기 초음파 신호를 조사하는 것이되,
상기 움직임 센서는 상기 움직임의 정보를 상기 제어 장치로 전송하되,
상기 제어 장치는 상기 움직임의 정보에 기초하여 상기 초음파 프로브 장치가 이동 중인지 여부를 판단하고, 상기 판단 결과 상기 초음파 프로브 장치가 이동 중인 경우 상기 전기적 신호를 생성하고, 상기 판단 결과 상기 초음파 프로브 장치가 이동 중이 아닌 경우 상기 전기적 신호의 생성을 멈추는 것을 특징으로 하는 초음파 프로브 장치.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 복수의 초음파 트랜스듀서는 원 형상이고,
상기 복수의 초음파 트랜스듀서는 1 cm 이상 5 cm 이하의 범위 내의 지름을 갖는 것인, 초음파 프로브 장치.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 하우징은 상기 하우징의 상면과 측면간의 경계로부터 확장된 손잡이부를 포함하는 것인, 초음파 프로브 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제어 장치는,
사용자 인터페이스로부터 수신한 적어도 하나 이상의 입력에 대응하여 상기 전기적 신호를 생성하되,
상기 사용자 인터페이스는 터치 패널 디스플레이인 것인, 초음파 프로브 장치.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 초음파 트랜스듀서는 상기 제 1 초음파 신호를 조사함으로써 상기 관심 영역 내의 지방 조직에 진동을 발생시키되, 상기 제 2 초음파 트랜스듀서는 상기 제 2 초음파 신호를 조사함으로써 상기 진동을 증폭시키는 것인, 초음파 프로브 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 초점의 초점 깊이와 상기 제 2 초점의 초점 깊이는 서로 다른 것인, 초음파 프로브 장치.
- 삭제
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 초음파 신호의 주파수는 상기 지방 조직에 진동을 발생시키는 정도에 따라 0.5 MHz 내지 5 MHz의 범위 내에서 선택되는 것인, 초음파 프로브 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 초음파 신호의 강도는 0.25 W/cm2 내지 3 W/cm2의 범위 내에서 선택되는 것인, 초음파 프로브 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 대상체의 피부와 접촉하며, 유체를 포함하는 피부 접촉부를 더 포함하는 것인, 초음파 프로브 장치.
- 삭제
- 초음파 치료 시스템에 있어서,
전기적 신호를 복수개의 초음파 트랜스듀서로 전송하는 제어 장치; 및
복수의 개구부를 포함하는 하우징과, 상기 복수의 개구부에 각각 대응하여 상기 하우징 내에 장착된 복수의 초음파 트랜스듀서를 포함하는 초음파 프로브 장치를 포함하되,
상기 복수의 초음파 트랜스듀서 각각은 상기 전기적 신호로부터 변환한 초음파 신호를 대상체 내부의 관심 영역을 향해 조사함으로써 상기 관심 영역 내의 지방 조직에 진동을 발생시키되,
상기 복수의 초음파 트랜스듀서의 상기 관심 영역 내의 초점은 서로 다른 것이되,
상기 초음파 프로브 장치는 상기 초음파 프로브 장치의 움직임을 인식하는 움직임 센서를 더 포함하되,
상기 초음파 프로브 장치는 상기 복수의 초음파 트랜스듀서 각각을 이동시킴으로써 상기 복수의 초음파 트랜스듀서 각각의 초점의 위치를 변경하는 복수의 동력 장치를 더 포함하되,
상기 하우징의 하면은 상기 하우징의 내측 방향으로 굽은 곡면이고, 상기 복수의 개구부는 상기 굽은 곡면에 형성되되,
상기 복수의 초음파 트랜스듀서 각각은 상기 복수의 개구부 각각에 장착되되,
상기 복수의 초음파 트랜스듀서 중 제 1 초음파 트랜스듀서의 제 1 초점 및 상기 복수의 초음파 트랜스듀서 중 제 2 초음파 트랜스듀서의 제 2 초점 각각은 상기 대상체 내부의 소정 크기를 갖는 상기 관심 영역 내의 서로 다른 위치에 위치하되,
상기 복수의 동력 장치 중 제 1 동력 장치는 상기 제 1 초음파 트랜스듀서를 제 1 위치에서 제 2 위치로 회전 이동시킴으로써 상기 제 1 초점의 위치를 제 3 위치에서 제 4 위치로 변경하되,
상기 움직임 센서는 상기 움직임의 정보를 상기 제어 장치로 전송하되,
상기 제어 장치는 상기 움직임의 정보에 기초하여 상기 초음파 프로브 장치가 이동 중인지 여부를 판단하고, 상기 판단 결과 상기 초음파 프로브 장치가 이동 중인 경우 상기 전기적 신호를 생성하고, 상기 판단 결과 상기 초음파 프로브 장치가 이동 중이 아닌 경우 상기 전기적 신호의 생성을 멈추는 것을 특징으로 하는 초음파 치료 시스템.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 초음파 프로브 장치에 있어서,
손잡이가 장착된 상부 바디;
상기 상부 바디와 결합되며 곡형의 하면에 복수의 개구부가 형성된 하부 바디;
상기 복수의 개구부에 각각 대응하여 상기 하부 바디 내에 장착된 복수의 초음파 트랜스듀서; 및
상기 복수의 초음파 트랜스듀서 각각을 이동시킴으로써 상기 복수의 초음파 트랜스듀서 각각의 초점의 위치를 변경하는 복수의 동력 장치를 포함하되,
상기 복수의 초음파 트랜스듀서는 초음파 신호를 대상체 내부의 관심 영역을 향해 조사함으로써 상기 관심 영역 내의 지방 조직에 진동을 발생시키되,
상기 복수의 초음파 트랜스듀서의 상기 관심 영역 내의 초점은 서로 다른 것이되,
상기 초음파 프로브 장치의 움직임을 인식하는 움직임 센서를 더 포함하되,
하우징의 하면은 상기 하우징의 내측 방향으로 굽은 곡면이고, 상기 복수의 개구부는 상기 굽은 곡면에 형성되되,
상기 복수의 초음파 트랜스듀서 각각은 상기 복수의 개구부 각각에 장착되되,
상기 복수의 초음파 트랜스듀서 중 제 1 초음파 트랜스듀서의 제 1 초점 및 상기 복수의 초음파 트랜스듀서 중 제 2 초음파 트랜스듀서의 제 2 초점 각각은 상기 대상체 내부의 소정 크기를 갖는 상기 관심 영역 내의 서로 다른 위치에 위치하되,
상기 복수의 동력 장치 중 제 1 동력 장치는 상기 제 1 초음파 트랜스듀서를 제 1 위치에서 제 2 위치로 회전 이동시킴으로써 상기 제 1 초점의 위치를 제 3 위치에서 제 4 위치로 변경하되,
상기 복수의 초음파 트랜스듀서 각각은 제어 장치로부터 전기적 신호를 수신하고, 수신한 전기적 신호로부터 변환한 상기 초음파 신호를 조사하는 것이되,
상기 움직임 센서는 상기 움직임의 정보를 상기 제어 장치로 전송하되,
상기 제어 장치는 상기 움직임의 정보에 기초하여 상기 초음파 프로브 장치가 이동 중인지 여부를 판단하고, 상기 판단 결과 상기 초음파 프로브 장치가 이동 중인 경우 상기 전기적 신호를 생성하고, 상기 판단 결과 상기 초음파 프로브 장치가 이동 중이 아닌 경우 상기 전기적 신호의 생성을 멈추는 것을 특징으로 하는 초음파 프로브 장치.
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- 2013-09-27 KR KR1020130114909A patent/KR101424506B1/ko active IP Right Grant
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| WO2024143628A1 (ko) * | 2022-12-29 | 2024-07-04 | 주식회사 힐룩스 | 개선된 형태의 트랜스듀서를 가지는 피부치료장치 및 피부치료장치의 동작방법 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| AMND | Amendment | ||
| AMND | Amendment | ||
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| FPAY | Annual fee payment |
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| FPAY | Annual fee payment |
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