KR102127940B1

KR102127940B1 - 치료장치

Info

Publication number: KR102127940B1
Application number: KR1020190034848A
Authority: KR
Inventors: 고광천
Original assignee: 주식회사 루트로닉
Priority date: 2019-03-27
Filing date: 2019-03-27
Publication date: 2020-06-29
Also published as: KR20190035664A

Abstract

본 발명은, 하우징, 하우징의 일측에 구비되며, 조직 표면을 관통하여 조직 내부로 삽입 가능하게 형성되는 삽입부, 치료시간 동안 가열된 삽입부를 조직에서 빼내거나 재삽입시 접촉하는 조직의 열손상을 방지할 수 있도록 삽입부의 일측을 하우징 내측에서 냉각시키는 냉각부를 포함하는 치료장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 치료장치는 가열된 삽입부의 단부를 냉각하고 이동시키게 되므로 피부의 치료효과는 유지하면서 불필요한 조직손상이 발생하는 문제점을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

치료장치{AN TREATMENT APPARATUS}

본 발명은 치료장치에 관한 것이며, 보다 상세하게는 인체의 조직 내부에 삽입되어 침습방식으로 치료를 진행하는 치료장치에 관한 것이다.

조직을 치료하는 방식은 조직의 외부에서 조직을 치료하는 방식과, 치료장치의 일부 또는 전부를 조직 내부로 삽입하여 진행하는 침습 치료 방식으로 구분될 수 있다. 이 중 침습 치료 방식은 주로 니들 또는 카테터 등과 세경의 삽입부를 갖는 치료 장치를 이용하며, 치료 장치를 조직 내부의 타겟 위치까지 삽입한 후 치료를 진행한다.

이러한 침습 치료 방식은 조직 내부에 치료 물질을 전달하거나, 조직 내부의 특정 조직과 인접한 상태에서 기계적으로 동작하여 수술적 치료를 진행하거나, 조직 내부의 타겟 위치에 에너지를 전달하는 등 다양한 치료 행위를 포함한다. 이러한 치료 방식은 공개특허공보 10-2011-0000790호 등에 개시되어 있으며, 이 이외에도 다양한 방식으로 적용되고 있다.

일반적으로 침습 치료 방식은 치료도중 가열된 니들을 빼내는 과정에서 접촉하는 조직의 불필요한 손상을 야기할 수 있으며, 조직 내로 재삽입시에도 삽입과정에서 불필요한 손상을 야기할 수 있는 문제점이 있었다.

공개특허공보 10-2011-0000790호(2011. 1. 6 공개)

본 발명은 종래의 조직내로 삽입되어 에너지를 전달할 때 가열되는 전극의 이동시 접촉되는 조직의 손상을 방지할 수 있는 치료장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제의 해결 수단으로서, 하우징, 하우징의 일측에 구비되며, 조직 표면을 관통하여 조직 내부로 삽입 가능하게 형성되는 삽입부, 치료시간 동안 가열된 삽입부를 조직에서 빼내거나 재삽입시 접촉하는 조직의 열손상을 방지할 수 있도록 삽입부의 일측을 하우징 내측에서 냉각시키는 냉각부를 포함하는 치료장치가 제공될 수 있다.

여기서 치료장치는 삽입부에 인가되는 에너지를 조절하며, 삽입부에 에너지가 인가되지 않는 때 삽입부를 냉각시키도록 냉각부를 제어하는 제어부를 더 포함하여 구성될 수 있다.

이때, 제어부는 삽입부가 조직 내에 삽입이 선택적으로 이루어지도록 삽입부를 지지하는 구동부를 구동시키며, 삽입부가 조직내에 삽입된 상태에서 에너지를 인가하며, 냉각부의 구동은 삽입부를 조직으로부터 빼는 동작구간을 포함하여 이루어지도록 제어할 수 있다.

그리고 제어부는 삽입부의 단부가 소정온도 이하로 냉각되는 경우 냉각부의 가동을 중단하도록 제어할 수 있다.

여기서, 소정온도는 조직의 coagulation 또는 ablation이 발생하지 않는 온도가 될 수 있다.

한편, 삽입부는 하우징에 착탈 가능하도록 구성된 팁 모듈에 구비되며, 팁 모듈은 일측이 하우징의 외측방향으로 전극이 구비되며, 하우징의 내측방향에서 지지부에 의해 지지되며, 냉각부는 팁 모듈의 내측방향을 냉각하도록 구성될 수 있다.

그리고, 팁 모듈은 전극이 고정되는 기판을 포함하며, 전극은 기판을 관통하며 하우징의 내측방향으로 소정길이로 돌출되는 돌출부를 포함하며, 냉각부는 돌출부를 냉각시킬 수 있도록 구성될 수 있다.

여기서, 냉각부는 강제대류를 이용하여 삽입부를 냉각시킬 수 있다.

또한, 삽입부는 하우징 내외부를 밀폐하며, 냉각부는 삽입부에 인접한 조직의 냉각을 방지하며 삽입부의 일측을 하우징의 내측에서 냉각시킬 수 있도록 팬을 포함하여 구성될 수 있다.

한편, 전극의 냉각효율을 높일 수 있도록 돌출부에 접촉되어 구비되는 냉각핀을 더 포함하여 구성될 수 있다.

나아가, 냉각부는 전도를 통하여 전극을 냉각시킬 수 있도록 돌출부와 선택적으로 접촉하여 냉각을 수행하는 히트 싱크(heat sink)를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 냉각부는 액상물질을 돌출부에 분사하여 기화열로 흡수하여 냉각시킬 수 있도록 구성되는 분사구를 포함하여 구성될 수 있다.

이때, 액상물질은 클라이오젠을 포함하여 구성될 수 있다.

그리고, 전극은 복수의 마이크로 니들을 포함하여 구성되며, 200μm 이하의 두께로 구성될 수 있다.

한편, 에너지는 RF 에너지일 수 있다.

그리고, 전극의 재질은 SUS304, 금 또는 티타늄 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있다.

추가로, 조직 표면으로 삽입부를 위치시키는 단계, 삽입부를 조직 내로 삽입시키는 단계, RF에너지를 인가하는 단계, 삽입부를 조직에서 빼낼 때 접촉하는 조직의 열손상을 방지할 수 있도록 삽입부의 일측을 냉각하는 단계 및 삽입부를 빼내어 원위치시키는 단계를 포함하는 치료장치의 제어방법이 제공될 수 있다.

여기서, 냉각하는 단계는, 삽입된 삽입부의 온도가 소정온도 이하로 냉각될 때 까지 수행되며, 원위치시키는 단계는 삽입부가 소정온도로 낮아진 이후 수행되는 것을 특징으로 하는 치료장치의 제어방법이 제공될 수 있다.

구체적으로 삽입부는 팁 모듈을 포함하며, 팁 모듈은 기판 및 기판을 관통하여 소정길이 돌출된 돌출부가 구비되는 전극을 포함하여 구성되며, 냉각하는 단계는 돌출부를 냉각시킬 수 있다.

또한 냉각하는 단계는 조직표면의 냉각을 방지하면서 돌출부를 냉각시킬 수 있다.

본 발명에 따른 치료장치는 피부의 치료효과는 유지하면서 불필요한 조직손상이 발생하는 문제점을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 치료장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2는 전극을 이용한 조직 치료시 개념도 및 온도분포를 도시한 그래프 및 도면이다.
도 3은 제1 실시예를 이용한 치료시 냉각 전후의 온도분포를 도시한 그래프이다.
도 4는 제2 실시예의 사시도이다.
도 5는 도 3 의 핸드피스를 확대하여 표시한 도면이다.
도 6은 핸드피스의 단부를 절단한 단면도이다.
도 7은 전극과 돌출부의 부분확대도이다.
도 8은 제2 실시예의 작동상태도이다.
도 9는 제3 실시예의 작동상태도이다.
도 10은 제4 실시예의 핸드피스 끝단의 단면도이다.
도 11은 본 발명에 따른 제5 실시예인 치료장치의 제어방법의 순서도이다.

이하, 본 발명의 실시 예에 치료장치에 대하여, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고 이하의 실시예의 설명에서 각각의 구성요소의 명칭은 당업계에서 다른 명칭으로 호칭될 수 있다. 그러나 이들의 기능적 유사성 및 동일성이 있다면 변형된 실시예를 채용하더라도 균등한 구성으로 볼 수 있다. 또한 각각의 구성요소에 부가된 부호는 설명의 편의를 위하여 기재된다. 그러나 이들 부호가 기재된 도면상의 도시 내용이 각각의 구성요소를 도면내의 범위로 한정하지 않는다. 마찬가지로 도면상의 구성을 일부 변형한 실시예가 채용되더라도 기능적 유사성 및 동일성이 있다면 균등한 구성으로 볼 수 있다. 또한 당해 기술분야의 일반적인 기술자 수준에 비추어 보아, 당연히 포함되어야 할 구성요소로 인정되는 경우, 이에 대하여는 설명을 생략한다.

이하에서, '치료장치'라 함은 사람을 포함하여 포유류를 치료하기 위한 모든 장치를 포함한다. 치료 장치는 병변 또는 조직의 상태를 개선하기 목적으로 사용되는 다양한 치료 장치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 약물, 마취제, 줄기 세포 등의 치료 물질을 전달하는 장치, 특정 조직을 수술적으로 치료하기 위한 수술 장치 및 RF, 레이저, 초음파와 같은 에너지를 전달하는 다양한 치료장치를 포함한다.

이하에서, '조직'이라함은 인간을 포함하는 동물의 다양한 신체 기관을 구성하는 세포의 집합을 의미하며, 피부 조직을 비롯하여, 체내의 다양한 기관을 구성하는 다양한 조직을 포함한다.

이하에서, '삽입부'라함은 치료장치 중 조직의 내부로 삽입되는 구성을 의미한다. 니들, 마이크로 니들, 카테터와 같이 단부가 뾰족하고 가늘고 긴 구조로 구성되어 조직의 표면을 관통하여 조직 내부까지 삽입되는 다양한 구조를 포함한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 치료장치의 구성을 나타낸 블록도이다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 치료장치의 구성을 나타낸 블록도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 치료 장치는 조직 내부에 삽입 가능하게 형성되는 삽입부(10), 상기 삽입부(10)를 이동시키는 구동부(20), 상기 삽입부(10)를 통해 조직 내부에 치료를 진행하기 위한 치료 동작부(30), 냉각부(40) 및 상기 구동부와 치료부를 비롯한 각종 구성의 동작을 제어하는 제어부(50)을 포함하여 구성된다.

삽입부(10)는, 전술한 바와 같이, 조직 표면을 관통하여 조직 내부까지 삽입되는 구성으로, 삽입부(10)은 조직에 삽입하는 것이 용이하도록, 단부가 뾰족하고 직경이 작은 길다란 구조로 구성된다. 본 실시예에 삽입부(10)는 복수의 니들로 구성되나, 이 이외에도 단수의 니들 구조, 카테터 등과 같은 다양한 구조로 구성될 수 있다. 또한 삽입부(10)의 일측에는 열발산이 용이하게 이루어질 수 있도록 냉각핀 또는 이와 동일한 기능을 수행하도록 소정길이로 돌출된 돌출부가 구비될 수 있다. 삽입부(10)는, 치료 장치의 치료 방식에 따라, 치료 진행에 필요한 구성을 더 포함한다. 예를 들어, 치료 물질을 전달하는 방식으로 치료하는 치료 장치인 경우, 삽입부(10)는 내부에 치료 물질을 주입하기 위한 채널을 포함할 수 있다. 또는, 조직 내부에 RF 에너지를 전달하는 방식으로 치료하는 치료 장치인 경우, 삽입부(10)는 RF 에너지를 전달하기 위한 전극(11)을 포함할 수 있다. 이러한 삽입부(10)는 핸드피스에 설치되며, 핸드피스의 일단으로 출몰하여 조직에 삽입되도록 구성될 수 있다.

구동부(20)은 삽입부(10)가 진퇴(advancing and retracting)할 수 있도록 상기 삽입부(10)을 선형으로 이동시키는 구성이다. 삽입부(10)은 구동부(20)의 구동에 의해 조직 내부에 삽입되거나, 조직으로부터 빠져나오는 동작을 수행한다. 일 예로서, 구동부(20)은 액추에이터를 이용하여 구성될 수 있으며, 이 이외에도 다양한 구동 부재를 이용하여 구성할 수 있다.

치료 동작부(30)은 치료 진행을 위해 동작하는 구성이다. 실제 치료가 진행되는 위치는 조직 내부에 위치한 삽입부(10) 단부이고, 치료 동작부(30)은 삽입부(10) 단부에서 치료가 진행되기 위한 동작을 수행한다. 일 예로, 치료 동작부는 치료 물질 수용부(미도시)로부터 삽입부(10) 단부로 치료 물질을 전달하기 위한 펌프 또는 밸브로 구성될 수 있다. 다른 예로, 치료 동작부는 삽입부(10) 단부로 RF 에너지를 공급하는 RF 발생부일 수 있다. 이 이외에도, 치료 동작부는 치료 장치의 치료 방식에 따라 다양한 구성으로 구성될 수 있다.

냉각부(40)는 삽입부(10) 단부에서 에너지를 인가할 때 가열된 단부를 냉각시키도록 구성된다. 삽입부(10)는 조직 내에 삽입되어 치료를 수행하며, 치료를 위해 표면을 통하여 진입한다. 이때 표면으로부터 대상체적까지 삽입부(10) 단부가 삽입되는 삽입경로가 된다. 해당 부위에 치료가 종료되면 삽입부(10)의 단부를 조직으로부터 빼내는 동작이 수행되나, 이때 삽입부(10)의 단부가 가열되어 있어 빼내는 동작 수행시 삽입경로상에 접촉되는 부분에서 고열로 인한 조직의 손상이 이루어질 수 있다. 이는 국부적으로 삽입부(10)의 단부와 접촉하는 조직에 집중적으로 일어날 수 있어 냉각부(40)를 통하여 삽입부(10)의 단부를 조직으로부터 빼내기 전 또는 빼내는 과정에서 냉각시켜 불필요한 조직의 손상을 최소화 할 수 있게 된다. 냉각부(40)는 삽입부(10)의 단부를 직접적으로 냉각시키지 않고 삽입부(10)의 일측을 냉각하여 간접적으로 조직내에 삽입된 삽입부(10)의 단부를 냉각시키게 된다. 냉각부(40)는 삽입부(10)의 일측을 냉각시키며, 삽입부(10)의 단부로부터 삽입부(10)의 일측으로 열전달이 이루어져 삽입부(10)의 단부를 최종적으로 냉각시킬 수 있게 된다. 냉각부(40)는 공랭식 또는 수냉식으로 냉각시키도록 구성될 수 있다. 한편, 삽입부(10)의 단부의 냉각이 이루어지는 동안 조직표면에는 영향을 미치지 않도록 냉각은 삽입부(10)의 내부에서 이루어지도록 구성될 수 있다.

제어부(50)는 상기 구동부(20), 치료 동작부(30) 및 냉각부(40)를 비롯하 여, 치료 장치의 각종 구성요소의 동작을 제어한다. 제어부(50)는 사용자의 제어 또는 기 설정된 모드에 근거하여 구성요소를 동작시킴으로써 치료를 수행할 수 있다. 이러한 제어부는 별도의 데이터베이스 또는 프로세서를 더 포함할 수 있다. 따라서, 제어에 필요한 각종 정보가 제어부로 전달되면, 이러한 정보를 기초로 기 저장된 데이터를 활용하거나 연산하는 방식으로 적합한 제어 신호를 도출할 수 있다. 특히, 삽입부(10)에서 치료를 수행한 이후 냉각부(40)를 구동시킬 수 있도록 구동부, 치료 동작부 및 냉각부(40)를 연동하여 제어할 수 있다. 이때 냉각부(40)의 제어는 소정시간 냉각부(40)를 구동하는 오픈 루프(Open Loop) 제어나, 온도센서를 이용하여 삽입부(10)의 단부 또는 삽입부(10)의 일측의 온도를 측정한 값을 이용하여 피드백 제어를 수행할 수 있게 된다. 한편 소정시간은 기저장된 삽입부(10) 가열에 따른 온도분포와 냉각에 따른 온도변화율을 반영하여 설정될 수 있다. 이때 기준온도는 삽입부(10)의 단부에 의해 조직이 coagulation 또는 ablation 이 이루어지지 않는 온도가 될 수 있다. 구체적으로 섭씨 70도 전후가 될 수 있다. 다만, 이는 일 예일 뿐, 치료목적에 따라 다양한 온도를 기준으로 냉각이 이루어지도록 제어부가 기능할 수 있다.

도 2는 전극(11)을 이용한 조직 치료시 개념도 및 온도분포를 도시한 그래프 및 도면이다. 도면은 bipolar 타입의 전극(11)을 조직내에 삽입하고 RF에너지를 인가하여 치료하는 일 예가 나타나 있다. 도 2(a)와 같이 두 전극(11) 사이에서 치료가 이루어지며, 에너지 인가가 소정시간 이루어진 이후 수평방향을 따라 양 전극(11)의 중심부분부터의 온도분포는 도 2(b)와 같다. 에너지가 인가됨에 따라 양 전극(11)에서 가장 높은 온도로 가열되며, 주변의 조직은 약 섭씨 70도가 되어 치료가 이루어지는 예가 나타나 있으나, 이는 일 예일뿐, 조직의 특성, 인가되는 에너지, 인가시간 등의 다양한 요소에 의하여 결정될 수 있다.

도 2 (c)와 같이 에너지 인가 후 전극(11)을 조직에서 빼낼 때 전극(11) 내부에 잔존하는 에너지에 의해 전극(11)과 접촉하는 조직의 불필요한 손상이 발생된다. 또한 도시되지는 않았으나, 전극(11)이 과도하게 가열된 경우, 빼낼 때 뿐 아니라, 다음 사이클에서 전극(11)을 조직내로 진입시킬때에도 접촉되는 조직에 열손상을 야기할 수 있다.

도 3은 제1 실시예를 이용한 치료시 냉각 전후의 온도분포를 도시한 그래프이다. 전술한 바와 같이, 에너지를 인가한 이후 전극(11)을 조직에서 빼내기 전 전극(11)을 냉각시켜 잔존하는 열 에너지를 낮출 수 있다. 이때, 전극(11)은 금속성 재질로 이루어질 수 있어 열전도율이 매우 커 조직에서의 온도변화는 미미하며, 전극(11)에 잔존하는 열에너지를 방출할 수 있게 된다. 따라서 빼내는 과정에서 접촉되는 조직의 열손상을 방지할 수 있게 된다.

이하에서는 도 4 내지 도 7을 참조하여 제2 실시예인 치료장치에 대하여 설명하기로 한다.

도 4는 제2 실시예의 사시도이고, 도 5는 도 3 의 핸드피스를 확대하여 표시한 도면이다. 본 실시예에 따른 치료장치(1)는 인체의 피부 조직 내측으로 삽입부(10)를 삽입하여 피부 조직 내측으로 에너지를 전달하는 장치이다. 본 실시예의 삽입부(10)는 복수개의 니들을 포함하여 구성되며, 니들의 단부를 통해 피부 조직 내측으로 에너지를 전달할 수 있다. 도 5 및 도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 치료장치는, 본체(100), 사용자가 쥐고 치료를 진행할 수 있는 핸드피스(200) 및 본체와 핸드피스를 연결하는 연결부(400)를 포함하여 구성된다.

본체(100)의 내부에는 RF 발생부(RF generator)(미도시)가 구비될 수 있다. RF 발생부는 전술한 실시예의 치료 동작부(도 1의 30 참조)에 상응하는 구성으로서, 치료에 사용되는 RF 에너지를 발생시킨다. RF 발생부로부터 발생되는 RF 에너지는 환자의 체질, 치료 목적, 치료 부위 등에 따라 주파수가 조절될 수 있다. 예를 들어, 피부 치료에 사용되는 RF 에너지는 0.1 내지 0.8MHz의 범위에서 조절될 수 있다.

본체(100)의 외면에는 전원의 온/오프 스위치(110)와, RF 발생부에서 발생되는 RF 에너지의 주파수를 조절할 수 있는 주파수 조절레버(120)와, 치료장치의 동작 내용을 비롯한 각종 정보를 디스플레이하며 사용자가 명령어를 입력할 수 있고, 치료 정보를 표시하기 위한 터치스크린(130)이 설치될 수 있다.

한편, 핸드피스(200)는 연결부(400)에 의해 본체에 연결된다. 연결부(400)는 본체의 RF 발생부로부터 발생되는 RF 에너지를 전술한 실시예의 삽입부(10)에 해당하는 복수개의 니들(320)으로 전달하고, 핸드피스 측의 각종 구성요소가 구동하는데 필요한 전원을 본체로부터 전달할 수 있다. 이러한 연결부(400)는 케이블 형태로 구성되며, 절연피복으로 금속선을 감싼 복수의 도선을 포함하는 케이블을 이용할 수 있다.

핸드피스(200)의 하우징 내부에는 구동부(210) 및 냉각부(40)가 설치된다. 구동부(210)는 구동부의 일단에 구비된 출력단(211)을 길이 방향으로 선형 이동시키도록 구성된다. 출력단(211)이 선형으로 이동함에 따라 출력단의 단부에 배치되는 복수개의 니들(320)이 핸드피스의 접촉면 외측으로 출몰할 수 있다. 따라서, 구동부(210)의 구동에 의해 복수의 니들(320)이 환자의 조직 내부로 삽입되거나, 조직으로부터 인출될 수 있다. 이러한 구동부(210)는 솔레노이드, 유/공압 실린더 등을 이용한 리니어 액추에이터로 구성될 수 있다. 냉각부(40)는 팬으로 구성되어 핸드피스의 단부에 구비된 후술할 팁 모듈측으로 냉각풍을 발생시킬 수 있도록 구성된다. 단, 하나의 냉각부(40)가 도시되어 있으나, 복수로 구성될 수 있으며, 설치위치 또한 표시된 위치에 한정하지 않는다.

핸드피스(200)의 외면에는 핸드피스 조작부(230) 및 핸드피스 표시부(220)가 구비될 수 있다. 핸드피스 조작부(230)는 핸드피스의 온/오프를 조작하거나, 삽입부(10)의 삽입 깊이를 조절하거나, 삽입부(10)를 통해 전달되는 에너지의 크기 등을 조절할 수 있도록 구성된다. 핸드피스 표시부(220)는 설정 모드 또는 치료 중 필요한 각종 정보를 사용자에게 표시할 수 있다. 따라서, 사용자는 핸드피스를 손에 쥔 상태에서, 핸드피스 조작부(230)를 통해 치료 중 용이하게 치료 내용을 조작할 수 있고, 핸드피스 표시부(220)를 통해 용이하게 치료 내용을 파악할 수 있다.

핸드피스의 단부에는 팁 모듈(300)이 구비된다. 팁 모듈은 복수개의 니들(320)을 포함하여 구성되며, 핸드피스 본체(201)에 착탈 가능하게 설치될 수 있다. 구체적으로, 베이스(301)는 팁 모듈의 저면을 형성하며, 베이스의 외벽에는 외측 방향으로 돌출되는 탈착돌기(307)가 형성된다. 베이스(301) 중 니들의 돌출부에 인접하는 부분에는 냉각부(40)로부터 냉각풍이 통과할 수 있도록 중공이 형성될 수 있다. 또한 니들의 돌출부외 인접하지 않은 외각부분으로 냉각풍이 배출될 수 있도록 복수의 관통공이 형성될 수 있다. 핸드피스 측에서 팁 모듈이 결합되는 리세스부(240)에는 탈착돌기를 안내하는 가이드 홈(241)과, 가이드 홈(241)을 따라 안내된 탈착돌기(307)가 이탈되는 것을 방지하기 위한 이탈방지 홈(242)이 형성된다. 그리고, 팁 모듈의 탈착돌기(307)는 가이드 홈(241)을 따라 안내되어 이탈방지 홈(242)에 체결되는 방식으로 핸드피스에 설치된다. 한편 팁 모듈은 냉각부(40)의 구동으로 내부에서 니들(320)을 냉각시키되, 외측으로 냉각풍이 유출되어 피부표면에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있도록 핸드피스의 내외부를 밀폐하도록 구성될 수 있다. 여기서 밀폐는 냉각풍이 외부로 유출되어 피부 표면에 영향을 미치지 않을 정도로 핸드피스와의 틈이 형성된 것을 뜻한다.

다만, 본 실시예와 같이 팁 모듈이 핸드피스에 착탈 가능하게 설치되는 것은 일 예이며, 팁 모듈이 핸드피스에 일체로 형성되는 것도 가능하다.

도 6은 핸드피스의 단부를 절단한 단면도이며, 도 7은 전극(11)과 돌출부인 도 6의 I 부분의 부분확대도이다. 도 6을 참조하면, 핸드피스(200)의 단부는 피부 조직과 접촉하여 치료가 이루어지는 부분이다. 팁 모듈의 내부에는 복수개의 전극(11)이 설치되는 기판(13)이 구비된다. 복수개의 니들은 매트릭스 형태로 기판(13)에 고정 설치되며, 기판(13)에 형성된 회로를 통해 RF 에너지가 전달된다. 한편 이하에서는 복수의 니들형 전극(11)을 모두 '전극(11)'으로 통칭하도록 한다. 이때 전극(11)은 기판(13)을 관통하여 핸드피스의 내측방향으로 소정길이 돌출된 돌출부가 형성될 수 있도록 기판(13)과 고정된다. 따라서 돌출부를 냉각시키면 열전도에 의해 전극(11)의 끝단에서 발생된 열에너지가 돌출부를 통하여 효율적으로 발산될 수 있다. 돌출부는 전극(11)과 동일한 단면형상으로 구성된 예가 도시되어 있으나, 냉각풍에 의한 냉각효율이 증가될 수 있도록 냉각핀의 형태 등으로 다양하게 적용될 수 있다. 한편, 전극(11)의 재질은 열전도율이 우수한 재질로 구성될 수 있으며, 금, SUS304, 티타늄 등으로 구성될 수 있다.

전극(11)은 구체적으로 직경이 대략 5 내지 500㎛ 정도인 마이크로 전극(11)로 구성될 수 있다. 전극(11)은 RF 에너지를 전달할 수 있도록 도전성 재질로 구성된다. 각 전극(11)의 표면 중 선단부를 제외한 부분은 절연성 물질(321)로 형성되어, 조직으로 RF 에너지를 전달할 수 없도록 구성된다. 이에 의해, 각각의 니들 중 선단부 일부가 전극(11)으로서 역할하며, 선단부를 통해 조직으로 RF 에너지를 전달하도록 구성된다. 따라서, 치료 중 전극(11)의 단부가 위치한 부분에 선택적으로 RF 에너지를 전달할 수 있다.

팁 모듈의 전면(S)은 치료시 환자의 피부와 인접하거나 접촉하는 부분을 형성할 수 있으며, 복수개의 전극(11)이 출몰하는 복수의 관통홀(302)이 형성된다.

팁 모듈의 하측에는 출력단(211)이 통과할 수 있는 적어도 하나의 홀(303)이 구비된다. 출력단(211)은 구동부(210) 동작시 상기 홀(303)을 따라 선형으로 이동하면서 기판(13)을 가압한다. 기판(13)의 후면은 팁 모듈 내부의 지지대(304)에 안착되고, 전면은 팁 모듈 내부에 설치되는 탄성부재(330)에 의해 가압된다. 출력단(211)이 이동하여 기판(13)을 가압하면 기판(13)이 지지대(304)로부터 분리되면서 전진하고, 복수개의 전극(11)이 관통홀(302)의 전방으로 돌출되면서 피부 조직에 삽입된다. 그리고, 구동부(210)의 구동에 의해 출력단(211)이 후퇴하면 탄성부재(330)의 복원력에 의해 기판(13)이 후퇴하면서, 복수개의 전극(11) 또한 팁 모듈 내측으로 복귀한다. 도면에서는 별도로 도시되지 않았으나, 전술한 지지판이 이동하는 경로를 가이드하기 위한 별도의 가이드 부재를 더 구비하는 것도 가능하다.

도면에 구체적으로 도시하지 않았으나, 기판(13)의 회로는 팁 모듈이 핸드피스에 설치되면 본체의 RF 발생부와 전기적으로 연결되도록 구성될 수 있다. 또는, 지지판의 회로는 출력단(211)에 의해 가압되는 경우 선택적으로 RF 발생부와 전기적으로 연결되도록 구성될 수 있다(예를 들어, 출력단의 단부에 전극(11)이 형성되어, 가압시 지지판과 전기적으로 연결).

이하에서는 도 8을 참조하여 본 실시예의 작동에 대하여 상세히 설명하도록 한다.

도 8은 제2 실시예의 작동상태도이다. 도 8 (a)에 도시된 바와 같이, 치료시 핸드피스의 단부(전극(11)이 구비된 단부)는 하측 방향을 향하여 피부 조직(T)과 접하도록 배치된다. 이후 구동부가 기판(13)을 지지하여 전극(11)이 조직내로 삽입된다(도 7 (a)). 삽입된 이후 에너지를 인가하여 조직내부를 가열하고 치료가 이루어진다. 에너지의 인가가 중단된 후 강제대류를 이용, 즉 냉각부(40)를 가동하여 돌출부에 냉각풍을 불어넣는다(도 7 (c)). 냉각부(40)를 소정시간동안 가동하여 돌출부의 온도가 낮아지면 전극(11) 단부의 온도 또한 낮아지게 된다. 이후 구동부의 구동력을 해제하면 탄성부재(330)에 의한 복원력으로 전극(11)이 조직으로부터 빠지게 되며, 이때 전극(11) 단부의 온도가 충분히 낮아진 상태이므로 전극(11) 단부의 이동 중 접촉되는 조직의 손상을 최소화 할 수 있다.

한편 도시되지는 않았으나, 냉각부(40)의 구동은 삽입부를 조직으로부터 빼는 동작을 수행하는 구간에서도 지속적으로 수행되어 냉각을 수행할 수 있다.

이하에서는 냉각부(40)의 변형예에 대하여 도 9 내지 도 10을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.

도 9는 제3 실시예의 작동상태도이다. 도시된 바와 같이, 본 실시예에서는 냉각부(40)가 히트 싱크(heat sink)와 냉각 구동부를 포함하여 구성될 수 있다. 냉각부(40)는 선택적으로 전극(11)의 돌출부에 접촉되어 전극(11)으로부터 열에너지가 전도될 수 있도록 구성된다. 히트 싱크의 일면은 냉각핀이 구성되어 지속적으로 열에너지를 방출할 수 있도록 구성되며, 타측면은 전극(11)의 돌출부와 선택적으로 접촉하여 열에너지를 흡수할 수 있도록 구성된다.

동작을 살펴보면, 본 실시예에서도 전 실시예와 같이, 조직표면에 핸드피스를 위치시키고(도 9 (a)), 구동부를 구동하여 전극(11)을 삽입시킨 뒤 에너지를 공급하여 조직을 치료한다(도 9 (b)). 전극(11)으로 에너지 인가가 중단되면 가열된 전극(11)을 냉각시킬 수 있도록 냉각 구동부는 전극(11)이 조직내에 삽입되어 있는 상태에서 히트 싱크를 전극(11) 측으로 이동시켜 돌출부와 접촉시킨다(도 9 (c)). 이때 냉각 구동부(41)가 구비되어 히트 싱크를 지지하여 이동시킬 수 있게 된다. 또한, 복수의 돌출부와 히트 싱크와의 접촉면적을 높여 열전달 효율이 높아질 수 있도록 일 면에는 돌출부의 일부가 삽입될 수 있도록 돌출부의 배열에 대응되는 위치에 복수의 돌출부 수용홈이 구비될 수 있다. 이때 히트 싱크는 자연대류에 의해 공기중으로 열 에너지를 발산시킬 수 있으며, 별도의 팬이 구비되어 히트 싱크의 냉각핀 측으로 냉각풍을 공급할 수 있다.

도 10은 제4 실시예의 핸드피스 끝단의 단면도이다. 이전 실시예와 동일한 구성요소는 생략하였으며, 설명을 위하여 간략하게 표시되어 있다. 도시된 바와 같이, 본 실시예에서는 냉각부(40)가 수냉식으로 전극(11)을 냉각하는 구성이 도시되어 있다. 여기서 수냉식이라 함은 액체상태의 물질을 이용하는 것으로서 기화열을 이용하여 냉각시키는 방식을 뜻한다.

도시된 바와 같이, 냉각부(40)는 돌출부측을 향하여 액상물질을 분사할 수 있는 분사구를 포함하여 구성될 수 있다. 분사구는 노즐이 전극(11)측으로 형성되어 있으며, 전극(11) 매트릭스 모두에 도포될 수 있도록 적절한 분사범위로 설정될 수 있다. 분사되어 돌출부에 접촉한 액상물질은 돌출부로부터 열에너지를 전달받고 기화된다. 이때 돌출부는 전술한 실시예보다 빠른 속도로 냉각될 수 있다. 한편, 1회 분사시 분사되는 액상물질의 양은 전극(11) 매트릭스의 열용량을 고려하여 기준온도까지 낮추기 위해 손실되어야 하는 열 에너지량과 액상물질의 기화열을 고려하여 결정될 수 있으며, 다음번 치료사이클의 수행시 액상물질에 의한 전기적 간섭이 제거될 수 있도록 기준온도까지 낮추는 경우 도포된 액상물질이 모두 기화될 수 있는 양으로 결정될 수 있다.

액상물질은 끓는 점이 기준온도보다 낮은 끓는점을 갖는 물질이 선택되어 돌출부를 기준온도 이하로 신속하게 낮출 수 있게 된다. 이때 기화열 및 끓는 점을 고려하여 다양한 물질이 선택될 수 있으며, 일 예로 클라이오젠이 선택되어 적용될 수 있다.

도 11은 본 발명에 따른 제5 실시예인 치료장치의 제어방법의 순서도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 제5 실시예는 치료장치의 제어방법으로서, 삽입부를 치료위치에 위치시키는 단계(S100), 삽입부를 조직내로 삽입시키는 단계(S200), RF에너지를 인가하는 단계(S300), 삽입부를 냉각하는 단계(S400), 탈거단계(S500)를 포함하여 구성될 수 있다.

삽입부를 치료위치에 위치시키는 단계(S100)는 치료를 위해 조직의 표면에 삽입부를 위치시키는 단계에 해당한다. 핸드피스 또는 독립적으로 구성된 삽입부를 조직 표면에 접촉시켜 고정하게 된다. 삽입부를 치료위치에 위치시키는 단계는 일회성으로 구성될 수 있고 넓은 조직을 치료하기 위하여 복수의 지점을 치료할 때 다수의 지점에 접촉이 필요한 경우 그 중 한번의 접촉시키는 경우가 될 수 있다.

삽입부를 조직내로 삽입시키는 단계(S200)는 구동부를 이용하여 삽입부의 단부를 대상 조직이 위치하는 깊이까지 삽입부의 일부를 삽입시키는 단계에 해당한다.

RF에너지를 인가하는 단계(S300)는 삽입부를 통하여 RF에너지를 인가하여 대상조직에 에너지를 인가하여 가열하고 조직을 치료하는 단계에 해당한다.

삽입부를 냉각하는 단계(S400)는 삽입부의 일측, 즉 삽입되지 않은 삽입부의 일부를 냉각하는 단계에 해당한다. 삽입부의 일측을 냉각시켜 조직내에 삽입되어 있는 삽입부의 단부를 냉각시키는 단계에 해당한다. 이때 에너지의 인가가 종료된 이후에 삽입부에 잔존하는 불필요한 열 에너지를 방출시키는 단계에 해당한다. 삽입부를 냉각하는 단계는 공랭식 또는 수냉식으로 수행될 수 있다. 삽입부를 냉각하는 단계는 삽입부의 단부가 소정온도 이하로 냉각될 때까지 수행될 수 있다. 이때 삽입부의 단부의 온도는 삽입부의 일측으로부터 단부까지의 온도분포에 근거하여 삽입부의 일측의 온도로부터 추정할 수 있게 된다. 이때, 삽입부가 니들을 포함하는 팁 모듈로 구성된 경우, 삽입되지 않은 니들의 일부를 냉각시켜 수행될 수 있다. 일 예로, 니들을 고정하는 기판을 기준으로 삽입되는 측과 반대면으로 돌출된 돌출부가 구비되며 이러한 돌출부를 냉각시켜 최종적으로 삽입된 니들을 냉각시킬 수 있게 된다. 이 경우에도 전술한 실시예와 같이, 조직표면의 냉각을 방지하면서 니들만을 냉각시키도록 핸드피스의 하우징 내측에서 냉각이 이루어 질 수 있다.

탈거단계(S500)는 삽입부의 단부가 소정온도 이하로 냉각된 경우 삽입부의 단부를 조직으로부터 빼내어 원위치 시키는 단계에 해당한다.

한편, 탈거단계(S500)는 삽입부를 냉각시키는 단계(S400) 이후에 수행될 수 있으며, 또는 냉각시키는 단계(S400)의 수행 중에 동시에 수행될 수 있다. 삽입부의 단부가 삽입된 위치에서 상측으로 소정거리까지는 치료영역이 되며, 이러한 치료영역에서는 이미 조직의 변성이 이루어져 냉각이 큰 의미를 갖지 않는 경우가 있다. 따라서 이러한 영역에서 이탈하는 과정에서 동시에 냉각이 수행되고, 삽입부의 단부가 치료영역 이외의 부분을 통과할 때에는 냉각부에 의해 냉각되어 손상이 방지될 수 있다. 이 경우, 냉각에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있어 1회 사이클 치료시간을 단축시킬 수 있다.

전술한 삽입부를 치료위치에 위치시키는 단계(S100) 내지 탈거단계(S500)까지는 치료위치를 변경해가면서 반복적으로 수행되어 넓은 치료영역을 치료할 수 있게 된다.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 치료장는 가열된 삽입부의 단부를 냉각하고 이동시키게 되므로 피부의 치료효과는 유지하면서 불필요한 조직손상이 발생하는 문제점을 방지할 수 있는 효과가 있다.

10 : 삽입부 20 : 구동부
11 : 전극 12: 돌출부
13 : 기판
30 : 치료동작부 40 : 냉각부
41: 냉각 구동부
50 : 제어부 100 : 치료장치
200 : 핸드피스

Claims

핸드피스의 하우징;
상기 하우징의 일측에 구비되는 팁 모듈;
상기 팁 모듈 내에서 일 방향으로 왕복가능하게 구성되는 기판;
상기 기판을 관통하여 구비되며, 상기 기판의 왕복에 따라 상기 팁 모듈의 일측으로 출몰되도록 구성되는 복수의 마이크로 니들; 및
치료시에 가열된 상기 복수의 마이크로 니들의 일측이 피부 조직으로부터 빼내거나 재삽입시 접촉되는 조직의 열손상을 방지할 수 있도록 상기 팁 모듈 내의 상기 복수의 마이크로 니들의 타측 중 일부를 냉각시키는 냉각부를 포함하며,
상기 복수의 마이크로 니들은,
200μm 이하의 두께로 구성되며,
상기 기판을 통과하여 상기 하우징의 내측방향에 소정길이로 돌출되는 돌출부를 포함하며,
상기 냉각부는 냉각풍이 피부표면을 냉각시키는 것을 방지하면서 상기 돌출부를 냉각시킬 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 치료장치.
제1 항에 있어서,
상기 마이크로 니들에 인가되는 에너지를 조절하며,
상기 마이크로 니들에 에너지가 인가되지 않는 때 상기 마이크로 니들을 냉각시키도록 상기 냉각부를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 치료장치.
제2 항에 있어서,
상기 핸드피스는 상기 기판을 지지하며 이동시킬수 있도록 구성되는 구동부를 더 포함하며,
상기 제어부는,
상기 마이크로 니들의 일측이 선택적으로 조직 내에 삽입될 수 있도록 상기 구동부를 구동시키며,상기 마이크로 니들이 상기 조직내에 삽입된 상태에서 상기 마이크로 니들에 상기 에너지를 인가하며,
상기 냉각부의 구동은 상기 마이크로 니들이 상기 조직으로부터 빼는 동작구간을 포함하여 이루어지도록 제어하는 것을 특징으로 하는 치료장치.
제3 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 마이크로 니들의 단부가 소정온도 이하로 냉각되는 경우 상기 냉각부의 가동을 중단하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 치료장치.
제4 항에 있어서,
상기 소정온도는 조직의 coagulation 또는 ablation이 발생하지 않는 온도인 것을 특징으로 하는 치료장치.
삭제
삭제
제3 항에 있어서,
상기 냉각부는 강제대류를 이용하여 상기 팁 모듈을 냉각시키는 것을 특징으로 하는 치료장치.
제8 항에 있어서,
상기 팁 모듈은 냉각풍이 피부표면을 냉각시키는 것을 방지할 수 있도록 외측으로 냉각풍이 유출되는 것을 방지하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 치료장치.
제9 항에 있어서,
상기 마이크로 니들의 냉각효율을 높일 수 있도록 상기 돌출부에 접촉되어 구비되는 냉각핀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 치료장치.
제3 항에 있어서,
상기 냉각부는 전도를 통하여 상기 마이크로 니들을 냉각시킬 수 있도록 상기 돌출부와 선택적으로 접촉하여 냉각을 수행하는 히트 싱크(heat sink)를 포함하는 것을 특징으로 하는 치료장치.
제3 항에 있어서,
상기 냉각부는 액상물질을 상기 돌출부에 분사하여 기화열로 흡수하여 냉각시킬 수 있도록 구성되는 분사구를 포함하는 것을 특징으로 하는 치료장치.
제12 항에 있어서,
상기 액상물질은 클라이오젠을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 치료장치.
삭제
제3 항에 있어서,
상기 에너지는 RF 에너지인 것을 특징으로 하는 치료장치.
제3 항에 있어서,
상기 마이크로 니들의 재질은 SUS304, 금 또는 티타늄 중 적어도 하나를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 치료장치.