KR102003037B1

KR102003037B1 - 초음파 전달 매질의 순환 구조를 가지는 체강 삽입형 초음파 장치

Info

Publication number: KR102003037B1
Application number: KR1020180133151A
Authority: KR
Inventors: 조성찬; 이정우; 정현두; 방진현
Original assignee: 주식회사 코러스트
Priority date: 2018-11-01
Filing date: 2018-11-01
Publication date: 2019-07-24
Also published as: WO2020091125A1; US20210387024A1; EP3854454A1; JP2022504912A; EP3854454A4; JP7184401B2

Abstract

체강 삽입형 초음파 장치는 핸드피스, 상기 핸드피스에서 연장되는 막대형 지지대, 상기 지지대에 체결되는 하우징, 및 상기 하우징에 고정되는 초음파 트랜스듀서를 포함하는 초음파 프로브, 그리고 상기 초음파 트랜스듀서의 전방에 형성되는 초음파 전달 공간에 채워진 초음파 전달 매질을 외부로 배출시켰다가 다시 유입시킬 수 있도록 구성되는 초음파 전달 매질 순환 구조를 포함한다. 상기 하우징과 상기 초음파 트랜스듀서는 상기 초음파 전달 공간에 채워진 초음파 전달 매질이 상기 초음파 트랜스듀서의 후방의 공간으로 유입되지 않도록 구성된다.

Description

초음파 전달 매질의 순환 구조를 가지는 체강 삽입형 초음파 장치{Ultrasound apparatus of body cavity insertable type having circulation structure of ultrasound transmitting medium}

본 발명은 인체의 비강, 구강, 인두, 질 등과 같은 체강에 삽입되어 초음파 시술을 할 수 있도록 구성되는 체강 삽입형 초음파 장치에 관한 것이다.

초음파가 다양한 치료나 시술을 위해 사용되고 있으며 한 예로 초음파를 비강과 같은 체강에 비침습적으로 조사하여 질환을 치료하는 방법이 소개되었다. 이와 같은 기존의 비강 삽입형 초음파 장치는 비강 내로 삽입될 수 있는 막대 형태의 지지대와 그 단부에 설치되는 초음파 프로브를 포함한다. 초음파 프로브를 비강 내로 삽입한 상태에서 초음파를 조사함으로써 비하갑개 내에 비침습적인 방식으로 조직 내에 열 병변(heat lesion)을 형성하여 비염과 같은 질환을 치료한다.

이러한 비강 삽입형 초음파 장치는 아직 본격적으로 사용되고 있지 못하고 있는 실정이며, 초음파 조사의 효율성 향상 및 안정적인 구조 확보 등 여러 면에서 기술적 진보가 필요한 상황이다. 특히 체강 삽입형 초음파 장치는 초음파 전달을 위해서 초음파 트랜스듀서의 전방 공간이 초음파 전달을 위한 초음파 전달 매질이 충전되어야 하고 특히 체강 내에 삽입된 상태에서 사용되는 경우 필수적으로 수반되는 초음파 트랜스듀서에서 발생하는 열에 의해 부작용을 낳을 수 있기 때문에, 체강 삽입형 초음파 장치의 열을 배출할 수 있는 방안이 필요하다.

등록특허공보 10-1857026 등록특허공보 10-1896565 등록특허공보 10-1886673 미국 공개특허공보 US2008/0027423

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 초음파 트랜스듀서의 전방 공간에 채워지는 초음파 전달 매질의 원활한 공급, 기포의 배출, 그리고 초음파 장치 내부에서 발생하는 열의 배출이 가능한 체강 삽입형 초음파 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 체강 삽입형 초음파 장치는 핸드피스, 상기 핸드피스에서 연장되는 막대형 지지대, 상기 지지대에 체결되는 하우징, 및 상기 하우징에 고정되는 초음파 트랜스듀서를 포함하는 초음파 프로브, 그리고 상기 초음파 트랜스듀서의 전방에 형성되는 초음파 전달 공간에 채워진 초음파 전달 매질을 외부로 배출시켰다가 다시 유입시킬 수 있도록 구성되는 초음파 전달 매질 순환 구조를 포함한다. 상기 하우징과 상기 초음파 트랜스듀서는 상기 초음파 전달 공간에 채워진 초음파 전달 매질이 상기 초음파 트랜스듀서의 후방의 공간으로 유입되지 않도록 구성된다.

상기 하우징은, 상기 초음파 트랜스듀서의 전방 공간과 후방 공간이 유체적으로 차단되도록, 상기 초음파 트랜스듀서의 가장자리를 전체적으로 지지하도록 형성될 수 있다.

상기 초음파 트랜스듀서의 전면과 후면이 유체적으로 차단되도록, 상기 하우징은 상기 초음파 트랜스듀서의 폭방향 가장자리를 전체적으로 지지하도록 형성될 수 있으며, 상기 초음파 트랜스듀서의 길이방향 가장자리는 밀봉재로 밀봉될 수 있다.

상기 초음파 트랜스듀서의 폭방향 가장자리는 오목한 곡면 형태를 갖도록 형성될 수 있으며, 상기 하우징은 상기 폭방향 가장자리를 지지할 수 있도록 상기 폭방향 가장자리의 오목한 곡면 형태에 대응하는 곡면 형태의 지지부를 포함할 수 있다.

상기 초음파 전달 매질 순환 구조는 상기 초음파 전달 매질을 저장하는 레저버, 상기 초음파 전달 매질을 상기 레저버에서 상기 초음파 전달 공간으로 이동시키는 펌프, 상기 레저버에서 배출된 상기 초음파 전달 매질이 상기 초음파 전달 공간으로 유입되는 유로를 형성하는 유입 유로, 그리고 상기 초음파 전달 공간에서 배출된 상기 초음파 전달 매질이 상기 레저버로 유입되는 유로를 형성하는 배출 유로를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 체강 삽입형 초음파 장치는 상기 초음파 프로브와 상기 지지대 사이에 개재되는 밀봉 부재를 더 포함할 수 있다. 상기 유입 유로와 상기 배출 유로는 상기 밀봉 부재를 통과하도록 형성될 수 있다.

상기 유입 유로는 상기 지지대를 관통하는 유입 관로를 포함할 수 있고, 상기 배출 유로는 상기 지지대를 관통하는 배출 관로를 포함할 수 있다. 상기 유입 관로와 상기 배출 관로는 상기 밀봉 부재를 통과하도록 설치될 수 있다.

상기 유입 유로는 상기 지지대를 관통하는 유입 관로를 포함할 수 있고, 상기 배출 유로는 상기 지지대를 관통하는 배출 관로를 포함할 수 있다.

상기 하우징은 상기 유입 관로에 연결되는 유입 연결 통로, 상기 유입 연결 통로와 상기 초음파 전달 공간을 연결하는 유입 구멍, 상기 배출 관로에 연결되는 배출 연결 통로, 그리고 상기 배출 연결 통로와 상기 초음파 전달 공간을 연결하는 배출 구멍을 포함할 수 있다.

상기 유입 연결 통로, 그리고 상기 유입 구멍은 상기 하우징의 길이방향의 일 측에 구비될 수 있다. 상기 배출 연결 통로, 그리고 상기 배출 구멍은 상기 유입 연결 통로, 그리고 상기 유입 구멍과 각각 마주하도록 상기 하우징의 길이방향의 다른 일 측에 구비될 수 있다.

상기 레저버는 내부에 채워진 초음파 전달 매질의 양을 체크하기 위한 윈도우를 구비할 수 있다.

상기 레저버는 초음파 전달 매질의 보충을 위한 초음파 전달 매질 주입구, 그리고 상기 주입구에 설치되는 자동 밀폐 밸브를 포함할 수 있다.

상기 레저버는 상기 핸드피스의 외부에 고정된 상태로 설치될 수 있으며, 상기 레저버는 상기 초음파 프로브에서 배출된 상기 초음파 전달 매질이 유입되는 인렛, 그리고 상기 초음파 프로브로 공급될 상기 초음파 전달 매질이 배출되는 아웃렛을 포함할 수 있다. 상기 아웃렛은 상기 인렛보다 낮은 위치에 설치될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 체강 삽입형 초음파 장치는 상기 핸드피스의 자세를 감지하는 자이로 센서, 그리고 상기 자이로 센서의 신호를 기초로 상기 펌프의 작동을 제어하는 제어 장치를 더 포함할 수 있다. 상기 레저버는 상기 핸드피스 내에 설치될 수 있다. 상기 제어 장치는 상기 자이로 센서의 신호에 의해 상기 핸드피스가 상기 초음파 전달 매질이 상기 레저버의 아웃렛을 채우는 위치에 있는 것으로 판단되는 경우에 알람(alarm) 신호가 출력되도록 작동하거나 상기 펌프를 작동시켜 상기 초음파 전달 매질이 상기 초음파 전달 공간을 채우도록 작동할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 체강 삽입형 초음파 장치는 상기 핸드피스의 자세를 감지하는 자이로 센서, 그리고 상기 자이로 센서의 신호를 기초로 상기 펌프의 작동을 제어하는 제어 장치를 더 포함할 수 있다. 상기 레저버는 상기 핸드피스 내에 설치될 수 있다. 상기 하우징은 상기 초음파 전달 매질이 상기 초음파 전달 공간으로 유입되는 유입 구멍, 그리고 상기 초음파 전달 매질이 상기 초음파 전달 공간에서 배출되는 배출 구멍을 포함할 수 있다. 상기 제어 장치는 상기 자이로 센서의 신호에 의해 상기 핸드피스가 상기 초음파 전달 매질이 상기 레저버의 아웃렛을 채우는 위치에 있을 뿐만 아니라 상기 배출 구멍이 위를 향하는 위치에 있는 것으로 판단되는 경우에 알람(alarm) 신호가 출력되도록 작동하거나 상기 펌프를 작동시켜 상기 초음파 전달 매질이 상기 초음파 전달 공간을 채우면서 상기 초음파 전달 공간에 잔존하는 기포를 배출시키도록 작동할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 체강 삽입형 초음파 장치는 상기 핸드피스의 자세를 감지하는 자이로 센서, 그리고 상기 자이로 센서의 신호를 기초로 상기 펌프의 작동을 제어하는 제어 장치를 더 포함할 수 있다. 상기 하우징은 상기 초음파 전달 매질이 상기 초음파 전달 공간으로 유입되는 유입 구멍, 그리고 상기 초음파 전달 매질이 상기 초음파 전달 공간에서 배출되는 배출 구멍을 포함할 수 있다. 상기 제어 장치는 상기 자이로 센서의 신호에 의해 상기 핸드피스가 상기 배출 구멍이 위를 향하는 위치에 있는 것으로 판단되는 경우에 알람(alarm) 신호가 출력되도록 작동하거나 상기 펌프를 작동시켜 상기 초음파 전달 매질이 상기 초음파 전달 공간으로 채우면서 상기 초음파 전달 공간에 잔존하는 기포를 배출시키도록 작동할 수 있다.

상기 하우징은 생성된 초음파가 통과하는 초음파 통과 홀을 구비할 수 있고, 본 발명의 실시예에 따른 체강 삽입형 초음파 장치는 상기 초음파 통과 홀을 밀봉하는 밀폐 커버를 더 포함할 수 있다.

상기 밀폐 커버는 상기 하우징에 씌워지며 상기 초음파 통과 홀에 대응하는 위치에 형성되는 초음파 투과 창을 구비하는 커버 부재, 그리고 상기 초음파 투과 창을 밀폐하도록 상기 커버 부재에 부착되는 초음파 투과 필름을 포함할 수 있다.

본 발명에 의하면, 초음파 프로브의 초음파 전달 공간에 채워지는 초음파 전달 매질이 순환되도록 함으로써 냉각, 기포 배출 등의 효과가 얻어진다.

또한 본 발명에 따르면, 초음파 트랜스듀서가 전방 및 후방 공간이 유체적으로 차단되도록 설치됨으로써 초음파 전달 매질에 의해 초음파 트랜스듀서의 전면과 후면이 전기적으로 차단될 수 있다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 체강 삽입형 초음파 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 체강 삽입형 초음파 장치의 지지대, 초음파 프로브, 및 밀폐 커버의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 체강 삽입형 초음파 장치의 지지대, 초음파 프로브, 및 밀폐 커버의 저면 분해 사시도이다.
도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ선을 따라 절개한 단면도이다.
도 5는 도 3의 Ⅴ-Ⅴ선을 따라 절개한 단면도이다.
도 6은 도 3의 Ⅵ-Ⅵ선을 따라 절개한 단면도이다.
도 7은 도 3의 Ⅶ-Ⅶ선을 따라 절개한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 체강 삽입형 초음파 장치의 레저버와 펌프를 보여주는 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 레저버와 펌프를 보여주는 도면이다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다.

본 발명의 실시예에 따른 체강 삽입형 초음파 장치는 비강, 구강, 인두, 질 등과 같은 체강에 삽입된 상태에서 초음파를 조사하여 조직 내에 열적 병변을 일으킬 수 있도록 구성된다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 체강 삽입형 초음파 장치는 핸드피스(10), 지지대(20) 및 초음파 프로브(30)를 포함한다.

핸드피스(10)는 초음파 시술을 하는 시술자가 손으로 잡을 수 있도록 형성될 수 있다. 도 1에 예시적으로 도시된 바와 같이, 핸드피스(10)는 전원 연결선(11)을 통해 외부의 전원/제어 장치(100)에 연결될 수 있도록 구성되며, 전원의 온/오프에 의한 초음파 생성을 조절하기 위한 온/오프 버튼(12)을 구비할 수 있다. 전원/제어 장치(100)는 초음파 생성을 위한 펄스 전원 공급 및 초음파 시술을 위한 각종 제어를 수행하도록 구성될 수 있다. 핸드피스(10)는 별개의 부재로 형성되어 전원 연결선(11)에 연결되거나 전원 연결선(11)이 포함된 별개의 부재로 형성되어 전원/제어 장치(100)에 연결될 수 있다.

지지대(20)는 핸드피스(10)에서 연장되며 막대 형상을 가질 수 있다. 초음파 시술 시에 지지대(20)의 선단 일부가 비강 등에 삽입될 수도 있기 때문에 체강 삽입이 가능한 비교적 작은 직경을 가지는 막대 형상으로 이루어진다. 도 1에 도시된 바와 같이, 지지대(20)는 핸드피스(10)의 선단에서 연장될 수 있다. 이때, 지지대(20)는 핸드피스(10)와는 별개의 부재로 형성되어 핸드피스(10)에 체결될 수도 있고 핸드피스(10)와 일체로 형성될 수도 있다.

초음파 프로브(30)는 펄스 전원의 인가에 의해 초음파 진동을 유발한다. 도 2 내지 도 5를 참조하면, 초음파 프로브(30)는 하우징(31)과 초음파 트랜스듀서(33)를 포함한다. 초음파 트랜스듀서(33)는 기존에 알려진 바와 같이 압전 세라믹과 같은 압전 물질 층과 그 양면에 각각 형성되는 한 쌍의 전극으로 이루어질 수 있으며, 양 전극에 펄스 전원이 인가됨으로써 압전 물질 층이 초음파 진동을 하도록 구성될 수 있다. 도면에 도시되지 않았으나, 초음파 트랜스듀서(33)의 양 전극에 펄스 전원을 인가하기 위한 전원선이 구비될 수 있다. 예를 들어, 전원선은 핸드피스(10), 지지대(20), 하우징(31)을 거쳐 초음파 트랜스듀서(33)의 양 면의 전극에 전기적으로 연결될 수 있다.

초음파 프로브(30)의 하우징(31)은 지지대(20)에 체결되며 비강과 같은 체강 내에 삽입될 수 있도록 형성된다. 하우징(31)은 초음파 트랜스듀서(33)가 부착되는 초음파 트랜스듀서 부착부(316), 그리고 지지대(20)와의 체결을 위한 삽입부(317)를 포함할 수 있다. 이때 초음파 트랜스듀서 부착부(316)는 초음파 트랜스듀서(33)가 배치되는 설치 공간(315)을 형성할 수 있으며, 초음파 트랜스듀서(33)의 전방 공간, 즉 초음파 전달 공간은 초음파 전달 매질로 채워질 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 지지대(20)는 길이방향으로 연장되는 삽입 홀(28)을 가지는 중공 관 형태를 가질 수 있다. 하우징(31)의 삽입부(317)의 외경이 지지대(20)의 삽입 홀(28)의 내경보다 약간 작게 형성되어 지지대(20)의 삽입 홀(28)에 끼워질 수 있다. 이때, 본 발명의 실시예에 따르면, 초음파 트랜스듀서 부착부(316)이 직경을 삽입부(317)의 직경보다 크게 형성될 수 있다. 초음파 트랜스듀서 부착부(316)의 직경의 증가에 의해 초음파 트랜스듀서(33)의 크기 역시 증가될 수 있으며, 그에 의해 초음파 에너지가 증가될 수 있다.

지지대(20)는 내구성 및 구조적 강도 확보를 위해 금속 재질로 형성될 수 있으며, 하우징(31)은 초음파 트랜스듀서(33)와의 전기 절연을 위해 합성수지와 같은 전기 절연성 재질로 형성될 수 있다.

하우징(31)은 초음파 트랜스듀서(33)에서 생성된 초음파가 통과하는 초음파 통과 홀(313)을 형성한다. 초음파 트랜스듀서(33)에서 생성된 초음파는 초음파 통과 홀(313)를 통과한 후 체강을 형성하는 조직으로 진행할 수 있다.

초음파 트랜스듀서(33)는 하우징(31)의 길이방향에 대해 수직인 방향으로 초음파를 조사하도록 배치될 수 있다. 이에 의해 체강에 삽입된 상태에서 체강 내의 조직에 쉽게 초음파를 조사할 수 있다. 이를 위해 하우징(31)의 초음파 통과 홀(313)도 길이방향에 대해 수직인 방향을 향하도록 형성될 수 있다.

하우징(31)은 초음파 통과 홀(313)에 연결되며 초음파 전달 매질로 채워지는 초음파 전달 공간(315)을 형성할 수 있다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 초음파 트랜스듀서(33)의 한 면이 초음파 전달 공간(315)에 노출되며, 초음파 전달 공간(315)은 액체 상태의 초음파 전달 매질로 채워진다. 예를 들어, 초음파 전달 매질은 물일 수 있다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 초음파 트랜스듀서(33)는 지지대(20)의 길이방향에 대해 수직인 방향을 중심으로 하는 곡률을 갖도록 형성될 수 있다. 즉, 초음파 트랜스듀서(33)의 곡면이 지지대(20)의 길이방향, 즉 체강으로의 삽입 방향으로 연장되는 형태를 가진다. 이에 의해 체강 내로 삽입될 수 있는 긴 막대 형상의 초음파 프로브(30)의 구조가 이루어질 수 있다. 초음파 트랜스듀서(33)는 오목한 표면, 양측이 제거된 오목한 표면, 실린더 형상의 표면, 양측이 말린 실린더 형상(bended cylindrical) 또는 복수의 동일한 형상을 가질 수 있다.

본 발명의 한 실시예에 따르면, 초음파 전달 공간(315)에 채워진 물과 같은 액체 상태의 초음파 전달 물질을 밀봉하기 위한 밀봉 구조가 구비된다. 즉, 밀봉 구조는 초음파 통과를 위해 하우징(31)에 구비된 초음파 통과 홀(313)을 통해서 초음파 전달 물질이 누출되는 것을 막는다. 예를 들어, 밀봉 구조는 하우징(31)에 씌워지는 밀폐 커버(50)로 구성될 수 있다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 밀폐 커버(50)는 초음파 프로브(30)를 선단으로부터 길이방향으로 적어도 부분적으로 감쌀 수 있도록 초음파 프로브(30)에 분리 가능하게 체결된다. 밀폐 커버(50)를 초음파 프로브(30)에 씌운 상태에서 초음파 시술을 한다.

밀폐 커버(50)는 일측이 폐쇄된 관 형태를 가지는 커버 부재(51)를 구비할 수 있다. 커버 부재(51)는 하우징(31)의 초음파 통과 홀(313)에 대응하는 위치에 형성되는 초음파 투과 창(511)을 구비할 수 있다. 초음파 전달 공간(315)이 액체 상태의 초음파 전달 매질로 채워지는 경우, 초음파 투과 창(511)을 밀봉하기 위한 초음파 투과 필름(52)이 커버 부재(51)에 부착되거나 씌워질 수 있다. 예를 들어, 도면에 도시된 바와 같이 초음파 투과 필름(52)은 양면 접착 테이프에 의해 커버 부재(51)의 외면에 접착될 수 있다. 한편, 다른 실시예에서는 초음파 투과 필름(52)이 가요성의 얇은 막으로 형성되는 콘돔 형태를 가질 수 있으며 이러한 초음파 투과 필름(52)의 커버 부재(51)에 씌워서 초음파 투과 창(511)을 밀봉할 수도 있다.

밀폐 커버(50)가 하우징(31)에 체결되었을 때 하우징(31)과 밀폐 커버(50) 사이로 초음파 전달 매질이 새는 것을 방지하기 위한 밀봉 구조가 구성될 수 있다. 본 발명의 한 실시예에 따르면, 밀봉 구조는 밀봉 부재(37)에 형성된 환형 밀봉 돌기(376)을 포함할 수 있다. 환형 밀봉 돌기(376)는 반경방향 외측으로 돌출되어 형성될 수 있으며 밀폐 커버(50)가 결합된 상태에서 밀폐 커버(50)의 커버 부재(51)의 내주면에 밀착된다. 이에 의해 초음파 전달 공간(115)에 채워진 액체 상태의 초음파 전달 매질이 외부로 새는 것을 막을 수 있다.

커버 부재(51)가 정 위치로 삽입될 수 있도록 하기 위해, 커버 부재(51)에는 가이드 홈(512)이 형성되고, 지지대(20)에는 가이드 홈(512)에 삽입되는 가이드 돌기(29)가 형성될 수 있다. 가이드 돌기(29)가 가이드 홈(512)에 삽입되는 상태로 커버 부재(51)를 씌움으로써 커버 부재(51)가 정해진 위치로 삽입될 수 있다.

하우징(31)과 초음파 트랜스듀서(33)는 초음파 전달 공간(315)에 채워진 초음파 전달 매질이 초음파 트랜스듀서(33)의 후방의 공간으로 유입되지 않도록 구성된다. 즉, 초음파 트랜스듀서(33)의 전방 공간과 후방 공간이 서로 유체적으로 차단되어 초음파 전달 매질에 의해 초음파 트랜스듀서(33)의 양측 전극이 단락되는 것이 방지된다.

본 발명의 실시예에 따르면, 하우징(31)은 초음파 트랜스듀서(33)의 폭방향 가장자리 및 길이방향 가장자리 전체를 지지하도록 구성될 수 있다. 이때, 초음파 트랜스듀서(33)의 전체 가장자리가 접착제에 의해 접착됨으로써 밀봉이 이루어질 수 있다.

도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 초음파 프로브(30)의 하우징(31)은 대략 원기둥 형상을 가질 수 있으며, 초음파 트랜스듀서(33)를 안착시킬 수 있도록 형성된다. 초음파 트랜스듀서(33)는 접착제에 의해 하우징(31)에 부착될 수 있다. 예를 들어, 초음파 트랜스듀서(33)는 실린더 형태 또는 단부가 말린 실린더 형태의 표면을 가질 수 있으며, 하우징(31)은 초음파 트랜스듀서(33)의 폭방향 가장자리의 형상에 대응하는 형상의 안착면(311)을 구비될 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 안착면(311)이 서로 마주하도록 배치될 수 있고, 초음파 트랜스듀서(33)의 곡률을 가지는 양측 가장자리가 한 쌍의 안착면(311) 상에 전체적으로 지지될 수 있다. 그리고 초음파 트랜스듀서(33)의 길이방향의 가장자리 역시 하우징에 구비된 안착면 상에 지지될 수 있다.

초음파 트랜스듀서(33)의 전체 가장자리가 하우징(31)의 안착면에 지지됨으로써 밀봉이 이루어질 수 있다. 나아가, 초음파 트랜스듀서(33)의 곡률을 가지는 양측 단부가 하우징(31)의 안착면(311)에 접촉하는 상태로 안착되기 때문에, 초음파 트랜스듀서(33)가 장시간 진동하는 경우에도 안정적으로 지지될 수 있다. 특히 초음파 트랜스듀서(33)의 양측 단을 지지하지 않은 상태로 장시간 초음파를 발생시킬 경우 초음파 트랜스듀서(33)가 접착면 부근에서 파괴될 수 있다. 이러한 파괴는 초음파 트랜스듀서(33)의 미세한 변위에 의해 초음파가 발생하는 원리에 기인한다. 이러한 초음파 트랜스듀서의 파괴를 방지하기 위해, 본 발명의 실시예에서는 초음파 트랜스듀서(33)의 양측 단부를 지지하는 안착면(311)이 구비되며, 초음파 트랜스듀서(33)의 양측 가장자리가 안착면(311)에 밀착된 상태로 접착제로 접착될 수 있다. 특히 체강 삽입형 초음파 장치와 같이 초음파 트랜스듀서가 폭이 좁고 길이가 긴 형태를 가지는 경우 이와 같은 초음파 트랜스듀서(33)의 측부 지지가 필요하다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 초음파 트랜스듀서의 폭방향 가장자리만 하우징의 안착면에 지지되고, 나머지 길이방향의 가장자리는 하우징의 내면에 밀착되어 실리콘과 같은 밀봉재에 의해 밀봉될 수 있다.

하우징(31)은 초음파 트랜스듀서(33)의 설치를 위해 초음파 트랜스듀서(33)의 후면을 마주하는 부분이 제거되어 설치홀(314)이 형성될 수 있으며, 초음파 트랜스듀서(33)가 설치된 상태에서 이 부분을 덮기 위한 후방 커버(34)가 구비될 수 있다. 초음파 트랜스듀서(33)가 부착된 하우징(31)의 후방을 통해 초음파 전달 매질이 침투할 경우 초음파 트랜스듀서(33)가 파손되거나 회로의 전기적 단락에 의해 불량이 발생할 수 있다. 이를 방지하기 위해 초음파 트랜스듀서(33)의 후면으로 초음파 전달 매질이 침투하지 못하도록 별도의 후방 커버(34)를 씌워 밀폐가 이루어지도록 하는 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 체강 삽입형 초음파 장치는 초음파 프로브(30)의 초음파 전달 공간(315)에 채워진 초음파 전달 매질을 순환시키는 초음파 전달 매질 순환 구조(70)를 더 포함한다. 초음파 전달 매질 순환 구조(70)는 하우징(31)과 초음파 트랜스듀서(33)에 의해 형성되는 초음파 전달 공간(315)에 채워진 초음파 전달 매질을 초음파 전달 공간(315)의 외부로 배출시켰다가 다시 초음파 전달 공간(315)으로 유입시키도록 작용한다. 초음파 전달 매질이 초음파 전달 공간(315)의 열을 함유한 상태로 외부로 배출되어 열 발산을 함으로써 초음파 프로브(30)의 냉각이 이루어질 수 있다. 또한 초음파 전달 매질의 순환에 의해 초음파 전달 공간 내에 초음파 전달 매질이 부족해지는 것을 방지할 수 있으며, 초음파 전달 공간에 액체 이외의 기포, 공기 등이 생성된 경우 전달 매질의 순환 시 같이 배출될 수도 있다.

도 2 내지 도 7을 참조하면, 초음파 전달 매질 순환 구조(70)는 초음파 전달 공간(315)의 초음파 전달 매질의 배출을 위한 배출 관로(71), 배출되었던 초음파 전달 매질의 초음파 전달 공간(315)으로의 재유입을 위한 유입 관로(72), 초음파 전달 매질의 흐름을 유발하는 힘을 제공하는 펌프(73), 그리고 초음파 전달 매질이 보관되어 있는 레저버(75)를 포함할 수 있다. 초음파 전달 매질은 물일 수 있으며, 펌프(73)는 물을 펌핑할 수 있는 기존에 알려진 펌프일 수 있다. 도 1에는 펌프(73)와 레저버(75)가 핸드피스(10) 외부에 배치되는 경우가 예시적으로 도시되어 있으나, 펌프(73)와 레저버(75)는 핸드피스(10) 내에 배치될 수도 있다. 배출 관로(71)와 유입 관로(72)는 호스 형태의 관 부재로 형성될 수도 있고 지지대(20) 내의 통로로 구현될 수도 있다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 하우징(31)은 초음파 전달 공간(315)에 채워지는 액체 상태의 초음파 전달 매질의 유입 및 배출을 위한 별도의 배출 구멍(3161)과 유입 구멍(3162)을 구비할 수 있으며, 초음파 전달 매질은 이들 유입 및 배출 구멍(3162, 3161)과 각각 연결된 유입 관로(72) 및 배출 관로(71)를 통해 초음파 전달 매질을 저장하는 레저버(75)에 연결될 수 있다. 이때, 도 4에 도시된 바와 같이, 유입 관로(72)와 유입 구멍(3162)는 유입 연결 통로(3164)에 의해 서로 연결될 수 있으며, 배출 구멍(3161)과 배출 관로(71)는 배출 연결 통로(3163)에 의해 서로 연결될 수 있다. 유입 및 배출 연결 통로(3164, 3163)는 하우징(31)의 측면에 함몰 공간의 형태를 이루어질 수 있으며, 밀폐 커버(50)에 의해 둘러싸요 밀봉될 수 있다.

초음파 전달 매질의 유출을 방지하기 위한 밀봉 부재(37)가 지지대(20)와 초음파 프로브(30) 사이에 배치될 수 있다. 유입 관로(72)와 배출 관로(71)는 밀봉 부재(37)를 통과하도록 설치될 수 있다. 밀봉 효과를 높이기 위해 밀봉 부재(37)는 고무나 실리콘 재질로 형성될 수 있다. 또한 유입 관로(72)와 배출 관로(71)가 밀봉 부재(37)를 관통하도록 하고 밀봉 부재(37)가 지지대(20)의 내주면에 끼워지도록 설치됨으로써, 하우징(31)에 채워지는 초음파 전달 매질이 지지대(20) 내로 유입되는 것도 동시에 방지될 수 있다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 밀봉 부재(37)는 유입 관로(72) 및 배출 관로(71)가 각각 통과하는 관통홀(372, 371)을 구비할 수 있으며, 지지대(20)를 통과한 유입 관로(72)와 배출 관로(71)는 밀봉 부재(37)의 관통홀(372, 371)을 통과하여 하우징(31)의 유입 및 배출 구멍(3162, 3161)에 유체적으로 연결될 수 있다. 하우징(31)의 삽입부(317)는 상하로 마주하는 두 부분으로 이루어질 수 있으며, 밀봉 부재(37)는 이들 삽입부(317)가 삽입되는 관통홀(374, 375)를 포함할 수 있다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 삽입부(317)에는 목부(3171)가 구비될 수 있고, 목부(3171)가 관통홀(374, 375)에 안착될 수 있다. 또한 밀봉 부재(37)는 초음파 트랜스듀서(33)에 전원을 인가하기 위한 전원선(도시되지 않음)이 통과하는 관통홀(373)을 구비할 수 있다. 한편, 하우징(31)은 밀봉 부재(37)의 관통홀(373)을 통과하는 전원선이 지나는 통로를 구비할 수 있으며, 이 통로는 초음파 전달 매질과의 차단을 위해 초음파 트랜스듀서(33)의 후방 공간으로 연결될 수 있다. 밀봉 부재(37)에 의해 초음파 전달 매질이 지지대(20) 쪽으로 유출되는 것이 방지될 수 있다.

배출 관로(71)와 유입 관로(72)는 핸드피스(10)와 지지대(20)를 통과하여 초음파 프로브(30)에 연결될 수 있다. 펌프(73)와 레저버(75)는 외부에 별도로 구비될 수 있으며, 예를 들어 도 1에 도시된 바와 같이 전원/제어 장치(100)가 수용되는 케이스 내에 함께 수용될 수도 있다. 이때, 초음파 전달 매질의 순환이 이루어질 수 있도록 배출 관로(71), 펌프(73), 레저버(75), 유입 관로(72)가 서로 연결될 수 있다.

도 8을 참조하면, 초음파 전달 매질을 저장하는 레저버(75)는 내부에 채워진 초음파 전달 매질의 양을 체크하기 위한 윈도우(751)를 구비할 수 있다. 윈도우(751)는 내부를 볼 수 있도록 투명한 재질로 형성될 수 있다. 초음파 장치가 장시간 사용되는 경우 초음파 전달 매질이 기화되거나 미세하게 누수되어 양이 줄어들 수 있기 때문에, 사용자가 윈도우(751)를 통해 레저버(75) 내부에 채워진 초음파 전달 매질의 양을 체크하고 초음파 전달 매질이 일정 레벨 이하가 된 경우 초음파 전달 매질을 보충할 수 있다.

한편, 레저버(75)는 초음파 전달 매질의 보충을 위한 초음파 전달 매질 주입구(752)를 구비할 수 있고, 초음파 전달 매질 주입구(752)에는 자동 밀폐형 밸브(753)가 설치될 수 있다. 예를 들어, 주사기 형태의 주입 도구를 이용하여 초음파 전달 매질을 보충하고, 자동 밀폐형 밸브(753)는 초음파 전달 매질의 주입 시에는 개방되고 주입이 완료된 후에는 자동으로 밀폐되도록 구성될 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에서는, 레저버가 핸드피스 내에 구비될 수 있다.

도 8을 참조하면, 레저버(75)에는 초음파 전달 매질의 순환을 위한 아웃렛(754)과 인렛(755)이 구비된다. 아웃렛(754)은 레저버(75)에 저장된 초음파 전달 매질을 초음파 프로브(30)로 공급되는 통로 역할을 하고, 인렛(755)은 초음파 프로브(30)의 초음파 전달 매질이 초음파 프로브(30)로 유입되는 통로 역할을 한다. 즉, 펌프(73)가 작동하면 레저버(75) 내의 초음파 전달 매질이 아웃렛(754)을 통해 배출되어 초음파 프로브(30)로 흘러가고, 그에 의해 초음파 프로브(30)에 채워져 있던 초음파 전달 매질은 밀려나와 인렛(755)을 통해 레저버(75)로 유입된다. 이에 의해 초음파 전달 매질의 순환 구조가 구현된다. 이때, 초음파 전달 매질의 안정적인 공급이 이루어질 수 있도록 레저버(75)는 핸드피스(10) 또는 본체에 설치되고 아웃렛(754)은 인렛(755)보다 낮은 위치, 예를 들어 레저버(75)의 바닥에 구비되고 펌프(73)는 아웃렛(754)에 연결되도록 설치될 수 있다. 이에 의해 레저버(75) 내에 공기가 존재하는 경우에도 중력에 의해 하부에 위치하는 초음파 전달 매질이 아웃렛(754)을 통해 초음파 프로브(30)로 안정적으로 공급될 수 있다.

한편, 도 9에 도시된 바와 같이 레저버(75)가 핸드피스(10) 내에 구비되는 경우에는, 아웃렛(754)이 아래로 위치하는 상태에서 펌프(73)를 작동시킴으로써 레저버(75) 내의 공기가 초음파 프로브(30)로 공급되는 것을 방지할 수 있다.

이때, 핸드피스(10)의 자세를 감지하는 자이로 센서(76)를 설치하고, 전원/제어장치(100)가 자이로 센서(76)의 신호에 의해 핸드피스(10)가 초음파 전달 매질이 아웃렛(754)을 채우는 상태에 있는 것으로 판단되는 경우 알람(alarm) 신호가 표시되도록 작동하거나 펌프(73)를 작동시켜 초음파 전달 매질이 초음파 프로브(30)로 공급되도록 작동할 수 있다. 알람 신호는 램프, 버즈 등일 수 있으며, 시술자가 알람 신호를 인지하고 별도로 펌프를 작동시켜 초음파 전달 매질의 공급이 이루어지도록 할 수 있다. 자이로 센서(76)의 신호를 기초로 핸드피스(10)의 상태를 파악할 수 있으며 그에 기초하여 초음파 전달 매질의 순환이 이루어지도록 하거나 중지되도록 할 수 있다.

또한, 핸드피스(10)에 설치된 자이로 센서(76)의 신호를 이용하여 초음파 전달 공간(315)에 잔존하는 기포의 배출이 이루어지도록 할 수도 있다. 예를 들어, 전원/제어장치(100)는 자이로 센서(76)의 신호를 이용하여 핸드피스(10)가 배출 구멍(3161)이 위를 향하는 위치에 있는 것으로 판단되는 경우에 알람(alarm) 신호가 출력되도록 작동하거나 펌프(73)를 작동시켜 초음파 전달 매질이 초음파 전달 공간(315)을 채우면서 초음파 전달 공간(315)에 잔존하는 기포를 배출시키도록 작동할 수 있다. 한편, 다른 실시예에서는, 전원/제어장치(100)가 자이로 센서(76)의 신호에 의해 핸드피스(10)가 초음파 전달 매질이 아웃렛(754)을 채우는 상태에 있을 뿐만 아니라 배출 구멍(3161)이 위를 향하는 위치에 있는 것으로 판단되는 경우에 알람 신호가 출력되도록 작동하거나 펌프(73)을 작동시켜 초음파 전달 매질이 초음파 전달 공간(315)을 채우면서 초음파 전달 공간(315)에 잔존하는 기포를 배출시키도록 작동할 수도 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 도 1에 도시된 바와 같이 초음파 전달 매질을 저장하는 레저버가 핸드피스의 외부, 예를 들어 별도의 본체 내에 설치되고, 핸드피스(10)에 설치되는 자이로 센서(76)를 이용하여 초음파 전달 공간(315)에 잔존하는 기포의 배출이 이루어질 수 있다. 위와 마찬가지로, 전원/제어장치(100)는 핸드피스(10)에 설치된 자이로 센서(76)의 신호를 이용하여 핸드피스(10)가 배출 구멍(3161)이 위를 향하는 위치에 있는 것으로 판단되는 경우에 알람(alarm) 신호가 출력되도록 작동하거나 펌프(73)를 작동시켜 초음파 전달 매질이 초음파 전달 공간(315)을 채우면서 초음파 전달 공간(315)에 잔존하는 기포를 배출시키도록 작동할 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등한 것으로 인정되는 범위의 모든 변경 및 수정을 포함한다.

10: 핸드피스
20: 지지대
30: 초음파 프로브
11: 전원 연결선
100: 전원/제어장치
31: 하우징
33: 초음파 트랜스듀서
315: 초음파 전달 공간
50: 밀폐 커버
51: 커버 부재
52: 초음파 투과 필름
70: 초음파 전달 매질 순환 구조
71: 배출 관로
72: 유입 관로
73: 펌프
75: 레저버
3161: 배출 구멍
3162: 유입 구멍
3163: 배출 연결 통로
3164: 유입 연결 통로
37: 밀봉 부재
76: 자이로 센서

Claims

핸드피스,
상기 핸드피스에서 연장되는 막대형 지지대,
상기 지지대에 체결되는 하우징, 및 상기 하우징에 고정되는 초음파 트랜스듀서를 포함하는 초음파 프로브, 그리고
상기 초음파 트랜스듀서의 전방에 형성되는 초음파 전달 공간에 채워진 초음파 전달 매질을 외부로 배출시켰다가 다시 유입시킬 수 있도록 구성되는 초음파 전달 매질 순환 구조를 포함하며,
상기 하우징과 상기 초음파 트랜스듀서는 상기 초음파 전달 공간에 채워진 초음파 전달 매질이 상기 초음파 트랜스듀서의 후방의 공간으로 유입되지 않도록 구성되는
체강 삽입형 초음파 장치.
제1항에서,
상기 하우징은, 상기 초음파 트랜스듀서의 전방 공간과 후방 공간이 유체적으로 차단되도록, 상기 초음파 트랜스듀서의 가장자리를 전체적으로 지지하도록 형성되는
체강 삽입형 초음파 장치.
제1항에서,
상기 초음파 트랜스듀서의 전면과 후면이 유체적으로 차단되도록, 상기 하우징은 상기 초음파 트랜스듀서의 폭방향 가장자리를 전체적으로 지지하도록 형성되며, 상기 초음파 트랜스듀서의 길이방향 가장자리는 밀봉재로 밀봉되는
체강 삽입형 초음파 장치.
제2항 또는 제3항에서,
상기 초음파 트랜스듀서의 폭방향 가장자리는 오목한 곡면 형태를 갖도록 형성되며,
상기 하우징은 상기 폭방향 가장자리를 지지할 수 있도록 상기 폭방향 가장자리의 오목한 곡면 형태에 대응하는 곡면 형태의 지지부를 포함하는
체강 삽입형 초음파 장치.
제1항에서,
상기 초음파 전달 매질 순환 구조는
상기 초음파 전달 매질을 저장하는 레저버,
상기 초음파 전달 매질을 상기 레저버에서 상기 초음파 전달 공간으로 이동하키는 펌프,
상기 레저버에서 배출된 상기 초음파 전달 매질이 상기 초음파 전달 공간으로 유입되는 유로를 형성하는 유입 유로, 그리고
상기 초음파 전달 공간에서 배출된 상기 초음파 전달 매질이 상기 레저버로 유입되는 유로를 형성하는 배출 유로
를 포함하는
체강 삽입형 초음파 장치.
제5항에서,
상기 초음파 프로브와 상기 지지대 사이에 개재되는 밀봉 부재를 더 포함하고,
상기 유입 유로와 상기 배출 유로는 상기 밀봉 부재를 통과하도록 형성되는
체강 삽입형 초음파 장치.
제6항에서,
상기 유입 유로는 상기 지지대를 관통하는 유입 관로를 포함하고,
상기 배출 유로는 상기 지지대를 관통하는 배출 관로를 포함하며,
상기 유입 관로와 상기 배출 관로는 상기 밀봉 부재를 통과하도록 설치되는
체강 삽입형 초음파 장치.
제5항에서,
상기 유입 유로는 상기 지지대를 관통하는 유입 관로를 포함하고,
상기 배출 유로는 상기 지지대를 관통하는 배출 관로를 포함하며,
상기 하우징은
상기 유입 관로에 연결되는 유입 연결 통로,
상기 유입 연결 통로와 상기 초음파 전달 공간을 연결하는 유입 구멍,
상기 배출 관로에 연결되는 배출 연결 통로, 그리고
상기 배출 연결 통로와 상기 초음파 전달 공간을 연결하는 배출 구멍을 포함하는 체강 삽입형 초음파 장치.
제8항에서,
상기 유입 연결 통로, 그리고 상기 유입 구멍은 상기 하우징의 길이방향의 일 측에 구비되고,
상기 배출 연결 통로, 그리고 상기 배출 구멍은 상기 유입 연결 통로, 그리고 상기 유입 구멍과 각각 마주하도록 상기 하우징의 길이방향의 다른 일 측에 구비되는
체강 삽입형 초음파 장치.
제5항에서,
상기 레저버는 내부에 채워진 초음파 전달 매질의 양을 체크하기 위한 윈도우를 구비하는
체강 삽입형 초음파 장치.
제5항에서,
상기 레저버는 초음파 전달 매질의 보충을 위한 초음파 전달 매질 주입구, 그리고 상기 주입구에 설치되는 자동 밀폐 밸브를 포함하는
체강 삽입형 초음파 장치.
제5항에서,
상기 레저버는 상기 핸드피스의 외부에 고정된 상태로 설치되며,
상기 레저버는 상기 초음파 프로브에서 배출된 상기 초음파 전달 매질이 유입되는 인렛, 그리고 상기 초음파 프로브로 공급될 상기 초음파 전달 매질이 배출되는 아웃렛을 포함하고,
상기 아웃렛은 상기 인렛보다 낮은 위치에 설치되는
체강 삽입형 초음파 장치.
제5항에서,
상기 핸드피스의 자세를 감지하는 자이로 센서, 그리고 상기 자이로 센서의 신호를 기초로 상기 펌프의 작동을 제어하는 제어 장치를 더 포함하고,
상기 레저버는 상기 핸드피스 내에 설치되며,
상기 제어 장치는 상기 자이로 센서의 신호에 의해 상기 핸드피스가 상기 초음파 전달 매질이 상기 레저버의 아웃렛을 채우는 위치에 있는 것으로 판단되는 경우에 알람(alarm) 신호가 출력되도록 작동하거나 상기 펌프를 작동시켜 상기 초음파 전달 매질이 상기 초음파 전달 공간을 채우도록 작동하는
체강 삽입형 초음파 장치.
제5항에서,
상기 핸드피스의 자세를 감지하는 자이로 센서, 그리고 상기 자이로 센서의 신호를 기초로 상기 펌프의 작동을 제어하는 제어 장치를 더 포함하고,
상기 레저버는 상기 핸드피스 내에 설치되며,
상기 하우징은 상기 초음파 전달 매질이 상기 초음파 전달 공간으로 유입되는 유입 구멍, 그리고 상기 초음파 전달 매질이 상기 초음파 전달 공간에서 배출되는 배출 구멍을 포함하고,
상기 제어 장치는 상기 자이로 센서의 신호에 의해 상기 핸드피스가 상기 초음파 전달 매질이 상기 레저버의 아웃렛을 채우는 위치에 있을 뿐만 아니라 상기 배출 구멍이 위를 향하는 위치에 있는 것으로 판단되는 경우에 알람(alarm) 신호가 출력되도록 작동하거나 상기 펌프를 작동시켜 상기 초음파 전달 매질이 상기 초음파 전달 공간을 채우면서 상기 초음파 전달 공간에 잔존하는 기포를 배출시키도록 작동하는
체강 삽입형 초음파 장치.
제5항에서,
상기 핸드피스의 자세를 감지하는 자이로 센서, 그리고 상기 자이로 센서의 신호를 기초로 상기 펌프의 작동을 제어하는 제어 장치를 더 포함하고,
상기 하우징은 상기 초음파 전달 매질이 상기 초음파 전달 공간으로 유입되는 유입 구멍, 그리고 상기 초음파 전달 매질이 상기 초음파 전달 공간에서 배출되는 배출 구멍을 포함하고,
상기 제어 장치는 상기 자이로 센서의 신호에 의해 상기 핸드피스가 상기 배출 구멍이 위를 향하는 위치에 있는 것으로 판단되는 경우에 알람(alarm) 신호가 출력되도록 작동하거나 상기 펌프를 작동시켜 상기 초음파 전달 매질이 상기 초음파 전달 공간으로 채우면서 상기 초음파 전달 공간에 잔존하는 기포를 배출시키도록 작동하는
체강 삽입형 초음파 장치.
제1항에서,
상기 하우징은 생성된 초음파가 통과하는 초음파 통과 홀을 구비하고,
상기 초음파 통과 홀을 밀봉하는 밀폐 커버를 더 포함하는
체강 삽입형 초음파 장치.
제16항에서,
상기 밀폐 커버는
상기 하우징에 씌워지며 상기 초음파 통과 홀에 대응하는 위치에 형성되는 초음파 투과 창을 구비하는 커버 부재, 그리고
상기 초음파 투과 창을 밀폐하도록 상기 커버 부재에 부착되는 초음파 투과 필름을 포함하는
체강 삽입형 초음파 장치.