KR101750015B1

KR101750015B1 - 초음파 장치

Info

Publication number: KR101750015B1
Application number: KR1020140166394A
Authority: KR
Inventors: 박래은; 김형철; 이성원
Original assignee: 주식회사 아띠베뷰티
Priority date: 2014-11-26
Filing date: 2014-11-26
Publication date: 2017-06-22
Also published as: KR20160062985A

Abstract

카트리지 내부를 밀폐하는 하우징; 상기 하우징 내부에 구비되어 초음파를 발생시키는 트랜스듀서; 상기 하우징 외부의 회전력을 전달받아 회전운동하는 회전력 인가부; 및 상기 회전력 인가부의 회전운동을 직선운동으로 변환하여 상기 트랜스듀서에 제공하는 변환부;를 포함하는 초음파 장치가 개시된다.

Description

초음파 장치{ULTRASOUND APPARATUS}

본 발명의 일실시예는 초음파 장치에 관련된다.

최근들어 피부 미용이나 비만치료 등을 위한 다양한 시술들이 개발되고 있으며, 이러한 다양한 시술들 가운데 비침습적인 방식으로 수행되는 시술에 대한 관심이 높아지고 있다.

한편, 비침습적인 시술을 위하여 초음파가 폭넓게 활용되고 있으며, 그 중에서도 고강도 집속 초음파(High Intensity focused ultrasound:HIFU)를 이용하는 초음파 의료기기가 최근 각광받고 있다. 예컨대, 고강도 집속 초음파를 피부 조직 내부에 조사하여 페이스 리프팅(face lifting) 또는 스킨 타이트닝(skin tightening) 등 피부 미용을 위한 시술을 비침습적으로 수행하는 초음파 의료기기나, 고강도 집속 초음파를 피하 지방층에 조사하여 지방 조직을 비침습적으로 태우거나 녹여 분해키는 방식으로 비만 치료를 위한 시술을 비침습적으로 수행하는 초음파 의료기기들이 제안되고 있다.

US 2007-0232913 A1 KR 2011-0091831 A1 KR 2007-0065332 A1

본 발명의 일 측면은, 시술의 효율성이 향상된 초음파 장치를 제공할 수 있다.

본 발명의 일 측면은, 시술의 효율성이 향상되면서도 사용수명이 연장되는 초음파 장치를 제공할 수 있다.

본 발명의 일 측면, 시술의 효율성이 향상되면서도 소형화가 가능한 초음파 장치를 제공할 수 있다.

본 발명의 일 측면, 시술의 효율성이 향상되면서도 경제성이 향상될 수 있는 초음파 장치를 제공할 수 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 예시적인 실시예에 따른 초음파 장치는, 카트리지 내부를 밀폐하는 하우징; 상기 하우징 내부에 구비되어 초음파를 발생시키는 트랜스듀서; 상기 하우징 외부의 회전력을 전달받아 회전운동하는 회전력 인가부; 및 상기 회전력 인가부의 회전운동을 직선운동으로 변환하여 상기 트랜스듀서에 제공하는 변환부;를 포함할 수 있다.

이때, 초음파 장치는, 상기 하우징 외부에 구비되며, 자력(磁力)에 의하여 상기 회전력 인가부와 연결되는 외측 회전부;를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 하우징 중 상기 회전력 인가부 및 상기 외측 회전부 사이에 위치하는 영역은 비자성 재질로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 변환부는, 상기 회전력 인가부와 연결되어 회전되는 주동절; 및 상기 트랜스듀서에 고정되며, 상기 주동절의 회전운동에 따라 전후방으로 직선운동하는 종동절;을 포함할 수 있다.

또한, 상기 주동절은 원기둥 형상으로 이루어지며 그 표면에 홈부가 나선형으로 구비되고, 상기 종동절에는 상기 홈부에 삽입되는 돌기부가 구비될 수 있다.

또한, 상기 하우징 내부에는 유체가 충진될 수 있다.

본 발명의 예시적인 실시예에 따른 초음파 장치는, 시술자의 조작을 위한 시술 핸드피스; 상기 시술 핸드피스에 탈부착되는 카트리지; 상기 카트리지 내부에 구비되며, 고강도 집속 초음파로 이루어진 열적 병변을 생성시키는 트랜스듀서; 상기 시술 핸드피스에 구비되는 외측 회전부; 상기 카트리지 내부에 구비되며, 상기 카트리지의 외벽을 사이에 두고 상기 외측 회전부와 자력(磁力)으로 연결되는 회전력 인가부; 및 상기 회전력 인가부의 회전운동을 직선운동으로 변환하여 상기 트랜스듀서에 제공하는 변환부;를 포함할 수 있다.

이때, 상기 변환부는, 원기둥 형상으로 이루어져 표면에 홈부가 나선형으로 구비되며, 상기 회전력 인가부의 회전운동에 따라 회전되는 원통캠; 상기 원통캠의 회전축과 평행하게 구비되는 가이드부; 및 일측은 상기 트랜스듀서에 고정되고, 타측은 상기 홈부에 삽입되며, 상기 가이드부를 따라 직선운동하는 이송부재;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 카트리지의 내부는 상기 카트리지의 외벽에 의하여 밀폐되며, 상기 카트리지의 내부에는 초음파를 전달하는 유체가 충진될 수 있다.

또한, 상기 카트리지의 외벽 중 상기 회전력 인가부와 상기 외측 회전부 사이의 영역은 비자성 재질로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 카트리지의 외벽에는 상기 회전력 인가부 또는 상기 외측 회전부의 적어도 일부가 삽입되는 오목부가 구비될 수 있다.

또한, 상기 외측 회전부의 적어도 일부는 상기 시술 핸드피스의 외면으로 돌출될 수 있다.

또한, 상기 카트리지는 시술 종류 또는 시술 조건이 서로 상이한 제1 카트리지 및 제2 카트리지를 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 카트리지가 소정 위치에 고정된 상태에서도 초음파를 발산하는 수단이 왕복운동을 수행할 수 있으므로 시술에 소요되는 노동력이나 시간이 감소될 수 있으며, 이에 따라, 초음파 장치를 이용한 시술의 효율성이 향상된다는 유용한 효과를 제공한다.

또한, 카트리지 내부와 외부 사이가 차단된 상태에서 초음파 발산 수단을 왕복운동 시킬 수 있으므로 카트리지 내부에 충진되는 유체의 손실이 최소화될 수 있으며, 이에 따라, 카트리지 교체 주기 또는 유체 충진 주기가 연장되어 유지비용이 경감될 수 있다.

또한, 여러 카트리지들이 교대로 장착될 수 있는 시술 핸드피스에 모터 등의 구동장치를 구비함으로써 여러 카트리지들이 구동장치를 공용할 수 있으므로 초음파 장치를 포함하는 시술 장치의 가격 경쟁력이 향상될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 장치를 개략적으로 예시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 예시된 시술 핸드피스와 카트리지의 결합관계를 설명하기 위한 도면들이다.
도 3은 도 2의 I-I'선 절단면을 개략적으로 예시한 도면이다.
도 4는 도 2의 Ⅱ-Ⅱ'선 절단면을 개략적으로 예시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 장치 중 주요 부분을 설명하기 위한 사시도이다.
도 6운 본 발명의 일실시예에 따른 제1 및 제2 카트리지들을 설명하기 위한 도면들이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면들과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공될 수 있다. 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다

본 명세서에서 사용된 용어들은 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 단계는 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprise)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

또한, 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 각 구성들의 세부 크기, 형태, 두께, 곡률 등은 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장되거나 도식화된 것으로서, 허용 오차 등에 의해 그 형태가 변형될 수 있다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 작용효과를 더욱 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 장치를 개략적으로 예시한 사시도이고, 도 2는 도 1에 예시된 시술 핸드피스와 카트리지의 결합관계를 설명하기 위한 도면들이며, 도 3은 도 2의 I-I'선 절단면을 개략적으로 예시한 도면이고, 도 4는 도 2의 Ⅱ-Ⅱ'선 절단면을 개략적으로 예시한 도면이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 장치 중 주요 부분을 설명하기 위한 사시도이고, 도 6운 본 발명의 일실시예에 따른 제1 및 제2 카트리지들을 설명하기 위한 도면들이다..

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 장치는 고강도 집속 초음파(High Intensity Focused Ultrasound:HIFU)를 이용하여 각종 시술을 수행하는 의료기기일 수 있다.

일실시예에서, 초음파 장치는 서로 상이한 두 가지 이상의 시술들을 수행할 수 있다. 예컨대, 초음파 장치는 비침습적 페이스 리프팅(face lifting) 또는 스킨 타이트닝(skin tightening) 시술, 비침습적 피하 지방층의 감소 또는 제거 시술을 수행할 수 있다.

상기 고강도 집속 초음파(이하, 'HIFU'라 함)는 하나의 초점에 초음파를 포커싱하여 열적 병변(thermal lesion:12)을 형성시키기 위한 것일 수 있다. 이러한 열적 병변(12)은 대략 60℃ 이상의 고온 상태의 열적 초점일 수 있다.

따라서, 초음파 장치는 피부 표면으로부터 대략 1.5mm 내지 4.5mm에 위치하고 있는 진피층, 근막층, 또는 SMAS층에 상기 열적 병변(12)을 형성시켜 페이스 리프팅(face lifting) 또는 스킨 타이트닝(skin tightening) 시술을 수행하거나, 피부 표면으로부터 대략 6.0mm 내지 15.0mm에 위치되는 피하 지방층에 대해 상기 열적 병변(12)을 형성시켜 지방 감소 또는 제거 시술을 수행할 수 있다.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 장치(10)는, 장비 본체(100), 핸드피스 어셈블리(200), 그리고 카트리지 세트(300) 등을 포함할 수 있다.

상기 장비 본체(100)는 시술자(미도시됨)에게 시술 관련 정보를 제공하고, 시술자가 초음파 장치(10)를 동작 또는 조작하기 위한 것일 수 있다. 예컨대, 상기 장비 본체(100)에는 시술자의 시술 관련 정보를 표시하기 위한 표시기(110) 및 시술자가 초음파 장치(10)를 동작 또는 제어하기 위한 제어기(120) 등이 구비될 수 있다. 여기서, 상기 제어기(120)로는 터치 스크린 등이 사용될 수 있다.

상기 핸드피스 어셈블리(200)는 시술 핸드피스(210) 및 연결 케이블(220)을 포함할 수 있다. 상기 시술 핸드피스(210)는 시술 대상자에게 HIFU를 조사시키기 위한 것으로서, 사용자 조작의 편의성 향상을 위해 핸드-헬드(hand-held) 형태로 제공될 수 있다. 예컨대, 상기 시술 핸드피스(210)는 시술자가 상기 시술 핸드피스(210)를 잡을 수 있도록 손잡이부(212)를 구비할 수 있다. 상기 손잡이부(212)의 상단에는 시술자가 초음파 조사 동작을 제어하기 위한 스위치(212a)가 구비될 수 있다. 상기 연결 케이블(220)은 상기 시술 핸드피스(210)와 상기 장비 본체(100)를 전기적 및 물리적으로 연결시키기 위한 것일 수 있다. 상기 연결 케이블(220)의 일단은 상기 시술 핸드피스(210)와 연결되고, 타단은 상기 장비 본체(100)에 커넥팅(connecting) 타입으로 탈부착 가능하게 연결될 수 있다.

일실시예에서, 상기 카트리지 세트(300)는 복수의 카트리지들로 구성된 세트(set)일 수 있다. 예를 들면, 상기 카트리지 세트(300)는 시술 종류 또는 시술 조건이 서로 상이한 제1 내지 제3 카트리지들(310, 310-1, 310-2)를 포함할 수 있다. 그리고, 제1 내지 제3 카트리지들(310, 310-1, 310-2) 각각은 상기 시술 핸드피스(210)에 탈부착이 가능하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 제1 카트리지(310)와 제2 카트리지(310-1)는 비만 환자의 비만 상태 또는 시술 부위별로 그 기능이 나뉜 것으로, 세부적으로는 HIFU의 조사 세기와 깊이 등의 조건이 상이할 수 있다. 또한, 제3 카트리지(310-2)는 페이스 리프팅 또는 스킨 타이트닝 시술을 수행하기 위한 HIFU의 조사 세기와 깊이 조건으로 셋팅된 것일 수 있다.

일실시예에서, 대략 40.0mm 내지 100.0mm의 시술 구간을 갖도록, 트랜스듀서(314)가 전후 방향으로 이동될 수 있다. 이때, 트랜스듀서(314)는, 상기 범위를 이동하는 동안 HIFU를 조사할 수 있다. 한편, 트랜스듀서(314)의 전후 이동범위가 40.0mm 미만인 경우, 시술 영역이 작아 시술 시간이 매우 길어질 수 있다. 또한, 트랜스듀서(314)는 일정 깊이로 HIFU를 조사하게 셋팅되어 있으며, 피하 지방층은 사람의 배꼽을 기준으로 양측 방향으로 굴곡지게 퍼져있으므로, 트랜스듀서(314)의 전후 이동범위가 100.0mm를 초과하는 경우, 피하 지방층에 대한 최초 HIFU 조사 깊이와 최종 HIFU 조사 깊이가 달라질 수 있다. 그 결과, 피하 지방층을 벗어난 영역에 HIFU가 조사될 위험성이 매우 높아질 수 있다. 따라서, 트랜스듀서(314)는 대략 40.0mm 내지 100.0mm 내 범위 내에서, 보다 더 바람직하게는 60.0mm 내지 80.0mm 내 범위 내에서 전후로 이동될 수 있도록 설정되는 것이, 시술 안전성을 확보하면서도 시술 시간을 단축시키는 데 유리할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 초음파 장치(10)는, 시술 종류 또는 시술 조건이 상이한 제1 내지 제3 카트리지들(310, 310-1, 310-2)로 구성된 카트리지 세트(300)를 구비한 후, 시술 종류나 시술 조건에 적합한 카트리지를 선택하여 시술 핸드피스(210)에 장착함으로써, 환자별 맞춤형 시술을 시행할 수 있다.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 장치(10)는 제1 내지 제3 카트리지(310-2)들(310, 310-1, 310-2) 외부의 회전력이 카트리지 내부로 전달되고, 이 회전력을 이용하여 트랜스듀서(314)를 직선방향으로 왕복운동시킬 수 있다.

일실시예에서, 제1 카트리지(310)는 하우징(312)으로 둘러쌓인 영역 내부에 구비되는 회전력 인가부(350), 변환부 및 트랜스듀서(314)를 포함할 수 있다.

회전력 인가부(350)는 하우징(312) 외부로부터 제공되는 회전력을 인가받는 기능을 수행한다. 일 예로, 하우징(312) 외부에서 회전운동을 수행하는 외측 회전부(233)로부터 회전력 인가부(350)로 회전력이 전달될 수 있다. 여기서, 회전력 인가부(350)와 외측 회전부(233)는 서로 직접 접촉되지 않으며, 하우징(312)을 사이에 두고 대향되게 배치된다. 그리고, 회전력 인가부(350)와 외측 회전부(233)는 자력에 의하여 연결될 수 있다. 이를 위하여 회전력 인가부(350) 및 외측 회전부(233)는 자성 물질로 이루어지거나 자성 물질을 포함할 수 있다. 또한, 하우징(312) 중에서 회전력 인가부(350)와 외측 회전부(233) 사이의 영역은 비자성 물질로 이루어짐으로써 회전력 인가부(350)와 외측 회전부(233) 사이의 자기적 결합력 감소를 최소화할 수 있다. 물론 하우징(312) 전체가 비자성 물질로 이루어질 수 있지만, 회전력 인가부(350) 및 외측 회전부(233) 사이의 영역이 아니라면 자성 물질로 이루어진다 해도 무방하다.

일실시예에서, 회전력 인가부(350)와 외측 회전부(233)는 대체적으로 원판 형상으로 이루어질 수 있다. 이에 따라, 회전력 인가부(350)와 외측 회전부(233) 사이의 자기적 결합력을 극대화 하면서도 최소한의 공간을 차지하고, 마찰력도 최소화할 수 있다.

하우징(312)에는 오목부가 구비되어 회전력 인가부(350) 및 외측 회전부(233)의 일부가 오목부 내부에 삽입되도록 함으로써 회전력 인가부(350) 및 외측 회전부(233)가 안정적으로 지지되면서도 원활하게 회전운동을 수행할 수 있도록 할 수 있다.

또한, 회전력 인가부(350)와 하우징(312) 사이, 그리고 외측 회전부(233)와 하우징(312) 사이에는 마찰력을 감소시켜 원활한 회전운동을 도모할 수 있도록 베어링 등의 부재가 구비될 수 있다.

일실시예에서, 외측 회전부(233)는 모터(231)의 회전축(232)과 연결될 수 있다. 그리고, 모터(231), 회전축(232) 및 외측 회전부(233)는 시술 핸드피스에 구비될 수 있다.

여기서, 도 2를 참조하면, 제1 카트리지(310)는 시술 핸드피스에 결합될 수 있는데, 이때, 제1 카트리지(310)와 시술 핸드피스가 접촉되는 부분에 외측 회전부(233)가 위치된다. 그리고, 도 2에 도시된 바와 같이 외측 회전부(233)의 적어도 일부가 시술 핸드피스 외부로 돌출되어 하우징(312)의 오목부에 삽입됨에 따라 외측 회전부(233)와 회전력 인가부(350) 사이의 자기적 결합력이 극대화될 수 있다. 물론, 도시되지는 않았지만, 회전력 인가부(350)가 접촉되는 하우징(312)의 표면이 외측 회전부(233) 방향으로 돌출되고, 이렇게 돌출된 부분이 시술 핸드피스 내부로 삽입되는 방식도 가능하다.

한편, 변환부는 회전력 인가부(350)와 트랜스듀서(314) 사이에 구비되며, 회전력 인가부(350)의 회전운동을 직선운동으로 변환하여 트랜스듀서(314)에 제공하는 기능을 수행한다. 이에 따라, 제1 카트리지(310) 내부에서 트랜스듀서(314)가 직선 방향으로 이동될 수 있다.

일실시예에서, 변환부는 회전운동을 수행하는 주동절(340)과 직선운동을 수행하는 종동절(330)을 포함할 수 있다. 예컨대, 원기둥 형상으로 이루어진 원통캠(341)의 표면에 홈부(341H)가 나선형으로 형성되어 회전운동을 수행함으로써 주동절(340)을 이루고, 원통캠(341)의 홈부(341H)에 삽입되는 돌기부(332)와 결합된 이송부재(331)가 가이드부(333)를 따라 직선 방향으로 이동됨으로써 종동절(330)을 이룰 수 있다. 도시되지는 않았지만 원통캠(341)의 표면에 돌기가 나선형으로 형성되고, 이송부재(331)에 홈부(341H)가 돌기부(332)에 삽입되는 방식도 가능하다.

또한, 이송부재(331)에 트랜스듀서(314)가 고정됨으로써 이송부재(331)의 직선 방향 이동에 따라 트랜스듀서(314)가 이송부재(331)와 함께 직선 방향으로 이동될 수 있다.

일실시예에서, 원통캠(341)의 일단은 회전력 인가부(350)와 연결된다. 그리고, 원통캠(341)의 타단은 회동 가능하게 하우징(312)에 결합될 수 있다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 하우징(312)에 요홈이 구비되고, 원통캠(341)의 타단에 축돌기(342)가 구비되어 축돌기(342)가 요홈에 삽입되는 방식으로 원통캠(341)이 회동가능하게 하우징(312)에 결합될 수 있다는 것이다. 이에 따라, 회전력 인가부(350)가 외측 회전부(233)로부터 회전력을 인가받아 회전운동을 수행하면 원통캠(341)도 회전운동을 수행할 수 있게 된다.

일실시예에서, 원통캠(341)의 표면에 구비되는 홈부(341H)가 원통캠(341)의 일측에서 시작되어 원통캠(341)의 타측을 경유하고 원통캠(341)의 일단으로 회귀하여 한 바퀴의 원을 이룰 수 있다. 이 경우, 원통캠(341)이 360도 회전하는 동안 이송부재(331)와 트랜스듀서(314)는 가이드부(333)를 따라 전진했다가 원위치로 복귀하는 직선운동, 이른바 직선왕복운동을 수행할 수 있다. 이때, 트랜스듀서(314)의 직선왕복 속도를 고려하여 원통캠(341)의 회전속도를 조절할 수 있으며, 전술한 모터(231)의 회전속도를 조절하거나, 모터(231)의 회전축(232)과 외측 회전부(233) 사이에 기어(미도시됨) 등을 구비함으로써 회전속도를 조절할 수 있다.

다른 실시예에서, 원통캠(341)의 표면에 구비되는 홈부(341H)가 일방향으로만 진행되도록 형성될 수 있다. 이 경우에는 원통캠(341)의 회전방향에 따라 이송부재(331) 및 트랜스듀서(314)가 전진운동 또는 후진운동을 수행할 수 있다. 예컨대, 원통캠(341)이 시계방향으로 회전되면 이송부재(331) 및 트랜스듀서(314)가 전진하고, 원통캠(341)이 반시계방향으로 회전되면 이송부재(331) 및 트랜스듀서(314)가 후진할 수 있다는 것이다. 한편, 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 장치(10)는 회전력 인가부(350)와 외측 회전부(233)가 자력에 의하여 결합되므로, 회전방향을 급작스럽게 전환할 경우 회전력 인가부(350)와 외측 회전부(233) 사이의 자기적 결합이 순간적으로 단절될 수 있다. 따라서, 트랜스듀서(314)의 직선왕복 속도와 함께 회전력 인가부(350)와 외측 회전부(233) 사이의 자기적 결합력을 고려하여 원통캠(341)의 직경이나 회전속도를 결정할 수 있다.

일실시예에서, 제1 카트리지(310) 중 트랜스듀서(314)에서 발생되는 초음파가 경유하는 방향에는 투과부재가 구비될 수 있다. 이때, 투과부재는 초음파를 원활하게 투과할 수 있는 재질로 이루어진 윈도우일 수 있다.

또한, 제1 카트리지(310) 내부의 빈 공간에는 유체(L)가 충진될 수 있다. 이 유체(L)는 트랜스듀서(314)에서 발생된 초음파가 제1 카트리지(310) 외부로 원활하게 전달되도록 하는 일종의 매질 역할을 수행한다. 또한, 이 유체(L)는 트랜스듀서(314)를 냉각하는 기능을 수행할 수도 있다. 예컨대, 트랜스듀서(314)가 초음파를 발생하는 과정에서 발열현상이 유발될 수 있는데, 이러한 발열현상을 전술한 유체(L)가 완화시킬 수 있다는 것이다.

따라서, 적어도 제1 카트리지(310)의 투과부재에서 트랜스듀서(314)까지의 영역에는 전술한 유체(L)가 충진될 필요가 있다. 또한, 제1 카트리지(310)가 시술 핸드피스에 결합되어 시술 대상자의 신체에 접촉되면서 시술이 수행되고 있는 동안, 제1 카트리지(310)의 투과부재가 항상 수직 하방을 향하고 있지 못할 수 있다. 따라서, 시술 중, 트랜스듀서(314)가 지향하는 방향의 기울기 범위를 고려하여 전술한 유체(L)의 충진량을 결정하는 것이 바람직하다. 물론 제1 카트리지(310) 내부의 빈 공간에 전술한 유체(L)를 가득 충진하는 것도 가능하다.

한편, 이와 같이 제1 카트리지(310) 내부에 유체(L)가 충진되는 경우, 제1 카트리지(310) 내부의 밀폐도에 따라 유체(L)의 유실주기 등이 달라질 수 있다. 예컨대, 밀폐도가 낮은 경우에는 시간이 경과됨에 따라 제1 카트리지(310) 내부의 유체(L)가 감소될 수 있다. 이 경우, 유체(L)를 보충하거나 제1 카트리지(310) 자체를 교환해야 하는 문제가 발생될 수 있다. 그러나, 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 장치(10)는 카트리지 내부에 구비되는 회전력 인가부(350)가 카트리지 외부에 구비되는 외측 회전부(233)로부터 회전력을 제공받게 되며, 이렇게 인가받은 회전력을 전술한 변환부를 통해 변환하여 트랜스듀서(314)를 직선운동 또는 직선왕복운동 시킬 수 있다. 또한, 회전력 인가부(350)와 외측 회전부(233)는 자력에 의하여 연결될 수 있으므로 제1 카트리지(310)의 밀폐도를 향상시킬 수 있다. 즉, 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 장치(10)는, 제1 카트리지(310)의 외벽이나 하우징(312)을 관통하는 구성요소 없이도 제1 카트리지(310) 외부의 구동력을 이용하여 트랜스듀서(314)를 직선운동 또는 직선왕복운동시킬 수 있다는 것이다.

따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 장치(10)는, 카트리지의 외벽이나 하우징(312)을 관통하는 구성요소가 필요한 경우에 비하여 카트리지의 밀폐도가 개선될 수 있으며, 이에 따라, 카트리지의 교체주기가 연장되고, 초음파 장치(10)의 사용 및 유지관리상의 편의성이 향상될 수 있게 되는 것이다. 또한, 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 장치(10)는, 카트리지의 밀폐도를 향상시키기 위한 별도의 수단을 구비할 필요가 없을 뿐만 아니라, 전술한 회전력 인가부(350) 및 변환부를 통해서 단순화된 구조로 트랜스듀서(314)를 직선운동 또는 직선왕복운동 시킬 수 있으므로 카트리지나 시술 핸드피스의 소형화 및 제조원가 절감에 유리하다.

이상에서는 제1 카트리지(310)를 기준으로 설명하였으나, 제2 카트리지(310-1)나 제3 카트리지(310-2) 또한 제1 카트리지(310)와 유사한 방식으로 구현될 수 있으므로 중복되는 설명은 생략한다.

도 6(a)는 본 발명의 실시예에 따른 제1 카트리지(310)의 시술 조건을 설명하기 위한 도면이고, 도 6(b)는 본 발명의 실시예에 따른 제2 카트리지(310-1)의 시술 조건을 설명하기 위한 도면이다.

도 6(a)를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 제1 카트리지(310)는 상대적으로 두꺼운 피하 지방층의 감소 시술을 위한 것일 수 있다. 일실시예에서, 상기 제1 카트리지(310)는 시술 대상이 되는 피하 지방층(20)의 두께(T1)가 25.0mm 이상인 경우에 사용될 수 있다. 즉, 상기 제1 카트리지(310)는 피하 지방층(20)의 두께(T1)가 25.0mm이상 확보되어야 시술할 수 있는 조건으로 셋팅된 것일 수 있다. 이 경우, 시술 환자는 고도 비만 환자일 가능성이 높을 수 있다. 상기 제1 카트리지(310)는 HIFU 병변(lesion:30)의 상하 길이(H1)가 대략 8.0mm 내지 12.0mm으로 조절되면서, HIFU의 피부 표면으로부터의 조사 깊이가 대략 11.0mm 내지 15.0mm으로 조절될 수 있다. 상기 HIFU 병변(30)의 상하 길이(H1)가 대략 8.0mm 미만이면, 상기 피하 지방층(20)의 감소 효율이 떨어질 수 있다. 반대로, 상기 HIFU 병변(30)의 상하 길이(H1)가 대략 12.0mm를 초과하면, 상기 피하 지방층(20)을 벗어난 영역에 HIFU 병변이 형성될 수 있다. 또한, 상기 조사 깊이가 대략 11.0mm 미만이거나, 대략 15.0mm를 초과하면, 시술시 상기 HIFU 병변(30)이 상기 피하 지방층(20)을 벗어날 수 있다. 따라서, 상기 제1 카트리지(310)의 트랜스듀서(314)는 상기 HIFU 병변(30)의 상하 길이(H1)가 대략 10.0mm±2.0mm로 조절되고, 상기 HIFU의 조사 깊이가 13.0mm±2.0mm로 조절되면, 상기 피하 지방층(20)의 두께(T1)가 25.0mm 이상인 경우에 시술하여도, 피하 지방층(20) 이외의 피부 조직에 시술되는 위험을 완화시킬 수 있다.

여기서, 상기 제1 카트리지(310)의 트랜스듀서(314)는 전진 운동 또는 후진 운동, 즉, 직선 왕복 운동을 하면서 상기 HIFU 병변(30)이 복수 개가 생성되도록 할 수 있다. 이때, 상기 HIFU 병변들(30) 간의 간격은, 없거나 1.0mm 미만이 되도록 하여, 상기 HIFU 병변들(30)이 결과적으로 중간에 끊김이 없는 직선 또는 기둥 형상을 이루도록 하면서 상기 피하 지방층(20)을 열분해 시킬 수 있다. 다만, 상기 HIFU 병변들(30)이 서로 중첩되면, 피시술자가 느끼는 고통이 클 수 있으므로, 상기 HIFU 병변들(30)이 중첩되지 않는 조건에서 최대한 인접하게 HIFU가 조사되는 것이 이상적일 수 있다.

도 6(b)를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 제2 카트리지(310-1)는 앞서 살펴본 제1 카트리지(310)에 비해 상대적으로 얇은 피하 지방층의 감소 시술을 위한 것일 수 있다. 일실시예에서, 상기 제2 카트리지(310-1)는 시술 대상이 되는 피하 지방층(40)의 두께(T2)가 7.0mm 이상 25.0mm 미만인 경우에 사용될 수 있다. 즉, 상기 제2 카트리지(310-1)는 피하 지방층(40)의 두께(T2)가 적어도 7.0mm는 확보되되 25.0mm 보다는 얇은 경우에 시술할 수 있는 조건으로 셋팅된 것일 수 있다. 이 경우, 시술 환자는 초도 비만 환자일 가능성이 높을 수 있다. 상기 제2 카트리지(310-1)는 HIFU 병변(lesion:50)의 상하 길이(H2)가 대략 5.0mm 내지 9.0mm으로 조절되면서, HIFU의 피부 표면으로부터의 조사 깊이가 대략 6.0mm 내지 10.0mm으로 조절될 수 있다. 상기 HIFU 병변(50)의 상하 길이(H2)가 대략 5.0mm 미만이면, 상기 피하 지방층(20)의 감소 효율이 떨어질 수 있다. 반대로, 상기 HIFU 병변(50)의 상하 길이(H2)가 대략 9.0mm를 초과하면, 상기 피하 지방층(40)을 벗어난 영역에 HIFU 병변이 형성될 수 있다. 또한, 상기 조사 깊이가 대략 6.0mm 미만이거나, 대략 10.0mm를 초과하면, 시술시 상기 HIFU 병변(50)이 상기 피하 지방층(40)을 벗어날 수 있다. 따라서, 상기 제2 카트리지(310-1)의 트랜스듀서(314)는 상기 HIFU 병변(30)의 상하 길이(H2)가 대략 7.0mm±2.0mm로 조절되고, 상기 HIFU의 조사 깊이가 8.0mm±2.0mm로 조절되면, 상기 피하 지방층(20)의 두께(T2)가 7.0mm 이상 25.0mm 미만인 경우에 시술하여도, 피하 지방층(40) 이외의 피부 조직에 시술되는 위험을 완화시킬 수 있다.

여기서, 상기 제2 카트리지(310-1)의 트랜스듀서(314)는 전진 운동 또는 후진 운동, 즉, 직선 왕복 운동을 하면서 상기 HIFU 병변(50)이 복수개가 생성되도록 할 수 있다. 이때, 상기 HIFU 병변들(50) 간의 간격은 없거나 1.0mm 미만이 되도록 하여, 상기 HIFU 병변들(50)이 결과적으로 중간에 끊김이 없는 직선 또는 기둥 형상을 이루도록 하면서 상기 피하 지방층(40)을 열분해 시킬 수 있다. 다만, 상기 HIFU 병변들(50)이 서로 중첩되면, 피시술자가 느끼는 고통이 클 수 있으므로, 상기 HIFU 병변들(50)이 중첩되지 않는 조건에서 최대한 인접하게 HIFU가 조사되는 것이 이상적일 수 있다.

지금까지 본 발명에 따른 초음파 장치에 관한 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 실시 변형이 가능함은 자명하다. 그러므로 본 발명의 범위에는 설명된 실시예에 국한되어 전해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다. 전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 초음파 장치
12 : 열적 병변
20 : 피하 지방층
30, 50 : HIFU 병변
100 : 장비 본체
110 : 표시기
120 : 제어기
200 : 핸드피스 어셈블리
210 : 시술 핸드피스
212 : 손잡이부
220 : 연결 케이블
231 : 모터
232 : 회전축
233 : 외측 회전부
300 : 카트리지 세트
310 : 제1 카트리지
312 : 하우징(카트리지의 외벽)
314 : 트랜스듀서
330 : 종동절
331 : 이송부재
332 : 돌기부
333 : 가이드부
340 : 주동절
341 : 원통캠
341H : 홈부
342 : 축돌기
350 : 회전력 인가부
310-1: 제2 카트리지
310-2: 제3 카트리지
L : 유체

Claims

카트리지 내부를 밀폐하는 하우징;
상기 하우징 내부에 구비되어 초음파를 발생시키는 트랜스듀서;
상기 하우징 외부의 회전력을 전달받아 회전운동하는 회전력 인가부; 및
상기 회전력 인가부의 회전운동을 직선운동으로 변환하여 상기 트랜스듀서에 제공하는 변환부;를 포함하는 초음파 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 하우징 외부에 구비되며, 자력(磁力)에 의하여 상기 회전력 인가부와 연결되는 외측 회전부;를 더 포함하는 초음파 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 하우징 중 상기 회전력 인가부 및 상기 외측 회전부 사이에 위치하는 영역은 비자성 재질로 이루어지는 초음파 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 변환부는,
상기 회전력 인가부와 연결되어 회전되는 주동절; 및
상기 트랜스듀서에 고정되며, 상기 주동절의 회전운동에 따라 전후방으로 직선운동하는 종동절;을 포함하는 초음파 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 주동절은 원기둥 형상으로 이루어지며 그 표면에 홈부가 나선형으로 구비되고, 상기 종동절에는 상기 홈부에 삽입되는 돌기부가 구비되는 초음파 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 하우징 내부에는 유체가 충진되는 초음파 장치.
시술자의 조작을 위한 시술 핸드피스;
상기 시술 핸드피스에 탈부착되는 카트리지;
상기 카트리지 내부에 구비되며, 고강도 집속 초음파로 이루어진 열적 병변을 생성시키는 트랜스듀서;
상기 시술 핸드피스에 구비되는 외측 회전부;
상기 카트리지 내부에 구비되며, 상기 카트리지의 외벽을 사이에 두고 상기 외측 회전부와 자력(磁力)으로 연결되는 회전력 인가부; 및
상기 회전력 인가부의 회전운동을 직선운동으로 변환하여 상기 트랜스듀서에 제공하는 변환부;를 포함하는 초음파 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 변환부는,
원기둥 형상으로 이루어져 표면에 홈부가 나선형으로 구비되며, 상기 회전력 인가부의 회전운동에 따라 회전되는 원통캠;
상기 원통캠의 회전축과 평행하게 구비되는 가이드부; 및
일측은 상기 트랜스듀서에 고정되고, 타측은 상기 홈부에 삽입되며, 상기 가이드부를 따라 직선운동하는 이송부재;를 포함하는 초음파 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 카트리지의 내부는 상기 카트리지의 외벽에 의하여 밀폐되며, 상기 카트리지의 내부에는 초음파를 전달하는 유체가 충진되는 초음파 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 카트리지의 외벽 중 상기 회전력 인가부와 상기 외측 회전부 사이의 영역은 비자성 재질로 이루어지는 초음파 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 카트리지의 외벽에는 상기 회전력 인가부 또는 상기 외측 회전부의 적어도 일부가 삽입되는 오목부가 구비되는 초음파 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 외측 회전부의 적어도 일부는 상기 시술 핸드피스의 외면으로 돌출되는 초음파 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 카트리지는 시술 종류 또는 시술 조건이 서로 상이한 제1 카트리지 및 제2 카트리지를 포함하는 초음파 장치.