KR101586564B1 - A apparatus for lipolysis using gain medium optical fiber and a method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이득 매질 광섬유를 이용한 지방 분해 장치 및 방법을 공개한다. 이 장치는 제1 파장을 갖는 제1 펌프광을 생성 및 집광하여 제1 방향으로 출력하는 제1 광원부; 상기 제1 파장을 갖는 제2 펌프광을 생성 및 집광하여 상기 제1 방향과 반대 방향인 제2 방향으로 출력하는 제2 광원부; 상기 출력된 제1 펌프광을 인가받아 투과시키는 이색성 입력 미러; 상기 투과된 제1 펌프광, 상기 출력된 제2 펌프광을 인가받아 제2 파장을 갖는 중적외선 광으로 변환하여 상기 제1 방향으로 출력하는 이득 매질 광섬유; 상기 출력된 중적외선 광을 인가받아 일부를 제3 방향으로 반사시키고, 나머지 일부를 상기 제2 방향으로 반사시켜 상기 이득 매질 광섬유로 재입력시키는 출력 미러; 및 상기 반사된 중적외선 광을 인가받아 레이저 발진시켜 지방 조직까지 도파하여 가이드하는 광섬유 도파로;를 구비하고, 상기 이득 매질 광섬유는 상기 재입력되는 중적외선 광을 인가받아 증폭하고, 상기 이색성 입력 미러는 상기 증폭된 중적외선 광을 인가받아 상기 제1 방향으로 반사시키는 것을 특징으로 한다. The present invention discloses an apparatus and method for resolving fat using a gain medium optical fiber. The apparatus includes a first light source unit for generating and condensing a first pump light having a first wavelength and outputting the first pump light in a first direction; A second light source for generating and condensing a second pump light having the first wavelength and outputting the second pump light in a second direction opposite to the first direction; A dichroic input mirror for receiving and transmitting the output first pump light; A gain medium optical fiber for converting the transmitted first pump light and the output second pump light into intermediate infrared light having a second wavelength and outputting the converted intermediate infrared light in the first direction; An output mirror for receiving the output of the intermediate infrared light and reflecting a part of the infrared light in a third direction and reflecting the remaining part of the infrared light in the second direction and re-inputting the reflected light into the gain medium optical fiber; And an optical fiber waveguide for guiding and guiding the reflected infrared light to a fat tissue by laser oscillation, wherein the gain medium optical fiber receives and amplifies the middle infrared light inputted again, and the dichroic input mirror And the reflected infrared light is reflected in the first direction.
Description
본 발명은 지방 분해 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 피부 관리 및 비만치료를 위하여 최소한 적은 에너지를 이용하여 신체 내의 지방이 흡수하는 최적의 파장 범위의 레이저를 발진하고, 시술 후 환부의 빠른 회복과 흉터를 최소화하도록 효율적이고 안전하게 신체로부터 지방을 제거할 수 있는 이득 매질 광섬유를 이용한 지방 분해 장치 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a lipolysis apparatus and method, and more particularly, to a lipolysis apparatus and method for skin care and obesity treatment, in which a laser of an optimal wavelength range absorbed by fat in the body is oscillated using at least less energy, The present invention relates to an apparatus and a method for decomposing fat using a gain medium optical fiber capable of efficiently and safely removing fat from the body so as to minimize the amount of fat.
일반적으로, 일반적으로 국민소득 향상에 따른 지나친 고칼로리 위주의 인스턴트 식품과 갖가지 식품첨가물로 가공된 가공식품의 범람 등으로 식단이 급격히 서구화되어 있고, 또 환경오염과 현대인들의 운동량 부족으로 비만 인구가 날로 증가하고 있다. Generally, the diet is rapidly westernized due to over-high calorie-based instant foods and processed foods that are processed with various food additives, which are generally worsened due to the improvement of the national income. In addition, .
이러한 비만은 단순히 살이 찌는 것에서 그치지 않고 갖가지 성인병을 유발하여 수명을 단축시키는 주요 요인으로 많은 문제점을 발생시키고 있다.Such obesity not only does not stop the fattening, but also induces a variety of adult diseases, causing many problems as a main factor of shortening the life span.
따라서 가장 좋은 비만 치료는 지속적인 운동과 현명한 식생활을 유지하는 것이나, 운동은 힘이 들고 많은 시간을 필요로 할 뿐만 아니라, 운동 도중에 포기하기 쉽고, 바쁜 현대인들에게 현명한 식생활을 유지하기란 더욱 어려움이 따랐다.Therefore, the best obesity treatment is to maintain continuous exercise and wise eating habits, but exercise is hard and takes a lot of time, it is easy to give up during the exercise, and it is more difficult to maintain a wise diet for busy modern people .
그래서 근래에 들어, 피부 관리 및 비만치료를 위한 레이저 및 고주파 등을 이용한 다양한 치료기기들을 이용한 치료법 등이 제시되고 있었다.Recently, there have been suggested treatments using various treatment devices using laser and high frequency for skin care and obesity treatment.
도 1은 일반적인 인체 피부의 사시도로서, 표피(10), 진피(20) 및 피하층(30)을 포함한다.1 is a perspective view of a general human skin including a
먼저, 외피 또는 가피로 불리는 표피(epidermis)는 3개 층 중 가장 얇은 층으로서 피부의 보습 및 보호 기능을 담당하고, 또 조직의 수분 손실과 손상을 방어하며, 각종 세균의 침입도 방지한다.First, epidermis called epidermis is the thinnest of the three layers, which is responsible for moisturizing and protecting the skin, preventing water loss and damage to the tissue, and preventing invasion of various bacteria.
또한, 진피에는 콜라겐, 엘라스틴이라는 것이 존재하여 피부탄력(주름)에 중요한 역할을 하고, 표피 아래에 있는 섬유성 결체조직으로 표피를 지지하여 탄력성이 있고 유연하다. 여기에는 신경, 혈관, 한선, 피지선과 모낭이 있고, 알레르기 반응에 관계하는 비만세포도 존재하며, 조직에 산소와 영양을 공급하고, 혈관을 통해 이산화탄소와 노폐물을 제거한다.In addition, collagen and elastin are present in the dermis and play an important role in skin elasticity (wrinkles) and elasticity and flexibility by supporting the epidermis with the fibrous connective tissue under the epidermis. These include nerves, blood vessels, leukocytes, sebaceous glands and hair follicles, as well as mast cells related to allergic reactions, supplying oxygen and nutrients to tissues, and removing carbon dioxide and waste products through blood vessels.
그리고, 피부 밑 조직이라 불리는 피하층(subcutaneous tissue)은 피하지방층이라고 하여 지방조직으로 되어 있으며, 표피 및 진피로의 영양공급, 체형결정, 체온유지 등의 역할을 담당하여 인체의 열 절연체로써 작용한다. 진피 밑에 위치된 혈관, 림프관, 신경, 지방세포로 구성되며, 압박에 잘 견딜 수 있도록 쿠션 역할도 수행한다.Subcutaneous tissue, called subcutaneous tissue, is a subcutaneous fat layer, which is made up of adipose tissue. It serves as a thermal insulator for the human body by acting as a nutrient supply to epidermis and dermis, body shape crystals, and maintaining body temperature. It consists of blood vessels, lymphatic vessels, nerves, and adipose cells located under the dermis, and also acts as a cushion to withstand the pressure.
이러한 피부에 효능을 작용하는 초음파는 인체에 흡수되면 마이크로 마사지(micro massage)의 효과가 발생된다.The ultrasound, which acts on the skin, is absorbed by the human body, resulting in the effect of micro-massage.
인체가 마이크로 마사지를 받으면 단백질에 묶여 있는 칼슘의 흥분, 혈관 확장과 림프관의 흐름 촉진, 근육이완, 통증 감소, 막 투과도 향상 등의 효과가 나타나며, 마이크로 마사지의 효과는 세포 내 조직에까지 미친다.When a human body receives a micro massage, the effects of calcium excited by the protein, vasodilatation and lymphatic flow, muscle relaxation, pain reduction, and membrane permeability are improved, and the effect of micro massaging extends to intracellular tissue.
다시 말해, 초음파를 이용한 미용기기는 1초당 100만회 이상의 진동을 통한 자극을 행함으로써, 피부 속 7cm 깊이의 기저층까지 끊임없이 자극을 가해 근육에 생기와 탄력을 공급함으로써 피부 세포를 활성화시켜 건강하게 한다.In other words, the beauty device using ultrasound stimulates more than one million times per second by stimulating the skin to a depth of 7cm below the skin, constantly stimulating the skin by supplying vitality and elasticity to the muscles to activate the skin cells.
기존에는 초음파, 저주파 및 진동 등의 각 자극을 출력하여 해당 자극을 각각의 도자를 통하여 인체의 피부에 접촉시킨 채로 사용하였는데, 여러 개의 복잡한 도자와 회로가 필요하였고, 치료 시간이 길고 복잡하여 고르게 치료하기가 어려운 문제점이 있었다.In the past, various stimuli such as ultrasound, low frequency, and vibration were output, and the stimulus was used in contact with the skin of the human body through respective ceramics. Several complicated ceramics and circuits were required. There is a problem that it is difficult to do.
또한, 환부의 잦은 치료와 접촉으로 통증이나 부담을 느끼는 환자의 경우에는 시술을 하기가 어렵다는 문제점도 있었다. In addition, there is a problem that it is difficult to perform the procedure in patients who feel pain or burden due to frequent treatment of the affected part.
한편, 최근에 치료 부위를 자르거나 가열해서 태우는 등 레이저와 같은 광 에너지를 이용하여 지방을 연소하는 방법이 개발되어 사용되고 있다. On the other hand, recently, a method of burning fat by using light energy such as laser, such as cutting, burning and burning a treatment site, has been developed and used.
이러한 지방 제거 수술에 사용되는 레이저는 이산화탄소(CO2) 레이저 또는 Nd-YAG 레이저가 일반적인데, 신체의 지방을 효율적으로 제거하기 위해서 레이저에서 방출된 열에너지를 신체 내의 다른 물질이나 조직에 비하여 지방 또는 지방 세포가 더 많이 흡수하는 것이 바람직하다. Lasers used in such a local surgical removal is the carbon dioxide (CO 2) laser or a Nd-YAG laser is generally, than the thermal energy emitted by the laser in order to efficiently remove the body fat to other substance or tissue in the body fat or fat It is preferred that the cells absorb more.
특히 물은 신체의 구성요소의 70%를 차지하므로, 정상 세포의 손상을 방지하고 피부 내부로의 레이저의 투과 깊이를 보장하기 위하여 물에 의한 레이저 에너지의 흡수도가 낮은 레이저의 파장을 선택하는 것이 바람직하다. In particular, water accounts for 70% of the constituents of the body. Therefore, in order to prevent the damage of normal cells and ensure the penetration depth of the laser into the skin, it is desirable to select the wavelength of the laser with low absorption of water by the laser desirable.
또한, 신체 내의 지방을 효과적으로 제거하기 위하여 지방에 의한 레이저 에너지의 흡수도가 높은 레이저의 파장을 선택하는 것이 요구된다.Further, in order to effectively remove fat in the body, it is required to select the wavelength of the laser having a high degree of absorption of the laser energy by the fat.
이와 같이, 비만치료를 위해, 피부에 저주파 및 고주파 자극과, 초음파 그리고 레이저를 이용한 비만 치료의 효과를 높일 수 있는 다양한 치료기기가 개발되어 사용되고 있으나, 종래의 치료기기는 별도의 고주파 기기, 초음파 기기 등을 보유하므로 사용자 입장에서는 고주파 치료와 레이저 시술 치료를 동시에 받기 어렵다는 문제점이 있었다.As described above, various treatment devices for improving the effect of low-frequency and high-frequency stimulation, ultrasound, and laser treatment on the skin have been developed and used for treating obesity, but the conventional treatment devices are separate high frequency devices, It is difficult for the user to receive the high-frequency treatment and the laser treatment treatment at the same time.
따라서, 종래에는 이러한 문제점을 극복하기 위해 신체 내의 지방이 흡수하는 최적의 파장 범위의 레이저를 발진할 수 있고, 효율적이고 안전하게 신체로부터 지방을 제거할 수 있는 광섬유 레이저 시스템을 개발하였다.
Therefore, in order to overcome such a problem, conventionally, an optical fiber laser system capable of oscillating the laser of an optimum wavelength range absorbed by fat in the body and capable of removing fat from the body efficiently and safely has been developed.
도 2는 종래 기술(하기 특허문헌 1)에 따른 광섬유 레이저 시스템의 구성도로서, 펌프 광원(110), 제1 공진부(120a), 제2 공진부(130a), 및 출력부(150)를 구비한다.FIG. 2 is a configuration diagram of an optical fiber laser system according to the prior art (Patent Document 1), which includes a
도 2를 참조하여 종래 기술에 따른 광섬유 레이저 시스템의 동작을 설명하면 다음과 같다. The operation of the conventional optical fiber laser system will be described with reference to FIG.
펌프 광원(110)에서 발진한 펌프 광은 제1 공진부(120a)의 제1 반사부재(121)를 통과하고, 제1 이득매질 광섬유(128) 코어내의 희토류 원소에 흡수된다. 이때 희토류 원소는 새로운 파장의 광을 발산하고 발산한 광은 제1 반사부재(121)와 제2 반사부재(122)를 통해 제1 공진부(120a)로부터 상기 제1 레이저로 발진한다.The pump light emitted from the
제1 레이저는 제2 공진부(130a)의 제3 반사부재(133)를 통과하고, 제2 이득매질 광섬유(138)를 거치면서 유도 라만 산란된다. 상기 산란된 빛은 제3 반사부재(121)와 제4 반사부재(122)를 통해 제2 공진부(130a)로부터 상기 제2 레이저로 발진하며, 출력부(150)를 거쳐서 외부로 나온다.The first laser beam passes through the third reflecting
하지만, 종래 기술에 따른 광섬유 레이저 시스템은 레이저 발진을 위한 다중의 공진부 구성을 요구하므로 이를 위한 별도의 냉각 장치 및 추가적인 광소자의 구성을 필요로 하여 소형화 구성에 한계가 있었고, 다중 공진부 구성에 필요한 추가적인 광소자들 간의 접속 손실을 고려할 때 광에너지 전달 효율성 면에서도 한계가 있었다.However, since the conventional optical fiber laser system requires multiple resonator parts for laser oscillation, a separate cooling device and additional optical devices are required for this purpose, which limits the miniaturization of the laser device. Considering the connection loss between additional optical elements, there is also a limitation in the efficiency of light energy transfer.
또한, 종래의 지방 분해 레이저 시스템은 파장 변환 소자들의 섬세하고도 빈번한 광학 정렬 과정과 별도의 대규모 냉각장치들을 필요로 하여 소형화가 필수적인 임상 응용에 한계가 있고, 펌프광 대비 낮은 파장 변환 효율을 갖는 문제점이 있었다.In addition, the conventional lipolytic laser system requires a large-scale cooling device separate from the delicate and frequent optical alignment process of the wavelength converting elements, which limits the clinical application in which miniaturization is essential and has a problem of low wavelength conversion efficiency compared to the pump light there was.
또한, 930 nm 와 980 nm, 1064 nm 파장 대역의 근적외선 레이저 광원은 지방 조직에서의 흡수도가 상대적으로 낮아 효과적으로 지방조직을 제거하는데 에너지효율이 떨어지는 문제점이 있었다.
In addition, the near-infrared laser light source of 930 nm, 980 nm, and 1064 nm wavelength band has a problem that energy absorption efficiency is inadequate for effectively removing fat tissue due to relatively low absorption in fat tissue.
(특허문헌 1) KR10-0987386 B
(Patent Document 1) KR10-0987386 B
본 발명의 목적은 조직에서 흡수율이 높은 중적외선 대역의 레이저 광원 및 최소한 적은 에너지를 이용하여 생체 내 지방을 제거할 수 있는 소형화된 이득매질 광섬유를 이용한 지방제거 장치를 제공하는 것이다. It is an object of the present invention to provide a fat removing apparatus using a mid-infrared band laser light source having a high absorption rate in tissue and a miniaturized gain medium optical fiber capable of removing fat in vivo using at least a small amount of energy.
본 발명의 다른 목적은 상기 목적을 달성하기 위한 이득매질 광섬유를 이용한 지방 제거 장치의 지방 제거 방법을 제공하는데 있다.
Another object of the present invention is to provide a method for removing fat in a fat removal apparatus using a gain medium optical fiber to achieve the above object.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이득 매질 광섬유를 이용한 지방 분해 장치는 제1 파장을 갖는 제1 펌프광을 생성 및 집광하여 제1 방향으로 출력하는 제1 광원부; 상기 제1 파장을 갖는 제2 펌프광을 생성 및 집광하여 상기 제1 방향과 반대 방향인 제2 방향으로 출력하는 제2 광원부; 상기 출력된 제1 펌프광을 인가받아 투과시키는 이색성 입력 미러; 상기 투과된 제1 펌프광, 상기 출력된 제2 펌프광을 인가받아 제2 파장을 갖는 중적외선 광으로 변환하여 상기 제1 방향으로 출력하는 이득 매질 광섬유; 상기 출력된 중적외선 광을 인가받아 일부를 제3 방향으로 반사시키고, 나머지 일부를 상기 제2 방향으로 반사시켜 상기 이득 매질 광섬유로 재입력시키는 출력 미러; 및 상기 반사된 중적외선 광을 인가받아 레이저 발진시켜 지방 조직까지 도파하여 가이드하는 광섬유 도파로;를 구비하고, 상기 이득 매질 광섬유는 상기 재입력되는 중적외선 광을 인가받아 증폭하고, 상기 이색성 입력 미러는 상기 증폭된 중적외선 광을 인가받아 상기 제1 방향으로 반사시키는 것을 특징으로 한다.In order to accomplish the above object, the present invention provides a fat decomposition apparatus using a gain medium optical fiber, comprising: a first light source unit for generating and condensing a first pump light having a first wavelength and outputting the first pump light in a first direction; A second light source for generating and condensing a second pump light having the first wavelength and outputting the second pump light in a second direction opposite to the first direction; A dichroic input mirror for receiving and transmitting the output first pump light; A gain medium optical fiber for converting the transmitted first pump light and the output second pump light into intermediate infrared light having a second wavelength and outputting the converted intermediate infrared light in the first direction; An output mirror for receiving the output of the intermediate infrared light and reflecting a part of the infrared light in a third direction and reflecting the remaining part of the infrared light in the second direction and re-inputting the reflected light into the gain medium optical fiber; And an optical fiber waveguide for guiding and guiding the reflected infrared light to a fat tissue by laser oscillation, wherein the gain medium optical fiber receives and amplifies the middle infrared light inputted again, and the dichroic input mirror And the reflected infrared light is reflected in the first direction.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이득 매질 광섬유를 이용한 지방 분해 장치는 상기 반사된 중적외선 광을 인가받아 수렴하여 상기 광섬유 도파로로 출력하는 수렴 렌즈;를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a fat decomposition apparatus using a gain medium optical fiber, further comprising a converging lens that receives the reflected infrared light and outputs the converged infrared light to the optical fiber waveguide.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이득 매질 광섬유를 이용한 지방 분해 장치는 제1 광원부는 상기 제1 펌프광을 생성하여 상기 제1 방향으로 출력하는 제1 광원; 및 상기 제1 펌프광을 인가받아 복수개의 집광 렌즈들을 통하여 집속하여 상기 이색성 입력 미러로 출력하는 제1 집광부;를 구비하는 것을 특징으로 한다.To achieve the above object, the present invention provides a fat decomposition apparatus using a gain medium optical fiber, wherein the first light source unit comprises: a first light source for generating the first pump light and outputting the first pump light in the first direction; And a first condensing unit for receiving the first pump light and collecting the condensed light through a plurality of condenser lenses and outputting the condensed light to the dichroic input mirror.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이득 매질 광섬유를 이용한 지방 분해 장치는 상기 제2 광원부는 상기 제2 펌프광을 생성하여 상기 제2 방향으로 출력하는 제2 광원; 및 상기 제2 펌프광을 인가받아 복수개의 집광 렌즈들을 통하여 집속하여 상기 출력 미러로 출력하는 제2 집광부;를 구비하는 것을 특징으로 한다.In order to accomplish the above object, the present invention provides a fat decomposition apparatus using a gain medium optical fiber, wherein the second light source unit generates a second pump light and outputs the second pump light in the second direction; And a second condensing unit for receiving the second pump light and condensing the condensed light through a plurality of condenser lenses and outputting the condensed light to the output mirror.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이득 매질 광섬유를 이용한 지방 분해 장치는 상기 재입력되는 중적외선 광은 상기 투과된 제1 펌프광이 상기 출력 미러에서 반사되는 광 성분과 상기 출력된 제2 펌프광이 상기 이색성 입력 미러에서 반사되는 광 성분이 반복하여 반사되는 과정에서 상기 이득 매질 광섬유 내 파장 가변 소자를 통하여 상기 증폭된 중적외선 광으로 변환된 광인 것을 특징으로 한다.In order to attain the above object, the present invention provides a lipolysis apparatus using a gain medium optical fiber, wherein the infrared light is re-input, the light component of the transmitted first pump light reflected from the output mirror, And the light is converted into the amplified intermediate infrared light through the wavelength variable element in the gain medium optical fiber in the course of the light component reflected from the dichroic input mirror being repeatedly reflected.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이득 매질 광섬유를 이용한 지방 분해 장치는 상기 광섬유 도파로는 광 입사부 및 광 출력부의 코어 형태, 크기 및 광 수용 각도 범위 중 어느 하나 이상이 상이한 것을 특징으로 한다.In order to attain the above object, the present invention provides a lipase decomposition apparatus using a gain medium optical fiber, wherein the optical fiber waveguide has at least one of a core shape, a size, and a light receiving angle range of a light incidence portion and an optical output portion.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이득 매질 광섬유를 이용한 지방 분해 장치는 상기 상이한 코어 형태는 상기 광 입사부 및 상기 광 출력부 양단의 절대적 직경을 변화시켜 이루어지거나, 상기 광 입사부 및 상기 광 출력부 직경의 상대적 크기 변화로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a fat decomposition apparatus using a gain medium optical fiber, wherein the different core types are formed by changing absolute diameters of the light incidence unit and the light output unit, And a change in the relative size of the minor diameter.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이득 매질 광섬유를 이용한 지방 분해 방법은 (a) 제1 광원부가 제1 파장을 갖는 제1 펌프광을 생성 및 집광하여 제1 방향으로 출력하는 단계; (b) 제2 광원부가 상기 제1 파장을 갖는 제2 펌프광을 생성 및 집광하여 상기 제1 방향과 반대 방향인 제2 방향으로 출력하는 단계; (c) 이색성 입력 미러가 상기 출력된 제1 펌프광을 인가받아 투과시키는 단계; (d) 이득 매질 광섬유가 상기 투과된 제1 펌프광, 상기 출력된 제2 펌프광을 인가받아 제2 파장을 갖는 중적외선 광으로 변환하여 상기 제1 방향으로 출력하는 단계; (e) 출력 미러가 상기 출력된 중적외선 광을 인가받아 일부를 제3 방향으로 반사시키고, 나머지 일부를 상기 제2 방향으로 반사시켜 상기 이득 매질 광섬유로 재입력시키는 단계; 및 (f) 광섬유 도파로가 상기 반사된 중적외선 광을 인가받아 레이저 발진시켜 지방 조직까지 도파하여 가이드하는 단계;를 포함하고, 상기 이득 매질 광섬유는 상기 재입력되는 중적외선 광을 인가받아 증폭하고, 상기 이색성 입력 미러는 상기 증폭된 중적외선 광을 인가받아 상기 제1 방향으로 반사시키는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a fat decomposition method using a gain medium optical fiber, comprising the steps of: (a) generating and condensing a first pump light having a first wavelength and outputting the first pump light in a first direction; (b) generating and condensing a second pump light having the first wavelength and outputting the second pump light in a second direction opposite to the first direction; (c) passing a dichroic input mirror through the output first pump; (d) a gain medium optical fiber converts the transmitted first pump light and the output second pump light into intermediate infrared light having a second wavelength, and outputs the intermediate infrared light in the first direction; (e) receiving an output infrared light from the output mirror to reflect a portion thereof in a third direction, and reflecting the remaining portion in the second direction to re-input the gain medium optical fiber; And (f) guiding the optical fiber waveguide by guiding the reflected infrared light to the fat tissue by guiding the laser to oscillate, wherein the gain medium optical fiber receives and amplifies the middle infrared light re- And the dichroic input mirror receives the amplified intermediate infrared light and reflects the amplified intermediate light in the first direction.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이득 매질 광섬유를 이용한 지방 분해 방법은 상기 광섬유 도파로는 광 입사부 및 광 출력부의 코어 형태, 크기 및 광 수용 각도 범위 중 어느 하나 이상이 상이한 것을 특징으로 한다.In accordance with another aspect of the present invention, there is provided a method for decomposing fat by using a gain medium optical fiber, wherein the optical fiber waveguide has at least one of a core shape, a size, and a light receiving angle range of a light incident portion and an optical output portion.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이득 매질 광섬유를 이용한 지방 분해 방법은 상기 상이한 코어 형태는 상기 광 입사부 및 상기 광 출력부 양단의 절대적 직경을 변화시켜 이루어지거나, 상기 광 입사부 및 상기 광 출력부 직경의 상대적 크기 변화로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
According to another aspect of the present invention, there is provided a fat decomposition method using a gain medium optical fiber, wherein the different cores are formed by changing absolute diameters of the light incidence part and the light output part, And a change in the relative size of the diameter of the output portion.
본 발명에 의할 경우, 광원부의 경량화 및 소형화가 가능해져 전체적인 시스템의 소형화 및 비용 절감을 도모할 수 있다. According to the present invention, it is possible to reduce the size and weight of the light source unit, thereby achieving miniaturization of the whole system and cost reduction.
또한, 광섬유 도파로의 지름을 최소화시켜 높은 광 파워를 얻기에 유리하며 보다 작은 게이지 니들 등을 통해 지방 분해 시술이 가능해져, 시술 후 환부의 빠른 회복과 흉터를 최소화할 수 있게 된다.In addition, since the diameter of the optical fiber waveguide is minimized, it is advantageous to obtain a high optical power and the fat decomposition procedure can be performed through a smaller gauge needle and the like, thereby enabling quick recovery of the lesion and minimizing scarring after the procedure.
또한, 에너지 변환 효율이 향상되고 생체 내부의 지방제거를 신속히 수행할 수 있게 된다.
Further, the energy conversion efficiency is improved and the fat removal inside the living body can be performed quickly.
도 1은 일반적인 인체 피부의 사시도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 광섬유 레이저 시스템의 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 이득 매질 광섬유를 이용한 지방 분해 장치의 구성도이다.
도 4는 도 3에 도시된 광섬유 도파로(280)의 제1 내지 제3 실시예를 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 이득 매질 광섬유를 이용한 지방 분해 장치의 동작을 나타내는 순서도이다.1 is a perspective view of a general human skin.
2 is a configuration diagram of a conventional optical fiber laser system.
3 is a configuration diagram of a fat decomposition apparatus using a gain medium optical fiber according to the present invention.
4 is a sectional view showing the first to third embodiments of the
5 is a flowchart showing the operation of the fat decomposition apparatus using the gain medium optical fiber according to the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 이득 매질 광섬유를 이용한 지방 분해 장치 및 방법을 설명하면 다음과 같다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an apparatus and a method for resolving fat using a gain medium optical fiber according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명에 따른 이득 매질 광섬유를 이용한 지방 분해 장치의 구성도로서, 제1 광원부, 제2 광원부, 이색성 입력 미러(240), 이득 매질 광섬유(250), 출력 미러(260), 수렴 렌즈(270) 및 광섬유 도파로(280)를 구비하고, 제1 광원부는 제1 광원(210) 및 제1 집광부(220, 230)를 구비하며, 제2 광원부는 제2 광원(215) 및 제2 집광부(225, 235)를 구비한다.FIG. 3 is a block diagram of a fat decomposition apparatus using a gain medium optical fiber according to the present invention. Referring to FIG. 3, a first light source unit, a second light source unit, a
도 4는 도 3에 도시된 광섬유 도파로(280)의 제1 내지 제3 실시예를 나타내는 단면도이다.4 is a sectional view showing the first to third embodiments of the
도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 이득 매질 광섬유를 이용한 지방 분해 장치의 각 구성요소의 기능을 설명하면 다음과 같다. 3 and 4, the function of each component of the fat decomposition apparatus using the gain medium optical fiber according to the present invention will be described below.
제1 광원(110)은 제1 파장을 갖는 제1 펌프광을 생성하여 제1 방향으로 출력하고, 제2 광원(110)은 제1 파장을 갖는 제2 펌프광을 생성하여 제1 방향과 반대 방향인 제2 방향으로 출력한다. The first
여기에서, 제1 파장은 780 내지 800 nm로 설정 가능하며, 790 nm가 바람직하다.Here, the first wavelength can be set to 780 to 800 nm, preferably 790 nm.
제1 집광부(130)는 하나 이상의 집광 렌즈들을 구비하고, 제1 광원(110)으로부터 출력되는 제1 펌프광을 인가받아 집속하여 제1 방향으로 출력한다.The first condensing unit 130 includes at least one condensing lens, receives the first pump light output from the first
제2 집광부(130)는 하나 이상의 집광 렌즈들을 구비하고, 제2 펌프 광원부(110)로부터 출력되는 제2 펌프광을 인가받아 집속하여 제2 방향으로 출력한다. The second condensing unit 130 includes at least one condensing lens, receives the second pump light output from the second pump
이색성 입력 미러(240)는 집속된 제1 펌프광을 인가받아 제1 펌프광은 투과시키고 이득 매질 광섬유(250) 내부에서 증폭되는 중적외선 광을 반사시킨다. The
이득 매질 광섬유(250)는 파장 가변 소자를 구비하고, 투과된 제1 펌프광을 인가받아 제2 파장을 갖는 상기 중적외선 광을 생성하여 제1 방향으로 출력한다. The gain medium
여기에서, 제2 파장은 2100 내지 2400 nm로 설정 가능하며, 파장 가변 소자는 Tm3+ 이온을 포함한다.Here, the second wavelength can be set to 2100 to 2400 nm, and the wavelength tunable element includes Tm3 + ions.
출력 미러(260)는 이득 매질 광섬유(250)에서 출력된 중적외선 광을 인가받아 일부의 광을 제3 방향으로 반사시키고, 나머지 광을 제2 방향으로 반사시켜 이득 매질 광섬유(250)로 재입력시킨다.The
수렴 렌즈(270)는 출력 미러(260)에서 제3 방향으로 반사된 중적외선 광의 일부를 인가받아 수렴하여 제3 방향으로 출력한다.The converging
광섬유 도파로(280)는 상이한 개구수, 코어 형태 및 크기를 갖는 광 입사부 및 광 출력부를 구비하고, 수렴 렌즈(270)로부터 수렴된 중적외선 광의 일부를 인가받아 시술할 지방 조직으로 가이드한다. The
광섬유 도파로(280)의 재질은 용융 실리카(fused silica) 또는 ZrF4 (Zirconium(IV) fluoride)로 구성될 수 있다.
The material of the
도 5는 본 발명에 따른 이득 매질 광섬유를 이용한 지방 분해 장치의 동작을 나타내는 순서도이다.5 is a flowchart showing the operation of the fat decomposition apparatus using the gain medium optical fiber according to the present invention.
도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 이득 매질 광섬유를 이용한 지방 분해 장치 및 방법의 일 실시예의 동작을 설명하면 다음과 같다. 3 to 5, an operation of an embodiment of the apparatus and method for decomposing fat using a gain medium optical fiber according to the present invention will be described.
제1 광원(110)이 제1 파장을 갖는 제1 펌프광을 생성하여 제1 방향으로 출력하면(S110), 제1 집광부(130)는 2개의 집광 렌즈들을 통하여 제1 광원(110)으로부터 출력되는 제1 펌프광을 인가받아 집속하여 제1 방향으로 출력한다(S120).When the first
제2 광원(110)이 제1 파장을 갖는 제2 펌프광을 생성하여 제2 방향으로 출력하면(S210), 제2 집광부(130)는 2개의 집광 렌즈들을 통하여 제2 펌프 광원부(110)로부터 출력되는 제2 펌프광을 인가받아 집속하여 제2 방향으로 출력한다(S220). When the second
이색성 입력 미러(240)는 광의 일정한 파장 또는 파장대역 만을 반사하고 나머지 파장은 투과시키는 특성에 따라, 집속되는 제1 펌프광을 인가받아 제1 펌프광은 투과시키고 이득 매질 광섬유(250) 내부에서 증폭되는 중적외선 광을 반사시킨다(S130). The
이득 매질 광섬유(250)는 이색성 입력 미러(240)에서 투과된 제1 펌프광과 출력 미러(260)에서 반사되는 제2 펌프광 및 재입력되는 중적외선 광을 인가받아 양 미러간에서 반복하여 반사되는 과정에서 파장 가변 소자를 통하여 제2 파장을 갖는 상기 중적외선 광으로 변환하여 제1 방향으로 출력한다(S140). The gain medium
여기에서, 파장 가변 소자는 외부 인장력 변화에 대하여 제2 파장 대역의 레이저 광을 선택적으로 출력한다.Here, the wavelength tunable element selectively outputs the laser light of the second wavelength band to the external tensile force change.
출력 미러(260)가 이득 매질 광섬유(250)에서 출력된 중적외선 광 및 제2 집광부(130)에서 집광된 제2 펌프광을 인가받아 일부의 광을 제3 방향으로 반사시키고, 나머지 광을 제2 방향으로 반사시켜 이득 매질 광섬유(250)로 재입력시키면(S240), 수렴 렌즈(270)는 출력 미러(260)에서 제3 방향으로 반사된 중적외선 광의 일부를 인가받아 수렴하여 제3 방향으로 출력한다(S150).The
광섬유 도파로(280)는 수렴 렌즈(270)로부터 수렴된 중적외선 광의 일부를 인가받아 광섬유 도파로(280)의 외측에 구성된 클래딩(282)을 따라 전반사 진행시켜 희토류 원소가 첨가된 코어(284)를 통과하며 희토류 원소를 펌핑함으로서 레이저가 코어에서 발진하게 되어 발진된 레이저를 시술할 지방 조직까지 가이드한다(S160). The
즉, 수렴된 중적외선 광의 일부가 광섬유 도파로(280)의 외측에 구성된 클래딩을 따라 전반사 진행하면서 희토류 원소가 첨가된 코어를 통과하며 희토류 원소를 펌핑함으로서 레이저가 코어에서 발진하게 된다.That is, a part of the converged middle infrared light passes through the core to which the rare earth element is added while the total reflection progresses along the cladding formed outside the
여기에서, 광섬유 도파로(280)의 광 입사부 및 광 출력부의 코어 형태, 크기 및 개구수(numerical aperture: 광의 수용 각도 범위)가 상이한 이유는 수렴 렌즈(270)를 통하여 시술할 지방 조직으로 전달되는 광 에너지의 전달 효율을 극대화하기 위함이다.The reason why the core shape, the size, and the numerical aperture (the acceptance angle range of light) of the light incidence portion and the light output portion of the
이때, 광 입사부 및 광 출력부의 코어 형태는 도 4(a)에서 보는 바와 같이, 광 입사부 및 광 출력부 양단의 직경을 변화시켜 이루어 질 수도 있고, 도 4(b) 및 도 4(c)에서 보는 바와 같이, 직경의 상대적 크기의 변화로 이루어 질 수 있다.4 (a), the cores of the light incident portion and the light output portion may be formed by changing the diameters of both ends of the light incident portion and the light output portion, as shown in Figs. 4 (b) and 4 , It can be made by a change in the relative size of the diameter.
이를 통하여 제1 및 제2 광원의 경량화 및 소형화가 가능해져 전체적인 시스템의 소형화 및 비용 절감을 도모할 수 있다. This makes it possible to reduce the size and size of the first and second light sources, thereby reducing the overall size and cost of the system.
또한, 광섬유 도파로(280)의 지름을 최소화시켜 높은 광 파워를 얻기에 유리하며 보다 작은 게이지 니들(gauge needle) 또는 도관을 통해 지방 분해 시술이 가능해져, 시술 후 환부의 빠른 회복과 흉터를 최소화할 수 있게 된다.
Also, since the diameter of the
이와 같이, 본 발명에 따른 이득 매질 광섬유를 이용한 지방 분해 장치 및 방법은 조직에서 흡수율이 높은 중적외선 대역의 레이저 광원 및 최소한 적은 에너지를 이용하여 생체 내 지방을 제거할 수 있는 소형화된 이득매질 광섬유를 이용한 지방제거 장치를 제공한다. As described above, the fat decomposition apparatus and method using the gain medium optical fiber according to the present invention can be applied to a laser light source of a middle infrared band having a high absorption rate in tissue and a miniaturized gain medium optical fiber capable of removing fat in the living body using at least a small amount of energy. Thereby providing a used fat removal device.
이를 통하여 광원부의 경량화 및 소형화가 가능해져 전체적인 시스템의 소형화 및 비용 절감을 도모할 수 있다. This makes it possible to reduce the size and size of the light source unit, thereby reducing the overall size and cost of the system.
또한, 광섬유 도파로의 지름을 최소화시켜 높은 광 파워를 얻기에 유리하며 보다 작은 게이지 니들 등을 통해 지방 분해 시술이 가능해져, 시술 후 환부의 빠른 회복과 흉터를 최소화할 수 있게 된다.In addition, since the diameter of the optical fiber waveguide is minimized, it is advantageous to obtain a high optical power and the fat decomposition procedure can be performed through a smaller gauge needle and the like, thereby enabling quick recovery of the lesion and minimizing scarring after the procedure.
또한, 에너지 변환 효율이 향상되고 생체 내부의 지방제거를 신속히 수행할 수 있게 된다.Further, the energy conversion efficiency is improved and the fat removal inside the living body can be performed quickly.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the appended claims. It will be understood that the present invention can be changed.
210: 제1 광원
220, 230: 제1 집광부
215: 제2 광원
225, 235: 제2 집광부
240: 이색성 입력 미러
250: 이득 매질 광섬유
260: 출력 미러
270: 수렴 렌즈
280: 광섬유 도파로210: a first light source
220, and 230: a first collecting section
215: second light source
225, 235: second collecting part
240: Dichroic input mirror
250: Gain medium optical fiber
260: output mirror
270: converging lens
280: optical waveguide waveguide
Claims (10)
상기 제1 파장을 갖는 제2 펌프광을 생성 및 집광하여 상기 제1 방향과 반대 방향인 제2 방향으로 출력하는 제2 광원부;
상기 출력된 제1 펌프광을 인가받아 투과시키는 이색성 입력 미러;
상기 투과된 제1 펌프광, 상기 출력된 제2 펌프광을 인가받아 제2 파장을 갖는 중적외선 광으로 변환하여 상기 제1 방향으로 출력하는 이득 매질 광섬유;
상기 출력된 중적외선 광을 인가받아 일부를 제3 방향으로 반사시키고, 나머지 일부를 상기 제2 방향으로 반사시켜 상기 이득 매질 광섬유로 재입력시키는 출력 미러; 및
상기 반사된 중적외선 광을 인가받아 레이저 발진시켜 지방 조직까지 도파하여 가이드하는 광섬유 도파로;를 구비하고,
상기 이득 매질 광섬유는 상기 재입력되는 중적외선 광을 인가받아 증폭하고, 상기 이색성 입력 미러는 상기 증폭된 중적외선 광을 인가받아 상기 제1 방향으로 반사시키는 것을 특징으로 하는,
이득 매질 광섬유를 이용한 지방 분해 장치.
A first light source for generating and condensing a first pump light having a first wavelength and outputting the first pump light in a first direction;
A second light source for generating and condensing a second pump light having the first wavelength and outputting the second pump light in a second direction opposite to the first direction;
A dichroic input mirror for receiving and transmitting the output first pump light;
A gain medium optical fiber for converting the transmitted first pump light and the output second pump light into intermediate infrared light having a second wavelength and outputting the converted intermediate infrared light in the first direction;
An output mirror for receiving the output of the intermediate infrared light and reflecting a part of the infrared light in a third direction and reflecting the remaining part of the infrared light in the second direction and re-inputting the reflected light into the gain medium optical fiber; And
And an optical fiber waveguide for guiding and guiding the reflected infrared light to a fat tissue by laser oscillation,
Wherein the gain medium optical fiber amplifies and amplifies the middle infrared light inputted again and the dichroic input mirror receives the amplified middle infrared light and reflects the amplified middle infrared light in the first direction.
Lipolysis apparatus using gain medium optical fiber.
상기 지방 분해 장치는
상기 반사된 중적외선 광을 인가받아 수렴하여 상기 광섬유 도파로로 출력하는 수렴 렌즈;
를 더 구비하는 것을 특징으로 하는,
이득 매질 광섬유를 이용한 지방 분해 장치.
The method according to claim 1,
The lipolysis apparatus
A converging lens that receives the reflected infrared light and outputs the converged light to the optical fiber waveguide;
Further comprising:
Lipolysis apparatus using gain medium optical fiber.
상기 제1 광원부는
상기 제1 펌프광을 생성하여 상기 제1 방향으로 출력하는 제1 광원; 및
상기 제1 펌프광을 인가받아 복수개의 집광 렌즈들을 통하여 집속하여 상기 이색성 입력 미러로 출력하는 제1 집광부;
를 구비하는 것을 특징으로 하는,
이득 매질 광섬유를 이용한 지방 분해 장치.
The method according to claim 1,
The first light source unit
A first light source for generating the first pump light and outputting the first pump light in the first direction; And
A first condensing unit for receiving the first pump light, focusing the condensed light through a plurality of condensing lenses, and outputting the condensed light to the dichroic input mirror;
And a control unit
Lipolysis apparatus using gain medium optical fiber.
상기 제2 광원부는
상기 제2 펌프광을 생성하여 상기 제2 방향으로 출력하는 제2 광원; 및
상기 제2 펌프광을 인가받아 복수개의 집광 렌즈들을 통하여 집속하여 상기 출력 미러로 출력하는 제2 집광부;
를 구비하는 것을 특징으로 하는,
이득 매질 광섬유를 이용한 지방 분해 장치.
The method according to claim 1,
The second light source unit
A second light source for generating the second pump light and outputting the second pump light in the second direction; And
A second condensing unit for receiving the second pump light and condensing the condensed light through a plurality of condensing lenses and outputting the condensed light to the output mirror;
And a control unit
Lipolysis apparatus using gain medium optical fiber.
상기 재입력되는 중적외선 광은
상기 투과된 제1 펌프광이 상기 출력 미러에서 반사되는 광 성분과 상기 출력된 제2 펌프광이 상기 이색성 입력 미러에서 반사되는 광 성분이 반복하여 반사되는 과정에서 상기 이득 매질 광섬유 내 파장 가변 소자를 통하여 상기 증폭된 중적외선 광으로 변환된 광인 것을 특징으로 하는,
이득 매질 광섬유를 이용한 지방 분해 장치.
The method according to claim 1,
The infrared light during re-input is
Wherein the transmitted first pump light is reflected by the output mirror and the second pump light is reflected by the dichroic input mirror, and the reflected light is reflected through the wavelength variable element in the gain medium optical fiber And the amplified medium is converted into infrared light.
Lipolysis apparatus using gain medium optical fiber.
상기 광섬유 도파로는
광 입사부 및 광 출력부의 코어 형태, 크기 및 광 수용 각도 범위 중 어느 하나 이상이 상이한 것을 특징으로 하는,
이득 매질 광섬유를 이용한 지방 분해 장치.
The method according to claim 1,
The optical fiber waveguide
Wherein at least one of a core shape, a size, and a light receiving angle range of the light incident portion and the light output portion is different.
Lipolysis apparatus using gain medium optical fiber.
상기 상이한 코어 형태는
상기 광 입사부 및 상기 광 출력부 양단의 절대적 직경을 변화시켜 이루어지거나, 상기 광 입사부 및 상기 광 출력부 직경의 상대적 크기 변화로 이루어지는 것을 특징으로 하는,
이득 매질 광섬유를 이용한 지방 분해 장치.
The method according to claim 6,
The different core types
Wherein the absolute diameter of the light incidence portion and the light output portion is changed or the relative size change of the light incidence portion and the light output portion is changed.
Lipolysis apparatus using gain medium optical fiber.
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