KR102522627B1 - 초음파 발생부의 집속 깊이의 변경이 가능한 초음파 의료 장치 - Google Patents

초음파 발생부의 집속 깊이의 변경이 가능한 초음파 의료 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일실시예에 따른 초음파 의료 장치용 카트리지는, 핸드피스에 착탈되는 카트리지 하우징; 상기 카트리지 하우징에 수용되며, 제1 이동체가 제1축방향으로 왕복 이동 가능하게 형성된 제1이동부; 상기 제1이동부에 의해 제1축방향 위치가 변경되는 상기 제1이동체 일측에 결합되어, 상기 제1축방향에 대해 수직한 제2축방향으로 제2이동체가 왕복이동가능하게 형성된 제2이동부; 및 상기 제2이동체에 결합되어, 특정한 집속 거리를 갖는 고강도 집속 초음파를 발생시키는 초음파 발생부를 포함하되, 상기 제2이동부는 상기 제1이동체의 위치 이동에 의해 상기 카트리지 내의 제1축방향 배치 위치가 설정되는 것이며, 상기 제2이동부는 전원에 의한 전기신호로 구동되는 압전모터를 포함하고, 상기 제1이동부 및 상기 제2이동부는 상기 핸드피스 또는 상기 핸드피스가 연결된 본체부에 포함된 제어부에 의해 제어되는 것인 초음파 의료 장치용 카트리지에 관한 것이다.

Description

초음파 발생부의 집속 깊이의 변경이 가능한 초음파 의료 장치{ULTRASONIC MEDICAL INSTRUMENT WITH ADJUSABLE FOCUSING DEPTH OF ULTRASONIC WAVE GENERATOR}
본 발명은, 초음파 의료 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 핸드피스와, 핸드피스에 착탈하며 초음파를 발생하는 초음파 의료 장치용 카트리지를 갖는 초음파 의료 장치에 관한 것이다.
피부의 진피와 표피층 아래에는 지방조직층이 존재한다. 셀룰라이트는 피하지방층에서 발생하기 쉬우며, 연결된 조직의 가닥에 의해 둘러싸인 특정한 챔버 내로 피하지방이 조직화될 수 있기 때문에 이는 다른 지방층에 비해 독특한 점이다. 과도한 지방 조직은 비만, 셀룰라이트, 처진 피부 그리고 주름의 원인이 될 수 있다.
지방조직 중 대부분을 차지하는 피하지방은 얕은 지방층과 깊은 지방층으로 나뉜다. 깊은 지방은 복부, 허리 둔부 및 대퇴부에서 피하막과 근막 사이에 있으며 깊은 지방구획을 이룬다. 이 깊은 지방층은 뚜렷하게 국소 지역에 축적되는 경향을 보인다. 나이가 들면서 생성된 국소적 지방 축적은 섬유질성 격벽이 얇아지고 결손으로 말미암아 그 제한된 공간 내에서 부피가 커진다. 따라서 허리 아래부위에서 불거지는 경향을 보인다.
과도한 지방의 국부적 집중으로 볼록하게 피부가 팽창하고 바람직하지 않은 피부 윤곽은 지질이 풍부한 지방층을 제거함으로써 피부의 외부층의 모양이 개선될 수 있다.
근래에는 피하 지방층 또는 지방 조직을 줄이는 비침습적인 방법으로 초음파를 이용한 시술이 널리 알려져 있다.
초음파는 20kHz 이상의 주파수를 갖는 파동을 말하는 것으로서, 의료분야에서의 환부에 대한 진단 및 치료는 물론, 피부 미용에까지 다양하게 활용된다.
특히, 초음파를 고강도로 집속한 형태인 고강도 집속 초음파(HIFU, High Intensity focused ultrasound)는 레이저 및 RF(Radio Frequency) 고주파 장비와는 달리, 피부 표면에 아무런 손상을 발생시키지 않으면서도 비침습적으로 선택된 부분에 에너지를 집중시켜 즉, 방출된 초음파를 특정한 한 지점인 초점에 집속하여 열을 발생시킴에 따라 시술 부위에 급격한 온도 상승을 유발시킨다. 이러한 온열 기능을 통해 각종 환부에 부작용을 남기지 않고, 지방세포를 응고괴사가 일어나도록 유도하며, 시술을 행한다.
한편, 이러한 초음파를 통한 치료는 치료하고자 하는 피부부위가 달라지면 초음파의 초점 위치를 조정하여 사용하는 것이 가장 효과적이다. 즉, 트랜스듀서에서 조사된 초음파의 초점 위치가 치료부위인 피하 지방층에 맞도록 트랜스듀서의 초점 위치 조절이 요망된다.
그런데, 종래의 초음파 발생장치는 초음파를 발생하는 트랜스듀서의 Z축 방향의 위치가 고정되어 있어 즉, 트랜스듀서에서 조사되는 초음파의 초점 위치가 고정되어 있어, 치료하고자 피부부위에 따라 초음파의 집속 깊이를 조절할 수 없는 문제점이 있다. 따라서, 치료하고자 하는 피부부위에 따른 초음파의 집속 깊이를 갖는 복수의 카트리지들을 구비해야 하는 문제점이 있다.
이에, 본 출원인은 핸드피스에 교체가능하게 착탈되는 카트리지에 초음파 발생부(즉, 트랜스듀서)를 내장하고, 카트리지에 내장된 초음파 발생부로부터 조사되는 초음파의 초점 위치를 피부 속 균일한 깊이로 이동시킬 수 있을 뿐만 아니라 초음파의 집속 깊이도 가변 조절할 수 있는 초음파 의료 장치를 개발하기에 이르렀다.
국내공개특허공보 제10-2013-0106361호(발명의 명칭: HIFU 어플리케이터, 공개일: 2013.09.27.)
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 카트리지 내부 체적에 영향을 미치지 않으면서 초음파 발생부의 깊이방향의 위치를 조절하여, 피부 내의 초음파 집속 깊이를 다양하게 설정하여 수평방향으로 이동되는, 초음파 의료 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 의료 장치용 카트리지는, 핸드피스에 착탈되는 카트리지 하우징; 상기 카트리지 하우징에 수용되며, 제1 이동체가 제1축방향으로 왕복 이동 가능하게 형성된 제1이동부; 상기 제1이동부에 의해 제1축방향 위치가 변경되는 상기 제1이동체 일측에 결합되어, 상기 제1축방향에 대해 수직한 제2축방향으로 제2이동체가 왕복이동가능하게 형성된 제2이동부; 및상기 제2이동체에 결합되어, 특정한 집속 거리를 갖는 고강도 집속 초음파를 발생시키는 초음파 발생부를 포함하되, 상기 제2이동부는 상기 제1이동체의 위치 이동에 의해 상기 카트리지 내의 제1축방향 배치 위치가 설정되는 것이며, 상기 제2이동부는 전원에 의한 전기신호로 구동되는 압전모터를 포함하고, 상기 제1이동부 및 상기 제2이동부는 상기 핸드피스 또는 상기 핸드피스가 연결된 본체부에 포함된 제어부에 의해 제어된다.
또한, 상기 제1이동부는 상기 핸드피스에 결합되어, 상기 핸드피스 내의 구동부로부터 제공된 동력에 의해 상기 제1이동체의 제1축 방향 위치를 변경할 수 있다.
또한, 상기 구동부는 초음파 출력에 의한 치료 시에, 상기 제1이동부에 의한 제1이동체의 제1축방향 배치위치 변경과 동시에 상기 제2축방향의 상기 제2이동체 위치 변경될 수 있다.
또한, 상기 전기신호는 RF신호일 수 있다.
또한, 상기 제2축방향의 상기 초음파 발생부 배치 위치를 산출하는 이동모듈 위치측정부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2축방향의 상기 초음파 발생부 배치 위치를 산출하는 이동모듈 위치측정부를 더 포함하며, 상기 이동모듈 위치측정부는, 상기 제2이동체의 가로축과 평행하여 상기 제1축방향과 평행하게 상기 초음파 발생부로 거리 측정을 위한 초음파를 출력할 수 있다.
또한, 상기 제2축방향의 상기 초음파 발생부 배치 위치를 산출하는 이동모듈 위치측정부를 더 포함하며, 상기 이동모듈위치측정부는, 상기 제2이동체로부터 제2축방향을 따라 이격되게 설치되며, 상기 제2축방향을 따라 센싱광을 상기 제2이동체로 출력하고 상기 제2이동체에서 광을 감지하여, 상기 제2이동체까지의 상대적인 거리를 측정하고, 상기 측정된 거리값을 기반으로 상기 초음파 발생부의 제2축방향 위치를 산출할 수 있다.
또한, 상기 제2이동체는 중앙에 관통 홀을 포함하며, 상기 제2이동부의 이동축이 상기 관통 홀을 통과하여 결합될 수 있다.
또한, 상기 제2이동부는 상기 제1이동체에 결합되는 압전회전모터를 포함하며, 상기 압전회전모터는 제2축방향을 따라 배치되는 구동축을 가지며, 상기 제2이동체는 상기 구동축의 회동에 의해 제2축방향으로 왕복 이동 가능하게 설치될 수 있다.
또한, 상기 제1이동체는 상기 제2이동체의 회전을 방지하기 위하여 상기 제2이동체를 지지하는 가이드부를 가지며, 상기 구동축에는 제2축방향을 따라 나선형의 스크류가 형성되며, 상기 제2이동체에는 상기 스크류에 나사 결합되는 스크류홀이 형성되며, 상기 구동축의 회동시 상기 제2이동체가 상기 스크류를 따라 제2축방향으로 이동됨에 따라, 상기 제2이동체와 상기 초음파 발생부의 제2축방향 위치가 변경될 수 있다.
또한, 상기 초음파 발생부의 제2축방향 위치를 검출하는 초음파 발생부 위치 측정부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 초음파 발생부 위치 측정부는 상기 제2이동체로부터 제2축방향을 따라 이격되게 설치되며, 상기 제2축방향을 따라 센싱광을 상기 제2이동체로 출력하고 상기 제2이동체에서 반사된 반사광을 감지하여, 상기 제2이동체까지의 상대적인 거리를 측정하고, 상기 측정된 거리값을 기반으로 상기 초음파 발생부의 제2축방향 위치를 산출할 수 있다.
또한, 상기 제2이동체에서 상기 센싱광이 입사되는 지점에서 상기 센싱광의 반사율을 향상시키는 반사판을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 의료장치는 카트리지; 및 상기 카트리지가 탈착되며, 상기 카트리지에 RF신호 및 제1축방향 구동을 위한 동력을 전달하는 핸드피스를 포함한다.
한편, 압전모터의 경우 종래에 사용되던 전동모터보다 크기가 작고 가벼우며, 제1축 이동에 영향을 미치지 않을 수 있다. 종래 전동모터의 경우 크기가 크고 무거워 제1축 이동시에 축에 부하를 주게되며, 복수개의 신호 및 전원 케이블로 인해 축 이동에 간섭이 발생하여 축 이동이 자유롭지 못한 문제점이 있다.
또한, 종래 전동모터의 경우 물에 약한반면 압전모터는 방수능이 높아 초음파 의료용 카트리지에 사용이 용이하다.
상기 압전모터는 압전선형모터 또는 압전회전모터일 수 있으며, 바람직하게는 압전회전모터일 수 있다.
압전선형모터의 경우 초음파 발생부가 이동축의 마찰력에 의해서만 고정되어 있기 때문에 초음파 발생부가 중력의 영향을 받아 위치변동이 일어날 수 있어 원하는 치료위치에서 벗어날 수 있으나, 압전회전모터의 경우 중력의 영향을 받지 않고, 정밀한 깊이 조절이 가능하며 제1축 이동 및 제2축 이동에 간섭없이 동작 가능하게하는 장점이 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 초음파 의료 장치는 상술한 카트리지; 및 상기 카트리지가 탈착되며, 상기 카트리지에 RF신호 및 제1축방향 구동을 위한 동력을 전달하는 핸드피스를 포함한다.
본 발명에 따르면, 초음파 발생부의 초음파의 초점 위치를 피부 속 균일한 깊이로 평면 이동시킬 수 있을 뿐만 아니라 초음파의 초점 깊이도 가변 조절할 수 있다.
또한, 깊이 방향의 초음파 발생부의 이동을 압전모터를 이용하는 경우, 카트리지 내부의 탈기수 공간에 영향을 미치지 않으면서 초음파 발생부의 위치를 변경할 수 있다. 이를 통해, 카트리지 구조를 더욱 간단하게 제작할 수 있으며, 카트리지 내부의 초음파 발생부의 위치를 전기적으로 제어할 수 있어 사용자의 집속 깊이 조절이 더욱 간편할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 압전모터로 깊이 조절을 수행하는 초음파 의료장치의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 발생부의 위치를 측정하는 거리측정센서를 더 포함하는 초음파 의료장치의단면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 자석이 결합된 초음파 발생부의 위치를 측정하는 홀센서를 포함하는 초음파 의료장치의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 초음파 발생부 이동을 구현하는 압전모터의 전기적 연결 구성도이다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 포함되는 압전모터의 예시도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 의료장치용 카트리지의 단면도이다.
도 7a 내지 도 7b는 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 의료장치용 카트리지의 초음파 발생부의 제2축방향 이동 상태를 나타낸 단면도이다.
도 8 내지 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 의료장치용 카트리지의 초음파 발생부 위치 측정부가 초음파 발생부의 제2축방향 위치를 검출하는 상태를 나타낸 단면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부 도면들을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 압전모터로 깊이 조절을 수행하는 초음파 의료장치의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 발생부의 위치를 측정하는 거리측정센서를 더 포함하는 초음파 의료장치의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 자석이 결합된 초음파 발생부의 위치를 측정하는 홀센서를 포함하는 초음파 의료장치의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 초음파 발생부 이동을 구현하는 압전모터의 전기적 연결 구성도이다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 포함되는 압전모터의 예시도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 초음파 의료 장치(1)는 핸드 피스(10)와 초음파 의료 장치용 카트리지(100)를 포함한다.
핸드피스(10)는 손으로 잡을 수 있도록 일정 길이를 갖는 봉 형상의 손잡이(11)와, 손잡이(11)의 일단부로부터 돌출되어 초음파 의료 장치용 카트리지(100)가 착탈되는 헤드(21)를 포함한다.
본 발명의 방향 표시에 있어서, 제1축방향은 핸드피스(10)의 길이방향 및 X축방향으로 정의하고, 제1축방향에 수직한 제2축방향은 Z축방향, 상하방향 및 깊이방향으로 정의하기로 한다.
손잡이(11)에는 초음파 의료 장치용 카트리지(100)의 후술할 제1이동부(130)를 제1축방향을 따라 이동시키기 위한 구동 액추에이터(31)가 수용되어 있다.
구체적으로, 구동부는 후술할 제1이동체(132)의 제1축방향 이동을 위한 구동을 제공하는 제1구동부와, 후술할 제2이동체(152)를 제2축방향 이동을 위한 구동을 제공하는 제2구동부를 포함할 수 있다.
제1구동부는 제1이동체(132)를 제1축방향으로 이동시킬 수 있는 구동 액츄에이터(31) 또는 모터일 수 있으나, 특별히 한정되는 것은 아니다.
제2구동부는 후술할 제2이동체(152)를 제2축방향으로 이동시키는 압전모터에 RF신호를 제공하는 RF발생모듈(미도시) 일 수 있으나, 특별히 한정되는 것은 아니다.
또한, 손잡이(11)에는 구동 액추에이터(31)와 후술할 초음파 발생부(211)의 위치(즉, 트랜스듀서의 위치)를 제어하기 위한 제어부(미도시)가 수용되어 있다.
제어부는, 카트리지(100) 내부에 전기적인 제어가 필요한 구성이 추가되는 경우, 추가되는 구성도 제어할 수 있다.
헤드(21)에는 초음파 의료 장치용 카트리지(100)가 착탈되는 착탈부가 형성되어 있다.
한편, 초음파 의료 장치용 카트리지(100)는 카트리지 하우징(101), 제1이동부(130), 제2이동부(150), 초음파 발생부(211)를 포함한다.
카트리지 하우징(101)은 속이 빈 통 형상을 가지며, 핸드피스(10)의 착탈부에 착탈된다. 카트리지 하우징(101)은 하부에 투명창을 구비하면서 밀폐된 내부공간을 구비한다. 카트리지 하우징(101)에는 초음파 발생부(211)에서 조사되는 초음파의 손실이 없도록 초음파 손실계수가 낮은 매질, 일 예로, 카트리지 하우징(101)은 탈기수를 밀폐된 내부공간에 수용한다.
상기 초음파 발생부(211)는, 핸드피스로부터 제공된 RF신호를 기반으로 특정 깊이에 집속되는 초음파를 출력하는 역할을 수행한다. 즉, 상기 초음파 발생부는, 초음파 의료 장치용 카트리지(100)를 결합하여 핸드피스의 단자와 카트리지의 단자가 접촉됨에 따라, RF신호를 제공받아 고강도 집속 초음파(HIFU)를 출력한다. 예를 들어, 초음파 발생부는 특정한 R값을 가짐에 따라 초음파를 피부 내의 특정 집속깊이를 형성할 수 있다. 또한, 상기 초음파 발생부는 반구형상으로 이루어질 수도 있고, 반원통 형상으로 이루어질 수 있다.
상기 초음파 발생부(211)는 후술되는 제2이동부의 제2이동체에 결합되어, 제2이동체의 제2축방향 이동에 따라 제2축방향으로 이동되고, 그로 인해, 제2축방향 위치가 변경 될 수 있다. 따라서, 초음파 발생부는 제2이동부에 의해 제2축방향으로 이동하면서 초음파를 제공할 수도 있고, 제2이동부에 의해 설정 위치로 이동된 후 초음파를 제공할 수 있다.
한편, 초음파 발생부가 제2이동체에 결합되어 이동되는 경우, 상기 초음파 발생부는, 중앙에 관통 홀을 포함하며, 상기 제2이동부의 이동축이 상기 관통 홀을 통과하여 상기 제2이동체에 결합될 수 있다.
상기 제1이동부(130)는 제1축 방향(즉, X축 방향)으로 초음파 발생부를 이동시키는 역할을 수행한다. 상기 제1이동부(130)는 상기 카트리지 하우징(101)에 수용되며, 제1축방향으로 제1이동체(132)가 이동가능하게 마련된다.
일실시예로, 제1이동체(132)는 제1구동부에 의해 제1축방향으로 이동되어 제1축방향의 위치가 조절될 수 있다. 예를들어, 제1구동부가 구동 액츄에이터(31)일 경우, 제1이동체(132)는 구동 액츄에이터(31)의 로드에 연결되어, 구동 액츄에이터의 로드(31)의 제1축방향 이동을 따라 제1축방향으로 이동될 수 있다. 또한, 제1구동부가 모터일 경우, 제1이동체(132)는 모터의 회전스크류에 연결되고, 회전스크류의 회동에 의해 제1축방향으로 이동될 수 있다.
또한, 다른 일실시예로 제1이동부(130)는 압전모터로 구성될 수 있으며, 압전모터는 핸드피스에서 제공받은 전류를 기반으로 제1이동체(132)를 자체적으로 제1축방향으로 이동시켜서 제1이동체(132)의 제1축방향의 위치를 변경시킬 수 있다.
상기 제2이동부(150)는, 제2축 방향(즉, 깊이방향)으로 초음파 발생부를 이동시키기 위한 역할을 수행한다.
일실시예로, 상기 제2이동부(150)는 상기 제1이동부에 의해 제1축방향 위치가 변경되는 제1이동체 일측에 결합되어, 상기 제1축방향에 대해 수직한 제2축방향으로 제2이동체가 왕복이동가능하게 마련된다. 상기 제2이동부는 상기 제1이동체의 위치 이동에 의해 상기 카트리지 내의 제1축방향 배치 위치가 설정된다.
또한, 일실시예로, 제2이동부(150)는 압전모터일 수 있다. 압전모터는 RF 주파수가 제공됨에 따라 제2이동체(152)를 선형 이동시키는 것이다.
예를들어, 압전모터는 압전 액츄에이터(150-1)와, 압전 액츄에이터(150-1)로부터 제2축방향으로 연장된 이동축(150-2)과, 이동축(150-2)의 외주면을 둘러싸는 형태로 형성되고 이동축(150-2)의 외주면과의 마찰에 의해 고정되는 제2이동체(152)를 포함할 수 있으며, 제2이동체(152)의 하부에는 초음파 발생부(211)가 결합될 수 있다.(도 1 내지 도 3 참조)
이러한 압전모터는 전압이 인가된 주파수 발생기로부터 RF신호를 제공받은 압전 액츄에이터(150-1)의 형상 변화(수축 또는 팽창)에 의해 이동축(150-2)에 진동이 가해지면, 그로 인해, 제2이동체(152)가 이동축(150-2) 을 따라 이동된다. 이와 같이, 제2이동체(152)가 이동축(150-2)을 따라 제2축방향으로 이동되는 경우, 제2이동체(152)와 결합된 초음파 발생부(211)도 제2축방향으로 이동된다. 초음파 발생부와 압전모터는 개별 또는 동일 RF모듈로부터 RF신호를 제공받아 구동될수 있으며, 바람직하게는 개별 RF모듈로부터 RF신호를 제공받는 것이 좋다.
나아가, 제2이동체(152)에 이동축(150-2)이 관통된 상태로 결합되며, 초음파 발생부(211)는 제2이동체(152)의 제2축방향 이동에 따라 제2축방향으로 이동되어 초음파(즉, 고강도 집속 초음파)의 집속깊이를 변경할 수 있다.
제2이동부(150)는 핸드피스 내 제어부의 제어에 의해 제1이동부(130)의 구동이 수행되는 중에 제2축방향의 이동을 수행할 수도 있고, 제1이동부(130)의 구동이 수행되기 전에 특정한 제2축방향의 위치를 설정할 수도 있다.
상기 구동부는, 초음파 출력에 의한 치료 시, 상기 제1이동부에 의한 제1이동체의 제1축방향 배치위치 변경과 동시에 상기 제2축방향의 상기 제2이동체 위치 변경을 수행할 수도 있다.
상기 제1이동부(130) 및 상기 제2이동부(150)는 상기 핸드피스 또는 상기 핸드피스에 포함된 제어부에 의해 제어된다. 이러한 제어부는 제1구동부의 구동을 제어하여 제1이동체(132)의 제1축방향 이동을 제어할 수 있고, 제2구동부의 구동을 제어하여 제2이동체(152)의 제2축방향 이동을 제어할 수 있다.
일실시예로, 제어부는 초음파 발생부(211)의 목표 위치가 설정되면, 제1이동체(132)의 제1축방향 이동과 제2이동체(152)의 제2축방향 이동 중 적어도 하나를 수행시켜서, 초음파 발생부(211)를 목표 위치로 이동시킬 수 있다. 그 결과, 초음파 발생부(211)의 고강도 집속 초음파는 피부면 아래의 목표 초점에 제공될 수 있다.
이후, 제어부는 제1이동체(132)의 제1축방향 이동을 수행시켜서, 초음파 발생부(211)를 제1축방향의 직선 경로를 따라 이동시킬 수 있다. 따라서, 초음파 발생부(211)의 고강도 집속 초음파는 피부면 아래에서 제1축방향의 직선경로(즉, X축 경로)를 따라 제공될 수 있다.
또한, 제어부는 제2이동체(152)의 제2축방향 이동을 수행시켜서, 초음파 발생부(211)를 제2축방향의 직선 경로를 따라 이동시킬 수 있다. 따라서, 초음파 발생부(211)의 고강도 집속 초음파는 피부면 아래에서 제2축방향의 직선 경로(즉, Z축 경로)를 따라 제공될 수 있다.
또한, 제어부는 제1이동체(132)의 제1축방향 이동과 제2이동체(152)의 제2축방향 이동을 동시에 수행시켜서, 초음파 발생부(211)를 곡선 경로를 따라 이동시킬 수 있다. 따라서, 초음파 발생부(211)의 고강도 집속 초음파는 피부면 아래에서 곡선 경로를 따라 제공될 수 있다.
이와 같이, 초음파 발생부(211)는 직선 경로나 곡선 경로로 이동되는 동안 고강도 집속 초음파를 연속적 또는 주기적으로 출력할 수 있다.
이하, 제2축방향(즉, Z축 방향)으로 초음파 발생부의 위치를 조절하여 피부 내부의 초음파 집속깊이를 설정하는 다양한 실시예를 설명한다.
본 발명의 일실시예에 따른 집속 초음파 카트리지에서, 상기 제2이동부(150)는 제1이동부(130)에 결합되어 이동된다. 예를 들어, 제2이동부(150)인 압전모터는 핸드피스의 구동부에서 제공되는 동력에 의해 선형이동되는 제1이동부(130)의 제1이동체(132) 일측(예를 들어, 하부면 또는 측면)에 결합된다.
구체적으로, 상기 압전모터는, 도 1에서와 같이, 제1이동체(132)의 하부면에 결합되어, 제1이동부(130)의 위치 변경에 따라 카트리지 내부에서 배치 위치가 변경될 수 있다. 즉, 제1이동부(130)가 핸드피스의 구동부에 의해 구동됨에 따라, 압전모터는 제1이동체(132)가 이동함에 따라 결함되어 함께 이동한다. 즉, Z축 구동을 생성하는 제2구동부가 제1이동부(130)의 제1이동체(132)와 일체가 되어 카트리지 내의 공간에서 이동한다.
상기 압전모터는 초음파 출력을 통해 Z축 이동경로에 해당하는 기둥에 결합된 초음파 발생부를 이동시킨다. 상기 압전모터는 제공되는 RF세기와 시간을 기반으로 초음파 발생부가 결합되는 이동모듈의 위치를 변경한다. 예를 들어, 압전모터는 제공되는 RF세기를 높이면 이동모듈의 이동이 빠르게 될 수 있다.
이를 통해, 카트리지 내에서 초음파 발생부의 Z축 방향 이동은 탈기수가 채워진 공간의 부피 변화를 형성하지 않으므로, 카트리지가 밀폐된 상태에서 구현될 수 있다. 즉, X축 위치변화를 형성하는 제1구동부와 Z축 위치변화를 형성하는 제2구동부가 카트리지 내부공간에 포함된 상태에서 핸드피스의 구동부의 구동에 따른 제1이동체(132)의 위치변화 및 압전모터 구동에 따른 제2이동체(152)의 위치변화만 발생하므로, 초음파 시술 시에 카트리지 내에 포함된 전체 구성의 체적 변화가 발생하지 않는다. 따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 치료장치는 내부 체적이 고정된 카트리지에 정해진 량의 탈기수를 채운 상태로 제1축방향 및 제2축방향의 초음파 발생부 이동을 구현할 수 있다.
압전모터에서 제공되는 초음파 진동에 의해 트랙 상의 이동되는 이동모듈에 초음파 발생부는 다양한 방식으로 결합될 수 있다. 일실시예로, 도 1 내지 도 3에서와 같이, 초음파 발생부는 중심에 홀이 형성되어, Z축 이동모듈 하단에 직접 결합되어 이동모듈의 위치 변경에 따라, 원하는 집속깊이를 제공할 수 있는 특정깊이에 배치될 수 있다. 이 때, 초음파 발생부의 배치 위치에 따라, 이동트랙에 해당하는 압전모터의 기둥이 초음파 발생부 아래에 배치될 수 있으나, 초음파 집속 거리(즉, 초음파 발생부의 곡률에 따른 집속점 위치)를 설정함에 따라 기둥에 영향을 받지 않도록 구현할 수 있다.
또한, 다른 일실시예로, 압전모터의 이동모듈이 측면으로 연장되어 초음파 발생부가 배치될 수 있다. 이 때, 초음파 발생부의 Z축 상의 위치는 이동모듈과 동일하나, X축 상의 초음파 발생부의 평면상 위치는 상이하게 된다. 예를 들어, 압전모터의 이동모듈의 위치와 비교하여, 초음파 발생부는 X축 방향 또는 Y축 방향으로 이동모듈 측면에 결합됨에 따라 떨어진 거리만큼 차이날 수 있다.
또한, 일실시예로, 카트리지가 핸드피스에 결착되면서 전기적으로 연결됨에 따라, 압전모터와 이에 결합된 초음파 발생부가 각각 RF신호를 제공받는다. 즉, 상기 압전모터와 초음파 발생부는 핸드피스로부터 RF신호를 각각 제공받아 구동된다.
예를 들어, Z축방향 위치 변경을 위해 필요한 RF신호값과 피부에 고강도 집속 초음파를 제공하기 위한 RF신호값이 각 시점에 상이할 수 있으므로, 압전모터는 피부로 초음파를 출력하는 초음파 발생부와 상이한 RF발생모듈로부터 RF신호를 제공받을 수 있다. 예를 들어, 압전모터가 핸드피스에 배치된 RF회로로부터 제공된 전류를 제공받고, 초음파 발생부는 의료장치의 본체에 구비된 RF회로로부터 전류를 제공받을 수 있다.
또한, 도 1 내지 도 3에서와 같이, 상기 압전소자는 탈기수가 유입되지 않도록 패키징된 상태로 배치된다. 즉, 주파수 제공에 따라 진동을 발생시켜 제2이동체의 위치를 변경하므로, 압전모듈의 진동유닛(도 5의 151)이 카트리지 내에 채워진 탈기수에 영향을 받지 않도록 패키징이 된 상태로 제어를 위한 전선만 연결될 수 있다.
또한, 다른 일실시예로, 카트리지는, 이동모듈 위치측정부를 포함한다. 이동모듈 위치측정부는 피부 내 초음파 집속깊이를 설정하기 위해 초음파 발생부가 결합된 상기 이동모듈 위치를 측정한다. 즉, 이동모듈 위치측정부는 원하는 집속깊이를 형성할 수 있는 제2축방향 위치에 제2이동체가 배치되었는지 판단하는 역할을 한다.
특히, 상기 제2이동부가 압전모터이고 제2축방향의 위치 변경을 위해 압전모터를 계속 구동하면, 압전모터의 소자 특성이 변형됨에 따라 동일한 RF신호를 제공하였을 때에 제2축방향으로 이동되는 거리가 달라질 수 있다. 따라서, 압전모터의 특성 변형에도 영향을 받지 않고 정확한 집속깊이를 설정하기 위한 제2축방향의 제2이동체 위치를 측정하는 이동모듈 위치측정부가 필요하다.
상기 이동모듈 위치측정부는 다양한 방식으로 구현될 수 있다. 일실시예로, 이동모듈 위치측정부는, 도 3에서와 같이, 압전모터의 측면에 복수의 홀센서(155)를 특정간격으로 배치된 트랙(154)이다. 이동모듈(즉, 제2이동체) 또는 초음파 발생부(211)의 측면에 자석(미도시)을 구비함에 따라, 제2이동체(152)이 Z축 방향으로 이동 시에 자석에 영향을 받는 홀센서(155)를 기반으로 깊이 방향 위치를 판단할 수 있다. 구체적으로, 압전모터 구동에 의해 초음파 발생부(211)의 Z축 방향 위치가 변경될 때, 본체부 또는 핸드피스의 제어부는 복수의 홀센서 중에서 초음파 발생부(211)에 결합된 자석(미도시)의 자성(또는 자기장)이 감지되는 홀센서(155)의 위치를 Z축 방향(즉, 제2축방향)의 배치위치로 판단할 수 있다.
일 예로, 도 3에서와 같이, 제1구동체(132)에 의해 X축방향(즉, 제1축방향) 이동 시에 홀센서(155)가 배치된 트랙(154)이 함께 이동함에 따라, X축 방향의 배치 위치에 상관없이 측정할 수 있다. 이 때, 홀센서 트랙이 X축 방향으로 압전모터와 함께 이동시에 내부에 영향을 미치지 않는 구조로 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 트랙은, 상기 제1이동체의 일측에 결합되어, 상기 제2이동부의 이동축에 평행하게 배치되며, 상기 제1이동체에 의한 상기 제2이동부의 제1축방향 이동 시에 일체로 이동할 수 있다.
또한, 다른 일 예로, 치료 시에 Z축 방향의 위치를 카트리지(100)의 양쪽 끝에서 설정한 후 동일한 깊이의 이동만 수행하는 경우, 홀센서(155)를 구비한 트랙(154)은 치료 시작 시에 깊이 초기설정을 위해 카트리지(100)의 일측면에 구비될 수도 있다. 구체적으로, 상기 트랙은 상기 카트리지의 내부 일측면에 배치되고, 상기 제어부는 초음파 치료 시작 전에 제1이동체를 상기 트랙이 배치된 일측면으로 이동한 후 제2축방향의 배치 위치를 설정할 수 있다.
또한, 이동모듈 위치측정부는, 다른 일실시예로, 초음파 발생부가 결합되는 제2이동체와 별개로 제2이동체와 Z축 구동부 사이에서 짧은 거리를 이동하는 제3이동체를 구비할 수 있다. 즉, 제3이동체는 제2이동체의 이동거리를 특정비율로 축소한 거리만큼 이동하여, 제3이동체의 위치를 기반으로 제2이동체의 위치를 산출할 수 있다.
또한, 이동모듈 위치측정부는, 다른 일실시예로, 적외선발광부 및 적외선수광부일 수 있다. 예를 들어, 이동모듈은 적외선 발광부를 구비하고, 카트리지 하우징 측면에 복수의 수광부를 특정 간격으로 배치하여 원하는 깊이에 도달하였는지 측정할 수 있다.
또한, 이동모듈 위치측정부는, 다른 일실시예로, 초음파 거리측정모듈(153)일 수 있다. 초음파 거리측정모듈은 압전모터의 구동부로부터 초음파 발생부까지의 거리를 측정한다. 초음파 거리측정모듈(153)은, 도 2에서와 같이, 압전모터 패키징 내부에 구비되어 초음파 발생부(211) 쪽으로 거리 측정을 위한 초음파를 출력한다. 이 때, 초음파 거리측정모듈(153)은 상기 제2이동체의 이동축과 평행하게 상기 초음파 발생부로 거리 측정을 위한 초음파를 출력하여, 정확한 제2축방향의 직선거리를 측정할 수 있다.
이를 통해, 초음파 거리측정모듈(153)은 초음파 발생부(211)에서 반사되어 돌아온 초음파를 기반으로 초음파 발생부(211)의 Z축 방향의 위치를 측정할 수 있다. 이를 통해, 압전모터를 사용함에 따라 특성이 변형되어도 Z축 방향의 정확한 위치를 산출할 수 있다.
또한, 일실시예로, 핸드피스의 제어부는 압전모터의 변형특성을 판단할 수 있다. 초음파출력모듈을 사용함에 따라 특성 변형이 발생할 수 있어서, 동일한 RF신호 제공 시에 압전모터의 이동모듈이 이동하는 거리가 달라질 수 있다. 따라서, 정확한 Z축 방향 깊이 설정을 위해 변형된 특성을 판단하고, 이를 바탕으로 이동모듈 제어를 위한 RF신호를 제공할 필요가 있다. 예를 들어, 제어부는 초기 지점에서부터 최종지점까지 특정값의 RF신호를 제공하였을 때 도달하는 시간을 기반으로 변경된 특성 판단 및 설정할 수 있다. 제어부는 해당 시간 값을 기반으로 깊이 설정을 위한 RF신호 제공조건을 설정할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 의료장치용 카트리지의 단면도이다.
도 7a 내지 도 7b는 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 의료장치용 카트리지의 초음파 발생부의 제2축방향 이동 상태를 나타낸 단면도이다.
도 8 내지 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 의료장치용 카트리지의 초음파 발생부 위치 측정부가 초음파 발생부의 제2축방향 위치를 검출하는 상태를 나타낸 단면도이다.
도 6을 참조하면, 본 실시예에서, 제2이동부(150)는 제1이동체(132)에 결합되는 압전회전모터(156)를 포함할 수 있으며, 압전회전모터(156)는 제2축방향을 따라 배치되는 구동축(156a)을 가질 수 있으며, 제2이동체(152`)는 구동축(156a)의 회동에 의해 제2축방향으로 왕복 이동 가능하게 설치될 수 있으며, 초음파 발생부(211)는 제2이동체(152`)에 결합될 수 있다.
본 실시예에서, 압전회전모터(156)는 제1이동체(132)에 결합될 수 있으며, 압전재료가 내장될 수 있다. 이러한 압전재료는 RF발생모듈로부터 제공받은 RF신호에 의해 형상이 미세하게 변화하며, 압전회전모터(156)는 압전재료의 미세한 형상 변화를 통해 구동축(156a)을 미세하게 회동시킬 수 있다.
이와 같이, 구동축(156a)이 미세하게 회동됨에 따라, 구동축(156a)의 회동에 의해 제2축방향으로 이동되는 제2이동체(152`)와 초음파 발생부(211)의 제2축방향 위치는 정밀하게 변경될 수 있다. 그 결과, 초음파 발생부(211)의 제2축방향 위치에 따라 변경되는 초음파 발생부(211)의 고강도 집속 초음파의 집속 깊이도 정밀하게 변경될 수 있다.
일예로, 압전회전모터(156)는 RF발생모듈로부터 제공되는 RF신호의 세기를 기반으로 제2이동체(152`)와 초음파 발생부(211)의 제2축방향 이동 속도를 변경할 수 있다. 예를 들면, 압전회전모터(156)에 제공되는 RF신호의 세기가 높아질수록 구동축(156a)의 회동 속도는 증가하고 그로 인해 제2이동체와 초음파 발생부(211)의 제2축방향 이동 속도도 증가한다. 반대로, 압전회전모터(156)에 제공되는 RF신호의 세기가 낮아질수록 구동축(156a)의 회동 속도는 감소하고 그로 인해 제2이동체(152`)와 초음파 발생부(211)의 제2축방향 이동 속도는 감소한다.
다른예로, 압전회전모터(156)는 RF발생모듈로부터 RF신호가 제공되는 시간을 기반으로 초음파 발생부(211)의 제2축방향 이동 거리를 변경할 수 있다. 예를 들면, 압전회전모터(156)에 RF신호가 제공되는 시간이 길어질수록 구동축(156a)의 회동 시간은 증가하고 그로 인해 초음파 발생부(211)의 제2축방향 이동 거리도 증가한다. 반대로, 압전회전모터(156)에 RF신호가 제공되는 시간이 짤아질수록 구동축(156a)의 회동 시간은 감소하고 그로 인해 초음파 발생부(211)의 제2축방향 이동 거리도 감소한다.
앞서 설명한 압전회전모터(156)로 제공되는 RF신호의 세기 및 압전회전모터(156)로 RF신호가 제공되는 시간은 제어부에 의해 제어될 수 있다.
구동축(156a)은 압전회전모터(156)로부터 제2축방향을 따라 돌출되는 형태로 배치되고, 구동축(156a)의 바깥 둘레에는 제2축방향을 따라 나선형의 스크류(156b)가 형성된다. 이러한 스크류(156b)에는 후술할 제2이동체(152`)의 스크류홀(152a)이 나사결합된다. 그리고, 제2이동체(152`)는 후술할 제1이동체(132)의 가이드부(132a)에 의해 지지되어 회전이 방지될 수 있다.
따라서 구동축(156a)의 회동시 제2이동체(152`)의 스크류홀(152a)이 구동축(156a)의 스크류(156b)를 따라 제2축방향으로 이동됨에 따라, 제2이동체(152`)의 제2축방향 위치가 변경될 수 있다.
이와 같이, 제2이동체(152`)의 제2축방향 위치가 변경되면, 제2이동체(152`)와 결합된 초음파 발생부(211)의 제2축방향 위치도 변경될 수 있으며, 그로 인해, 초음파 발생부(211)의 고강도 집속 초음파의 집속 깊이도 변경될 수 있다.
일예로, 도 7a 내지 도 7b를 참조하면, 구동축(156a)의 스크류(156b)는 오른 나사 형태를 가질 수 있다. 이와 같이, 스크류(156b)가 오른 나사 형태를 갖는 경우, 도 7a를 기준으로, 구동축(156a)이 시계방향으로 회동되면 제2이동체(152`)가 오른 나사 형태의 스크류(156b)를 따라 상승될 수 있고 도 7b를 기준으로, 구동축(156a)이 반시계방향으로 회동되면 제2이동체(152`)가 오른 나사 형태의 스크류(156b)를 따라 하강될 수 있다.
다른예로, 구동축(156a)의 스크류(156b)는 왼 나사 형태를 가질 수 있다, 이와 같이, 스크류(156b)가 왼 나사 형태를 갖는 경우, 구동축(156a)의 시계방향으로 회동되면 제2이동체(152`)가 왼 나사 형태의 스크류(156b)를 따라 하강될 수 있고, 구동축(156a)의 반시계방향 회동시 제2이동체(152`)가 왼 나사 형태의 스크류(156b)를 따라 상승될 수 있다.
본 실시예에 따른 초음파 의료장치용 카트리지는 제2이동체(152`)의 제2축방향 이동시나 정지시, 제2이동체(152`)가 구동축(156a)에 나사결합된 상태가 유지됨으로써, 제2이동체(152`)가 중력에 영향을 받아서 쳐지는 현상을 방지할 수 있다.
본 실시예에서, 제2이동체(152`)는 후술할 가이드부(132a)의 내부에 제2축방향을 따라 왕복 이동 가능하게 삽입될 수 있고, 제2이동체(152`)의 중심축에는 구동축(156a)의 스크류(156b)에 나사 결합되는 스크류홀(152a)이 형성된다.
스크류홀(152a)은 구동축(156a)에 대응하는 직경을 가지며, 스크류홀(152a)의 내주면에는 스크류(156b)에 대응하는 나선형의 나사산이 형성된다.
제1이동체(132)는 앞서 설명한 바와 같이, 제2이동체(152`)의 회전을 방지하기 위하여 제2이동체(152`)를 지지하는 가이드부(132a)를 갖는다.
가이드부(132a)는 제1이동체(132)의 하부에 형성될 수 있다. 가이드부(132a)는 하부가 개구된 형태일 수 있으며, 가이드부의 내부에는 제2이동체(152`)가 제2축방향을 따라 왕복이동 가능하게 삽입될 수 있다.
가이드부(132a)는 제2이동체(152`)의 바깥 둘레에 대응하는 둘레면을 가지며, 이러한 둘레면을 통해 제2이동체(152`)의 바깥 둘레를 지지하여 제2이동체(152`)의 회전을 방지하고 제2이동체(152`)의 제2축방향 이동을 가이드하는 역할을 할 수 있다.
가이드부(132a)에는 가이드부(132a)와 제2이동체(152`) 사이의 간극과 카트리지 하우징(101)의 내부를 연통하는 연통홀(미도시)이 형성될 수 있다.
연통홀은 카트리지 하우징(101)의 내부에 채워져 있던 탈기수가 가이드부(132a)와 제2이동체(152`) 사이의 간극에 채워지게 하는 통로의 역할을 한다.
연통홀을 통해 가이드부(132a)와 제2이동체(152`) 사이의 간극에 채워진 탈기수는 제2이동체(152`)의 제2축방향 이동에 따른 초음파 발생부(211)의 제2축방향 이동에 따라 채워지거나 배출될 수 있으나, 이와 같은 간극에서의 탈기수의 채움과 배출이 초음파 의료 장치용 카트리지(100)의 전체 내부 부피 변화를 초래하진 않는다.
따라서 본 실시예에서는 초음파 발생부(211)의 제2축방향 위치 조절시에도, 초음파 의료 장치용 카트리지(100)의 전체 내부 부피 변화가 발생하지 않으므로, 초음파 의료 장치용 카트리지(100)의 구조를 단순화할 수 있고 초음파 의료 장치용 카트리지(100)를 간단하게 제작할 수 있다.
한편, 압전회전모터(156)의 압전재료는 RF신호에 쉽게 변형됨에 따라 동일한 RF신호를 제공하여도, 구동축(156a)의 회전 속도가 달라질 수 있으며, 그로 인해, 초음파 발생부(211)의 제2축방향 위치가 미리 설정된 위치에서 벗어날 수 있다. 따라서, 압전재료의 특성 변형에도 영향을 받지 않고 초음파 발생부(211)의 제2축방향 위치를 정확하게 설정하기 위하여, 초음파 발생부(211)의 제2축방향 위치를 검출하는 초음파 발생부 위치 측정부(310)가 필요하다.
이를 위하여, 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 의료장치용 카트리지(100)는 초음파 발생부 위치 측정부(310)를 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 초음파 발생부 위치 측정부(310)는 초음파 발생부(211)의 제2축방향 위치를 검출하는 역할을 한다.
초음파 발생부 위치 측정부(310)는 제2이동체(152`)로부터 제2축방향으로 이격되게 설치되는데, 예를들어, 가이드부(132a)의 내부의 천장면에 설치될 수 있다. 이와 같이, 초음파 발생부 위치 측정부(310)가 가이드부(132a)의 내부의 천장면에 설치된 경우, 제2이동체(152`)의 제2축방향 이동시에 제2이동체(152`) 및 초음파 발생부 위치 측정부(310) 간에 간섭을 방지할 수 있다.
초음파 발생부 위치 측정부(310)는 제2축방향을 따라 센싱광을 제2이동체(152`)로 출력하고 제2이동체(152`)에서 반사된 반사광을 감지하여, 제2축방향을 기준으로 제2이동체(152`)까지의 상대적인 거리를 측정하고, 이렇게 측정된 거리값에 대하여, 제2이동체(152`)에서 센싱광이 입사된 지점에서 초음파 발생부(211)의 하단까지의 제2축방향 거리값을 합산하여, 초음파 발생부(211)의 제2축방향 위치를 산출할 수 있다.
예를들어, 도 8을 참조하면, 초음파 발생부 위치 측정부(310)의 발광부와 수광부는 가이드부(132a)의 천장면에 나란히 배치될 수 있다. 이러한 발광부는 제2축방향을 따라 센싱광을 제2이동체(152`)의 상면으로 발광하고, 수광부는 제2이동체(152`)의 상면에서 반사되는 반사광을 수광할 수 있다.
또한, 도 9를 참조하면, 초음파 발생부 위치 측정부(310)의 발광부는 가이드부(132a)의 천장면에 배치되고, 초음파 발생부 위치 측정부(310)의 발광부는 제2이동체(152`)의 상면에 배치될 수 있다. 이러한 발광부는 제2축방향을 따라 센싱광을 수광부로 발광하고, 수광부는 발광부에서 출력된 센싱광을 수광할 수 있다.
나아가, 초음파 발생부 위치 측정부(310)는 제2이동체(152`)까지의 상대적인 거리에 따라 변동되는 반사광의 세기를 감지하여, 제2이동체(152`)까지의 상대적인 거리를 측정할 수 있다. 특히, 초음파 발생부 위치 측정부(310)는 반사광을 전압신호로 변환하여, 반사광의 세기에 따라 변동되는 전압신호의 레벨 차이를 통해 제2이동체(152`)까지의 상대적인 거리를 측정할 수 있다.
다른예로, 초음파 발생부 위치 측정부(310)는 센싱광의 출력 시간 및 반사광의 감지 시간 간의 시간 차이를 통해 제2이동체(152`)까지의 상대적인 거리를 측정할 수 있다.
초음파 발생부 위치 측정부(310)에서 출력되는 센싱광은 적외선, 레이저, 자외선, 엘이디 중 적어도 하나를 포함할 수 있고, 초음파 발생부 위치 측정부(310)는 센싱광을 감지하는 적외선센서, 레이저센서, 자이선센서, 광센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 특별히 한정되는 것은 아니다.
한편, 초음파 발생부 위치 측정부(310)에서 제2이동체(152`)까지의 상대적인 거리가 일정 수준 이상으로 멀어진 경우, 제2이동체(152`)에서 반사된 반사광의 세기가 매우 미약해짐에 따라, 초음파 발생부 위치 측정부(310)에서 반사광을 감지하지 못할 수 있다.
이를 방지하기 위하여, 제2이동체(152`)에서 센싱광이 입사되는 지점에는 센싱광의 반사율을 향상시키기 위한 반사판(미도시)이 설치될 수 있다.
반사판(미도시)은 초음파 발생부 위치 측정부(310)와 평행하게 배치되어 초음파 발생부 위치 측정부(310)로부터 입사된 센싱광을 수직하게 반사시킬 수 있다.
일예로, 반사판(미도시)은 센싱광의 반사율을 향상시키기 위한 글라스 비드나 미러 등이 사용될 수 있으나, 특별히 한정되는 것은 아니다.
이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (14)

  1. 핸드피스에 착탈되는 카트리지 하우징;
    상기 카트리지 하우징에 수용되며, 제1 이동체가 제1축방향으로 왕복 이동 가능하게 형성된 제1이동부;
    상기 제1이동부에 의해 제1축방향 위치가 변경되는 상기 제1이동체 일측에 결합되어, 상기 제1축방향에 대해 수직한 제2축방향으로 제2이동체가 왕복이동가능하게 형성된 제2이동부; 및
    상기 제2이동체에 결합되어, 특정한 집속 거리를 갖는 고강도 집속 초음파를 발생시키는 초음파 발생부를 포함하되,
    상기 제2이동부는 상기 제1이동체의 위치 이동에 의해 상기 카트리지 내의 제1축방향 배치 위치가 설정되는 것이며,
    상기 제1이동부와 상기 제2이동부는 전원에 의한 전기신호로 구동되는 압전모터를 포함하고,
    상기 압전모터는 압전회전모터이며,
    상기 제1이동부 및 상기 제2이동부는 상기 핸드피스 또는 상기 핸드피스가 연결된 본체부에 포함된 제어부에 의해 제어되는 것인, 초음파 의료 장치용 카트리지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1이동부는,
    상기 핸드피스에 결합되어, 상기 핸드피스 내의 구동부로부터 제공된 동력에 의해 상기 제1이동체의 제1축 방향 위치를 변경하는 것인, 초음파 의료 장치용 카트리지.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 구동부는,
    초음파 출력에 의한 치료 시에, 상기 제1이동부에 의한 제1이동체의 제1축방향 배치위치 변경과 동시에 상기 제2축방향의 상기 제2이동체 위치 변경을 수행하는 것을 특징으로 하는, 초음파 의료 장치용 카트리지.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전기신호는 RF신호인 것을 특징으로 하는, 초음파 의료장치용 카트리지.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2축방향의 상기 초음파 발생부 배치 위치를 산출하는 이동모듈 위치측정부를 더 포함하는, 초음파 의료 장치용 카트리지.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2축방향의 상기 초음파 발생부 배치 위치를 산출하는 이동모듈 위치측정부를 더 포함하며,
    상기 이동모듈 위치측정부는, 상기 제2이동체의 상기 제1축방향과 평행하게 상기 초음파 발생부로 거리 측정을 위한 초음파를 출력하는 초음파 발생모듈인, 초음파 의료 장치용 카트리지.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2축방향의 상기 초음파 발생부 배치 위치를 산출하는 이동모듈 위치측정부를 더 포함하며,
    상기 이동모듈위치측정부는,
    상기 제2이동체로부터 제2축방향을 따라 이격되게 설치되며,
    상기 제2축방향을 따라 센싱광을 상기 제2이동체로 출력하고 상기 제2이동체에서 광을 감지하여, 상기 제2이동체까지의 상대적인 거리를 측정하고,
    상기 측정된 거리값을 기반으로 상기 초음파 발생부의 제2축방향 위치를 산출하는 것을 특징으로 하는, 초음파 의료 장치용 카트리지.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2이동체는,
    중앙에 관통 홀을 포함하며, 상기 제2이동부의 이동축이 상기 관통 홀을 통과하여 결합되는 것인, 초음파 의료 장치용 카트리지.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 압전회전모터는 제2축방향을 따라 배치되는 구동축을 가지며,
    상기 제2이동체는 상기 구동축의 회동에 의해 제2축방향으로 왕복 이동 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는, 초음파 의료 장치용 카트리지.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1이동체는 상기 제2이동체의 회전을 방지하기 위하여 상기 제2이동체를 지지하는 가이드부를 가지며,
    상기 구동축에는 제2축방향을 따라 나선형의 스크류가 형성되며,
    상기 제2이동체에는 상기 스크류에 나사 결합되는 스크류홀이 형성되며,
    상기 구동축의 회동시 상기 제2이동체가 상기 스크류를 따라 제2축방향으로 이동됨에 따라, 상기 제2이동체와 상기 초음파 발생부의 제2축방향 위치가 변경되는 것을 특징으로 하는, 초음파 의료 장치용 카트리지.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 초음파 발생부의 제2축방향 위치를 검출하는 초음파 발생부 위치 측정부를 더 포함하는, 초음파 의료 장치용 카트리지.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 초음파 발생부 위치 측정부는,
    상기 제2이동체로부터 제2축방향을 따라 이격되게 설치되며,
    상기 제2축방향을 따라 센싱광을 상기 제2이동체로 출력하고 상기 제2이동체에서 반사된 반사광을 감지하여, 상기 제2이동체까지의 상대적인 거리를 측정하고,
    상기 측정된 거리값을 기반으로 상기 초음파 발생부의 제2축방향 위치를 산출하는 것을 특징으로 하는, 초음파 의료 장치용 카트리지.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제2이동체에서 상기 센싱광이 입사되는 지점에서 상기 센싱광의 반사율을 향상시키는 반사판을 더 포함하는, 초음파 의료 장치용 카트리지.
  14. 제1항 내지 제13항 중 선택되는 어느 한 항의 카트리지; 및
    상기 카트리지가 탈착되며, 상기 카트리지에 RF신호 및 제1축방향 구동을 위한 동력을 전달하는 핸드피스를 포함하는, 초음파 의료장치.
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