KR101893584B1

KR101893584B1 - 초음파 시술 장치

Info

Publication number: KR101893584B1
Application number: KR1020170145131A
Authority: KR
Inventors: 박종철; 이희숙
Original assignee: 박종철
Priority date: 2017-11-02
Filing date: 2017-11-02
Publication date: 2018-08-30

Abstract

본 발명은 초음파 시술 장치에 관한 것으로, 내부의 빈 공간에 매질이 충진되는 카트리지 하우징; 상기 카트리지 하우징 내부에 이동 가능하게 구비되어 집속 초음파를 발생시키는 트랜스듀서를 포함하는 초음파 치료부; 상기 트랜스듀서에서 발생된 초음파를 통과시키는 윈도우; 및 상기 카트리지 하우징 내부에서 상기 초음파 치료부를 이동시키는 구동부;를 카트리지가 포함하며, 상기 구동부는 원기둥 형상으로 이루어지되 상기 원기둥 형상의 중심축에서 이격된 지점을 지나는 회전축을 갖는 편심 구동캠을 포함하고, 상기 초음파 치료부는 상기 편심 구동캠의 외면에 일측이 결합되는 커넥팅로드 및 상기 커넥팅로드의 타측에 결합되는 커넥터를 포함하여 상기 편심 구동캠의 시계방향 회전에 따라 상기 트랜스듀서가 일방향으로 이동되면서 상기 윈도우로부터 상기 트랜스듀서 사이의 이격 거리의 증가와 감소가 반복됨으로써, 시술의 효율성이나 안정성이 향상될 수 있다.

Description

초음파 시술 장치{ULTRASOUND OPERATING APPARATUS}

본 발명의 일실시예는 초음파 시술 장치에 관련된다.

피부 탄력 개선, 주름완화 등 피부 상태를 개선시키기 위한 시술이나, 피하지방을 감소시키기 위한 다양한 시술들이 개발되고 있다. 이러한 시술들은 크게 침습적 방식과 비침습적 방식으로 구분될 수 있는데, 집속 초음파(Intensity focused ultrasound:IFU)를 피부 내부로 조사하여 소정의 근육이나 지방층 등의 조직에 열적 초점을 형성시켜 조직을 재생시키거나 제거하는 방식으로 시술을 수행할 수 있도록 하는 초음파 의료기기들이 제안되고 있다.

특허문헌1에는 집속 초음파를 이용하여 다양한 시술을 수행할 수 있는 장비가 개시되어 있다.

대한민국등록특허공보 10-2017-0013457호

본 발명의 일실시예에 따르면 초음파를 이용한 시술의 효율성이나 안정성이 향상된 초음파 시술 장치를 제공할 수 있다.

본 발명의 예시적인 실시예에 따른 초음파 시술 장치는, 초음파를 조사하는 카트리지를 포함하는 초음파 시술 장치에 있어서, 상기 카트리지는, 내부의 빈 공간에 매질이 충진되는 카트리지 하우징; 상기 카트리지 하우징 내부에 이동 가능하게 구비되어 집속 초음파를 발생시키는 트랜스듀서를 포함하는 초음파 치료부; 상기 트랜스듀서에서 발생된 초음파를 통과시키는 윈도우; 및 상기 카트리지 하우징 내부에서 상기 초음파 치료부를 이동시키는 구동부;를 포함하며, 상기 구동부는 원기둥 형상으로 이루어지되 상기 원기둥 형상의 중심축에서 이격된 지점을 지나는 회전축을 갖는 편심 구동캠을 포함하고, 상기 초음파 치료부는 상기 편심 구동캠의 외면에 일측이 결합되는 커넥팅로드 및 상기 커넥팅로드의 타측에 결합되는 커넥터를 포함하여 상기 편심 구동캠의 시계방향 회전에 따라 상기 트랜스듀서가 일방향으로 이동되면서 상기 윈도우로부터 상기 트랜스듀서 사이의 이격 거리의 증가와 감소가 반복될 수 있다.

이때, 상기 일방향은 상기 카트리지 하우징의 일단에서 타단을 향하는 방향이고, 상기 편심 구동캠이 반시계방향으로 회전하면, 상기 카트리지 하우징의 타단에서 일단을 향하는 방향으로 상기 트랜스듀서가 이동되면서 상기 윈도우로부터 상기 트랜스듀서 사이의 이격 거리의 증가와 감소가 반복될 수 있다.

또한, 상기 트랜스듀서의 하면이 지향하는 방향이 상기 윈도우를 기준으로 일정하게 유지되면서 상기 초음파 치료부가 전진, 후진, 상승 및 하강하도록 안내하는 가이드암을 더 포함하되, 상기 커넥팅로드는 상기 커넥터에 회동가능하게 결합되고, 상기 커넥터는 상기 가이드암과의 접촉면에 의하여 지지되면서 상승 및 하강할 수 있다.

또한, 상기 트랜스듀서의 상방향으로 돌출되는 가이드핀이 더 구비되고, 상기 가이드암에는 상기 가이드핀을 수용하는 가이드핀홀이 더 구비되며, 상기 가이드핀홀 내벽에 상기 가이드핀이 지지되면서 상기 트랜스듀서가 상승 및 하강하여, 상기 트랜스듀서의 하면이 지향하는 방향이 상기 윈도우를 기준으로 일정하게 유지될 수 있다.

또한, 상기 커넥팅로드는 상기 커넥터에 회동가능하게 결합되고, 상기 커넥터는 상기 가이드암과의 접촉면에 의하여 지지되면서 상승 및 하강하며, 상기 트랜스듀서의 상방향으로 돌출되는 가이드핀이 더 구비되고, 상기 가이드암에는 상기 가이드핀을 수용하는 가이드핀홀이 더 구비되며, 상기 가이드핀홀 내벽에 상기 가이드핀이 지지되면서 상기 트랜스듀서가 상승 및 하강하여, 상기 트랜스듀서의 하면이 지향하는 방향이 상기 윈도우를 기준으로 일정하게 유지될 수 있다.

또한, 상기 카트리지 하우징 내부에 구비되며 상기 편심 구동캠의 회전축과 평행을 이루는 가이드레일을 더 포함하며, 상기 가이드암은 상기 가이드레일에 지지되면서 전진 및 후진할 수 있다.

또한, 상기 편심 구동캠은, 금속 재질로 이루어지는 샤프트; 및 합성수지 재질로 원기둥 형상을 이루는 바디부;를 포함하며, 상기 편심 구동캠의 회전축은 상기 샤프트의 중심축일 수 있다.

또한, 상기 커넥팅로드의 일측은, 상기 편심 구동캠을 감싸는 링 형상으로 이루어질 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 시술시간을 단축하고 시술자의 피로도를 감소시킬 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 열적 초점이 중첩되어 발생되는 위험성이 낮아지면서도 시술시간을 단축하고 시술자의 피로도를 감소시킬 수 있다.

도 1a는 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 시술 장치를 개략적으로 예시한 도면이다.
도 1b는 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 시술 장치를 개략적으로 예시한 도면이다.
도 2는 도 1에 예시된 초음파 시술 장치의 변형예를 개략적으로 예시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 시술 장치의 주요부를 개략적으로 예시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 시술 장치의 주요부를 개략적으로 예시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 시술 장치의 작동원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 시술 장치의 작동원리를 설명하기 위한 도면이다.

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 1a 및 도 1b는 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 시술 장치를 개략적으로 예시한 도면, 도 2는 도 1에 예시된 초음파 시술 장치의 변형예를 개략적으로 예시한 도면, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 시술 장치의 주요부를 개략적으로 예시한 도면, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 시술 장치의 주요부를 개략적으로 예시한 도면, 도 5 및 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 시술 장치의 작동원리를 설명하기 위한 도면이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 시술 장치(2000)는 집속 초음파(Intensity Focused Ultrasound:IFU)를 이용하여 각종 시술을 수행하는 의료기기일 수 있다. 이때, 집속 초음파의 강도가 상대적으로 높은 고강도 집속 초음파(High Intensity Focused Ultrasound : 이하에서 'HIFU'라 칭할 수 있음)가 활용될 수 있다. 다른 실시예에서, 필요에 따라 집속 초음파의 강도가 상대적으로 낮은 저강도 집속 초음파(Low Intensity Focused Ultrasound : 이하에서 'LIFU'라 칭할 수 있음)가 활용될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 초음파 시술 장치(2000)는, 카트리지(2100) 및 핸드피스(200)를 포함할 수 있다.

일실시예에서, 카트리지(2100)는 핸드피스(200)에 탈부착 될 수 있다. 이에 따라, 카트리지(2100)가 고장이 나거나 수명이 다한 경우 다른 카트리지(2100)를 교체 부착하여 시술을 수행할 수 있다.

또한, 목적이 서로 다른 시술을 수행할 용도로 구현된 서로 다른 카트리지(2100)들도 핸드피스(200)에 교체 부착될 수 있으며, 따라서 핸드피스(200) 하나로 다양한 시술을 수행할 수 있다.

또한, 동일한 시술 목적을 가지더라도, 열적 초점(10)의 직경, 열적 초점(10)이 피부 표면으로부터 이격된 거리, 열적 초점(10)들 사이의 간격 등 세부적인 특성을 달리하여 설계된 카트리지(2100)들을 하나의 핸드피스(200)에 교체 부착함으로써, 시술에 최적화된 특성을 갖는 열적 초점(10)을 이용해서 시술이 수행되도록 할 수도 있다.

다른 실시예에서, 핸드피스와 카트리지가 탈부착되지 않고 일체되게 구비될 수도 있다. 다만, 이 경우에도 트랜스듀서부터 윈도우 사이의 공간에는 매질이 충진되는 것이 바람직하다.

일실시예에서, 시술자는 핸드피스(200)의 일부분을 손으로 잡고 카트리지(100)가 시술대상 부위에 접촉되도록 위치를 조정한 상태로 집속 초음파를 조사하는 방식으로 시술을 수행할 수 있다. 이를 위하여 핸드피스(200)에는 손잡이부(211)가 구비될 수 있다. 일실시예에서, 핸드피스(200)의 외부 케이스를 이루는 핸드피스 하우징(210)에서 시술자가 파지할 부분을 인체공학적인 형상으로 만들어서 손잡이부(211)를 구현할 수 있다.

도시되지는 않았지만, 시술과 관련된 정보를 시술자에게 제공하는 표시장치, 시술자의 명령을 입력받는 입력장치 등이 구비될 수 있다.

일실시예에서, 핸드피스(200) 내부에 전원부(240)가 구비될 수 있다. 본 실시예에 따르면, 마치 전기면도기 등을 사용하는 경우처럼 핸드피스(200)를 자유롭게 이동시키며 시술을 수행할 수 있으므로 편의성이 향상될 수 있다.

도시되지는 않았지만, 핸드피스(200)에 별도의 케이블을 연결하여 핸드피스(200)와 다른 장비 사이에서 전원이나 제어신호 등을 주거나 받을 수 있다.

일실시예에서, 카트리지(2100)는 카트리지(100) 하우징, 초음파 치료부, 윈도우(2115) 및 구동부(2140)를 포함할 수 있다.

일실시예에서, 카트리지 하우징(2110)은 카트리지(2100)의 외벽을 이루는 일종의 케이스일 수 있다. 이 카트리지 하우징(2110) 내부의 공간에는 각종 부품이 구비될 수 있고, 그 외의 빈 공간에는 매질(L)이 충진될 수 있다. 이 매질(L)은 트랜스듀서(121)에서 발사되는 집속 초음파가 카트리지 하우징(110) 외부로 원활하게 전달되도록 하는 일종의 전달매체 역할을 할 수 있다. 또한, 매질은 트랜스듀서(121)가 집속 초음파를 생성하는 과정에서 발생된는 열을 냉각시키는 역할을 수행할 수 있다.

일실시예에서, 초음파 치료부는 카트리지 하우징(2110) 내부에 구비되어 집속 초음파를 발생시키는 트랜스듀서(2121)를 포함할 수 있다. 일실시예에서, 트랜스듀서(2121)가 발생시킨 집속 초음파는 윈도우(2115)를 통과해서 카트리지(2100) 외부로 전달된다. 따라서, 집속 초음파가 통과되면서 가급적 영향을 적게 받을 수 있는 재질과 두께로 윈도우(2115)를 구현하는 것이 바람직하다. 즉, 윈도우(2115)를 통과하는 집속 초음파의 강도, 특성, 방향 등의 변화 정도가 작도록 하는 것이 바람직하다는 것이다.

일실시예에서, 구동부(2140)는 초음파 치료부, 특히 트랜스듀서(2121)를 이동시키는 기능을 수행할 수 있다. 이때, 트랜스듀서(2121)는 카트리지 하우징(2110) 내부에서 전진하거나 후진할 수 있다. 도 1을 참조하면, 카트리지 하우징(2110)에서 모터(220)에 가까운 부분을 카트리지 하우징(2110)의 일단으로 볼 수 있고, 그 반대편을 카트리지 하우징(2110)의 타단으로 볼 수 있다. 이 경우, 카트리지 하우징(2110)의 일단에서 타단을 향하는 방향으로 이동될 경우 전진으로 보고, 그 반대 방향일 경우 후진으로 볼 수 있다.

일실시예에서, 트랜스듀서(2121)는 전진하면서 그 높이가 변화될 수 있다. 예컨대, 트랜스듀서(2121)에서 집속 초음파가 발사되는 방향을 하방향이라고 가정하면, 카트리지 하우징(2110) 내부에서 트랜스듀서(2121)의 상대적인 높이가 증가되거나 감소될 수 있다는 것이다. 또한, 트랜스듀서(2121)는 전진하면서 높이가 상승하는 구간(제1 구간; 도 5의 S1) 및 전진하면서 높이가 하강하는 구간(제2 구간; 도 5의 S2)을 적어도 한 구간 이상 포함하여 이동될 수 있다.

도시되지는 않았지만, 트랜스듀서(2121)가 후진하면서 그 높이가 변화될 수 있다. 또한, 트랜스듀서(2121)가 후진하면서 높이가 상승하는 구간 및 후진하면서 높이가 하강하는 구간도 구현될 수 있다.

일실시예에서, 트랜스듀서(2121)가 상승할 경우 트랜스듀서(2121)와 윈도우(2115) 사이의 이격 거리가 증가될 수 있다. 또한, 트랜스듀서(2121)가 하강할 경우 트랜스듀서(2121)와 윈도우(2115) 사이의 이격거리가 감소될 수 있다. 여기서, 트랜스듀서(2121)가 최고점에 있는 경우의 트랜스듀서(2121)와 윈도우(2115) 사이의 이격 거리(도 5의 D1)는 트랜스듀서(2121)가 최저점에 있는 경우의 트랜스듀서(2121)와 윈도우(2115) 사이의 이격 거리(도 5의 D2)보다 크다.

일실시예에서, 구동부(2140)는 편심 구동캠(2141)을 포함할 수 있다. 이 편심 구동캠(2141)은 카트리지 하우징(2110) 내부에서 소정의 회전축을 중심으로 회전되도록 구비될 수 있다. 일실시예에서, 편심 구동캠(2141)은 원기둥 형상으로 이루어질 수 있는데, 특히, 그 회전축이 원기둥 형상의 중심축에서 이격된다. 일실시예에서, 도 4에 예시된 바와 같이 편심 구동캠(2141)은 바디부(2141b)와 샤프트(2141s)를 포함할 수 있다. 여기서, 샤프트(2141s)의 회전축을 샤프트축(C1)이라고 칭하고, 바디부(2141b)의 중심축을 캠축(C2)이라고 칭할 수 있으며, 샤프트축(C1)과 캠축(C2)은 소정의 거리만큼 이격되어 평행을 이룰 수 있다. 일실시예에서, 편심 구동캠(2141)의 회전축은 샤프트축(C1)과 동일할 수 있다. 즉, 샤프트(2141s)가 샤프트축(C1)을 중심으로 회전됨에 따라 편심 구동캠(2141)도 샤프트축(C1)을 중심으로 회전될 수 있다는 것이다. 또한, 편심 구동캠(2141)의 회전에 따라 바디부(2141b)의 캠축(C2) 역시 샤프트축(C1)을 중심으로 회전될 수 있다.

일실시예에서, 샤프트(2141s)와 바디부(2141b)가 일체되게 제작될 수 있다. 다른 실시예에서, 샤프트(2141s)와 바디부(2141b)가 서로 다른 재질로 이루어질 수 있다. 특히, 샤프트(2141s)는 강도가 높은 금속 등의 재질을 이용하여 핀 형상으로 구현되고, 바디부(2141b)는 상대적으로 강도는 낮지만 소정의 모양 또는 요철을 구현하기 용이한 합성수지를 이용하여 구현될 수 있다. 이에 따라, 편심 구동캠(2141)의 제조효율이 향상되면서도 편심 구동캠(2141)의 변형 가능성이 낮아질 수 있다. 한편, 도시되지는 않았지만 샤프트(2141s)에 각종 돌기부나 홈부 등을 형성하여, 압출, 사출, 합축, 주조 등 다양한 성형방식으로 바디부(2141b)를 성형하는 과정에서 샤프트(2141s)가 일종의 골조로써 편심 구동캠(2141)에 포함되도록 함으로써 이종 재료로 이루어지는 샤프트(2141s)와 바디부(2141b)가 일체감 있게 결합 및 회전되도록 할 수 있다.

일실시예에서, 카트리지 하우징(2110) 내측에 편심 구동캠(2141)의 고정을 위한 고정수단이 구비될 수 있다. 도 1에 예시된 바와 같이 카트리지(2100)의 타측에 제1 프레임(2111)이 구비되어 편심 구동캠(2141)의 타단이 회동 가능하게 제1 프레임(2111)에 결합되고, 카트리지(2100)의 일측에 제2 프레임(2112)이 구비되어 편심 구동캠(2141)의 일단이 회동 가능하게 제2 프레임(2112)에 결합될 수 있다.

한편, 카트리지 하우징(2110) 외부로 적어도 일부가 노출되는 제2 회전부(2151)가 편심 구동캠(2141)의 일단과 물리적으로 직접 또는 간접 연결되어 제2 회전부(2151)의 회전에 따라 편심 구동캠(2141)이 회전되도록 할 수 있다. 여기서 물리적 간접 연결이라는 표현은, 소정의 매개체를 통해서 연결되는 것을 의미할 수 있다. 일실시예에서, 도 1a 등을 참조하면, 제1 기어샤프트(2152), 제1 기어(2153), 제2 기어(2154), 제2 기어샤프트(2155), 제3 기어(2156) 및 제4 기어(2157)를 매개로 제2 회전부(2151)와 편심 구동캠(2141)이 물리적으로 연결될 수 있고, 이에 따라, 제2 회전부(2151)의 회전운동이 편심 구동캠(2141)으로 전달될 수 있다. 이러한 연결구조는 도 2에 예시된 실시예에 따른 초음파 시술 장치(2000-1)에서도 비슷하게 적용될 수 있다. 이에 따라, 모터(220)의 회전축과 편심 구동캠(2141)의 회전축이 직교되는 경우에도 회전력이 효율적으로 전달될 수 있다. 다만, 통상의 기술자라면 기어나 기어샤프트의 숫자나 배치관계는 필요에 따라 적절히 변경될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

일실시예에서, 카트리지 하우징(110) 내부에 충진된 매질(L)이 유출되지 않도록 기밀성을 확보하기 위한 실링부재(미도시됨)가 더 구비될 수 있다.

계속해서 도 1a를 참조하면, 핸드피스(200)에 모터(220)가 구비되고, 모터구동축(221)과 연결되는 제1 회전부(222)가 전술한 제2 회전부(2151)에 회전력을 제공할 수 있다. 여기서, 제1 회전부(222)와 제2 회전부(2151)의 결합영역에서, 제1 회전부(222)와 제2 회전부(2151) 중 적어도 하나에 요철부(223)가 구비되어 회전력이 전달되는 과정에서 발생될 수 있는 손실을 감소시킬 수 있다.

일실시예에서, 도 1a에 예시된 바와 같이 편심 구동캠(2141)의 회전축이 모터구동축(221)과 평행을 이룰 수 있다. 다른 실시예에서, 도 2에 예시된 바와 같이 편심 구동캠(2141)의 회전축이 모터(220)구동축과 수직을 이룰 수 있다. 도 1에 예시된 구조를 이른바 건 타입(Gun type)이라 칭할 수 있고, 도 2에 예시된 구조를 이른바 바 타입(Bar type)이라고 칭할 수 있다.

일실시예에서, 도시되지는 않았지만, 전원 또는 신호선 연결을 위한 회로기판이 카트리지(2100)에 구비될 수 있다. 이 회로기판을 이용하여 카트리지(2100)와 핸드피스(200)가 전기적으로 연결되도록 할 수 있다.

일실시예에서, 편심 구동캠(2141)에 초음파 치료부가 이동 가능하게 결합될 수 있다. 또한, 편심 구동캠(2141)이 회전됨에 따라 초음파 치료부가 전진하면서 상승하거나, 전진하면서 하강하거나, 후진하면서 상승하거나, 후진하면서 하강할 수 있다.

일실시예에서, 초음파 치료부는 트랜스듀서(2121) 외에도 커넥터(2126) 및 커넥팅로드(2127)를 더 포함할 수 있다. 이때, 커넥팅로드(2127)의 일측은 편심 구동캠(2141)에 결합되고 커넥팅로드(2127)의 타단은 커넥터(2126)에 연결된다. 그리고, 커넥터(2126)는 트랜스듀서(2121)에 직접 또는 간접적으로 연결될 수 있다.

일실시예에서, 편심 구동캠(2141)의 외면에는 나사산 또는 나사홈이 형성되어 커넥팅로드(2127)의 일측과 접촉될 수 있다. 이때, 편심 구동캠(2141)이 회전됨에 따라 바디부(2141b)가 샤프트축(C1)을 중심으로 상승과 하강을 반복하면서 회전될 수 있는데, 바디부(2141b)의 상승시 커넥팅로드(2127)가 바디부(2141b)와 함께 상승하고, 바디부(2141b)의 하강시 커넥팅로드(2127)가 바디부(2141b)와 함께 하강될 수 있다. 일실시예에서, 커넥팅로드(2127)를 링 형상으로 구현하고, 이 링 내부에 바디부(2141b)가 결합되도록 할 수 있다. 일실시예에서 링 형상의 커넥팅로드(2127) 내측면과 편심 구동캠(2141)의 외측면의 적어도 일부가 나사결합될 수 있다. 이에 따라, 편심 구동캠(2141)의 회전에 의하여 커넥팅로드(2127)가 전진하면서 상승과 하강을 반복할 수 있다.

한편, 커넥팅로드(2127)의 타측은 커넥터(2126)와 결합되며, 커넥터(2126)는 직접적 또는 간접적(소정의 요소들을 매개로)으로 트랜스듀서(2121)에 연결될 수 있다.

일실시예에서, 트랜스듀서(2121)를 보호하고 다른 요소들과 연결시키기 위하여 트랜스듀서 하우징(2123)이 구비될 수 있다. 그리고, 연결핀(2125)의 일측과 타측이 각각 트랜스듀서 하우징(2123)과 커넥터(2126)에 결합될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 초음파 시술 장치(2000, 2000-1)는 가이드암(2131)을 더 포함할 수 있다. 일실시예에서, 가이드암(2131)은 트랜스듀서(2121) 등의 이동을 안내하는 기능을 수행할 수 있다. 일실시예에서, 트랜스듀서(2121)가 전진하면서 상승과 하강을 반복하는 과정에서도 가이드암(2131)에 의하여 트랜스듀서(2121)의 이동이 안내됨으로써, 트랜스듀서(2121)로부터 조사되는 초음파의 지향 방향이 일정하게 유지될 수 있으며, 이에 따라 시술의 안전성 및 정확성이 향상될 수 있다.

일실시예에서, 가이드암(2131)은 가이드레일(2130)에 의하여 지지되면서 전진 또는 후진될 수 있다. 일실시예에서, 가이드레일(2130)은 편심 구동캠(2141)의 회전축(샤프트축(C1))과 평행이 되도록 카트리지 하우징(2110) 내부에 고정될 수 있다. 예컨대, 제1 프레임(2111)에 가이드레일(2130)의 일단이 결합되고, 제2 프레임(2112)에 가이드레일(2130)의 타단이 결합되도록 할 수 있다. 한편, 가이드암(2131)에 통공이 구비되고 이 통공 내부에 가이드레일(2130)이 통과되도록 가이드암(2131)과 가이드레일(2130)이 결합될 수 있다. 여기서, 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 시술 장치(2000)의 트랜스듀서(2121)는 전진하면서 상승 또는 하강할 수 있다. 그리고 가이드레일(2130)이 편심 구동캠(2141)에 평행한 직선형상으로 이루질 수 있다.

일실시예에서, 가이드암(2131)에는 전술한 커넥터(2126)를 수용하는 공간이 구비될 수 있다. 이때, 커넥터(2126)의 외면 중 적어도 일부가 가이드암(2131)에 의하여 지지되면서 커넥터(2126)가 상승되거나 하강될 수 있다. 이를 위하여 커넥터(2126)의 외면 형상이 원기둥이나 사각기둥 등 기둥형상을 이루고, 가이드암(2131)에서 커넥터(2126)가 수용되는 부분은 커넥터(2126)에 대응되는 형상을 가질 수 있다.

일실시예에서, 커넥팅로드(2127)의 타측은 커넥터(2126)에 회동 가능하게 결합될 수 있다. 커넥팅로드(2127)의 일측은 편심 구동캠(2141)이 회전됨에 따라 상승 및 하강될 뿐만 아니라 편심 구동캠(2141)의 회전축에 수직인 면 상에서 측방향으로도 이동될 수도 있다. 예컨대, 커넥팅로드(2127)가 바디부(2141b)를 감싸는 링 형상으로 이루어진 경우, 이 링의 중심과 전술한 캠축(C2)이 중첩될 수 있고, 편심 구동캠(2141)의 회전시 캠축(C2)이 회전되면서 이루는 경로와 커넥팅로드(2127)의 링 중심이 이루는 경로가 동일해질 수 있다. 여기서, 커넥팅로드(2127)의 타측이 커넥터(2126)에 회동 가능하게 결합됨에 따라 커넥팅로드(2127)의 일측이 캠축(C2)과 유사한 경로를 따라 이동되더라도 커넥터(2126)는 가이드암(2131)에 의하여 지지되면서 안정적으로 상승 및 하강할 수 있다.

일실시예에서, 연결핀(2125)의 일단은 트랜스듀서 하우징(2123)에 결합되고, 연결핀(2125)의 타단은 커넥터(2126)에 결합될 수 있다. 이때, 트랜스듀서 하우징(2123)과 커넥터(2126) 사이에 가이드암(2131)의 일부가 위치될 수 있으며, 이 경우 연결핀(2125)은 가이드암(2131)을 관통할 수 있다

일실시예에서, 트랜스듀서(2121)의 상방향으로 돌출되는 가이드핀(2124)이 더 구비될 수 있다. 이 가이드핀(2124)은 트랜스듀서 하우징(2123)을 매개로 트랜스듀서(2121)와 결합될 수도 있다. 그리고, 가이드암(2131)에는 가이드핀(2124)과 대응되는 형상으로 이루어지는 가이드핀홀(2131h)이 구비될 수 있다. 여기서, 가이드핀홀(2131h)은 가이드핀(2124)의 상승 및 하강 과정에서 가이드핀(2124)을 지지하며, 이에 따라 트랜스듀서가 보다 안정적으로 전진하면서 상승 및 하강을 반복할 수 있다.

도 5를 참조하면, 편심 구동캠(2141)의 회전에 따라 편심 구동캠(2141)의 일측에 위치하던 트랜스듀서(2121)가 전진하면서 상승할 수 있다. 이 구간이 제1 구간(S1)으로 도시된다. 또한, 편심 구동캠(2141)의 회전에 따라 트랜스듀서(2121) 전진하면서 하강할 수 있으며, 이 구간이 제2 구간(S2)으로 도시된다. 한편, 편심 구동캠(2141)의 회전 중심이 되는 축은 샤프트축(C1)으로써 편심 구동캠(2141)의 회전에도 불구하고 그 높이가 일정하게 유지된다. 그러나, 바디부(2141b)의 중심축인 캠축(C2)은 편심 구동캠(2141)의 회전에 따라 최저점(C2-L)에 위치되는 경우와 최고점(C2-H)에 위치되는 경우가 반복된다. 이에 따라 트랜스듀서(2121)와 윈도우(2115) 사이의 거리도 최소값(D2)와 최대값(D1) 사이에서 증가와 감소를 반복하게 된다.

일실시예에서, 편심 구동캠(2141)의 시계방향 1회전 당 전진하면서 상승하는 정도, 편심 구동캠(2141)의 반시계방향 1회전 당 후진하면서 하강하는 정도는, 트랜스듀서(2121)에 의하여 생성되는 열적 초점(10)의 직경, 시술 목적 달성 및 안전성 확보를 위해 필요한 열적 초점(10)들 사이의 이격 거리 및 시술대상범위의 두께(열적 초점(10) 형성이 필요한 조직의 두께) 중 적어도 하나의 값을 고려하여 결정될 수 있다. 다른 실시예에서, 편심 구동캠(2141)이 시계방향으로 회전시 트랜스듀서(2121)가 후진하고, 편심 구동캠(2141)이 반시계방향으로 회전시 트랜스듀서(2121)가 전진할 수도 있다.

도 6을 참조하면, 열적 초점(10)이 최대한 조밀하게 형성되야 하는 경우에는, 전진하면서 상승한 직선거리가 열적 초점(10) 사이의 허용 최소 거리가 되고, 제1 구간과 제2 구간이 번갈아가면서 반복되도록 설계된 편심 구동캠(2141)이 장착된 카트리지(2100)를 이용하여 시술을 수행할 수 있다. 여기서, 초음파 트랜스듀서(2121)가 열적 초점(10)을 형성하는 과정을 샷(shot) 이라고 칭할 수 있으며, “제1 샷 → 제1 구간 이동 후 제2 샷 → 제2 구간 이동 후 제3 샷 → 제1 구간 이동 후 제4 샷 → 제2 구간 이동 후 제5 샷” 과 같은 방식으로 시술이 수행되도록 함으로써 단위 거리 내에서 샷 수를 최대화하여 열적 초점(10)이 최대한 조밀하게 형성되도록 할 수 있다.

도 6에 예시된 바와 같이, 동일한 높이 및 너비를 갖는 시술대상부위에 대하여 안전성을 확보하면서 최대한 조밀하게 샷을 수행해야 하는 시술에서, 종래처럼 샷이 일직선 상을 따라 한 높이에서만 이루어지는 경우에 비하여, 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 시술 장치(2000)를 이용할 경우가 더 많은 샷을 수행할 수 있어, 시술의 안전성을 확보하면서도 시술의 효율성 및 시술 효과가 개선될 수 있다는 점이 이해될 수 있을 것이다.

한편, 도시되지는 않았지만, 제1 구간을 지나는 동안 2회 이상의 샷이 수행되고, 제2 구간을 지나는 동안 2회 이상의 샷이 수행되도록 할 수도 있다.

일실시예에서, 편심 구동캠(2141)이 반대방향으로 회전되면 트랜스듀서(2121)는 후진하면서 상승하거나 후진하면서 하강할 수 있으며, 세부적인 사항은 전술한 바와 유사하므로 중복되는 설명은 생략한다.

본 발명의 일실시예에 따르면 트랜스듀서(2121)의 위치를 검출할 수 있다. 이를 위하여, 적외선 센서, 홀센서, 포토센서 등 다양한 센서가 적용될 수 있다.

일실시예에서, 도 4에 예시된 바와 같이 가이드암(2131)에 제1 센서(SE1)가 구비될 수 있다. 여기서, 제1 센서(SE1)는 적외선 센서로 구현될 수 있다. 이때, 제1 센서(SE1)가 적외선 발광부로 이루어지는 경우, 제1 센서(SE1)에 대향되는 위치(예컨대 제1 프레임(2111) 상의 한 지점)에 적외선 수신부가 구비될 수 있다.

다른 실시예에서, 제1 센서(SE1)가 적외선 발광부 및 수신부를 포함하여 구현될 수 있다. 이 경우, 제1 센서(SE1)에 대향되는 위치에 적외선을 반사시킬 수 있는 재질로 이루어진 반사부가 구비될 수 있으며, 도 1a에 예시된 바와 같은 구조에서는, 반사부(미도시됨)가 제1 프레임(2111)에 구비될 수 있다.

일실시예에서, 적어도 하나 이상의 홀센서나 포토센서로 구현되는 제2 센서(SE2)를 카트리지(2100)의 상방에 구비할 수 있다. 여기서, 제2 센서(SE2)는 핸드피스(200)에 구비될 수 있다. 이 경우, 제2 센서(SE2)가 초음파 치료부(120)의 위치를 검출하는데 방해되지 않는 재질로 카트리지 하우징(2110) 등을 구현할 필요가 있다. 예컨대, 제2 센서(SE2)가 포토센서로 구현되는 경우, 위치검출의 기준이 되는 영역과 제2 센서(SE2) 사이에 위치되는 카트리지 하우징(2110) 등의 구성요소들은 광투과율이 높은 재질로 이루어지도록 하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 핸드피스(200)에 구비된 제2 센서(SE2)를 다수의 카트리지(2100)가 공용할 수 있다. 다른 실시예에서, 센서가 카트리지 하우징(2110) 내부에 구비될 수도 있지만, 이 경우 카트리지(2100)의 제조원가가 상승한다는 단점이 있다.

2000, 2000-1 : 초음파 시술 장치
10 : 열적 초점
2100 : 카트리지
2110 : 카트리지 하우징
2111 : 제1 프레임
2112 : 제2 프레임
2115 : 윈도우
2121 : 트랜스듀서
2123 : 트랜스듀서 하우징
2124 : 가이드핀
2125 : 연결핀
2126 : 커넥터
2127 : 커넥팅로드
2130 : 가이드레일
2131 : 가이드암
2123h : 가이드핀홀
2140 : 구동부
2141 : 편심 구동캠
2141b : 바디부
2141s : 샤프트
2151 : 제2 회전부
2152 : 제1 기어샤프트
2153 : 제1 기어
2154 : 제2 기어
2155 : 제2 기어샤프트
2156 : 제3 기어
2157 : 제4 기어
200 : 핸드피스
210 : 핸드피스 하우징
211 : 손잡이부
220 : 모터
221 : 모터구동축
222 : 제1 회전부
223 : 요철부
230 : 제어부
240 : 전원부
SE2 : 센서
C1 : 샤프트축
C2 : 캠축
본 연구는 중소기업청의 기술혁신개발사업의 일환으로 수행하였음. [S2459280, 집속초음파와 영상기술을 융합한 액와 다한증(Primary axillary hyperhidrosis)치료 시스템의 개발]
This work was supported by the Technological Innovation R&D Program (S2459280) funded by the Small and Medium Business Administration(SMBA, Korea)."

Claims

초음파를 조사하는 카트리지를 포함하는 초음파 시술 장치에 있어서,
상기 카트리지는,
내부의 빈 공간에 매질이 충진되는 카트리지 하우징;
상기 카트리지 하우징 내부에 이동 가능하게 구비되어 집속 초음파를 발생시키는 트랜스듀서를 포함하는 초음파 치료부;
상기 트랜스듀서에서 발생된 초음파를 통과시키는 윈도우; 및
상기 카트리지 하우징 내부에서 상기 초음파 치료부를 이동시키는 구동부;를 포함하며,
상기 구동부는 원기둥 형상으로 이루어지되 상기 원기둥 형상의 중심축에서 이격된 지점을 지나는 회전축을 갖는 편심 구동캠을 포함하고,
상기 초음파 치료부는 상기 편심 구동캠의 외면에 일측이 결합되는 커넥팅로드 및 상기 커넥팅로드의 타측에 회동가능하게 결합되는 커넥터를 포함하여 상기 편심 구동캠의 시계방향 회전에 따라 상기 트랜스듀서가 일방향으로 이동되면서 상기 윈도우로부터 상기 트랜스듀서 사이의 이격 거리의 증가와 감소가 반복되되,
상기 일방향은 상기 카트리지 하우징의 일단에서 타단을 향하는 방향이고,
상기 편심 구동캠이 반시계방향으로 회전하면, 상기 카트리지 하우징의 타단에서 일단을 향하는 방향으로 상기 트랜스듀서가 이동되면서 상기 윈도우로부터 상기 트랜스듀서 사이의 이격 거리의 증가와 감소가 반복되는 것을 특징으로 하는 초음파 시술 장치.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 트랜스듀서의 하면이 지향하는 방향이 상기 윈도우를 기준으로 일정하게 유지되면서 상기 초음파 치료부가 전진, 후진, 상승 및 하강하도록 안내하는 가이드암을 더 포함하되,
상기 커넥터는 상기 가이드암과의 접촉면에 의하여 지지되면서 상승 및 하강하는 초음파 시술 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 트랜스듀서의 하면이 지향하는 방향이 상기 윈도우를 기준으로 일정하게 유지되면서 상기 초음파 치료부가 전진, 후진, 상승 및 하강하도록 안내하는 가이드암을 더 포함하되,
상기 트랜스듀서의 상방향으로 돌출되는 가이드핀이 더 구비되고,
상기 가이드암에는 상기 가이드핀을 수용하는 가이드핀홀이 더 구비되며,
상기 가이드핀홀 내벽에 상기 가이드핀이 지지되면서 상기 트랜스듀서가 상승 및 하강하여, 상기 트랜스듀서의 하면이 지향하는 방향이 상기 윈도우를 기준으로 일정하게 유지되는 초음파 시술 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 트랜스듀서의 하면이 지향하는 방향이 상기 윈도우를 기준으로 일정하게 유지되면서 상기 초음파 치료부가 전진, 후진, 상승 및 하강하도록 안내하는 가이드암을 더 포함하되,
상기 커넥터는 상기 가이드암과의 접촉면에 의하여 지지되면서 상승 및 하강하며,
상기 트랜스듀서의 상방향으로 돌출되는 가이드핀이 더 구비되고,
상기 가이드암에는 상기 가이드핀을 수용하는 가이드핀홀이 더 구비되며,
상기 가이드핀홀 내벽에 상기 가이드핀이 지지되면서 상기 트랜스듀서가 상승 및 하강하여, 상기 트랜스듀서의 하면이 지향하는 방향이 상기 윈도우를 기준으로 일정하게 유지되는 초음파 시술 장치.
청구항 3 내지 5 중 어느 한 항에 있어서,
상기 카트리지 하우징 내부에 구비되며 상기 편심 구동캠의 회전축과 평행을 이루는 가이드레일을 더 포함하며,
상기 가이드암은 상기 가이드레일에 지지되면서 전진 및 후진하는 초음파 시술 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 편심 구동캠은,
금속 재질로 이루어지는 샤프트; 및
합성수지 재질로 원기둥 형상을 이루는 바디부;를 포함하며,
상기 편심 구동캠의 회전축은 상기 샤프트의 중심축인 초음파 시술 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 커넥팅로드의 일측은, 상기 편심 구동캠을 감싸는 링 형상으로 이루어지는 초음파 시술 장치.