KR102031056B1 - 사용자 맞춤형 음향렌즈를 이용하는 집속 초음파 자극 장치 - Google Patents

사용자 맞춤형 음향렌즈를 이용하는 집속 초음파 자극 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 집속 초음파 자극 장치는, 저강도/고강도 초음파를 출력하는 트랜스듀서, 사용자의 두개골에 밀착되며 상기 초음파를 목표 초점에 집속하도록 맞춤 제작되는 음향렌즈, 및 상기 트랜스듀서와 음향렌즈를 서로 고정시키기 위한 고정부를 포함한다. 상기 음향렌즈는 미리 촬영된 사용자의 두개골 모양에 기초하여 3D 프린터를 이용하여 맞춤 제작되므로, 사용자에 따라 원하는 초점 목표에 초음파를 집속함으로써 종래의 초음파 자극 장치보다 정확도를 향상시킬 수 있다.

Description

사용자 맞춤형 음향렌즈를 이용하는 집속 초음파 자극 장치{FOCUSED ULTRASOUND STIMULATION APPARATUS USING USER CUSTOMIZED ACOUSTIC LENS}
본 발명은 집속 초음파 자극 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 미리 촬영된 사용자의 두개골 모양에 기초하여 맞춤 제작된 음향렌즈를 이용하여 초음파를 목표 초점에 집속함으로써 질병을 치료하기 위한 집속 초음파 자극 장치에 관한 것이다.
종래에는 환자의 통증을 완화시키거나 특정 신체 부위의 신경 세포를 자극하는 치료 방법을 수행하기 위해, 환자의 신체에 전극을 삽입하는 등의 방법이 이용되었으나, 이와 같은 물리적인 침습 과정에 의해 신체가 손상될 우려가 있었다.
최근에는 물리적인 침습 과정 없이도 환부를 자극할 수 있는 초음파 자극 치료법이 널리 이용되고 있다. 초음파는 그 강도에 따라 고강도 초음파(high intensity ultrasound)와 저강도 초음파(low intensity ultrasound)로 나뉠 수 있는데, 고강도 초음파는 암세포나 조직을 괴사시키는 등의 직접적인 치료에 이용되는 반면, 저강도 초음파는 신체에 열을 가하거나 조직을 괴사시키는 일 없이 의학적 효과를 얻을 수 있는 것으로 알려져 있다.
초음파의 강도를 정하는 단위는 NEMA(American Institute for Ultrasound in Medicine and National Electronics Manufacturers Administration)의 진단 초음파 장비를 위한 음향 출력 측정 기준(Acoustic Output Measurement Standard for Diagnostic Ultrasound Equipment)을 기준으로 시간평균 최고 첨두 음향 강도(spatial-peak temporal-average intensity, Ispta)와 펄스평균 최고 첨두 음향강도(spatial-peak pulseaverage intensity, Isppa)로 나타내어 진다.
초음파 종류에 대한 기준은 아직 명확하게 정해진 것은 없으나, 본 명세서에서 "저강도 초음파"는 미국 FDA 기준 및 유럽안전기준을 따라 3 W/㎠ 의 시간 평균 최고 첨두 음향강도(Ispta) 미만의 음향강도를 가지는 초음파로써 신체에 손상을 입히지 않는 범위에 있는 초음파를 의미하며, 3 W/㎠ 이상의 시간 평균 최고 첨두 음향강도를 가지는 초음파를 “고강도 초음파”라고 한다.
이 중에서도 저강도 초음파 자극 장치는, 환자의 뇌 신경 세포를 자극하여 우울장애, 조현병 등의 정신질환이나 뇌전증, 수전증 등을 치료하기 위하여 폭넓게 이용되고 있다. 그러나 종래의 뇌 자극을 위한 초음파 자극 장치는, 트랜스듀서로부터 발생한 초음파가 환자의 두개골과 뇌를 통과하면서 집속도가 감소하거나, 매질의 차이로 인하여 초음파 진행 경로가 변경되어 목표 초점에 집속하지 못하는 문제점을 해결하기 위하여, 복수의 트랜스듀서 어레이를 이용하는 방식이 일반적이었다.
국내 등록특허 제10-1700883호를 참조하면, 저강도 초음파 빔을 출력하는 복수의 트랜스듀서를 포함하는 초음파 집속 어레이를 이용하여 환자의 척수 또는 척수 주변의 신경 세포를 자극하는 장치가 개시되어 있다. 또한, 뇌 자극에 초음파를 이용하는 예로는, INSIGHTEC Ltd. 의 경두개 초음파 치료기기 ExAblate Neuro 가 있는데, 수십 개의 트랜스듀서로 구성되어 있어 집속에는 유리하나 가격이 매우 비싸다는 단점이 있다.
상기 다채널 초음파 자극 장치가 고가라는 문제점을 해결하기 위해, 단채널 초음파 장치로부터 발생한 초음파를 음향렌즈를 이용하여 집속하는 방법이 고안되었다. PCT 특허출원 WO2013/166019 A1를 참조하면, 초음파 집속 장치에 있어서, 3D 프린터를 이용하여 디자인한 음향렌즈를 트랜스듀서 앞 단에 부착함으로써 초음파 집속도를 향상시키는 기술이 개시되어 있다.
그러나 종래 기술에서는, 상기 음향렌즈를 트랜스듀서 앞 단에 부착하도록 제작하는 공정 비용이 많이 소요되고, 음향렌즈 또한 환자의 신체 부위에 맞게 제작되는 것이 아니라 트랜스듀서에 부착 가능하도록 제작되는 것이므로 단순히 초음파를 집속하는 효과를 가질 뿐이었다.
대한민국 등록특허 제10-1700883호 PCT 국제출원특허 WO2013/166019 A1
이에 본 명세서는, CT나 MRI 촬영장치에 의해 미리 촬영된 사용자의 두개골 모양에 기초하여 맞춤 제작된 음향렌즈를 이용하여, 원하는 초점 목표에 초음파를 집속하는 초음파 자극 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 대상 환자에 따라 적합한 음향렌즈를 용이하게 교체함으로써 비용을 감소시키고, 초점 목표의 변경에 따라 음향렌즈를 교체하거나 제2 음향렌즈를 추가함으로써 비용을 감소시키는 초음파 자극 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
일 실시예에 따른 집속 초음파 자극 장치는, 초음파를 출력하는 트랜스듀서; 사용자의 두개골에 밀착되며, 상기 초음파를 목표 초점에 집속하도록 맞춤 제작되는 음향렌즈; 및 상기 트랜스듀서와 음향렌즈를 서로 고정시키기 위한 고정부를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 음향렌즈는 미리 촬영된 사용자의 두개골 모양에 기초하여 3D 프린터를 이용하여 맞춤 제작될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 음향렌즈는 상기 초음파를 적어도 둘 이상의 목표 초점에 나누어 집속하도록 맞춤 제작될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 고정부는 상기 음향렌즈를 탈부착 가능하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 고정부는 상기 트랜스듀서와 상기 음향렌즈 사이에 제2 음향렌즈를 삽입하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 집속 초음파 자극 장치는, 상기 트랜스듀서 앞단에 부착되며, 상기 초음파의 집속도를 향상시키기 위한 제3 음향렌즈를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 고정부는 하이드로젤(hydrogel) 또는 물로 구성된 매질로 채워질 수 있다.
일 실시예에서, 상기 음향렌즈는 중합체(polymers), 탄성중합체(elastomers), PDMS(polydimethylsiloxane) 중 하나로 구성될 수 있다.
본 명세서에서 제공하는 일 실시예에 따른 집속 초음파 자극 장치에 의하면, CT나 MRI 촬영장치에 의해 미리 촬영된 사용자의 두개골 모양에 기초하여 맞춤 제작된 음향렌즈를 이용하여, 원하는 초점 목표에 저강도/고강도 초음파를 집속함으로써, 종래의 초음파 자극 장치보다 정확도를 향상시킬 수 있다.
또한, 상이한 구조의 음향렌즈를 이용하여 단일 트랜스듀서로도 복수의 목표 초점을 자극하는 것이 가능하므로, 복수의 트랜스듀서를 이용하는 것과 같은 효과를 얻을 수 있다.
또한, 상기 초음파 자극 장치의 고정부는 음향렌즈의 탈부착 또는 추가가 용이한 구조로 되어 있으므로, 대상 환자 또는 초점 목표의 변경에 따른 추가 비용을 줄일 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 집속 초음파 자극 장치의 구조를 간단히 나타낸 것이다.
도 2는 일 실시예에 따른 트랜스듀서의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 압전소자의 압전효과에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 4a는 이상적인 상황에서 종래의 초음파 자극 장치를 이용하는 경우, 초음파가 목표 초점에 집속되는 것을 나타낸 도면이다.
도 4b는 실제적인 상황에서 종래의 초음파 자극 장치를 이용하는 경우, 목표초점의 초음파 집속이 실패하는 것을 나타낸 도면이다.
도 5은 일 실시예에 따른 집속 초음파 자극 장치를 이용하는 경우, 목표 초점에 정확하게 집속되는 것을 나타낸 도면이다.
도 6는 일 실시예에 따른 집속 초음파 자극 장치를 이용하는 경우, 복수의 목표 초점에 집속되는 것을 나타낸 도면이다.
도 7는 일 실시예에 따른 집속 초음파 자극 장치에서, 고정부에 제2 음향렌즈를 삽입하는 것을 나타낸 도면이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하, 도면들을 참조하여 집속 초음파 자극 장치의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 일 실시예에 따른 집속 초음파 자극 장치의 구조를 간단하게 나타낸 도면이다. 실시예에서, 집속 초음파 자극 장치(10)는 트랜스듀서(100), 음향렌즈(200) 및 고정부(300)를 포함한다.
트랜스듀서(100)는 초음파를 출력하는 음원(sound source)이다. 실시예에서, 치료하고자 하는 부위와 목적에 따라 출력을 조정함으로써 3 W/㎠ (Ispta) 이하의 저강도 초음파는 물론, 3 W/㎠ (Ispta) 이상의 고강도 초음파 출력도 가능하다.
일반적으로, 초음파 트랜스듀서(transducer)는 압전 효과 또는 자왜(磁歪) 효과를 응용하여, 20 ㎑ 이상의 교류 에너지를 같은 주파수의 기계적 진동으로 변환한다. 트랜스듀서(100)의 구체적인 구조와 압전소자를 이용한 초음파 발생 매커니즘에 대해서는 도 2 내지 도 3을 참조하여 상세하게 후술하도록 한다.
도 2는 일 실시예에 따른 트랜스듀서(200)의 구성을 설명하기 위한 도면이다. 다만, 이와 같은 트랜스듀서의 구조는 예시적일 뿐이며, 특정 구조나 효과로 한정되지 않는다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 트랜스듀서(100)는 일측이 개구된 몸체(111)와 상기 몸체(111)의 개구에 형성된 압전소자(110)를 포함한다. 몸체(111) 내부는 공기(112)로 충진된다. 각 압전소자(210)에는 압전소자(110)에 전압을 인가하기 위한 전선이 연결되어 있다. 몸체(111)는 길게 형성되어 복수의 압전소자(110)를 동시 고정할 수도 있으며, 하나의 압전소자(110)를 고정하기 위한 사이즈로 형성될 수도 있다.
본 실시예에 따르면 압전소자(110)는 수정(Quartz) 및 전기석(Turmaline)과 같은 압전 효과를 일으키는 물질을 이용하며, 트랜스듀서(100)는 압전소자(110)의 압전효과를 이용해 초음파를 발생 출력시킨다.
도 3은 압전소자(110)의 압전효과에 대해 설명하기 위한 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 수정 결정체인 압전소자(110)의 한 축을 따라 인장력(tension)과 압축력(compression)을 반복적으로 가하면 한쪽 면에는 양전하(+)가 다른 한쪽에는 음전하(-)가 생겨 전류가 발생한다.
압전소자(110)에서의 이러한 분극 현상은 결정 구조가 찌그러지면서 (+)이온과 (-)이온의 상대적 위치가 변화함에 따라 발생한다. 이로 인해 소자 내에서 위치가 변화한 전하의 무게중심은 자동적으로 보정되지만 결정체의 양쪽 단면 사이에는 전기장(electric field)이 형성된다. 전기장의 방향은 압축 시와 인장 시에 서로 반대가 된다.
역으로, 압전소자(110)의 양쪽 단면에 전압을 인가하면 전기장 내의 (+)이온은 (-)전극을 향하여 이동하고, (-)이온은 (+)전극을 향하여 이동한다. 이와 같은 역압전 효과에 의해 외부에서 가해지는 전압의 방향에 따라 압전소자(110)의 인장과 수축이 유도된다. 압전소자(110)과 인장과 수축을 반복함에 따라서, 스피커의 작동 원리와 유사한 원리로 가청 범위 이상의 주파수를 가지는 초음파가 발생한다.
트랜스듀서(100)의 압전소자(110)는 치료하고자 하는 부위와 목적에 따라 출력을 조정함으로써, 적절한 강도의 초음파를 출력할 수 있고, 출력된 초음파는 중첩을 일으켜 초음파 빔을 형성한다.
일 실시예에서, 트랜스듀서(100)의 인가되는 전압 신호를 생성하는 신호 생성기와, 신호를 증폭시키는 증폭기 등을 포함하는 기능 모듈이 초음파 자극 장치(10)에 부가적으로 연결될 수 있다. 또한, 상기 기능 모듈을 조정하고 각종 신호를 모니터에 출력할 수 있는 컴퓨터가 더 연결될 수 있다.
음향렌즈(200)는 사용자의 두개골에 밀착되어 상기 트랜스듀서(100)에 의해 출력된 초음파를 목표 초점에 집속할 수 있도록 맞춤 제작된다. 초음파는 환자의 두개골이나 뇌와 같이 상이한 매질을 통과하면서 출력이 낮아지고 경로가 변경되는데, 음향렌즈(200)는 이와 같이 낮아지는 집속도를 보상하고 올바른 목표 초점에 초음파가 집속될 수 있도록 보조하는 역할을 수행한다.
이를 위해, CT(computed tomography) 촬영, MRI(magnetic resonance imaging) 촬영을 통해 미리 사용자의 두개골 모양을 촬영하고, 촬영된 두개골 모양에 기초하여 목표 초점에 초음파를 정확하게 집속하도록 구성된 음향렌즈가 제작된다. 실시예에서, 상기 음향렌즈는 중합체(polymers), 탄성중합체(elastomers), PDMS(polydimethylsiloxane) 중 하나로 구성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예에 따라, 음향렌즈는 3D 프린팅 기법을 이용하여 제작될 수 있다. 음향렌즈 제작에 이용되는 3D 프린터는 앞뒤(x축), 좌우(y축)에 상하(z축) 운동을 더하여 3D 도면을 바탕으로 입체 물품을 만드는 모든 장치를 포함하며, 한 층씩 쌓아 올리는 적층형 3D 프린터나 한 덩어리를 깎아가는 절삭형 3D 프린터가 모두 이용될 수 있다.
3D 프린터를 이용하여 음향렌즈를 제작하는 경우, 제작 비용이 저렴할 뿐만 아니라, CT나 MRI를 이용하여 촬영된 환자 정보가 제공된다면 환자의 머리에 밀착이 가능한 맞춤 형태의 렌즈가 제작될 수 있으므로 음향 렌즈의 초음파 집속 효과를 극대화할 수 있다.
고정부(300)는, 상기 트랜스듀서(100)와 음향렌즈(200)를 서로 고정시키기 위한 부품이다. 고정부(300)는 트랜스듀서(100)로부터 발생한 초음파의 경로에 영향을 주지 않도록 내부가 비어 있는 원통형의 구조로 형성될 수 있으나 특정 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한 실시예에서는, 상기 고정부의 내부는 필요에 따라 하이드로젤(hydrogel)이나 물과 같은 매질로 채워질 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예에 따라서, 고정부(300)는 상기 음향렌즈(200)를 탈부착 가능하도록 구성되거나, 상기 트랜스듀서(100)와 상기 음향렌즈(200) 사이에 제2 음향렌즈(도 7의 250)를 삽입할 수 있는 구조로 형성될 수 있다. 고정부의 부가적인 기능 및 형태에 대해서는 이후에 도면을 참조하여 설명하도록 한다.
이어서, 도 4a 내지 4b를 참조하여 음향렌즈를 이용하지 않는 종래의 초음파 자극 장치와, 본 실시예에 따라 맞춤 제작한 음향렌즈를 이용하는 초음파 자극 장치를 비교해보도록 한다.
도 4a는 이상적인 상황에서 종래의 초음파 자극 장치를 이용하는 경우를 나타낸 도면이고, 도 4b는 실제적인 상황에서 종래의 초음파 자극 장치를 이용하는 경우, 목표 초점(F)에의 초음파 집속이 실패하는 것을 나타낸 도면이다.
이상적으로, 트랜스듀서(100')에서 발생한 초음파는 도 4a와 같이 두개골을 통과하여 목표 초점(F)에 집속될 것이 기대되지만, 실제적으로는 환자의 두개골과 뇌를 통과하면서 매질의 차이로 인해 초음파의 경로가 변경되어 도 4b와 같이 목표 초점(F)에 집속하지 못하는 현상이 발생한다. 또한, 음향렌즈가 없는 종래의 초음파 자극 장치의 경우, 미세한 조정이 불가하여 초음파 집속률이 떨어지는 문제가 있다.
본 명세서에서 제공하는 실시예에 따른 초음파 자극 장치를 이용하는 경우, 도 5에 도시된 바와 같이, 트랜스듀서(100)로부터 출력된 초음파가 두개골에 밀착된 음향렌즈(200)에 의해 경로가 수정되어 목표 초점(F)에 정확하게 집속할 수 있으며 집속률 또한 향상된다. 전술한 바와 같이, 음향렌즈(200)는 미리 촬영된 사용자의 두개골 및 뇌의 형태를 고려하여 목표 초점(F)에 초음파가 집속될 수 있는 구조로 형성되며, 미리 얻은 촬영 정보에 기초하여 3D 프린팅 기법으로 제작될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 음향렌즈(200)는 출력된 초음파를 적어도 둘 이상의 목표 초점에 나누어 집속하도록 맞춤 제작될 수 있다. 도 6을 참조하면, 음향렌즈(200)를 통과한 초음파는 각각의 경로에 따라 제1 목표 초점(F1) 및 제2 목표 초점(F2)에 집속된다.
종래의 초음파 자극 장치는 둘 이상의 목표 지점을 동시에 자극하기 위해서는 복수의 초음파 음원(즉, 트랜스듀서)을 이용하여야만 했으나, 본 명세서의 실시예에 따른 초음파 자극 장치를 이용하면, 하나의 트랜스듀서(100)에서 발생한 초음파를 미리 제작된 맞춤형 음향렌즈(200)를 통과시킴으로써, 둘 이상의 목표 초점(F1, F2)에 집속하는 것이 가능하다.
이를 위해서, 전술한 바와 같이 CT나 MRI로 미리 촬영한 사용자 두개골 모양을 고려하여 설정된 목표 초점들에 따라 음향렌즈(200)를 맞춤 제작할 수 있다. 상기 실시예에 의하면, 하나의 트랜스듀서로 복수의 트랜스듀서를 이용하는 것과 같은 효과를 얻을 수 있으므로 비용 절감이 가능하다.
전술한 바와 같이, 고정부(300)는 상기 음향렌즈(200)를 탈부착 가능하도록 구성된다. 종래에는 초음파 음향렌즈를 이용하는 경우에도 단순히 초음파의 집속을 위해서 트랜스듀서 앞 단에 추가적으로 장착하는 것이 일반적이었으나, 본 명세서의 초음파 자극 장치에 따르면 사용자(환자) 두개골 모양에 기초하여 음향렌즈가 맞춤 제작되므로, 동일한 사용자의 다른 부위 또는 다른 사용자에게 본 장치를 적용하는 경우에는 각각을 위해 맞춤 제작된 상이한 음향렌즈로 교체함으로써 치료에 소모되는 비용을 크게 절감시킬 수 있고, 효율을 크게 향상시킬 수 있다.
도 7을 참조하면, 또 다른 실시예에서, 고정부(300)는 상기 트랜스듀서(100)와 상기 음향렌즈(200) 사이에 제2 음향렌즈(250)를 삽입할 수 있는 구조로 형성될 수 있다. 예를 들어, 사용자(환자)의 뇌를 자극하기 위해 초음파 자극 장치를 이용할 때, 필요에 따라 뇌의 상이한 부분들을 차례대로 자극해야 하는 경우가 있을 수 있다.
이 경우, 제1 음향렌즈(200)만을 이용하여 제1 목표 초점(F1)을 먼저 자극하다가, 제2 음향렌즈(250)를 고정부(300)에 추가적으로 삽입하여 초음파의 경로를 변경함으로써 제2 목표 초점(F2)을 이어서 자극할 수 있다. 이와 같이 음향렌즈의 교체 없이 미리 맞춤 제작한 제2 음향렌즈(250)를 추가 삽입하는 것으로서 여러 부위를 신속하게 자극할 수 있다.
상기 집속 초음파 자극 장치는, 상기 트랜스듀서 앞단에 부착되며 상기 초음파의 집속도를 향상시키기 위한 제3 음향렌즈를 추가적으로 포함할 수 있다. 장치가 제3 음향렌즈를 포함하고 있는 경우, 상기 제1 및 제2 음향렌즈는 제3 음향렌즈로 인한 초음파의 굴절을 더 고려하여 맞춤제작 될 수 있으며, 이 경우 제3 음향렌즈는 트랜스듀서로부터 발생한 초음파를 보다 강하게 집속하기 위해서 이용된다.
또 다른 실시예에서, 상기 제3 음향렌즈는 제2 음향렌즈(250)와 같이 추가적으로 삽입되어 초음파의 경로를 변경함으로써 상이한 목표 초점을 자극하기 위해 이용될 수 있다. 이 경우에는, 제3 음향렌즈는 단순히 초음파의 집속도를 향상시키기 위함이 아니라 더 많은 초점(예를 들어, 제3 초점(F3))에 초음파를 집속하기 위해 이용된다.
상기한 실시예들에 따르면, 미리 촬영된 사용자의 두개골 모양에 기초하여 맞춤 제작된 음향렌즈를 이용하여, 원하는 초점 목표에 초음파를 집속함으로써, 종래의 초음파 자극 장치보다 정확도를 향상시킬 수 있다. 또한, 상이한 구조의 음향렌즈를 이용하거나 추가적인 음향렌즈를 삽입함으로써 단일 트랜스듀서로도 복수의 목표 초점을 자극하는 것이 가능하므로, 복수의 트랜스듀서를 이용하는 것과 같은 효과를 얻을 수 있다. 또한, 상기 초음파 자극 장치의 고정부는 음향렌즈의 탈부착 또는 추가가 용이한 구조로 되어 있으므로, 대상 환자 또는 초점 목표의 변경에 따른 추가 비용을 줄일 수 있다.
이상에서 살펴본 본 발명은 도면에 도시된 실시예들을 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 그러나, 이와 같은 변형은 본 발명의 기술적 보호범위 내에 있다고 보아야 한다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다.
10: 집속 초음파 자극 장치
100: 트랜스듀서
110: 압전소자
111: 트랜스듀서 몸체
112: 공기
200: 음향렌즈
250: 제2 음향렌즈
300: 고정부

Claims (8)

  1. 초음파를 출력하는 트랜스듀서;
    사용자의 두개골에 밀착되며, 상기 초음파를 목표 초점에 집속하도록 맞춤 제작되는 음향렌즈; 및
    상기 트랜스듀서와 음향렌즈를 서로 고정시키기 위한 고정부를 포함하되,
    상기 고정부는 상기 음향렌즈를 탈부착 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 집속 초음파 자극 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 음향렌즈는, 미리 촬영된 사용자의 두개골 모양에 기초하여 3D 프린터를 이용하여 맞춤 제작되는 것을 특징으로 하는, 집속 초음파 자극 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 음향렌즈는, 상기 초음파를 적어도 둘 이상의 목표 초점에 나누어 집속하도록 맞춤 제작되는 것을 특징으로 하는, 집속 초음파 자극 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 고정부는, 상기 트랜스듀서와 상기 음향렌즈 사이에 제2 음향렌즈를 삽입할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 집속 초음파 자극 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 트랜스듀서 앞단에 부착되며, 상기 초음파의 집속도를 향상시키기 위한 제3 음향렌즈를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 집속 초음파 자극 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 고정부는, 하이드로젤(hydrogel) 또는 물로 구성된 매질로 채워지는 것을 특징으로 하는, 집속 초음파 자극 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 음향렌즈는, 중합체(polymers), 탄성중합체(elastomers), PDMS(polydimethylsiloxane) 중 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는, 집속 초음파 자극 장치.
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