KR102078651B1

KR102078651B1 - 과도 집속 방지 기능을 갖는 초점 가변형 hifu 어셈블리

Info

Publication number: KR102078651B1
Application number: KR1020170110180A
Authority: KR
Inventors: 권승열; 권한열; 김남훈
Original assignee: 권승열
Priority date: 2017-08-30
Filing date: 2017-08-30
Publication date: 2020-02-19
Also published as: KR20190023842A

Abstract

본 발명은 초점 가변형 HIFU 어셈블리에 과한 것으로, 보다 상세하게는 모터와, 모터에 의해 전후진 가능한 구동축 및 상기 구동축과 연동하여 초음파 발진자부의 전후진시키는 링크축으로 이루어진 위치 조절수단을 구비하여, 카트리지에 내장된 초음파 발진자부의 전후 위치를 변경함으로써 초음파의 집속점 위치를 조절할 수 있는, 초점 가변형 HIFU 어셈블리에 관한 것이다.

Description

과도 집속 방지 기능을 갖는 초점 가변형 HIFU 어셈블리{HIGH INTENSITY FOCUSED ULTRASOUND HANDPIECE}

본 발명은 과도 집속 방지 기능을 갖는 초점 가변형 HIFU 어셈블리에 관한 것으로, 보다 상세하게는 모터와, 모터에 의해 전후진 가능한 구동축 및 상기 구동축과 연동하여 초음파 발진자부를 전후진시키는 링크축으로 이루어진 위치 조절수단을 구비하여, 카트리지에 내장된 초음파 발진자부의 전후 위치를 변경함으로써 초음파의 집속점 위치를 조절할 수 있는, 과도 집속 방지 기능을 갖는 초점 가변형 HIFU 어셈블리에 관한 것이다.

종래에는 피부 리프팅, 잡티 제거 등의 피부과 치료뿐만 아니라, 암 치료 등에 외과적인 수술을 하지 않는 시술 장치로써, 레이저를 이용한 시술 장치를 기반으로 점차 발달되어 왔다.

그러나 최근 들어, 레이저보다 발달된 형태의 초음파를 이용한 시술 장치가 각광을 받고 있는 추세이다.

특히 고강도 집속형 초음파(HIFU; High Intensity Focused Ultrasound)를 이용한 시술 장치가 널리 사용되고 있는데,

상기 기술은 본래 비침습적으로 내부 장기 종양을 선택적으로 고온 응고시켜 암세포를 파괴하는 항암치료 목적으로 사용되었으나, 피부 리프팅, 잡티 제거, 비만 치료 등의 피부과 치료 등에 널리 활용되고 있다.

이와 관련된 종래기술로써, 공개특허 제10-2008-0018989호, 공개특허 제10-2011-0091832호, 등록특허 제10-1177691호, 등록특허 제10-1307551호 등이 있는데,

이러한 종래기술들은 초음파를 집속시키는 트랜스듀서를 구비한 초음파 발진자부를 본체에 탈부착 가능한 카트리지에 내장하여, 카트리지를 교체 사용할 수 있도록 하고 있다.

그런데 상기 종래기술들의 카트리지는 초음파의 집속점 높이가 카트리지별로 고정되어 있기 때문에, 시술 목적, 시술 부위, 피시술자의 특성 등에 따라 초음파가 집속되는 높이의 변경이 필요할 때마다, 그에 맞는 집속점 높이를 갖는 카트리지로 교체하여 시술해야 하므로, 사용이 매우 불편한 문제점이 있다.

또한 상기 종래기술들은 초음파의 집속점 위치를 육안으로 직접 확인할 수 없기 때문에 시술자의 숙련도 내지 감에만 의존하여 초음파의 집속점을 변경하여 시술을 행하는 바, 시술이 완료된 동일 위치나 시술이 불필요한 부위에 초음파가 반복적으로 조사되어 과열에 의한 피부 화상 내지 손상을 유발하는 등의 문제점이 있다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,

카트리지의 교체 없이 시술 중 필요에 따라 초음파의 집속점 높이를 쉽게 가변할 수 있도록, 모터와 모터에 의해 전후진하는 구동축 및 구동축과 연동하여 초음파 발진자부를 전후진시키는 링크축으로 이루어진 위치 조절수단을 포함하여 이루어져, 초음파의 집속점 높이를 조절할 수 있는 초점 가변형 HIFU 어셈블리를 제공하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 핸드피스의 전후좌우 및 상하 움직임을 감지하여 움직임이 정지된 상태에서 동일 부위에 대한 과도한 초음파 조사로 화상 등의 상해가 발생하는 것을 방지할 수 있도록, 자이로 모듈, 가속도 모듈, 자기장 모듈 중 하나 이상으로 구성되어 핸드피스의 움직임을 감지하는 움직임 감지수단을 포함하는 초점 가변형 HIFU 어셈블리를 제공하는 것을 목적으로 한다.

아울러 본 발명은 위치 조절수단을 통한 초음파 발진자부의 위치 조절이 보다 정밀하고 정확하게 이루어질 수 있도록, 초음파 발진자부의 전후진을 안내하는 가이드수단이 카트리지에 내장되어 있는 초점 가변형 HIFU 어셈블리를 제공하는 것을 목적으로 한다.

나아가 본 발명은 초음파 발진자부의 전후 위치 조절 시 카트리지에 저장된 매질이 카트리지 외부로 누설되는 것을 방지할 수 있도록, 카트리지 내부에 고정되고 링크축의 외면을 감싸면서 후단부로 갈수록 직경이 좁아져 링크축의 외면이 밀착되며 링크축의 전후진에 따라 링크축의 길이방향으로 신축 가능하게 형성된 주름관이, 링크축이 결합된 지지홀에 구비되어 있는 초점 가변형 HIFU 어셈블리를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 초점 가변형 HIFU 어셈블리는,

매질이 저장되어 있으며 초음파를 집속하는 트랜스듀서를 포함한 초음파 발진자부를 구비한 카트리지;

상기 카트리지가 탈착되는 장착부를 갖는 프로브; 및

상기 카트리지 내에서 상기 초음파 발진자부의 전후 위치를 조절하여, 초음파의 집속점 높이를 조절할 수 있는 위치 조절수단;을 포함하여 이루어지되,

상기 위치 조절수단은,

상기 프로브에 내장된 모터,

상기 프로브에 내장되되, 상기 장착부의 전면으로 노출되는 제1 결합부를 갖고, 상기 모터에 의해 길이방향으로 전후진 가능하게 구비된 구동축,

상기 카트리지에 내장되어 상기 초음파 발진자부에 연결되어 있되, 카트리지의 후면으로 노출되는 제2 결합부를 갖고, 카트리지 장착 시 상기 제2 결합부가 상기 제1 결합부에 연결되어, 상기 구동축과 연동하여 상기 초음파 발진자부를 전후진시키는 링크축을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명에 따른 초점 가변형 HIFU 어셈블리는,

자이로 모듈, 가속도 모듈, 자기장 모듈 중 하나 이상으로 구성되어, 핸드피스의 움직임을 감지하는 움직임 감지수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 초점 가변형 HIFU 어셈블리에서,

상기 카트리지는 상기 초음파 발진자부의 전후진을 안내하는 가이드수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

나아가 본 발명에 따른 초점 가변형 HIFU 어셈블리에서,

상기 카트리지는 상기 링크축이 관통하여 결합되는 지지홀을 구비하되,

상기 지지홀에는, 전단부가 상기 카트리지 내부에 고정되고, 상기 링크축의 외면을 감싸면서 후단부로 갈수록 직경이 좁아져 후단부가 링크축의 외면에 밀착되며, 링크축의 전후진에 따라 링크축의 길이방향으로 신축 가능하게 형성된 주름관이 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 초점 가변형 HIFU 어셈블리는,

카트리지에 내장된 초음파 발진자부의 전후 위치를 정밀하게 가변하여 초음파의 집속점 높이를 조절할 수 있어, 필요할 때마다 그에 맞는 카트리지를 교체 사용할 필요 없이 시술 중 간편하게 집속점을 변경하여 시술이 가능하므로, 초음파를 이용한 시술을 보다 빠르고 편리하게 실시할 수 있고,

핸드피스의 움직임을 감지하여 움직임이 정지된 상태에서 동일 부위 등에 대한 초음파의 반복적인 조사를 방지함으로써, 피부 과열에 따른 피부 화상 내지 손상을 방지할 수 있고,

초음파 발진자부의 전후 휘지 조절이 매우 정밀하고 안정적으로 이루어져, 보다 정확하고 빠른 시술이 가능할 뿐만 아니라,

초음파 발진자부의 전후진에 따른 매질의 외부 누설을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 HIFU 어셈블리의 결합 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 HIFU 어셈블리의 1차 분해 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 HIFU 어셈블리의 단면도.
도 4, 도 5는 본 발명에 따른 카트리지의 2차 분해 사시도들.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면에서 동일한 참조부호, 특히 십의 자리 및 일의 자리 수, 또는 십의 자리, 일의 자리 및 알파벳이 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 기능을 갖는 부재를 나타내고, 특별한 언급이 없을 경우 도면의 각 참조부호가 지칭하는 부재는 이러한 기준에 준하는 부재로 파악하면 된다.

또 각 도면에서 구성요소들은 이해의 편의 등을 고려하여 크기나 두께를 과장되게 크거나(또는 두껍게) 작게(또는 얇게) 표현하거나, 단순화하여 표현하고 있으나 이에 의하여 본 발명의 보호범위가 제한적으로 해석되어서는 안 된다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 명세서에서 기재한 ~제1~, ~제2~ 등은 서로 다른 구성 요소들임을 구분하기 위해서 지칭할 것일 뿐, 제조된 순서에 구애받지 않는 것이며, 발명의 상세한 설명과 청구범위에서 그 명칭이 일치하지 않을 수 있다.

본 발명에 따른 초점 가변형 HIFU 어셈블리를 설명함에 있어 편의를 위하여 엄밀하지 않은 대략의 방향 기준을 도 1 및 도 3을 참고하여 특정하면, 내열테이프(22)가 구비된 정면을 바라보는 방향을 기준으로 보이는 방향 그대로 상하좌우를 정하고, 다른 도면과 관련된 발명의 상세한 설명 및 청구범위에서도 다른 특별한 언급이 없는 한 이 기준에 따라 방향을 특정하여 기술한다.

이하에서는 본 발명에 따른 초점 가변형 HIFU 어셈블리를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

본 발명의 외관 사시도인 도 1(이해의 편의를 위해 도 1에서 프로브(P)의 케이싱을 생략하였음.), 본 발명의 1차 분해 사시도인 도 2, 본 발명의 단면도인 도 3, 도 4, 본 발명에 따른 카트리지(C)의 2차 분해 사시도인 도 5(이해의 편의를 위해 도 2 내지 도 5에서 프로브(P)의 냉각재킷(33)을 생략하였음.)에 도시된 바와 같이,

본 발명에 따른 초점 가변형 HIFU 어셈블리는 크게, 카트리지(C), 프로브(P), 위치 조절수단(L), 움직임 감지수단(미도시)을 포함하여 이루어진다.

상기 카트리지(C)는, 내부에 매질이 저장되어 있으며, 초음파를 집속하는 트랜스듀서(11)를 포함한 초음파 발진자부(10)를 구비한 것으로, 피부에 접촉되는 하우징(20) 내부에 상기 초음파 발진자부(10)가 내장되어 구비된다.

상기 초음파 발진자부(10)는 초음파가 일점 상에 모여 고강도 집속형 초음파(HI)로 조사되도록 하는 트랜스듀서(11)와, 상기 트랜스듀서(11)에 초음파를 전달하는 카트리지 피씨비(16)로 이루어진다.

상기 트랜스듀서(11)는 고강도 집속형 초음파(HIFU; High Intensity Focused Ultrasound)를 상기 내열테이프(22)를 향해 조사하는 것으로, 전방 외측 테두리에서 후방 내측 방향으로 오목 형성되어 고강도 집속형 초음파로 변환되도록 하는 초음파 도자(12)와, 상기 초음파 도자(12) 후방에 결합되어 내부에 집속공간을 형성하는 격벽부재(13)와, 상기 격벽부재(13)의 후단 개구부를 밀폐하도록 결합되는 후면판(14)으로 구성되며,

상기 후면판(14)의 중앙에는 링크축(42)의 전단부에 구비된 고정돌기(42b)가 끼워져 결합되는 고정공(24b)이 전후로 관통하여 구비된다.

이러한 트랜스듀서(11)는 매질 저장부(27) 내부에서 전후진 가능하도록 구비되며, 이를 위해 후면판(14)에 전후로 관통 형성된 가이드홀(14a)이 구비되어, 탈착부재(23)에 결합된 지지부재(15)의 가이드봉(15c)이 상기 가이드홀(14a)에 끼워져 트랜스듀서(11)의 전후진을 안내하는 가이드수단으로 기능하게 된다.

상기 카트리지 피씨비(16)는 프로브(P)의 메인 피씨비(미도시)와 상기 트랜스듀서(11)를 전기적으로 연결하기 위한 것으로, 초음파 발진을 위해 본체에서 발생한 전기에너지가 카트리지 피씨비(16)를 거쳐 트랜스듀서(11)에서 초강도 집속형 초음파로 모아져 조사되며, 이러한 카트리지 피씨비(16)는 탈착부재(23)의 피씨비 수용부(25c)에 수용되어 결합된다.

이를 위해 상기 카트리지 피씨비(16)는 후면에 접속부(16b)를 구비하여, 카트리지(C)를 프로브(P)에 장착하였을 때 프로브(P)의 메인 피씨비와 연결된 포고핀(35)이 접속부(16b)에 접촉하여, 카트리지 피씨비(16)와 메인 피씨비가 전기적으로 연결되며,

카트리지 피씨비(16)의 중앙에는 링크축(42)의 제2 결합부(42a)가 끼워져 결합되는 관통공(16a)이 전후로 관통 형성된다.

상기 하우징(20)은, 전단부에 집속된 초음파가 통과되는 출력홀이 관통 형성된 캡부재(21)와, 상기 캡부재(21)의 후단부에 결합되어 프로브(P)의 장착부(31A)에 탈착되는 탈착부재(23)로 구성되며,

캡부재(21)의 출력홀에는 매질 저장부(27)에 대하여 수밀성을 갖는 소재로써 초음파가 투과되어 인체에 조사될 수 있도록 투광성이 보장된 내열테이프(22)가 결합된다.

이러한 하우징(20)은 상기 초음파 발진자부(10)의 트랜스듀서(11)가 내장되는 캡부재(21)의 내부 공간인 매질 저장부(27)에 물 등의 매질이 채워져 저장된다.

상기 탈착부재(23)는 캡부재(21)의 후단 개구부를 밀폐시켜 캡부재(21) 내부에 매질 저장부(27)를 형성하는 삽입부(24)와, 상기 삽입부(24)의 후방에 연결되어 캡부재(21)에 볼트 결합되며 프로브(P)의 장착부(31A)에 탈착되는 플랜지부(25)로 이루어지며,

카트리지(C)의 탈착을 위해 플랜지부(25)의 외주면에 결합홈(25b)이 오목 형성되고 프로브(P)의 장착부(31A) 내주면에 상기 결합홈(25b)에 탈착 가능한 결합돌기(31a)가 돌출 형성되며, 이때 상기 결합홈(25b)은 상기 결합홈(25b)은 전후 길이방향으로 형성되고 후면이 개구된 인출부(25ba)와, 상기 인출부(25ba)의 전단부에서 플랜지부(25)의 일측 둘레방향 으로 형성된 고정부(25bb)로 이루어져, 카트리지(C)를 프로브(P)에 장착할 때 상기 결합돌기(31a)가 상기 인출부(25ba)로 삽입된 후, 카트리지(C)를 일방향으로 회전시키면 상기 결합돌기(31a)가 상기 고정부(25bb)로 이동하여 카트리지(C)가 프로브(P)에 고정되어, 장착 완료된다.

그리고 상기 삽입부(24)는 전면이 개구된 수용부에 상기 지지부재(15)가 볼트 결합되어 고정되고, 지지부재(15)의 전면에는 상기 가이드홀(14a)에 끼워져 결합되는 가이드봉(15c)이 돌설되어 있다.

또한 상기 삽입부(24)의 중앙에는 플랜지부(25)의 피씨비 수용부(25c)와 연통하도록 전후로 관통 형성된 끼움홀(24a)이 구비되어, 후면판(14)의 끼움부(15A)가 끼워져 결합된다.

아울러 상기 플랜지부(25)는 외주면에 상기 결합홈(25b)이 구비되어 있으며, 후면이 개구된 피씨비 수용부(25c)를 구비하여, 이 피씨비 수용부(25c)에 상기 카트리지 피씨비(16)가 볼트 결합되어 장착된다.

아울러 상기 지지부재(15)의 중앙에는 전후를 관통하여 링크축(42)이 삽입되는 삽입공(15a)이 구비되는데, 특히 끼움부(15A)에는 삽입공(15a)보다 직경이 크게 형성된 지지홀(15b)이 삽입공(15a)과 연통하도록 구비되어, 이 지지홀(15b)에 주름관(44)이 장착된다.

다음으로 상기 프로브(P)는 상기 카트리지(C)가 탈착되는 장착부(31A)를 갖는 것으로, 컨트롤러 본체(미도시)와 케이블을 통해 연결된다.

이러한 프로브(P)는 외관을 형성하는 케이싱(미도시)과, 케이싱에 내장되는 내부몸체(30)와, 내부몸체(30)의 전단부에 결합되는 장착부재(31와, 내부몸체(30) 외부에 결합된 냉각재킷(33) 및 위치 조절수단(L)의 모터(40)를 포함한다.

상기 내부몸체(30)는 위치 조절수단(L)의 구동축(41)의 전후진 작동을 가이드함과 동시에 메인 피씨비 및 카트리지 피씨비(16)에서 방열된 열을 전달받는 것으로, 내부몸체(30)의 둘레에는 방열되는 열을 냉각시켜 해소하는 냉각재킷(33)이 결합된다.

이러한 내부몸체(30)는 장착부재(31)의 인출공과 연통된 인출홀(도면부호 미표기)이 전후로 관통 형성되어 인출홀에 구동축(41)이 전후진 가능하게 삽입되며, 인출홀의 후단부에는 구동축(41)과 모터(40)의 회전축(40a)이 상호 결합되어 배치되는 축 연결부(30A)가 구비된다.

상기 장착부재(31)는 전단부에 상기 결합돌기(31a)를 구비한 장착부(31A)를 구비한다.

이러한 장착부재(31)는 중앙에 구동축(41)의 제1 결합부(41a)가 삽입되는 인출공(도면부호 미표기)이 구비되며, 인출공 둘레를 따라 메인 피씨비와 전기적으로 연결된 포고핀(35)이 전면으로 돌출되어 구비된다.

상기 포고핀(35)은 전후방으로 인출 가능하게 스프링 등의 탄성체를 통해 전방으로 탄성 지지되는 것으로, 카트리지(C) 장착 시 포고핀(35)이 인입된 후 카트리지(C)를 일방향으로 회전하여 결합을 완료하면 전방으로 탄지되는 포고핀(35)이 카트리지 피씨비(16)의 접속부(16b)에 접촉되어 전기적 연결이 이루어진다.

그리고 상기 냉각재킷(33)은 방열된 열을 냉각시키기 위해 냉각수가 순환되는 것으로 후면에 냉각수 순환 노즐(도면부호 미표기)이 구비되어 내부 발열을 해소한다.

미설명 도면 부호 34는 본 발명의 작동을 제어하는 버튼부이다.

이어서 상기 위치 조절수단(L)은, 상기 카트리지(C) 내에서 상기 초음파 발진자부(10)(보다 엄밀하게는 트랜스듀서(11))의 전후 위치를 조절하여, 초음파의 집속점 높이를 조절한다.

구체적으로, 상기 위치 조절수단(L)은,

상기 프로브(P)에 내장된 모터(40),

상기 프로브(P)에 내장되되, 상기 장착부(31A)의 전면으로 노출되는 제1 결합부(41a)를 갖고, 상기 모터(40)에 의해 길이방향으로 전후진 가능하게 구비된 구동축(41),

상기 카트리지(C)에 내장되어 상기 초음파 발진자부(10)에 연결되어 있되, 카트리지(C)의 후면으로 노출되는 제2 결합부(42a)를 갖고, 카트리지(C) 장착 시 상기 제2 결합부(42a)가 상기 제1 결합부(41a)에 연결되어, 상기 구동축(41)과 연동하여 상기 초음파 발진자부(10)를 전후진시키는 링크축(42)을 포함하여 이루어진다.

상기 모터(40)는 내부몸체(30)의 후단부에 마련된 축 연결부(30A)에 회전축(40a)이 삽입되도록 내부몸체(30)에 볼트 결합되며, 회전축(40a)의 외주면에는 수나사산이 형성된다.

상기 구동축(41)은 전단부에 구비된 상기 제1 결합부(41a)와 후단부에 구비된 축 결합부(41b)를 포함하여 이루어져 상기 인출홀에서 전후진 가능하게 결합되는 것으로, 상기 제1 결합부(41a)는 상기 장착부재(31)의 인출공에 끼워져 장착부(31A)의 전방으로 노출되며 상기 축 결합부(41b)는 내부몸체(30)의 축 연결부(30A)에 배치되어 모터(40)의 회전축(40a)이 결합된다.

그리고 모터(40)의 회전력을 구동축(41)의 전후 직선 운동으로 변환시키기 위해, 상기 축 결합부(41b)에는 상기 모터(40)의 회전축(40a)이 나사 결합되는 암나사부를 구비한 나사공이 형성되어, 모터(40)의 양방향 회전에 따라 구동축(41)이 전후 직선 운동을 하게 된다.

상기 링크축(42)은 전단부에 구비된 고정돌기(42b)와 후단부에 구비된 상기 제2 결합부(42a)를 포함하여 이루어져 상기 지지홀(15b)에서 전후진 가능하게 결합되는 것으로, 상기 고정돌기(42b)는 상기 고정공(24b)에 끼워져 결합되며 상기 제2 결합부(42a)는 상기 관통공(16a)에 끼워져 카트리지(C)의 후방으로 노출된다.

따라서 카트리지(C)를 프로브(P)의 장착부(31A)에 장착하면, 상기 제1, 제2 결합부(41a)(42a)가 상호 연결되며, 모터(40) 작동 시 구동축(41)이 전후진함에 따라 구동축(41)에 연결된 링크축(42)이 연동하여 전후진하면서 링크축(42)의 전단부에 결합된 초음파 발진자부(10), 보다 엄밀하게는 트랜스듀서(11)의 전후 위치가 조절되고,

이렇게 트랜스듀서(11)의 전후 위치를 조절하게 되면 초음파 도자(12)에 의해 모여지는 초음파의 초점 위치가 가변되어, 초음파의 집속점 높이를 필요에 맞게 조절할 수 있어, 집속점 높이별로 카트리지(C)를 교체할 필요가 없이 편리하게 사용 가능할 뿐만 아니라, 빠르고 정확한 시술이 가능해진다.

이때 트랜스듀서(11)의 전후진 동력을 제공하는 구동축(41) 및 링크축(42)은 원형의 봉 형상뿐만 아니라 사각형 등의 다각 형상도 가능한데, 회전축(40a)의 회전 시 구동축(41) 및 링크축(42)이 동반 회전하는 것을 방지하기 위해 구동축(41) 및 링크축(42)을 다각 형상으로 형성하면 회전 방지 스토핑을 위한 추가 부품의 사용을 줄일 수 있다.

아울러 도면에서는 트랜스듀서(11)의 격벽부재(13)가 캡부재(21)의 내면과 소정 간격 이격된 실시예가 도시되어 있으나 매질의 후방 누설을 방지하기 위해 격벽부재(13)가 캡부재(21)의 내면에 밀착되어 수밀성을 확보하는 실시예도 가능하다.

한편 상기 제1, 제2 결합부(41a)(42a)는 서로 물리적으로 결속되어 있어야 구동축(41)이 후진할 때 링크축(42)이 함께 후진하게 되는데, 이를 위한 제1, 제2 결합부(41a)(42a)의 결속은 핀 결합이나 후크 결합 구조 등 다양한 실시예로 구현할 수 있다.

다만 본 발명은 카트리지(C)의 탈부착 시 제1, 제2 결합부(41a)(42a)의 결합 및 분리가 편리하면서 링크축(42)의 후진 작동을 위한 결속이 이루어지도록, 상기 제1, 제2 결합부(41a)(42a) 각각에 서로 다른 극성의 자석을 구비하여, 자력에 의한 탈부착 및 결속이 이루어진다.

예를 들어 제1 결합부(41a)에 + 극성의 자석을 구비하고 제2 결합부(42a)에 - 극성의 자석을 구비할 경우,

카트리지(C) 장착 시 제1, 제2 결합부(41a)(42a)가 자력에 의해 서로 부착되며, 이 상태에서 구동축(41)이 전진하면 물리적인 가압에 의해 링크축(42)이 함께 전진하게 되고, 구동축(41)이 후진하면 자력에 의해 링크축(42)이 함께 후진하게 되어, 트랜스듀서(11)의 정밀 위치 조절이 가능함은 물론,

카트리지(C)를 분리할 때 외력에 의해 제1, 제2 결합부(41a)(42a)의 자석들이 물리적으로 쉽게 분리되므로, 카트리지(C)의 탈부착이 간편해진다.

아울러 상기 위치 조절수단(L)은 상기 트랜스듀서(11)의 전후 이동 거리를 감지하는 센싱부를 포함한다.

이러한 센싱부는 구동축(41)의 전후진 거리를 감지 가능하게 하는, 광의 투과 또는 반사를 이용하거나 구동축(41)의 물리적인 접촉을 이용하는 각종 센서가 사용될 수 있는데, 도면에서는 상기 내부몸체(30)의 축 연결부(30A) 내부에 고정 결합되어 광 조사를 통해 구동축(41)의 축 결합부(41b) 위치를 감지하는 광센서(43)를 확인할 수 있다.

또한 상기 링크축(42)의 전후진 시 매질 저장부(27)의 매질이 [삽입공(15a) - 지지홀(15b) - 관통공(16a)]을 통해 카트리지(C) 외부로 누설되는 것을 방지하기 위해, 상기 지지홀(15b)에는 수밀성 보장을 위한 주름관(44)이 구비된다.

상기 주름관(44)은 전단부가 상기 카트리지(C) 내부(보다 엄밀하게는 삽입공(15a)이 연결된 지지홀(15b)의 내측 단턱부)에 고정되고, 상기 링크축(42)의 외면을 감싸면서 후단부로 갈수록 직경이 좁아져 후단부가 링크축(42)의 외면에 밀착되며, 링크축(42)의 전후진에 따라 링크축(42)의 길이방향으로 신축 가능하게 형성된다.

이러한 주름관(44)은 링크축(42)이 전진할 때 제1 결합부(41a)의 외면에 돌출된 걸림단(도면부호 미표기)에 의해 전방으로 밀려 수축되고, 링크축(42)이 후진할 때 탄성력에 의해 원상 복귀하는 것으로, 실리콘과 같이 소정의 탄성력을 갖는 가요성 소재로 제작된다.

따라서 링크축(42)의 전후진 위치에 따라 상기 주름관(44)이 적절한 범위로 신축되어 매질 저장부(27)에서 후방측으로 가해지는 압력을 상쇄시켜 매질이 카트리지(C) 외부로 누설되는 것을 방지한다.

즉, 매질 저장부(27)는 내열테이프(22)에 의해 전단부가 밀폐되어 있으므로, 트랜스듀서(11)의 초음파 도자(12)가 전진할 때 가해지는 압력으로 인해 매질이 후방측으로 가압되어 삽입공(15a)을 통해 카트리지(C) 후방으로 누설될 수 있는데,

본 발명은 상기 주름관(44)이 수축되면서 주름관(44) 내부의 압력을 증가시켜 삽입공(15a) 후방으로 가해지는 압력을 상쇄시킴으로써 매질이 삽입공(15a)으로 누설되는 것을 1차적으로 방지함은 물론, 소량의 매질이 삽입공(15a)을 통과하여 지지홀(15b)로 누설되더라도 누설된 매질이 주름관(44)의 내부로 유동하게 되므로 주름관(44)의 수축 시 누설된 매질을 다시 삽입공(15a)을 통해 매질 저장부(27)로 가압하여 매질의 누설을 2차적으로 방지함으로써, 트랜스듀서(11)의 전후진에 따른 매질의 누설을 원천적으로 차단, 방지할 수 있게 된다.

또한 상기 주름관(44)은 후단부에 직경의 변화없이 링크축(42)에 완전 밀착되는 관 형태의 밀착관부(44a)를 포함하여 이루어져, 주름관(44)을 통한 더욱 수밀성을 향상시킬 수 있다.

다음으로 상기 움직임 감지수단(미도시)은 핸드피스의 움직임을 감지하여 움직임이 없을 경우 동일 부위에 대한 초음파가 연속적으로 조사되는 것을 방지하는 것으로, 자이로 모듈, 가속도 모듈, 자기장 모듈 중 하나 이상으로 구성되며, 이러한 모듈은 상기 프로브(P)에 내장되어 구비된다.

이러한 움직임 감지수단은 도 6에 도시된 바와 같이 버튼부로 초음파의 조사가 시작되면 함께 작동하여 핸드피스의 움직임(각도, 전후좌우 위치, 높이 등)을 포괄적으로 감지하는 것으로,

상기한 모듈(들)에 의해 핸드피스의 움직임이 감지될 경우 버튼부의 조작에 따라 초음파의 조사가 계속적으로 이루어지고, 만약 핸드피스의 움직임이 정지하여 설정된 일정 시간 이상이 경과된 상태에서(즉 움직임이 감지되지 않은 상태에서) 초음파의 조사가 연속될 경우 움직임 감지수단이 메인 피시비 또는 카트리지 피씨비(16)로 정지 신호를 전송하여 초음파의 조사를 멈춤으로써, 집속점이 멈춘 동일 부위에 대하여 초음파의 조사가 장시간 이루어지는 것을 방지함으로써, 초음파의 발열에 의해 피부에 화상 등의 상해가 발생하는 것을 방지한다.

이는 사용자가 초음파의 집속 위치를 직접 육안으로 확인할 수 없는 것에 기인한 것으로, 본 발명은 움직임 감시수단을 통해 핸드피스가 움직이지 않고 일정 시간 이상 정지된 상태가 유지될 때 동일 부위에 초음파가 과도하게 조사되는 것으로 판별하여 핸드피스의 작동을 정지한다.

이때 움직임 감지수단에 의한 초음파 정지 신호는 피씨비들의 전원 차단 내지 작동 정지를 통한 직접 차단 방식뿐만 아니라 경보 신호 발령을 통해 사용자에게 주의를 요하는 방식도 가능하다.

이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 초점 가변형 HIFU 어셈블리를 위주로 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능하고, 이러한 수정, 변경 및 치환은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

C : 카트리지 P : 프로브
L : 위치 조절수단
10 : 초음파 발진자부 11 : 트랜스듀서
12 : 초음파 도자 13 : 격벽부재
14 : 후면판 15 : 지지부재
16 : 카트리지 피씨비
20 : 하우징 21 : 캡부재
23 : 탈착부재 24 : 사입부
25 : 플랜지부 26 : 오링
27 : 매질 저장부
30 : 내부몸체 31 : 장착부재
33 : 냉각재킷 34 : 버튼부
35 : 포고핀
40 : 모터 41 : 구동축
42 : 링크축 43 : 광센서
44 : 주름관

Claims

매질이 저장되어 있으며 초음파를 집속하는 트랜스듀서(11)를 포함한 초음파 발진자부(10)를 구비한 카트리지(C);
상기 카트리지(C)가 탈착되는 장착부(31A)를 갖는 프로브(P); 및
상기 카트리지(C) 내에서 상기 초음파 발진자부(10)의 전후 위치를 조절하여, 초음파의 집속점 높이를 조절할 수 있는 위치 조절수단(L);을 포함하여 이루어지되,

상기 위치 조절수단(L)은,
상기 프로브(P)에 내장된 모터(40),
상기 프로브(P)에 내장되되, 상기 장착부(31A)의 전면으로 노출되는 제1 결합부(41a)를 갖고, 상기 모터(40)에 의해 길이방향으로 전후진 가능하게 구비된 구동축(41),
상기 카트리지(C)에 내장되어 상기 초음파 발진자부(10)에 연결되어 있되, 카트리지(C)의 후면으로 노출되는 제2 결합부(42a)를 갖고, 카트리지(C) 장착 시 상기 제2 결합부(42a)가 상기 제1 결합부(41a)에 연결되어, 상기 구동축(41)과 연동하여 상기 초음파 발진자부(10)를 전후진시키는 링크축(42)을 포함하고,

상기 카트리지(C)는 상기 링크축(42)이 관통하여 결합되는 지지홀(15b)을 구비하되,
상기 지지홀(15b)에는, 전단부가 상기 카트리지(C) 내부에 고정되고, 상기 링크축(42)의 외면을 감싸면서 후단부로 갈수록 직경이 좁아져 후단부가 링크축(42)의 외면에 밀착되되 후단부에 직경의 변화없이 링크축(42)에 완전 밀착되는 관 형태의 밀착관부(44a)를 포함하여, 링크축(42)의 전후진에 따라 링크축(42)의 길이방향으로 신축 가능하게 형성된 주름관(44)이 구비되어,
상기 링크축(42)이 전진할 때, 상기 주름관(44)이 제1 결합부(41a)의 외면에 돌출된 걸림단에 의해 전방으로 밀려 수축되면서 주름관(44) 내부의 압력을 증가시켜 삽입공(15a) 후방으로 가해지는 압력을 상쇄시킴으로써 매질이 삽입공(15a)으로 누설되는 것을 1차적으로 방지함과 동시에,
소량의 매질이 삽입공(15a)을 통과하여 지지홀(15b)로 누설될 경우, 누설된 매질이 주름관(44)의 내부로 유동하게 되어, 주름관(44)의 수축 시 누설된 매질을 다시 삽입공(15a)을 통해 매질 저장부(27)로 가압하여 매질의 누설을 2차적으로 방지함으로써,
트랜스듀서(11)의 전후진에 따른 매질의 누설을 차단할 수 있는 것을 특징으로 하는 초점 가변형 HIFU 어셈블리.
제 1 항에 있어서,
자이로 모듈, 가속도 모듈, 자기장 모듈 중 하나 이상으로 구성되어, 핸드피스의 움직임을 감지하는 움직임 감지수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 초점 가변형 HIFU 어셈블리.
제 1 항에 있어서,
상기 카트리지(C)는 상기 초음파 발진자부(10)의 전후진을 안내하는 가이드수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 초점 가변형 HIFU 어셈블리.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 초음파 발진자부(10)는 초음파가 일점 상에 모여 고강도 집속형 초음파(HI)로 조사되도록 하는 트랜스듀서(11)와, 상기 트랜스듀서(11)에 초음파를 전달하는 카트리지 피씨비(16)로 이루어지고,
상기 카트리지(C)의 하우징(20)은, 전단부에 집속된 초음파가 통과되는 출력홀이 관통 형성된 캡부재(21)와, 상기 캡부재(21)의 후단부에 결합되어 프로브(P)의 장착부(31A)에 탈착되는 탈착부재(23)로 구성되고,
상기 탈착부재(23)는 캡부재(21)의 후단 개구부를 밀폐시켜 캡부재(21) 내부에 매질 저장부(27)를 형성하는 삽입부(24)와, 상기 삽입부(24)의 후방에 연결되어 캡부재(21)에 볼트 결합되며 프로브(P)의 장착부(31A)에 탈착되는 플랜지부(25)로 이루어지되,
상기 플랜지부(25)는 후면이 개구된 피씨비 수용부(25c)를 구비하고, 외주면에 결합홈(25b)이 오목 형성되고,
상기 카트리지 피씨비(16)는 상기 피씨비 수용부(25c)에 볼트 결합되되, 중앙에는 링크축(42)의 제2 결합부(42a)가 끼워져 결합되는 관통공(16a)이 전후로 관통 형성되고, 후면에 접속부(16b)를 구비하고,
상기 프로브(P)는 케이싱에 내장되는 내부몸체(30)와, 내부몸체(30)의 전단부에 결합되는 장착부재(31)를 포함하되,
상기 장착부재(31)는 중앙에 구동축(41)의 제1 결합부(41a)가 삽입되는 인출공 구비되고 상기 장착부(31A) 내주면에 상기 결합홈(25b)에 탈착 가능한 결합돌기(31a)가 돌출 형성되며, 메인 피씨비와 전기적으로 연결된 포고핀(35)이 전면으로 돌출되어 구비되고,
상기 포고핀(35)은 전후방으로 인출 가능하게 탄성체를 통해 전방으로 탄성 지지되며,
상기 결합홈(25b)은 전후 길이방향으로 형성되고 후면이 개구된 인출부(25ba)와, 상기 인출부(25ba)의 전단부에서 플랜지부(25)의 일측 둘레방향으로 형성된 고정부(25bb)로 이루어져,

상기 카트리지(C)를 상기 프로브(P)에 장착 시,
상기 결합돌기(31a)가 상기 인출부(25ba)로 삽입되면서, 상기 포고핀(35)이 인입된 후, 카트리지(C)를 일방향으로 회전하면 상기 결합돌기(31a)가 상기 고정부로 이동하여 카트리지(C)가 프로브(P)에 고정됨과 동시에, 전방으로 탄지되는 포고핀(35)이 상기 접속부(16b)에 접촉되어 전기적 연결이 이루어지는 것을 특징으로 하는 초점 가변형 HIFU 어셈블리.