KR101648837B1 - 냉각기에 결합되는 카트리지 - Google Patents

Abstract

본 발명은 음향액체와 트랜스듀서가 내장되며 트랜스듀서에서 발생되는 초음파가 통과하는 필름이 구비된 하우징, 하우징의 일측면에서 타측면으로 향하여 형성되고 하우징의 내부와는 독립된 공간을 갖는 관통홀 또는 관통홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 카트리지 및 이를 냉각하는 냉각봉이 구비된 냉각기에 관한 발명이다. 이러한 구성으로 인해 초음파 시술시 발열된 카트리지를 교체하는 과정에서 냉각기로 기 사용된 카트리지를 냉각하므로, 해당 시술시 냉각된 카트리지를 다시 교체하여 재사용할 수 있는 특징이 있다.

Description

냉각기에 결합되는 카트리지{CARTRIDGE WITH A COOLER}

본 발명은 냉각기에 결합되는 카트리지에 관한 발명으로, 초음파 시술시 발열된 카트리지를 교체하는 과정에서 냉각기로 기 사용된 카트리지를 냉각하므로, 해당 시술시 냉각된 카트리지를 다시 교체하여 재사용할 수 있는 특징이 있다.

초음파 치료장치는 초음파에서 발생하는 열을 이용한 의료장치이다. 특히 초음파의 한 종류로, 고강도 집속 초음파(High Intensity Focused Ultrasound(이하, HIFU라 한다))는 현대사회에서 그 사용의 비율이 증대되고 있다.

HIFU는 종래에는 비침습적으로 내부 장기 종양을 선택적으로 고온 응고시켜 암세포를 파괴하는 항암치료 목적으로 사용되었으나 최근에는 지방제거를 통한 비만치료 등에 이용되고 있다.

이러한 HIFU를 발생시키는 트랜스듀서가 구비된 초음파 치료장치는 트랜스듀서를 포함하는 카트리지 및 카트리지가 결합되는 핸드피스로 구성된다. 카트리지는 교체가 가능하고, 카트리지 내부에는 물과 같은 음향 액체로 채워진다.

그러나 이러한 HIFU 초음파를 통한 치료과정에서, HIFU 초음파를 발생하는 트랜스듀서의 작동이 계속되면 트랜스듀서의 온도가 상승하게 되고 이로 인해 카트리지 전체가 과열되어 환자가 치료받는 과정에서 발열에 의한 고통을 느끼게 된다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 대한민국 공개특허공보 10-2015-0006212호는 초음파 치료용 카트리지의 외부에 탈착 가능한 열교환모듈을 장착하는 발명을 개시하고 있다. 그러나 카트리지의 일측 벽면에서만 탈착 되기 때문에, 효과적인 방열효과를 발생시킬 수 없고, 카트리지의 교체 없이 냉각만을 하게 되므로 카트리지의 수명이 단축되는 문제점이 있었다.

이에 카트리지 교체과정에서 기 사용된 카트리지를 별도로 냉각시키고 다시 사용 가능할 수 있도록 하는 발명이 필요한 실정이다.

본 발명은 냉각기에 결합되는 카트리지에 관한 발명으로, 초음파 시술시 발열된 카트리지를 교체하는 과정에서 냉각기로 기 사용된 카트리지를 냉각하므로, 해당 시술시 냉각된 카트리지를 다시 교체하여 재사용할 수 있는 특징이 있다.

이와 같은 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 카트리지는 음향액체와 트랜스듀서가 내장되며 트랜스듀서에서 발생되는 초음파가 통과하는 필름이 구비된 하우징, 하우징의 일측면에서 타측면을 향하여 형성되고 하우징의 내부와는 독립된 공간을 갖는 관통홀 또는 관통홈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 카트리지의 관통홀 또는 관통홈의 내벽에 방열부재가 더 포함되고 방열부재는 금속 재질인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 냉각기모듈은 하우징의 일측면에서 타측면을 향하여 형성되고 하우징의 내부와는 독립된 공간을 갖는 관통홀 또는 관통홈이 형성된 카트리지, 베이스 및 베이스 상면에서 연장형성된 냉각봉을 포함하는 냉각기를 포함하고, 냉각봉이 관통홀 또는 관통홈에 삽입되며 냉각기와 카트리지가 탈착식으로 결합될 수 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 냉각기모듈의 냉각봉은 금속 재질인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 본체부에는 핸드피스를 매개로 카트리지와 연결되고, 본체부는 수납공간이 형성되어 냉각기가 설치되며, 핸드피스로부터 분리된 카트리지가 냉각기에 결합되어 냉각될 수 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 초음파 시술시 발열된 카트리지를 교체하는 과정에서 냉각기로 기 사용된 카트리지를 냉각하므로, 해당 시술시 냉각된 카트리지를 다시 교체하여 재사용할 수 있는 장점이 있다.

또한, 냉각기의 냉각봉이 관통홀 또는 관통홈이 형성된 카트리지의 하우징 내로 삽입되어 방열부재의 단면적이 넓어지고 이로 인해 방열 효과를 극대화할 수 있는 장점이 있다.

또한, 카트리지에 냉각기가 결합된 상태에서 초음파 시술이 가능하므로 별도의 카트리지 교체 없이 시술을 할 수 있다.

또한, 냉각기가 결합된 본체부로 인해, 한번에 여러 개의 카트리지를 냉각시킬 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 관통홀 또는 관통홈이 형성된 카트리지를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 카트리지를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 냉각기를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 냉각기에 카트리지가 결합되는 냉각기모듈을 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉각기모듈을 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 본체부에 냉각기가 설치된 모습을 도시한 사시도이다.

도 1은 본 발명에 따른 관통홀 또는 관통홈이 형성된 카트리지를 도시한 사시도이다. 이하 도 1을 참조하여 관통홀 또는 관통홈이 형성된 카트리지를 설명하도록 한다.

초음파 치료장치는 환자의 치료부위에 직접 접촉되는 카트리지(100) 및 카트리지(100)가 결합되는 핸드피스(200)로 구성된다. 카트리지(100)는 핸드피스(200)에 착탈식으로 교체가 가능하여 지속적인 치료과정에서 카트리지의 온도가 어느 한계점 이상으로 상승하면 교체할 수 있다. 이때, 카트리지(100)의 외부 또는 내부에 온도센서(미도시)가 부착될 수 있다.

카트리지(100)는 하우징(120) 및 하우징(120)을 외부를 감싸는 덮개부(110)로 구성된다. 하우징(120)은 내부에 초음파를 발생시키는 트랜스듀서(미도시)를 포함하고, 이때, 초음파는 고강도 집속 초음파(High Intensity Focused Ultrasound(이하, HIFU라 한다))인 것이 바람직하다.

HIFU의 원리를 설명하자면, 트랜스듀서로부터 발생한 집적 초음파가 지방세포의 어느 일정 지점에 포커싱되어 해당 지점이 순간적으로 온도가 상승되게 된다. 이로 인해 해당 포커싱 된 지점의 조직이 파괴되어 지방세포가 분해되는 원리이다. 즉 지방이 응고괴사하는 것으로 괴사한 지방세포는 우리 몸의 손상부분 복구 메커니즘에 의해 자연스럽게 제거된다. 이러한 HIFU 장비는 통상의 레이저 치료 등과는 달리, 피부 표면에 직접적인 자극이 없어서 피부 표면을 아무런 손상 없이 선택된 부분을 치료할 수 있는 장점이 있다.

하우징 상부(121)에는 트랜스듀서를 제어하는 동작부(미도시) 및 각종 제어전선이 형성된다. 하우징(120)은 물과 같은 음향액체(미도시)로 채워지고, 이러한 물과 같은 음향액체는 초음파를 전달하는 매질의 역할을 한다. 또한 하우징(120)의 말단부는 필름(미도시)이 부착되는 것이 바람직하다. 이러한 필름은 하우징(120)을 밀봉하면서 초음파를 투과시키는 역할을 한다.

하우징의 상부(121)에는 관통홀 또는 관통홈(130)이 형성되며, 관통홀 또는 관통홈(130)은 한 쌍의 제1 관통홀 또는 제1 관통홈(131) 및 제2 관통홀(132)또는 제2 관통홈으로 구성되는 것이 바람직하다. 다만 관통홀 또는 관통홈의 개수는 상기 실시예에 국한되지 않는다. 관통홀 또는 관통홈(130)에 관한 상세한 설명은 후술하도록 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 카트리지를 도시한 사시도이다. 이하 도 2를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 카트리지를 설명하도록 한다.

관통홀 또는 관통홈(130)은 하우징(120)의 일측면에서 타측면을 향하여 형성되고 하우징(120)의 내부와는 독립된 공간을 갖는다. 여기서 관통홀 및 관통홈의 차이를 설명하자면, 관통홀의 경우는 하우징(120)의 일측면에서 타측면까지 개방형으로 홀이 형성된 것을 지칭하는 것이고, 관통홈의 경우는 일측면에서 타측면을 향하여 홈이 형성되나 일측면 또는 타측면 중 어느 한 측면만이 개방되어 있고, 다른 측면은 막혀있는 것을 지칭하는 것이다. 이러한 관통홀 또는 관통홈(130)은 후술할 냉각봉(310)이 삽입되는 구멍이다. 관통홀 또는 관통홈(130)은 한 쌍의 제1 관통홀 또는 제1 관통홈(131) 및 제2 관통홀 또는 제2 관통홈(132)으로 형성되는 것이 바람직하다. 다만 관통홀 또는 관통홈(130)의 개수는 상기 실시예에 국한되지 않는다.

관통홀 또는 관통홈(130)의 내벽에는 방열부재(미도시)가 더 포함될 수 있다. 방열부재는 트랜스듀서에서 발생한 열이 하우징(120)의 외부로 방출되는 방열효과를 극대화 할 수 있다. 이때, 방열부재는 금속 재질인 것이 바람직하다. 금속의 경우 가격이 싸고 열전도도(thermal conductivity)가 높은 장점이 있기 때문이다. 방열부재에 사용될 수 있는 금속 재질로는 은, 구리 및 알루미늄 등이 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 냉각기를 도시한 사시도이다. 이하 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 냉각기를 설명하도록 한다.

냉각기(300)는 베이스(320), 베이스(320)의 일측에 결합된 스위치(330) 및 베이스(320)의 상면에 연장형성된 냉각봉(310)으로 구성된다.

베이스(320)는 발열된 카트리지(100)를 냉각시키기 위해 핸드피스(200)로부터 카트리지(100)을 분리하여 냉각봉(310)에 결합시, 카트리지(100)를 지지하기 위한 구성이다. 베이스(320) 내부에는 냉각봉(310)을 냉각시키는 제어부 및 동작부가 있다(미도시). 이러한 냉각봉(310)의 on/off를 제어하기 위해 베이스(320)의 일측에 스위치(330)가 형성된다.

냉각봉(310)은 베이스(320)의 상면에 연장형성된 형상으로, 카트리지(100)와의 탈착이 원활하기 위해 원통형상인 것이 바람직하다. 냉각봉(310)의 개수는 제한되지 않으나 한 쌍의 제1 냉각봉(311) 및 제2 냉각봉(312)으로 구성되는 것이 바람직하다. 냉각봉(310)의 냉각방법으로는 열전소자를 냉각봉(310)에 결착시켜 카트리지(100)로부터 발생된 열을 냉각봉(310)에 전달시키는 직접냉각방식과 냉각봉(310)내에 냉각수가 순환하게 하여 카트리지(100)로부터 발생된 열을 냉각봉(310)에 전달시키는 간접냉각방식이 있다. 다만, 상기 냉각방식에 국한되지 않는다. 베이스(320)는 냉각기 본체(400)와 냉각기 전선(410)을 통해 연결되고, 냉각기 본체(400)는 냉각기(300)를 제어하는 시스템이 구비되어 있다. 또한, 냉각기(300)는 냉각기 본체(400)로부터 전원을 공급받게 된다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 냉각기에 카트리지가 결합되는 냉각기모듈을 도시한 사시도이다. 이하 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 다른 냉각기에 카트리지가 결합되는 냉각기모듈을 설명하도록 한다.

냉각기모듈은 관통홀 또는 관통홈(130)이 형성된 카트리지(100) 및 냉각봉(310)이 형성된 냉각기(300)를 총칭해서 일컫는 말이다. 냉각기모듈의 카트리지(100)가 냉각봉(310)에 결합되는 과정을 설명하도록 한다. 먼저 핸드피스(200)로부터 카트리지(100)를 분리한 후, 카트리지(100)의 하우징(120)의 관통홀 또는 관통홈(130)을 냉각기(300)의 냉각봉(310)에 각각 삽입시킨다. 이때, 관통홀 또는 관통홈(130) 및 냉각봉(310)이 한 쌍이라고 하면, 제1 관통홀 또는 제1 관통홈(131)은 제1 냉각봉(311) 또는 제2 냉각봉(312)에 모두 삽입될 수 있으며, 선택되는 제1 냉각봉(311) 또는 제2 냉각봉(312)에 의해 카트리지(100)의 하우징(120)이 앞뒤가 바뀔 뿐이다.

카트리지(100)의 하우징(120)이 냉각기(300)에 결합되면 냉각기 본체(400)을 통해 냉각기(300)의 냉각봉(310)이 냉각기능이 활성화되고, 이로 인해 카트리지(100)의 열이 냉각봉(310)으로 전달되어 방열효과가 발생되는 것이다.

이렇게 기 사용된 카트리지(100)을 냉각기(300)을 통해 냉각시키는 동안, 새롭게 교체된 카트리지(100)로 지속적으로 환자에게 초음파 치료를 시술하고, 새롭게 교체된 카트리지(100)가 일정 시간이 흘러 열이 발생되면, 치료를 시술하는 동안 냉각된 기 사용된 카트리지(100)를 냉각기(300)로부터 분리하여 다시 핸드피스(200)에 결합하여 재사용할 수 있게 된다. 즉, 냉각기(300)와 카트리지(100)가 탈착식으로 결합이 가능하다. 이러한 구성으로 인해 본 발명은, 하나의 카트리지(100)만을 사용하는 것이 아닌 교체식으로 카트리지(100)를 사용하여, 지속적인 카트리지(100)의 사용으로 인해 발생되는 카트리지(100)의 수명이 빠르게 단축되는 문제점이 해결될 수 있는 특징이 있다.

냉각봉(310)은 금속 재질인 것이 바람직하다. 금속의 경우 가격이 싸고 열전도도(thermal conductivity)가 높은 장점이 있기 때문이다. 냉각봉(310)에 사용될 수 있는 금속 재질로는 은, 구리 및 알루미늄 등이 있다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉각기모듈을 도시한 사시도이다. 이하 도 5를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉각기모듈을 설명하도록 한다.

냉각기모듈의 카트리지(100)를 교체하는 방식과는 달리, 다른 실시예는 냉각기 모듈의 카트리지(100)가 핸드피스(200)에 결합된 상태에서 카트리지(100)의 하우징(120)에 냉각기 모듈의 냉각기(300)를 직접 결합하는 방식이다. 별도의 교체 없이, 초음파 시술과정에서 카트리지(100)에서 발생한 열을 즉시 냉각기(300)를 통해 냉각시키게 되는 특징이 있다.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 본체부에 냉각기가 결합된 모습을 도시한 사시도이다. 이하 도 6을 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 본체부에 냉각기가 결합된 모습을 설명하도록 한다.

본체부(500)는 핸드피스(200)의 말단부에 연결된 케이블을 통해 핸드피스(200)와 연결된다. 즉, 핸드피스(200)를 매개로 핸드피스(200)에 결합된 카트리지(100)와 연결된다. 이러한 연결구조로 인해 본체부(500)에서 카트리지(200) 내부의 트랜스듀서를 전기적 신호로 제어가 가능하다.

본체부(500)는 본체부(500) 자체가 이동이 가능하게 본체부(500) 하부에는 바퀴가 달린 것이 바람직하며, 본체부(500) 상부에는 초음파 치료과정에서의 카트리지(200)로부터 수집한 정보를 나타내는 모니터부가 형성되는 것이 바람직하다.

본체부(500)의 중심부에는 수납공간(510)이 있고, 수납공간(510)내에는 냉각기(300)가 설치된다. 본체부(500)에는 수납공간(510)을 덮는 케이스(미도시)가 형성되는 것이 바람직하다.

본체부(500)에 설치된 냉각기(300)는 본 발명에 따른 실시예에서 냉각기(300)가 제어되는 원리와 동일하게 본체부(500) 내의 제어 시스템(미도시)에 의해서 냉각이 제어된다.

초음파를 통한 시술하는 과정에서 카트리지(100)가 발열시, 핸드피스(200)로부터 카트리지(100)을 분리하여 카트리지(100)를 본체부(500)에 설치된 냉각기(300)의 냉각봉(310)에 삽입시킨다. 전술한 냉각기(300)가 카트리지(100)를 냉각하는 원리와 동일하게 본체부(500)의 냉각봉(310)이 카트리지(100)를 냉각시키게 된다.

본체부(500)에는 복수 개의 냉각기(300)가 구비될 수 있다. 이러한 구성으로 인해, 복수 개의 발열된 카트리지(100)를 동시에 냉각시킬 수 있어, 치료시간이 짧아지는 장점이 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예 및 응용예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정 실시예 및 응용예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

100: 카트리지 110: 덮개부
120: 하우징 121: 하우징 상부
122: 하우징 하부 130: 관통홀, 관통홈
131: 제1 관통홀, 제1 관통홈 132: 제2 관통홀, 제2 관통홈
200: 핸드피스 300: 냉각기
310: 냉각봉 311: 제1 냉각봉
312: 제2 냉각봉 320: 베이스
330: 스위치 400: 냉각기 본체
410: 냉각기 전선 500: 본체부
510: 수납공간

Claims (5)

1. 삭제
2. 삭제
3. 하우징의 일측면에서 타측면을 향하여 형성되고 상기 하우징의 내부와는 독립된 공간을 갖는 관통홀 또는 관통홈이 형성된 카트리지; 및
   베이스 및 상기 베이스의 상면에 연장형성된 냉각봉을 포함하는 냉각기를 포함하고,
   상기 냉각봉이 상기 관통홀 또는 관통홈에 삽입되며, 상기 냉각기와 상기 카트리지가 탈착식으로 결합될 수 있는 것을 특징으로 하는 냉각기모듈.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 냉각봉은 금속 재질인 것을 특징으로 하는 냉각기모듈.
5. 청구항 4에 있어서,
   핸드피스를 매개로 상기 카트리지와 연결되는 본체부;
   상기 본체부에는 수납공간이 형성되어 상기 냉각기가 설치되며,
   상기 핸드피스로부터 분리된 상기 카트리지가 상기 냉각기에 결합되어 냉각될 수 있는 것을 특징으로 하는 냉각기모듈.

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