KR102412163B1 - 초음파 조사 부위를 표시할 수 있는 초음파 생성 장치 - Google Patents

초음파 조사 부위를 표시할 수 있는 초음파 생성 장치 Download PDF

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Abstract

초음파 생성 장치는 초음파 전달 매질로 채워지는 초음파 전달 공간을 형성하는 하우징, 상기 초음파 전달 공간에 배치되어 상기 초음파 전달 매질에 초음파 진동을 유발하도록 구성되는 초음파 압전소자, 초음파 투과성 재질로 형성되며 상기 하우징에 형성된 초음파 투과 창을 밀폐하도록 상기 하우징에 체결되는 초음파 투과 필름, 그리고 상기 초음파 투과 필름을 통과하여 전파되는 초음파의 조사 부위의 위치를 나타내는 조사 위치 표시를 표시할 수 있도록 구성되는 초음파 조사 위치 표시부를 포함한다. 상기 하우징의 적어도 일부 및 상기 초음파 투과 필름을 통해 상기 조사 위치 표시가 외부에서 시인될 수 있도록 상기 하우징의 적어도 일부 및 상기 초음파 투과 필름은 적어도 부분적으로 투명하게 형성된다.

Description

초음파 조사 부위를 표시할 수 있는 초음파 생성 장치{Ultrasound generation apparatus capable of indicating ultrasound irradiation region}
본 발명은 인체 조직에 초음파를 조사할 수 있도록 구성되는 초음파 생성 장치에 관한 것이다.
치료 목적 등을 위해 초음파를 인체 조직으로 조사할 수 있도록 구성되는 초음파 생성 장치가 사용되고 있다. 음향 에너지의 형태로 인체 내부로 조사되는 초음파는 레이저와 달리 시각적으로 식별될 수 없다. 또한 초음파는 공기층에서 반사되기 때문에 초음파 생성 장치는 초음파가 조사되는 초음파 생성 장치의 초음파 조사 표면과 피부 사이에 초음파겔이 채워진 상태에서 초음파를 조사하며, 이로 인해 초음파 조사 과정에서 초음파 조사 표면을 볼 수 없어 정확한 초음파 조사 위치를 확인하기 어려운 문제가 있다. 특히 집속 초음파와 같이 특정한 위치에 정확한 타겟팅이 필요한 초음파 생성 장치의 경우에는 초음파가 집속될 위치를 사용자에게 정확하게 표시해줘야 할 필요성도 있다.
공개특허공보 제10-2016-0080892호 (2016.07.08.) 공개특허공보 제10-2017-0055734호 (2017.05.22.) 일본 공개특허공보 특개2011-193991호 (2011.10.06.) 공개특허공보 제10-2015-0060644호 (2015.06.03.) 공개특허공보 제10-2012-0015011호 (2012.02.21.)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 초음파 조사 과정 중 초음파가 조사되는 영역 또는 위치를 피부에 표시하고 이를 사용자가 시각적으로 인식할 수 있도록 함으로써 초음파를 정확한 조사 부위에 조사할 수 있도록 하는 초음파 생성 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 초음파 생성 장치는 초음파 전달 매질로 채워지는 초음파 전달 공간을 형성하는 하우징, 상기 초음파 전달 공간에 배치되어 상기 초음파 전달 매질에 초음파 진동을 유발하도록 구성되는 초음파 압전소자, 초음파 투과성 재질로 형성되며 상기 하우징에 형성된 초음파 투과 창을 밀폐하도록 상기 하우징에 체결되는 초음파 투과 필름, 그리고 상기 초음파 투과 필름을 통과하여 전파되는 초음파의 조사 부위의 위치를 나타내는 조사 위치 표시를 표시할 수 있도록 구성되는 초음파 조사 위치 표시부를 포함한다. 상기 하우징의 적어도 일부 및 상기 초음파 투과 필름을 통해 상기 조사 위치 표시가 외부에서 시인될 수 있도록 상기 하우징의 적어도 일부 및 상기 초음파 투과 필름은 적어도 부분적으로 투명하게 형성된다.
상기 초음파 압전소자는 중심부에 형성된 통공을 구비하도록 형성될 수 있고, 상기 초음파 조사 위치 표시부는 상기 통공에 설치되어 상기 초음파 투과 필름을 통과하여 상기 조사 위치 표시를 형성하는 광 빔을 조사할 수 있도록 구성되는 광 빔 생성기를 포함할 수 있다.
상기 초음파 압전소자는 중심부에 형성된 통공을 구비하도록 형성될 수 있고, 상기 초음파 조사 위치 표시부는 상기 통공 및 상기 초음파 투과 필름을 통과하여 상기 조사 위치 표시를 형성하는 광 빔을 조사할 수 있도록 상기 하우징의 상기 초음파 전달 공간의 외부에 설치되는 광 빔 생성기를 포함할 수 있다.
상기 초음파 압전소자는 집속 초음파를 생성하도록 구성될 수 있고, 상기 광 빔 생성기는 상기 집속 초음파의 집속점에 도달하는 광 빔을 조사하도록 구성될 수 있다.
상기 초음파 압전소자는 집속 초음파를 생성하도록 구성될 수 있고, 상기 초음파 조사 위치 표시부는 라인형 광 빔을 생성하는 광 빔 생성기를 포함할 수 있다. 상기 광 빔 생성기는 상기 라인형 광 빔이 상기 집속 초음파의 집속점과 중첩되도록 배열될 수 있다.
상기 초음파 압전소자는 집속 초음파를 생성하도록 구성될 수 있으며, 상기 초음파 조사 위치 표시부는 서로 교차하는 제1 및 제2 라인형 광 빔을 각각 생성하는 제1 및 제2 광 빔 생성기를 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2 광 빔 생성기는 상기 제1 및 제2 라인형 광 빔이 서로 수직을 이루도록 구성될 수 있다.
상기 제1 및 제2 광 빔 생성기는 상기 제1 및 제2 라인형 광 빔의 교차점이 초음파 조사 부위의 중심을 표시하도록 구성될 수 있다.
상기 제1 및 제2 광 빔 생성기는 상기 제1 및 제2 라인형 광 빔의 교차점이 상기 집속 초음파의 집속점과 중첩되도록 배열될 수 있다.
상기 조사 위치 표시는 상기 초음파 투과 필름에 표시될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 초음파 생성 장치는 초음파 전달 매질로 채워지는 초음파 전달 공간을 형성하는 하우징, 상기 초음파 전달 공간에 배치되어 상기 초음파 전달 매질에 초음파 진동을 유발하도록 구성되는 초음파 압전소자, 그리고 초음파 투과성 재질로 형성되며 상기 하우징에 형성된 초음파 투과 창을 밀폐하도록 상기 하우징에 체결되는 초음파 투과 필름 포함한다. 상기 하우징의 적어도 일부 및 상기 초음파 투과 필름을 통해 상기 초음파 압전소자에 의해 생성된 초음파의 조사 부위가 외부에서 시인될 수 있도록 상기 하우징의 적어도 일부 및 상기 초음파 투과 필름은 적어도 부분적으로 투명하게 형성된다.
본 발명에 의하면, 시술자가 초음파 시술 중 초음파 조사 부위를 시각적으로 확인할 수 있기 때문에, 시술의 효율성 및 정확성이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 초음파 생성 장치의 개략적인 단면도를 도시한다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 초음파 생성 장치의 개략적인 단면도를 도시한다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 초음파 생성 장치의 개략적인 단면도를 도시한다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 초음파 생성 장치의 개략적인 단면도를 도시한다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 초음파 생성 장치의 개략적인 단면도를 도시한다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다.
본 발명의 실시예에 따른 초음파 생성 장치는 치료, 자극 등의 목적으로 초음파를 생성하여 인체 조직으로 조사할 수 있도록 구성된 장치이다. 예를 들어 초음파 생성 장치는 핸드피스 형태로 손으로 잡을 수 있는 형태로 구성될 수 있다. 초음파 생성 장치는 기존에 알려진 바와 같이 초음파 압전소자에 펄스 전원을 인가하여 초음파를 생성하도록 구성될 수 있으며, 초음파 생성 장치의 기본적인 구조 및 작동 원리는 본 발명이 속하는 기술분야에 일반적으로 알려진 것이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 초음파 생성 장치에 대해 설명한다. 도 1을 참조하면, 하우징(10)은 물과 같은 초음파 전달 매질로 채워지는 초음파 전달 공간(11)을 형성한다. 초음파 전달 매질은 초음파 전달 특성을 가지는 물과 같은 액체일 수 있다.
초음파 압전소자(20)는 초음파 진동을 생성하며 예를 들어 압전세라믹과 같은 압전 특성을 가지는 물질로 형성되어 전원 인가에 의해 초음파 진동을 할 수 있도록 구성된다. 초음파 압전소자(20)는 초음파 전달 공간(11)에 배치되며, 기구적인 메커니즘에 의해 하우징(10) 내에서 직선으로 이동하거나, 회전 밑 틸팅 등을 할 수 있다. 초음파 압전소자(20)의 초음파 진동은 초음파 전달 매질을 통해 전파된다. 초음파 압전소자(20)는 요구되는 초음파를 생성할 수 있도록 다양한 형태로 형성될 수 있다. 예를 들어, 초음파 압전소자(20)는 집속 초음파를 생성할 수 있도록 오목한 구면, 포물면, 실린더형 면, 평판형, 부분 구면 등을 갖도록 형성될 수 있다. 초음파 압전소자(20)는 전선을 통해 펄스 전원을 인가받을 수 있으며, 도 1에는 전선, 펄스 전원 등은 생략되어 있다. 펄스 전원은 하우징(10) 내에 배치될 수 있고 별도로 외부에 배치되어 전기적으로 연결될 수도 있다.
초음파 투과 필름(30)은 초음파 전달 공간(11)에 채워진 초음파 전달 매질의 밀봉을 제공하면서 초음파 전달 공간(11)에서 전파되는 초음파가 외부로 방출되는 것을 허용할 수 있도록 형성된다. 하우징(10)은 초음파 전달 공간(11)에서 전파되는 초음파가 외부로 방출되도록 하는 통로의 역할을 하는 초음파 투과 창(12)을 형성하며, 초음파 투과 필름(30)은 초음파 투과 창(12)을 밀폐하도록 하우징(10)에 체결된다. 초음파 투과 필름(30)은 초음파 투과 특성을 갖는 합성수지 재질로 막 형태로 이루어질 수 있다.
이와 같은 초음파 생성 장치에 의해 생성된 초음파는 초음파 투과 필름(30)을 통해 외부로 방출되며, 초음파 투과 필름(30)을 초음파 조사의 대상인 인체 표면에 밀착시킴으로써 인체 조직 내에 초음파가 조사되도록 할 수 있다. 이때, 초음파 투과 필름(30)과 인체 표면 사이의 공기의 제거를 위해 초음파 투과 필름(30)과 인체 표면 사이에 투명한 초음파겔을 채운 상태로 초음파 조사가 이루어질 수 있다. 이때 초음파 압전소자(20)가 집속 초음파를 생성하도록 구성된 경우, 도 1에 도시된 바와 같이 집속점이 초음파 투과 필름(30)의 외부에 형성되는 집속 초음파가 생성될 수 있다.
본 발명은 초음파 투과 필름(30)이 인체와 접촉하기 전 시술자에게 조사 부위를 표시해 주거나, 초음파 투과 필름(30)을 조사 대상의 표면에 밀착시킨 상태에서 초음파 조사가 이루어는 경우져 시술자가 초음파 조사 부위가 초음파 투과 필름(30) 또는 하우징(10)에 가려져를 시각적으로 확인하지 못하는 문제를 해결하기 위한 수단을 제공한다. 이를 위해, 본 발명의 실시예에서는, 초음파 조사 위치 표시부(40)가 초음파의 조사 부위의 위치를 나타내는 조사 위치 표시를 표시하고, 조사 위치 표시가 외부에서 시인될 수 있도록 구성된다.
초음파 조사 위치 표시부(40)는 광 빔을 조사하는 광 빔 생성기일 수 있다. 예를 들어, 초음파 조사 위치 표시부(40)는 레이저를 생성하는 레이저 생성기일 수 있다. 레이저 생성기(40)는 초음파 압전소자(20)의 중심부에 형성된 통공(21)에 설치될 수 있다. 레이저 생성기(40)는 초음파 전파 방향으로 레이저(41)를 조사하고, 조사된 레이저(41)는 초음파 투과 필름(30)을 통과하여 초음파 조사 대상인 인체 표면에 도달할 수 있다. 인체 표면에 도달한 레이저(41)는 초음파가 조사되는 위치를 표시하는 조사 위치 표시(101)를 형성한다. 초음파 압전소자(20)는 집속 초음파를 생성하도록 구성될 수 있으며, 레이저 생성기(40)는 레이저(41)가 통공(21)의 중심과 집속 초음파의 집속점을 연결하는 선을 따라 진행하도록 구성될 수 있다. 조사 위치 표시(101)는 초음파 조사 부위에 해당하는 영역의 중심에 표시될 수 있으며, 점, 선, 원형, 사각형 등 임의의 형태를 가질 수 있다. 레이저 생성기(40)는 외부로부터 전원을 인가받아 레이저를 생성할 수 있다.
이때, 레이저에 의해 형성되는 초음파 조사 위치 표시(101)가 외부에서 시인될 수 있도록 하기 위해, 하우징(10)의 적어도 일부 및 초음파 투과 필름(30)은 적어도 부분적으로 투명하게 형성된다. 여기서 적어도 부분적으로 투명하다는 것은 완전히 투명하거나 일부 투명하여 이를 통해 육안 시인이 가능하다는 것을 의미한다. 이에 의해 초음파 투과 필름(30)이 인체 표면에 밀착된 상태에서도 초음파 시술이 이루어지는 동안 사용자는 하우징(10)의 일부 및 초음파 투과 필름(30)을 통해 조사 위치 표시(101)를 시인할 수 있으며, 이에 의해 시술자는 초음파 조사 부위를 시각적으로 인식하며 초음파 시술을 할 수 있다. 즉 하우징(10)의 일부 및 초음파 투과 필름(30)을 통한 시술자의 눈(202)과 조사 위치 표시(101)를 연결하는 시인 라인(201)이 형성될 수 있다. 하우징(10)의 적어도 일부, 예를 들어 하우징(10)의 선단부는 광 투과 및 시인성을 확보할 수 있도록 투명한 합성수지 재질로 형성될 수 있다.
도 2 내지 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 초음파 생성 장치를 도시하며, 이하에서 이들을 참조하며 본 발명의 다른 실시예에 따른 초음파 생성 장치에 대해 설명한다. 동일한 부분에 대해서는 동일 부호를 사용하고 중복되는 설명은 생략한다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 초음파 생성 장치의 단면을 도시한다. 도 2를 참조하면, 광 빔 생성기, 예를 들어 레이저 생성기(50)가 초음파 압전소자(20)의 후방으로 이격되어 배치되도록 하우징(10)의 외부에 배치되도록 설치된다. 레이저 생성기(50)는 조사되는 레이저(51)가 초음파 전달 매질이 밀폐되어 있는 하우징(10)의 외벽을 통과하여 초음파 압전소자(20)의 중심부에 형성된 통공(21)을 통과하며 초음파 압전소자(20)에 의해 생성되는 집속 초음파의 집속점을에 통과도달하도록 조사된다. 이에 의해 인체 표면에 도달한 레이저(51)는 초음파가 조사되는 위치를 표시하는 조사 위치 표시(102)를 형성하며, 조사 위치 표시(102)는 하우징(10)의 일부 및 초음파 투과 필름(30)을 통해 외부에서 육안으로 시인될 수 있다. 이때 레이저(51)가 통과하는 하우징(10)의 외벽(14)은 적어도 일부가 투명한 재질로 형성될 수 있다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 초음파 생성 장치의 단면을 도시한다. 초음파 압전소자(20)는 집속 초음파를 생성하고, 광 빔 생성기, 예를 들어 레이저 생성기(60)는 라인형 레이저(61)를 생성한다. 도 3을 참조하면, 라인형 레이저(61)는 집속 초음파의 조사 위치를 표시하며, 레이저 생성기(60)는 생성되는 라인형 레이저(61)가 집속 초음파의 집속점을 통과하도록 배치될 수 있다. 초음파 시술 시 라인형 레이저(61)가 인체 조직의 표면에 표시되게 되며 시술자는 시인되는 라인형 레이저(61)를 통해 초음파 집속 부위를 추측할 수 있다. 라인형 레이저(61)는 하우징(10) 내에서 초음파 압전소자(20)가 기구적인 메커니즘에 의해 직선으로 이동하거나 틸팅하는 구동을 할 때 집속점이 이동하는 방향으로 조사하는 경우 또는 시술자가 하우징(10)을 직선으로 이동시키면서 시술하는 경우 등에 유용할 수 있다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 초음파 생성 장치의 단면을 도시한다. 도 4를 참조하면, 라인형 광 빔을 생성하는 제1 및 제2 광 빔 생성기, 예를 들어 제1 및 제2 레이저 생성기(71, 72)가 구비된다. 제1 및 제2 레이저 생성기(71, 72)는 서로 수직으로 교차하는 제1 및 제2 레이저(73, 74)를 각각 생성하며, 제1 및 제2 레이저(73, 74)의 교차점이 조사 위치 표시를 형성한다. 이때 제1 및 제2 레이저(73, 74)는 서로 수직으로 이루어지는데 집속 초음파의 경우에는 교차점이 집속점을 통과한다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 초음파 조사 위치 표시부를 생략하고, 하우징의 적어도 일부 및 초음파 투과 필름을 통해 초음파 조사 부위가 시인될 수 있도록 하우징의 적어도 일부 및 초음파 투과 필름이 적어도 부분적으로 투명하게 형성될 수 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 초음파 생성 장치의 단면을 도시한다. 도 5를 참조하면, 초음파 조사 부위의 위치를 나타내는 조사 위치 표시(105)가 초음파 투과 필름(30)에 표시된다. 예를 들어 조사 위치 표시(105)는 점, 라인, +, 원형, 사각형 등의 형태를 가지는 기호의 형태로 초음파 투과 필름(30) 상에 인쇄될 수 있다. 이때 집속 초음파의 경우 조사 위치 표시(105)는 집속 초음파의 집속점과 중첩되도록 형성될 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: 하우징
11: 초음파 전달 공간
12: 초음파 투과 창
F: 초음파 집속점
20: 초음파 압전소자
21: 통공
30: 초음파 투과 필름
40, 50, 60, 71, 72: 초음파 조사 위치 표시부 (레이저 생성기)
101, 102, 105: 초음파 조사 위치 표시

Claims (10)

  1. 초음파 전달 매질로 채워지는 초음파 전달 공간을 형성하는 하우징,
    상기 초음파 전달 공간에 배치되어 상기 초음파 전달 매질에 초음파 진동을 유발하도록 구성되는 초음파 압전소자,
    초음파 투과성 재질로 형성되며 상기 하우징에 형성된 초음파 투과 창을 밀폐하도록 상기 하우징에 체결되는 초음파 투과 필름, 그리고
    상기 초음파 투과 필름을 통과하여 전파되는 초음파의 조사 부위의 위치를 나타내는 조사 위치 표시를 표시할 수 있도록 구성되는 초음파 조사 위치 표시부
    를 포함하고,
    상기 하우징의 적어도 일부 및 상기 초음파 투과 필름을 통해 상기 조사 위치 표시가 외부에서 시인될 수 있도록 상기 하우징의 적어도 일부 및 상기 초음파 투과 필름은 적어도 부분적으로 투명하게 형성되는
    초음파 생성 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 초음파 압전소자는 중심부에 형성된 통공을 구비하도록 형성되고,
    상기 초음파 조사 위치 표시부는 상기 통공에 설치되어 상기 초음파 투과 필름을 통과하여 상기 조사 위치 표시를 형성하는 광 빔을 조사할 수 있도록 구성되는 광 빔 생성기를 포함하는
    초음파 생성 장치.
  3. 제1항에서,
    상기 초음파 압전소자는 중심부에 형성된 통공을 구비하도록 형성되고,
    상기 초음파 조사 위치 표시부는 상기 통공 및 상기 초음파 투과 필름을 통과하여 상기 조사 위치 표시를 형성하는 광 빔을 조사할 수 있도록 상기 하우징의 상기 초음파 전달 공간의 외부에 설치되는 광 빔 생성기를 포함하는
    초음파 생성 장치.
  4. 제2항 또는 제3항에서,
    상기 초음파 압전소자는 집속 초음파를 생성하도록 구성되고,
    상기 광 빔 생성기는 상기 집속 초음파의 집속점에 도달하는 광 빔을 조사하도록 구성되는
    초음파 생성 장치.
  5. 제1항에서,
    상기 초음파 압전소자는 집속 초음파를 생성하도록 구성되며,
    상기 초음파 조사 위치 표시부는 라인형 광 빔을 생성하는 광 빔 생성기를 포함하고,
    상기 광 빔 생성기는 상기 라인형 광 빔이 상기 집속 초음파의 집속점과 중첩되도록 배열되는
    초음파 생성 장치.
  6. 제1항에서,
    상기 초음파 압전소자는 집속 초음파를 생성하도록 구성되며,
    상기 초음파 조사 위치 표시부는 서로 교차하는 제1 및 제2 라인형 광 빔을 각각 생성하는 제1 및 제2 광 빔 생성기를 포함하고,
    상기 제1 및 제2 광 빔 생성기는 상기 제1 및 제2 라인형 광 빔이 서로 수직을 이루도록 구성되는
    초음파 생성 장치.
  7. 제6항에서,
    상기 제1 및 제2 광 빔 생성기는 상기 제1 및 제2 라인형 광 빔의 교차점이 초음파 조사 부위의 중심을 표시하도록 구성되는 초음파 생성 장치.
  8. 제6항에서,
    상기 제1 및 제2 광 빔 생성기는 상기 제1 및 제2 라인형 광 빔의 교차점이 상기 집속 초음파의 집속점과 중첩되도록 배열되는 초음파 생성 장치.
  9. 제1항에서,
    상기 조사 위치 표시는 상기 초음파 투과 필름에 표시되는 초음파 생성 장치.
  10. 초음파 전달 매질로 채워지는 초음파 전달 공간을 형성하는 하우징,
    상기 초음파 전달 공간에 배치되어 상기 초음파 전달 매질에 초음파 진동을 유발하도록 구성되는 초음파 압전소자, 그리고
    초음파 투과성 재질로 형성되며 상기 하우징에 형성된 초음파 투과 창을 밀폐하도록 상기 하우징에 체결되는 초음파 투과 필름
    을 포함하고,
    상기 하우징의 적어도 일부 및 상기 초음파 투과 필름을 통해 상기 초음파 압전소자에 의해 생성된 초음파의 조사 부위가 외부에서 시인될 수 있도록 상기 하우징의 적어도 일부 및 상기 초음파 투과 필름은 적어도 부분적으로 투명하게 형성되는
    초음파 생성 장치.
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