KR101716317B1 - 치료장치 및 치료장치의 제어 방법 - Google Patents

치료장치 및 치료장치의 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 치료장치 및 치료장치의 제어방법에 관한 것으로, 치료 위치에 기 설정된 주기로 치료용 에너지를 전달하는 치료부, 상기 치료용 에너지가 전달되는 주기와 상이한 주기로 상기 치료 위치의 온도를 측정하는 온도 측정부 및 상기 온도 측정부에서 측정된 결과에 근거하여 상기 치료부의 구동을 제어하는 제어부를 포함하는 치료 장치 및 이의 제어방법을 제공한다.
본 발명에 의할 경우, 치료 위치의 온도를 정확하게 파악하면서 치료 내용을 제어하는 것이 가능하므로, 조직의 열적 손상을 방지하면서도 치료 효과를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

Description

치료장치 및 치료장치의 제어 방법 {A TREATMENT APPARATUS AND A METHOD FOR CONTROLLING THE OPTICAL APPARATUS}
본 발명은 치료장치 및 치료장치의 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 치료 위치의 온도가 지나치게 상승하는 것을 방지하기 위한 기술이 적용된 치료장치 및 치료장치의 제어방법에 관한 것이다.
최근 들어, 인체 조직에 치료용 에너지를 전달하여 인체 조직의 상태를 변형시키거나 이를 제거하는 등의 방식으로 치료하는 기술이 널리 적용되고 있다. 따라서, 레이저 빔, 플레시 램프, RF 고주파(radio frequency wave), 극초단파(microwave), 초음파(ultrasound) 등 다양한 형태의 전자기파를 이용한 치료 장치가 개발되고 있다.
특히, 피부 병변 치료를 위한 치료 장치는 치료용 에너지로서 광을 조사하는 장치가 널리 사용되고 있으며, 이러한 장치는 등록특허공보 10-1269970호에서도 개시되어 있다. 피부 조직에 광을 조사하면, 특정 파장을 갖는 광이 피부 내측으로 침투하면서 파장 특성에 따라 피부 내측에 위치한 콜라겐, 모낭, 헤모글로빈 등의 각종 조직에 흡수된다. 그리고, 흡수된 광은 조직 내에서 열 에너지로 변환하여, 해당 조직에 열적 손상을 가하여 조직의 상태를 변화시키면서 치료를 수행한다.
이때, 광 조사시 발생하는 열 에너지에 의해 피부 표면에 손상이 발생할 수 있다. 따라서, 피부 표면이 손상되지 않을 정도의 광을 조사하도록 제어하거나, 광 조사 이전 또는 광 조사 진행중에 피부 표면을 냉각시키는 것이 일반적이다.
다만, 이와 같은 방식은 치료 중 피부 표면의 온도를 파악하지 못한 상태에서 이루어지기 때문에, 환자의 피부 특성에 따라 열적 손상이 발생하거나, 경우에 따라서는 충분한 에너지가 전달되지 못하여 치료가 제대로 이루어지지 못하는 문제점이 있었다.
등록특허공보 10-1269970호
상기한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 치료 중 치료 위치의 온도를 파악하면서 치료 내용을 제어할 수 있는 치료 장치 및 이의 제어방법을 제공하기 위함이다.
상기한 본 발명의 목적은, 치료 위치에 기 설정된 주기로 치료용 에너지를 전달하는 치료부, 상기 치료용 에너지가 전달되는 주기와 상이한 주기로 상기 치료 위치의 온도를 측정하는 온도 측정부 및 상기 온도 측정부에서 측정된 결과에 근거하여 상기 치료부의 구동을 제어하는 제어부를 포함하는 치료 장치에 의해 달성될 수 있다.
여기서, 온도 측정부가 상기 치료 위치의 온도를 측정하는 주기는 상기 치료부가 상기 치료용 에너지를 전달하는 주기보다 짧으며, 보다 구체적으로, 상기 치료부가 상기 치료용 에너지를 전달하는 주기의 1/3 이하로 구성될 수 있다. 일 예로, 온도 측정부는 30Hz 이상의 회수로 상기 치료 위치의 온도를 측정할 수 있다.
그리고, 치료부는 치료광을 조사하여 상기 치료 위치에 에너지를 전달하도록 구성되며, 보다 구체적으로, 적외선 또는 근적외선 영역에 해당하는 파장을 갖는 치료용 레이저를 조사하도록 구성될 수 있다.
상기 온도 측정부는 치료 중 상기 치료 위치와 접촉하지 않도록 배치되며, 상기 치료 위치에서 방사되는 방사광을 수광하여 온도를 측정하도록 구성될 수 있다.
그리고, 상기 온도 측정부가 상기 치료 위치의 온도를 측정하는 동안, 상기 치료부에서 조사되는 상기 치료광에 의해 야기되는 간섭을 필터링 하기 위한 필터부를 더 포함하도록 구성될 수 있다.
이러한 필터부는 상기 온도 측정부에서 주기적으로 획득되는 상기 치료 위치의 상기 온도 데이터 중, 상기 치료광의 간섭에 의한 오차를 포함하는 온도 데이터를 제외시키거나 데이터를 보정하도록 구성될 수 있다.
제어부는 상기 치료 위치의 표면 조직이 손상되는 것을 방지하기 위해 상기 치료 위치의 온도가 기 설정된 온도 이상이면 상기 치료부의 동작을 정지시키거나 상기 치료부에서 전달되는 상기 치료 에너지의 양을 낮추도록 제어하는 것이 가능하다.
또는, 제어부는 상기 치료 위치의 온도가 기설정된 온도 이상이면 냉각부를 구동시켜 상기 치료 위치를 냉각시키도록 제어할 수 있다.
한편, 전술한 본 발명의 목적은, 치료 위치에 기 설정된 주기로 치료광을 조사하는 단계, 상기 치료광이 조사되는 주기와 상이한 주기로 상기 치료 위치의 온도를 측정하는 단계 및 상기 치료 위치의 온도에 근거하여 치료 모드를 제어하는 단계를 포함하는 치료장치의 제어방법에 의해서도 달성될 수 있다.
본 발명에 의할 경우, 치료 위치의 온도를 정확하게 파악하면서 치료 내용을 제어하는 것이 가능하므로, 조직의 열적 손상을 방지하면서도 치료 효과를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 치료 장치를 도시한 도면,
도 2는 도 1의 본체 및 핸드피스의 연결관계를 도시한 도면,
도 3은 도 2에서 온도 측정부의 구성을 도시한 블록도,
도 4는 치료광 및 온도 측정 주기에 따른 측정 데이터의 예를 도시한 그래프,
도 5는 도 3에서 필터부에 필터링된 측정값을 도시한 그래프이고,
도 6은 도 1의 치료 장치를 제어하는 방법을 도시한 순서도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 구체적으로 설명하도록 한다. 아래의 실시예에서는 레이저 광을 이용하여 피부 병변을 치료하는 치료 장치를 일 예로 설명한다. 다만, 이는 하나의 실시예로서 본 발명이 아래 실시예에 한정되는 것은 아니며, 레이저 이외의 다양한 에너지원을 이용한 치료장치나, 피부 병변 이외의 다른 병변을 치료하는 치료장치에도 본 발명이 적용될 수 있음을 밝혀둔다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 치료 장치를 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 본체 및 핸드피스의 연결관계를 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 치료장치는 본체(10), 핸드피스(20) 및 이를 연결하는 연결부(30)를 포함하여 구성된다.
본체(10)는 치료 장치의 주요 골격을 형성하며, 내부에 각종 구성요소가 설치된다. 도 2에 도시된 것과 같이, 아래에서 설명할 치료부(100)의 치료광 발생부(110) 및 냉각부(200)의 냉각가스 저장부(210) 등이 본체 내부에 설치될 수 있다. 본체(10)의 외면에는 치료 내용을 조작할 수 있는 컨트롤 패널(11) 및 각종 정보를 사용자에게 표시하기 위한 디스플레이(12)가 설치될 수 있다.
핸드피스(20)는 사용자가 손으로 쥘 수 있는 형상으로 이루어져, 치료시 용이하게 치료 위치를 변경하면서 치료를 진행할 수 있도록 구성된다. 핸드피스(20)에는 아래에서 설명할 치료광 조사부(120), 냉각가스 분사부(220) 및 온도 측정부(400) 등의 구성이 설치될 수 있다. 핸드피스(20)의 외면에는 사용자가 치료중 핸드피스의 구동을 조작할 수 있는 조작부(21)가 형성될 수 있다.
연결부(30)는 전술한 본체(10)와 핸드피스(20)를 연결하는 구성이다. 연결부(30)의 내부에는 치료광 발생부(110)로부터 치료광 조사부(120)까지 광 경로를 형성하는 광 파이버(31), 냉각가스 저장부(210)로부터 냉각가스 분사부(220)까지 냉각가스가 진행하는 경로를 형성하는 냉각 유로(32) 및 각종 신호 등을 전달하기 위한 신호선(33)을 포함하여 구성될 수 있다.
이하에서는 도 2를 참조하여 본체와 핸드피스에 각각 구비되는 구성요소 및 상호간의 연결관계를 구체적으로 설명하도록 한다.
우선, 치료부(100)는 치료 위치에 치료 에너지를 전달하여 환자를 치료하는 구성이다. 치료부(100)는 치료광을 생성하는 치료광 발생부(110) 및 치료광 발생부에서 생성된 치료광을 치료 부위로 조사하는 치료광 조사부(120)를 포함하여 구성될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 치료광 발생부(110)는 본체 내부에 구성된다. 여기서, 치료광 발생부(110)는 공진기를 비롯하여 셔터, 미러, 렌즈와 같은 복수의 광학 소자를 포함하여 구성될 수 있다. 따라서, 치료광 발생부(110)는 공진기의 레이저 매질로부터 레이저를 발진시켜, 레이저를 치료광으로 이용하도록 구성할 수 있다. 이러한 치료광 발생부(110)의 구성은 레이저를 발생시킬 수 있는 다양한 구조를 이용하여 구성할 수 있으므로 구체적인 설명은 생략한다.
한편, 치료광 발생부(110)의 일단은 광 파이버와 같은 광 전달매체에 의해 핸드피스의 치료광 조사부(120)와 연결된다. 따라서, 치료광 발생부(110)에서 발생된 치료광은 광 파이버(31)를 따라 핸드피스의 치료광 조사부(120)로 전달된다. 이러한 치료광 조사부(120)는 집속 광학계를 구성하며, 광 파이버로부터 전달되는 광을 집속하여 치료 위치로 조사한다.
본 실시예에 따른 치료부(100)는 적외선 또는 근적외선 영역의 파장의 광을 치료광으로 이용할 수 있다. 구체적으로 치료광은 800nm 이상 1100nm 이하의 파장을 갖는 레이저일 수 있다. 치료부(100)는 이러한 파장의 치료광을 기 설정된 주기를 갖는 펄스 레이저로 발생시켜 치료 위치에 치료 에너지를 전달하도록 구성된다.
이상에서는 치료부(100)가 본체(10) 및 핸드피스(20)에 각각 나뉘어 구비되는 구조를 설명하였으나, 이는 일 예로서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다. 예를 들어, 치료광 발생부(110)와 치료광 조사부(120) 모두를 핸드피스(20)에 구성하는 것도 가능하며, 레이저가 아닌 다른 광 에너지를 이용하여 치료를 진행하거나, 광이 아닌 다른 형태(예를 들어, RF 에너지 또는 초음파 에너지)의 에너지를 이용하여 치료를 진행하도록 구성하는 것도 가능하다.
한편, 냉각부(200)는 치료가 진행되는 중 치료 위치의 피부 표면을 냉각하기 위한 구성이다. 이에 의해, 피부 표면의 열적 손상을 방지할 수 있다. 냉각부(200)는 냉각 가스를 저장하는 냉각가스 저장부(210) 및 냉각가스 분사부(220)를 포함하여 구성된다. 도 2 에 도시된 바와 같이, 냉각가스 저장부(210)는 본체(10)에 설치되며, 냉각가스 분사부(220)는 핸드피스(20)에 설치되어, 연결부(30)의 냉각 유로를 통해 연결될 수 있다.
본 실시예에서 냉각가스는, HFC-134a와 같이, 상온에서 기화되는 극저온 가스(cryogen gas)를 이용할 수 있다. 냉각가스 저장부(210)는 이러한 냉각 가스를 고압 액화된 상태로 저장하며, 냉각 가스 소진시 용이하게 교체할 수 있도록 본체에 착탈 가능하게 설치될 수 있다.
냉각가스 저장부(210)에서 제공되는 냉각 가스는 냉각 유로를 통해 핸드피스(20)로 제공된다. 핸드피스의 냉각가스 분사부(220)는 치료광 조사부(120)와 인접한 위치에 배치되어, 치료광 조사부(120)에 의해 치료광이 조사되는 위치에 냉각 가스를 분사하도록 구성된다.
다만, 본 실시예에서는 냉각가스 저장부를 본체에 착탈 가능하게 설치되는 구조로 구성하였으나, 이는 일 예로서 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 이 이외에도, 냉각가스 저장부를 본체에 내장 설치하여 냉각가스를 충전하는 방식으로 구성하는 것도 가능하며, 냉각가스 저장부를 본체가 아닌 핸드피스에 직접 설치하도록 구성하는 것도 가능하다.
한편, 제어부(300)는 치료 장치의 각종 구성요소의 구동 및 동작 내용을 제어하는 구성이다. 제어부(300)는 컨트롤 패널(11) 또는 조작부(21)를 통해 사용자가 입력한 내용 또는 기 저장된 조건에 따라, 치료부(100) 및 냉각부(200)의 구동 여부 및 동작 내용을 제어할 수 있다. 따라서, 치료 내용에 따라 치료광의 조사 여부, 조사 패턴 및 출력 크기, 그리고 냉각 가스의 분사 여부, 분사 패턴 및 분사 압력 등을 제어하는 것이 가능하며, 이에 의해 다양한 내용의 치료가 가능하다.
전술한 바와 같이, 치료부(100)는 치료 위치에 에너지를 전달하여 치료를 진행한다. 다만, 인체 조직은 기준 온도를 초과할 정도로 가열되면 열적으로 손상되므로, 치료부(100)를 통해 에너지가 지나치게 많이 전달되면 치료 위치가 손상될 수 있다. 반대로, 충분한 에너지가 치료 위치에 전달되지 않은 상태에서 치료광 조사를 멈춘다거나, 치료 위치를 냉각시키게 되면, 치료가 제대로 이루어지지 않을 수 있다.
따라서, 본 실시예에 따른 치료 장치는 온도 측정부(400)를 더 포함하여 구성한다. 온도 측정부(400)는 치료 위치의 표면 온도를 실시간으로 측정할 수 있는 구성이다. 그리고, 제어부(300)는 온도 측정부(400)에서 측정되는 치료 위치의 표면 온도를 실시간으로 고려하여, 치료부(100) 및/또는 냉각부(200)의 운전을 제어한다. 따라서, 본 실시예에 따른 치료 장치를 이용함으로서, 치료 위치의 열적 손상을 방지하고, 최적의 치료 효과를 갖도록 치료를 수행할 수 있다.
도 3은 도 2에서 온도 측정부의 구성을 도시한 블록도이다. 이하에서는, 도 3을 중심으로 온도 측정부의 구성을 보다 구체적으로 설명한다.
본 실시예에 따른 온도 측정부(400)는 핸드피스(20)에 구비되며, 치료 위치로부터 방사되는 방사광을 수광하는 수광부(410)를 포함하여 구성된다. 특정 물체로부터 방사되는 적외선 복사 에너지는 물체의 온도에 따라 상이하다. 따라서, 온도 측정부(400)는 치료 위치로부터 방사되는 적외선 영역의 방사광을 수광하여 치료 위치의 온도를 측정하는 것이 가능하다.
수광부(410)는 핸드피스(20)의 단부와 인접한 위치에 배치되며, 치료 중 치료 위치와 접촉하지 않도록 설치된다. 접촉식 센서를 이용하게 되면 치료광이 조사되는 위치의 온도를 파악하는 것이 곤란한 것에 비해, 본 실시예에서는 비접촉 방식으로 온도를 측정하므로 치료광을 이용하여 치료가 진행 중인 동안에도 치료 위치의 온도를 측정하는 것이 가능하다.
수광부(410)는 적외선이 수광되면 이를 전기적 신호로 변환하는 소자를 포함하여 구성될 수 있다. 그리고, 수광부(410)는 빠른 주기로 온도를 측정하는 것이 가능하도록, 센싱 반응시간(앞서 측정된 정보가 소멸하는데 소요되는 시간)이 50ms 이하인 소자를 이용하는 것이 바람직하다. 이때, 수광부(410)는 수광되는 광을 집속하기 위한 렌즈(미도시) 또는 특정 대역 파장의 광만이 수광되도록 필터링하는 필터(미도시)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
수광부(410)에서 얻어진 전기적 신호는 회로부(420)로 전달된다. 회로부(420)는 수광부(410)에서 얻어진 전기적 신호를 가공한다. 예를 들어, 회로부(420)는 전기적 신호를 증폭시키기 위한 증폭 회로(미도시) 및 전기적 신호를 온도 분포에 따라 선형적으로 변환시키는 선형회로(미도시)를 포함하여 구성될 수 있다. 다만, 이러한 회로부의 구성은 일 예이며, 이 이외에도 필요에 따라 다양하게 구성될 수 있음은 물론이다.
한편, 온도 측정부(400)의 프로세서(440)는 수광부(410)의 동작을 제어하며, 수광부(410) 및 회로부(420)를 통해 전달되는 신호로부터 치료 위치의 온도를 측정할 수 있도록 구성된다. 이러한 프로세서(440)는 본체의 제어부(300)의 신호에 의해 동작할 수 있도록 구성되며, 측정된 치료 위치의 온도 정보를 본체의 제어부(300)로 전달할 수 있다. 다만, 도 3에서는 온도 측정부(400)가 별도의 프로세서(440)를 구비하고 있는 것으로 도시하였으나, 이는 일 예이며 전술한 본체의 제어부에 의해 전술한 프로세서의 동작을 수행하도록 구성하는 것도 가능하다.
다만, 이러한 온도 측정부(400)는 치료 위치에서 방사되는 방사광을 수광하여 온도를 측정하므로, 치료광이 조사되는 상태에서는 치료광의 간섭(interruption)에 의해 온도값이 부정확하게 측정될 수 있다. 치료광은 치료 위치에 조사되어 일부는 조직에 흡수되지만, 일부는 치료위치에서 반사되거나 산란된다. 따라서, 수광부(410)에서 방사광을 수광하는 시점과 인접한 시점에서 치료광이 조사되면, 방사광 뿐 아니라 치료광이 수광부로 수광되어 오차가 발생한다. 특히, 본 실시예와 같이 치료광과 방사광이 유사한 파장을 갖는 경우 이러한 오차가 발생할 가능성이 높다. 따라서, 온도 측정부(400)는 이러한 오차에도 불구하고 치료 중 치료 위치의 온도를 측정할 수 있도록 다양한 기술을 적용하는 것이 가능할 수 있다.
하나의 방식은, 온도 측정부가 치료광이 조사되지 않는 시점에 방사광을 수광하여 치료 위치의 온도를 측정하도록 구성할 수 있다. 이에 의할 경우, 방사광을 수광하는 시점과 치료광이 조사되는 시점이 상이하므로 온도 측정시 치료광에 의한 간섭 현상을 방지할 수 있다. 다만, 이 경우 치료광 조사부 및 수광부가 하나의 제어부에 의해 동작 시점이 제어되는 것이 바람직하며, 각각이 별도의 프로세서 또는 제어부에 의해서 제어되는 경우 제어가 어려운 단점이 있다.
다른 하나의 방식은, 본 실시예에서 적용하고 있는 방식으로서, 온도 측정부(400)가 치료광이 조사되는 주기보다 짧은 주기로 치료 위치의 온도를 측정하도록 구성할 수 있다. 그리고 측정된 정보 중 치료광의 간섭에 의해 오차가 포함된 데이터를 필터링 한 후, 나머지 데이터를 중심으로 치료 위치의 온도를 감지할 수 있다.
도 4는 치료광 및 온도 측정 주기에 따른 측정 데이터의 예를 도시한 그래프이다. 구체적으로, 도 4의 a는 치료광이 조사되는 패턴을 도시한 그래프이고, 도 4의 b는 온도 측정 주기가 치료광의 주기의 1.5배 인 경우, 도 4의 c는 온도 측정 주기가 치료광의 주기의 1/2인 경우이며, 도 4의 d는 온도 측정 주기가 치료광의 주기의 1/3인 경우를 도시한 예이며, 설명의 편의를 위해 최초 온도 측정 시점과 치료광이 조사되는 시점이 일치하는 경우를 표시한 것이다.
도 4에 도시된 것과 같이, 온도 측정부(400)는 소정 주기로 치료 위치의 온도를 측정하며, 이 가운데 치료광이 조사되는 시점과 인접한 시점에서는 측정된 온도가 급격하게 증가하는 것을 확인할 수 있다. 이는, 치료광이 조사되는 시점에서 치료 위치의 온도가 실질적으로 상승한 것보다, 전술한 것과 같이 반사 또는 산란된 치료광의 간섭에 의한 오차이다.
여기서, 도 4의 b와 c의 경우, 정상적으로 온도가 측정된 값(Tt)과 치료광 간섭에 의한 오차가 포함된 값(Tf)이 번갈아 측정되기 때문에, 이 중 어느 데이터가 정상적인 값인지 판단하는 것이 곤란할 수 있다. 물론, 도 4의 b및 c와 달리 주기가 정확하게 정수배가 아니거나 위상이 다소 변경되는 경우 정상 측정 값(Tt)와 오차 포함 값(Tf)가 항상 번갈아가며 측정되는 것은 아니더라도, 어느 구간에서는 정상 측정 값(Tt)과 오차 포함 값(Tf)가 번갈아가며 측정되는 경우가 발생할 수 있다.
이에 비해, 도 4의 d와 같이 온도 측정 주기가 치료광 주기의 1/3인 경우, 3개의 측정값 중에서 정상적으로 측정된 값(Tt)이 오차가 포함된 값(Tf)보다 많고 둘이 번갈아가며 측정되지 않기 때문에 오차가 포함된 값(Tf)을 용이하게 식별할 수 있다.
따라서, 본 실시예에 따른 온도 측정부(400)의 프로세서(440)는 치료광이 조사되는 주기의 1/3 이하의 주기로 온도를 측정하도록 수광부(410)를 제어할 수 있다. 이에 의할 경우, 어느 구간에서도 순차적으로 조사되는 두 치료광의 조사 간격 사이에 2~3회 이상의 온도 측정이 이루어지게 되며, 오차가 포함된 값(Tf)을 용이하게 식별할 수 있다.
도 5는 도 3에서 필터부에 필터링된 측정값을 도시한 그래프이다. 도 5의 a는 별도의 필터링 없이 오차가 포함된 값을 그대로 표시한 것이고, 도 5의 b는 필터부(430)에 의해 오차가 포함된 값을 필터링하여 보정한 값을 표시한 것이다. 이와 같이, 본 실시예의 온도 측정부(400)에 의할 경우 치료광의 간섭에 의해 측정 데이터에 오차가 발생하더라도, 이를 필터링하는 필터부(430)를 포함함으로서 치료 위치의 온도를 보다 정확하게 모니터링할 수 있다.
이러한 필터부(430)는 다양한 방식으로 설계할 수 있다. 일 예로, 필터부는 전달되는 데이터가 앞서 전달되는 복수개의 데이터 추세와 비교하여 기준치 이상의 증감이 발생한 경우 이를 오차가 포함된 값으로 판단할 수 있다. 그리고 오차가 포함된 값으로 판단되는 경우, 이를 제거하거나, 앞서 측정된 데이터 값으로 대체하거하는 방식으로 측정 값을 조정하도록 구성될 수 있다. 다만, 이 이외에도 다양한 방식으로 데이터를 필터링하도록 필터부를 설계할 수 있음은 물론이다.
이와 같이, 필터링된 데이터는 온도 측정부의 프로세서(440)로 전달되며, 프로세서(440)는 실시간으로 측정된 치료 위치의 온도를 제어부(300)로 전달할 수 있다. 따라서, 제어부(300)는 실시간으로 측정되는 치료 위치의 온도를 고려하여 치료부(100) 또는 냉각부(200)를 제어할 수도 있고, 치료 위치의 온도를 디스플레이(12)를 통해 사용자에게 전달하도록 구성하는 것도 가능하다.
전술한 온도 측정부(400)는 수광부(410), 회로부(420), 필터부(430), 프로세서(440)의 네 개의 구성요소를 포함하는 구성으로 설명하였으나, 이는 설명의 편의를 위해 구분한 것으로 각각의 구성요소가 반드시 별개의 소자 및 부품으로 구성되어야 하는 것은 아니다. 예를 들어, 회로부와 필터부가 별개의 소자로 구성되는 것이 아니라 필터 회로가 포함된 단일 회로 소자에 의해 구현되는 것도 가능하다. 또는, 필터부와 프로세서가 별개의 소자로 구성되는 것이 아니라, 프로세서가 전달되는 전기적 신호를 처리함에 있어 오차가 포함된 데이터를 필터링시키는 연산을 수행하여 처리하도록 구성하는 것도 가능하다. 이처럼, 도 3에 도시된 구성은 수행하는 기능을 중심으로 구분지어진 것이며, 다양한 방식으로 구현할 수 있음을 밝혀둔다.
이상에서는 온도 측정부(400)를 이용하여 치료 위치의 온도를 실시간으로 측정하고, 이를 고려하여 제어에 반영할 수 있는 치료장치에 대해 설명하였다. 다만, 전술한 실시예에서는 온도 측정부에서 온도 치료 주기가 치료광 주기의 1/3인 이하로 설정하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 온도 측정 주기가 치료광의 주기의 1배 이하이도록 구성하고, 이전 데이터 대비 증감율을 고려하여 오차가 포함된 값인지 여부를 판단하도록 구성될 수 있다. 나아가, 측정된 데이터들 중 오차가 포함된 데이터의 개수가 많은 경우, 프로세서는 온도 측정하는 위상 또는 타이밍을 변경시키도록 제어하는 것도 가능하다. 이와 같이, 본 발명은 전술한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 다양하게 설계 변경하여 실시할 수 있음은 물론이다.
도 6은 도 1의 치료 장치를 제어하는 방법을 도시한 순서도이다. 이하에서는 도 6을 참고하여 전술한 실시예에 따른 치료 장치의 제어 방법을 구체적으로 설명한다.
환자의 병변에 대응하는 치료 위치 및 치료 내용이 결정되면, 사용자는 핸드피스(20)를 치료 위치에 위치시킨 후 제1 모드로 치료 장치를 구동하는 단계를 진행할 수 있다(S10). 여기서, 제1 모드는 치료 위치에 치료광을 조사하여 치료가 이루어지는 단계로서, 환자의 병변에 대응하여 사용자가 입력하거나 치료 장치에서 추천하는 동작 내용일 수 있다. 본 단계가 진행되는 동안 치료 장치는 기 설정된 제1 주기로 치료광을 조사하여 치료 위치로 치료 에너지를 전달할 수 있다.
한편, 제1 모드로 치료가 진행되는 동안 온도 측정부(400)에서는 치료 위치의 온도를 측정하는 단계를 수행할 수 있다(S20). 치료 위치의 온도 측정은 치료 위치에서 방사되는 방사광을 수광하고, 이로부터 치료 위치의 온도를 측정하는 방식으로 진행된다. 다만, 도 6에서 본 단계는 제1 모드 진행 단계 이후에 진행되는 것으로 도시하고 있으나, 이는 각 단계의 시작 시점을 의미하는 것에 불과하며 제1 모드로 치료 장치가 동작하는 동안 지속적으로 온도 측정을 진행하도록 제어된다.
본 단계에서 온도 측정은 치료광의 조사 주기인 제1 주기와 상이한 제2 주기로 이루어지며, 보다 구체적으로 제2 주기는 제1 주기의 1/3 이하로 제어되도록 동작할 수 있다.
전술한 바와 같이, 치료 동작과 온도 측정이 동시에 진행되기 때문에, 온도 측정시 치료광에 의한 간섭에 의해 오차가 발생할 수 있다. 따라서, 인접한 두 개의 치료광이 조사되는 간격 사이에 적어도 2번 이상 온도를 측정하도록 제어함으로서, 간섭에 의해 오차가 포함된 데이터를 용이하게 식별할 수 있다.
본 단계에서는 수광된 방사광에 의해 얻어진 데이터는 필터부(430)에 의해 필터링하는 단계를 더 포함한다. 필터부(430)는 이 중 치료광 간섭에 의해 오차가 포함된 데이터를 필터링함으로서, 나머지 데이터를 이용하여 치료 위치의 온도를 정확하게 모니터링하는 것이 가능하다.
전술한 단계를 통해 치료 위치의 온도를 측정하면서, 제어부(300)는 치료 위치의 온도가 기 설정된 기준 온도에 도달하는지 여부를 판단한다(S30). 여기서, 기준 온도에 도달한 것으로 판단되면, 제어부는 제2 모드로 치료 장치의 운전 모드를 전환하여 구동하고(S40), 기준 온도에 도달하지 않은 것으로 판단되면 기준 온도에 도달할 때까지 전술한 단계를 반복하여 진행할 수 있다.
이처럼, 기준 온도는 제1 모드에서 제2 모드로 전환되는 기준이 되는 온도이다. 여기서, 기준 온도는 피부의 열적 손상이 발생하는 온도일 수 있다. 본 실시예에 따른 치료 장치는 치료 위치에 에너지를 전달하여 치료를 진행하지만, 에너지가 과도하게 전달될 경우 치료 위치가 손상된다. 따라서, 본 실시예에서는 기준 온도를 열적 손상의 기준이 될 수 있는 45 내지 55도 범위의 온도로 설정되어, 치료 위치의 온도가 기준 온도에 도달하게 되면 제1 모드에 비해 적은 양의 에너지를 전달하는 제2 모드로 운전 내용을 전환할 수 있다.
일 예로, 제2 모드는 치료부로부터 치료광 조사가 즉각적으로 또는 소정 시간 이후 중단되는 내용일 수 있다. 또는 제1 모드에 비해 낮은 출력의 치료광이 조사되도록 하는 내용일 수도 있다. 나아가, 제2 모드는 냉각부를 구동하여 치료 위치를 냉각시키도록 운전하는 내용을 포함할 수 있다. 이 이외에도, 제2 모드는 제1 모드에 비해 치료 위치로 적은 양의 에너지가 전달되도록 다양한 방식으로 운전 내용을 구성하는 것이 가능하다.
한편, 위에서는 기준 온도가 열적 손상이 발생하는 온도인 것으로 설명하였으나, 이 이외에도, 다양한 목적으로 기준 온도를 설정하는 것이 가능하다. 예를 들어, 피부 치료 내용이 제1 모드에서의 제1 치료를 진행한 후, 제2 모드로 제2 치료를 진행하고자 하는 경우, 기 설정된 기준 온도 도달 여부에 근거하여 제1 치료의 완료 여부를 판단한 후, 제2 치료를 진행하는 시점을 판단하도록 구성할 수 있다.
이처럼, 본 발명에 따른 치료 장치는 치료 중 치료 위치의 온도를 실시간으로 모니터링하면서 치료를 진행하도록 구성되므로, 치료 위치의 열적 손상을 방지하고 최적화된 치료를 진행하는 것이 가능하다.
특히, 치료 위치의 온도 감지시 치료광에 의한 간섭이 발생하는 경우에도 온도 측정 패턴 및 필터링 기술을 이용하여 정확한 온도를 측정하는 것이 가능하므로, 온도 측정 오차에 의해 발생될 수 있는 오류를 최소화시킬 수 있는 장점이 있다.
이상, 본 발명의 일 실시예에 대해 상세하게 기술하였으나, 본 발명이 상기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명이 속하는 기술 분야에 대해 통상의 지식을 가진 사람이면, 첨부된 청구범위에 정의된 본 발명의 기술적 특징의 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시할 수 있음은 밝혀둔다.
10 : 본체 20 : 핸드피스
30 : 연결부 100 : 치료부
200 : 냉각부 300 : 제어부
400 : 온도측정부

Claims (17)

  1. 치료 위치에 기 설정된 주기로 치료용 에너지를 전달하는 치료부;
    상기 치료용 에너지가 전달되는 주기와 상이한 주기로 상기 치료 위치의 온도를 측정하는 온도 측정부; 및
    상기 온도 측정부에서 측정된 결과에 근거하여 상기 치료부의 구동을 제어하는 제어부;를 포함하고,
    상기 온도 측정부가 상기 치료 위치의 온도를 측정하는 주기는 상기 치료부가 상기 치료용 에너지를 전달하는 주기보다 짧은 것을 특징으로 하는 치료 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 온도 측정부가 상기 치료 위치의 온도를 측정하는 주기는 상기 치료부가 상기 치료용 에너지를 전달하는 주기의 1/3 이하인 것을 특징으로 하는 치료 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 치료부는 치료광을 조사하여 상기 치료 위치에 에너지를 전달하는 것을 특징으로 하는 치료 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 치료부는 상기 치료 위치에 치료용 레이저를 조사하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 치료 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 치료광은 적외선 또는 근적외선 영역에 해당하는 파장을 갖는 광을 포함하는 것을 특징으로 하는 치료 장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 온도 측정부는 치료 중 상기 치료 위치와 접촉하지 않도록 배치되며, 상기 치료 위치에서 방사되는 방사광을 수광하여 온도를 측정하는 것을 특징으로 하는 치료 장치.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 온도 측정부가 상기 치료 위치의 온도를 측정하는 동안, 상기 치료부에서 조사되는 상기 치료광에 의해 야기되는 간섭을 필터링 하기 위한 필터부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 치료 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 필터부는 상기 온도 측정부에서 주기적으로 획득되는 상기 치료 위치의 온도 데이터 중, 상기 치료광의 간섭에 의한 오차를 포함하는 온도 데이터를 제외시키거나 데이터를 보정하는 것을 특징으로 하는 치료 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 치료 위치의 표면 조직이 손상되는 것을 방지하기 위해 상기 치료 위치의 온도가 기 설정된 온도 이상이면 상기 치료부의 동작을 정지시키거나 상기 치료부에서 전달되는 상기 치료용 에너지의 양을 낮추는 것을 특징으로 하는 치료 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 치료 위치의 온도가 기설정된 온도 이상이면 냉각부를 구동시켜 상기 치료 위치를 냉각시키는 것을 특징으로 하는 치료 장치.
  12. 제3항에 있어서,
    상기 온도 측정부는 30Hz 이상의 회수로 상기 치료 위치의 온도를 측정하는 것을 특징으로 하는 치료 장치.
  13. 치료광이 조사되는 주기와 상이한 주기로 치료 위치의 온도를 측정하는 단계; 및
    상기 치료 위치의 온도에 근거하여 치료 모드를 제어하는 단계를 포함하고,
    치료 위치의 온도를 측정하는 주기는 상기 치료광이 조사되는 주기보다 짧은 것을 특징으로 하는 치료장치의 제어방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 온도를 측정하는 주기는 상기 치료광이 조사되는 주기의 1/3 미만인 것을 특징으로 하는 치료 장치의 제어방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 치료광이 순차적으로 조사되는 한 주기 사이에, 적어도 2회 이상 상기 치료 위치의 온도를 측정하는 것을 특징으로 하는 치료 장치의 제어방법.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 치료 위치의 온도를 측정하는 단계는 상기 치료 위치에서 방사되는 방사광을 수광하여 상기 치료 위치의 온도를 측정하고,
    상기 온도 측정 중 상기 치료광의 간섭에 의해 오차가 발생하는 값은 필터링 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 치료 장치의 제어방법.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 치료 위치의 온도가 기 설정된 값 이상인 것으로 판단되면, 제어부는 치료광을 조사하는 치료부의 동작을 제한하거나, 치료 위치를 냉각하는 냉각부를 구동하는 것을 특징으로 하는 치료 장치의 제어방법.
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