KR101859187B1 - 피부미용 및 피부재생 치료가 가능한 하이브리드 플라즈마 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 전원을 공급하는 전원부; 적어도 하나 이상의 비활성가스를 공급하는 가스공급부; 다수개의 시술프로그램 중 두개 이상의 시술프로그램을 입력받는 조작부; 상기 조작부를 통해 입력된 시술프로그램에 따라 하나의 비활성가스가 출력되도록 제어하거나, 두개 이상의 비활성가스들이 혼합되어 출력되도록 제어하는 제어부; 상기 조작부를 통해 입력된 시술프로그램에 따라 어느 하나의 비활성가스를 출력하거나, 두개 이상의 비활성가스들을 혼합하여 출력하는 가스 출력부; 상기 시술프로그램에 따라 생성된 비활성가스를 플라즈마화시켜 외부로 분사하는 플라즈마 핸드피스; 및 상기 플라즈마 핸드피스에 전원을 인가하는 플라즈마 구동부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

피부미용 및 피부재생 치료가 가능한 하이브리드 플라즈마 장치{Hybrid plasma device that can treat skin beauty and skin regeneration}

본 발명은 피부미용 및 재생치료가 가능한 하이브리드 플라즈마 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 두개 이상의 비활성가스를 혼합 사용하여 피부재생 치료 및 피부미용 치료를 하나의 장치에서 복합적으로 사용할 수 있게 하는 피부미용 및 피부재생 치료가 가능한 하이브리드 플라즈마 장치에 관한 것이다.

피부 조직의 노화, 흉터 등을 개선하기 위한 방법으로서, 종래에는 단순히 피부 재생을 위한 용액, 크림, 젤, 연고제 등의 의약품을 단순히 피부에 도포하는 방식에 의한 치료만이 이루어졌다.

그러나, 피부에 도포된 용액, 크림, 젤, 연고제 등의 양에 비해서, 피부의 진피층으로 흡수되어 치료에 유효하게 작용하는 용액, 크림, 젤, 연고제 등의 양은 상대적으로 그 비율이 매우 작았다.

도포된 액이 피부의 표피층을 통과할 수 있는 가능성이 전체 함량의 0.3%에 불과하고, 나머지 99.7%는 피부 최외각의 피지를 통과하지 못하고 피부 위에 남거나 말라 소멸하는 단점이 있었다.

따라서, 도포액을 이용하여 주름을 개선하거나 피부에 탄력을 주는 것에는 한계가 따를 수 밖에 없었다. 그 결과 효과적인 피부 조직의 개선을 위한 치료가 효율적으로 이루어지지 않는다는 문제점이 있었다.

따라서, 피부 조직의 효과적인 재생을 위해 피부층에서의 용액, 크림, 젤, 연고제 등의 흡수율을 획기적으로 높일 수 있는 방법으로 전기적 자극, 냉온 자극 또는 기계적인 자극(예를 들면, 바늘 치료)을 가하는 방법이 실시되고 있다.

이에 따라, 상술한 방법을 편리하게 수행할 수 있는 피부 미용기가 개발되고 있다. 일반적으로, 피부 미용기는 피부에 음압, 초음파, 고주파 가열 등을 시술하여 피부를 관리하거나, 스팀, 음이온, 냉온 자극, 진동 자극 등으로 자극을 가하는 방식을 채용하는 기기를 개발하여 사용되고 있다.

또한, 예를 들면, 한국공개특허 제2003-0080507호에 기재된 바와 같이, 하나의 기기에 상술한 방법들 중 두가지 이상을 복합시켜 시술할 수 있는 피부 미용기를 개발하여 사용하고 있다.

한편, 피부를 자극하거나 피부조직에 마이크로 채널을 형성하여 비타민 C, 펩타이드 등의 영양분을 콜라겐을 포함하는 진피층에 효과적으로 공급하여 튼살과 주름을 개선함은 물론, 여드름 흉터와 화상 흉터 등의 복원 치료에 적합한 피부 치료 장치(실용신안등록 제395359 호, 마이크로 니들 롤러)가 개시되었다.

그러나, 상기 기술은 마이크로 니들에 의한 피부 자극 효과에만 의존하게 되므로, 피부 표면을 부드럽게 하고 흉터 조직을 부드럽게 하는 효과는 기대할 수 있었지만, 인체 내 콜라겐의 재생을 촉진하여 주름을 개선하는 효과는 만족스럽지 못한 문제점이 있었다.

또한, 냉온 마사지가 가능한 피부 미용기의 경우에는 열전소자를 이용한 냉온 겸용 피부 미용기가 있는데, 이것은 열전소자의 후면에 히트싱크를 밀착시켜 열전소자에서 발생하는 열을 방열시켜 열전소자를 냉각하는 방법을 이용한 피부 미용기이다.

예를들면, 열전소자에 전원을 공급하여 열전소자의 전면에 냉기를 발생시켜 냉 마사지를 하게 되는데, 이때 열전소자의 후면에서 열기가 발생하기 때문에 이를 냉각시켜줘야 한다. 왜냐하면, 열전소자의 후면에서 발생하는 열기의 온도가 계속해서 올라가서 그 열기가 열전소자의 전면에 영향을 미치기 때문이다. 즉, 열전소자의 후면에서 발생하는 열기가 열전소자의 전면에서 발생하는 냉기의 온도를 높이므로 냉 마사지 효과가 떨어지기 때문이다.

이와 같이, 냉기의 온도와 열기의 온도 간의 전환에 어려움이 있어서 이를 해결하기 위해 냉각팬을 구비하였지만, 피부 미용기의 부피가 커지게 되는 문제점을 발생하였다.

또한, 피부 세포 활성화를 위하여 산소를 이용한 피부 미용법이 알려져 있다. 그래서, 산소 및 영양 성분을 공급하면서 표피와 긴밀한 밀착과 흡입하여 마사지를 행하는 피부 미용기인 진공스윙흡착방식 산소발생기(실용신안등록 제325459호 공보)가 개시되어 있다.

이것은 산소 발생기에서는 흡착베드 내의 산소와 질소를 흡입ㆍ배기하는 요동 피스톤식(또는 요동 다이어프램식) 산소진공펌프와 요동 피스톤식(요동 다이어프램식) 질소진공펌프를 하나의 모터에 의해 구동시키는 방식이다. 그러나 상기 기술은 소음 및 진동이 심하다는 문제점이 있었다.

또한, 초음파를 이용한 피부 미용기는 초음파의 규칙적인 진동에 의해 피부 세포를 자극하여 노폐물을 제거 및 피부의 마사지를 제공하여 피부와 비만 관리를 할 수 있는 기술을 개발하여 사용하고 있다.

그러나, 이와 같은 초음파를 이용한 피부 미용기는 초음파의 효과를 극대화시키기 위하여 20KHz 내지 80KHz의 초음파를 사용하고 있는데, 이에 사용자가 시술을 받을 때에 심각한 소음이 발생되는 문제점이 있었다.

일반적인 사람의 경우 20Hz에서 16,000Hz(16KHz)까지의 소리를 들을 수 있으나, 예외적으로 20KHz 이상의 소리 즉, 초음파를 인지하는 경우도 있는 문제점이 있었다. 또한, 피부와 직접 접촉하는 마사지부가 금속 재질로 형성되어 장시간 사용시 오히려 피부에 알레르기나 트러블이 발생되는 부작용이 있었다.

한편, 물질의 제4상태라고도 일컬어지는 플라즈마(plasma)는 기체에 포함된 분자들이 서로 충돌하면서 최외각 전자 중 일부가 떨어지게 함으로써 양이온과 음이온이 섞인 이온화된 기체가 형성된 것을 의미한다.

플라즈마는 온도적 특성에 따라 고온 플라즈마와 저온플라즈마로 나뉜다. 그중 저온 플라즈마는 플라즈마상의 강력한 침투력과 함께 과산화수소 증기가 함께 생성되는 특징이 있다. 최근 저온 플라즈마를 활용한 멸균기로 의료기구 등의 멸균처리에 사용하고 있다.

한편 환자의 피부에 저온 플라즈마를 접촉시키면 살균 효과와 더불어 피부세포가 재생되는 효과도 있는 것으로 알려져 있다. 네덜란드의 Eva Stoffels는 2000년대에 주사기 형태의 플라즈마를 이용하여 암세포를 포함한 다양한 포유세포와 미생물에서 플라즈마에 의한 사멸효과를 보고하였다 [Stoffels, Plasma Sources Sci Technol 15, 2006].

플라즈마는 직접적으로 세포에 작용하여 효과를 나타내기도 하나, 플라즈마에 의해서 발생된 활성종이 암세포의 괴사(necrosis)나 세포자멸사(apoptosis) 등을 유도하여 세포를 사멸시킨다는 보고가 있다(Murakami, Plasma Sources Sci Technol 22, 2013; Sensenig, Ann Biomed Eng 39, 2011].

플라즈마에서 발생되는 다양한 활성종들이 세균의 세포벽을 파괴시켜 강한 살균효과를 가지며, 흥미롭게도 같은 조건에서 생체조직은 거의 상해를 받지 않는다.

즉 발생되는 활성종은 인체에 무해한 수산화기(hydroxyl radical: OH기), ions, electrons, photons, 이온화된 가스와 극소량의 UV 등이 방출된다. 그리고 OH은 박테리아 살균에 있어 매우 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다[Kang, Appl Phys Lett 98, 2011].

조직 손상후 플라즈마 처리 시 살균작용으로 인하여 조직의 2차 감염을 예방하고 빠른 지혈작용으로 상처치유에 있어서 효과적인 것으로 나타났다. 즉 정맥성 궤양이 발생한 부위에 하루에 2분씩 반복적으로 플라즈마를 처리한 결과 상처치유 효과가 탁월한 것으로 나타났으며, 플라즈마를 반복적으로 11회 처리 후 상처부위에 세균이 발견되지 않는 것으로 보고되었다[Gregory, Plasma Chem Plasma Process 26, 2006].

피부에 플라즈마의 주기적 처리는 피부세포를 자극시켜 진피층의 콜라겐을 증가시키고, VEGF의 분비 증대로 인해 신생혈관들이 피부세포들의 영양공급을 담당하여 노화 방지 효과를 기대할 수도 있다.

따라서 일반 환자뿐만 아니라 혈액 질환을 가지고 있는 환자의 상처치유에 있어 플라즈마를 아주 유용하게 사용할 수 있을 것이다 [Heilin, J Dtsch Dermatol Ges 8, 2010].

저온플라즈마를 이용한 피부질환 장치에 있어서 특허 제10-1212749호는 피부와 접촉되어 미세전류를 인가하는 접촉돌기 구조와 동시에 물을 공급하여 수산기를 발생시키는 장치를 개발하였다. 하지만 별도의 물을 공급하는 것은 불편하고 복잡한 측면을 갖고 있다. 특허 제10-1026945호는 저온플라즈마 발생장치를 통해 오존가스를 발생시키고 피부에 접촉시킨 직후 회수하여 오존을 분해하는 장치로 구성되어 있어 구조가 복잡하고 부피가 큰 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은, 두개 이상의 비활성가스를 혼합 사용하여 피부재생 치료 및 피부미용 치료를 복합적으로 사용할 수 있게 하는 피부미용 및 피부재생 치료가 가능한 하이브리드 플라즈마 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 플라즈마 핸드피스로 입력되는 비활성가스의 입력 경로를 플라즈마가 출력되는 출력방향으로 유도하고, 출력 종단에는 비활성가스가 와류형태로 출력되도록 하는 피부미용 및 피부재생 치료가 가능한 하이브리드 플라즈마 장치를 제공한다.

본 발명에 따른 피부미용 및 재생치료가 가능한 하이브리드 플라즈마 장치는, 전원을 공급하는 전원부; 적어도 하나 이상의 비활성가스를 공급하는 가스공급부; 다수개의 시술프로그램 중 두개 이상의 시술프로그램을 입력받는 조작부; 상기 조작부를 통해 입력된 시술프로그램에 따라 하나의 비활성가스가 출력되도록 제어하거나, 두개 이상의 비활성가스들이 혼합되어 출력되도록 제어하는 제어부; 상기 조작부를 통해 입력된 시술프로그램에 따라 어느 하나의 비활성가스를 출력하거나, 두개 이상의 비활성가스들을 혼합하여 출력하는 가스 출력부; 상기 시술프로그램에 따라 생성된 비활성가스를 플라즈마화시켜 외부로 분사하는 플라즈마 핸드피스; 및 상기 플라즈마 핸드피스에 전원을 인가하는 플라즈마 구동부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가스공급부는, 질소(Nitrogen)를 공급하는 제1 비활성 가스탱크 ; 및 아르곤(Argon)을 공급하는 제2 비활성 가스탱크를 포함하는 것을 특징으로 하는 피부미용 및 피부재생 치료가 가능한 하이브리드 플라즈마 장치.

또한, 상기 가스 출력부는, 가스공급부를 통해 공급되는 두개 이상의 비활성가스가 혼합되는 출력조절레귤레이터; 상기 출력조절레귤레이터를 통해 혼합된 비활성가스의 압력상태를 감지하는 공압센서; 및 상기 조작부를 통해 입력된 시술프로그램에 따라 상기 플라즈마 핸드피스로 출력되는 비활성가스의 압력을 조절하는 공압 솔레노이드 밸브; 를 포함하되, 상기 조작부로를 통해 입력된 시술프로그램에 따라 어느 하나의 비활성가스를 상기 플라즈마 핸드피스로 출력하거나, 두개 이상의 어느 비활성가스들을 혼합하여 출력하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 플라즈마 핸드피스는, 상기 비활성가스가 입력되는 가스입력부, 가스출력 가이드가 삽입되어 내부에 배치되는 가이드 결합부, 상기 비활성가스에 전압이 인가되어 발생되는 플라즈마가 외부로 출력되는 노즐을 포함하는 플라즈마출력 노즐부; 전극봉부의 전극봉이 내부에 배치되되, 관통삽입되어 일측이 상기 노즐 내에 배치되도록 양측을 관통하도록 형성된 전극봉홀, 상기 가스입력부로부터 입력되는 비활성가스를 복수의 방향으로 입력되되, 일정각도 사선 방향으로 동시에 입력하고, 상기 비활성가스가 와류형태로 출력되도록 형성된 와류입력 유로;를 포함하는 가스출력 가이드; 및 상기 전극봉홀에 관통삽입되되, 상기 노즐 내에 배치되는 전극봉이 일측에 배치되는 전극봉부를; 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 와류입력 유로는, 상기 가스입력부로부터 비활성가스가 입력되되, 상기 전극봉의 길이방향을 기준으로 15도 ~ 25도의 사선방향으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가스출력 가이드는, 상기 와류입력 유로가 외측둘레에 4개가 형성되되, 하나의 와류입력 유로와 다른 와류입력 유로 90도 각도의 간격에 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 노즐 내에 배치되는 전극봉의 길이방향을 따라 출력되되, 상기 전극봉외측을 감싸는 와류형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한. 상기 다수개의 시술프로그램은 피부미용 시술프로그램과 피부재생 시술프로그램을 포함하되, 상기 피부미용 시술프로그램이 선택될 경우의 비활성 가스들의 혼합비율과, 상기 피부재생 시술프로그램이 선택될 경우의 비활성 가스들의 혼합비율이 서로 다르게 혼합되도록 제어되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 피부미용 및 피부재생 치료가 가능한 하이브리드 플라즈마 장치는 다양한 비활성가스를 조합할 수 있고, 조합된 비활성가스의 혼합 비율을 조절할 수 있어 하나의 피부미용 기기에서 다양한 피부재생 치료 및 피부미용 치료를 동시에 그리고 복합적으로 사용할 수 있어 사용자 편의성을 극대화 할 수 있다.

또한 본 발명은 다양한 비활성 가스의 혼합비율을 치료효과를 극대화 할 수 있는 비율로 조절할 수 있어 다양한 피부질환 환자를 치료 할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 플라즈마 핸드피스는 가스의 이동경로를 배출 방향인 플라즈마 출력공 내의 가스 합수공간으로 유도하되, 상기 가스가 전극봉을 기준으로 전극봉 외측에 와류가 형성되도록 하여, 생성되는 플라즈마가 시술부위에 정확하게 모이도록 하므로, 이로 인하여 피부재생 치료시 피부재생 효과를 극대화 할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 피부미용 및 피부재생 치료가 가능한 하이브리드 플라즈마 장치는 다양한 비활성가스의 혼합비율을 적절히 조절하여 직접적인 세포 활성화(근육세포 포함) 및 피부조직 재생 촉진, 그리고 조직이 제거된 상태에서 조직을 수복해주는 수복 재생 효과가 매우 우수한 장점이 있다.

도 1은 피부미용 및 피부재생 치료가 가능한 하이브리드 플라즈마 장치의 사시도이다.
도 2는 피부미용 및 피부재생 치료가 가능한 하이브리드 플라즈마 장치의 블럭도이다.
도 3은 플라즈마 핸드피스의 분해 사시도이다.
도 4는 플라즈마 핸드피스의 단면도이다.
도 5는 가스출력 가이드에서 와류입력 유로를 설명하기 위한 단면이다.
도 6은 가스출력 가이드에서 와류입력 유로의 가스 진입 구조를 설명하기 위한 단면이다.
도 7은 다양한 피부미용 및 피부재생 시술 프로그램에 따른 다양한 치료 가능 GUI 화면에 대한 도면이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.

또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.

본 출원에서 설명되는 특정 도면에 해당 부호가 없더라도, 그 이전에 설명된 도면에 해당 부호가 있다면 이를 표기하여 설명할 수 있다.

본 발명의 피부미용 및 피부재생 치료가 가능한 하이브리드 플라즈마 장치(100)는 피부미용 및 피부재생 시, 세포의 활성화, 세포의 손상부위로의 이동, 세포의 증식 및 세포의 분화를 효과적으로 유도할 수 있으므로, 피부 손상 및 피부 관련 질환의 치료 및 피부미용 치료에 유용하게 이용될 수 있다.

본 발명에 있어서 피부재생 및 피부미용 치료를 플라즈마(100)의 노출 조건은 플라즈마 가스 방출량, 플라즈마 발생원으로부터 환부까지의 거리, 플라즈마 노출 횟수, 플라즈마 노출 시간 등에 따라 조절될 수 있다.

본 발명의 "피부 재생"은 임의의 근조직의 손상을 포함할 수 있다. 근육 손상은 사고, 운동 부상, 내분비선 장애, 질환, 창상 또는 외과 수술로 인한, 근조직에 대한 육체적 트라우마로부터 발생할 수 있다.

또한 본 발명의 "피부재생"은 아토피의 주 원인인 황색포도상구균을 효과적으로 제어하거나 제거 할 수 있다.

본 발명의 피부재생 및 피부미용 치료를 플라즈마 장치(100)는, 살균치료, 플라즈마의 친수성을 이용한 피부 내 수분공급 원활, 세포의 활성화, 세포의 손상부위로의 이동, 세포의 증식 및 세포의 분화로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상에 의하여 이루어지는 피부미용 및 피부재생 치료 효과를 갖는다.

따라서 본 발명의 피부재생 및 피부미용 치료를 플라즈마 장치(100)는, 직접적인 세포 활성화(근육세포 포함) 및 피부조직 재생 촉진을 유발하는 것이며, 조직이 제거된 상태에서 조직을 수복해주는 수복 재생 효과가 매우 우수하다.

따라서 본 발명의 피부재생 및 피부미용 치료를 플라즈마 장치(100)는, 피부조직, 세포 사멸 등에 의한 피부손상 및 피부손상 관련 질환을 갖는 환자의 치료에 효과적으로 사용될 수 있다. 본 발명의 치료는 예방적, 완화적 및 치유적 치료가 모두 포함된다.

도 1 및 2 를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 피부미용 및 피부재생 치료가 가능한 하이브리드 플라즈마 장치를 설명한다. 도 1 은 피부미용 및 피부재생 치료가 가능한 하이브리드 플라즈마 장치의 사시도이고, 도 2는 피부미용 및 피부재생 치료가 가능한 하이브리드 플라즈마 장치의 관한 블럭도이다.

본 발명에 따른 피부미용 및 피부재생 치료가 가능한 하이브리드 플라즈마 장치(100)는, 전원부(110), 조작부(120), 제어부(130), 가스공급부(140), 가스 출력부(150), 플라즈마 구동부(160)및 플라즈마 핸드피스(170)를 포함한다.

본 발명의 하이브리드 플라즈마 장치(100)는, 전면에는 사용자가 다양한 피부미용 및 피부재생 시술프로그램을 입력할 수 있는 조작부(120)가 LCD 터치스크린 타입으로 배치되어 있고, 본체 측면에 사용자가 한 손에 쥐고 사용 가능한 크기와 형상으로 형성되는 플라즈마 구동부(160)가 배치되어 있으며, 본체 내부에는 질소(Nitrogen)를 공급하는 제1 비활성 가스탱크(141) 및 아르곤(Argon)을 공급하는 제2 비활성 가스탱크(142)가 배치된다.

또한, DC전압으로 작동되는 피부를 향해 조사되는 저온 플라즈마(cold plasma)를 생성하는 휴대용 플라즈마 생성기가 본체 전면부에 장, 탈착 가능하도록 배치될 수도 있다.

한편 전원부(110)는, 본 발명에 따른 피부미용 및 피부재생 치료가 가능한 하이브리드 플라즈마 장치(100)로 전원을 공급하는 전원공급부이다.

전원부(110)는, 외부로부터 가용전압을 공급받게 되는데, 110V 또는 220V의 상용전압을 공급받거나, 내장형으로 설치되는 착탈가능한 배터리를 통해 전원을 공급받을 수도 있으며, 또는 노트북 등에 접속되는 USB 케이블 등과 같은 형태로도 가용전압을 공급받도록 구성이 가능하다.

전원부(110)는 제어부(130)의 제어 하에서, 외부의 전원, 내부의 전원을 인가 받아 각 구성요소들에 전원을 공급한다.

조작부(120)는 사용자가 다양한 피부미용 및 피부재생 치료 시술프로그램을 입력할 수 있는 LCD 터치스크린 타입으로 배치되는데, UI 디스플레이와 메뉴 입력이 가능하다면 다양한 종류의 입력장치를 이용할 수도 있다. 사용자는 조작부(120)를 통해 아토피 치료, 주름 개선, 흉터치료, 화상 치료, 피부 미용 등 피부미용 및 피부재생 치료의 시술프로그램을 선택할 수 있다.

조작부(120)는, 저항막 방식, 정전용량 방식, 적외선 방식, 초음파 방식, 자기장 방식 등 여러 가지 터치방식 중 적어도 하나를 이용하여 터치 스크린에 가해지는 터치(또는 터치입력)을 감지한다. 여기에서 터치 대상체는, 예를 들어 손가락, 터치펜 또는 스타일러스 펜(Stylus pen), 포인터 등이 될 수 있다.

조작부(120)는 사용자의 입력 인터페이스를 제공하는 사용자 입력부로써 기능함과 동시에, 출력 인터페이스도 제공할 수 있다.

제어부(130)는, 응용 프로그램과 관련된 동작 외에도, 통상적으로 각 구성요소들의 전반적인 동작을 제어한다. 제어부(130)는 구성요소들을 통해 입력 또는 출력되는 신호, 데이터, 정보 등을 처리하거나 메모리(미도시)에 저장된 응용 프로그램을 구동함으로써, 사용자에게 적절한 정보 또는 기능을 제공 또는 처리할 수 있다.

또한 제어부(130)는 메모리(미도시)에 저장된 프로그램을 구동하기 위하여, 도 2의 구성요소들 중 적어도 일부를 제어할 수 있다. 제어부(130)는 위와 같이, 조작부(120)를 통해 터치 입력에 상응하는 데이터(또는 정보)를 처리하며, 나아가 처리된 데이터에 대응하는 시각적인 정보를 조작부(120)에 출력한다.

이러한 제어부(130)는 예를 들면, WINDOWS CE 기반의 운영체제이고, 유량 제어부(143), 공압센서(152)의 모니터링 및 별도 출력조절 레귤레이터(153) 및 공압솔레로이드 밸브(151), 비활성가스의 공급량 및 혼합되는 양을 제어한다.

즉, 조작부(120)를 통해 다양한 피부미용 및 피부재생 시술프로그램이 선택되면, 예를 들면 피부재생 시술프로그램을 사용자가 선택하고, 선택된 피부재생 시술프로그램 중 아토피 치료, 주름 개선, 흉터치료, 화상 치료 중 어느 하나를 선택하면 제어부(130)는 선택된 시술프로그램에 따라 출력조절 레귤레이터(153) 및 공압솔레로이드 밸브(151) 등을 제어하여 제1 비활성가스인 질소가스와 제2 비활성가스인 아르곤 가스가 혼합되도록 제어한다.

여기서 제어부(130)는 예컨대 아토피 치료에는 질소가스만을 이용한다고 할 경우에는, 질소가스만 이용하여 플라즈마를 출력하도록 하나의 가스만 출력되도록 각 구성요소들을 제어하고, 사용자가 선택한 시술프로그램이 질소가스와 아르곤 가스가 혼합되어 출력되어야 할 경우에도 각 구성요소들을 제어하는 것이다.

여기서 각 시술프로그램에 따라 질소가스와 아르곤 가스의 혼합량은 메모리(미도시)에 저장되어 있으며, 다양한 시술프로그램이 계속적으로 업데이트 될 수 있다. 또한 사용자인 의사에 의해 각 시스프로그램에 따라 개별적으로 가스 혼합비율을 조절할 수도 있다.

가스 공급부(140)는, 질소(Nitrogen)를 공급하는 제1 비활성 가스탱크(141) 아르곤(Argon)을 공급하는 제2 비활성 가스탱크(142), 각 가스탱크에 연결된 유량제어부(143)를 포함한다.

유량제어부(143)는, 각 탱크로부터 배출되는 가스를 각각의 아날로그 출력조절 레귤레이터를 통해 예컨대 3bar 이하의 출력으로 조절한다. 유량제어부(143)는 아날로그 출력조절 레귤레이터를 사용하는 것이 바람직하나, 디지털 출력조절 레귤레이터를 사용할 수도 있다.

가스 출력부(150)는 공압 솔레로이드 밸브(151), 공압센서(152) 및 출력조절 레귤리이터(153)를 포함한다.

공압 솔레로이드 밸브(151)는, 조작부(120)로부터 입력된 시술프로그램에 따라 제1 비활성 가스탱크(141)에 저장된 질소가스가 출력되도록 제어부(130)에 의해 조절되거나, 제2 비활성 가스탱크(142)에 저장된 아르곤 가스가 출력되도록 제어되거나, 상기 질소가스와 아르곤 가스가 선택된 시술프로그램에 따른 혼합비율로 혼합되어 출력되도록 제어하는 디지털 솔레로이드 밸브이다.

공압센서(152)는, 출력조절 레귤리이터(153)에서 공압 솔레로이드밸브(151)로 출력되는 상기 가스의 압력을 감지하는 압력감지 센서이다.

또한 출력조절 레귤레이터(153)는, 제1 비활성 가스탱크(141) 및 제2 비활성 가스탱크(142)에 각각 연결된 유량 제어부(143)거쳐 출력되는 질소가스 및 아르곤 가스의 출력을 2차적으로 제어한다.

출력조절 레귤레이터(153)는 디지털 방식의 레귤레이터(regulator)인 것이 바람직하나, 사용자로부터 선택된 시술프로그램에 따라 제어부(130)를 통해 가스의 혼합비율 조절 및 단일 가스 사용 등이 제어된다.

플라즈마 구동부(160)는 플라즈마 방전을 위해 후술할 플라즈마 핸드피스(170) 내에 배치되는 전극봉(1631)에 고전압을 인가하는 전압인가 장치로, 인버터 형식 고효율 파워 제너레이터이다.

플라즈마 구동부(160)는, 프리볼트 적용으로 입력전원을 DC 형태로 변경한 후 30kHz의 전압 스위칭을 통해 4kV, 250mA의 인버터 방식 파워 제너레이터 구성할 수 있다. 다른 장비의 경우 전원트랜스로부터 입력받은 60Hz의 전원을 승압하여 사용하므로 최종 출력단의 경우, 낮은 스위칭 주파수로 인해 리플이 큰 현상을 보이는데, 본원 발명의 플라즈마 구동부(160)는 높은 전압 스위칭을 통해 리플을 현저하게 낮췄으며, 그에 따라 출력 단에 연결되는 부하부품의 수명이 길어지고 정확한 출력 컨트롤 및 빠른 피드백, 높은 효율의 출력이 가능한 장점이 있다.

플라즈마 핸드피스(170)는 제1 비활성 가스탱크(141) 및 제2 비활성 가스탱크(142)로부터 공급된는 질소가스와 아르곤 가스를 이용하고 아크(arc)를 방전시켜 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생장치이다.

플라즈마 핸드피스(170)의 더욱 상세한 설명은 도 3 내지 도 5를 참조하여 하기에서 설명하기로 한다.

도 3 내지 도 6을 참조하여 플라즈마 핸드피스(170)를 설명하기로 한다.

도 3은 플라즈마 핸드피스의 분해 사시도이고, 도 4는 플라즈마 핸드피스의 단면도이며, 도 5는 가스출력 가이드에서 와류입력 유로를 설명하기 위한 단면이고, 도 6은 가스출력 가이드에서 와류입력 유로의 가스 진입 구조를 설명하기 위한 단면이다.

플라즈마 핸드피스(161)는 사용자가 사용시 그립(grip)감이 좋고, 다양한 상태의 국부 면적을 치료 할 수 있도록 기계적인 유연성(flexibility)을 갖도록 구성되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 플라즈마 핸드피스(161)는 플라즈마를 형성 및 발생시키는 소자의 형태, 크기, 재료, 사용 기체의 종류 및 압력에 따라 전자 및 이온 밀도, 활성화된 원자 또는 분자, 전기장, 유도 자기장, 전달 에너지 등 플라즈마의 물리적특성을 조절할 수 있어, 치료 부위에 따라 치료의 선택성 및 효율을 높일 수 있다는 장점도 있다.

플라즈마 핸드피스(161)는, 플라즈마출력 노즐부(161), 가스출력 가이드(162) 및 전극봉부(163)를 포함한다.

플라즈마 출력 노즐부(161)는, 가스입력공(1611), 가스입력부(1612), 플라즈마 출력공(1613), 노즐(1614), 가이드 결합부(1615) 및 결합공(1616)을 포함한다.

가스입력부(1612)는, 상술한 출력조절 레귤레이터(153)를 통해 질소가스와 아르곤 가스가 혼합된 가스를 공급 또는 단일 질소가스나 아르곤 가스를 공급받도록 플라즈마 출력 노즐부(161) 일측에 형성되되, 노즐(1614)의 반대측을 향하도록 형성되어 있다.

가스입력부(1612)는 공압솔레노이드 밸브(151)와 연결되는데, 플렉서블(flexible)한 가스 공급관(다양한 재질의 유연한 호스, 튜브 등)에 연될되도록 형성되어 있고, 가스 입력공(1611)을 통해 상술한 질소 및 아르곤이 혼합된 가스(이하: 질소 및 아르곤이 혼합된 가스는 혼합가스로 통칭)가 입력된다.

플라즈마 출력공(1613)은, 가스입력부(1612)를 통해 입력된 상기 질소가스 및 아르곤 가스나 상기 혼합가스를 아크(arc)를 방전시켜 생성된 플라즈마가 출력되는 노즐(1614)의 일측에 형성되어 있다.

가이드 결합부(1615)는 노즐(1614) 타측에 형성되어 있는데, 후술할 가스출력 가이드(162)가 결합 배치되는 원형의 결합공(1616)이 형성되어 있다. 결합공(1616)은 가스출력 가이드(162)의 일측에 형성된 돌출된 부분이 결합공(1616) 내부로 삽입 결합된다.

가스출력 가이드(162)는, 와류입력 유로(1621), 전극봉홀(1622) 및 가스입력공간(1623)을 포함한다.

와류입력 유로(1621)는, 가스출력 가이드(162)가 가이드 결합부(1615)에 결합된 상태에서 와류입력 유로(1621)는 가스입력부(1612)와 연결되도록 형성된다.

즉, 가스입력부(1612)를 통해 입력되는 질소가스, 아르곤 가스 및 혼합가스가 4개의 방향으로 입력되도록 가스입력공간(1623) 내에 와류입력유로(1621)가 일정간격 이격되어 4개가 각각 형성되어 있다.

또한 4개의 와류입력 유로(1621)는 각각 일정각도(E) 이격되어 형성되어 있으며, 이 일정각도(E)는 예컨대 90도 인것이 바람직하다.

그리고 와류입력 유로(1621)는 사선 방향으로 동시에 가스가 입력되도록 형성되되, 후술할 전극봉홀(1622)을 관통하여 배치되는 전극봉(1631)의 길이방향을 기준으로 예컨대 바람직하게는 19.4도의 각도로 형성되는 것이 바람직하다.

즉, 가스입력부(1612)를 통해 입력되는 상기 가스가 거의 수평방향으로 입력되도록 형성되는 것이다. 기존의 가스 플라즈마의 핸드피스 구조는 가스의 이동경로 구조, 입출력 구조가 직각적인 구조로 인하여 각 가스 분자의 이동경로가 불규칙적이여서 이로인하여 가스가 전극봉, 전극에 인접하게 배출되지 않는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 플라즈마 핸드피스(161)는 가스의 이동경로를 배출 방향인 플라즈마 출력공(1613) 내의 가스 합수공간(1626)으로 유도하여 상기 가스가 전극봉(1631)을 기준으로 상기 가스 와류가 형성되고, 가스출력 압력에 의해 상기 가스 와류는 플라즈마 출력공(1613)으로 출력된다.

따라서, 본 발명은 상기 질소가스, 아르곤 가스가 골고루 잘 섞이도록 와류입력 유로(1621)를 형성하여, 노즐(1614)로 출력되는 가스가 전극봉(1631) 주의로 용이하게 모이도록 하여 생성되는 플라즈마가 시술부위에 정확하게 모이도록 하는 효과가 있는 것이다.

도 7은 다양한 피부미용 및 피부재생 시술 프로그램에 따른 다양한 치료 가능 GUI 화면에 대한 도면이다.

본 발명에 따른 피부미용 및 피부재생 치료가 가능한 하이브리드 플라즈마 장치(100)의 조작부(120)의 GUI 화면이다.

본 발명의 조작부(120)를 통해 다양한 피부미용 및 피부재생 시술프로그램을 사용자에 의해 선택할 수 있고, 예컨대 피부재생 시술프로그램을 사용자가 선택하고, 선택된 피부재생 시술프로그램 중 아토피 치료, 주름 개선, 흉터치료, 화상 치료 중 희망하는 시술프로그램을 선택할 수 있고, 피부재생 시술프로그램을 사용자가 선택하면 피부미용 시술프로그램을 선택하여 환자에게 시술할 수 있다.

즉, 기존의 피부미용용 플라즈마 장치는 단일 가스를 이용하여 피부미용에만 사용하였다. 기존에 피부과에서 피부미용으로 플라즈마 장치를 사용하다가 치료목적용으로 사용하기 위해 가스를 교체하거나, 다른 플라즈마 장치를 교체하여 사용하는 불편한 문제점이 있었다.

본 발명에 따른 피부미용 및 피부재생 치료가 가능한 하이브리드 플라즈마 장치(100)는, 피부미용 및 피부재생 시술프로그램을 하나의 장치에서 동시에 사용할 수 있는 장점이 있는 것이다.

또한, 피부치료(재생, 미용) 형태에 따라 예컨대 아토피 치료, 주름 개선 치료, 흉터 치료, 화상치료를 다양한 가스(아르곤 가스, 질소가스)의 혼합비율을 각기 다르게 조절할 수 있어, 피부미용 피부재생 치료시 치료효과를 극대화 할 수 있고, 또한 하나의 장비만 구비하면 피부미용 치료 및 피부재생 치료가 동시에 가능하기 때문에 의사인 사용자의 편의성을 높이는 장점이 있는 것이다.

100: 피부미용 및 피부재생 치료가 가능한 하이브리드 플라즈마 장치
110: 전원부 120: 전원부
130: 제어부 140: 가스공급부
150: 가스 출력부 160: 플라즈마 구동부
170: 플라즈마 핸드피스

Claims (8)

1. 전원을 공급하는 전원부;
   적어도 하나 이상의 비활성가스를 공급하는 가스공급부;
   다수개의 시술프로그램 중 두개 이상의 시술프로그램을 입력받는 조작부;
   상기 조작부를 통해 입력된 시술프로그램에 따라 하나의 비활성가스가 출력되도록 제어하거나, 두개 이상의 비활성가스들이 혼합되어 출력되도록 제어하는 제어부;
   상기 조작부를 통해 입력된 시술프로그램에 따라 어느 하나의 비활성가스를 출력하거나, 두개 이상의 비활성가스들을 혼합하여 출력하는 가스 출력부;
   상기 시술프로그램에 따라 생성된 비활성가스를 플라즈마화시켜 외부로 분사하는 플라즈마 핸드피스; 및
   상기 플라즈마 핸드피스에 전원을 인가하는 플라즈마 구동부; 를 포함하는 것을 특징으로 하고,
   상기 플라즈마 핸드피스는,
   상기 비활성가스가 입력되는 가스입력부와, 상기 비활성가스에 전압이 인가되어 발생되는 플라즈마가 외부로 출력되는 노즐을 포함하는 플라즈마출력 노즐부;
   상기 가스입력부로부터 입력되는 비활성가스가 와류형태로 출력되도록 형성된 와류입력 유로를 포함하는 가스출력 가이드; 및
   상기 노즐 내에 배치되는 전극봉을 일측에 구비한 전극봉부;를 포함하는 피부미용 및 피부재생 가능한 하이브리드 플라즈마 장치.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 가스공급부는,
   질소(Nitrogen)를 공급하는 제1 비활성 가스탱크 ; 및
   아르곤(Argon)을 공급하는 제2 비활성 가스탱크를 포함하는 것을 특징으로 하는 피부미용 및 피부재생 치료가 가능한 하이브리드 플라즈마 장치.
   
3. 제1항에 있어서, 상기 가스 출력부는,
   가스공급부를 통해 공급되는 두개 이상의 비활성가스가 혼합되는 출력조절레귤레이터;
   상기 출력조절레귤레이터를 통해 혼합된 비활성가스의 압력상태를 감지하는 공압센서; 및
   상기 조작부를 통해 입력된 시술프로그램에 따라 상기 플라즈마 핸드피스로 출력되는 비활성가스의 압력을 조절하는 공압 솔레노이드 밸브; 를 포함하되,
   상기 조작부를 통해 입력된 시술프로그램에 따라 어느 하나의 비활성가스를 상기 플라즈마 핸드피스로 출력하거나, 두개 이상의 어느 비활성가스들을 혼합하여 출력하는 것을 특징으로 하는 피부미용 및 피부재생 치료가 가능한 하이브리드 플라즈마 장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 플라즈마출력 노즐부는,
   가스출력 가이드가 삽입되어 내부에 배치되는 가이드 결합부, 상기 가스입력부를 통하여 입력되는 상기 비활성가스에 전압이 인가되어 발생되는 플라즈마가 외부로 출력되는 노즐을 포함하고,
   상기 가스출력 가이드는,
   전극봉부의 전극봉이 내부에 배치되되, 관통삽입되어 일측이 상기 노즐 내에 배치되도록 양측을 관통하도록 형성된 전극봉홀, 상기 가스입력부로부터 입력되는 비활성가스를 복수의 방향으로 입력되되, 일정각도 사선 방향으로 동시에 입력하고, 상기 와류입력 유로를 통하여 상기 비활성가스가 와류형태로 출력되며,
   상기 전극봉부는,
   상기 전극봉홀에 관통삽입되되, 상기 전극봉이 일측에 배치되는 것을 특징으로 하는 피부미용 및 피부재생 치료가 가능한 하이브리드 플라즈마 장치.
   
5. 제4항에 있어서, 상기 와류입력 유로는,
   상기 가스입력부로부터 비활성가스가 입력되되, 상기 전극봉의 길이방향을 기준으로 15도 ~ 25도의 사선방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 피부미용 및 피부재생 치료가 가능한 하이브리드 플라즈마 장치.
   
6. 제4항에 있어서, 상기 가스출력 가이드는,
   상기 와류입력 유로가 외측둘레에 4개가 형성되되, 하나의 와류입력 유로와 다른 와류입력 유로 90도 각도의 간격에 형성되는 것을 특징으로 하는 피부미용 및 피부재생 치료가 가능한 하이브리드 플라즈마 장치.
   
7. 제4항에 있어서,
   상기 노즐 내에 배치되는 전극봉의 길이방향을 따라 출력되되, 상기 비활성가스가 상기 전극봉외측을 감싸는 와류형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 피부미용 및 피부재생 치료가 가능한 하이브리드 플라즈마 장치.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 다수개의 시술프로그램은 피부미용 시술프로그램과 피부재생 시술프로그램을 포함하되, 상기 피부미용 시술프로그램이 선택될 경우의 비활성 가스들의 혼합비율과, 상기 피부재생 시술프로그램이 선택될 경우의 비활성 가스들의 혼합비율이 서로 다르게 혼합되도록 제어되는 것을 특징으로 하는 피부미용 및 피부재생 치료가 가능한 하이브리드 플라즈마 장치.
   

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