KR101717765B1 - 초음파 생성 장치 및 치과용 의료기기 - Google Patents

초음파 생성 장치 및 치과용 의료기기 Download PDF

Info

Publication number
KR101717765B1
KR101717765B1 KR1020160060684A KR20160060684A KR101717765B1 KR 101717765 B1 KR101717765 B1 KR 101717765B1 KR 1020160060684 A KR1020160060684 A KR 1020160060684A KR 20160060684 A KR20160060684 A KR 20160060684A KR 101717765 B1 KR101717765 B1 KR 101717765B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
ultrasonic
piezoelectric element
oscillation frequency
ultrasonic wave
medical
Prior art date
Application number
KR1020160060684A
Other languages
English (en)
Inventor
김재환
Original Assignee
김재환
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 김재환 filed Critical 김재환
Application granted granted Critical
Publication of KR101717765B1 publication Critical patent/KR101717765B1/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C17/00—Devices for cleaning, polishing, rinsing or drying teeth, teeth cavities or prostheses; Saliva removers; Dental appliances for receiving spittle
    • A61C17/16—Power-driven cleaning or polishing devices
    • A61C17/20—Power-driven cleaning or polishing devices using ultrasonics
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C1/00—Dental machines for boring or cutting ; General features of dental machines or apparatus, e.g. hand-piece design
    • A61C1/02—Dental machines for boring or cutting ; General features of dental machines or apparatus, e.g. hand-piece design characterised by the drive of the dental tools
    • A61C1/07—Dental machines for boring or cutting ; General features of dental machines or apparatus, e.g. hand-piece design characterised by the drive of the dental tools with vibratory drive, e.g. ultrasonic
    • H01L41/0825—
    • H01L41/09—
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/101—Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical and mechanical input and output, e.g. having combined actuator and sensor parts
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/20—Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and mechanical output, e.g. functioning as actuators or vibrators

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Dental Tools And Instruments Or Auxiliary Dental Instruments (AREA)

Abstract

발진 주파수의 조정이 가능한 초음파 생성 장치;와 초음파 생성 장치가 마련되는 하우징;과 하우징과 탈부착되고, 초음파 생성 장치와 연결되어 초음파 진동하는 의료용 팁;을 포함하는 치과용 의료기기를 제공한다. 여기서, 초음파 생성 장치는 동일한 발진 주파수를 가진 초음파 진동을 발생시키는 복수의 압전 소자를 포함하는 초음파 어셈블리;와 압전 소자 어셈블리에 초음파 신호를 입력하여 복수의 압전 소자의 진동을 발생시키는 초음파 신호 출력부;와 초음파 어셈블리에서 발생할 초음파의 발진 주파수를 결정하고, 발진 주파수에 대응되는 초음파 신호가 인가되도록 신호 출력부;를 제어하는 마이크로 컨트롤러;를 포함하여 발진 주파수를 조절할 수 있다.

Description

초음파 생성 장치 및 치과용 의료기기{ultrasonic generating device and MEDICAL-DENTAL INSTRUMENTS}
본 발명은 초음파 생성 장치 및 이를 이용한 치과용 의료기기에 관한 것으로, 더 상세하게는 초음파가 전달되는 팁에 따라 가변적으로 초음파를 발생시키는 초음파 생성 장치 및 이를 이용한 치과용 의료기기에 관한 것이다.
초음파는 보통 일반적으로 20 kHz 초과 주파수를 갖는 진동을 의미하는 것으로, 초음파는 질병의 진단, 질병의 치료, 미용을 목적으로 생물 조직에 적용된다.
특히, 초음파는 치석을 제거하기 위한 스케일링 장치는, 치아를 가공하기 위한 의료기기에 적용되어 다양한 치과 치료 및 진료를 가능하게 하며, 다양한 치과 진료에 적용되어 그 활용성이 더욱 더 증가하고 있다.
구체적으로, 치과용 의료기기는 초음파를 발생시키는 장치와 초음파를 이용하여 생체 조직을 절삭하거나, 생체 조직을 다듬는 팁을 포함한다. 치과용 의료 기기는 그 용도와 목적에 따라 팁의 형상과 구조가 달라진다.
팁의 용도, 또는 팁의 형상과 구조에 따라 팁에 전달되는 초음파 진동을 달리하여야 하나, 종래의 치과의 의료기기는 미리 설정된 범위의 초음파 진동을 발생하여 의료기기의 범용성이 낮아지는 문제점이 있다.
한국공개특허 제2016-0029753호(2016.03.15 공개)
상술한 관제를 해결하기 위하여 가변적으로 초음파 진동의 주파수 변경이 가능한 초음파 생성 장치 및 이를 이용한 치과용 의료기기를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상술한 과제를 해결하기 위한 초음파 생성 장치는 서로 인접하여 마련되어 동일한 발진 주파수를 가진 초음파 진동을 발생시키는 복수의 압전 소자를 포함하는 초음파 어셈블리;와 압전 소자 어셈블리에 초음파 신호를 입력하여 복수의 압전 소자의 진동을 발생시키는 초음파 신호 출력부;와 초음파의 발진 주파수를 결정하고, 복수의 압전 소자에 발진 주파수에 대응되는 초음파 신호가 인가되도록 신호 출력부를 제어하는 마이크로 컨트롤러;를 포함할 수 있다.
또한, 마이크로 컨트롤러는, 초음파 어셈블리에서 발생한 초음파가 전달되는 의료용 팁에 따라 발진 주파수를 가변적으로 결정하거나, 사용자의 입력에 따라 발진 주파수를 결정할 수 있다.
또한, 초음파 어셈블리는, 링 형상의 제1 압전 소자;와 링 형상으로 마련되어 제1 압전 소자와 적층되는 제2 압전 소자;와 제1 압전 소자 및 제2 압전 소자에서 발생한 초음파를 반사하거나, 흡수하여 초음파의 목표 방향을 결정하는 초음파 가이드부;를 포함할 수 있다.
또한, 제1 압전소자와 제2 압전 소자는 병렬 연결되어, 하나의 초음파 신호에 따라 동일한 발진 주파수를 가진 초음파를 발생시킬 수 있다.
또한, 초음파 가이드부는, 목표 방향을 이외의 방향을 마련되어 제1 압전 소자 및 제2 압전 소자에서 전달되는 초음파 진동을 흡수하거나, 목표 방향으로 입사되는 초음파 진동을 반사할 수 있다.
상술한 과제를 해결하기 위한 치과용 의료기기는 발진 주파수의 조정이 가능한 초음파 생성 장치;와 초음파 생성 장치가 마련되는 하우징;과 하우징과 탈부착되고, 초음파 생성 장치와 연결되어 초음파 진동하는 의료용 팁;을 포함할 수 있다.
이때, 초음파 생성 장치는, 동일한 발진 주파수를 가진 초음파 진동을 발생시키는 복수의 압전 소자를 포함하는 초음파 어셈블리;와 압전 소자 어셈블리에 초음파 신호를 입력하여 복수의 압전 소자의 진동을 발생시키는 초음파 신호 출력부;와 초음파 어셈블리에서 발생할 초음파의 발진 주파수를 결정하고, 발진 주파수에 대응되는 초음파 신호가 인가되도록 신호 출력부를 제어하는 마이크로 컨트롤러;를 포함할 수 있다.
또한, 마이크로 컨트롤러는, 의료용 팁에 따라 발진 주파수를 가변하거나, 사용자의 입력에 따라 발진 주파수를 가변할 수 있다.
또한, 초음파 어셈블리는, 링 형상의 제1 압전 소자;와 링 형상으로 마련되어 제1 압전 소자와 적층되는 제2 압전 소자;와 제1 압전 소자 및 제2 압전 소자에서 발생한 초음파를 반사하거나, 흡수하여 초음파의 목표 방향을 결정하는 초음파 가이드부;를 포함할 수 있다.
또한, 제1 압전소자와 제2 압전 소자는 병렬 연결되어, 하나의 초음파 신호에 따라 동일한 발진 주파수를 가진 초음파를 발생시킬 수 있다.
또한. 초음파 가이드부는, 목표 방향을 이외의 방향을 마련되어 제1 압전 소자 및 제2 압전 소자에서 전달되는 초음파 진동을 흡수하거나, 목표 방향으로 입사되는 초음파 진동을 반사할 수 있다.
상술한 것과 같이 가변적으로 초음파 진동의 주파수를 변경하는 초음파 생성 장치를 제공함으로써, 치과용 의료기기의 범용성을 향상시킬 수 있다.
또한, 팁에 따라 가변적으로 주파수 변경이 가능한 치과용 의료기기를 제공함으로써, 팁을 교환하여 사용할 수 있는 치과용 의료기기를 제공할 수 있다.
또한, 배터리를 내장한 치과용 의료기기를 제공함으로써, 의도치 않는 정전 상황에 대비할 수 있으며, 전원이 공급되지 않는 상황에서도 치과용 의료기기를 사용할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 초음파 생성 장치를 설명하기 위한 제어 블록도이다.
도 2는 다른 실시예에 따른 초음파 생성 장치를 설명하기 위한 제어 블록도이다.
도 3은 주파수 조정 회로의 일 실시예를 도시한 회로도이다.
도 4는 도 1의 충전 회로의 일 실시예를 도시한 회로도이다.
도 5는 초음파 신호 출력부에서 출력되는 초음파 신호의 일례를 도시한 도면이다.
도 6은 압전 소자 어셈블리에서 출력되는 초음파 진동 출력의 일례를 도시한 도면이다.
도 7은 발진 주파수 조정을 위한 회로의 일 실시예를 도시한 회로도이다,
도 8은 일 실시예에 따른 치과용 의료기기를 설명하기 위한 제어 블록도이다.
도 9는 다른 실시예에 따른 치과용 의료기기를 설명하기 위한 제어 블록도이다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에서 사용되는 "부", "모듈", "유닛" 등의 용어는 적어도 하나의 기능 또는 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 소프트웨어, FPGA 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소, 또는 소프트웨어와 하드웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 그렇지만 "부", "모듈", "유닛" 등의 용어가 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다.
일 실시예에 따른 초음파 생성 장치(10)는 가변적으로 초음파 진동을 생성할 수 있다. 이때, 생성되는 초음파 진동의 발진 주파수는 사용자의 입력에 따라 조정되거나, 초음파 진동이 전달되는 장치, 예컨대, 의료용 팁(20)의 종류에 따라 결정될 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략한다.
도 1은 일 실시예에 따른 초음파 생성 장치(10)를 설명하기 위한 제어 블록도이고, 도 2는 다른 실시예에 따른 초음파 생성 장치를 설명하기 위한 제어 블록도이고, 도 3은 주파수 조정 회로의 일 실시예를 도시한 회로도이다.
도 1에 도시된 것과 같이 일 실시예에 따른 초음파 생성 장치(10)는 전원 스위치(110), 조정 스위치(120), 전원공급장치(130), 충전회로(140), 배터리(150), 초음파 신호 출력부(170), 초음파 어셈블리(160), 초음파 신호 출력부(170), 마이크로 컨트롤러(180)를 포함할 수 있다.
전원 스위치(110)는 초음파 생성 장치(10)의 전원을 온/오프하기 위한 것으로, 푸시 버튼(push button), 또는 멤브레인 버튼(membrane button) 등으로 구현될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
조정 스위치(120)는 사용자로부터 초음파 생성 장치(10)에서 발생될 초음파 진동의 발진 주파수를 입력 받을 수 있다. 조정 스위치(120)는 적어도 하나의 푸시 버튼(push button), 멤브레인 버튼(membrane button), 또는 다이얼, 터치 센서 등으로 구현될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 조정 스위치(120)는 도3에 도시된 것과 같이 복수의 스위치(SW2, SW3)을 포함하도록 구성될 수 있다.
한편, 도 1에서는 전원 스위치(110)와 조정 스위치(120)가 별도로 마련된 것으로 도시되어 있으나, 전원 스위치(110)와 조정 스위치(120)는 일체로 마련될 수도 있다.
또한, 도 1에서는 배터리(150)를 통해 전원이 공급되는 것으로 설명하였으나, 도 2에 도시된 것과 같이 전원공급장치(130)에 의하여 직접 전원이 공급되고, 전원공급장치(130)에 의하여 전원이 공급되지 않는 경우 배터리(150)를 통해 전원이 공급될 수도 있다.
전원공급장치(130)는 초음파 생성 장치(10)에 전원을 공급한다. 전원공급장치(130)는 교류를 직류로 변환하기 위한 정류 회로 (rectifier circuit), 출력을 조절하기 위한 회로 등을 포함하여, 외부 전원에서 입력되는 교류를 직류로 변환하여 초음파 생성 장치(10)에 전원을 공급할 수 있다. 한편, 외부에서 입력되는 전원이 직류인 경우에는 정류 회로는 생략될 수 있다.
또한, 전원공급장치(130)는 외부 전원으로부터 전원을 공급받기 위한 단자를 포함할 수 있다. 구체적으로, 전원공급장치(130)는 외부에서 인가되는 교류 전원을 입력 받기 위한 콘센트를 포함하거나, 직류 전원을 인가 받기 위한 USB(Universal Serial Bus) 포트를 포함할 수 있다.
여기서, USB 포트는 국제 표준에 준수하는 것일 수 있다.
충전회로(140)는 배터리(150)를 충전할 수 있다. 충전회로(140)는 전원공급장치(130)에서 출력되는 전원을 이용하여 배터리(150)를 충전할 수 있다.
충전회로(140)는 배터리(150)의 전격 전압에 따라 충전회로(140)에서 출력되는 전압을 변경하기 위한 회로를 포함할 수 있으며, 배터리(150)의 충전 상태를 분석하고 배터리(150)가 완충되면 배터리(150)로 공급되는 전원을 차단하는 회로 등을 포함할 수 있다.
도 4는 도 1의 충전회로(140)의 일 실시예를 도시한 회로도이다.
도 4를 참조하면, 충전회로(140)는 전원공급장치(130)의 USB 포트를 통해 입력되는 5V의 전원을 배터리(150)의 정격 전압인 3.7V로 변환하기 위한 IC회로, IC 회로의 입력단과 병렬로 연결된 유극성 커패시터, 무극성 커패시터, 배터리(150)와 병렬로 연결된 유극성 커패시터를 포함하도록 구성되어, 안정적으로 배터리(150)를 충전할 수 있다.
도 4는 다양한 충전회로(140)의 일례를 도시한 것으로, 일 실시예에 따른 초음파 생성 장치(10)에 적용되는 충전회로(140)가 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 도1 에서는 전원공급장치(130)와 충전회로(140)가 별도로 마련된 것으로 설명하였으나, 전원공급장치(130)와 충전회로(140)는 하나의 장치로 구현될 수도 있다.
도 5는 초음파 신호 출력부에서 출력되는 초음파 신호의 일례를 도시한 도면이고, 도 6은 압전 소자 어셈블리에서 출력되는 초음파 진동 출력의 일례를 도시한 도면이고, 도 7은 발진 주파수 조정을 위한 회로의 일 실시예를 도시한 회로도이다,
다시 도 1을 참조하면, 배터리(150)는 마이크로 컨트롤러(180)의 제어에 따라 전기 에너지를 화학 에너지로 변환하여 저장하고, 저장된 화학 에너지를 전기 에너지로 출력한다.
배터리(150)는 리튬 이온 배터리(150)(Lithium ion battery), 니켈 카드뮴(Ni-Cd) 배터리(150), 니켈 수소(Ni-MH), 리튬 폴리머 배터리(150)(lithium polymer battery) 등으로 구현될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 일례로, 배터리(150)는 도 2에 도시된 것과 같이 그 출력 전압(3.7) 및 에너지 밀도가 높고 긴 라이프 사이클을 가진 리튬 이온 배터리(150)로 구현될 수 있다.
초음파 어셈블리(160)는 초음파 진동을 발생시킨다. 구체적으로, 초음파 어셈블리(160)는 초음파 진동을 생성하는 복수의 압전 소자와 복수의 압전 소자에서 발생한 초음파 진동을 목표 방향으로 가이드하는 초음파 가이드부를 포함할 수 있다.
압전 소자(Piezoelectricity)는 특정 형태의 에너지를 다른 형태의 에너지로 변경하는 장치로, 압전 물질의 압전 효과를 이용하여 입력되는 초음파 신호에 대응되는 초음파 진동을 생성한다. 여기서, 초음파 신호는 전기 에너지를 의미하는 것으로 도 3에 도시된 것과 같이 특정 주기를 가지는 형태일 수 있으며, 특정 주기를 가지는 초음파 신호에 따라 압전 소자에서 생성되는 진동의 발진 주파수가 결정된다.
또한, 압전 소자는 원에 중공이 형성된 링 형상으로 마련되고, 복수의 압전 소자 및 가이드부는 중공을 통해 체결될 수 있으나, 압전 소자의 형상이 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 복수의 압전 소자는 서로 인접하여 마련될 수 있다. 구체적으로, 복수의 압전 소자는 서로 적층되어 마련되거나, 서로 마주보고 마련될 수 있으며, 필요에 따라 소정 거리 이격되어 마련될 수 도 있다.
또한, 복수의 압전 소자는 전기적으로 병렬 연결될 수 있다. 이와 같이압전 소자가 병렬로 연결되면 하나의 초음파 신호에 의하여 복수의 압전 소자가 동일한 초음파 진동을 생성하게 되므로, 초음파 어셈블리에서 출력되는 초음파 진동의 출력을 강화할 수 있다.
한편, 복수의 압전 소자는 전기적으로 직렬 연결될 수 있다. 복수의 압전 소자가 직렬로 연결된 경우, 마이크로 컨트롤러(180)는 동일한 발진 주파수를 가진 초음파 진동이 생성되도록 초음파 신호 출력부의 출력을 제어할 수 있다.
이때, 복수의 압전 소자 각각에 입력되는 초음파 신호의 위상은 서로 상이할 수 있다. 복수의 압전 소자가 인접하여 마련되더라도 압전 소자간 거리 차이로 인하여 초음파 신호의 주기가 달라질 수 있으므로, 마이크로 컨트롤러는 각 압전 소자로 입력되는 초음파 신호의 위상을 보정하여 복수의 압전 소자에서 생성되는 초음파 신호의 주기를 일치시킬 수 있다.
초음파 가이드부는 상술한 복수의 압전 소자에서 생성된 초음파 진동의 전달 방향을 결정한다. 초음파 가이드부는 압전 소자에서 발생한 진동을 증폭하거나 흡수하여 초음파 진동의 진달 방향을 조정할 수 있다.
또한, 초음파 가이드부는 압전 소자보다 낮은 음향 임피던스를 가지는 금속으로 구현되어, 목표 방향으로 초음파 진동을 반사하거나, 목표 방향 이외의 방향으로 진행하는 초음파 진동을 흡수할 수 있다.
구체적으로, 초음파 가이드부는 목표 방향 이외의 방향에 배치되어 목표 방향과 다른 방향으로 진행하는 초음파 진동을 흡수하거나, 목표 방향과 다른 방향으로 진행하는 초음파 진동을 목표 방향으로 반사할 수 있다.
예컨대, 목표 방향이 아래방향이면, 초음파 가이드부는 압전소자의 상측, 측면에 배치되어 목표 방향이 이외의 방향으로 진행하는 초음파 진동을 흡수하거나, 입사되는 초음파 진동을 목표 방향으로 반사할 수 있다.
이때, 초음파 가이드부는 압전 소자와 대응되는 형상으로 마련될 수 있으며, 초음파 생성 장치(10)에서 생성되는 초음파 진동의 발진 주파수에 따라 그 형상, 치수, 부피, 질량, 재질 등이 결정될 수 있다.
또한, 초음파 가이드부는 압전 소자에서 발생한 열을 흡수하여 압전 소자를 냉각할 수 있다. 열전 소자가 가열되면 압전 소자의 효율이 낮아지므로, 초음파 가이드부는 압전 소자에서 발생하는 열을 흡수하여 압전 소자를 냉각할 수 있다,
초음파 신호 출력부(170)는 마이크로 컨트롤러(180)의 제어에 따라 초음파 어셈블리(160)에 초음파 진동을 발생시키기 위한 초음파 신호를 인가한다. 여기서, 초음파 신호는 상술한 압전 소자에 인가되는 전기적 신호를 의미하는 것으로, 초음파 신호는 도 5에 도시된 것과 같이 특정 펄스를 가지도록 생성될 수 있으며, 이와 같이 펄스를 가진 초음파 신호가 입력되면 압전 소자에서는 도 6과 같은 주파수를 가진 초음파 신호가 발생한다.
즉, 마이크로 컨트롤러(180)는 초음파 신호 출력부(170)에서 출력되는 초음파 신호의 펄스를 제어하여 초음파 신호의 발진 주파수를 조절할 수 있다.
초음파 신호 출력부(170)는 마이크로 컨트롤러(180)의 제어에 따라 압전 소자에 입력되는 초음파 신호의 파형, 주기를 변경하여 압전 소자에서 출력되는 초음파 진동의 발진 주파수를 조정하거나, 초음파 신호의 피크치를 제어하여 압전 소자에서 출력되는 초음파 진동의 크기를 조정할 수 있다.
압전 소자에서 출력되는 초음파 진동을 조절하기 위하여, 초음파 신호 출력부(170)는 도 7에 도시된 것과 같은 발진 주파수 조정 회로를 포함할 수 있다. 구체적으로, 발진 주파수 조정 회로는 마이크로 컨트롤러(180)의 출력단에 연결된 트랜지스터, 다이오드와 배터리(150)로부터 인가되는 전압과 마이크로 컨트롤러(180)에서 출력된 제어 신호를 이용하여 초음파 신호를 생성하는 트랜스와 초음파 어셈블리(160)와 트랜스 사이에 연결된 커패시터와 유도 코일로 구성될 수 있다.
도 7은 초음파 진동의 발진 주파수 조정을 위한 회로의 일례로, 초음파 발진 주파수 조정을 위한 회로가 이에 한정되는 것은 아니다.
마이크로 컨트롤러(180)는 초음파 신호 출력부(170)에 제어 신호를 인가하여 초음파 생성 장치(10)를 전반적으로 제어한다. 구체적으로, 마이크로 컨트롤러(180)는 초음파 신호 출력부(170)에서 출력될 초음파 진동의 발진 주파수를 결정할 수 있다.
이때, 초음파 진동의 발진 주파수는 도 1의 조정 스위치(120)에 의하여 조정 장치될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 마이크로 컨트롤러(180)는 초음파 어셈블리(160)와 결합하여 초음파 진동이 전달되는 장치의 종류를 분석하고, 분석된 장치의 종류에 따라 초음파 진동의 발진 주파수를 결정할 수 있다. 예컨대, 초음파 진동이 전달되는 의료용 팁에 따라 발진 주파수를 결정할 수 있다.
또한, 마이크로 컨트롤러(180)는 초음파 진동의 출력을 결정할 수도 있다. 이때, 초음파 진동의 출력은 초음파 진동의 발진 주파수에 따라 결정될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 마이크로 컨트롤러(180)는 초음파 어셈블리(160)와 결합하여 초음파 진동이 전달되는 장치의 종류를 분석하고, 분석된 장치의 종류에 따라 초음파 진동의 크기를 결정할 수 있다.
이하, 상술한 초음파 생성 장치(10)가 적용된 치과용 의료 기기에 일 실시예에 대하여 구체적으로 설명한다. 상술한 초음파 생성 장치(10)와 동일한 동작과 기능을 수행하는 장치는 일 실시예에 따른 초음파 생성 장치(10)와 동일한 부호를 부여하고, 그 구체적인 설명을 생략한다.
도 8을 참조하면, 일 실시예에 따른 치과용 의료 기기는 초음파 생성 장치(10), 의료용 팁(20), 하우징(30)을 포함한다.
의료용 팁(20)은 특정 의료 행위를 수행하기 위한 것으로, 그 용도와 목적에 따라 팁의 형상과 구조는 달라질 수 있다. 의료용 팁(20)은 하우징(30)과 탈착 가능한 형태로 마련될 수 있으며, 하우징(30)과 결합되기 위한 체결부를 포함할 수 있다.
또한, 의료용 팁(20)은 하우징(30) 내부에 마련된 초음파 생성 장치(10)에서 생성된 초음파 진동을 전달 받아 미세 진동할 수 있다.
하우징(30)은 의료용 팁(20)과 결합하여, 의료용 팁(20)에 초음파 진동을 제공한다. 하우징(30)에는 의료용 팁(20)과 결합하기 위한 체결부가 마련될 수 있다.
또한, 하우징(30)은 사용자가 파지하기 좋은 형태로 설계될 수 있다. 예를 들어, 하우징(30)은 펜과 같이 길고 가능 형태로 마련될 수 있다.
하우징(30) 내부에는 초음파 진동을 발생시키기 위한 초음파 생성 장치(10)가 마련되어, 의료용 팁(20)에 따라 가변적으로 초음파 진동을 발생시킨다.
구체적으로, 하우징(30) 내부에는 상술한 전원 스위치(110), 조정 스위치(120), 전원공급장치(130), 충전회로(140), 배터리(150), 초음파 신호 출력부(170), 초음파 어셈블리(160), 초음파 신호 출력부(170), 마이크로 컨트롤러(180), 조정 스위치(120)가 포함할 수 있다.
한편, 하우징(30)은 도 9에 도시된 것과 같이 복수 개로 마련될 수 있다. 예컨대, 사용자가 파지하는 제1 하우징(31)과 제1 하우징(32)과 전기적으로 연결된 제2 하우징(30)으로 구성될 수 있다.
이때, 제1 하우징(31)에는 초음파 어셈블리(160), 초음파 신호 출력부(170), 전원 스위치(110), 조정 스위치(120), 마이크로 컨트롤러(180)와 같이 치과용 의료 기기의 조작 및 동작에 필요한 구성이 마련되고, 제2 하우징(32)에는 전원공급장치(130), 충전회로(140), 배터리(150) 등과 같이 전원을 공급하기 위한 구성이 마련될 수 있다.
이와 같이 제1 하우징(31)과 제2 하우징(302에 초음파 생성 장치(10)를 분산하여 마련하여 제1 하우징(31)의 크기와 무게를 최소화하여 사용자 편의성을 향상시킬 수 있다.
한편, 의료용 팁(20)은 그 용도와 구조에 따라 적절한 초음파 진동의 발진 주파수가 다른 것이 일반적이다.
그러므로, 초음파 생성 장치(10)는 의료용 팁(20)에 대응되는 발진 주파수를 결정하고, 결정된 발진 주파수에 대응되는 초음파 진동을 생성할 수 있다.
즉, 초음파 생성 장치(10)는 가변적으로 초음파 진동의 발진 주파수를 변경할 수 있다. 이때, 발진 주파수는 상술한 조정 스위치(120)의 입력에 따라 결정될 수 있으나, 자동으로 결정될 수 있다.
예컨대, 초음파 생성 장치(10)는 하우징(30)과 결합한 의료용 팁(20)의 종류를 식별하고, 식별된 의료용 팁(20)의 종류에 따라 발진 주파수를 결정할 수 있다. 이때, 의료용 팁(20)의 종류는 팁에 마련된 QR코드, BAR 코드를 이용하여 식별되거나, 결합된 의료용 팁(20)의 구조 또는 의료용 팁(20)에서 전달되는 전기적 신호에 따라 식별될 수 있으나 이에 한정되는 것이 아니다.
본원 발명의 실시예 들과 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 개시된 방법들은 한정적인 관점이 아닌 설명적 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 발명의 상세한 설명이 아닌 특허청구 범위에 나타나며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (10)

  1. 서로 인접하게 마련되어 동일한 발진 주파수를 가진 초음파 진동을 발생시키고, 소정의 거리로 이격된 복수의 압전 소자를 포함하는 초음파 어셈블리;
    상기 압전 소자 어셈블리에 초음파 신호를 입력하여 상기 복수의 압전 소자의 진동을 발생시키는 초음파 신호 출력부;
    상기 초음파의 발진 주파수를 결정하고, 상기 복수의 압전 소자에 상기 발진 주파수에 대응되는 초음파 신호가 인가되도록 상기 초음파 신호 출력부를 제어하는 마이크로 컨트롤러;
    외부 전원으로부터 전원을 공급 받아 제공하기 위한 전원공급장치; 및
    상기 전원공급장치로부터 전원을 공급 받아 충전되는 배터리를 포함하고,
    상기 복수의 압전 소자는, 링 형상의 제1 압전 소자 및 링 형상으로 마련되어 상기 제1 압전 소자와 적층되는 제2 압전 소자를 포함하고,
    상기 초음파 어셈블리는, 상기 제1 압전 소자 및 상기 제2 압전 소자보다 낮은 음향 임피던스를 가지는 금속으로 형성된 초음파 가이드부를 포함하고,
    상기 초음파 가이드부는, 상기 제1 압전 소자 및 상기 제2 압전 소자에서 발생한 초음파를 반사하거나 흡수하여 상기 초음파의 목표 방향을 결정하고, 상기 목표 방향 이외의 방향에 마련되어 상기 제1 압전 소자 및 상기 제2 압전 소자에서 전달되는 초음파 진동을 흡수하거나, 상기 목표 방향으로 입사되는 초음파 진동을 반사하고,
    상기 마이크로 컨트롤러는, 상기 제1 압전 소자 및 상기 제2 압전 소자 간 거리 차이로 인해 상기 초음파 신호의 주기가 달리지는 경우 상기 초음파 신호 출력부의 출력을 제어하여 상기 초음파 신호의 위상이 보정되도록 하고,
    상기 마이크로 컨트롤러는, 상기 전원공급장치로부터 전원을 직접 공급받지 못하는 경우 상기 배터리로부터 공급받고,
    상기 마이크로 컨트롤러는, 상기 초음파 어셈블리에서 발생한 초음파가 전달되는 의료용 팁에 따라 상기 발진 주파수를 가변적으로 결정하거나, 사용자의 입력에 따라 상기 발진 주파수를 결정하되, 상기 의료용 팁에 따라 상기 발진 주파수를 가변적으로 결정하는 경우 상기 의료용 팁에 마련된 QR 코드 및 BAR 코드 중 적어도 하나를 통해 상기 의료용 팁을 식별하고, 식별된 상기 의료용 팁에 따라 상기 발진 주파수를 가변적으로 결정하는 초음파 생성 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 압전소자와 상기 제2 압전 소자는 병렬 연결되어, 하나의 초음파 신호에 따라 동일한 발진 주파수를 가진 초음파를 발생시키는 초음파 생성 장치.
  5. 삭제
  6. 발진 주파수의 조정이 가능한 초음파 생성 장치;
    상기 초음파 생성 장치가 마련발진 주파수의 조정이 가능한 초음파 생성 장치;
    상기 초음파 생성 장치가 마련되는 하우징; 및
    상기 하우징과 탈부착되고, 상기 초음파 생성 장치와 연결되어 초음파 진동하는 의료용 팁;을 포함하는 치과용 의료기기에 있어서,
    상기 초음파 생성 장치는,
    동일한 발진 주파수를 가진 초음파 진동을 발생시키는 복수의 압전 소자를 포함하는 초음파 어셈블리;
    상기 압전 소자 어셈블리에 초음파 신호를 입력하여 상기 복수의 압전 소자의 진동을 발생시키는 초음파 신호 출력부;
    상기 초음파 어셈블리에서 발생할 초음파의 발진 주파수를 결정하고, 상기 발진 주파수에 대응되는 초음파 신호가 인가되도록 상기 초음파 신호 출력부를 제어하는 마이크로 컨트롤러;
    외부 전원으로부터 전원을 공급 받아 제공하기 위한 전원공급장치; 및
    상기 전원공급장치로부터 전원을 공급 받아 충전되는 배터리를 포함하고,
    상기 복수의 압전 소자는, 링 형상의 제1 압전 소자 및 링 형상으로 마련되어 상기 제1 압전 소자와 적층되는 제2 압전 소자를 포함하고,
    상기 초음파 어셈블리는, 상기 제1 압전 소자 및 상기 제2 압전 소자보다 낮은 음향 임피던스를 가지는 금속으로 형성된 초음파 가이드부를 포함하고,
    상기 초음파 가이드부는, 상기 제1 압전 소자 및 상기 제2 압전 소자에서 발생한 초음파를 반사하거나 흡수하여 상기 초음파의 목표 방향을 결정하고, 상기 목표 방향 이외의 방향에 마련되어 상기 제1 압전 소자 및 상기 제2 압전 소자에서 전달되는 초음파 진동을 흡수하거나, 상기 목표 방향으로 입사되는 초음파 진동을 반사하고,
    상기 마이크로 컨트롤러는, 상기 제1 압전 소자 및 상기 제2 압전 소자 간 거리 차이로 인해 상기 초음파 신호의 주기가 달리지는 경우 상기 초음파 신호 출력부의 출력을 제어하여 상기 초음파 신호의 위상이 보정되도록 하고,
    상기 마이크로 컨트롤러는 상기 전원공급장치로부터 전원을 직접 공급받지 못하는 경우 상기 배터리로부터 공급받고,
    상기 마이크로 컨트롤러는, 상기 초음파 어셈블리에서 발생한 초음파가 전달되는 의료용 팁에 따라 상기 발진 주파수를 가변적으로 결정하거나, 사용자의 입력에 따라 상기 발진 주파수를 결정하되, 상기 의료용 팁에 따라 상기 발진 주파수를 가변적으로 결정하는 경우 상기 의료용 팁에 마련된 QR 코드 및 BAR 코드 중 적어도 하나를 통해 상기 의료용 팁을 식별하고, 식별된 상기 의료용 팁에 따라 상기 발진 주파수를 가변적으로 결정하는 치과용 의료기기.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제6항에 있어서,
    상기 제1 압전소자와 상기 제2 압전 소자는 병렬 연결되어, 하나의 초음파 신호에 따라 동일한 발진 주파수를 가진 초음파를 발생시키는 치과용 의료기기.
  10. 삭제
KR1020160060684A 2016-04-06 2016-05-18 초음파 생성 장치 및 치과용 의료기기 KR101717765B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160042338 2016-04-06
KR20160042338 2016-04-06

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101717765B1 true KR101717765B1 (ko) 2017-03-17

Family

ID=58502231

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160060684A KR101717765B1 (ko) 2016-04-06 2016-05-18 초음파 생성 장치 및 치과용 의료기기

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101717765B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180137303A (ko) * 2017-06-16 2018-12-27 정현철 무선형 초음파 근관 치료 장치

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010042123A (ja) * 2008-08-12 2010-02-25 Osada Res Inst Ltd 歯科用超音波振動治療装置
JP2011160586A (ja) * 2010-02-02 2011-08-18 Ngk Spark Plug Co Ltd 超音波振動子
KR20160029753A (ko) 2013-07-03 2016-03-15 가부시키가이샤 에젯토 치과 치료 장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010042123A (ja) * 2008-08-12 2010-02-25 Osada Res Inst Ltd 歯科用超音波振動治療装置
JP2011160586A (ja) * 2010-02-02 2011-08-18 Ngk Spark Plug Co Ltd 超音波振動子
KR20160029753A (ko) 2013-07-03 2016-03-15 가부시키가이샤 에젯토 치과 치료 장치

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180137303A (ko) * 2017-06-16 2018-12-27 정현철 무선형 초음파 근관 치료 장치
KR102095222B1 (ko) * 2017-06-16 2020-04-01 이상봉 무선형 초음파 근관 치료 장치

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6173496B2 (ja) コードレスで手持ち式の超音波焼灼切断装置
US9084625B2 (en) Battery assembly for battery-powered surgical instruments
JP2016041314A (ja) コードレスで手持ち式の超音波焼灼切断装置用２段階スイッチ
KR101717765B1 (ko) 초음파 생성 장치 및 치과용 의료기기
KR101912851B1 (ko) 워터필링모드와 다중이온모드를 구비한 하이브리드 전원공급방식의 기능성 피부미용 장치
JPH0219147A (ja) 生体内外エネルギ伝送装置
KR101457400B1 (ko) 초음파를 이용하는 피부 미용기기
KR20200103965A (ko) 개별 주파수 필터가 구비된 초음파 생성 장치
RU2003128939A (ru) Электростимулятор транскраниальный (варианты) и устройство для крепления электродов электростимулятора транскраниального
AU2016253635A1 (en) Cordless hand-held ultrasonic cautery cutting device
CN101607113A (zh) 超声避孕仪

Legal Events

Date Code Title Description
GRNT Written decision to grant