KR102978552B1 - 스킨 트리트먼트용 카트리지, 이를 포함하는 핸드피스 조립체 및 스킨 트리트먼트 장치 - Google Patents

Abstract

하나의 냉각 소자를 이용하여 피부 접촉부와 초음파 전달을 위한 액체 매질을 동시에 효율적으로 냉각할 수 있는 스킨 트리트먼트용 카트리지, 이를 포함하는 핸드피스 조립체 및 스킨 트리트먼트 장치가 개시된다.
스킨 트리트먼트용 카트리지는, 초음파를 발생시키는 초음파 진동자 및 초음파 전달을 위한 액체 매질이 수용되는 카트리지 하우징, 적어도 일부가 카트리지 하우징의 외부로 노출되도록 카트리지 하우징에 결합되는 외부 냉각 부재, 및 외부 냉각 부재로부터 열을 흡수할 수 있도록 외부 냉각 부재와 열전달 가능하게 연결되는 냉각 소자를 포함한다.

Description

스킨 트리트먼트용 카트리지, 이를 포함하는 핸드피스 조립체 및 스킨 트리트먼트 장치{CARTRIDGE FOR SKIN TREATMENT, HANDPIECE ASSEMBLY INCLUDING THE SAME, AND SKIN TREATMENT APPARATUS}

본 발명은 스킨 트리트먼트 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 피시술자의 피부에 초음파를 가하여 스킨 트리트먼트를 수행하기 위한 스킨 트리트먼트용 카트리지, 이를 포함하는 핸드피스 조립체 및 스킨 트리트먼트 장치에 관한 것이다.

스킨 트리트먼트 분야에서는 피부 클렌징, 각질 제거, 수분 공급, 림프 순환 촉진 등의 스킨 케어를 수행하기 위한 다양한 기술이 이용되고 있다.

예를 들어, 고강도 집속 초음파 기술은 집속된 초음파 에너지를 피부의 특정 깊이에 전달하여 콜라겐 재생을 유도함으로써 비침습적으로 피부 리프팅 및 주름 개선 효과를 제공하는 피부 미용 시술 방법이다. 고강도 집속 초음파 장치는 일반적으로 콘솔 및 콘솔에 연결되어 초음파를 발생하는 핸드피스로 구성된다.

일반적으로 초음파 스킨 트리트먼트 장치는 시술 부위 전체에 균일하게 초음파를 조사하기 위하여 초음파 진동자를 왕복 이동시키면서 초음파를 피시술자의 피부에 가하도록 구성된다.

초음파 시술 시 초음파 진동자에서 발열이 지속적으로 발생하므로, 초음파 진동자 및 주변 부품의 과열을 방지하고 시술자 및 피시술자의 안전을 확보하기 위한 냉각 시스템이 필수적이다.

종래의 냉각 방식으로는 팬 또는 압축 공기를 이용한 공냉 방식과 냉각수를 순환시키는 수냉 방식이 주로 사용되었다. 그러나 공냉 방식은 냉각 효율이 낮고 국소 냉각이 어려운 단점이 있으며, 수냉 방식은 냉각수 순환을 위한 복잡한 배관 및 펌프 시스템이 필요하고 장치의 크기가 커지는 문제점이 있었다.

등록특허 제2554437호 (2023.07.12.)

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 하나의 냉각 소자를 이용하여 피부 접촉부와 초음파 전달을 위한 액체 매질을 동시에 효율적으로 냉각할 수 있는 스킨 트리트먼트용 카트리지, 이를 포함하는 핸드피스 조립체 및 스킨 트리트먼트 장치를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 냉각 시스템의 구성을 단순화하고 소형화 및 제조 비용 절감을 실현할 수 있는 스킨 트리트먼트용 카트리지, 이를 포함하는 핸드피스 조립체 및 스킨 트리트먼트 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 스킨 트리트먼트용 카트리지는, 초음파를 발생시키는 초음파 진동자 및 초음파 전달을 위한 액체 매질이 수용되는 카트리지 하우징; 적어도 일부가 상기 카트리지 하우징의 외부로 노출되도록 상기 카트리지 하우징에 결합되는 외부 냉각 부재; 및 상기 외부 냉각 부재로부터 열을 흡수할 수 있도록 상기 외부 냉각 부재와 열전달 가능하게 연결되는 냉각 소자를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 스킨 트리트먼트용 카트리지는, 적어도 일부가 상기 액체 매질 중에 잠기도록 상기 카트리지 하우징에 설치되는 내부 냉각 부재를 포함하고, 상기 냉각 소자는 상기 외부 냉각 부재 및 상기 내부 냉각 부재로부터 동시에 열을 흡수하도록 구성될 수 있다.

상기 외부 냉각 부재는, 피시술자의 피부에 접촉할 수 있도록 상기 카트리지 하우징의 외부로 돌출되는 접촉 바디; 상기 접촉 바디와 연결되고, 상기 액체 매질에 잠기도록 상기 카트리지 하우징의 내부에 배치되는 연결 바디; 및 상기 연결 바디와 연결되고, 상기 냉각 소자와 접촉하는 열전달 바디를 포함할 수 있다.

상기 연결 바디는 상기 액체 매질과 접촉하는 복수의 방열핀을 포함할 수 있다.

상기 열전달 바디는, 상기 냉각 소자와 면접촉하는 열전달 바디 접촉면; 및 상기 내부 냉각 부재의 일부분이 삽입되는 열전달 바디 홈을 포함하고, 상기 내부 냉각 부재는 상기 열전달 바디 홈에 삽입되는 부분이 상기 냉각 소자와 접촉할 수 있다.

상기 내부 냉각 부재는, 상기 접촉 바디의 내부에 배치되는 내부 냉각 블록; 상기 내부 냉각 블록과 연결되는 연결 블록; 및 상기 연결 블록과 연결되고, 상기 열전달 바디 홈에 삽입되어 상기 냉각 소자와 면접촉하는 열전달 블록을 포함할 수 있다.

상기 열전달 블록은 상기 냉각 소자와 면접촉하는 열전달 블록 접촉면을 포함하고, 상기 열전달 바디 접촉면과 상기 열전달 블록 접촉면은 동일 평면 상에 배치되어 상기 냉각 소자와 동시에 면접촉할 수 있다.

상기 접촉 바디의 중간에 접촉 바디 홀이 구비되고, 상기 내부 냉각 블록의 중간에 내부 냉각 블록 홀이 구비되며, 상기 접촉 바디 홀 및 상기 내부 냉각 블록 홀은 필름에 의해 밀폐되며, 상기 초음파 진동자에서 발생하는 초음파가 상기 필름을 통과하여 외부로 출사될 수 있다.

상기 냉각 소자는 전류를 공급받아 흡열 작용하는 펠티어 소자로 구성될 수 있다.

상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드피스 조립체는, 초음파를 발생시키는 초음파 진동자 및 초음파 전달을 위한 액체 매질이 수용되는 카트리지 하우징, 적어도 일부가 상기 카트리지 하우징의 외부로 노출되는 외부 냉각 부재, 및 상기 외부 냉각 부재로부터 열을 흡수할 수 있도록 상기 외부 냉각 부재와 열전달 가능하게 연결되는 냉각 소자를 포함하는 카트리지; 및 상기 카트리지가 탈착 가능하게 결합되는 핸드피스를 포함하고, 상기 핸드피스는, 상기 카트리지의 적어도 일부를 수용하는 수용 홈을 포함하는 핸드피스 바디; 및 상기 카트리지가 상기 핸드피스 바디에 결합될 때, 상기 냉각 소자를 냉각시키도록 상기 냉각 소자와 연결되는 방열 블록을 포함한다.

상기 방열 블록의 내부에는 냉각 매체가 흐르는 유로가 구비되며, 상기 유로는 냉각 매체 공급관 및 냉각 매체 회수관과 연결될 수 있다.

상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 스킨 트리트먼트 장치는, 초음파를 발생시키는 초음파 진동자 및 초음파 전달을 위한 액체 매질이 수용되는 카트리지 하우징, 적어도 일부가 상기 카트리지 하우징의 외부로 노출되는 외부 냉각 부재, 및 상기 외부 냉각 부재로부터 열을 흡수할 수 있도록 상기 외부 냉각 부재와 열전달 가능하게 연결되는 냉각 소자를 포함하는 카트리지; 상기 카트리지가 탈착 가능하게 결합되는 핸드피스 바디 및 상기 냉각 소자를 냉각시키도록 상기 냉각 소자와 연결되는 방열 블록을 포함하는 핸드피스; 및 상기 핸드피스와 케이블을 통해 연결되고, 상기 핸드피스를 통해 상기 카트리지에 전류를 공급하는 제어 본체를 포함한다.

상기 제어 본체는 상기 케이블을 통해 상기 방열 블록에 냉각 매체를 공급할 수 있다.

본 발명에 따르면, 피부 접촉부를 냉각시켜 시술 중 피시술자가 느끼는 통증과 불편함을 최소화하고, 동시에 액체 매질을 냉각시켜 초음파 진동자의 과열을 방지함으로써 안전하고 쾌적한 시술 환경을 제공할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않고, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스킨 트리트먼트 장치를 나타낸 정면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드피스 조립체를 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드피스 조립체의 카트리지와 핸드피스가 분리된 모습을 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드피스 조립체의 카트리지와 핸드피스가 분리된 모습을 나타낸 측면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드피스 조립체의 카트리지와 핸드피스가 결합된 모습을 나타낸 측면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드피스 조립체의 카트리지의 일부를 나타낸 측면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드피스 조립체의 카트리지의 하우징 베이스, 외부 냉각 부재, 및 내부 냉각 부재를 분해하여 나타낸 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드피스 조립체의 카트리지의 외부 냉각 부재 및 내부 냉각 부재가 냉각 소자와 분리된 모습을 나타낸 사시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드피스 조립체의 카트리지의 외부 냉각 부재 및 내부 냉각 부재가 냉각 소자와 분리된 모습을 하부에서 바라본 사시도이다.

본 명세서의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 명세서는 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 명세서의 개시가 완전하도록 하며, 본 명세서가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명세서의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.

본 명세서의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 면적, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 명세서가 도시된 사항에 제한되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 명세서를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.

구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.

위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수 있다.

또한, 제1, 제2, 메인, 서브 등의 수식어가 다양한 구성 요소들을 구분하기 위해서 사용되나, 이들 구성 요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다.

도면에서 나타난 각 구성의 면적 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 명세서가 도시된 구성의 면적 및 두께로 반드시 한정되는 것은 아니다.

실시예에 있어서 '모듈' 혹은 '부'는 적어도 하나의 기능이나 동작을 수행하며, 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 복수의 '모듈' 혹은 복수의 '부'는 특정한 하드웨어로 구현될 필요가 있는 '모듈' 혹은 '부'를 제외하고는 적어도 하나의 모듈로 일체화될 수 있다.

본 명세서의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 대해 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스킨 트리트먼트 장치를 나타낸 정면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스킨 트리트먼트 장치(100)는 제어 본체(또는 콘솔, 200) 및 제어 본체(200)에 연결되는 핸드피스 조립체(300)를 포함한다.

제어 본체(200)는 스킨 트리트먼트 장치(100)의 전반적인 동작을 제어하도록 구성된다. 제어 본체(200)는 하우징(210), 디스플레이(240), 냉각 매체 공급기(250), 및 컨트롤러(260)를 포함한다.

하우징(210)은 제어 본체(200)의 외관을 형성하며, 내부에는 냉각 매체 공급기(250), 컨트롤러(260), 각종 전기 부품, 및 제어 회로가 수용될 수 있다. 하우징(210)의 하부에는 바퀴(230)가 구비되어 제어 본체(200)의 이동 편의성을 높여준다. 하우징(210)의 측면 또는 상부에는 핸드피스 조립체(300)를 거치할 수 있는 홀더(220)가 구비된다. 홀더(220)의 개수는 핸드피스 조립체(300)의 개수에 대응하여 하나 이상 배치될 수 있다. 홀더(220)는 다양한 방식으로 핸드피스 조립체(300)를 거치하도록 구성될 수 있다.

디스플레이(240)는 스킨 트리트먼트 장치(100)의 동작 상태, 설정 정보, 및 각종 제어 메뉴를 표시한다. 디스플레이(240)는 하우징(210)의 전면 또는 상부에 배치되어 사용자가 용이하게 시각적으로 확인할 수 있도록 한다. 디스플레이(240)는 LCD, LED 디스플레이, OLED 디스플레이 등 다양한 디스플레이 소자로 구성될 수 있다. 디스플레이(240)는 터치 스크린 기능을 포함할 수 있다. 이 경우, 사용자는 디스플레이(240)를 통해 직접 스킨 트리트먼트 장치(100)의 동작 모드, 출력 세기, 시술 시간 등의 각종 파라미터를 설정할 수 있다. 디스플레이(240)에는 핸드피스 조립체(300)의 동작 상태, 초음파 출력 레벨, 냉각 시스템의 작동 상태, 오류 메시지, 경고 알림 등이 표시될 수 있다.

냉각 매체 공급기(250)는 핸드피스 조립체(300)에 냉각 매체를 공급하도록 구성된다. 냉각 매체 공급기(250)는 하우징(210)의 내부에 배치될 수 있다. 냉각 매체 공급기(250)는 냉각 매체를 저장하는 저장 용기 및 냉각 매체를 순환시키는 순환 펌프를 포함할 수 있다. 냉각 매체 공급기(250)는 케이블(600)을 통해 냉각 매체를 핸드피스 조립체(300)에 공급하고, 핸드피스 조립체(300)를 통과하면서 온도가 상승한 냉각 매체를 회수하여 냉각시킨 후 다시 핸드피스 조립체(300)에 공급할 수 있다.

냉각 매체 공급기(250)는 순환 방식 이외에, 다른 방식으로 핸드피스 조립체(300)에 냉각 매체를 공급하도록 구성될 수 있다. 다른 실시예로서, 냉각 매체 공급기(250)는 냉동 사이클 방식으로 냉각 매체를 공급하도록 구성될 수 있다.

또한, 냉각 매체는 물, 부동액, 냉매 등 시스템의 사용 환경과 요구되는 냉각 성능에 따라 다양한 냉각 매체가 선택될 수 있다.

컨트롤러(260)는 스킨 트리트먼트 장치(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 컨트롤러(260)는 하우징(210)의 내부에 배치되며, 프로세서, 메모리, 및 통신 모듈을 포함할 수 있다. 프로세서는 사전 설정된 소프트웨어나 알고리즘을 실행하여 핸드피스 조립체(300)의 각 구성요소를 제어하고, 센서로부터 수신되는 신호를 처리하며, 다양한 데이터 연산을 수행할 수 있다. 메모리는 제어 알고리즘, 시술 프로그램, 센서 데이터, 사용 이력 등의 정보를 저장할 수 있다. 통신 모듈은 외부 장치나 개인 단말기와의 데이터 통신을 수행하며, 유선 통신 모듈, 무선 통신 모듈, 또는 근거리 통신 모듈 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

컨트롤러(260)는 초음파 발생 등 핸드피스 조립체(300)의 동작, 냉각 매체 공급기(250)의 동작 등을 제어할 수 있다. 구체적으로, 컨트롤러(260)는 케이블(600)을 통해 핸드피스 조립체(300)에 전류를 공급하고, 초음파 출력 세기, 주파수, 조사 시간, 조사 동작 등을 제어할 수 있다. 또한, 컨트롤러(260)는 핸드피스 조립체(300)에 대한 냉각 동작을 제어할 수 있으며, 냉각 매체 공급기(250)를 제어하여 핸드피스 조립체(300)로 공급되는 냉각 매체의 유량과 온도를 조절할 수 있다.

또한, 컨트롤러(260)는 다양한 시술 모드를 저장하고 있으며, 사용자의 선택에 따라 해당 모드에 최적화된 동작 파라미터를 자동으로 적용할 수 있다. 시술 모드는 피부 타입, 시술 부위, 시술 목적 등에 따라 사전 설정된 초음파 출력, 구동 속도, 냉각 온도 등의 파라미터 조합을 포함할 수 있다. 컨트롤러(260)의 제어 알고리즘은 소프트웨어 업데이트를 통해 개선되거나 새로운 기능이 추가될 수 있다. 소프트웨어 업데이트는 통신 모듈을 통해 원격으로 수행될 수 있으며, 이를 통해 새로운 시술 모드의 추가, 제어 알고리즘의 최적화, 안전 기능의 강화 등이 가능하다.

제어 본체(200)는 케이블(600)을 통해 핸드피스 조립체(300)와 연결된다. 케이블(600)은 제어 본체(200)로부터 핸드피스 조립체(300)에 전류를 공급하고, 제어 본체(200)와 핸드피스 조립체(300) 사이에 전기적 신호를 전달하는 통신 경로를 제공한다. 또한, 케이블(600)은 제어 본체(200)로부터 냉각 매체를 핸드피스 조립체(300)로 공급하는 공급 경로를 제공한다.

제어 본체(200)의 구체적인 구성은 도시된 것으로 한정되지 않는다. 예를 들어, 제어 본체(200)는 통신부, 사용자 입력 인터페이스 등의 추가 구성요소를 포함할 수 있다. 또한, 핸드피스 조립체(300)가 배터리를 구비하고, 자체적인 냉각 기능을 갖는 경우, 제어 본체(200)는 무선 통신 방식으로 핸드피스 조립체(300)와 전기 신호를 주고받도록 구성될 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드피스 조립체를 나타낸 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드피스 조립체의 카트리지와 핸드피스가 분리된 모습을 나타낸 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드피스 조립체의 카트리지와 핸드피스가 분리된 모습을 나타낸 측면도이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 핸드피스 조립체(300)는 시술자가 파지하여 피시술자의 피부에 초음파를 조사하도록 구성된다. 핸드피스 조립체(300)는 핸드피스(400) 및 핸드피스(400)에 탈착 가능하게 결합되는 카트리지(500)를 포함한다.

핸드피스(400)는 카트리지(500)에 구동력과 전류를 제공하고, 카트리지(500)를 냉각시키도록 구성된다. 핸드피스(400)는 핸드피스 바디(410), 구동원(430), 복수의 센서(440, 450), 방열 블록(460), 및 핸드피스 커넥터(470)를 포함한다.

핸드피스 바디(410)는 핸드피스(400)의 외형을 형성하며, 시술자가 원활하게 파지할 수 있도록 구성된다. 핸드피스 바디(410)는 카트리지(500)를 수용하는 수용 홈(411) 및 수용 홈(411)과 연결되는 결합 홈(412)을 포함한다.

수용 홈(411)은 카트리지(500)의 적어도 일부가 삽입되어 안정적으로 고정될 수 있는 형상으로 구비된다. 결합 홈(412)은 카트리지(500)가 수용 홈(411)에 삽입되는 방향으로 연장되며, 카트리지(500)의 록킹 탭(513)이 삽입되도록 구성된다. 결합 홈(412)은 카트리지(500)가 수용 홈(411)에 원활하게 삽입되도록 카트리지(500)를 가이드할 수 있다.

핸드피스 바디(410)에는 카트리지(500)의 고정을 해제하기 위한 릴리즈 버튼(420)이 구비된다. 릴리즈 버튼(420)은 핸드피스 바디(410)의 외부로 노출되도록 배치되며, 사용자가 릴리즈 버튼(420)을 누르면 핸드피스(400)와 카트리지(500) 간의 고정이 해제되어 카트리지(500)가 핸드피스 바디(410)로부터 분리될 수 있다. 핸드피스 바디(410)의 내부에는 록킹 탭(513)을 고정하고 고정 해제하는 록킹 메커니즘이 배치될 수 있다. 록킹 메커니즘은 스프링, 걸림 구조, 또는 자석 등 다양한 방식으로 구현될 수 있다.

구동원(430)은 카트리지(500)의 구동 축(515)을 회전시키기 위한 회전력을 발생시킨다. 구동원(430)은 핸드피스 바디(410)의 내부에 배치되며, DC 모터, AC 모터, 스테핑 모터, 서보 모터 등 다양한 회전 구동 메커니즘으로 구성될 수 있다. 구동원(430)은 케이블(600)을 통해 제어 본체(200)로부터 전류를 공급받아 작동하며, 컨트롤러(260)에 의해 제어될 수 있다. 구동원(430)의 회전 속도 및 회전 방향은 시술 모드나 사용자의 설정에 따라 조절될 수 있다.

구동원(430)에는 구동 축(515)이 분리 가능하게 연결되는 구동원 커플링(435)이 연결된다. 구동원 커플링(435)은 구동원(430)의 회전축에 결합된다. 카트리지(500)가 핸드피스(400)에 결합될 때 구동원 커플링(435)이 카트리지(500)의 구동 축(515)과 연결되어 구동원(430)의 회전력이 구동 축(515)에 전달된다.

복수의 센서(440, 450)는 핸드피스 바디(410)에 설치된다. 복수의 센서(440, 450)는 제1 센서(440) 및 제2 센서(450)를 포함한다.

제1 센서(440)는 카트리지(500)의 초음파 진동자 조립체(530)의 이동을 감시하기 위한 것으로 이동 감시 센서로 지칭될 수 있다. 초음파 진동자 조립체(530)는 구동 축(515)에 의해 사전 설정된 왕복 이동 경로(P; 도 6 참조)를 따라 왕복 이동하고, 제1 센서(440)는 초음파 진동자 조립체(530)를 감지하고 감지 신호를 발생할 수 있다.

제1 센서(440)는 하나 이상 배치될 수 있으며, 초음파 진동자 조립체(530)의 왕복 이동 경로(P) 중 방향 전환 지점에서 초음파 진동자 조립체(530)에 배치된 피감지 소자를 감지하도록 배치될 수 있다. 즉, 제1 센서(440)는 초음파 진동자 조립체(530)가 이동하여 제1 센서(440)의 감지 영역에 도달할 때 피감지 소자를 감지하고, 감지 신호를 컨트롤러(260)에 송신할 수 있다. 제1 센서(440)의 감지 신호는 케이블(600)을 통해 컨트롤러(260)에 전송되며, 컨트롤러(260)는 이를 기반으로 초음파 진동자 조립체(530)의 위치와 이동 상태를 모니터링하고, 초음파 진동자 조립체(530)의 왕복 이동 횟수를 카운트할 수 있다.

제1 센서(440)는 초음파 진동자 조립체(530)에 배치된 피감지 소자를 감지할 수 있는 다양한 센서로 구성될 수 있다. 예를 들어, 피감지 소자가 자기장을 발생시키는 마그넷으로 구성되는 경우, 제1 센서(440)는 홀 센서, 자기 저항 센서, 또는 기타 자기장 감지 센서로 구성될 수 있다. 다른 실시예에서, 피감지 소자가 빛을 방출하거나 반사하는 광학 소자로 구성되는 경우, 제1 센서(440)는 광센서, 포토다이오드, 또는 이미지 센서로 구성될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 피감지 소자가 특정 색상을 갖는 컬러 마커로 구성되는 경우, 제1 센서(440)는 컬러 센서 또는 RGB 센서로 구성될 수 있다.

이 밖에, 제1 센서(440)는 자기장, 전기장, 광신호, 색상, RF 신호, 초음파, 또는 적외선 중 적어도 하나를 감지하여 이동체의 움직임을 감지할 수 있도록 구성될 수 있으며, 상기 나열된 예시에 한정되지 않는다.

제2 센서(450)는 카트리지(500)의 구동 축(515)의 회전을 감시하기 위한 것으로 회전 감시 센서로 지칭될 수 있다. 제2 센서(450)는 구동 축(515)과 함께 회전하는 피감지 소자를 감지하도록 구성된다. 즉, 제2 센서(450)는 구동 축(515)에 결합된 피감지 소자가 회전할 때 피감지 소자를 감지하고, 감지 신호를 발생할 수 있다. 제2 센서(450)의 감지 신호는 케이블(600)을 통해 컨트롤러(260)에 전송되며, 컨트롤러(260)는 이를 기반으로 구동 축(515)의 회전 상태를 실시간으로 모니터링하고, 구동 축(515)의 회전수를 검출할 수 있다.

제2 센서(450)는 구동 축(515)에 결합된 피감지 소자를 감지할 수 있는 다양한 센서로 구성될 수 있다. 예를 들어, 피감지 소자가 자기장을 발생하는 마그넷으로 구성되는 경우, 제2 센서(450)는 홀 센서, 자기 저항 센서, 또는 기타 자기장 감지 센서로 구성될 수 있다. 다른 실시예에서, 피감지 소자가 빛을 방출하거나 반사하는 광학 소자로 구성되는 경우, 제2 센서(450)는 광센서, 포토다이오드, 또는 이미지 센서로 구성될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 피감지 소자가 특정 색상을 갖는 컬러 마커로 구성되는 경우, 제2 센서(450)는 컬러 센서 또는 RGB 센서로 구성될 수 있다.

이 밖에, 제2 센서(450)는 자기장, 전기장, 광신호, 색상, RF 신호, 초음파, 또는 적외선 중 적어도 하나를 감지하여 회전체의 회전을 감지할 수 있도록 구성될 수 있으며, 상기 나열된 예시에 한정되지 않는다.

본 실시예에서, 제1 센서(440) 및 제2 센서(450)는 자기장을 감지하도록 구성된 것으로 예를 들어 설명한다.

제1 센서(440) 및 제2 센서(450)는 케이블(600)을 통해 제어 본체(200)로부터 전류를 공급받아 작동한다. 제1 센서(440) 및 제2 센서(450)의 배치 위치와 개수는 카트리지(500)의 구조와 감지 정밀도 요구사항에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 예를 들어, 제1 센서(440)는 초음파 진동자 조립체(530)의 왕복 이동 경로(P)의 양 끝단에 각각 배치되어 초음파 진동자 조립체(530)의 방향 전환 지점을 정밀하게 감지할 수 있다. 또한, 제1 센서(440)는 초음파 진동자 조립체(530)의 왕복 이동 경로(P)의 중간에 하나 또는 복수로 배치될 수 있다.

방열 블록(460)은 카트리지(500)의 냉각 소자(590)와 접촉하도록 핸드피스 바디(410)의 내부에 배치되어 냉각 소자(590)를 냉각시킨다. 방열 블록(460)은 열전도율이 우수한 금속 재질, 예를 들어 알루미늄, 구리, 또는 이들의 합금으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 방열 블록(460)은 냉각 소자(590)와 면접촉하도록 배치되어 냉각 소자(590)에서 발생하는 열을 효율적으로 흡수한다. 방열 블록(460)의 내부에는 냉각 매체가 흐르는 유로(461)가 구비된다. 냉각 매체가 유로(461)를 따라 흐르면서 방열 블록(460) 전체를 냉각시킬 수 있다.

방열 블록(460)의 형상과 유로(461)의 구조는 냉각 효율을 최대화하도록 설계될 수 있다. 예를 들어, 유로(461)는 냉각 소자(590)와 접촉하는 방열 블록(460)의 영역에 집중적으로 배치되거나, 나선형 또는 지그재그 형태로 형성되어 냉각 매체와 방열 블록(460) 간의 열전달 면적을 증대시킬 수 있다. 방열 블록(460)의 외부 또는 내부에는 방열 효율을 향상시키기 위한 방열핀이나 홈이 추가로 형성될 수 있다.

방열 블록(460)의 유로(461)는 냉각 매체 공급관(465) 및 냉각 매체 회수관(466)과 연결된다. 냉각 매체 공급관(465)을 통해 제어 본체(200)의 냉각 매체 공급기(250)로부터 유로(461)로 냉각 매체가 공급되고, 유로(461)를 통과하여 가열된 냉각 매체는 냉각 매체 회수관(466)을 통해 냉각 매체 공급기(250)로 회수된다.

냉각 매체 공급관(465) 및 냉각 매체 회수관(466)은 케이블(600)에 포함될 수 있다. 즉, 냉각 매체 공급관(465) 및 냉각 매체 회수관(466)이 전류 공급을 위한 전선과 함께 케이블(600)을 구성할 수 있다. 이 경우, 냉각 매체 공급관(465) 및 냉각 매체 회수관(466)이 제어 본체(200)에 직접 연결될 수 있다.

또한, 냉각 매체 공급관(465) 및 냉각 매체 회수관(466)은 케이블(600)을 통해 제어 본체(200)에 연결되도록 구성될 수 있다. 이 경우, 케이블(600)은 냉각 매체 공급관(465)과 연결되는 공급 유로 및 냉각 매체 회수관(466)과 연결되는 회수 유로를 포함할 수 있다.

방열 블록(460)은 냉각 매체를 통해 냉각되는 방식 이외에, 공냉식, 또는 다른 방식으로 냉각 소자(590)를 냉각시키도록 구성될 수 있다.

핸드피스 커넥터(470)는 카트리지(500)의 카트리지 커넥터(537)와 접촉하도록 핸드피스 바디(410)에 배치되어 카트리지 커넥터(537)와 전기적으로 연결된다. 핸드피스 커넥터(470)는 카트리지(500)가 핸드피스(400)에 결합될 때 카트리지 커넥터(537)와 전기적으로 연결되어 전류 공급 경로 및 신호 전달 경로를 제공할 수 있다. 핸드피스 커넥터(470)는 케이블(600)을 통해 제어 본체(200)로부터 공급되는 전류를 카트리지 커넥터(537)에 제공하며, 카트리지 커넥터(537)를 통해 초음파 진동자 조립체(531) 및 냉각 소자(590)에 전류가 공급될 수 있다. 또한, 핸드피스 커넥터(470)는 케이블(600)과 전기적으로 연결됨으로써, 카트리지(500)와 제어 본체(200) 사이에서 전기 신호를 전달할 수 있다.

핸드피스 커넥터(470)는 복수의 커넥터 전극을 포함하고, 각 커넥터 전극이 초음파 진동자(531)와 냉각 소자(590)에 독립적으로 전류를 공급하도록 구성될 수 있다. 핸드피스 커넥터(470)와 카트리지 커넥터(537)는 핀-소켓 구조, 스프링 접점 구조, 또는 자석 접점 구조 등 다양한 전기적 연결 방식으로 구성될 수 있다.

도 2 내지 도 6을 참조하면, 카트리지(500)는 핸드피스(400)에 탈착 가능하게 결합되며, 초음파를 발생시키고 피시술자의 피부에 초음파를 조사하도록 구성된다. 카트리지(500)는 소모품으로 구성될 수 있으며, 사전 설정된 사용 횟수 또는 사용 기간에 도달하면 폐기되고 새로운 카트리지(500)로 교체될 수 있다. 카트리지(500)는 카트리지 하우징(510), 구동 축(515), 회전 블록(520), 가이드 레일(522), 초음파 진동자 조립체(530), 카트리지 커넥터(537), 복수의 피감지 소자(540, 545), 복수의 냉각 부재(550, 560), 필름(580), 및 냉각 소자(590)를 포함한다.

카트리지 하우징(510)은 카트리지(500)의 외형을 형성하며, 구동 축(515), 초음파 진동자 조립체(530) 등을 수용하는 내부 공간을 포함한다. 카트리지 하우징(510)은 하우징 베이스(511) 및 하우징 캡(512)을 포함한다.

하우징 베이스(511)는 구동 축(515), 초음파 진동자 조립체(530), 가이드 레일(522) 등이 배치되는 공간을 제공한다. 하우징 베이스(511)의 내부 공간은 초음파 전달을 위한 액체 매질(M)을 수용하는 챔버(C)의 일부를 형성한다. 액체 매질(M)은 초순수, 정제수, 또는 기타 초음파 전달에 적합한 유체로 구성될 수 있으며, 카트리지(500)의 제조 시 챔버(C)에 주입될 수 있다.

하우징 캡(512)은 하우징 베이스(511)의 한쪽 끝단에 결합되어 내부 공간을 덮는다. 도면을 기준으로, 하우징 캡(512)은 하우징 베이스(511)의 상단에 결합된다. 하우징 캡(512)은 하우징 베이스(511)와 나사 결합, 스냅 결합, 접착 결합, 또는 용접 등 다양한 방식으로 결합될 수 있다.

하우징 베이스(511)의 외면에는 핸드피스 바디(410)의 결합 홈(412)에 삽입되는 록킹 탭(513)이 구비된다. 록킹 탭(513)은 하우징 베이스(511)의 외면으로부터 돌출되는 돌기, 리브, 또는 레일 형태로 형성될 수 있다. 록킹 탭(513)은 결합 홈(412)에 삽입되어 카트리지 하우징(510)이 핸드피스 바디(410)의 수용 홈(411)에 원활하게 삽입되도록 가이드하며, 핸드피스 바디(410) 내부의 록킹 메커니즘에 의해 고정될 수 있다. 록킹 탭(513)의 형상, 크기, 및 개수는 카트리지(500)와 핸드피스(400)의 결합 구조에 따라 다양하게 변경될 수 있다.

구동 축(515)은 초음파 진동자 조립체(530)를 이동시키기 위해 카트리지 하우징(510) 내부에 회전 가능하게 배치된다. 구동 축(515)은 스크류 축으로도 지칭될 수 있다. 구동 축(515)의 양 끝단은 베어링 또는 부싱에 의해 회전 가능하게 지지될 수 있다.

구동 축(515)의 외주면에는 교차 나사선(516)이 구비된다. 교차 나사선(516)은 양방향 나사선으로도 지칭될 수 있으며, 구동 축(515)이 일방향으로 회전할 때 초음파 진동자 조립체(530)를 양방향으로 왕복 이동시킬 수 있도록 구성된다.

교차 나사선(516)은 한 쌍의 나사선(516a, 516b)을 포함한다. 한 쌍의 나사선(516a, 516b)은 제1 나사선(516a) 및 제2 나사선(516b)을 포함한다. 제1 나사선(516a)은 초음파 진동자 조립체(530)에 대한 일방향 이송력을 발생하도록 구동 축(515)의 외주면에 제1 나선 방향으로 구비된다. 제1 나선 방향은 우나선 방향 또는 좌나선 방향일 수 있다. 제2 나사선(516b)은 초음파 진동자 조립체(530)에 대한 반대 방향 이송력을 발생하도록 구동 축(515)의 외주면에 제2 나선 방향으로 형성된다. 제1 나사선(516a)이 우나선 방향으로 형성된 경우 제2 나사선(516b)은 좌나선 방향으로 형성되며, 제1 나사선(516a)이 좌나선 방향으로 형성된 경우 제2 나사선(516b)은 우나선 방향으로 형성된다.

이러한 교차 나사선(516) 구조로 인해, 구동 축(515)이 일방향으로 회전할 때 초음파 진동자 조립체(530)가 자동으로 왕복 이동할 수 있다. 이러한 운동 메커니즘은 레벨와인더 메커니즘으로도 알려져 있으며, 구동원(430)의 회전 방향 전환 없이 일방향 회전만으로 왕복 이동을 실현할 수 있다.

다른 실시예로서, 구동 축(515)은 하나의 나사선을 포함할 수 있다. 이 경우, 구동원(430)의 양방향 회전에 따라 초음파 진동자 조립체(530)가 왕복 이동할 수 있다. 예를 들어, 구동원(430)이 구동 축(515)에 시계 방향 회전력을 제공할 때, 초음파 진동자 조립체(530)가 한쪽 방향으로 이동하고, 구동원(430)이 구동 축(515)에 반시계 방향 회전력을 제공할 때, 초음파 진동자 조립체(530)가 반대 방향으로 이동할 수 있다.

구동 축(515)의 일단에는 카트리지 커플링(517)이 연결된다. 카트리지 커플링(517)은 구동 축(515)과 일체로 형성되거나, 별도로 제작되어 구동 축(515)에 고정될 수 있다. 카트리지 커플링(517)은 핸드피스(400)의 구동원 커플링(435)과 분리 가능하게 결합되도록 구성된다. 카트리지 커플링(517)은 카트리지 하우징(510)의 외부로 노출되도록 배치되어, 카트리지(500)가 핸드피스(400)에 결합될 때 구동원 커플링(435)과 자동으로 결합된다.

카트리지 커플링(517)과 구동원 커플링(435)은 기어 결합, 스플라인 결합, 자석 결합, 또는 마찰 결합 등 다양한 방식으로 결합되도록 구성될 수 있다. 카트리지 커플링(517)의 형상은 구동원 커플링(435)과의 결합 구조에 대응하도록 설계되며, 회전력을 안정적으로 전달할 수 있도록 구성된다.

회전 블록(520)은 구동 축(515)에 결합되어 구동 축(515)과 함께 회전한다. 회전 블록(520)은 구동 축(515)의 외주면에 고정되며, 키 결합, 스플라인 결합, 나사 결합, 압입 결합, 또는 접착 결합 등 다양한 방식으로 구동 축(515)에 고정될 수 있다. 회전 블록(520)은 원판 형상, 원통 형상, 또는 기타 형상으로 형성될 수 있다.

가이드 레일(522)은 초음파 진동자 조립체(530)의 회전 운동을 구속하고 초음파 진동자 조립체(530)를 선형 운동하도록 가이드하기 위해 카트리지 하우징(510)의 내부에 배치된다. 가이드 레일(522)은 초음파 진동자 조립체(530)의 이동 방향을 따라 연장된다. 가이드 레일(522)은 로드, 레일, 또는 샤프트 형태로 형성될 수 있으며, 초음파 진동자 조립체(530)가 가이드 레일(522)을 따라 슬라이딩 이동할 수 있도록 구성된다. 가이드 레일(522)은 하나 이상 배치될 수 있으며, 복수의 가이드 레일(522)이 배치되는 경우 캐리어(533)의 안정적인 선형 운동을 보장할 수 있다.

초음파 진동자 조립체(530)는 구동 축(515)의 회전에 의해 왕복 이동하도록 카트리지 하우징(510) 내부에 설치된다. 초음파 진동자 조립체(530)는 초음파를 발생하는 초음파 진동자(531) 및 구동 축(515)과 결합되는 캐리어(533)를 포함한다.

초음파 진동자(531)는 캐리어(533)에 고정된다. 초음파 진동자(531)는 전류를 공급받아 초음파를 발생시킨다. 초음파 진동자(531)는 압전 세라믹 소자로 구성될 수 있으며, 전류가 인가될 때 기계적 진동을 발생시켜 초음파를 생성할 수 있다. 초음파 진동자(531)는 카트리지 커넥터(537)와 전선 등 전도성 부재를 통해 전기적으로 연결되며, 핸드피스 커넥터(470)를 통해 전류를 공급받을 수 있다. 초음파 진동자(531)의 주파수, 출력, 및 크기는 시술 목적과 요구 성능에 따라 다양하게 선택될 수 있다. 예를 들어, 초음파 진동자(531)는 1MHz 내지 10MHz 범위의 고강도 집속 초음파(HIFU)를 발생시킬 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

캐리어(533)는 초음파 진동자(531)를 지지하며, 구동 축(515) 및 가이드 레일(522)과 결합된다. 캐리어(533)는 구동 축(515)이 삽입되는 결합 홀(534) 및 가이드 레일(522)이 삽입되는 캐리어 홀(535)을 포함한다.

결합 홀(534)은 캐리어(533)를 관통하도록 형성된다. 결합 홀(534)의 둘레에는 구동 축(515)의 교차 나사선(516)과 맞물리는 나사선 또는 돌기가 배치될 수 있다. 캐리어(533)는 결합 홀(534)에 구동 축(515)이 삽입되는 방식으로 구동 축(515)과 나사 결합된다. 구동 축(515)이 회전할 때 교차 나사선(516)과 결합 홀(534) 속의 나사선 또는 돌기가 맞물려 캐리어(533)가 구동 축(515)을 따라 축 방향으로 이동하게 된다.

캐리어 홀(535)은 가이드 레일(522)이 삽입되도록 구성되며, 캐리어(533)는 캐리어 홀(535)에 삽입된 가이드 레일(522)에 의해 가이드된다. 이에 따라 캐리어(533)는 가이드 레일(522)을 따라 선형 운동은 가능하되 회전 운동은 제한되어 구동 축(515)과 함께 회전하지 않고 가이드 레일(522)을 따라 선형 운동만 수행한다.

카트리지 커넥터(537)는 핸드피스 커넥터(470)와 접촉하여 전기적으로 연결되도록 구성된다. 카트리지 커넥터(537)는 카트리지 하우징(510)의 외부로 노출되도록 배치되며, 카트리지(500)가 핸드피스(400)에 결합될 때 핸드피스 커넥터(470)와 자동으로 접촉한다. 카트리지 커넥터(537)는 핸드피스 커넥터(470)로부터 전류를 공급받으며, 핸드피스 커넥터(470)를 통해 전기 신호를 송수신할 수 있다. 카트리지 커넥터(537)를 통해 공급되는 전류는 초음파 진동자(531) 및 냉각 소자(590)에 공급된다. 카트리지 커넥터(537)와 초음파 진동자(531)는 전선 등 전도성 부재를 통해 전기적으로 연결되며, 카트리지 커넥터(537)와 냉각 소자(590)도 전선 등 전도성 부재를 통해 전기적으로 연결된다.

카트리지 커넥터(537)는 복수의 커넥터 전극을 포함할 수 있으며, 각 커넥터 전극이 초음파 진동자(531)와 냉각 소자(590)에 독립적으로 전류를 공급하도록 구성될 수 있다. 카트리지 커넥터(537)의 구조는 핀-소켓 구조, 스프링 접점 구조, 또는 자석 접점 구조 등 다양한 방식으로 구성될 수 있다.

복수의 피감지 소자(540, 545)는 캐리어(533)에 결합되는 제1 피감지 소자(540) 및 회전 블록(520)에 결합되는 제2 피감지 소자(545)를 포함한다.

제1 피감지 소자(540)는 캐리어(533)와 함께 이동하도록 캐리어(533)에 고정된다. 제1 피감지 소자(540)는 자기장을 발생하는 마그넷으로 이루어지고, 제1 마그넷 또는 이동 마그넷으로도 지칭될 수 있다. 제1 피감지 소자(540)는 캐리어(533)의 외면 또는 내부에 매립되거나 부착되며, 접착, 나사 결합, 또는 압입 등 다양한 방식으로 캐리어(533)에 고정될 수 있다. 캐리어(533)가 왕복 이동할 때 제1 피감지 소자(540)도 함께 이동하며, 제1 피감지 소자(540)가 핸드피스(400)의 제1 센서(440) 감지 영역에 도달하면 제1 센서(440)가 제1 피감지 소자(540)의 자기장을 감지하여 캐리어(533)의 위치를 검출할 수 있다.

제1 피감지 소자(540)의 크기, 자력 세기, 및 배치 위치는 제1 센서(440)의 감지 성능과 캐리어(533)의 위치 정밀도 요구사항에 따라 다양하게 선택될 수 있다. 제1 피감지 소자(540)는 하나 이상 배치될 수 있다.

제2 피감지 소자(545)는 회전 블록(520)과 함께 회전하도록 회전 블록(520)에 고정된다. 제2 피감지 소자(545)는 자기장을 발생하는 마그넷으로 이루어지고, 제2 마그넷 또는 회전 마그넷으로도 지칭될 수 있다. 제2 피감지 소자(545)는 회전 블록(520)의 회전 중심으로부터 편심되도록 배치된다. 즉, 제2 피감지 소자(545)는 구동 축(515)의 중심축으로부터 일정 거리 이격된 위치에 배치되어, 회전 블록(520)이 회전할 때 제2 피감지 소자(545)가 구동 축(515)을 중심으로 선회 운동을 하게 된다. 이로 인해 제2 피감지 소자(545)와 제2 센서(450) 사이의 거리가 주기적으로 변화하며, 제2 센서(450)는 이러한 자기장 변화를 감지하고, 이러한 자기장 변화의 감지를 통해 구동 축(515)의 회전수 검출이 가능하다.

제2 피감지 소자(545)는 회전 블록(520)의 외주부 또는 측면에 매립되거나 부착되며, 접착, 나사 결합, 또는 압입 등 다양한 방식으로 회전 블록(520)에 고정될 수 있다. 제2 피감지 소자(545)의 크기, 자력 세기, 편심 거리, 및 배치 위치는 제2 센서(450)의 감지 성능과 회전 검출 정밀도 요구사항에 따라 다양하게 선택될 수 있다.

제1 피감지 소자(540)와 제2 피감지 소자(545)는 제1 센서(440) 및 제2 센서(450)의 종류에 따라 다양하게 변경될 수 있다.

예를 들어, 제1 피감지 소자(540)와 제2 피감지 소자(545)는 빛을 방출하거나 반사하는 광학 소자, 전기장 발생 소자, RF 신호 발생 소자, 초음파 발생 소자, 적외선 발생 소자, 또는 특정 색상을 갖는 컬러 마커로 구성될 수 있다.

도 4 내지 도 9를 참조하면, 복수의 냉각 부재(550, 560)는 외부 냉각 부재(550) 및 내부 냉각 부재(560)를 포함한다. 외부 냉각 부재(550)는 초음파 시술 중에 피시술자의 피부를 냉각시킬 수 있도록 구성된다. 내부 냉각 부재(560)는 챔버(C)에 수용된 액체 매질(M)을 냉각시키도록 구성된다.

외부 냉각 부재(550)는 피시술자의 피부에 접촉할 수 있도록 하우징 베이스(511)와 결합되며, 카트리지 하우징(510)의 외부로 적어도 일부가 돌출된다. 외부 냉각 부재(550)는 열전도율이 우수한 금속 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어 알루미늄, 구리, 스테인리스 스틸, 또는 이들의 합금으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 외부 냉각 부재(550)는 접촉 바디(551), 연결 바디(553), 및 열전달 바디(555)를 포함한다. 외부 냉각 부재(550)는 접촉 바디 조립체로 지칭될 수 있다.

접촉 바디(551)는 하우징 베이스(511)의 다른 쪽 끝단에 배치된다. 도면을 기준으로, 접촉 바디(551)는 하우징 베이스(511)의 하단에 결합된다. 접촉 바디(551)는 카트리지 하우징(510)의 외부로 돌출되어 피시술자의 피부에 접촉할 수 있도록 배치되며, 카트리지(500)의 피부 접촉부를 구성한다. 접촉 바디(551)는 하우징 베이스(511)와 함께 액체 매질(M)을 수용하는 챔버(C)를 정의한다. 즉, 하우징 베이스(511)의 내부 공간과 접촉 바디(551)의 내부 공간이 연통되어 챔버(C)를 형성하며, 챔버(C)에는 초음파 전달을 위한 액체 매질(M)이 수용된다. 접촉 바디(551)의 외면은 시술 편의성을 향상시키기 곡면으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

접촉 바디(551)의 중앙에는 접촉 바디 홀(552)이 구비된다. 접촉 바디 홀(552)은 접촉 바디(551)를 관통하도록 형성되며, 초음파 진동자(531)에서 발생하는 초음파가 접촉 바디 홀(552)을 통해 외부로 출사될 수 있다. 도면에는 접촉 바디 홀(552)이 장축 방향으로 연장된 타원형 형상인 것으로 나타냈으나, 접촉 바디 홀(552)은 원형, 사각형, 또는 기타 형상 등 초음파의 조사 범위와 집속 특성에 따라 다양하게 변경될 수 있다.

연결 바디(553)는 접촉 바디(551)와 열전달 바디(555)를 연결하도록 카트리지 하우징(510)의 내부에 배치된다. 연결 바디(553)는 접촉 바디(551)로부터 열전달 바디(555)로 열을 전달하는 열전도 경로를 제공한다. 또한, 연결 바디(553)는 챔버(C)에 수용된 액체 매질(M)과 접촉하여 액체 매질(M)의 열을 흡수할 수 있다.

연결 바디(553)는 챔버(C)에 수용되는 복수의 방열핀(554)을 포함한다. 복수의 방열핀(554)은 연결 바디(553)의 외면으로부터 돌출되는 판 형상, 핀 형상, 또는 리브 형상으로 형성될 수 있으며, 액체 매질(M)과의 접촉 면적을 증대시켜 열교환 효율을 향상시킨다. 방열핀(554)의 개수, 크기, 형상, 및 배치 간격은 냉각 성능과 제조 용이성을 고려하여 다양하게 설계될 수 있다.

열전달 바디(555)는 냉각 소자(590)와 접촉하도록 배치된다. 열전달 바디(555)는 연결 바디(553)와 연결된다. 접촉 바디(551)의 열이 연결 바디(553) 및 열전달 바디(555)를 통해 냉각 소자(590)로 전달되고, 냉각 소자(590)가 열을 흡수함으로써 외부 냉각 부재(550)가 냉각될 수 있다.

열전달 바디(555)는 냉각 소자(590)와 면접촉하는 열전달 바디 접촉면(556)을 포함한다. 열전달 바디 접촉면(556)은 평탄면으로 형성되어 냉각 소자(590)와 안정적으로 면접촉할 수 있다. 열전달 바디 접촉면(556)과 냉각 소자(590)의 사이에는 열전도성 그리스, 열전도 패드, 또는 열전도 시트가 개재되어 열전달 효율을 향상시킬 수 있다.

열전달 바디(555)는 열전달 바디 홈(557)을 포함한다. 열전달 바디 홈(557)은 내부 냉각 부재(560)의 일부분이 삽입되도록 구성된다. 열전달 바디 홈(557)에 내부 냉각 부재(560)가 부분적으로 삽입됨으로써 외부 냉각 부재(550)와 내부 냉각 부재(560)가 동시에 냉각 소자(590)와 안정적으로 접촉할 수 있다.

내부 냉각 부재(560)는 열전도율이 우수한 금속 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어 알루미늄, 구리, 스테인리스 스틸, 또는 이들의 합금으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 내부 냉각 부재(560)의 적어도 일부는 액체 매질(M) 중에 잠기도록 카트리지 하우징(510)에 설치된다. 내부 냉각 부재(560)는 내부 냉각 블록(561), 연결 블록(563), 및 열전달 블록(564)을 포함한다. 내부 냉각 부재(560)는 내부 냉각 블록 조립체로 지칭될 수 있다.

내부 냉각 블록(561)은 접촉 바디(551)의 접촉 바디 홀(552) 내부에 배치된다. 내부 냉각 블록(561)은 접촉 바디 홀(552)의 형상에 대응하는 형상으로 형성되며, 접촉 바디 홀(552)의 내부에 삽입될 수 있다. 내부 냉각 블록(561)은 접촉 바디(551)의 내면과 직접 접촉하거나 미세한 간극을 두고 배치될 수 있다. 내부 냉각 블록(561)은 액체 매질(M)에 직접 접촉하여 액체 매질(M)을 냉각시킨다.

내부 냉각 블록(561)의 중앙에는 내부 냉각 블록 홀(562)이 구비된다. 내부 냉각 블록 홀(562)은 내부 냉각 블록(561)을 관통하도록 형성되며, 초음파 진동자(531)에서 발생하는 초음파가 내부 냉각 블록 홀(562)을 통해 챔버(C)의 외부로 출사될 수 있다. 내부 냉각 블록 홀(562)과 접촉 바디 홀(552)은 동축으로 배치되어 초음파의 출사 경로를 형성할 수 있다. 내부 냉각 블록 홀(562)의 형상과 크기는 접촉 바디 홀(552)과 유사하거나 대응하도록 설계될 수 있으며, 초음파의 조사 특성에 따라 다양하게 변경될 수 있다.

연결 블록(563)은 내부 냉각 블록(561)과 열전달 블록(564)을 연결한다. 연결 블록(563)은 내부 냉각 블록(561)으로부터 열전달 블록(564)으로 열을 전달하는 열전도 경로를 제공한다. 연결 블록(563)은 로드 형상, 판 형상, 또는 기타 형상으로 형성될 수 있다. 연결 블록(563)은 챔버(C) 내부에 배치되어 액체 매질(M)에 접촉하며, 액체 매질(M)로부터 열을 흡수하여 액체 매질(M)을 냉각시킬 수 있다. 연결 블록(563)의 외면에는 열교환 효율을 향상시키기 위한 방열핀, 홈, 또는 요철 형상이 추가로 형성될 수 있다.

열전달 블록(564)은 냉각 소자(590)와 접촉하도록 외부 냉각 부재(550)의 열전달 바디 홈(557)에 삽입된다. 열전달 블록(564)은 냉각 소자(590)와 면접촉하는 열전달 블록 접촉면(565)을 포함한다. 열전달 블록 접촉면(565)은 평탄면으로 형성되어 냉각 소자(590)의 냉각면(591)과 안정적으로 면접촉할 수 있다. 열전달 블록(564)의 크기와 형상은 열전달 바디 홈(557)에 대응하도록 설계된다. 열전달 블록 접촉면(565)과 냉각 소자(590)의 냉각면(591) 사이에는 열전도성 그리스, 열전도 패드, 또는 열전도 시트가 개재되어 열전달 효율을 향상시킬 수 있다.

열전달 블록 접촉면(565)은 외부 냉각 부재(550)의 열전달 바디 접촉면(556)과 동일 평면 상에 배치된다. 따라서, 두 접촉면(556, 565)이 냉각 소자(590)와 동시에 안정적으로 면접촉할 수 있다. 이러한 구조를 통해 하나의 냉각 소자(590)가 외부 냉각 부재(550) 및 내부 냉각 부재(560)와 안정적으로 접촉하여 외부 냉각 부재(550) 및 내부 냉각 부재(560)를 동시에 냉각시킬 수 있다. 이러한 이중 냉각 구조는 하나의 냉각 소자(590)를 이용하여 두 개의 서로 다른 냉각 대상을 효율적으로 냉각할 수 있게 하며, 냉각 메커니즘의 구성을 단순화하고 소형화를 실현할 수 있다.

외부 냉각 부재(550) 및 내부 냉각 부재(560)는 냉각 소자(590)와 열전달 가능하게 연결되어 냉각 기능을 수행하는 냉각 유닛(570)을 구성한다. 냉각 유닛(570)은 냉각 소자(590)와 접촉함으로써, 카트리지(500)의 피부 접촉부와 액체 매질(M)을 동시에 냉각시킨다. 따라서, 시술 중에 화상의 위험을 줄이고, 초음파 진동자(531)의 과열을 방지하며, 카트리지(500) 내부의 온도 상승을 억제할 수 있다.

필름(580)은 외부 냉각 부재(550)의 접촉 바디 홀(552) 및 내부 냉각 부재(560)의 내부 냉각 블록 홀(562)을 덮도록 배치된다. 필름(580)이 접촉 바디 홀(552) 및 내부 냉각 블록 홀(562)을 덮음으로써 챔버(C)가 밀폐되어 액체 매질(M)의 누출이 방지된다. 필름(580)은 초음파 투과성이 우수한 재질로 형성되어, 초음파 진동자(531)에서 발생하는 초음파가 필름(580)을 통과하여 외부로 출사될 수 있다.

필름(580)은 접착, 용착, 또는 기계적 고정 등 다양한 방법으로 카트리지 하우징(510) 또는 외부 냉각 부재(550) 또는 내부 냉각 부재(560)와 결합될 수 있다.

냉각 소자(590)는 외부 냉각 부재(550) 및 내부 냉각 부재(560)를 냉각시키도록 구성된다. 냉각 소자(590)는 펠티어 소자로 구성될 수 있다. 펠티어 소자는 전류를 공급받을 때 펠티어 효과에 의해 한 면에서 흡열 작용이 일어나고 반대 면에서 발열 작용이 일어나는 열전 소자이다. 냉각 소자(590)는 카트리지 커넥터(537)를 통해 전류를 공급받아 작동한다. 냉각 소자(590)에 공급되는 전류의 크기와 방향을 조절함으로써 냉각 성능을 제어할 수 있으며, 컨트롤러(260)는 시술 모드나 사용자의 설정에 따라 냉각 소자(590)의 냉각 온도를 조절할 수 있다.

냉각 소자(590)는 냉각면(591) 및 가열면(592)을 포함한다. 냉각면(591)은 외부 냉각 부재(550)의 열전달 바디(555) 및 내부 냉각 부재(560)의 열전달 블록(564)과 접촉하여 열을 흡수한다. 냉각면(591)은 평탄면으로 형성되어 열전달 바디 접촉면(556) 및 열전달 블록 접촉면(565)과 안정적으로 면접촉할 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 열전달 바디 접촉면(556) 및 열전달 블록 접촉면(565)이 동일 평면 상에 배치되므로, 냉각면(591)이 두 접촉면(556, 565)과 동시에 균일하게 면접촉할 수 있다. 이를 통해 냉각 소자(590)는 외부 냉각 부재(550) 및 내부 냉각 부재(560)로부터 열을 균형 있게 흡수할 수 있다.

카트리지(500)가 핸드피스(400)에 결합될 때, 냉각 소자(590)의 가열면(592)은 핸드피스(400)의 방열 블록(460)과 접촉한다. 가열면(592)은 냉각면(591)의 반대편에 위치하며, 펠티어 효과에 의해 발열 작용이 일어나는 면이다. 가열면(592)은 방열 블록(460)과 면접촉하도록 평탄면으로 형성되며, 가열면(592)에서 발생하는 열이 방열 블록(460)으로 효율적으로 전달된다. 방열 블록(460)은 앞서 설명한 바와 같이 내부의 유로(461)를 통해 흐르는 냉각 매체에 의해 냉각되므로, 가열면(592)에서 발생하는 열이 지속적으로 방열 블록(460)을 통해 방출된다. 이를 통해 냉각 소자(590)의 냉각 성능이 유지되며, 장시간 시술 시에도 안정적인 냉각 효과를 제공할 수 있다. 가열면(592)과 방열 블록(460) 사이에는 열전도성 그리스, 열전도 패드, 또는 열전도 시트가 개재되어 열전달 효율을 향상시킬 수 있다.

냉각 소자(590)는 단일 펠티어 소자로 구성되거나, 복수의 펠티어 소자를 적층 또는 병렬로 배치한 구조로 구성될 수 있다. 냉각 소자(590)의 구조와 재료는 다양하게 변경될 수 있다. 또한, 냉각 소자(590)는 펠티어 소자 이외에 다른 열전 냉각 방식이나, 다른 냉각 메커니즘으로 냉각 기능을 수행하도록 구성될 수 있다.

이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 스킨 트리트먼트 장치(100)의 작동 과정에 대해 설명한다.

먼저, 카트리지(500)가 핸드피스(400)의 수용 홈(411)의 사전 설정된 위치까지 삽입되면, 록킹 탭(513)이 핸드피스 바디(410) 내부의 록킹 메커니즘에 의해 고정되어 카트리지(500)가 핸드피스(400)에 안정적으로 고정된다. 이때, 카트리지(500)와 핸드피스(400) 간의 기구적 연결 및 전기적 연결이 자동으로 이루어진다. 구체적으로, 카트리지(500)의 카트리지 커플링(517)이 핸드피스(400)의 구동원 커플링(435)과 결합되어 구동원(430)의 회전력이 구동 축(515)에 전달될 수 있는 상태가 된다. 또한, 카트리지(500)의 냉각 소자(590)의 가열면(592)이 핸드피스(400)의 방열 블록(460)과 면접촉하여 열전달 경로가 형성된다. 또한, 카트리지(500)의 카트리지 커넥터(537)가 핸드피스(400)의 핸드피스 커넥터(470)와 접촉하여 전기적으로 연결되며, 이를 통해 초음파 진동자(531) 및 냉각 소자(590)에 전류가 공급되고 카트리지(500)와 제어 본체(200) 간에 전기 신호의 송수신이 가능한 상태가 된다.

카트리지(500)가 핸드피스(400)에 결합된 후, 컨트롤러(260)가 선택된 시술 모드에 따라 핸드피스 조립체(300)의 동작을 제어할 수 있다. 구체적으로, 컨트롤러(260)는 사전 설정된 제어 로직에 따라 구동원(430)을 작동시킨다. 구동원(430)이 작동하면 구동 축(515)이 회전하고, 캐리어(533)가 왕복 이동 경로(P)를 따라 왕복 이동한다.

캐리어(533)가 왕복 이동하는 동안, 컨트롤러(260)는 사전 설정된 제어 로직에 따라 초음파 진동자(531)를 작동시킨다. 초음파 진동자(531)는 전류를 공급받아 고강도 집속 초음파를 발생시킬 수 있다. 발생된 초음파는 액체 매질(M)을 통해 전달되고, 필름(580)을 통과하여 피시술자의 피부에 방사된다. 초음파 진동자(531)가 왕복 이동하면서 초음파를 방사하므로, 시술 부위 전체에 균일하게 초음파가 방사되어 효과적인 피부 트리트먼트가 이루어진다.

시술 중에는 제1 센서(440) 및 제2 센서(450)가 카트리지(500)의 상태를 실시간으로 모니터링한다. 제1 센서(440)는 캐리어(533)에 결합된 제1 피감지 소자(540)를 감지하여 캐리어(533)의 위치를 검출한다. 캐리어(533)가 왕복 이동하여 제1 센서(440)의 감지 영역에 도달하면, 제1 센서(440)는 제1 피감지 소자(540)를 감지하고 감지 신호를 발생시킨다. 제1 센서(440)의 감지 신호는 케이블(600)을 통해 컨트롤러(260)에 전송된다. 컨트롤러(260)는 제1 센서(440)로부터 수신되는 감지 신호를 분석하여 캐리어(533)의 위치와 이동 상태를 파악하고, 캐리어(533)의 왕복 이동 횟수를 카운트할 수 있다. 제1 센서(440)가 캐리어(533)의 방향 전환 지점에 배치된 경우, 컨트롤러(260)는 제1 센서(440)를 통해 캐리어(533)가 방향 전환 지점에 도달했음을 감지할 수 있다.

제2 센서(450)는 회전 블록(520)에 결합된 제2 피감지 소자(545)를 감지한다. 제2 피감지 소자(545)는 회전 블록(520)의 회전 중심으로부터 편심되도록 배치되므로, 구동 축(515)이 회전할 때 제2 피감지 소자(545)와 제2 센서(450) 사이의 거리가 주기적으로 변화한다. 제2 센서(450)는 제2 피감지 소자(545)의 자기장 변화를 감지하고 감지 신호를 발생시킨다. 제2 센서(450)의 감지 신호는 케이블(600)을 통해 컨트롤러(260)에 전송된다. 컨트롤러(260)는 제2 센서(450)로부터 수신되는 감지 신호를 분석하여 구동 축(515)의 회전수를 산출하고, 구동 축(515)이 정상적으로 회전하고 있는지를 판별한다.

컨트롤러(260)는 제1 센서(440) 및 제2 센서(450)로부터 수신되는 감지 신호에 기반하여 다양한 제어 및 안전 기능을 수행한다. 예를 들어, 컨트롤러(260)는 제1 센서(440)를 통해 캐리어(533)가 방향 전환 지점에 도달했음을 감지하는 경우, 초음파 진동자(531)의 초음파 출력을 일시적으로 감소시키거나 차단할 수 있다. 이는 캐리어(533)가 방향 전환 지점에서 순간적으로 정지하거나 속도가 느려지는 동안 특정 위치에 과도한 에너지가 집중되는 것을 방지하기 위함이다.

또한, 컨트롤러(260)는 제2 센서(450)로부터 구동 축(515)의 회전이 감지되는 상태에서, 사전 설정된 시간 내에 제1 센서(440)로부터 캐리어(533)의 위치 변화가 감지되지 않을 때, 이상 상황이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 이는 구동 축(515)은 회전하고 있으나 캐리어(533)의 원활한 이동이 이루어지지 않는 상황으로, 부품의 마모 발생, 또는 기계적 고장을 의미한다. 컨트롤러(260)는 이러한 이상 상황을 감지하면 즉시 구동원(430)을 정지시켜 초음파 진동자(531)가 특정 위치에 멈춘 상태로 초음파를 계속 조사하는 것을 방지한다. 이를 통해 피부 내부에 과도한 에너지가 집중되어 화상이 발생하는 의료 사고를 예방할 수 있다.

또한, 컨트롤러(260)는 제2 센서(450)가 감지한 구동 축(515)의 회전수에 따라 캐리어(533)의 예상 위치를 산출하고, 이를 제1 센서(440)가 감지한 캐리어(533)의 실제 위치와 비교할 수 있다. 구동 축(515)의 회전수로부터 산출되는 캐리어(533)의 예상 위치와 제1 센서(440)가 감지한 실제 위치가 사전 설정된 편차 이상 차이가 발생할 때, 컨트롤러(260)는 이상 발생 신호를 출력한다. 이상 발생 신호는 디스플레이(240)에 경고 메시지로 표시되거나, 경고음으로 출력되거나, 또는 스킨 트리트먼트 장치(100)의 동작을 자동으로 중단시키는 제어 신호로 작용할 수 있다. 이러한 교차 검증 기능을 통해 기계적 마모, 부품 손상, 또는 조립 불량 등으로 인한 이상 작동을 조기에 발견하고 대응할 수 있다.

시술 중에는 냉각 유닛(570)이 지속적으로 냉각 기능을 수행한다. 컨트롤러(260)에 의한 제어에 의해 냉각 소자(590)에 전류가 공급되고, 냉각 소자(590)는 전류를 공급받아 펠티어 효과에 의해 냉각면(591)에서 흡열 작용이 일어나고, 가열면(592)에서 발열 작용이 일어난다. 냉각면(591)은 외부 냉각 부재(550)의 열전달 바디(555) 및 내부 냉각 부재(560)의 열전달 블록(564)으로부터 동시에 열을 흡수한다.

냉각 소자(590)가 외부 냉각 부재(550)의 열전달 바디(555)로부터 열을 흡수하면, 열전달 바디(555)의 온도가 낮아지고, 열전달 바디(555)와 연결된 연결 바디(553) 및 접촉 바디(551)의 온도도 낮아진다. 따라서, 피시술자의 피부에 직접 접촉하는 접촉 바디(551)가 냉각되어, 시술 중 피시술자가 느끼는 열감과 통증이 완화된다. 또한, 연결 바디(553)에 구비된 복수의 방열핀(554)은 챔버(C)에 수용된 액체 매질(M)과 접촉하여 액체 매질(M)로부터도 열을 흡수하므로, 외부 냉각 부재(550)는 피부 냉각과 함께 액체 매질(M) 냉각에도 기여한다.

또한, 냉각 소자(590)가 내부 냉각 부재(560)의 열전달 블록(564)으로부터 열을 흡수하면, 열전달 블록(564)의 온도가 낮아지고, 열전달 블록(564)에 연결된 연결 블록(563) 및 내부 냉각 블록(561)의 온도도 낮아진다. 내부 냉각 블록(561), 연결 블록(563), 및 열전달 블록(564)은 챔버(C)에 수용된 액체 매질(M)과 접촉하므로, 액체 매질(M)로부터 열을 흡수하여 액체 매질(M)을 냉각시킨다. 액체 매질(M)이 냉각되면, 액체 매질(M)과 접촉하고 있는 초음파 진동자(531)도 냉각되어 초음파 진동자(531)의 과열이 방지된다.

초음파 진동자(531)는 초음파를 발생시키는 과정에서 발열하므로, 액체 매질(M)을 통한 냉각이 없으면 온도가 상승하여 성능이 저하되거나 손상될 수 있다. 내부 냉각 부재(560)를 통한 액체 매질(M) 냉각은 초음파 진동자(531)의 안정적인 작동을 보장하고, 카트리지(500) 내부의 온도 상승을 억제한다.

냉각 소자(590)의 가열면(592)에서는 발열 작용이 일어나므로, 가열면(592)의 열이 제거되지 않으면 냉각 소자(590)의 냉각 성능이 저하된다. 본 발명에서는 가열면(592)이 핸드피스(400)의 방열 블록(460)과 면접촉하여 열을 방열 블록(460)으로 전달한다. 방열 블록(460)의 내부에는 유로(461)가 구비되어 있으며, 유로(461)를 통해 냉각 매체가 순환한다. 제어 본체(200)의 냉각 매체 공급기(250)는 냉각 매체 공급관(465)을 통해 냉각된 냉각 매체를 방열 블록(460)의 유로(461)로 공급한다. 냉각 매체는 유로(461)를 통과하면서 방열 블록(460)으로부터 열을 흡수하고, 가열된 냉각 매체는 냉각 매체 회수관(466)을 통해 냉각 매체 공급기(250)로 회수된다. 회수된 냉각 매체는 냉각된 후 재순환된다. 이러한 냉각 매체의 순환을 통해 냉각 소자(590)의 가열면(592)에서 발생하는 열이 지속적으로 제거되므로, 냉각 소자(590)가 장시간 시술 중에도 안정적인 냉각 성능을 유지할 수 있다.

상술한 것과 같이, 본 발명에 따른 스킨 트리트먼트용 카트리지(500)는 제어가 단순하고, 구동원(430)에 가해지는 부하가 감소하며, 방향 전환 지점에서의 지연이나 기구적 유격으로 인한 시술 시간 지연이 최소화되는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 스킨 트리트먼트용 카트리지(500)가 피감지 소자(540, 545)를 포함하고, 핸드피스(400)가 피감지 소자(540, 545)를 감지할 수 있는 센서(440, 450)를 포함함으로써 초음파 진동자 조립체(530)의 위치와 구동 축(515)의 회전을 동시에 실시간으로 감시할 수 있다. 이를 통해 초음파 진동자 조립체(530)가 특정 위치에 멈춘 상태로 초음파를 계속 조사하는 이상 상황을 즉시 감지하고, 구동원(430)을 자동으로 정지시켜 피부 화상 등의 의료 사고를 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 제1 센서(440)가 감지한 초음파 진동자 조립체(530)의 위치 정보와 제2 센서(450)가 감지한 구동 축(515)의 회전수 정보를 교차 검증함으로써, 구동 축(515)의 회전수로부터 산출되는 예상 위치와 실제 감지된 위치 간의 편차를 비교하여 기계적 고장이나 이상 작동을 조기에 발견할 수 있다. 이를 통해 시술 안전성이 향상되고, 장비의 신뢰성이 제고되는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 하나의 냉각 소자(590)를 이용하여 두 개의 서로 다른 냉각 대상, 즉 피부 접촉부인 외부 냉각 부재(550)와 액체 매질(M)을 냉각하는 내부 냉각 부재(560)를 동시에 냉각할 수 있다. 그리고 냉각 소자(590)가 외부 냉각 부재(550) 및 내부 냉각 부재(560)와 동시에 접촉하는 구조를 통해, 단일 냉각 소자(590)가 제공하는 냉각 용량이 두 개의 냉각 경로로 분배되어 효율적으로 활용될 수 있다. 이를 통해 카트리지(500)의 소형화 및 경량화가 가능하며, 제조 비용이 절감되는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 피부 접촉부를 냉각시켜 시술 중 피시술자가 느끼는 통증과 불편함을 최소화하고, 동시에 액체 매질(M)을 냉각시켜 초음파 진동자(531)의 과열을 방지함으로써 안전하고 쾌적한 시술 환경을 제공할 수 있는 효과가 있다.

이상 본 발명에 대해 바람직한 예를 들어 설명하였으나 본 발명의 범위가 앞에서 설명되고 도시되는 형태로 한정되는 것은 아니다.

예를 들어, 제어 본체(200)에 연결되는 핸드피스 조립체(300)의 개수는 다양하게 변경될 수 있다.

또한, 컨트롤러(260)는 하우징(210)의 외부에 설치될 수 있다.

또한, 핸드피스 조립체(300)는 제어 본체(200)의 컨트롤러(260)와 통신하는 로컬 컨트롤러를 포함할 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 명세서는 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 명세서의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 명세서의 기술 사상을 제한하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 명세서의 기술 사상의 범위가 제한되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 제한적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

100 : 스킨 트리트먼트 장치
200 : 제어 본체
210 : 하우징
220 : 홀더
230 : 바퀴
240 : 디스플레이
250 : 냉각 매체 공급기
260 : 컨트롤러
300 : 핸드피스 조립체
400 : 핸드피스
410 : 핸드피스 바디
411 : 수용 홈
412 : 결합 홈
420 : 릴리즈 버튼
430 : 구동원
435 : 구동원 커플링
440 : 제1 센서
450 : 제2 센서
460 : 방열 블록
461 : 유로
465 : 냉각 매체 공급관
466 : 냉각 매체 회수관
470 : 핸드피스 커넥터
500 : 카트리지
510 : 카트리지 하우징
511 : 하우징 베이스
512 : 하우징 캡
513 : 록킹 탭
515 : 구동 축
516 : 교차 나사선
516a : 제1 나사선
516b : 제2 나사선
517 : 카트리지 커플링
520 : 회전 블록
522 : 가이드 레일
530 : 초음파 진동자 조립체
531 : 초음파 진동자
533 : 캐리어
534 : 결합 홀
535 : 캐리어 홀
537 : 카트리지 커넥터
540 : 제1 피감지 소자
545 : 제2 피감지 소자
550 : 외부 냉각 부재
551 : 접촉 바디
552 : 접촉 바디 홀
553 : 연결 바디
554 : 방열핀
555 : 열전달 바디
556 : 열전달 바디 접촉면
557 : 열전달 바디 홈
560 : 내부 냉각 부재
561 : 내부 냉각 블록
562 : 내부 냉각 블록 홀
563 : 연결 블록
564 : 열전달 블록
565 : 열전달 블록 접촉면
570 : 냉각 유닛
580 : 필름
590 : 냉각 소자
591 : 냉각면
592 : 가열면
600 : 케이블
C : 챔버
M : 액체 매질
P : 왕복 이동 경로

Claims (13)

1. 초음파를 발생시키는 초음파 진동자 및 초음파 전달을 위한 액체 매질이 수용되는 카트리지 하우징;
   피시술자의 피부에 접촉할 수 있도록 적어도 일부가 상기 카트리지 하우징의 외부로 노출되는 접촉 바디, 상기 액체 매질에 잠기도록 상기 카트리지 하우징의 내부에 배치되어 상기 접촉 바디와 연결되는 연결 바디, 및 상기 연결 바디와 연결되는 열전달 바디를 포함하는 외부 냉각 부재; 및
   상기 외부 냉각 부재로부터 열을 흡수할 수 있도록 상기 열전달 바디와 접촉하는 냉각 소자를 포함하고,
   상기 접촉 바디는 상기 카트리지 하우징과 함께 상기 액체 매질을 수용하는 챔버를 정의하는 스킨 트리트먼트용 카트리지.
   
2. 제1항에 있어서,
   적어도 일부가 상기 액체 매질 중에 잠기도록 상기 카트리지 하우징에 설치되는 내부 냉각 부재를 포함하고,
   상기 냉각 소자는 상기 외부 냉각 부재 및 상기 내부 냉각 부재로부터 동시에 열을 흡수하도록 구성되는 스킨 트리트먼트용 카트리지.
   
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 연결 바디는 상기 액체 매질과 접촉하는 복수의 방열핀을 포함하는 스킨 트리트먼트용 카트리지.
   
5. 제2항에 있어서,
   상기 열전달 바디는,
   상기 냉각 소자와 면접촉하는 열전달 바디 접촉면; 및
   상기 내부 냉각 부재의 일부분이 삽입되는 열전달 바디 홈을 포함하고,
   상기 내부 냉각 부재는 상기 열전달 바디 홈에 삽입되는 부분이 상기 냉각 소자와 접촉하는 스킨 트리트먼트용 카트리지.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 내부 냉각 부재는,
   상기 접촉 바디의 내부에 배치되는 내부 냉각 블록;
   상기 내부 냉각 블록과 연결되는 연결 블록; 및
   상기 연결 블록과 연결되고, 상기 열전달 바디 홈에 삽입되어 상기 냉각 소자와 면접촉하는 열전달 블록을 포함하는 스킨 트리트먼트용 카트리지.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 열전달 블록은 상기 냉각 소자와 면접촉하는 열전달 블록 접촉면을 포함하고,
   상기 열전달 바디 접촉면과 상기 열전달 블록 접촉면은 동일 평면 상에 배치되어 상기 냉각 소자와 동시에 면접촉하는 스킨 트리트먼트용 카트리지.
   
8. 제6항에 있어서,
   상기 접촉 바디의 중간에 접촉 바디 홀이 구비되고,
   상기 내부 냉각 블록의 중간에 내부 냉각 블록 홀이 구비되며,
   상기 접촉 바디 홀 및 상기 내부 냉각 블록 홀은 필름에 의해 밀폐되며,
   상기 초음파 진동자에서 발생하는 초음파가 상기 필름을 통과하여 외부로 출사되는 스킨 트리트먼트용 카트리지.
   
9. 제1항에 있어서,
   상기 냉각 소자는 전류를 공급받아 흡열 작용하는 펠티어 소자로 구성되는 스킨 트리트먼트용 카트리지.
   
10. 초음파를 발생시키는 초음파 진동자 및 초음파 전달을 위한 액체 매질이 수용되는 카트리지 하우징, 적어도 일부가 상기 카트리지 하우징의 외부로 노출되는 외부 냉각 부재, 및 상기 외부 냉각 부재로부터 열을 흡수할 수 있도록 상기 외부 냉각 부재와 열전달 가능하게 연결되는 냉각 소자를 포함하는 카트리지; 및
    상기 카트리지가 탈착 가능하게 결합되는 핸드피스를 포함하고,
    상기 핸드피스는,
    상기 카트리지의 적어도 일부를 수용하는 수용 홈을 포함하는 핸드피스 바디; 및
    상기 카트리지가 상기 핸드피스 바디에 결합될 때, 상기 냉각 소자를 냉각시키도록 상기 냉각 소자와 연결되는 방열 블록을 포함하고,
    상기 외부 냉각 부재는,
    피시술자의 피부에 접촉할 수 있도록 상기 카트리지 하우징의 외부로 노출되어 상기 카트리지 하우징과 함께 상기 액체 매질을 수용하는 챔버를 정의하는 접촉 바디;
    상기 접촉 바디와 연결되고, 상기 액체 매질에 잠기도록 상기 카트리지 하우징의 내부에 배치되는 연결 바디; 및
    상기 연결 바디와 연결되고, 상기 냉각 소자와 접촉하는 열전달 바디를 포함하는 핸드피스 조립체.
    
11. 제10항에 있어서,
    상기 방열 블록의 내부에는 냉각 매체가 흐르는 유로가 구비되며,
    상기 유로는 냉각 매체 공급관 및 냉각 매체 회수관과 연결되는 핸드피스 조립체.
    
12. 초음파를 발생시키는 초음파 진동자 및 초음파 전달을 위한 액체 매질이 수용되는 카트리지 하우징, 적어도 일부가 상기 카트리지 하우징의 외부로 노출되는 외부 냉각 부재, 및 상기 외부 냉각 부재로부터 열을 흡수할 수 있도록 상기 외부 냉각 부재와 열전달 가능하게 연결되는 냉각 소자를 포함하는 카트리지;
    상기 카트리지가 탈착 가능하게 결합되는 핸드피스 바디 및 상기 냉각 소자를 냉각시키도록 상기 냉각 소자와 연결되는 방열 블록을 포함하는 핸드피스; 및
    상기 핸드피스와 케이블을 통해 연결되고, 상기 핸드피스를 통해 상기 카트리지에 전류를 공급하는 제어 본체를 포함하고,
    상기 외부 냉각 부재는,
    피시술자의 피부에 접촉할 수 있도록 상기 카트리지 하우징의 외부로 노출되어 상기 카트리지 하우징과 함께 상기 액체 매질을 수용하는 챔버를 정의하는 접촉 바디;
    상기 접촉 바디와 연결되고, 상기 액체 매질에 잠기도록 상기 카트리지 하우징의 내부에 배치되는 연결 바디; 및
    상기 연결 바디와 연결되고, 상기 냉각 소자와 접촉하는 열전달 바디를 포함하는 스킨 트리트먼트 장치.
    
13. 제12항에 있어서,
    상기 제어 본체는 상기 케이블을 통해 상기 방열 블록에 냉각 매체를 공급하는 스킨 트리트먼트 장치.