KR102581952B1

KR102581952B1 - 집속 초음파 시술 장치

Info

Publication number: KR102581952B1
Application number: KR1020160051842A
Authority: KR
Inventors: 이성원; 이준형; 박민혜
Original assignee: 주식회사 하이로닉
Priority date: 2015-09-02
Filing date: 2016-04-27
Publication date: 2023-09-22
Also published as: KR20170027652A

Abstract

피부 표면으로부터 일정 깊이에 분포하는 시술 대상 피부 조직에 대해서 집속 초음파를 조사하여 초음파 집속점을 형성하는 초음파 치료부; 상기 초음파 치료부를 구동시키는 구동기; 및 상기 초음파 치료부가 제1 조건 및 제2 조건을 만족하면서 구동되도록 상기 구동기를 제어하는 제어부;를 포함하되, 상기 제1 조건은 캐비테이션 효과(cavitation effect)에 의한 땀샘의 제거 또는 감소를 위한 조건이고, 상기 제2 조건은 상기 땀샘 주변 조직의 손상을 방지하기 위한 조건인 집속 초음파 시술 장치가 개시된다.

Description

집속 초음파 시술 장치{FOCUSED ULTRASOUND OPERATING APPARATUS}

본 발명은 집속 초음파 시술 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다한증 또는 액취증을 효과적으로 치료할 수 있는 집속 초음파 시술 장치에 관한 것이다.

최근 피부 미용과 비만 치료에 대한 관심이 날로 증가하는 추세에 있으며, 이에 따라 피부 미용과 비만 치료를 위한 다양한 의료기기들이 개발되고 있다. 예컨대, 페이스 리프팅(face lifting) 또는 스킨 타이트닝(skin tightening) 시술을 희망하는 환자를 위한 다양한 피부 미용 의료기기들이 개발되고 있고, 다른 한편으로는 비만 환자 치료용 의료기기들이 개발되고 있다.

피부 미용 의료기기로써, 피부 조직을 절개하는 침습적인 방식의 의료기기들이 있으나, 시술 안전성 문제와 환자의 거부감 등이 부각되면서, 점차 피부 조직의 절개 없이도 시술 가능한 비침습적인 방식의 의료기기들이 주목받고 있다. 이러한 경향은 피부 미용 및 비만 치료 분야 등에도 유사하게 나타나고 있으며, 기타 의료 분야에서도 이러한 경향은 지속적으로 증가될 것으로 예상되고 있다.

이러한 추세에 발맞추어, 고강도 집속 초음파(High Intensity focused ultrasound:HIFU)를 이용하는 초음파 의료기기가 비침습적 의료기기로 최근 각광받고 있다. 예컨대, 피부 미용 시술을 위해 고강도 집속 초음파를 피부 조직 내부에 조사하여 피부 리프팅 또는 스킨 타이트닝 시술을 비침습적으로 수행하는 초음파 의료기기가 있으며, 비만 치료를 위해 고강도 집속 초음파를 피하 지방층에 고강도 집속 초음파(High Intensity focused ultrasound:HIFU)를 조사하여 지방 조직을 비침습적으로 태우거나 녹여 분해시키는 초음파 의료기기가 있다.

미국 공개특허공보 제2007-0232913호 대한민국 공개특허공보 제2011-0091831호 대한민국 공개특허공보 제2007-0065332호 대한민국 공개특허공보 제2012-0116908호 대한민국 공개특허공보 제2011-0121701호

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 집속 초음파를 이용하여 비침습적으로 다한증 또는 액취증을 치료할 수 있는 집속 초음파 시술 장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 땀샘 주변 조직의 손상 위험을 감소시키면서 땀샘만 선택적으로 제거하거나 감소시킬 수 있는 집속 초음파 시술 장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 비침습적으로 피부 표면으로부터 불규칙한 분포, 깊이 및 크기로 위치되는 땀샘을 효과적으로 제거시킬 수 있는 집속 초음파 시술 장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 별도의 영상기술을 적용하지 않으면서도 땀샘만을 선택적으로 제거 또는 감소시킬 수 있는 집속 초음파 시술 장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 다한증 또는 액취증 시술을 기본으로 하는 다양한 종류의 시술을 단일 장치로서 수행할 수 있는 집속 초음파 시술 장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 집속 초음파 시술 장치는, 피부 표면으로부터 일정 깊이에 분포하는 시술 대상 피부 조직에 대해서 집속 초음파를 조사하여 초음파 집속점을 형성하는 초음파 치료부; 상기 초음파 치료부를 구동시키는 구동기; 및 상기 초음파 치료부가 제1 조건 및 제2 조건을 만족하면서 구동되도록 상기 구동기를 제어하는 제어부;를 포함하되, 상기 제1 조건은 캐비테이션 효과(cavitation effect)에 의한 땀샘의 제거 또는 감소를 위한 조건이고, 상기 제2 조건은 상기 땀샘 주변 조직의 손상을 방지하기 위한 조건일 수 있다.

이때, 상기 제1 조건은, 상기 초음파 치료부에서 방사되는 집속 초음파의 중심 주파수가 500kHz 내지 1.1 MHz 범위가 되도록 하는 것일 수 있다.

또한, 상기 제1 조건은, 상기 초음파 치료부에서 방사되는 집속 초음파의 에너지가 50 내지 150 W 범위가 되도록 하는 것일 수 있다.

또한, 상기 제1 조건은, 생성된 후 재팽창하는 도넛형 버블이 집속 초음파의 집속점에 형성되도록 하는 것일 수 있다.

또한, 상기 제1 조건은, 상기 도넛형 버블의 재팽창시의 충격속도가 100m/s 초과 4000m/s 미만의 범위가 되도록 하는 것일 수 있다.

또한, 상기 제1 조건은, 상기 도넛형 버블이 재팽창하는 과정에서 상기 도넛형 버블 주위에 가해지는 압력이 30 내지 60kbar의 범위가 되도록 하는 것일 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 집속 초음파 시술 장치는, 상기 초음파 집속점을 향해서 단일 초음파를 조사하고, 상기 초음파 집속점을 투과한 신호를 수신하는 간섭 초음파부; 및 상기 초음파 집속점을 투과하여 수신된 신호를 분석하여 상기 땀샘의 특성을 도출하는 간섭 초음파 분석부;를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 집속 초음파 시술 장치는, 피부 표면으로부터 일정 깊이의 시술 대상 피부 조직에 대하여 집속 초음파를 조사하여 초음파 집속점을 형성하는 초음파 치료부; 상기 초음파 치료부를 구동시키는 구동기; 및 캐비테이션 효과(cavitation effect)에 의한 땀샘의 제거 또는 감소를 위한 제1 조건 및 상기 땀샘 주변 조직의 손상을 방지하기 위한 제2 조건을 만족하면서 상기 초음파 치료부가 구동되도록 상기 구동기를 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 집속 초음파 시술 장치는, 피부 표면으로부터 일정 깊이의 시술 대상 피부 조직에 초음파 에너지 집속에 의한 열적 초점을 형성하는 초음파 치료부; 상기 열적 초점이 형성될 표적의 위치 및 크기 중 적어도 하나를 파악하는 위치감지수단; 상기 열적 초점의 위치를 조절하는 위치조절수단; 및 상기 위치감지수단에 의하여 파악된 표적 위치에 상기 열적 초점이 형성되도록 상기 위치조절수단을 제어하는 제어수단;을 포함할 수 있다.

이때, 상기 시술 대상 조직은 피부 표면으로부터 1.5mm 내지 4.5mm 깊이의 피부층을 포함하고, 상기 열적 초점의 조사 깊이는 상기 피부 표면으로부터 2.5mm 내지 3.5mm이며, 상기 열적 초점의 상하 높이는 0.5mm 내지 2.0mm일 수 있다.

또한, 상기 시술 대상 조직은 아크린선 및 아포크린선 중 적어도 어느 하나를 포함하는 피부층을 포함하고, 상기 열적 초점은 열적 효과(thermal effect) 및 캐비테이션 효과(cavitation effect) 중 적어도 어느 하나에 의해 상기 피부층 내 아크린선 및 아포크린선 중 적어도 어느 하나가 제거되도록 하는 것일 수 있다.

또한, 상기 위치감지수단은, 피부 표면에서 이격된 인체 내부 조직을 영상화하는 영상화부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 위치조절수단은 상기 초음파 치료부를 X축, Y축 및 Z축 중 적어도 두 축 방향으로 이동시킬 수 있다.

또한, 상기 위치조절수단은 상기 초음파 치료부가 초음파를 조사하는 방향을 변화시킬 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 집속 초음파 시술 장치는, 장비 본체; 상기 장비 본체에 구비된 시술 핸드피스; 상기 시술 핸드피스에 착탈 가능하며, 내부에 집속 초음파(Focused Ultrasound)를 생성시키는 초음파 치료부 및 피부 표면으로부터 일정 깊이의 시술 대상 조직을 영상화하는 영상화부를 구비한 제1 카트리지; 상기 초음파 치료부를 구동시키는 구동기; 상기 구동기를 제어하는 제어부; 및 상기 영상화부에 의해 영상화된 영상 데이터를 표시하는 표시부를 포함하되, 상기 시술 대상 조직은 땀샘을 포함하고, 상기 초음파 치료부는 시술시 비침습적으로 상기 피부 표면으로부터 기설정된 깊이의 피부 조직에 상기 집속 초음파의 열적 초점(thermal focal point)을 형성시키도록 구비되고, 상기 제어부는 상기 열적 초점을 상기 피부 조직에 한정시켜 적어도 하나의 열적 초점이 형성되도록 상기 구동기를 제어할 수 있다.

이때, 상기 제1 카트리지는: 상기 초음파 치료부를 내장하는 카트리지 몸체; 및 상기 카트리지 몸체 내부에 채워져, 상기 초음파의 전달 및 상기 초음파 치료부의 냉각을 위한 매질을 포함하고, 상기 집속 초음파 시술 장치는 상기 카트리지 몸체 내에서 상기 매질이 기설정된 온도를 유지하도록, 상기 카트리지 몸체에 대해 상기 매질을 순환시키는 매질 순환기를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1 카트리지는: 상기 초음파 치료부를 내장하는 카트리지 몸체;

상기 카트리지 몸체 내부에 채워져, 상기 초음파의 전달 및 상기 초음파 치료부의 냉각을 위한 매질; 및 상기 초음파 치료부로부터 조사된 집속 초음파가 상기 시술 대상 조직으로 투과되어 전달되도록 상기 카트리지 몸체 일측에 구비된 투과부재를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 집속 초음파 시술 장치에는, 피하 지방층 감소 시술을 위한 제2 카트리지 및 페이스 리프팅(face lifting) 또는 스킨 타이트닝(skin tightening) 시술을 위한 제3 카트리지 중 적어도 어느 하나가 더 포함될 수 있다.

또한, 상기 초음파 치료부는 상기 열적 초점을 형성시키는 트랜스듀서를 포함하고, 상기 영상화부는 상기 트랜스듀서의 중앙에 결합되고 시술시 상기 시술 대상 피부 조직에 대향되어 상기 열적 초점이 형성된 상기 시술 대상 피부 조직을 영상화할 수 있다.

또한, 상기 초음파 치료부는, 제1 열적 초점을 형성하는 제1 트랜스듀서; 및 상기 제1 열적 초점으로부터 이격된 위치에 제2 열적 초점을 형성하는 제2 트랜스듀서를 포함할 수 있다.

본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 땀샘 제거의 효율성 및 안전성이 향상될 수 있다.

또한, 본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 피부 표면으로부터 불규칙한 분포, 깊이 및 크기로 위치되는 땀샘을 효과적으로 제거할 수 있다.

또한, 본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 다한증 또는 액취증 시술을 기본으로 하여 다양한 종류의 시술을 단일 장치로서 수행할 수 있다.

또한, 본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 땀샘의 위치를 파악하기 위하여 별도의 영상 기술을 적용할 필요가 없으므로, 영상 기술을 적용하는 경우에 비하여 장비의 원가경쟁력이 높고, 시술의 편의성 및 효율성이 향상될 수 있다.

도 1은 일반적인 피부 조직을 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 집속 초음파 시술 장치를 예시한 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 집속 초음파 시술 장치를 개략적으로 예시한 개념도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 집속 초음파 시술 장치를 개략적으로 예시한 개념도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 집속 초음파 시술 장치를 개략적으로 예시한 사시도이다.
도 6a 및 도 6b는 도 5에 도시된 시술 핸드피스와 카트리지의 결합 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 집속 초음파 시술 장치에서 카트리지의 내부구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 집속 초음파 시술 장치에서 초음파 치료부의 작동 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 집속 초음파 시술 장치를 예시한 블럭도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 집속 초음파 시술 장치를 개략적으로 예시한 개념도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면들과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공될 수 있다. 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다

본 명세서에서 사용된 용어들은 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 단계는 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprise)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

또한, 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 각 구성들의 세부 크기, 형태, 두께, 곡률 등은 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장되거나 도식화된 것으로서, 허용 오차 등에 의해 그 형태가 변형될 수 있다.

도 1은 일반적인 피부 조직을 보여주는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 집속 초음파 시술 장치를 예시한 블럭도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 집속 초음파 시술 장치를 개략적으로 예시한 개념도이고, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 집속 초음파 시술 장치를 개략적으로 예시한 개념도이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 집속 초음파 시술 장치를 개략적으로 예시한 사시도이고, 도 6a 및 도 6b는 도 5에 도시된 시술 핸드피스와 카트리지의 결합 과정을 설명하기 위한 도면이며, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 집속 초음파 시술 장치에서 카트리지의 내부구조를 설명하기 위한 도면이고, 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 집속 초음파 시술 장치에서 초음파 치료부의 작동 방식을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 집속 초음파 시술 장치 및 그 시술 방법에 대해 상세히 설명한다.

도 1을 참조하면, 일반적인 인체의 피부 조직(1)은 피부 표면으로부터 표피층(1a), 진피층(1b), 지방층(1c), 그리고 근육(미도시됨)의 순서로 위치된 구조를 갖는다. 이때, 땀샘(sweat gland, 2)은 대체로 상기 진피층(1b)과 상기 지방층(1c) 사이에 분포되어 있다. 상기 땀샘(2)은 액취증(osmidrosis axillae)과 다한증(hyperhidrosis)의 원인이 된다. 보다 구체적으로, 상기 땀샘(2)은 크게 상기 다한증의 원인이 되는 에크린선(2a)과 상기 액취증의 원인이 되는 아포크린선(2b)의 두 종류가 있다. 상기 에크린선(2a)은 땀 배출로 인체의 체온 조절의 기능을 수행한다. 이때, 상기 에크린선(2a)의 땀 배출량이 과도하게 많은 경우에는 상기 다한증의 원인이 된다. 상기 아포크린선(2b)은 모낭과 연결되어 지방성 땀을 배출하게 된다. 이때, 상기 아포크린선(2b)에서 배출되는 지방성 땀이 피부에 서식하는 세균에 의해 지방산과 암모니아로 분해되는 과정에서 상기 액취증이 발생하게 된다. 따라서, 상기 다한증 감소 시술은 상기 에크린선(2a)을 제거하기 위한 것이고, 상기 액취증 감소 시술은 상기 아포크린선(2b)을 제거하기 위한 것이다.

여기서, 상기 땀샘(2)은 상기 진피층(1b)과 상기 지방층(1c) 사이의 피부 조직 내에 불규칙하고 불균일하게 분포되어 있다. 즉, 상기 에크린선(2a)과 상기 아포크린선(2b)은 피부 표면으로부터 대략 2.0mm 내지 4.0mm에 위치되는 피부 조직층에 다양한 크기, 모양, 그리고 배치관계를 가지며 분포될 수 있다.

한편, 집속 초음파(Focused Ultrasound)는 초음파를 집속시켜 하나의 초점에 모여지도록 하는 것일 수 있다. 예컨대, 집속 초음파의 일 형태로서, 고강도 집속 초음파(High Intensity Focused Ultrasound, 이하, 'HIFU'라 칭함)는 초음파를 하나의 초점에 고강도로 모여지도록 포커싱하여 열적 초점(thermal focal point, 12)을 형성시킨 것일 수 있다. 또는, 집속 초음파의 다른 형태로서, 저강도 집속 초음파(Low Intensity Focused Ultrasound, LIHU)는 초음파를 하나의 초점에 저강도로 모여지도록 포커싱하여 열적 초점(12)을 형성시킨 것일 수 있다. 이러한 열적 초점(12)은 대략 60℃ 이상의 고온 상태의 열적 초점으로서, 상기 열적 초점(12)에서는 열적 효과(thermal effect) 및 캐비테이션 효과(cavitation effect) 등의 효과가 발생될 수 있다. 여기서, 캐비테이션 현상은 압력의 감소에 의해 액체 등의 유체 중에 형성되는 버블이 발생되는 현상을 의미한다. 이렇게 발생된 버블은 팽창하거나 소멸될 수 있으며, 이 과정에서 버블 표면과 접촉되는 영역에 충격력을 인가할 수 있다.

따라서, 집속 초음파를 이용하여 상기 다한증 또는 액취증을 효과적으로 치료하기 위해서는 상기 땀샘(2)의 위치를 정확히 파악한 후, 상기 땀샘(2)에 한정시켜 상기 집속 초음파의 열적 초점(thermal focal point, 12)을 정밀하게 형성시킴으로써, 주변 조직의 손상을 최소화하면서 상기 땀샘(2)만 제거되도록 할 필요가 있다.

상술한 다한증 또는 액취증의 효과적인 치료를 위해, 본 발명의 실시예에 따른 집속 초음파 시술 장치(10)는 초음파 치료부(314), 위치감지수단, 위치조절수단 및 제어수단을 포함할 수 있다.

일실시예에서, 초음파 치료부(314)는 초음파에 의한 열적 초점을 형성하는 기능을 수행할 수 있으며, 초음파를 발생시키는 트랜스듀서로 구현될 수 있다.

일실시예에서, 위치감지수단은 열적 초점이 형성될 표적의 위치나 크기, 모양 등을 파악하는 기능을 수행할 수 있으며, 일 예로써 위치감지수단은 영상화부(315)를 포함할 수 있다. 여기서, 감지대상 영역에 초음파를 조사하여 감지대상 영역을 영상화하는 이미지 프로브 등이 영상화부(315)로써 활용될 수 있다. 여기서, 도 3 및 도 4 등에 예시된 바와 같이 영상화부(315)가 초음파 치료부(314), 즉 트랜스듀서의 중앙에 결합되는 방식으로 구현되어, 영상화부(315)가 시술 대상 조직(90)을 바라보면서 열적 초점이 형성된 피부 조직을 영상화하도록 구현될 수 있다.

한편, 위치조절수단은 열적 초점의 위치를 조절하는 기능을 수행할 수 있다. 일실시예에서, 열적 초점의 위치는 직선 또는 곡선을 따라 가변될 수 있으며, 이를 위하여 위치조절수단은 초음파 치료부(314)를 직선운동시키거나 소정의 기준 축을 중심으로 틸팅운동시킬 수 있다. 또한, 위치조절수단은 초음파 치료부(314)를 전진 또는 후진 운동시킬 수 있고, 초음파 치료부(314)를 상승 또는 하강시킬 수도 있다. 또한, 위치조절수단은 초음파 치료부(314)를 XYZ 3차원 좌표계 상에서 X축 방향으로 이동하면서 Y축 방향으로도 이동되거나, Y축 방향으로 이동하면서 Z축 방향으로도 이동되거나, Z축 방향으로 이동하면서 X축 방향으로도 이동될 수 있다. 또한, 이러한 직선운동과 전술한 틸팅운동이 병행될 수도 있다. 도 7을 참조하면, 구동기(218)에 연결된 서포트(316)에 초음파 치료부(314)가 결합됨으로써 초음파 치료부(314)가 이동될 수 있다는 점이 이해될 수 있을 것이다. 또한, 도 7 및 도 8을 참조하면, 초음파 치료부(314)가 서포트(316)에 회동 가능하게 결합됨으로써 초음파 조사 방향이 가변되는 이른바 틸팅운동이 가능함이 이해될 수 있을 것이다. 또한, 이상에서 설명한 바와 같이 구동기(218), 서포트(316) 등으로 위치조절수단이 구현될 수 있다는 점이 이해될 수 있을 것이다. 한편, 도 7 및 도 8에 표시된 도면부호 20, 22, 24는 열적 초점을 의미한다.

일실시예에서, 초음파 치료부(314)는 서로 상이한 위치에 열적 초점이 형성되도록 할 수 있다. 예컨대, 도 3에 예시된 바와 같이 깊이가 얕은 위치에 제1 열적 초점(12a), 조금 더 깊은 위치에 제2 열적 초점(12b), 가장 깊은 위치에 제3 열적 초점(12c)이 각각 형성될 수 있다. 이를 위하여 단일 초음파 치료부(314)가 복수의 구획으로 분할되고, 각 구획에서 조사되는 초음파의 초점거리가 서로 다르게 형성될 수 있다. 예컨대, 초음파 치료(314)부의 중심영역에서 제1 외경까지의 영역에서는 전술한 제1 열적 초점(12a)을 형성하고, 제1 외경에서 제2 외경까지의 영역에서는 전술한 제2 열적 초점(12b)을 형성하며, 제2 외경부터 초음파 치료부(314)의 외주변까지의 영역에서는 전술한 제3 열적 초점(12c)을 형성할 수 있다. 여기서 제1 열적 초점(12a)을 형성하는 부분을 제1 트랜스듀서(314a), 제2 열적 초점(12b)을 형성하는 부분을 제2 트랜스듀서(314b), 제3 열적 초점(12c)을 형성하는 부분을 제3 트랜스듀서(314c)라 칭할 수 있다.

다른 실시예에서, 서로 상이한 위치에 열적 초점을 형성하는 복수의 초음파 치료부(314-1)가 구비될 수 있다. 예컨대, 도 4에 예시된 바와 같이 제4 내지 제7 트랜스듀서(314d, 314e, 314f, 314g)가 제1 카트리지(310-1) 내부에서 서로 이격되게 배치되어 일종의 어레이를 이루고, 이들 초음파 치료부(314-1)가 각기 다른 위치에 제4 내지 제7 열적 초점(12d, 12e, 12f, 12g)들을 형성시킬 수 있다. 여기서, 도 4에서는 제4 내지 제7 열적 초점(12d, 12e, 12f, 12g)들이 모두 동일한 깊이에 형성되는 경우를 예시했지만, 제4 내지 제7 열적 초점(12d, 12e, 12f, 12g)들이 서로 다른 깊이에 형성될 수도 있음이 이해될 수 있을 것이다.

여기서, 땀샘(2)은 피하지방층에 인접한 진피층 부분, 즉 피부 표면으로부터 대략 2.0mm 내지 4.0mm 깊이의 영역에 많이 분포되는 것이 일반적이다. 또한, 땀샘(2)의 평균적인 크기를 고려할 때, 열적 초점(12)의 하단에서 상단까지의 높이는 대략 0.5mm 내지 2.0mm의 범위로 설정되는 것이 바람직하다. 따라서, 열적 초점(12)의 조사 깊이를 대략 2.5mm 내지 3.5mm로 조절할 경우, 피부 표면으로부터 1.5mm 내지 4.5mm 깊이의 피부 조직에 열적 초점(12)이 형성될 수 있으므로 땀샘(2)이 주로 분포하는 깊이를 집중적으로 조준함으로써 땀샘(2) 제거 효율을 향상시키면서도 땀샘(2) 이외의 다른 조직이 손상되는 문제를 감소시킬 수 있다.

한편, 전술한 위치조절수단은 복수의 초음파 치료부(314-1)들을 개별적으로 조절할 수 있다. 이에 따라 열적 초점들 각각의 위치 또한 상호 독립적으로 조절될 수 있다.

일실시예에서, 제어수단은 위치조절수단을 컨트롤하여 표적인 땀샘(2)에 열적 초점(12)이 형성되도록 하는 기능을 수행한다. 이때, 표적인 땀샘(2)의 위치는 전술한 위치감지수단을 통해 파악될 수 있으며, 제어수단은 위치감지수단으로부터 데이터를 제공받을 수 있다. 예컨대, 위치감지수단이 영상화부(315)로 구현된 경우, 시술 대상 조직(90)의 영상정보가 획득될 수 있으며, 이 영상정보를 이용하여 땀샘(2)의 정확한 위치나 크기 등이 파악될 수 있다. 그리고, 이렇게 파악된 땀샘(2)의 위치나 크기 정보를 이용해서 초음파 치료부(314)를 정확한 위치로 이동 또는 틸팅시킴으로써 땀샘(2)을 제외한 다른 조직의 손상을 감소시키면서도 땀샘(2)들을 효과적으로 제거할 수 있다. 이러한 제어수단은 후술된 제어부(120) 등으로 구현될 수 있으며, 위치감지수단이 획득한 데이터나 이 데이터를 분석한 결과 등은 데이터베이스(80)에 저장될 수 있다.

또한, 전술한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 집속 초음파 시술 장치(10)는 열적 초점(12)을 동시에 복수 개 형성할 수 있으므로 땀샘(2) 제거 시술에 소요되는 시간을 감소시킬 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 집속 초음파 시술 장치(10)는 집속 초음파를 이용하여 서로 상이한 두 가지 이상의 시술들을 수행할 수 있는 의료기기일 수 있다.

이때, 상기 두 가지 이상의 시술들은 비침습적 페이스 리프팅(face lifting) 또는 스킨 타이트닝(skin tightening) 시술, 비침습적 피하 지방층의 감소 또는 제거 시술, 그리고 부인과 질환 치료 및/또는 질 수축 시술 등을 포함할 수 있다.

상기 집속 초음파 시술 장치(10)는 피부 표면으로부터 대략 1.5mm 내지 4.5mm에 위치하고 있는 진피층, 근막층, 또는 SMAS층에 상기 열적 초점(12)을 형성시켜 페이스 리프팅(face lifting) 또는 스킨 타이트닝(skin tightening) 시술을 수행하거나, 피부 표면으로부터 대략 6.0mm 내지 15.0mm에 위치되는 피하 지방층에 대해 상기 열적 초점(12)을 형성시켜 지방 감소 또는 제거 시술을 수행할 수 있다. 또는, 여성의 질 수축을 담당하는 근육에 대해 열적 초점을 형성시켜, 내골 반근박을 재생 또는 회복시키는 시술을 수행할 수 있다.

상기 집속 초음파 시술 장치(10)는 장비 본체(100), 핸드피스 어셈블리(200), 카트리지 세트(300) 등을 포함할 수 있다.

상기 장비 본체(100)는 시술자(미도시됨)에게 시술 관련 정보를 제공하고, 시술자가 상기 집속 초음파 시술 장치(10)를 동작 또는 조작하기 위한 것일 수 있다. 예컨대, 상기 장비 본체(100)에는 시술자의 시술 관련 정보를 표시하기 위한 표시부(110) 및 시술자가 상기 집속 초음파 시술 장치(10)를 동작 또는 제어하기 위한 제어부(120) 등이 구비될 수 있다. 상기 제어부(120)로는 터치 스크린 등이 사용될 수 있다.

상기 핸드피스 어셈블리(200)는 시술 핸드피스(210) 및 연결 케이블(220)을 포함할 수 있다. 상기 시술 핸드피스(210)는 시술 대상자에게 집속 초음파를 조사시키기 위한 것으로서, 사용자 조작의 편의성 향상을 위해 핸드-헬드(hand-held) 형태로 제공될 수 있다. 예컨대, 상기 시술 핸드피스(210)는 시술자가 상기 시술 핸드피스(210)를 잡을 수 있도록 손잡이부(212)를 구비할 수 있다. 상기 손잡이부(212)의 상단에는 시술자가 초음파 조사 동작을 제어하기 위한 동작 스위치(212a)가 구비될 수 있다. 상기 연결 케이블(220)은 상기 시술 핸드피스(210)와 상기 장비 본체(100)를 전기적 및 물리적으로 연결하기 위한 것일 수 있다. 연결 케이블(220)의 일단은 상기 시술 핸드피스(210)와 연결되고, 타단은 상기 장비 본체(100)에 커넥팅(connecting) 타입으로 탈부착 가능하게 연결될 수 있다.

상기 카트리지 세트(300)는 복수의 카트리지들로 구성된 세트(set)일 수 있다. 예를 들면, 상기 카트리지 세트(300)는 서로 상이한 시술 조건을 갖는 제1 카트리지(310), 제2 카트리지(330) 및 제3 카트리지(320)를 포함할 수 있다. 상기 제1 카트리지(310) 내지 상기 제3 카트리지(330)는 시술 목적이 서로 상이한 카트리지로서, 세부적으로는 상기 제1 카트리지(310)는 다한증 또는 액취증 치료를 위해 비침습적으로 땀샘을 제거하는 시술을 위한 것이고, 제2 카트리지(320)는 비침습적 피하 지방층의 감소 또는 제거 시술을 위한 것이며, 상기 제3 카트리지(330)는 비침습적 페이스 리프팅(face lifting) 또는 스킨 타이트닝(skin tightening) 시술을 위한 것일 수 있다.

상기 제1 내지 제3 카트리지들(310, 320, 330) 각각은 상기 시술 핸드피스(210)에 착탈 가능하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 상기 손잡이부(212)의 전단에는 상기 카트리지 세트(300)의 카트리지와의 체결을 위한 가이드부(214)가 구비될 수 있다. 일실시예에서, 상기 가이드부(214)는 상기 제1 손잡이부(212)의 전단 방향으로 돌출된 바(bar) 형상으로 제공될 수 있다. 그리고, 상기 카트리지 몸체(312)의 중앙 영역에는 상기 가이드부(214)의 단면과 상응하는 형상의 관통홀(312a)이 제공될 수 있다. 따라서, 도 6a에 도시된 바와 같이, 상기 관통홀(312a) 내에 상기 가이드부(214)를 삽입함으로써, 상기 카트리지(310)가 상기 시술 핸드피스(210)에 장착될 수 있다. 이때, 상기 제1 카트리지(310)의 장착 상태가 해제되는 것을 방지하기 위해, 상기 가이드부(214)의 전단에 잠금 장치(214a)가 구비될 수 있으며, 시술자는 상기 잠금 장치(214a)를 회전시킴으로써, 상기 제1 카트리지(310)를 잠금시키거나, 잠금 해제시킬 수 있다. 한편, 카트리지 몸체(312)는 전체적으로 밀폐된 구조로 이루어질 수 있으며, 그 내부에 매질(L)이 채워질 수 있다. 그리고, 카트리지 몸체(312)의 하부에는 윈도우 등의 투과부재(318)가 구비될 수 있다. 이 투과부재(318)를 통해서 초음파 치료부(314)로부터 조사된 집속 초음파가 시술 대상자의 피부 조직을 향해 조사될 수 있다. 이에 따라, 초음파 치료부(314)는 투과부재(318)를 통해서 피부 표면으로부터 소정 깊이의 시술 대상 피부 조직에 열적 초점을 비침습적으로 형성시킬 수 있다.

상기 가이드부(214)의 내부에는 시술 대상 조직(90)을 영상화하기 위한 이미지 프로브(216)가 제공될 수 있다. 상기 이미지 프로브(216)는 상기 가이드부(214)를 따라 대체로 바(bar) 형상으로 제공될 수 있다. 상기 이미지 프로브(216)는 시술 대상이 되는 피부 조직, 즉, 표피층, 진피층, 지방층 등을 영상화할 수 있도록 영상 초음파를 발생시킬 수 있다. 상기 가이드부(214)는 상기 제1 내지 제3 카트리지들(310, 320, 330)이 상기 시술 핸드피스(210)에 체결되었을 때, 상기 제1 내지 제3 카트리지들(310, 320, 330) 각각에 구비된 초음파 치료부(314)의 상부에 위치되도록 제공될 수 있다. 이에 따라, 상기 초음파 치료부(314)는 상기 제1 가이드부(214)의 하부에서 전후 운동을 하면서 집속 초음파를 조사하는 기능을 수행할 수 있으며, 따라서, 초음파 치료부(314)를 초음파 치료부로 칭할 수도 있다. 또한, 상기 제1 이미지 프로브(216)는 별도의 영상 초음파를 발생시켜 피하 지방층을 영상화하고 이를 상기 표시부(110)에 표시할 수 있다.

여기서, 상기 초음파 치료부(314)의 전후 운동을 위하여, 상기 시술 핸드피스(210)에 구동기(218)가 구비될 수 있다. 일실시예에서, 상기 구동기(218)로는 스테핑 모터(stepping motor) 등이 사용될 수 있으며, 상기 구동기(218)와 상기 초음파 치료부(314)는 서포트(316)에 의해 서로 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 구동기(218)가 상기 서포트(316)를 전후 운동시킴으로써 상기 초음파 치료부(314)가 전후 운동될 수 있다.

상기 구동기(218)는 상기 초음파 치료부(314)가 대략 40.0mm 내지 100.0mm의 시술 구간을 갖도록, 상기 초음파 치료부(314)를 전후 방향으로 이동시킬 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 구동기(218)는 스테핑 모터로 제공될 수 있으며, 대략 40.0mm 내지 100.0mm 내 범위 내에서 선택된 길이 만큼 상기 초음파 치료부(314)가 전후로 이동되도록 할 수 있다. 이때, 상기 초음파 치료부(314)는 상기 범위를 이동하는 동안 집속 초음파를 조사할 수 있다. 상기 초음파 치료부(314)는 상기 열적 초점(12, 20)이 동일 선상을 따라 복수의 도트들(dots)을 이루도록 일정 간격으로 집속 초음파를 조사하도록 설정되거나, 상기 열적 초점(12, 20)이 간격 없이 일직선을 이루도록 집속 초음파를 조사하도록 설정될 수 있다.

한편, 상기 초음파 치료부(314)의 전후 이동 길이가 40.0mm 미만인 경우, 피부 리프팅, 스킨 타이트닝 또는 피하 지방층에 대한 시술 영역이 작아 시술 시간이 매우 길어질 수 있다. 또한, 피하 지방층은 사람의 배꼽을 기준으로 양측 방향으로 굴곡지게 퍼져있으므로, 상기 초음파 치료부(314)의 전후 이동범위가 100.0mm를 초과하는 경우, 상기 초음파 치료부(314)는 일정 깊이로 집속 초음파를 조사하게 셋팅되어 있으므로, 피하 지방층에 대한 최초 집속 초음파 조사 깊이와 최종 집속 초음파 조사 깊이가 달라지게 되어, 피하 지방층을 벗어난 영역에 집속 초음파가 조사될 위험성이 높아질 수 있다. 이러한 위험성은 피부 리프팅 또는 스킨 타이트닝 관점에서도 유사하게 발생될 수 있다. 따라서, 상기 구동기(218)는 상기 초음파 치료부(314)가 대략 40.0mm 내지 100.0mm 내 범위 내에서, 보다 더 바람직하게는 60.0mm 내지 80.0mm 내 범위 내에서 전후로 이동될 수 있도록 설정되는 것이, 시술 안전성을 확보하면서도 시술 시간을 단축시키는 데 적합할 수 있다.

상기 초음파 치료부(314)의 효과적인 초음파 전달을 위한 매질(L)을 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 제1 카트리지 몸체(312) 내부에는 상기 초음파 치료부(314)의 초음파 전달을 위한 매질(L)로서 물이 채워질 수 있다. 이에 더하여, 상기 매질(L)은 상기 초음파 치료부(314)의 발열을 냉각시키기 위한 냉각 유체로서 사용될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 제1 카트리지(310)는 상기 제2 카트리지(320)에 비해 상기 초음파 치료부(314)는 지방 조직의 분해를 유도하기 위해 상대적으로 높은 에너지 세기를 갖는 열적 초점(12)을 형성시키므로, 상기 초음파 치료부(314)의 발열이 상대적으로 높을 수 있다. 따라서, 적어도 상기 제1 카트리지(310)의 경우, 상기 초음파 치료부(314)의 냉각을 위해, 상기 매질(L)을 기설정된 온도 범위에서 유지시킬 필요가 있다. 상기 매질(L)의 기설정된 온도 범위는 상기 초음파 치료부(314)의 발열을 효과적으로 냉각시키면서도, 초음파 전달의 매질로서 기능에 문제가 없을 정도의 온도일 수 있다. 일 예로서, 상기 매질(L)의 기설정된 온도 범위는 대략 0℃ 내지 30℃일 수 있다. 상기 매질(L)의 온도가 0℃ 미만이면 상기 매질(L)이 동결되거나 외부 환경 간의 온도차로 인하여 상기 카트리지 몸체(312) 주면에 이슬이 맺히게 되어, 상기 초음파 치료부(314)의 구동과 전기적 안전성이 저하될 수 있다. 이에 반해, 상기 매질(L)의 온도가 30℃를 초과하면, 상기 초음파 치료부(314)의 발열을 효과적으로 냉각시킬 수 없어 초음파 치료부(314)의 수명과 성능 신뢰성이 저하될 수 있다.

상기와 같은 매질(L)의 온도 조절을 위해, 상기 집속 초음파 시술 장치(10)는 매질 순환기(130)를 더 포함할 수 있다. 상기 매질 순환기(130)는 상기 매질(L)을 기설정된 온도 범위로 유지시키면서 상기 시술 핸드피스(210)에 장착된 카트리지 내 매질(L)을 냉각시킬 수 있다. 예컨대, 상기 매질 순환기(130)는 매질 수용기(132), 매질 순환라인(134), 매질 온도측정기(136), 그리고 매질 온도조절기(138)를 포함할 수 있다.

상기 매질 수용기(132)는 상기 매질(L)을 수용할 수 있다. 상기 매질(L)로는 물이 사용될 수 있으며, 상기 매질 수용기(132)는 일정량의 물을 수용할 수 있다. 상기 매질 수용기(132)에는 상기 매질(L)의 저장량을 검출하기 위한 레벨링 라인(미도시됨) 또는 각종 센서들(미도시됨)이 구비될 수 있다. 상기 매질 순환라인(134)은 상기 카트리지 몸체(312)에 구비된 매질 순환포트(315)을 통해 상기 카트리지 몸체(312) 내 매질(L)을 순환시킬 수 있다. 상기 매질 순환라인(134)은 상기 매질 수용기(132)로부터 상기 매질 순환포트(315)의 매질 공급포트(315a)로 상기 매질(L)을 공급하는 매질 공급라인(134a) 및 상기 매질 회수포트(315b)로부터 상기 매질 수용기(132)로 상기 매질(L)을 회수시키는 매질 회수라인(134b)을 포함할 수 있다. 상기 매질 온도측정기(136)는 상기 매질(L)의 온도를 측정하는 적어도 하나의 온도 센서를 포함할 수 있다. 상기 매질 온도측정기(136)는 상기 매질 순환라인(134)이나 상기 매질 수용기(132), 또는 상기 레벨링 라인 등에 구비되어, 상기 매질(L)의 온도를 측정하여, 측정된 온도 데이터를 상기 제어부(120)로 전송할 수 있다. 상기 매질 온도조절기(138)는 상기 매질(L)의 온도를 기설정된 온도로 조절할 수 있다. 예컨대, 상기 매질 온도조절기(138)는 상기 매질 수용기(132)에 구비되는 냉각기(미도시됨)를 포함할 수 있다. 상기 냉각기로는 펠티어 소자와 같은 냉각 소자, 냉각수가 흐르는 냉각수 라인 등이 사용될 수 있다. 도시되지는 않았지만, 상기 매질 순환라인(134) 상에는 펌프(pump) 등의 순환수단이 설치될 수 있다. 상기 펌프는 상기 매질(L)의 순환을 위한 매질의 유동압을 제공할 수 있다.

상기와 같은 구조의 매질 순환기(130)는 집속 초음파 시술시, 상기 제어부(120)는 상기 매질 온도측정기(136)로부터 매질(L)의 온도 데이터를 전송받아 실시간으로 온도를 모니터링하고, 만약 상기 초음파 치료부(314)의 발열에 의해 상기 카트리지 몸체(312) 내 매질(L)이 기설정된 온도 범위를 벗어나면, 상기 제어부(120)는 상기 매질(L)의 온도가 기설정된 온도 범위를 만족할 때까지 상기 매질(L)이 상기 매질 온도조절기(138)에 의해 냉각되도록, 상기 매질 온도조절기(138)를 제어할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 집속 초음파 시술 장치(10)는 집속 초음파의 열적 초점(12, 20)을 발생시키는 초음파 치료부(314)를 갖는 초음파 카트리지(310)를 시술 핸드피스(210)에 장착하여, 땀샘을 제거하는 다한증 또는 액취증 시술이나, 피하 지방층 감소 시술 등을 수행하되, 초음파 전달과 냉각수 기능을 함께 갖는 매질(L)을 순환 냉각시켜 기설정된 온도 범위로 유지함으로써, 상기 초음파 치료부(314)의 발열로 인한 수명 감소 및 장비 신뢰성 저하 등의 문제들을 효과적으로 완화시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 집속 초음파 시술 장치(10)는, 서로 상이한 종류의 시술에 적합한 조건을 갖는 상기 제1 카트리지(310) 내지 제3 카트리지(330)가 상기 시술 핸드피스(210)에 선택적으로 장착될 수 있으므로, 시술자는 상기 제1 내지 제3 카트리지들(310, 320, 330) 중에서 원하는 시술을 수행할 수 있는 카트리지를 선택하고, 상기 시술 핸드피스(210)에 이를 장착하여 시술할 수 있다. 이 경우, 단일 목적의 시술만이 가능한 집속 초음파 의료기기에 비해, 하나의 장비로서 카트리지의 교체만으로 다양한 시술을 수행할 수 있으므로, 다목적 초음파 의료기기의 구조를 구현할 수 있다.

특히, 페이스 리프팅의 비침습적 초음파 시술 및 피하 지방층 감소의 비침습적 초음파 시술의 경우, 집속 초음파의 깊이와 세기 조건, 그리고 영상화 대상의 피부 조직 등이 전혀 상이하므로, 이러한 두 가지 시술을 하나의 장비로서 구현하는 것은 매우 어려웠다. 그러나, 본 발명에 따른 집속 초음파 시술 장치(10)는 상기 시술 핸드피스(210) 내에 이종의 제2 내지 제3 카트리지들(320, 330)에 대해 공용화된 이미지 프로브(216)를 구비시킨 후, 상기 제2 및 제3 카트리지들(310, 320)의 교체를 통하여 이종 시술이 가능하도록 함으로써, 이러한 기술적 장벽을 해소하였다.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 집속 초음파 시술 장치를 예시한 블럭도이고, 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 집속 초음파 시술 장치를 개략적으로 예시한 개념도이다.

도 1 내지 도 10을 참고하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 집속 초음파 시술 장치는, 제1 조건 및 제2 조건을 만족시키는 초음파 집속점을 형성시키는 초음파 치료부(314)를 포함한다. 여기서, 제1 조건은 캐비테이션 효과에 의한 땀샘의 제거 또는 감소를 위한 조건을 의미할 수 있으며, 제2 조건은 땀샘 주변 조직의 제거 또는 감소의 방지를 위한 조건을 의미할 수 있다. 이때, 땀샘 주변 조직의 제거 또는 감소 등의 손상은 집속 초음파에 의한 열적 효과 또는 집속 초음파에 의한 캐비테이션 효과에 의하여 유발될 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 집속 초음파 시술 장치는 전술한 시술 핸드피스(210), 장비 본체(100), 구동기(218), 제어부(120) 등을 더 포함할 수 있으며, 중복되는 설명은 생략한다.

전술한 제1 조건 및 제2 조건 관련 정보는 전술한 데이터베이스(80)에 구비되는 제1 조건부(81) 및 제2 조건부(82)에 각각 저장되어 있을 수 있다. 전술한 제어부(120)는 제1 조건부(81) 및 제2 조건부(82)에 각각 저장된 제1 조건 및 제2 조건을 충족시키는 범위에서 초음파 치료부(314)가 구동되도록 제어할 수 있다.

일실시예에서, 제1 조건은 초음파 치료부(314)에서 방사되는 집속 초음파의 중심 주파수가 500kHz 내지 1.1 MHz 범위에 해당하는 것일 수 있다. 중심 주파수가 500 kHz 미만이거나 1.1 MHz를 초과하면 에크린선(2a) 또는 아포크린선(2b)의 손상률이 급감하는 문제가 발생될 수 있다.

일실시예에서, 제1 조건은 초음파 치료부(314)에서 방사되는 집속 초음파의 에너지가 50 내지 150 W 범위에 해당하는 것일 수 있다. 집속 초음파의 에너지가 50 W 미만이면 집속 초음파의 집속점 주변에서 형성되는 버블이 너무 안정적이어서 버블의 형상변화에 따른 파급력이 급격히 낮아지고, 집속 초음파의 에너지가 150 W 를 초과하면 에너지 증가율에 비해 버블의 형상변화에 따른 파급력 증가율이 낮아지므로 불필요하게 에너지가 낭비될 수 있다.

일실시예에서, 제1 조건은 충격파 방사(shock wave emission), 마이크로젯 침투 및 마이크로젯 충격(microjet penetration, impact of microjet) 중 적어도 하나 이상을 이용하는 것일 수 있다.

일실시예에서, 제1 조건은 생성된 후 재팽창하는 도넛형 버블이 집속 초음파의 집속점에 형성되도록 하는 조건일 수 있다. 이때, 도넛형 버블의 재팽창시의 충격속도가 100m/s 초과 4000m/s 미만이 되도록 하는 것이 바람직하다. 도넛형 버블의 재팽창시 충격속도가 너무 낮으면 에크린선(2a) 또는 아포크린선(2b)의 손상률이 미비해지는 문제가 발생되고, 도넛형 버블의 재팽창시 충격속도가 너무 높으면 버블의 형상변화가 과도하게 발생되어 캐비테이션 효과의 지속시간이 급감하는 문제가 발생될 수 있다. 또한, 도넛형 버블이 재팽창하는 과정에서 도넛형 버블 주위에 가해지는 압력이 30 내지 60kbar의 범위가 되도록 하는 것이 바람직하다. 도넛형 버블의 재팽시 주변에 가하는 압력이 너무 낮으면 땀샘조직에 대한 영향력이 과도하게 낮아지고, 너무 높으면 땀샘 주변조직이 캐비테이션 효과로 인해 손상되는 문제가 발생될 수 있다.

일실시예에서 제2 조건은 땀샘 주변 조직의 손상이 방지될 수 있도록 조절된 집속 초음파의 열적 효과와 캐비테이션 효과의 기여도를 포함할 수 있다. 예컨대, 집속 초음파 소자에서 출력되는 초음파 에너지를 증가시킬 경우 캐비테이션 효과를 증대시키는 동시에 초음파에 의한 열적 효과도 증가될 수 있다. 따라서, 열적 효과의 기여도가 소정의 기준값 미만을 유지하면서 캐비테이션 효과의 기여도가 소정의 기준값 이상이 되도록 초음파 에너지의 크기를 조절할 수 있다. 여기서, 초음파 에너지 크기 이외에도 초음파의 주파수, 조사시간 등이 조절될 수도 있다.

일실시예에서 제2 조건은, 땀샘 주변 조직의 손상이 방지될 수 있도록 하는 집속 초음파의 음향 파라미터를 포함할 수 있다. 여기서 집속 초음파의 음향 파라미터는, 희박화 최대압력(peak rarefactional pressure), 주파수 및 펄스 길이(pulse length) 중 어느 하나를 포함할 수 있다.

일실시예에서, 제2 조건은 초음파 치료부에서 방사되는 초음파의 에너지가 중심 주파수 1MHz에서 25W/cm² 이하인 것을 포함할 수 있다. 초음파 치료부에서 방사되는 초음파의 에너지가 25W/cm²를 초과하여 소정의 시간동안 조사될 경우 인체조직의 손상이 발생될 수 있다.

일실시예에서, 땀샘 주변 조직의 제거 또는 감소의 방지를 위하여, 시술 대상 조직에 광민감제(Photosensitizer)가 주입된 상태에서 집속 초음파 방사과정이 진행될 수 있다. 여기서, 광민감제는 광민감성을 유발하는 물질을 의미하며, 광민감제로는 로즈벵갈(rose bengal), 포르피린(porphyrin) 등이 활용될 수 있다. 로즈뱅갈은 산화를 광증감시키는 작용을 하는 염료이며, 포르피린은 암치료에 사용되기도 한다. 로즈벵갈은 50mg/kg 정도로 주입되는 것이 바람직하다.

일실시예에서, 집속 초음파의 집속점에서 발생되는 버블을 분석하여 땀샘의 평면적 분포를 확인할 수 있다. 예컨대, 적어도 땀샘 주변 조직의 손상이 유발되지 않는 조건을 충족하면서 캐비테이션 현상에 의한 버블을 발생시킨 상태에서 버블의 위치나 특성을 분석함으로써 땀샘의 평면적 분포를 확인할 수 있다. 여기서, 버블의 위치나 특성을 분석하기 위하여 간섭 초음파를 이용하거나 고조파 성분을 이용할 수 있다. 본 명세서에서 간섭 초음파란 집속 초음파의 집속점을 가로지르는 초음파를 의미하며, 간섭 초음파는 버블을 통과하는 동안 진행에 영향을 받는다. 따라서, 간섭 초음파가 집속점을 투과한 뒤 수신되는 신호를 분석함으로써 버블의 특성을 파악할 수 있다. 이때, 간섭 초음파의 버블 투과 후 수신되는 신호의 중심 주파수 편향 정도, 진폭 변화, 감쇠 특성 등이 분석될 수 있다. 이를 위하여, 간섭 초음파를 발생시켜 버블을 통과한 신호를 수신하는 간섭 초음파부(미도시됨) 및 수신된 신호를 분석하여 버블의 특성을 파악하는 분석부(미도시됨)를 구비할 수 있다.

일실시예에서, 소정의 시약을 이용하여 땀샘의 분포를 육안 등으로 확인할 수 있다. 예컨대, 아크릴아미드(acrylamide), 당단백(Glycoprotein), HMFG-1, 콘드로이틴분해효소(chondroitinase ABC sensitive anionic sites), 알칼리 포스파타아제(alkaline phosphatase) 중 적어도 하나를 포함하는 시약을 이용하여 땀샘의 분포를 확인할 수 있다.

이와 같이 땀샘의 분포가 파악되면, 땀샘이 존재할 가능성이 높은 영역에 집속 초음파를 조사함으로써 땀샘 제거 시술을 보다 안전하고 효율적으로 수행할 수 있다.

도 10을 참조하면, 표피층(1a)에 투과부재(318)가 접촉되도록 제1 카트리지(310)를 위치시킨 상태에서 초음파 치료부(314)가 집속 초음파를 조사할 수 있다. 이때, 조사되는 집속 초음파는 전술한 제1 조건 및 제2 조건을 충족하므로 땀샘 주변 조직의 손상은 최소화되면서도 땀샘을 효과적으로 감소시킬 수 있게 되는 것이다. 여기서, 초음파의 집속점에는 캐비테이션 효과에 의한 버블(CB)이 형성되며, 이 버블(CB)이 재팽창 등의 변형과정에서 에너지를 발산하여 땀샘을 제거하거나 감소할 수 있다. 한편, 본 실시예에 따른 집속 초음파 시술 장치는 간섭 초음파나 고조파를 이용하여 버블의 평면적인 분포를 분석할 수 있으므로 영상화부(315)를 활용하지 않더라도 안전하고 효율적인 시술을 수행할 수 있다. 이에 따라, 영상화부(315) 등을 활용할 경우에 비하여 장비 제조원가가 현저하게 절감될 수 있으며, 시술의 편의성 및 효율성이 향상될 수 있다.

지금까지 본 발명에 따른 집속 초음파 시술 장치에 관한 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 실시 변형이 가능함은 자명하다. 그러므로 본 발명의 범위에는 설명된 실시예에 국한되어 전해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다. 전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 집속 초음파 시술 장치
12, 20 : 열적 초점
80 : 데이터베이스
81 : 제1 조건부
82 : 제2 조건부
90 : 시술 대상 조직
100 : 장비 본체
110 : 표시부
120 : 제어부
130 : 매질 순환기
132 : 매질 수용기
134 : 매질 순환라인
136 : 매질 온도측정기
138 : 매질 온도조절기
200 : 핸드피스 어셈블리
210 : 시술 핸드피스
220 : 연결 케이블
300 : 카트리지 세트
310 : 제1 카트리지
320 : 제2 카트리지
330 : 제3 카트리지

Claims

피부 표면으로부터 일정 깊이에 분포하는 시술 대상 피부 조직에 대해서 집속 초음파를 조사하여 초음파 집속점을 형성하는 초음파 치료부;
상기 초음파 치료부를 구동시키는 구동기; 및
상기 초음파 치료부가 제1 조건 및 제2 조건을 만족하면서 구동되도록 상기 구동기를 제어하는 제어부;를 포함하되,
상기 제1 조건은 캐비테이션 효과(cavitation effect)에 의한 땀샘의 제거 또는 감소를 위한 조건이고,
상기 제2 조건은 상기 땀샘 주변 조직의 손상을 방지하기 위한 조건이고,
상기 땀샘 주변 조직의 손상은,
집속 초음파에 의해 형성된 열적 초점인 초음파 집속점에서 캐비테이션 효과와 함께 발생되어 캐비테이션 효과의 증대와 동시에 증가되는 열적 효과에 의해 유발되고,
상기 제2 조건은,
상기 땀샘 주변 조직의 손상이 방지 가능하도록 기조절된 집속 초음파에 의한 열적 효과의 기여도와 캐비테이션 효과의 기여도를 포함하고,
상기 제2 조건은,
집속 초음파에 의한 열적 효과의 기여도가 기설정된 제1 기준값 미만을 유지하면서 캐비테이션 효과의 기여도가 기설정된 제2 기준값 이상이 되도록 집속 초음파의 에너지 크기, 주파수, 및 조사시간을 포함하는 파라미터 중 적어도 어느 하나를 조절 가능한,
집속 초음파 시술 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 조건은, 상기 초음파 치료부에서 방사되는 집속 초음파의 중심 주파수가 500kHz 내지 1.1 MHz 범위가 되도록 하는 것인 집속 초음파 시술 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 조건은, 상기 초음파 치료부에서 방사되는 집속 초음파의 에너지가 50 내지 150 W 범위가 되도록 하는 것인 집속 초음파 시술 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 조건은, 생성된 후 재팽창하는 도넛형 버블이 집속 초음파의 집속점에 형성되도록 하는 것인 집속 초음파 시술 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 제1 조건은, 상기 도넛형 버블의 재팽창시의 충격속도가 100m/s 초과 4000m/s 미만의 범위가 되도록 하는 것인 집속 초음파 시술 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 제1 조건은, 상기 도넛형 버블이 재팽창하는 과정에서 상기 도넛형 버블 주위에 가해지는 압력이 30 내지 60kbar의 범위가 되도록 하는 것인 집속 초음파 시술 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 초음파 집속점을 향해서 단일 초음파를 조사하고, 상기 초음파 집속점을 투과한 신호를 수신하는 간섭 초음파부; 및
상기 초음파 집속점을 투과하여 수신된 신호를 분석하여 상기 땀샘의 특성을 도출하는 간섭 초음파 분석부;를 더 포함하는 집속 초음파 시술 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 열적 초점이 형성될 표적의 위치 및 크기 중 적어도 하나를 파악하는 위치감지수단;
상기 열적 초점의 위치를 조절하는 위치조절수단; 및
상기 위치감지수단에 의하여 파악된 표적 위치에 상기 열적 초점이 형성되도록 상기 위치조절수단을 제어하는 제어수단;을 포함하는 집속 초음파 시술 장치.
제 8 항에 있어서,
상기 시술 대상 조직은 피부 표면으로부터 1.5mm 내지 4.5mm 깊이의 피부층을 포함하고,
상기 열적 초점의 조사 깊이는 상기 피부 표면으로부터 2.5mm 내지 3.5mm이며,
상기 열적 초점의 상하 높이는 0.5mm 내지 2.0mm인 집속 초음파 시술 장치.
제 8 항에 있어서,
상기 시술 대상 조직은 아크린선 및 아포크린선 중 적어도 어느 하나를 포함하는 피부층을 포함하고,
상기 열적 초점은 열적 효과(thermal effect) 및 캐비테이션 효과(cavitation effect) 중 적어도 어느 하나에 의해 상기 피부층 내 아크린선 및 아포크린선 중 적어도 어느 하나가 제거되도록 하는 집속 초음파 시술 장치.
제 8 항에 있어서,
상기 위치감지수단은, 피부 표면에서 이격된 인체 내부 조직을 영상화하는 영상화부를 포함하는 집속 초음파 시술 장치.
제 8 항에 있어서,
상기 위치조절수단은 상기 초음파 치료부를 X축, Y축 및 Z축 중 적어도 두 축 방향으로 이동시키는 집속 초음파 시술 장치.
제 8 항에 있어서,
상기 위치조절수단은 상기 초음파 치료부가 초음파를 조사하는 방향을 변화시키는 집속 초음파 시술 장치.
장비 본체;
상기 장비 본체에 구비된 시술 핸드피스;
상기 시술 핸드피스에 착탈 가능하며, 내부에 집속 초음파(Focused Ultrasound)를 생성시키는 초음파 치료부를 포함하는 제1 카트리지;
상기 초음파 치료부를 구동시키는 구동기; 및
상기 구동기를 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 초음파 치료부의 시술 대상 조직은 땀샘을 포함하고,
상기 초음파 치료부는 시술시 비침습적으로 피부 표면으로부터 기설정된 깊이의 피부 조직에 상기 집속 초음파의 열적 초점(thermal focal point)을 형성시키도록 구비되고,
상기 제어부는 상기 열적 초점을 상기 피부 조직에 한정시켜 적어도 하나의 상기 열적 초점이 형성되도록 상기 구동기를 제어하고,
상기 제1 카트리지는:
상기 초음파 치료부를 내장하는 카트리지 몸체; 및
상기 카트리지 몸체 내부에 채워져, 상기 초음파의 전달 및 상기 초음파 치료부의 냉각을 위한 매질을 포함하고,
상기 집속 초음파 시술 장치는 상기 카트리지 몸체 내에서 상기 매질이 기설정된 온도를 유지하도록, 상기 카트리지 몸체에 대해 상기 매질을 순환시키는 매질 순환기를 더 포함하고,
상기 카트리지 몸체는:
상기 카트리지 몸체 일단에 구비되어 상기 매질을 상기 카트리지 몸체 내부로 공급시키기 위한 매질 공급포트; 및
상기 카트리지 몸체 타단에 구비되어 상기 매질을 상기 카트리지 몸체 외부로 배출시키기 위한 매질 회수포트를 포함하고,
상기 매질 순환기는:
상기 매질이 수용되는 매질 수용기;
상기 시술 핸드피스를 경유하여, 상기 매질 수용기로부터 상기 매질 공급포트로 상기 매질을 공급하는 매질 공급라인; 및
상기 매질 회수포트로부터 상기 매질 수용기로 상기 매질을 회수시키는 매질 회수라인을 포함하고,
상기 매질 공급포트 및 상기 매질 회수포트 각각은 상기 제1 카트리지가 상기 시술 핸드피스에 결합됨에 따라 상기 매질 공급라인 및 상기 매질 회수라인과 연결되는, 집속 초음파 시술 장치.
제 14 항에 있어서,
상기 피부 조직은 피부 표면으로부터 1.5mm 내지 4.5mm 깊이의 피부층을 포함하고,
상기 열적 초점의 조사 깊이는 상기 피부 표면으로부터 2.5mm 내지 3.5mm이고,
상기 열적 초점의 상하 높이는 0.5mm 내지 2.0mm인 집속 초음파 시술 장치.
제 14 항에 있어서,
상기 시술 대상 조직은 아크린선 및 아포크린선 중 적어도 어느 하나를 포함하는 피부층을 포함하고,
상기 열적 초점은 열적 효과(thermal effect) 및 캐비테이션 효과(cavitation effect) 중 적어도 어느 하나에 의해 상기 피부층 내 아크린선 및 아포크린선 중 적어도 어느 하나가 제거되도록 하는 집속 초음파 시술 장치.
삭제
제 14 항에 있어서,
상기 제1 카트리지는:
상기 초음파 치료부로부터 조사된 집속 초음파가 상기 시술 대상 조직으로 투과되어 전달되도록 상기 카트리지 몸체 일측에 구비된 투과부재를 더 포함하는 집속 초음파 시술 장치.
제 14 항에 있어서,
피하 지방층 감소 시술을 위한 제2 카트리지 및 페이스 리프팅(face lifting) 또는 스킨 타이트닝(skin tightening) 시술을 위한 제3 카트리지 중 적어도 어느 하나를 더 포함하는 집속 초음파 시술 장치.
제 14 항에 있어서,
상기 초음파 치료부는 상기 열적 초점을 형성시키는 트랜스듀서를 포함하고,
상기 제1 카트리지는 상기 트랜스듀서의 중앙에 결합되고 시술시 상기 시술 대상 조직에 대향되어 상기 열적 초점이 형성된 상기 시술 대상 조직을 영상화하는 영상화부를 더 포함하는, 집속 초음파 시술 장치.
제 14 항에 있어서,
상기 초음파 치료부는,
제1 열적 초점을 형성하는 제1 트랜스듀서; 및
상기 제1 열적 초점으로부터 이격된 위치에 제2 열적 초점을 형성하는 제2 트랜스듀서를 포함하는 집속 초음파 시술 장치.