KR101712024B1

KR101712024B1 - 고강도 집속 초음파를 이용한 의료 장치

Info

Publication number: KR101712024B1
Application number: KR1020150047573A
Authority: KR
Inventors: 강동환; 이수건
Original assignee: 주식회사 제이시스메디칼
Priority date: 2015-04-03
Filing date: 2015-04-03
Publication date: 2017-03-03
Also published as: CN204637352U; KR20160118815A

Abstract

본 발명의 목적은 전술된 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 핸드피스를 고정한 상태에서 트랜스듀서의 이동을 제어하여 넓은 시술면적의 스캔 및 시술을 가능하게 하고 나아가 트랜스듀서의 이동패턴을 프로그램에 입력하여 일정하고 균일한 초음파 스캔 및 시술을 할 수 있는 고강도 집속 초음파를 이용한 의료장치를 제공하고자 한다

Description

고강도 집속 초음파를 이용한 의료 장치{Medical apparatus using high intensity focused ultrasound}

본 발명은 트랜스듀서를 채용한 고강도 집속 초음파를 이용한 의료장치에 관한 것으로, 이미지 프로브를 이용하여 시술대상자의 피부조직의 단면 영상을 획득하고 시술대상자의 피부를 절개하지 않아 피부의 표면을 손상시키지 않고 근육층의 일부와 진피층 영역까지 고강도 집속 초음파를 이용하여 열을 전달함으로써 시술대상자의 피부 주름 제거 및 콜라겐 리모델링 효과를 발생시키는 고강도 집속 초음파를 이용한 의료장치에 관한 것이다.

고강도 집속 초음파를 이용한 의료장치는 초음파의 열 효과를 이용한 의료기기이다. 그 중에서도, 고강도 집속형 초음파를 이용한 의료장치는 초음파 트랜스듀서에서 발생된 초음파를 일정한 초음파 의료장치는 초음파의 열 효과를 이용한 의료기기이다. 그 중에서도, 고강도 집속형 초음파 의료장치는 초음파 트랜스듀서에서 발생된 초음파를 일정한 지점(초점)에 집속시켜 조직 내를 조사하고 집속점 (초점)에 열을 발생시켜 온열처리 방식으로 사용될 수 있는 장비이다.

기존에는 침습적 (피부 절제) 방법으로 암 조직을 제거하는 것에 비하여, 외부에서 초음파 에너지를 인체에 투과하여 피부 절제가 없고 치료 방법이 간단하며 치료 후에도 환자 회복이 빠르다는 장점이 있어 그 수요가 늘어나고 있는 추세에 있다.

기존의 장비는 크게 본체부와 연결부로 구성되며, 연결부는 이미지 촬상기능과 치료기능을 위해 핸드피스와 고주파 펄스를 수신 받아 초음파로 변환하는 트랜스듀서를 내장한 카트리지로 나뉘어진다. 피부에 직접적으로 접촉하는 부분인 카트리지 부분은 초음파를 효과적으로 전달하기 위해 음향 액체 (탈기수) 를 매질로 내장하고 있다.

다만, 종래의 고강도 집속 초음파를 이용한 의료장치의 경우 카트리지 내부의트랜스듀서가 이동되지 않기 때문에, 넓은 면적에 대해 초음파 시술을 하기 위해서는 시술자가 핸드피스를 들어 조금씩 이동시켜 가면서 시술하여야 했다. 따라서 매우 번거로울 뿐 아니라 간격 또한 일정하게 유지될 수 없어, 전체 시술면적에 걸쳐 균일하지 못한 시술이 이루어질 수 밖에 없는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 전술된 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 핸드피스를 고정한 상태에서 트랜스듀서의 이동을 제어하여 넓은 시술면적의 스캔 및 시술을 가능하게 하고 나아가 트랜스듀서의 이동패턴을 프로그램에 입력하여 일정하고 균일한 초음파 스캔 및 시술을 할 수 있는 고강도 집속 초음파를 이용한 의료장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 다양한 실시 예에 따른, 고강도 집속 초음파를 이용한 의료장치는 본체부 및 연결부를 포함할 수 있다.

본체부는 전체 시스템을 제어하는 메인 콘트롤러, 사용자의 입력을 수신하여 메인 콘트롤러로 전송하는 입력부, 트랜스듀서의 스캔 시 일정패턴 및 단계별 이동속도 등을 저장하는 저장부, 이미지 프로브가 획득한 피부조직 내부의 초음파 영상 및 의료장치의 작동상태를 표시하는 표시부, 별도의 서버 또는 내부 회로 사이에서 통신이 가능한 통신부 및 카트리지와 본체부 사이에서 음향액체를 순환시키는 물순환부를 포함할 수 있다.

고주파 펄스 발진기는 가변형 고주파 펄스 발진기를 사용할 수 있다.

메인 콘트롤러는 전체 시스템을 제어할 수 있다. 메인 콘트롤러는 핸드피스 콘트롤러와 연결되어 연결부를 제어 할 수 있고 고주파 펄스 발진기의 고주파 펄스를 출력할 수 있다.

물순환부는 음향 액체를 냉각하는 냉각장치, 상기 음향 액체 내에 존재하는 용존기체를 제거하는 탈기장치 및 음향액체를 순환시키는 음향액체공급펌프를 포함할 수 있다.

냉각장치는 라디에이터, 방열판, 컴프레셔 및 열전소자 중에서 하나 이상을 선택할 수 있다.

탈기장치는 상기 음향액체 내 용존기체가 제거되도록 하는 진공 필터 또는 마이크로 극세사 필터 및 상기 진공필터 또는 마이크로 극세사 필터와 연결되어 상기 진공필터 또는 마이크로 극세사 필터에 공급된 용수에서 기체가 제거되도록 하는 진공펌프를 포함할 수 있다.

음향액체공급펌프는 음향액체가 폐회로를 순환할 수 있는 동력을 부여하고 음향 액체는 카트리지로부터 핸드피스로, 핸드피스로부터 물순환부로, 다시 물순환부로부터 핸드피스로 이어지는 폐회로를 순환할 수 있다.

연결부는 본체부와 카트리지를 연결하는 핸드피스 및 핸드피스와 탈착 및 부착이 가능하고 트랜스듀서를 포함하는 카트리지를 포함할 수 있다.

핸드피스는 핸드피스 콘트롤러를 포함할 수 있다. 핸드피스 콘트롤러는 메인 콘트롤러로부터 신호를 받아 핸드피스의 임피던스 매칭 회로 및 구동부를 제어할 수 있다.

핸드피스는 트랜스듀서와 고주파 펄스 발진기의 임피던스를 일정하게 유지 시켜주는 임피던스 매칭 회로를 포함 할 수 있다.

핸드피스는 구동부를 포함할 수 있다. 구동부는 2개 이상의 모터로 구성되며 각 모터는 각 축의 이동을 제어한다. 카트리지의 구동축은 구동부로부터 동력을 받아 카트리지 내부의 트랜스듀서의 이동을 가능하게 하며 트랜스듀서가 면 형태의 스캔 (워킹 AREA)을 구현 할 수 있게 한다.

핸드피스는 구동부 및 음양액체가 흐를 수 있는 물순환로를 포함할 수 있다.

카트리지의 밀폐용기 내부 공간은 음향 액체로 채워지며, 상기 벽에 음향액체가 통과하도록 유입공 및 유출공이 형성된다. 유입공 및 유출공은 핸드피스 내 물순환로를 통해 물순환부와 연결되어 있어 음향 액체가 상기 카트리지 내부 공간과 물순환부 사이에서 흐를 수 있다.

핸드피스 내 구동부는 트랜스듀서를 이동시키는 구동축과 연결되어 카트리지 내부의 트랜스듀서의 위치 이동을 가능하게 할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시 예들은, 핸드피스 구동부에 2개 이상의 모터를 사용하여, 핸드피스를 고정한 상태에서도 트랜스듀서의 이동을 제어하여 넓은 시술면적의 스캔 및 시술을 가능하게 하고 나아가 트랜스듀서의 이동패턴을 프로그램에 입력하여 일정하고 균일한 초음파 스캔 및 시술을 할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 본체부 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 연결부 사시도이다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 고강도 집속 초음파를 이용한 의료장치의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 본체부의 블록도이다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 연결부의 개략도이다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 물순환부의 순환과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 물순환부를 구성하는 예시도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 트랜스듀서의 이동원리를 설명한 도면이다.
도 9a 와 도 9b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동패턴을 구현하는 예시 도면이다.

전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술한다. 이에 따라 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.

본 발명의 실시 예에 따른 고강도 집속 초음파를 이용한 의료장치는 하기에서 기술하는 구성에 한정되는 것은 아니므로, 하기의 실시 예에 의거하여 다양한 실시 예들에 적용할 수 있음에 유의하여야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 본체부 사시도이다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 고강도 집속 초음파를 이용한 의료장치의 본체부는 터치스크린으로 구성되어 이미지 모니터링 및 입력이 가능한 모니터(10)와 사용하지 않을 때 핸드피스(121)를 거치 할 수 있는 핸드피스 거치부(20)로 구성할 수 있다. 전면에는 핸드피스를 연결할 수 있도록 구성할 수 있고 물순환 및 전자 신호등의 제어를 할 수 있다.

고강도 집속 초음파를 이용한 의료장치 이동이 용이하도록 바퀴(30)를 포함할 수 있고, 환자를 관리하기 위한 프로그램과 초음파를 통해 환자의 피부를 진단 및 치료하기 위한 응용 프로그램이 탑재되어 프로그램을 실행하면 모니터(10)에 이미지 프로브(320)가 획득한 피부조직 내부의 초음파 영상 및 의료장치의 작동상태를 표시한다

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 연결부 사시도이다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 고강도 집속 초음파 의료장치의 연결부는 핸드피스(121)와 카트리지(122)로 구성할 수 있다. 핸드피스와(121)와 카트리지(122)는 서로 부착 및 탈착이 가능하게 구성할 수 있으며 본체부(110)는 핸드피스(121)를 통해 카트리지(122) 내부의 트랜스듀서의 제어를 가능하게 할 수 있다. 핸드피스(121)는 케이블(70)을 통해 본체부(110)와 연결될 수 있고 케이블(70) 내부에는 음향 액체가 흐를 수 있는 물 순환로, 메인 컨트롤러의 제어 신호를 받을 수 있는 신호선 및 고주파 펄스를 전달하는 고주파 펄스 전달부 등을 포함 할 수 있다.

도 3은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 고강도 집속 초음파를 이용한 의료장치의 구성도이다.

본 발명의 다양한 실시 예에 따른 고강도 집속 초음파를 이용한 의료장치는 크게 본체부(110)와 연결부(120)로 구성될 수 있으며 본체부(110)와 연결부(120)는 연결될 수 있다. 연결부(120)는 다시 핸드피스(121)와 카트리지(122)로 구성될 수 있고 본체부(110)는 연결부(120)의 핸드피스(121)를 통해 카트리지(122)에 제어신호송신 및 물 순환을 할 수 있다.

본체부(110)는 전체 시스템을 제어하는 메인 콘트롤러(210), 고주파 펄스를 출력하는 고주파 펄스 발진기를 포함할 수 있다. 메인 콘트롤러(210)는 핸드피스 콘트롤러(40)와 연결되어 연결부(120)를 제어 할 수 있고 고주파 펄스 발진기의 고주파 펄스를 출력할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른, 고주파 펄스 발진기(211)는 가변형 고주파 펄스 발진기를 사용할 수 있다. 가변형 고주파 펄스 발진기는 기 설정된 범위 내에서 트랜스듀서(310)의 공진주파수 값에 대응한 고주파 펄스를 출력하기 위함이다. 가변형 고주파 펄스 발진기는 펄스 출력을 수시로 빠르게 계속적으로 변환하며 트랜스듀서(310)의 공진주파수 값과 동일한 고주파 펄스 값을 출력할 수 있다.

본체부(110)는 카트리지(122) 내부의 음향액체(330)를 냉각하는 냉각장치(410) 및 상기 음향액체(330) 내 용존기체를 제거하는 탈기장치(420)를 포함할 수 있다.

연결부(120)는 본체부(110)와 카트리지(122)를 연결하는 핸드피스(121) 및 핸드피스(121)와 탈착 및 부착이 가능하고 트랜스듀서(310)를 포함하는 카트리지(122)를 포함할 수 있다.

핸드피스(121)는 핸드피스 콘트롤러(40)를 포함할 수 있다. 핸드피스 콘트롤러(40)는 메인 콘트롤러(210)로부터 신호를 받아 핸드피스(121)의 구동부(60)를 제어할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른, 핸드피스(121)는 트랜스듀서(310)와 고주파 펄스 발진기의 임피던스를 일정하게 유지 시켜주는 임피던스 매칭 회로를 포함 할 수 있다. 임피던스 매칭 회로는 고주파 펄스 발진기와 트랜스듀서(310) 사이의 임피던스를 일정하게 유지하여 출력을 개선하고 안정적인 출력을 가능하게 할 수 있다.

핸드피스(121)는 구동부(60)를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 구동부(60)는 2개의 모터로 구성되며 각 모터는 x축 및 y축 이동을 제어하여 카트리지(122) 내부의 트랜스듀서(310)의 이동을 제어해 트랜스듀서(310)가 면 형태(워킹 AREA(600))의 스캔을 구현 가능하게 할 수 있다.

모터는 2개 이상으로 구성될 수 있으며 각 모터는 솔레노이드, 스텝 모터, 리니어 모터 등을 이용하여 다양하게 구성할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며 구동 동력을 부여할 수 있는 다양한 동력원을 포함할 수 있다

트랜스듀서(310)는 구동부의 2개 이상의 모터와 물리적으로 연결되게 구성할 수 있다. 핸드피스 콘트롤러는 본체부(110)의 메인 콘트롤러(210)로부터 제어신호를 받을 수 있고 제어신호에 따른 구동부 모터를 조정하여 트랜스듀서(310)의 이동이 가능하게 구성할 수 있다.

핸드피스(121)는 구동부(60) 및 카트리지(122)와 본체부(110) 사이 음양액체가 흐를 수 있는 물순환로를 포함할 수 있다.

카트리지(122)는 핸드피스(121)와 탈착 및 부착이 가능하고 본체부(110)로부터 고주파 펄스를 수신 받아 초음파로 변환하는 트랜스듀서(310)를 포함할 수 있다. 핸드피스(121)를 통해 본체부(110)와 카트리지(122)가 연결됨으로써 내 음향액체(330)를 순환할 수 있고 카트리지(122) 내 트랜스듀서(310)를 제어할 수 있다.

도 4는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 본체부의 블록도이다.

본 발명의 다양한 실시 예에 따른 본체부(110)는 전체 시스템을 제어하는 메인 콘트롤러(210), 사용자의 입력을 수신하여 메인 콘트롤러(210)로 전송하는 입력부(240), 트랜스듀서(310)의 스캔 시 이동패턴(610) 및 단계별 이동속도 등을 저장하는 저장부(230), 이미지 프로브(320)가 획득한 피부조직 내부의 초음파 영상 및 의료장치의 작동상태를 표시하는 표시부(220), 별도의 서버 또는 내부 회로 사이에서 통신이 가능한 통신부(250) 및 카트리지(122)와 본체부(110) 사이에서 음향액체(330)를 순환시키는 물순환부(260)를 포함할 수 있다.

메인 콘트롤러(210)는 전체 시스템을 제어할 수 있다. 메인 콘트롤러(210)는 핸드피스 콘트롤러(40)와 연결되어 연결부(120)를 제어 할 수 있고 고주파 펄스 발진기의 고주파 펄스를 출력할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시 예에 따른 물순환부(260)는 음향액체(330)를 순환시키는 음향액체공급펌프(430), 데워진 음향 액체를 카트리지(122)로부터 공급받고 냉각하는 냉각장치(410) 및 냉각된 음향액체(330)의 용존기체를 제거하는 탈기장치(420)를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 초음파를 이용한 의료장치의 작동원리를 설명하면, 전원을 인가하면 메인 콘트롤러(210) 및 다른 장치들에 전원을 공급한다. 본 발명에 따른 초음파 치료 의료장치가 작동을 하게 되면 표시부(220)에 메인 메뉴가 나타나고, 사용자는 고강도 집속 초음파 발생을 위한 설정을 할 수 있다. 이 때 이미지 프로브(320)와 이미지 표시용 모니터인 표시부(220)도 작동하여 시술부위의 영상을 표시할 수 있는 상태가 된다.

본 발명의 조작 장치인 입력부(240)에서 고강도 초음파 발생을 위한 설정이 완료되면, 그 설정 값은 메인 콘트롤러(210)로 전송되고, 메인 콘트롤러(210)는 설정 값을 기준으로 카트리지(122) 내부의 트랜스듀서(310)의 동작을 지시한다. 즉, 핸드피스(121)에 결합된 카트리지(122)를 통해 고강도 집속형 초음파가 발생한다.

도 5는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 연결부(120)의 개략도이다.

본 발명의 다양한 실시 예에 따른 연결부(120)는 핸드피스(121)에 카트리지(122)가 부착 및 탈착이 되도록 구성할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 카트리지(122)는 초음파가 통과되며 피부에 접촉하는 음향창을 가지고 있으며, 외부는 벽으로 형성된 밀폐용기로 할 수 있다. 트랜스듀서(310)는 밀폐된 케이스인 카트리지(122) 내부에 부착될 수 있는데 카트리지(122) 내부 공간은 음향액체(330)로 채워질 수 있다.

음향액체(330)는, 트랜스듀서(310)에서 발생된 초음파가 시술대상자의 피부조직 내부로 전달하는 매질로 작용함과 동시에, 트랜스듀서(310)에서 발생된 열을 냉각시키는 역할도 수행 할 수 있다. 시술대상자의 피부 조직의 단면 영상을 획득하기 위해서 이미지용 초음파 트랜스 듀스인 이미지 프로브(320)가 결합될 수 있다. 이미지 프로브는 생체로부터 반사되어 되돌아오는 초음파의 미약한 신호를 감지하여 받아들이도록 설계되어 있다.

카트리지(122) 내의 음향 액체의 손실을 방지하기 위해서 카트리지(122)는 내부와 외부가 완전하게 밀폐되도록 형성될 수 있다.

트랜스듀서(310)는 하나의 초점을 향하여 초음파가 조사되도록 형성, 배치될 수 있다. 트랜스듀서(310)는 음향창과 정렬된 출력면을 갖도록 배치될 수 있다. 트랜스듀서(310)의 단면 구조는 오목한(Concave) 형상을 가지고 있는데, 이에 따라 초음파 트랜스듀서(310)에서 발생된 초음파는 트랜스듀서(310)의 오목한 중심점으로 집속될 수 있다. 이처럼 트랜스듀서의 오목한 중심점에서는 초음파의 집속점(340)이 형성될 수 있다.

카트리지(122)의 벽에는 음향 액체가 통과하도록 유입공(350) 및 유출공(360)이 형성될 수 있으며, 유입공(350) 및 유출공(360)은 물순환부(260)에 연결되어 있어 상기 음향 액체가 카트리지(122) 내부 공간과 물순환부(260) 사이에서 핸드피스(121)를 통해 흐를 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 초음파를 이용한 의료장치의 작동원리를 설명하면, 얼굴 등 시술대상자의 피부조직에 본 발명의 카트리지(122)를 밀착시킨 후, 트랜스듀서(310)가 초음파를 발생시켜 시술부위인 피부조직 속의 초점에 초음파 스캔을 실시한다. 트랜스듀서(310)에는 이미지 프로브(320)가 설치되어 있어 초음파를 스캔 할 초점 부위의 피부조직을 이미지화하여 초점인 초음파가 조사되는 피부조직 부위의 열 응고 상태를 감시한다.

도 6은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 물순환부의 순환과정을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 물순환부(260)는 카트리지(122)의 유입공(350)을 통해 음향액체(330)가 물 순환부로 흘러 들어오게 할 수 있고 카트리지(122)의 유출공(360)을 통해 물순환부(260)로부터 카트리지(122) 내부로 흘러 나가게 할 수 있다.

즉, 음향액체(330)는 상기 카트리지(122)에서 핸드피스(121)를 통해 물순환부(260)로 공급되고 공급된 음향 액체는 냉각장치(410)와 탈기장치(420)를 거쳐 다시 카트리지(122)로 이어지는 폐회로를 순환하게 할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시 예에 따른 냉각장치(410)는 라디에이터, 방열판, 컴프레셔 및 열전소자 중에서 적어도 어느 하나 이상을 선택할 수 있다

초음파를 효과적으로 전달하기 위해 음향액체(330)로 탈기수(공기를 뺀 물)를 사용할 수 있다. 음향액체(330)로 탈기수를 사용하기 위해 탈기장치(420)를 사용할 수 있다. 탈기장치(420)는 물속에 녹아 있는 산소, 질소, 이산화탄소 등의 기체를 소정의 진공압을 이용하여 음향 액체로부터 분리시켜 용존기체가 없는 순수한 음향액체(330)를 얻을 수 있도록 하는 장치이다.

본 발명의 다양한 실시 예에 따른 탈기장치(420)는 상기 음향 액체의 용존기체가 제거되도록 하는 진공필터를 포함할 수 있다. 상기 탈기장치(420)는 진공필터와 연결되어 진공필터에 공급된 용수에서 용존기체가 제거되도록 하는 진공펌프를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 진공필터는 마이크로 극세사 필터 등이 사용될 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 물순환부를 구성하는 예시도면이다.

본 발명의 일 실시 예에 따른, 냉각수통(411)은 음향액체(330)를 보관할 수 있다. 카트리지(122) 내부에서 데워진 음향액체(330)는 음향액체공급펌프(430)에 의해 핸드피스(121)를 통해 냉각수통(411)으로 흘러 들어 올 수 있다. 공급된 음향액체(330)는 컴프레셔(412) 및 라디에이터(413)를 거쳐 냉각되며 다시 상기 냉각수통(411)으로 흘러 들어 올 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 도 7에서는 두 개의 냉각장치(410)를 이용하여 음향액체(330)를 냉각하는 것을 도시 하였으나, 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 냉각장치(410)는 하나 또는 두 개 이상의 냉각장치(410)를 사용하여 음향액체(330)를 냉각할 수도 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른, 냉각수통(411)은 냉각수통(411)의 냉각수량을 판단할 수 있게 하는 수위 하한센서를 포함할 수 있다. 수위 하한센서는 상, 중, 하 즉, 3단계로 나뉘어 수위를 감지 할 수 있다. 냉각수통(411)에는 냉각수 온도계를 포함할 수 있다. 냉각수 온도계는 냉각수의 온도를 측정할 수 있도록 한다.

본 발명의 일 실시 예에 따른, 핸드피스(121)로부터 냉각수통(411)으로 흘러들어오는 물순환로에는 물 순환 감지 센서를 포함할 수 있다. 물 순환 감지 센서는 물순환부와 카트리지(122) 간의 물 순환이 잘 작동하는 지 등을 감지할 수 있도록 한다.

본 발명의 일 실시 예에 따른, 냉각장치(410)는 FAN(414)을 포함할 수 있다. FAN(414)은 라디에이터(413) 등에 설치된 데워진 회로를 식히는 것에 본 목적이 있으나 음향액체(330) 순환 시 음향액체(330)를 냉각하는 효과 또한 가진다. FAN(414)은 컴프레셔(412)와 연동되어 작동되는 것을 특징으로 할 수 있다.

냉각장치(410)를 거쳐 냉각된 음향액체(330)는 음향액체공급펌프(430)를 통해 다시 탈기장치(420)로 이동할 수 있고 이때 진공필터는 음향액체(330) 내 용존기체를 제거하고 제거된 용존기체는 진공펌프를 이용하여 외부로 배출될 수 있다.

탈기장치(420)를 통과한 순수한 음향액체(330)는 다시 핸드피스(121)를 통해 카트리지(122) 내부로 공급될 수 있고 트랜스듀서(310)의 안정적인 출력을 가능하게 하며 파손을 방지할 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 트랜스듀서의 이동원리를 설명한 도면이다.

본 발명의 일 실시 예에 따른, 트랜스듀서(310)의 이동원리를 설명하면 본체부(110)의 메인 콘트롤러(210)는 핸드피스 콘트롤러(40)에 제어 신호를 보내고 제어 신호를 수신한 핸드피스 콘트롤러(40)는 핸드피스(121)에 부착된 구동부(60)를 제어할 수 있다.

구동부(60)는 2개 이상의 모터로 구성할 수 있으며 각 모터는 각 축의 이동을 제어한다. 하나의 모터는 일정한 간격만큼 선택적으로 직선 왕복하도록 움직이게 구성되어 있다. 구동부 모터는 솔레노이드, 스텝 모터, 리니어 모터 등을 이용하여 다양하게 구성할 수 있다.

핸드피스 콘트롤러(40)는 2개의 모터를 동시 또는 개별적으로 작동하도록 제어할 수 있고 원하는 위치를 스캔 또는 시술 할 수 있도록 한다. 각 모터는 x축 및 y축 이동만을 제어한다.

각 모터는 카트리지(122) 내부의 구동축과 물리적으로 연결되어 있으며 트랜스듀서(310)가 이동하는 동력을 부여하고 트랜스듀서(310)가 면 형태의 (워킹 AREA(600)) 스캔을 구현 할 수 있게 한다. 따라서 핸드피스를 이동시키지 않고도 넓은 시술면적에 걸쳐 균일한 간격으로 초음파 시술을 행할 수 있게 구성될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 도 8은 x축 모터(510) 및 y축 모터(520)을 이용하여 트랜스듀서(310)의 집속점(340)을 이동시키는 예를 설명하기 위한 도면이다.

카트리지(122)가 핸드피스(121)와 체결되면 핸드피스 구동부와 카트리지 내 구동축이 물리적으로 연결된다. 카트리지(122)를 시술부위에 고정한 상태에서 카트리지의 음향창을 통해 집속점을 이동시킬 수 있는 워킹 AREA(600)가 정해진다.

따라서 x축 모터(510) 와 y축 모터(520)은 각각 x축과 y축의 직선 형태로 트랜스듀서(310)의 집속점(340)을 움직이게 하여 2차원 스캔 즉, 면 형태의 스캔을 가능하게 한다. 도 8에 따른 워킹 AREA(600)는 사각형 형태로 표현되어 있지만 모터의 구성에 따라 원형, 타원형. 삼각형, 마름모형 등 다양한 형태의 워킹 AREA(600)를 구현할 수 있다.

도 8에서는 2개의 모터만을 사용하여 면 형태의 스캔을 하는 예시도면을 구현하였지만 3개 이상의 모터를 사용하는 경우에는 트랜스듀서를 상하로 이동할 수도 있고 이는 3차원적 스캔이 가능함을 의미한다. 따라서 카트리지를 교체하지 않고도 필요에 따라 피하깊이를 자유롭게 변경하여 원하는 위치의 정확한 스캔을 가능하게 할 수 있다.

도 9a 및 도 9b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동패턴(610)을 구현하는 예시 도면이다.

이동패턴(610)은 미리 정해진 동작을 프로그램으로 입력하고 상기 프로그램을 시술자가 선택하면 카트리지(122) 내 트랜스듀서(310)가 선택된 프로그램에 따라 정해진 방법으로 이동하여 워킹 AREA(600)를 스캔 하는 것으로 정의한다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 워킹 AREA(600)의 스캔 시 객관적 데이터를 확립하고 동일한 수준의 스캔을 하기 위해서 수동적으로 위치를 제어 하는 것이 아닌 자동으로 제어하여 동일한 이동패턴(610)을 스캔 하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른, 스캔 시 입력된 프로그램에 따른 패턴의 동작은 정해진 속도에 의한다. 일반적인 1회 이동속도는 28.78초 이다.

본 발명의 일 실시 예에 따른, 이동패턴(610)을 구현하는 이동속도는 시술자의 필요에 따라 단계별로 이동속도를 나누고 단계별 이동속도를 저장한 후 필요한 단계를 선택하여 스캔 할 수도 있다. 예를 들어 현재 운영중인 1회 이동속도(28.78초)를 1 내지 20단계의 이동속도 중 15단계로 하여 운용하는 경우 설정된 단계에 따라 이동속도를 더 빠르게 또는 더 느리게 할 수도 있다.

도 9a는 이동패턴(610)을 이용한 스캔의 일 실시 예1를 도시한다.

도 9a는 면 형태의 워킹 AREA(600)내 전체 범위를 스캔 하는 이동패턴(610)의 예시이며 이동속도는 단계를 선택하여 스캔 할 수 있다. 도 9a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동패턴(610)을 도시 하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 패턴은 입력된 프로그램에 따라 다르게 동작할 수도 있고, 이동속도는 선택된 단계에 따라 달라질 수도 있다.

도 9b는 이동패턴(610)을 이용한 스캔의 일 실시 예2를 도시한다.

도 9b는 워킹 AREA(600)내 일부 범위만을 선택하여 스캔 하는 동작의 예시이며 스캔범위는 입력된 프로그램에 따라 달라질 수 있다. 도 9b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 일정 범위를 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 패턴은 입력된 프로그램에 따라 다르게 동작할 수도 있고, 이동속도는 선택된 단계에 따라 달라질 수도 있다.

전술한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

10: 모니터 20: 핸드피스 거치부 30: 바퀴
40: 핸드피스 콘트롤러 60: 구동부
70: 케이블
110: 본체부 120: 연결부
121: 핸드피스 122: 카트리지
210: 메인 콘트롤러
211: 고주파 펄스 발진기
220: 표시부
230: 저장부 240: 입력부
250: 통신부 260: 물순환부
310: 트랜스듀서 320: 이미지 프로브
330: 음향액체 340: 집속점
350: 유입공 360: 유출공
410: 냉각장치 411: 냉각수통
412: 컴프레셔 413: 라디에이터
414: FAN
420: 탈기장치
430: 음향액체공급펌프
510: x축 모터 520: y축 모터
600: 워킹 AREA 610: 이동패턴

Claims

고강도 집속 초음파를 이용한 의료장치에 있어서,
기 설정된 범위 내에서 고주파 펄스 발진기, 카트리지 내부의 음향액체를 냉각하는 냉각장치, 상기 음향액체 내 용존기체를 제거하는 탈기장치, 및 상기 고주파 펄스 발진기의 동작을 제어하는 메인 콘트롤러를 포함하는 본체부;
상기 카트리지가 체결되며, 트랜스듀서가 스캔 하는 위치를 바꿀 수 있도록 적어도 두 개 이상의 모터를 포함하는 핸드피스; 및
상기 핸드피스에 탈착 및 부착이 가능하고, 내부에 상기 트랜스듀서 및 음향액체를 포함하는 카트리지; 를 포함하며,
상기 트랜스듀서는 상기 본체부로부터 고주파 펄스를 수신 받아 고강도 집속 초음파를 발생시키고, 상기 적어도 두 개 이상의 모터와 물리적으로 연결되어 상기 핸드피스 내부의 모터조정에 따라 이동이 제어되며,
상기 이동은 기 설정된 이동 패턴 및 이동 속도를 가지고 자동으로 제어되고,
상기 냉각장치는 적어도 하나의 냉각수통을 포함하며, 상기 냉각수통은 냉각수량의 수위를 3 단계로 나누어 감지할 수 있도록 수위 하한센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 고강도 집속 초음파를 이용한 의료장치.
제 1항에 있어서, 상기 냉각장치는,
라디에이터, 방열판, 컴프레셔 및 열전소자 중에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 고강도 집속 초음파를 이용한 의료장치.
제 2항에 있어서, 상기 탈기장치는,
상기 음향액체 내 용존기체가 제거되도록 하는 진공 필터 또는 마이크로 극세사 필터; 및
상기 진공필터 또는 마이크로 극세사 필터와 연결되어 상기 진공 필터 또는 마이크로 극세사 필터에 공급된 용수에서 기체가 제거되도록 하는 진공펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 고강도 집속 초음파를 이용한 의료장치.
제 1항에 있어서, 상기 메인 콘트롤러는,
상기 트랜스듀서의 정격전력을 측정하여 지정번호를 부여하고, 상기 지정번호를 저장부에 저장하게 제어하고, 상기 카트리지가 핸드피스에 분리되었다가 체결되면, 상기 트랜스듀서의 정격전력을 측정하여 상기 정격전력과 일치하는 상기 지정번호를 상기 저장부에서 검색하고, 상기 검색된 지정번호에 대응하는 고주파 펄스를 가변형 고주파 펄스 발진기가 출력하게 제어하는 것을 특징으로 하는 고강도 집속 초음파를 이용한 의료장치.
.
제 1항에 있어서, 상기 이동 패턴은,
기 정의된 복수의 이동패턴 중 적어도 하나를 선택하는 입력에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 고강도 집속 초음파를 이용한 의료장치.
제 5항에 있어서, 상기 이동 속도는,
기 정의된 복수의 이동 속도 중 적어도 하나를 선택하는 입력에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 고강도 집속 초음파를 이용한 의료장치.
제 1항에 있어서, 상기 핸드피스는,
상기 트랜스듀서와 고주파 펄스 발진기를 전기적으로 연결하는 임피던스 매칭 회로를 포함하고,상기 고주파 펄스 발진기는,
기 설정된 범위 내에서 트랜스듀서의 공진주파수 값에 대응한 고주파 펄스를 출력하는 가변형 고주파 펄스 발진기인 것을 특징으로 하는 고강도 집속 초음파를 이용한 의료장치.