KR200379423Y1 - 체외 충격파 쇄석기의 충격파 발생기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 체외 충격파 쇄석기의 충격파 발생기에 관한 것으로서, 방전되면서 발생하는 스파크에 의한 전극의 마모를 최소화하며, 충격파 발생기의 전도성을 향상시켜 충격파 쇄석기의 성능을 향상시킬 수 있게 구성한 체외 충격파 쇄석기의 충격파 발생기를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은 체외 충격파 쇄석기의 반사체 안쪽에 위치하며 양극과 음극에서의 방전에 의해 스파크를 발생하는 충격파 발생기에 있어서, 음극에 연결되며 단부가 뾰족하게 가공된 음극 팁과, 뾰족하게 가공된 부위가 상기 음극 팁의 뾰족부와 이격되어 상호 대칭되게 마주하며 양극에 연결된 양극 팁과, 음극과 양극 사이를 절연하는 절연체를 포함하여 구성된 것을 기술적 특징으로 한다.

Description

체외 충격파 쇄석기의 충격파 발생기{Shock Wave Generator of Extracorporeal Shock Wave Lithotripsy}

본 고안은 체외 충격파 쇄석기의 충격파 발생기에 관한 것으로서, 특히, 방전되면서 발생하는 스파크에 의한 전극의 마모를 최소화하며, 충격파 발생기의 전도성을 향상시켜 충격파 쇄석기의 성능을 향상시킬 수 있게 구성한 것이다.

체외 충격파 쇄석기(Extracorporeal Shock Wave Lithotripsy; ESWL)란, 인체의 조직 또는 피부를 절개하거나 손상시키지 않고 인체 외부에서 발생한 충격파를 인체 내부의 질환부위에 조사하거나 집중시켜 해당 부위를 치료하거나 시술하는 방식을 채택한 치료기기이다.

일반적으로 체외 충격파 쇄석기에서 사용하는 충격파는 수십 나노 초 이내에 최대 대기압의 약 1000배의 압력을 갖고 있다. 현재 이와 같은 충격파를 발생하는 충격파 쇄석기를 종양수술, 통증치료 등에 널리 사용하고 있다.

도면에서, 도 1은 종래의 기술에 따른 체외 충격파 쇄석기를 나타낸 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 충격파 쇄석기(10)는 스파크를 발생시켜 충격파를 생성하는 충격파 발생기(20)와, 충격파 발생기(20)에서 생성된 충격파를 반사시켜 전방으로 집중하는 반사체(30) 및, 충격파 발생기(20)에 전원을 공급하는 발전기(40)를 포함한다.

상기 충격파 발생기(20)의 전극 즉 양극(22)과 음극(21)은 황동재질로서, 양극(22)의 단부와 음극(21)의 단부는 상호 근접해 위치하며, 상기 충격파 발생기(20)의 양극(22)과 음극(21)에는 발전기(40)의 양극과 음극에 각각 도선(42)으로 연결된다.

여기에서 충격파 발생기(20)의 양극(22)과 음극(21) 단부는 뾰족하게 가공되어 스파크(25) 발생이 용이하게 구성된다.

이와 같이 양극(22)과 음극(21)에 발전기(40)가 연결된 상태에서, 발전기(40)를 가동하여 순간적인 10 내지 20kv의 고전압을 순간적으로 걸어주면, 양극(22)의 단부와 음극(21)의 단부에서 방전이 일어나면서 스파크(25)가 발생하게 된다. 스파크(25) 발생에 따른 충격파는 후방에 위치한 반사체(30)에 의해 일부 반사되어 전방으로 집중된다.

이와 같이 발생하는 스파크는 순간적이지만, 상당한 고온이다. 이와 같은 고온의 스파크가 양극과 음극의 단부에서 발생함으로써, 용융점이 낮은 황동재질의 양극과 음극의 단부는 열에 의해 점차 마모되어 뾰족한 끝단이 무디게 된다. 이와 같이 충격파 발생기의 끝이 무디게 됨으로써, 방전효과는 떨어지게 되는 단점이 있다.

또한, 전류는 전도체의 내부보다는 외측면을 따라 흐르기 때문에, 전도성이 우수한 황동의 재질로 양극과 음극을 제작한다하더라도, 양극과 음극의 표면으로 전류가 흐름에 따라 양극과 음극에서는 저항열을 발생하게 된다.

이와 같은 저항열은 음극과 양극 사이를 절연하는 절연체를 열화시키며, 열에 의해 저항이 더욱 커지면서 충격파 쇄석기의 성능은 더욱 감소하게 되는 단점이 있다.

본 고안은 앞서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 고안된 것으로서, 음극과 양극의 단부를 강성이 우수한 재질로 구성하여 스파크 발생에 따른 마모를 감소시키며, 또한 양극과 음극의 재질보다 전도성이 우수한 재질을 이용하여 저항열 발생을 감소시키면서 충격파 쇄석기의 성능을 향상시키는 체외 충격파 쇄석기의 충격파 발생기를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은 체외 충격파 쇄석기의 반사체 안쪽에 위치하며 양극과 음극에서의 방전에 의해 스파크를 발생하는 충격파 발생기에 있어서, 상기 음극에 연결되며 단부가 뾰족하게 가공된 음극 팁과, 뾰족하게 가공된 부위가 상기 음극 팁의 뾰족부와 이격되어 상호 대칭되게 마주하며 상기 양극에 연결된 양극 팁과, 상기 음극과 상기 양극 사이를 절연하는 절연체를 포함하여 구성된 것을 기술적 특징으로 한다.

또한, 본 고안의 상기 음극과 상기 양극 중에 어느 한 극은 원기둥의 형상을 가지며, 다른 한 극은 실린더 형상으로서, 원기둥 형상의 극이 실린더 형상의 극 중공에 삽입되어 위치하며, 상기 원기둥 형상의 극과 상기 실린더 형상의 극 사이에는 상기 절연체가 충전되고, 상기 실린더 형상의 극 외측에도 절연체가 감싸여진다.

또한, 본 고안의 상기 음극 팁과 상기 양극 팁 중에 어느 한 팁은 상기 원기둥의 일단에 고정되고, 다른 한 팁은 한 개 이상의 지지대에 의해 상기 실린더 형상의 극에 연결된다.

또한, 본 고안의 상기 음극과 상기 양극의 둘레에는 은(Ag) 도금된다.

또한, 본 고안의 상기 음극 팁과 상기 양극 팁은 스테인레스 강이다.

아래에서, 본 고안에 따른 체외 충격파 쇄석기의 충격파 발생기의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

도면에서, 도 2는 본 고안의 한 실시예에 따른 체외 충격파 쇄석기를 나타낸 단면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 충격파 발생기의 사시도이며, 도 4는 도 3에 도시된 충격파 발생기의 단면도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 체외 충격파 쇄석기의 반사체(30) 안쪽에 위치한 충격파 발생기(100)는 스파크(130)를 발생하여 충격파를 생성하고, 반사체(30)는 충격파 발생기(100)에서 발생한 충격파를 전방으로 집중시킨다.

아래에서는 이와 같이 구성된 체외 충격파 쇄석기에 대해 보다 구체적으로 설명한다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 충격파 발생기(100)의 양극(110)은 황동의 재질로서 원형 바(bar)의 형상을 가지며, 양극(110)의 선단에는 팁(이하에서는 '양극 팁(111)'이라 함)이 용접 고정된다. 여기에서 양극 팁(111)은 스테인레스 강으로서, 황동에 비해 강성이 훨씬 크며, 용융점 또한 황동 보다 훨씬 높은 전도체이다.

한편, 이와 같은 양극(110)의 둘레에는 은 도금층(113)이 형성된다. 은(Ag)은 동(Cu)보다 전도성이 우수한 재질로서, 황동의 외측면을 따라 흐르는 전류는 전도성이 우수한 은(Ag)을 따라 흐르게 된다.

이와 같이 구성된 양극(110)의 후단에는 도선(42)이 연결되고, 도선(42)은 발전기(40)의 양극에 연결된다. 한편, 이와 같이 구성된 양극(110)은 절연체(115)로 감싸여진다. 절연체(115)는 양극 팁(111)의 단부를 제외하고 양극(110)을 감싼다.

그리고 양극(110)을 감싸는 절연체(115)의 외측에는 원통형의 음극(120)이 위치한다. 음극(120)은 황동재질의 실린더 구조로서, 음극(120)의 외측면과 내측면에는 은 도금층(123)이 각각 형성된다.

이와 같이 구성된 음극(120)에는 팁(이하에서는 '음극 팁(121)'이라 함)이 연결되는데, 음극 팁(121)은 양극 팁(111)과 대칭되게 마주한다. 한편, 2개의 지지대(125)가 음극(120)과 음극 팁(121)을 연결한다. 2개의 지지대(125)의 일단은 음극(120)의 선단 원주를 따라 180ㅀ 지점에 각각 고정되고, 지지대(125)의 타단은 음극 팁(121)에 고정된다. 상기 지지대(125)는 전도체이며, 음극 팁(121)은 스테인레스 강이다.

그리고 상호 마주하는 음극 팁(121)과 양극 팁(111)의 단부는 뾰족하게 가공되며, 뾰족한 부위가 소정의 간격으로 떨어져 상호 마주하게 대칭되어 위치한다. 여기에서 특수용접을 통해 음극(120)과 지지대(125) 및 음극 팁(121)이 용접 고정된다. 그리고 음극(120)의 둘레는 절연체로 감싸인다. 여기에서 양극(110)을 감싸는 절연체(115) 및 음극(120)을 감싸는 절연체(115)는 MC나일론 재질로서, 양극(110)과 음극(120)을 지지하여 충격파 발생 시에 양극(110)과 음극(120)이 흔들리는 것을 방지한다. 따라서 절연체(115)는 스파크(130)에 의해 발생하는 충격 및 열에 의해 변형되지 않아야 한다.

한편, 음극(120)은 도선(42)을 통해 발전기(40)와 연결되며, 발전기(40)는 1종(10옴 이하) 접지한다.

이와 같이 구성된 체외 충격파 쇄석기의 작동관계에 대해 설명한다.

발전기(40)를 가동하면, 충격파 발생기(100)의 음극(120)과 양극(110)에 각각 전류가 흐르게 된다. 전류는 각 극(110, 120)의 외측면 또는 내측면에 형성된 은 도금층(113, 123)을 따라 흐르게 된다. 이와 같이 전도성이 우수한 은을 통해 전류가 흐르기 때문에 그 만큼 저항이 작아 저항열이 크지 않으며, 그럼으로써 전류의 흐름이 원활하게 되어 충격파 발생기(100)의 성능을 향상시킨다.

한편 전류가 흐르게 되면서, 음극 팁(121)과 양극 팁(111)의 뾰족부에서 방전되어 고온의 스파크(130)가 발생한다. 스파크(130)는 대부분 음극 팁(121)의 뾰족부와 양극 팁(111)의 뾰족부에서 발생한다.

하지만, 음극 팁(121) 및 양극 팁(111)은 스테인레스 강의 재질로서, 강성이 우수하고 용융온도가 높아, 스파크(130)에 의한 마모는 극히 미미하다. 따라서 충격파 발생기(100)의 내구성을 향상시킨다는 장점이 있다.

여기에서 충격파의 압력은 대기압의 1000배(100MPa)를 상회한다. 이와 같은 충격파가 10mm미만의 돌에 초당 1 내지 2회로 2500회 가하면, 돌은 1mm미만의 크기로 미세하게 분쇄된다.

앞서 상세히 설명한 바와 같이, 본 고안의 체외 충격파 쇄석기의 충격파 발생기는 스파크에 의해 충격파 발생기의 단부가 마모되는 것을 방지하기 위해서, 사용되는 양극과 음극의 재질보다 강성이 우수하고 용융점이 높은 스테인레스 재질의 팁을 사용함으로써, 충격파 발생기의 내구성이 우수하다는 장점이 있다.

또한, 본 고안의 체외 충격파 쇄석기의 충격파 발생기는 양극과 음극의 재질인 황동보다 전도성이 우수한 은을 양극과 음극의 둘레에 도금함으로써, 양극과 음극의 외측면을 따라 흐르는 전류에 대한 저항을 감소시켜 저항열 발생을 최소화하며, 전류의 흐름을 원활하게 하여 충격파 발생기의 성능을 향상시킨다는 장점이 있다.

이상에서 본 고안의 체외 충격파 쇄석기의 충격파 발생기에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 고안의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 고안을 한정하는 것은 아니다.

도 1은 종래의 기술에 따른 체외 충격파 쇄석기를 나타낸 단면도.

도 2는 본 고안의 한 실시예에 따른 체외 충격파 쇄석기를 나타낸 단면도.

도 3은 도 2에 도시된 충격파 발생기의 사시도.

도 4는 도 3에 도시된 충격파 발생기의 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 충격파 발생기 110 : 양극

111 : 양극 팁 113, 123 : 은 도금층

115 : 절연체 120 : 음극

121 : 음극 팁 125 : 지지대

130 : 스파크

Claims (5)

1. 체외 충격파 쇄석기의 반사체 안쪽에 위치하며 양극과 음극에서의 방전에 의해 스파크를 발생하는 충격파 발생기에 있어서,

   상기 음극에 연결되며 단부가 뾰족하게 가공된 음극 팁과,

   뾰족하게 가공된 부위가 상기 음극 팁의 뾰족부와 이격되어 상호 대칭되게 마주하며 상기 양극에 연결된 양극 팁과,

   상기 음극과 상기 양극 사이를 절연하는 절연체를 포함하는 것을 특징으로 하는 체외 충격파 쇄석기의 충격파 발생기.
2. 제1항에 있어서,

   상기 음극과 상기 양극 중에 어느 한 극은 원기둥의 형상을 가지며, 다른 한 극은 실린더 형상으로서, 원기둥 형상의 극이 실린더 형상의 극 중공에 삽입되어 위치하며, 상기 원기둥 형상의 극과 상기 실린더 형상의 극 사이에는 상기 절연체가 충전되고, 상기 실린더 형상의 극 외측에도 절연체가 감싸여진 것을 특징으로 하는 체외 충격파 쇄석기의 충격파 발생기.
3. 제2항에 있어서,

   상기 음극 팁과 상기 양극 팁 중에 어느 한 팁은 상기 원기둥의 일단에 고정되고, 다른 한 팁은 한 개 이상의 지지대에 의해 상기 실린더 형상의 극에 연결된 것을 특징으로 하는 체외 충격파 쇄석기의 충격파 발생기.
4. 제1항 내지 제3항 중에 어느 한 항에 있어서,

   상기 음극과 상기 양극의 둘레에는 은(Ag) 도금된 것을 특징으로 하는 체외 충격파 쇄석기의 충격파 발생기.
5. 제1항 내지 제3항 중에 어느 한 항에 있어서,

   상기 음극 팁과 상기 양극 팁은 스테인레스 강인 것을 특징으로 하는 체외 충격파 쇄석기의 충격파 발생기.