KR102560824B1 - 광 치료장치 - Google Patents

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KR102560824B1
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Abstract

본 발명은 광 치료장치 및 이의 제어방법에 관한 것으로, 치료 부위 상측을 이동하면서 상기 치료 부위에 복수회의 치료광을 조사하는 치료광 조사부, 상기 치료광 조사부의 이동 정보를 감지하는 감지부 및 상기 치료광 조사부에서 조사되는 치료광의 조사 영역이 앞서 조사된 치료광의 조사 영역과 적어도 일부가 중첩되도록 상기 감지된 이동 정보에 근거하여 상기 치료광의 조사 패턴을 제어하는 제어부를 포함하는 광 치료 장치 및 이의 제어방법을 제공한다.

Description

광 치료장치 {A LIGHT TREATMENT APPARATUS}
본 발명은 광 치료장치 및 이의 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 치료 부위 상을 이동하면서 복수의 위치에 치료광을 조사하는 광 치료장치 및 이의 제어방법에 관한 것이다.
최근 들어, 인체 조직에 치료용 에너지를 전달하여 인체 조직의 상태를 변형시키거나 이를 제거하는 등의 방식으로 치료하는 기술이 널리 적용되고 있다. 따라서, 레이저 빔, 플래시 램프, RF 고주파(radio frequency wave), 극초단파(microwave), 초음파(ultrasound) 등 다양한 형태의 전자기파를 이용한 치료장치가 개발되고 있다.
특히, 피부 병변 치료를 위한 치료 장치에는 치료용 에너지로서 광을 조사하는 장치가 널리 사용되고 있으며, 이러한 장치는 등록특허공보 10-1269970호에서도 개시되어 있다. 피부 조직에 광을 조사하면, 특정 파장을 갖는 광이 피부 내측으로 침투하면서 파장 특성에 따라 피부 내측에 위치한 콜라겐, 모낭, 헤모글로빈 등의 각종 조직에 흡수된다. 그리고, 흡수된 광은 조직 내에서 열 에너지로 변환하여, 해당 조직에 열적 손상을 가하여 조직의 상태를 변화시키면서 치료를 수행한다.
이러한 광 치료장치는 일반적으로 핸드피스를 포함하여 구성되며, 사용자는 핸드피스를 치료 부위 상에서 이동시키면서 복수회에 걸쳐 치료광을 조사하여 치료를 진행한다. 치료 부위에 전달되는 에너지의 양은 치료광의 조사 분포에 따라 달라지며, 이에 의해 치료 효과가 결정된다.
종래의 광 치료장치는 핸드피스가 이동하는 동안 기 설정된 주기로 또는 사용자의 발사(firing) 조작에 의해 치료광이 조사된다. 따라서, 핸드피스의 이동 속도가 일정하지 않은 경우 균일하게 치료하는 것이 곤란하였고, 사용자의 숙련도에 따라 치료 효과가 상이하게 나타나는 문제가 있었다.
등록특허공보 10-1269970호
본 발명은 핸드피스의 이동 속도 또는 사용자의 숙련도에 크게 영향을 받지 않고, 치료 위치로 적합한 양의 치료 에너지를 전달할 수 있는 광 치료 장치 및 이의 제어방법을 제공하기 위함이다.
상기한 본 발명의 목적은 달성하기 위해, 본 발명은 치료 부위 상측을 이동하면서 상기 치료 부위에 복수회의 치료광을 조사하는 치료광 조사부, 상기 치료광 조사부의 이동 정보를 감지하는 감지부 및 상기 치료광 조사부에서 조사되는 치료광의 조사 영역이 앞서 조사된 치료광의 조사 영역과 적어도 일부가 중첩되도록 상기 감지된 이동 정보에 근거하여 상기 치료광의 조사 패턴을 제어하는 제어부를 포함하는 광 치료 장치를 제공한다.
제어부는 상기 감지부에서 감지된 이동 정보에 근거하여 상기 치료광의 조사 시점을 조절할 수 있다.
구체적으로, 제어부는 복수회의 치료광이 순차적으로 조사되도록 제어하되, 앞서 치료광이 조사된 후 상기 치료광 조사부가 기 설정된 거리만큼 이동한 것이 감지되면 다음 치료광을 조사하도록 제어할 수 있다.
또는, 상기 치료광 조사부의 이동 속도가 기준 이동 속도보다 빠르게 이동하면 상기 치료광의 조사 시점을 기준 주기보다 빠르게 제어하고, 상기 치료광 조사부의 이동 속도가 기준 이동 속도보다 늦으면 상기 치료광의 조사 시점을 기준 주기보다 지연시켜 조사하도록 제어할 수도 있다.
여기서, 제어부는 상기 치료 부위 상에 인접하여 조사되는 두 치료광의 조사 영역이 기 설정된 비율로 중첩되도록 상기 치료광의 조사 패턴을 제어할 수 있다.
상기 조사 영역은 상기 치료 부위 상에 소정 직경을 갖는 원형의 스팟 형태로 형성되며, 상기 중첩되는 기 설정된 비율은 상기 조사 영역의 직경을 기준으로 10% 내지 25%일 수 있다.
나아가, 상기 광 치료장치는 상기 치료 부위 상에 인접하여 조사되는 두 치료광의 조사 영역이 중첩되는 비율을 설정하는 설정부를 더 포함할 수 있다. 설정부는 사용자가 상기 중첩되는 비율을 선택할 수 있도록 복수개의 중첩 비율 옵션을 제공할 수 있다. 그리고, 상기 제어부는 상기 사용자가 선택한 중첩 배율로 인접하여 조사되는 치료광이 중첩되도록 치료광의 조사 패턴을 제어할 수 있다.
상기한 본 발명의 목적은, 치료광 조사부를 동작하여 치료 부위 상에 제1 치료광을 조사하는 단계, 상기 제1 치료광이 조사된 위치로부터 핸드피스가 이동하는 거리를 감지하는 단계 및 상기 감지된 이동 거리에 근거하여 상기 제1 치료광이 조사된 영역과 적어도 일부가 중첩되도록 제2 치료광을 조사하는 단계를 포함하는 광 치료장치의 제어방법에 의해서도 달성될 수 있다.
여기서, 제2 치료광을 조사하는 단계는 상기 제2 치료광의 조사 영역이 상기 제1 치료광의 조사 영역과 기 설정된 비율로 중첩되도록 상기 제2 치료광을 조사할 수 있다. 구체적으로, 상기 제2 치료광 조사 단계는, 상기 핸드피스가 기 설정된 거리만큼 이동한 것이 감지되면, 상기 제2 치료광을 조사할 수 있다.
제1 치료광 및 제2 치료광은 상기 치료 부위 상에 소정 직경을 갖는 원형의 스팟 형태로 조사되며, 제2 치료광을 조사하는 단계에서 제2 치료광의 조사 영역이 상기 제1 치료광의 조사 영역과 중첩되는 비율은 상기 직경의 10% 내지 25%의 거리만큼 중첩될 수 있다.
나아가, 이러한 광 치료장치의 제어방법은, 상기 제1 치료광의 조사 영역 및 상기 제2 치료광의 조사 영역이 중첩되는 비율을 설정하는 설정 단계를 더 포함할 수 있다. 그리고, 제2 치료광 조사 단계는 상기 설정 단계에서 설정된 중첩 비율에 근거하여 상기 제2 치료광의 조사 영역이 상기 제1 치료광의 조사 영역과 중첩되도록 조사할 수 있다.
본 발명에 의할 경우, 핸드피스가 이동하는 정보를 고려하여 치료광을 조사하므로, 균일한 치료가 가능한 장점이 있다.
또한, 인접하여 조사되는 치료광이 기 설정된 비율로 중첩되어 조사되는 바, 치료가 이루어지지 않는 부위를 최소화시킬 수 있다.
나아가, 인접하여 조사되는 치료광이 중첩되는 비율을 설정할 수 있도록 구성되므로, 동일한 파라미터를 갖는 광을 이용하는 경우에도 중첩 비율을 조절하여 다양한 강도의 치료를 진행할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 치료장치를 도시한 도면,
도 2는 도 1의 주요 구성을 도식적로 표시한 블록도,
도 3은 치료 중 치료광의 조사 패턴의 일 예를 도시한 도면,
도 4는 도 1의 광 치료장치에 의해 조사되는 치료광이 중첩되어 조사되는 형태를 도시한 도면,
도 5는 도 4에서 치료광이 중첩조사되는 경우 조직 내의 열분포를 도시한 도면,
도 6은 도 1의 광 치료장치에 의해 조사되는 치료광이 치료 부위에 조사되는 일 예를 도시한 도면,
도 7은 서로 다른 두 중첩 비율로 중첩되는 치료광의 조사 영역의 모습을 도시한 도면,
도 8은 서로 다른 스팟 사이즈를 갖는 치료광이 중첩되어 조사되는 모습을 도시한 도면이고,
도 9는 도 1의 광 치료장치를 제어하는 방법을 도시한 순서도이다.
이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 광 치료장치에 대해 구체적으로 설명한다. 아래의 설명에서 각 구성요소의 위치관계는 원칙적으로 도면을 기준으로 설명한다. 도면은 설명의 편의를 위해 발명의 구조를 단순화하거나 필요할 경우 과장하여 표시될 수 있다. 따라서, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 이 이외에도 각종 장치를 부가하거나, 변경 또는 생략하여 실시할 수 있음은 물론이다.
이하에서, '광 치료장치'라 함은 사람을 포함하여 포유류를 치료하기 위한 모든 광 치료장치를 포함한다. 즉, 광 치료장치는 병변 또는 조직의 상태를 개선하기 위한 목적으로 사용되는 다양한 광 치료장치를 포함한다. 본 실시예에서는 치료광으로서 레이저를 이용하는 구성을 중심으로 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 종류의 광원을 이용하여 구성할 수 있다.
이하에서, '치료 부위'라 함은 인간을 포함하는 포유류의 다양한 신체 기관 중 치료가 필요한 조직을 의미하는 것으로, 아래에서는 피부 조직을 치료 부위로 하는 광 치료장치를 중심으로 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이하에서는, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 광 치료장치를 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 치료장치를 도시한 사시도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 광 치료장치는 본체(10), 핸드피스(20) 및 이를 연결하는 연결부(30)를 포함하여 구성된다.
본체(10)는 광 치료장치의 주요 골격을 형성하며, 각종 구성요소가 그 내부에 설치된다. 본체(10)의 내부에는 치료광을 발생시키는 치료광 발생부(110) 및 이를 전달하기 위한 각종 광학소자가 구비될 수 있다. 본체(10)의 외면에는 치료 장치를 조작하거나 동작 내용을 설정하기 위한 컨트롤 패널(11) 및 각종 정보를 사용자에게 표시하기 위한 디스플레이(12)가 설치될 수 있다.
핸드피스(20)는 사용자가 손으로 쥘 수 있는 형상으로 구성된다. 사용자는 핸드피스(20)를 손에 쥔 상태로 치료 위치를 변경하며 치료를 진행한다. 핸드피스(20)는 치료광 발생부(110)에서 발생된 치료광을 치료 부위로 조사하는 치료광 조사부(210)를 포함한다. 핸드피스(20)의 외면에는 핸드피스의 동작을 조절하기 위한 조작부(220)가 구비된다. 그리고, 치료가 진행되는 동안 각종 정보를 감지하기 위한 센서(미도시) 등이 핸드피스에 설치될 수 있다.
연결부(30)는 전술한 본체(10)와 핸드피스(20)를 연결하는 구성이다. 연결부(30)의 내부에는 본체(10)의 치료광 발생부(110)로부터 핸드피스(20)의 치료광 조사부(210)까지 광 경로를 형성하는 광 전달부(310), 그리고 본체(10)의 제어부(120) 또는 핸드피스(20)의 조작부(220)에서 발생되는 각종 제어 신호를 전달하는 신호선(320)을 포함하여 구성될 수 있다.
도 2는 도 1의 주요 구성을 도식적로 표시한 블록도이다. 이하에서는 도 2를 참조하여, 도 1의 각 구성에 대해 보다 구체적으로 설명한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본체(10)의 내부에는 치료광 발생부(110)가 구비된다. 치료광 발생부(110)는 전술한 바와 같이 치료광을 발생시키는 구성이다. 이러한 치료광 발생부(110)는 치료 장치의 특성에 따라, 종류의 광원을 이용할 수 있다. 본 실시예에서는 레이저를 발진할 수 있는 레이저 매질 및 공진기를 포함하여 구성된다. 다만, 이 이외에도 치료 장치의 목적에 따라 LED, LD, 플래시 램프 등의 다양한 광원을 이용할 수 있다.
보다 구체적으로, 본 실시예의 치료광 발생부(110)는 레이저 매질로서 엔디야그(Nd;YAG) 또는 알렉산드라이트(Alexandrite)를 이용할 수 있다. 따라서, 치료광 발생부(110)에서 발생되는 치료광은 1060nm 내지 1070nm 범위의 파장(Nd:YAG) 또는 750nm 내지 760nm 범위의 파장(Alexandrite)을 갖는 레이저일 수 있으며, 보다 구체적으로, 대략 1064nm의 파장을 갖는 레이저 또는 대략 755nm의 파장을 갖는 레이저로 구성될 수 있다. 다만, 본 실시예에 따른 광 치료장치는 피부의 회복(rejuvenation) 또는 색소 병변을 치료하기 위한 것으로 해당 치료에 효과가 있는 파장을 선택한 것이며, 이 이외에도 다른 파장을 발생시키는 레이저 매질을 이용하는 것도 가능하다.
치료광 발생부(110)의 일측에는 치료광을 가공 및 전달하기 위한 다양한 광학 소자들이 배치된다. 이러한 광학 소자를 통과한 치료광은 연결부(30)의 광 전달부(310)를 거쳐 핸드피스(20)의 치료광 조사부(210)로 전달된다. 여기서, 광 전달부(310)는 적어도 하나의 광 파이버로 구성되며, 또는 복수의 릴레이 렌즈 등을 포함하는 광 전달 구조로 구성될 수 있다. 치료광 조사부(210)는 렌즈를 비롯한 각종 광학 소자들을 포함하여 구성되어, 광 전달부(310)에서 전달되는 치료광을 집속하거나 기 설정된 스팟 사이즈로 가공하여 치료 부위에 조사한다.
다만, 본 실시예에서는 치료광 발생부(110)가 본체(10)에 구비되는 구성이나, 이는 일 예이며, 치료광 발생부가 핸드피스 자체에 구비되는 것도 가능하다. 이 경우, 연결부의 광 전달부는 생략될 수 있으며, 핸드피스의 치료광 조사부 자체가 광원 및 광학 소자를 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 제어부(120)는 광 치료장치의 각 구성요소를 제어하는 구성이다. 제어부(120)는 컨트롤 패널(11)을 통해 사용자가 설정한 내용, 핸드피스(20)의 조작부(220)를 통해 사용자가 조작한 내용 또는 자체 메모리 등에 저장된 내용에 따라 광 치료장치의 동작 내용을 제어할 수 있다.
일 예로서, 제어부(120)는 치료광 발생부(110) 및 광 경로상에 배치된 광학 소자를 제어하여, 치료광의 파라미터 또는 조사 패턴을 제어한다. 구체적으로, 레이저를 여기시키는 플래시 램프 또는 셔터 등의 동작을 제어하여, 치료광의 조사 시점, 치료광의 지속 시간 및 출력 등을 조절할 수 있다. 또는, 광 경로를 형성하는 가동 렌즈 등을 제어하여, 치료광의 스팟 사이즈 등을 조절할 수 있다.
나아가, 제어부(120)는 치료광 이외에도, 디스플레이 표시 내용, 냉각부를 구비하는 경우 냉각부의 동작 등을 제어하거나, 후술하는 감지부에서 감지되는 정보를 받아 이에 근거하여 치료 내용을 다양하게 제어할 수 있다.
도 3은 치료 중 치료광의 조사 패턴의 일 예를 도시한 도면이다. 핸드피스(20)를 통해 조사되는 치료광은 소정의 펄스폭(pulse width)(Pw)을 갖는 광 펄스로 구성될 수 있다. 다만, 이러한 광 펄스는 단일 펄스로 구성되는 것도 가능하나, 복수의 단위 펄스의 집합으로 이루어질 수도 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 치료가 진행되는 동안 치료광은 복수회로 조사된다. 복수의 치료광은 시간 간격을 두고 순차적으로 조사되며, 각 치료광이 조사되는 시점 사이에는 오프 시간(to)이 존재한다.
일반적으로, 이러한 광 치료 장치를 이용한 치료는 사용자가 핸드피스를 치료 부위 상에 이동시키는 동안 치료 부위로 복수의 치료광을 조사하는 방식으로 진행된다. 이처럼, 핸드피스가 이동하면서 치료가 이루어지므로, 치료광이 동일한 시간 주기로 조사되게 되면, 치료 부위에 조사되는 치료광의 분포는 핸드피스의 이동 속도에 따라 상이할 수 있다. 이 경우, 사용자가 핸드피스를 빠르게 이동하면 복수의 치료광은 넓은 간격으로 조사되며, 핸드피스를 천천히 이동하면 좁은 간격으로 조사된다. 따라서, 사용자에 따라 치료 강도가 상이하게 나타나며, 동일한 사용자라 하더라도 위치에 따라서 치료 강도가 상이하게 나타날 수 있다.
따라서, 본 실시예는, 핸드피스의 이동 정보를 감지하기 위한 감지부(230)를 더 포함하고, 감지부(230)로부터 감지되는 이동 정보에 근거하여 치료광 조사 패턴을 제어할 수 있도록 구성된다. 이로 인해, 핸드피스의 이동 속도에 영향받지 않고, 치료 부위를 고르게 치료하는 것이 가능하다.
다시, 도 2를 참조하면, 전술한 감지부(230)는 핸드피스에 구비되어, 핸드피스의 이동 정보를 실시간으로 감지하는 구성이다. 이러한 감지부(230)는 거리 센서, 속도 센서, 자이로 센서 등과 같은 센서를 이용하여 구성할 수 있다. 감지부(230)에서 감지된 핸드피스의 이동 정보는 제어부(120)로 전달되며, 제어부(120)는 이러한 이동 정보에 근거하여 치료광의 조사 패턴을 제어한다.
일 예로서, 감지부(230)는 핸드피스의 이동 거리를 감지할 수 있도록 구성된다. 따라서, 감지부(230)는 치료광이 조사된 시점 또는 치료광 조사가 완료된 시점부터 핸드피스의 이동 거리를 측정하고, 이동한 거리에 근거하여 다음 치료광의 조사 시점을 결정할 수 있다. 이에 의할 경우, 순차적으로 조사되는 복수의 치료광들은 앞서 조사된 치료광의 조사 영역으로부터 기 설정된 간격만큼 이동한 후 조사되도록 제어할 수 있다.
다른 예로서, 감지부(230)는 핸드피스의 이동 속도를 감지할 수 있도록 구성하는 것도 가능하다. 예를 들어, 광 치료장치는 핸드피스가 기 설정된 기준 이동 속도 이동하는 범위에서는 기 설정된 주기로 치료광을 조사하도록 제어하되, 핸드피스의 이동 속도가 기준 이동 속도를 벗어나는 경우, 이를 고려하여 치료광 조사 주기를 조절하도록 제어할 수 있다. 제어부(120)는 감지된 핸드피스의 이동 속도가 기 설정된 기준 이동 속도보다 빠르면 다음 치료광의 조사 시점을 기준 주기보다 빠르게 조절할 수 있다. 반대로, 제어부(120)는 상기 이동 속도가 기 설정된 기준 이동 속도보다 늦으면 다음 치료광의 조사 시점을 기준 주기보다 늦게 조절할 수 있다.
나아가, 감지부(230)는 핸드피스의 이동 방향을 감지할 수 있도록 구성하고, 제어부(120)는 감지된 핸드피스의 이동 방향이 역으로 변경되는 경우, 기 조사된 치료 부위에 다시 치료광이 조사되는 것을 방지할 수 있도록 치료광의 조사를 중단하도록 제어하는 것도 가능하다.
이처럼, 감지부(230)는 거리, 속도, 가속도 등 이동 거리 정보를 판단하는데 필요한 정보를 측정하는 다양한 센서 중 하나를 택일하여 적용할 수 있다. 또한, 상기 감지된 정보에 근거하여 제어부(120)가 치료광의 조사 패턴을 제어하는 내용은, 치료광의 조사 주기, 치료광 사이의 오프 시간, 치료광의 조사 시점 등 다양한 관점으로 설명될 수 있다. 이처럼, 감지부에서 감지되는 핸드피스의 이동 정보에 근거하여 복수의 치료광이 균일한 간격으로 조사되도록 제어하는 기술은, 다양한 방식으로 변형하여 실시될 수 있음을 밝혀둔다.
도 4는 도 1의 광 치료장치에 의해 조사되는 치료광이 중첩되어 조사되는 형태를 도시한 도면이다. 여기서, 치료광의 조사 영역(S)은 치료 부위의 표면 상에 해당 치료광이 조사되는 영역으로써, 치료 부위의 표면에 맺히는 치료광에 스팟에 상응하는 의미이다. 본 실시예에 따른 치료광은 원형 단면을 갖는 형태로 조사되어, 소정의 직경(D)을 갖는 스팟 형태의 조사 영역을 갖는다.
그리고, 도 4에 도시된 바와 같이, 제어부(120)는 순차적으로 조사되는 복수의 치료광이 중첩되는 형태로 조사되도록 제어할 수 있다. 즉, 치료 중 N회의 치료광이 조사되는 경우, n번째 치료광의 조사 영역은 앞서 조사된 n-1 번째 치료광의 조사 영역과 적어도 일부가 중첩될 수 있다. 이와 같이, 중첩되어 조사되는 경우 핸드피스(20)가 이동하는 치료 부위상에 치료광이 조사되지 않는 부위를 최소화할 수 있다.
또한, 도 4와 같이 치료광의 가장자리 일부가 중첩되도록 조사되면, 치료광의 강도 분포에 따른 편차를 보상하는 장점도 있다. 치료광의 강도는 치료광의 단면 기준 중심 부분의 강도가 상대적으로 크고, 가장자리로 갈수록 상대적으로 약해지기 때문에, 조사 영역의 가장자리가 중첩되어 조사됨으로써 이를 보상하는 것이 가능하다.
나아가, 이와 같이 치료광이 중첩하여 조사되면, 치료광의 에너지를 흡수하는 조직의 공간적인 열 분포에 따른 편차를 보상하는 장점도 있다. 도 5는 도 4에서 치료광이 중첩조사 되는 경우 조직 내의 열분포를 도시한 도면이다. 조사된 치료광이 치료 부위에 흡수되면, 흡수된 열은 조직 내측에서 확산이 이루어지며, 도 5에 도시된 것과 같이, 치료광이 중심부에서는 충분한 깊이까지 열이 전달되는 반면, 가장자리에서는 충분한 깊이까지 열이 전달되지 않는다. 이는, 치료광의 단면에 따른 강도 분포가 동일한 경우에도, 열 확산 특성으로 인해 유사한 모습의 분포를 나타낸다. 따라서, 도 4와 같이, 가장자리 일부가 중첩되어 조사되면, 치료광의 가장자리에 위한 치료 부위로는 중첩적으로 에너지가 전달되는 바, 충분한 깊이까지 열이 전달되어 에너지를 흡수하는 조직의 공간적 열 분포 편차를 보상할 수 있다.
본 실시예에 따른 광 치료장치는, 인접하여 조사되는 두 치료광의 조사 영역이 기 설정된 값 또는 범위의 비율로 중첩되도록 치료광을 조사한다. 전술한 바와 같이 감지부(230)가 핸드피스의 이동 정보를 실시간으로 감지하므로, 제어부(120)는 이에 근거하여 시간적으로 인접하여 조사되는 두 치료광의 조사 영역이 중첩되는 비율을 제어하는 것이 가능하다.
여기서, 두 치료광의 조사 영역이 중첩되는 비율(r)은 각 치료광의 조사 영역의 직경(D) 대비, 중첩된 조사 영역의 중심을 연결한 선 중 중첩되는 부분의 길이(d)의 비율로 설명할 수 있다. 두 치료광의 중첩 비율은 50%의 이하의 범위에 포함되는 비율일 수 있다. 일 예로, 본 실시예의 중첩 비율은 10% 내지 25% 범위에 포함되는 비율일 수 있다. 보다 구체적으로, 15% 내지 22% 범위에 포함되는 비율일 수 있다.
도 6은 도 1의 광 치료장치에 의해 조사되는 치료광이 치료 부위에 조사되는 일 예를 도시한 도면이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 의할 경우, 각 치료광 조사 영역(S)의 가장자리가 중첩이 이루어지면서, 핸드피스가 진행하는 방향으로 치료광이 조사되지 않는 영역을 최소화할 수 있다. 나아가, 치료부위에 핸드피스를 복수의 행으로 조사하는 경우에도, 도 6에 도시되는 바와 같이, 먼저 조사된 행과 가장자리 일부가 중첩되도록 조사되어, 각 행 사이에 치료광이 조사되지 않는 영역을 최소화하여 치료를 진행하는 것이 가능하다. 도 6에서는 하나의 행에 배치되는 각각의 조사 영역은, 인접한 행에 배치되는 각각의 조사 영역과 서로 엇갈린 형태로 조사되는 패턴을 도시하고 있다. 구체적으로, 치료광은 인접한 행의 연속된 2개의 치료광 스팟 위치와 중첩되도록, 상기 연속된 2개의 치료광 스팟 위치와 엇갈린 위치에 조사되게 제어된다. 다만 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 이 이외에도 다양한 패턴으로 조사될 수 있다.
다시, 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 광 치료장치는 설정부(130)를 더 포함하고, 사용자는 설정부(130)를 통해 전술한 치료광의 중첩 비율을 선택하는 것이 가능하다. 설정부(130)는 전술한 본체의 외면에 설치되는 컨트롤 패널(11) 또는 디스플레이(12)를 포함하여 구성될 수 있고, 이 이외에도 다양한 구조로 구성될 수 있다.
예를 들어, 설정부(130)는 사용자가 선택할 수 있는 중첩 비율의 다양한 옵션을 제공하고, 사용자가 이를 선택하도록 구성할 수 있다. 예를 들어, 설정부(130)는 디스플레이(12)를 통해 0%, 10%, 20%, 30%, 40%의 선택지를 제공하고, 사용자는 이를 택일하여 선택할 수 있다. 여기서, 0%의 모드는 두 치료광이 중첩되지 않는 모든 상태를 의미하는 것이 아니라, 두 치료광 조사영역의 경계가 접촉하는 간격으로 조사되는 것을 의미한다. 이 경우, 두 치료광이 조사영역이 치료 부위의 표면에서는 중첩되는 것은 아니나, 열 확산으로 인해 조직 내측에서는 실질적으로 중첩되는 효과를 볼 수 있다. 한편, 사용자가 설정된 중첩 비율은 제어부로 전달되며, 해당 치료를 진행하는 동안 인접한 치료광의 조사 영역은 설정된 중첩 비율로 중첩되도록 제어될 수 있다.
예를 들어, 제어부가 n-1번째 치료광이 조사된 시점부터 기준 거리만큼 이동한 것이 감지되면 n번째 치료광이 조사하는 방식으로 제어함에 있어서, 설정된 중첩률이 상대적으로 작을 경우, 치료광 조사 시점 사이의 기준 거리를 보다 넓게 설정하고, 설정된 중첩률이 상대적으로 높을 경우, 치료광을 조사하는 시점 사이의 기준 거리를 좁게 설정할 수 있다. 참고로, 상기 기준 거리(인접하여 조사되는 두 치료광의 조사 시점 사이에 치료광 조사부가 이동하는 거리)는 아래와 같이 도출될 수 있다.(치료광이 조사되는 동안, 즉 치료광 펄스폭에 해당하는 시간에도 이동하나, 이는 오프 시간과 비교하여 현저히 작은 경우 무시할 수 있음)
Dr= D - D×r (Dr : 기준 거리, D : 스팟의 직경, r : 설정된 중첩률)
도 7은 서로 다른 두 중첩 비율로 중첩되는 치료광의 조사 영역의 모습을 도시한 도면이다. 도 7의 a는 중첩 비율이 20%로 조사되는 치료광의 모습을 도시한 것이고, 도 7의 b는 중첩비율이 40%로 조사되는 치료광의 모습을 도시한 것이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 중첩 비율이 낮으면 치료 부위에 조사되는 치료광의 강도가 상대적으로 낮게 분포하고, 중첩 비율이 높으면 치료 부위에 조사되는 치료광의 강도가 상대적으로 높게 분포한다. 따라서, 본 실시예에 의할 경우, 중첩 비율을 상이하게 설정함에 따라 치료광의 출력 또는 스팟 사이즈 등을 조절하지 않은 상태에서도, 치료 부위의 치료 강도를 조절할 수 있다.
또한, 도 8은 서로 다른 스팟 사이즈를 갖는 치료광이 중첩되어 조사되는 모습을 도시한 도면이다. 전술한 설정부(130)는, 치료광의 스팟 사이즈를 조절하도록 구성할 수 있다. 이 경우, 협소하게 형성된 치료 부위 등과 같이 치료 부위의 형상에 대응하여 용이하게 치료할 수 있다. 다만, 동일한 광원에서 발생되는 치료광의 스팟 사이즈를 조절하게 되면, 치료 부위에 단위 면적당 전달되는 치료광의 강도가 변하게 된다. 동일한 광원에서 발생된 치료광의 스팟 사이즈를 작게 조절하면 조사 영역에 조사되는 치료광의 강도가 상대적으로 증가하고, 스팟 사이즈를 크게 조절하면 치료광의 강도가 상대적으로 감소한다. 따라서, 본 실시예에서는 중첩 비율을 조절하여, 이러한 스팟 사이즈의 변화에 따른 치료광 강도의 차이를 보상할 수 있다.
즉, 스팟 사이즈가 변경되더라도 치료 부위에 동일한 치료 강도로 치료를 진행하고자 하는 경우, 제어부(120)는 스팟 사이즈에 따라 중첩 비율을 다르게 조절할 수 있다. 예를 들어, 스팟 사이즈가 작게 조절되면 제어부는 중첩 비율 또한 같이 줄어들도록 제어하고, 스팟 사이즈가 크게 조절되면 제어부는 중첩 비율이 또한 같이 증가하도록 제어할 수 있다.
도 9는 도 1의 광 치료장치를 제어하는 방법을 도시한 순서도이다. 이하에서는 도 9를 참조하여, 전술한 광 치료장치의 제어 방법을 구체적으로 설명한다.
우선, 치료를 진행하기에 앞서, 치료 내용을 설정하는 단계를 포함한다(S10). 본 단계는, 치료 모드를 비롯하여 치료 내용에 대한 다양한 파라미터를 설정할 수 있다. 예를 들어, 치료광의 강도, 스팟 사이즈, 그리고 치료광 조사시 중첩 비율을 설정할 수 있다. 따라서, 사용자는 치료 부위 및 병변을 고려하여 적합한 치료 내용을 설정한다.
전술한 설정 단계가 완료되면, 사용자는 핸드피스(20)를 치료 부위인 피부 상에 핸드피스(20)를 위치시킨 후, 치료를 시작할 수 있다. 치료는 일 예로서, 핸드피스를 이동시키면서 기 설정된 간격으로 치료광을 조사하는 방식으로 진행된다.
우선, 치료 부위에 제1 치료광을 조사하는 단계를 수행한다(S20). 본 단계는 제어부(120)가 치료광 발생부 또는 치료광 조사부의 동작을 제어하여 치료광을 발생시키고, 발생된 치료광이 핸드피스 단부를 통해 치료 영역에 조사되는 방식으로 수행된다. 여기서, 제1 치료광은 치료 중 조사되는 첫 번째 치료광일 수 있고, 치료 중 조사되는 복수의 치료광 중 임의의 시점엥서 선택된 치료광일 수도 있다. 제1 치료광은 치료 부위 상에 D의 직경을 갖는 원형 스팟의 조사 영역을 갖도록 조사가 이루어지며, 치료광의 펄스폭에 해당하는 시간만큼 조사된 후 오프된다.
제1 치료광이 조사되면, 감지부는 핸드피스의 이동 정보를 감지하는 단계를 수행한다(S30). 핸드피스의 이동 정보는 감지부에서 감지되며, 감지부에서 감지되는 이동 정보는 이동 거리를 포함한다. 감지부에서 이러한 이동 거리를 감지하는 동작은 치료가 시작되는 시점부터 치료가 이루어지는 동안 지속적으로 이루어질 수 있다. 다만, 도 9에서 본 단계가 제1 치료광의 조사 단계 이후에 진행되는 것으로 도시된 것은, 제1 치료광이 조사된 시점(또는 제1 치료광의 조사가 종료된 시점 이후)부터의 이동 거리를 측정하는 것을 의미할 수 있다.
제1 치료광이 조사되면, 제어부(120)는 핸드피스(20)의 이동 거리를 감지하여, 기 설정된 중첩 비율로 제2 치료광이 조사될 수 있도록 제어한다. 앞서 진행된 설정 단계에서 중첩 비율이 설정되면, 해당 중첩 비율에 상응하는 기준 거리가 결정된다. (본 실시예에서는 순차적으로 조사되는 두 치료광의 조사 시점(Pw + to) 사이의 이동 거리를 기준으로 기준 거리를 설정하나, 두 치료광 사이의 오프 시간(to) 사이의 이동 거리를 기준으로 설정하는 것도 가능하다. 다만, 오프 시간 대비 펄스폭이 현저히 짧은 경우, 위 두 구분의 실익이 없을 수 있다.) 따라서, 제어부(120)는 이동 정보 감지 단계를 통해 해당 기준 거리만큼 핸드피스가 이동한 것이 감지되면, 치료광 발생부 또는 치료광 조사부를 제어하여 제2 치료광을 조사한다(S40). 이에 의해, 시간적으로 인접하여 조사되는 두 치료광은 해당 기준 거리만큼 이격된 상태로 조사되면서 설정된 중첩 비율로 중첩되어 조사되는 것이 가능하다.
한편, 제2 치료광이 조사되면, 이후에도 S30과 마찬가지로, 제2 치료광이 조사된 시점부터의 이동거리를 측정하는 이동 정보 감지 단계(S50)를 수행하면서 제3 치료광을 조사하는 단계를 수행한다(S60). 그리고, 이러한 단계를 반복하여 제N 치료광까지 치료광을 조사할 수 있다.
다만, 도 9의 순서도에서는, 두 번의 이동 정보 감지 단계가 각각 구분되는 단계로 도시하고 있으나, 앞서 설명한 것과 같이 이동 정보 감지 단계는 치료가 조사되는 동안 지속적으로 진행되는 하나의 단계일 수 있으며, 각 치료광 조사 단계와 동시에 병렬적으로 진행될 수 있음을 밝혀둔다.
이와 같이, 본 발명에 의할 경우, 핸드피스의 이동 정보를 고려하여 치료광의 조사 패턴을 제어할 수 있어, 사용자의 특성 및 치료 위치에 따른 치료 강도의 편차를 최소화할 수 있고, 균일한 치료를 진행하는 것이 가능하다.
나아가, 순차적으로 조사되는 치료광이 서로 중첩되도록 조사함에 따라, 치료광이 조사되지 않는 치료 부위를 최소화할 수 있고, 치료광의 에너지를 흡수하는 조직의 공간적인 열 분포에 따른 편차 및 치료광 단면의 위치에 따른 강도 편차 등을 보상하는 것도 가능하며, 중첩 비율 및 스팟 사이즈의 조절을 통해 치료광의 출력 변화 없이 치료 강도를 조절하는 것도 가능하다.
이상, 본 발명의 일 실시예에 대해 상세하게 기술하였으나, 본 발명이 상기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명이 속하는 기술 분야에 대해 통상의 지식을 가진 사람이면, 첨부된 청구범위에 정의된 본 발명의 기술적 특징의 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시할 수 있음은 밝혀둔다.
10 : 본체 20 : 핸드피스
30 : 연결부 130 : 설정부
120 : 제어부 230 : 감지부

Claims (7)

  1. 치료 부위 상측을 이동하면서 상기 치료 부위에 복수회의 치료광을 조사하는 치료광 조사부;
    상기 치료광 조사부의 이동 정보를 감지하는 감지부; 및
    상기 치료광 조사부에서 조사되는 치료광의 조사 영역이 앞서 조사된 치료광의 조사 영역과 적어도 일부가 중첩되도록, 상기 감지된 이동 정보에 근거하여 상기 치료광의 조사 패턴을 제어하는 제어부;를 포함하고,
    상기 제어부는 인접하여 조사되는 두 치료광의 조사 영역이 기 설정된 비율로 중첩되도록 상기 치료광의 조사 시점을 제어하고,
    상기 조사 영역은 상기 치료 부위 상에 소정 직경을 갖는 원형의 스팟 형태로 형성되며, 상기 치료광의 강도는 단면 기준 중심 부분이 가장자리에 비해 상대적으로 크고, 상기 치료광의 강도 분포에 따른 편차를 보상할 수 있도록 상기 중첩되는 기 설정된 비율은 상기 조사 영역의 직경을 기준으로 10% 내지 25%이며,
    상기 제어부는 상기 치료광 조사부가 이동하는 방향이 역으로 변경되면 치료광 조사를 중단하도록 제어하고,
    인접하여 조사되는 두 치료광의 조사 시점 사이에 상기 치료광 조사부가 이동하는 거리(Dr)는,
    Dr= D - D×r (D : 치료광의 단면 직경, r : 설정된 중첩률)이고,
    치료광의 스팟 사이즈를 조절할 수 있는 설정부를 더 포함하고,
    치료 영역의 형상에 따라 상기 설정부를 이용하여 동일한 출력으로 조사되는 치료광의 스팟 사이즈를 조절하는 경우, 상기 제어부는, 치료광의 스팟 사이즈의 변화에 따라 단위 면적당 전달되는 치료광의 강도 차이를 보상하여 동일한 강도로 치료를 진행할 수 있도록, 스팟 사이즈가 작게 조절되면 상기 치료광이 중첩되는 비율을 낮게 제어하고, 스팟 사이즈가 크게 조절되면 상기 치료광이 중첩되는 비율을 높게 제어하는 광 치료 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 감지부에서 감지된 이동 정보에 근거하여 상기 치료광의 조사 시점을 조절하는 것을 특징으로 하는 광 치료 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 복수회의 치료광이 순차적으로 조사되도록 제어하되, 앞서 치료광이 조사된 후 상기 치료광 조사부가 기 설정된 거리만큼 이동한 것이 감지되면 다음 치료광을 조사하도록 제어하는 광 치료 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 치료광 조사부의 이동 속도가 기준 이동 속도보다 빠르게 이동하면 상기 치료광의 조사 시점을 기준 주기보다 빠르게 제어하고, 상기 치료광 조사부의 이동 속도가 기준 이동 속도보다 느리게 이동하면 상기 치료광의 조사 시점을 기준 주기보다 지연시켜 조사하는 것을 특징으로 하는 광 치료 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 설정부는 상기 치료 부위 상에 인접하여 조사되는 두 치료광의 조사 영역이 중첩되는 비율을 설정하는 것을 특징으로 하는 광 치료장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 설정부는 사용자가 상기 중첩되는 비율을 선택할 수 있도록 복수개의 중첩 비율 옵션을 제공하고,
    상기 제어부는 상기 사용자가 선택한 중첩 배율로 인접하여 조사되는 치료광이 중첩되도록 치료광의 조사 패턴을 제어하는 것을 특징으로 하는 광 치료장치.

  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부는 복수의 행으로 치료광을 조사하는 경우, 인접한 행의 연속된 2개의 치료광 스팟 위치와 중첩될 수 있도록, 인접한 행의 연속된 2개의 치료광 스팟 위치와 엇갈린 위치로 조사되는 광 치료 장치.
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