KR20130112808A - 비만개선을 위한 지방융해 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자 알에프와 고강도 집속형 초음파를 이용한 지방융해 의료장치에 관한 것으로, 특히, 건강 및 미용상의 비만 개선 및 비만의 방지 및 의학적 치료를 위한 전자 알에프와 고강도 집속형 초음파를 이용한 지방융해 의료장치에 관한 것이다.

Description

비만개선을 위한 지방융해 장치 및 방법 {Fat Melting Device and Method for Obesity Improvement}

본 발명은 전자 알에프와 고강도 집속형 초음파를 이용한 지방융해 의료장치에 관한 것으로, 특히, 건강 및 미용상의 비만 개선 및 비만의 방지 및 의학적 치료를 위한 전자 알에프와 고강도 집속형 초음파를 이용한 지방융해 의료장치에 관한 것이다.

최근, 당뇨병, 고혈압, 및 뇌 또는 내장 등의 혈관 장해와 같은 성인병(포유동물을 포함)이 심각한 문제가 되고 있다. 이들의 최대 원인은 비만이다.

비만개선을 위하여, 칼로리 섭취의 억제 및 운동이 효과적이라고 과학적으로 알려져 있다. 식욕 억제제, 및 소화/흡수 억제제, 및 열대사 항진제의 복용법이 연구중에 있으며, 이들 중의 일부는 정부에 의해서 허가되었다.

운동에 관하여, 사람들은 자동차의 대중화 및 앉아서 일하는 직업으로 생기는 운동 부족으로 인하여 다이어트, 워킹, 물리적인 운동, 댄싱, 수영, 사이클링 등을 시작한다. 그러나, 이것은 충분한 시간 및 강한 의지력 없이는 운동 프로그램을 지속시키는 것이 어렵다는 것이 큰 문제이다. 따라서, 효과적으로 안정적으로 비만을 줄이는 방법이 요구된다.

종래에 알려진 바와 같이, 피하지방은 셀룰라이트(cellulite)로 둘러싸인 과립층으로 구성되어 있다. 이러한 피하지방은 운동을 통해 잘 분해되지 않는 특성이 있다. 이는 체내의 지방분해 효소가 상기한 셀룰라이트에 의해 차단되기 십상이기 때문이다.

따라서 종래에는 침 바늘로 일컬어지는 카데타를 삽입하여 물리적으로 지방세포를 흡입하는 시술이 성행하였는데, 이러한 시술법은 피시술자에게 고통을 수반하기 때문에 대개 전신 마취를 선행한다. 그러나 전신 마취는 피시술자에게 위험 요소로 작용할 수 있음을 배제할 수 없으며, 카데타가 삽입되는 경우 내부 출혈 및 그에 따른 조직의 회복 기간이 길어지는 것은 불가피하다.

한편, 최근에는 피부 표면에 대해 수직한 방향으로 강한 초음파를 집속하여 인가하는 장치(이하, 초음파 장치)를 통해 피하지방을 액화시키는 시술이 행해지고 있다. 상기 초음파 장치에서 실제 초음파를 발생시키는 구성은 '탐촉자' 로 지칭되는데, 이 탐촉자는 도 1 에 예시한 바와 같이 복수의 압전소자로 이루어져 있으며, 그 형상은 미설명부호 [A], [B]와 같이 반구형, 또는 [C]와 같이 과녁형을 취하고 있다.

그러나 상기한 초음파 장치의 탐촉자는 도 1 에 보인 바와 같이 단일의 시술초점만을 형성하기 때문에 탐촉자를 시술영역 내에서 여러 번 옮겨야 하는 불편함이 있다. 또한, 동일 영역이 재시술되는 경우를 방지하기 위해, 시술영역을 조영하는 카메라와 탐촉자에 마련되는 소정의 표시수단(예: 과녁) 등 추가적 안전장치를 필요로 한다.

더욱이 피부표면에 인가되는 강한 초음파로 인해 화상이 수반하거나 혹은 피부 조직의 변성이 야기되기도 한다.

초음파는 20KHz 이상의 주파수를 가진 파동을 의미하는 것으로 물을 투과하는 성질을 가지고 있어, 초음파 진단장치, 초음파 치료기 등 의료분야에 널리 이용되고 있다.

의료 분야에서의 초음파의 활용은 초음파의 투과 및 반사 성질을 이용한 초음파 이미지 장치가 가장 대표적이다. 초음파가 인체 내를 투과하여 각각의 장기를 투과하면서, 반사되는 시간과 강도를 시각화하여 인체 내의 단면 영상을 얻는 장치이다. 그 외에도 초음파의 다양한 성질로서 다음과 같은 효과를 가진다.

(1) 초음파의 역학적효과(Mechanical Effect)

초음파의 역학적 효과는 수술용 칼 등에 초음파 진동을 직접적으로 전달하여 사용하는 것으로 초음파를 이용한 커팅 또는 응고 등의 목적에 사용된다.

(2) 초음파의 공동효과(Cavitational Effect):

초음파의 음압이 유체를 통과할 때 유체내에 미세한 버블이 발생하게 되는데 이때 생성된 버블은 팽창과 붕괴과정을 통하여 파열하게 되고 이로 인한 높은 압력이 충격파 (shockwave) 형태로 나타나고, 강한 전단력 (shearing force) 를 수반하게 된다.

(3) 초음파의 열 효과(Thermal Effect)

초음파는 조직내에 전달되면서 흡수되고 에너지는 열로 변한다. 충분한 에너지를 가진 초음파는 조직 내에 급격한 온도 상승을 일으킬 수 있는데 이를 초음파의 열 효과라고 한다.

초음파 수술기는 이러한 초음파의 열 효과를 이용한 의료기기이다. 그 중에서도, 고강도 집속형 초음파 수술기 (High Intensity Focused Ultrasonic surgical unit, HIFU)는 초음파 트랜스듀서에서 발생된 초음파를 일정한 지점 (초점) 에 집속시켜 조직 내에 조사하여, 집속점 (초점) 에서 발생한 열 효과를 이용해 간암, 자궁암, 유방암 등의 암을 온열처리 방식으로 치료할 수 있는 장비로써 인체에 상처나 부작용을 남기지 않고, 고통을 수반하지 않는 선택적 국소암 치료방법을 제공하여, 삶의 질을 보장, 향상시키는 환자 친화형 암치료기이다.

기존에는 침습적(피부 절제) 방법으로 암 조직을 제거하는 것에 비하여, 외부에서 에너지를 인체에 투과하여 조사하므로 피부 절제가 없고 치료 방법이 간단하며 치료 후에도 환자 회복이 빠르다는 장점이 있어 그 수요가 늘어나고 있는 추세에 있다.

본 발명은 전자 알에프와 초음파 조사를 사용하여 생체지방 분해를 안전하고 효과적으로 행하는 장치로서 전자 알에프와 고강도 집속형 초음파를 이용한 지방융해 의료장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 전자 알에프와 고강도 집속형 초음파를 이용한 지방융해 의료장치는, 하우징에 해당하는 시술부 (50) 의 내부에 설치된 고집적 초음파를 조사하는 트랜스듀서 (52); 상기 트랜드듀서 (52) 의 양쪽 옆에 설치되어 고주파를 발생시키는 한 쌍의 전극 (54); 및

상기 각각의 전극 (54) 과 밀착되게 설치되어 상기 전극 (54) 에서 발생하는 열을 냉각시키는 냉각소자 (58) 를 포함하는 것을 특징으로 하고,

상기 고강도 집속형 초음파를 이용한 지방융해 의료장치는, 상기 시술부 (50) 에서 피부와 맞닿는 부분에 캡 (56) 이 설치되고, 진공에 의한 부압이 발생하도록 외부의 진공발생장치와 연결된 것을 특징으로 하고,

상기 고강도 집속형 초음파를 이용한 지방융해 의료장치는 임피던스 측정부 (42) 를 더 포함하는 것을 특징으로 하고,

상기 초음파 의료장치는 상기 임피던스 측정부 (42) 에 의해 획득한 피부조직 내부의 정보를 디스플레이 하는 임피던스 측정 및 표시부 (10) 와

상기 트랜스듀서 (52) 에서 조사되는 초음파의 세기 및 전극 (54) 에서 발생하는 초음파의 세기를 조절하도록 터치스크린화되어 있는 제어부 (20) 를 독립적으로 구성하는 것을 특징으로 하고,

상기 고강도 집속형 초음파를 이용한 지방융해 의료장치는, 의료장치의 각 구성부분을 제어하는 시스템 제어장치 (12);

상기 트랜스듀서 (52) 및 전극 (54) 이 각각 초음파 및 고주파를 발생하게 하는 시술용 초음파/RF 발생 장치 (53);

시술자인 의사의 조작을 위한 터치스크린으로 설치된 조작장치인 초음파/RF제어부 (20) 로 구성된 본체; 및

상기 고강도 집속형 초음파 트랜스듀스 (52) 및 한 쌍의 전극 (54) 이 내장되어 있는 시술부 (50) 와, 상기 시술부 (50) 를 장착하여 사용자인 의사가 시술에 사용하는 핸드피스 (30) 로 구성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 전자 알에프와 고강도 집속형 초음파를 이용한 지방융해 의료장치에 의하면, 고집적 초음파를 조사하는 트랜스듀서와 고주파를 발생하는 한 쌍의 전극이 지방융해를 위한 시술부위인 초점의 온도를 높이는 하나의 모듈로서 작용하기 때문에 트랜스듀서가 높은 에너지의 초음파를 조사하지 않아도 고주파에 의해 시술부위인 초점의 온도를 시술을 위한 온도만큼 상승하게 할 수 있는 효과가 있다.

그리고, 트랜스듀서가 높은 에너지의 초음파를 조사하지 않기 때문에 트랜스듀서가 설치된 시술부의 수명이 연장되어 경제적인 효과도 있다.

그리고, 각각의 전극에 냉각소자가 밀착하게 설치되기 때문에 냉각소자의 온도를 낮추어 시술대상자의 피부에 화상 등이 발생하는 것을 방지할 수 있고, 시술부와 맞닿는 피부표면의 온도가 낮아지기 때문에 고주파 에너지가 초음파의 조사로 인하여 온도가 높아진 초점부위로 집중적으로 전달되게 함으로 초음파 및 고주파 에너지에 의한 시술효과가 향상될 수 있다.

그 밖에도 시술부의 표면에 부압이 걸리도록 진공상태를 만들어 주기 때문에 시술자인 의사가 피부표면을 누르는 압력이 일정하지 않아도 시술부가 일정한 압력으로 피부표면을 흡착하기 때문에 압력이 일정하지 않은 불량한 접촉 상태가 발생되지 않아 거의 동일한 깊이로 시술부위의 초점을 맞출 수 있어서 신경과 혈관 등의 부위를 손상시키지 아니하는 안전한 지방융해 시술을 할 수 있는 현저한 효과가 있다.

도 1 은 종래 초음파 장치의 탐촉자를 보인 예시도이다.
도 2 는 본 발명에 따른 전자 알에프와 고강도 집속형 초음파를 이용한 지방융해 의료장치의 사시도이다.
도 3 는 본 발명에 따른 전자 알에프와 고강도 집속형 초음파를 이용한 지방융해 의료장치의 일 구성인 핸드피스의 사시도이다.
도 4a 내지 도 4d 는 본 발명에 따른 핸드피스의 시술부의 서로 다른 실시예를 바라본 밑면도와 측면도이다.
도 5 는 본 발명에 따른 핸드피스의 시술부를 절단한 상태로 바라본 절단면도이다.
도 6 은 본 발명에 따른 전자 알에프와 고강도 집속형 초음파를 이용한 지방융해 의료장치의 조사방식의 효과를 설명하기 위한 비교도이다.
도 7 는 본 발명에 따른 전자 알에프와 고강도 집속형 초음파를 이용한 지방융해 의료장치의 핸드피스를 이용하여 시술하는 경우의 단면 구성도이다.
도 8 은 본 발명에 따른 전자 알에프와 고강도 집속형 초음파를 이용한 지방융해 의료장치의 블록구성도이다.
도 9 는 본 발명에 따른 비만 진단용 생체 임피던스 측정장치의 실시예의 개략도이다.
도 10 은 피부를 절단했다는 가정하에 Vacuum(음압), Cooling(냉각), Hi-FU(집속초음파), RF(고주파)를 일정 순차적 프로세스에 의해 조사했을 때 에너지 반응 모식도이다.
도 11 은 각각의 에너지들의 위치를 평면과 측면으로 도 10 을 재구성한것이다.
도 12 는 특허기술의 에너지 Process(1cycle)를 표현한 모식도이다.
도 13 은 도 13 은 고강도 집속 초음파와 RF 에너지가 발사되는 펄스 배열(pulse sequence)이다.

생체 내에서, 지방은 포도당 및 유리지방산으로부터 지방세포에 있는 지방합성 효소에 의해서 합성되어, 유적을 형성한다.

인간의 경우, 성인의 지방세포는 대부분 백색지방세포이다. 따라서, 이하, 지방세포를 백색 지방세포로 부를 것이다. 지방세포는 가느다랗게 생겼으며, 생성시 20μm의 길이를 가지며, 지방의 축적에 따라서, 100 μm(때론 200 μm)의 구경으로 자라게 된다. 성인에 있어서 지방의 축적은 각 지방세포 수의 증가로 인한 것보다는 이들의 성장이 원인이 된다. 성장된 지방세포에서, 유적은 수성의 세포액층에 의해 덮혀있으며, 수성 세포액층의 두께는 유적 자체의 지름보다 매우 작다.

세포 액중에, 소포체가 포함되며, 소포체는 지방을 지방산 및 글리세롤로 분해하는 호르몬 센서티브 리파제 (HSL) 로 불리는 지방분해효소를 포함한다. 반면, 지방유적 표면은 인지질의 유동성 분자층으로 덮혀있으며, 소포체 표면상에 위치된 지방분해 효소와의 접촉으로부터 보호된다.

생체에서의 지방은 부현수질에서 분비되는 에피네프린(아드레날린), 및 교감신경에서 분비되는 노르에피네프린(노르아드레날린)과 같은 호르몬이 작용될 때 인지질층의 일부가 소실된다. 다음, 유적은 소포체와 직접 접하게 되고, 지방분해가 개시된다. 지방은 글리세롤 및 유리질 지방산으로 분해되고, 분해산물은 세포로부터 혈액으로 배출되며 운동등에 의해 최종적으로 연소되거나 소실된다. 최종 산물은 소변 및/또는 호흡을 통하여 CO2 및 H2O로서 몸에서 배출된다.

도 2 는 본 발명에 따른 전자 알에프와 고강도 집속형 초음파를 이용한 지방융해 의료장치의 사시도이다.

도 2 를 참조하면, 본 발명에 따른 전자 알에프와 고강도 집속형 초음파를 이용한 지방융해 의료장치는 상하로 설치된 2 개의 독립된 터치패널화된 모니터부와 핸드피스 (30) 로 구성되어 있다.

본 발명에 따른 상하로 설치된 2 개의 모니터부는 상부는 임피던스 측정과 그 결과가 표시되는 임피던스 측정 및 측정결과 표시부 (10) 로서 시술자에게 정상조직이 아닌 지방조직을 감지하여 시술을 용이하게 해주며, 하부는 트랜스듀서의 초음파 및 고주파를 제어하는 초음파/RF 제어부 (20) 가 설치되게 구성되어 있다

도 3 는 본 발명에 따른 전자 알에프와 고강도 집속형 초음파를 이용한 지방융해 의료장치의 일 구성인 핸드피스의 사시도이다.

본 발명의 핸드피스 (30) 의 앞부분에는 지방융해의 시술을 하는 시술부 (50) 가 지방 임피던스측정부 (42) 와 결합되어 구성된다. 본 발명의 시술부 (50) 의 내부에는 고강도 집속형 초음파를 조사하는 트랜스듀서 (52), 고주파를 발생시키는 한쌍의 전극 (54), 압전소자로 구성되어 전극 (54) 에서 발생하는 열을 냉각시키는 역할을 하는 냉각소자 (58) 및 외부의 진공발생장치와 연결되어 피부와 맞닿는 부분에 진공을 발생시키는 진공 관 (70) 이 설치되어 있다. 이러한 진공이 잘 형성되기 위하여 투명한 캡 (56) 에 의해 커버되어 있다.

본 발명에서는 임피던스 측정방법에 의해 지방을 융해하기 위하여, 임피던스 측정부 (42) 에서 측정된 임피던스 값중에서 지방조직만을 검출하여 시술자인 의사가 정확한 시술포인트를 실시간으로 확인할 수 있어서 정확한 피부조직의 지점을 초점 (60) 으로 설정하고, 본 발명의 트랜스튜서 (52) 에서 초음파를 조사하여 지방을 융해하는 피부과적 의료시술을 정밀하게 행할 수 있다.

이와 같이 본 발명에 의한 임피던스 측정부 (42) 의 구성에 의하여 고집적 초음파에 의한 피부조직 내부의 지방융해 시술에 있어서 시술의 안정성을 증대시킬 수도 있다.

도 4a 내지 도 4d 는 본 발명에 따른 핸드피스의 시술부의 서로 다른 실시예를 바라본 밑면도와 측면도이다.

도 4a 내지 도 4c 를 참조하면, 본 발명의 각각의 실시예에 따른 핸드피스의 시술부를 밑에서 바라보면, 고주파를 발생시키는 한 쌍의 전극 (54) 사이에 고강도의 집속형 초음파를 발생시키는 트랜스듀서 (52) 가 설치되고, 캡 (56) 에 의해 트랜스듀서 (52) 와 전극 (54) 이 덮혀져 있는 구성을 한다.

도 4d 를 참조하면, 새로운 실시예의 핸드피스의 시술부 (50) 가 도시되어 있다. 새로운 실시예에서는 고주파 RF 를 조사하는 롤러형태의 전극 (54) 이 설치되어 있다. 트랜스듀서 (52) 에서 고주파 초음파가 조사되어 지방세포를 분해하는 동안에 한 쌍의 롤러형태의 전극 (54) 은 부압에 의해 빨아드리는 피부 부분의 분해된 지방세포를 평탄화는 작업을 수행한다.

또한, 한 쌍의 롤러형태의 전극 (54) 이 가운데 방향으로 오므라들면서 고주파를 조사하면서 부압에 의해 캡 (56) 으로 빨려들어간 피부에 대해 문지르면서 분해된 지방세포가 평편하게 펴지게 하는 역할을 한다.

도 5 는 본 발명에 따른 핸드피스의 시술부를 절단한 상태로 바라본 절단면도이다.

도 5 를 참조하면, 본 발명에 따른 핸드피스의 시술부의 내부의 구성을 살펴보면, 고강도의 집속형 초음파를 발생하는 트랜스듀서 (52) 가 중앙에 설치되고, 상기 트랜스듀서 (52) 의 양쪽에는 고주파를 발생시키는 한 쌍의 전극 (54) 을 설치한다.

일반적으로 피하지방층의 지방을 분해하기 위해서는 시술부위의 온도를 섭씨 50도 정도로 올려주어야 한다. 본 발명에 따른 트랜드듀서 (52) 의 집속형 초음파에 의해 섭씨 39도 내지 40도로 시술부위의 온도를 상승시키고, RF 전극 (54) 에서 발생하는 고주파에 의해 고주파 에너지가 열에너지로 전환함에 따라 시술부위인 초점 (60) 의 온도를 약 섭씨 10도 정도를 더 올려주게 된다.

그리고, 본 발명의 각각의 전극 (54) 과 맞닿게 압전소자로 구성된 냉각 소자 (58) 가 설치되어 전극 (54) 에서 발생하는 열을 냉각시킨다. 본 발명의 전극 (54) 의 온도를 낮게 냉각시켜서 전극 (54) 이 피부와 맞닿는 경우에도 외부 피부가 화상을 입는 것을 방지할 수 있고, 외부 피부의 온도를 상승시키지 않기 때문에 전극 (54) 에서 발생하는 고주파가 시술부위에 해당하는 초점 (60) 으로 집중되도록 하는 효과가 있다.

또한, 피부와 맞닿는 캡부 (56) 에 진공을 발생시키기 위하여 외부에 설치된 진공발생장치 (미도시) 와 연결되게 하는 속이 관통된 진공 관 (70) 이 구성되어 있다. 외부의 진공발생장치에서 진공을 발생하면 캡 (56) 의 내부에 부압을 발생시키고, 이 부압에 의해 피부가 흡착되어 시술자는 지방융해 시술도중에 일부러 시술부를 피 시술자의 피부에 대고 누르지 않아도 된다. 따라서 지방 융해 시술이 피하지방층에서 거의 일정한 깊이로 진행될 수가 있다.

도 6 은 본 발명에 따른 전자 알에프와 고강도 집속형 초음파를 이용한 지방융해 의료장치의 조사방식의 효과를 설명하기 위한 비교도이다.

도 6 의 (a) 을 참조하면, 전자 알에프와 고강도 집속형 초음파를 이용하여 지방융해 시술을 하기 위하여 트랜스듀서 (52) 를 사용하는 경우에는, 트랜스듀서 (52) 로부터 발생하는 초음파의 세기를 높여야만 지방융해의 시술이 가능하다.

만일, 고강도 집속형 초음파를 발생시키는 트랜스듀서 (52) 만을 사용하여 지방융해 시술을 하는 경우에는 시술부위인 초점 (60) 에 가해지는 초음파의 세기는 예를 들어 '10' 의 세기가 가해지고 이로 인하여 초점 (60) 에 트랜스듀서 (52) 만에 의해 고 에너지가 전달되어 시술도중에 의도하지 않게 시술부위의 신경세포, 혈관 등의 손상이 발생할 수도 있다. 도면에 표기된 6, 7, 8, 9, 10 의 숫자는 각각의 위치에서 초음파의 세기를 예시한다.

도 6 의 (b) 를 참조하면, 본 발명에 따른 전자 알에프와 고강도 집속형 초음파를 이용한 지방융해 의료장치에서는 트랜스듀서 (52) 를 사이에 두고 고주파가 발생하는 한 쌍의 전극 (54) 을 설치한다. 본 발명의 트랜스듀서 (52) 가 지방융해의 시술부위인 초점 (60) 을 향하여 낮은 에너지의 초음파를 조사하는 경우에 전극 (54) 에서 발생하는 고주파에 의해 초점 (60) 주위의 온도를 높이기 때문에 낮은 에너지를 가지고도 지방융해 시술이 제대로 시행되도록 할 수 있다.

도 6 의 (b) 에 도시된 본 발명에 따른 실시예에 의하면, 시술부위인 초점 (60) 에 트랜스듀서 (52) 에서 조사되는 초음파의 세기는 '5' 의 세기를 가지지만 전극 (54) 에서 발생하는 고주파에 의해 열이 초점 (60) 주위로 모아져 도 6 의 (a) 와 같이 고 에너지의 초음파가 조사되는 경우와 같은 열적 효과를 시술부위인 초점 (60) 은 가지게 된다.

결론적으로 시술자인 의사가 지방융해 시술을 하는 도중에 시술부위인 초점 (60) 의 주변에 혈관 또는 신경이 존재하더라도 이들 기관들의 손상시킬 가능성을 매우 축소시킨다. 또한 초점 (60) 을 잘못 잡더라도 내부의 신경 또는 혈관조직 등이 강력한 세기의 초음파로 인하여 파괴될 확율은 매우 낮아지게 된다.

이외에도 본 발명에서는 트랜스듀서 (52) 가 고 에너지의 초음파를 발생시킬 필요가 없어서 트랜스듀서 (52) 의 수명을 연장시킬 수 있고, 따라서 트랜스듀서 (52) 가 설치되어 있는 시술부 (50) 의 교환주기가 길어져서 시술하는 병원에 경제적 효과를 가져오게 한다.

도 7 는 본 발명에 따른 전자 알에프와 고강도 집속형 초음파를 이용한 지방융해 의료장치의 핸드피스를 이용하여 시술하는 경우의 단면 구성도이다.

도 7 을 참조하면, 지방층이 형성된 시술대상자의 피부조직 (62) 에 본 발명의 핸드피스 (30) 의 시술부 (50) 부분을 밀착시킨 후, 본체의 초음파/고주파 발생장치 (53) 로부터 초음파 및 고주파를 발생시켜서 트랜스듀서 (52) 는 시술부위인 피부조직 (62) 속의 초점 (60) 에 초음파를 조사하고, 전극 (54) 은 고주파를 조사한다. 시술부 (50) 속에는 초음파의 전달을 위해 물 (54) 등의 액체가 수용되게 구성된다.

본 발명에서는 임피던스측정부 (42) 를 통하여 초음파 및 고주파가 조사되는 초점 (60) 부위에서 측정된 임피던스 결과 값중에서 지방조직만을 융해시키게 된다.

도 7 에 도시된 본 발명에 따른 전자 알에프와 고강도 집속형 초음파를 이용한 지방융해 의료장치에 사용되는 초음파 트랜스듀서 (52) 는 오목한 (Concave) 형상의 초음파 트랜스듀서 (52) 에서 발생된 초음파를 트랜스듀서 (52) 의 오목한 중심점으로 집속하고, 이 중심점에서는 초음파의 집속점이 형성된다.

본 발명에 따른 초음파 트랜스듀서 (52) 는 밀폐된 케이스인 시술부 (50) 에 설치되고 시술부 (50) 내부에는 물 (4) 등의 액체로 채워진다. 물 (4) 등의 액체를 채우는 이유는 고집적 초음파 트랜스듀서 (52) 에서 발생된 초음파가 시술대상자의 피부조직 (62) 내부로 전달하는 매질로서 작용하고 또한, 고집적 초음파 트랜스듀서 (52) 에서 발생된 열을 냉각시키는 역할도 한다.

그리고, 시술대상자의 피부 조직 (62) 에 초음파 트랜스듀서 (52) 의 집속된 초음파가 전달되게 하는 매질로도 작용한다.

도 8 은 본 발명에 따른 전자 알에프와 고강도 집속형 초음파를 이용한 지방융해 의료장치의 블록구성도이다.

도 8 을 참조하면, 본 발명에 따른 전자 알에프와 고강도 집속형 초음파를 이용한 지방융해 의료장치는 시술용 초음파/RF 발생 장치 (53) 및 시스템 제어장치 (12), 시술부위의 지방조직만을 측정하기 위한 임피던스 측정 및 측정결과 표시부 (10), 시술자인 의사의 조작을 위한 터치스크린으로 설치된 조작장치인 초음파/RF 제어부 (20) 로 구성된 본체와, 고강도 집속형 초음파 트랜스듀서 (52) 및 고주파 발생 전극 (54) 들이 내장되어 있는 시술부 (50) 및 시술부 (50) 를 장착하여 사용자인 의사가 지방용해 시술에 사용하는 핸드피스 (30) 로 구성된다.

본 발명에 따른 전자 알에프와 고강도 집속형 초음파를 이용한 지방융해 의료장치는 본체에 정격 전압을 입력한 후 유리관 휴즈를 통과해 기기가 작동한다.

본 발명에 따른 전자 알에프와 고강도 집속형 초음파를 이용한 지방융해 의료장치의 원리는 트랜스듀서 (52) 의 원형의 초음파 세라믹에서 초음파를 발생시키면 초음파는 집속되어 특정한 위치에 고강도의 에너지를 가지는 초점을 형성한다. 초음파를 시술대상자의 피부 조직 (62) 내에 조사하면 초점 (60) 에서는 초음파의 열 효과에 의해서 열이 발생하게 되고, 한 쌍의 전극 (54) 에서 발생하는 고주파가 초점 (60) 주위에 작용하여 초점 (60) 주변의 온도를 높이게 되면서 피하지방 조직에 대한 지방융해 시술을 진행한다.

본 발명에 따른 전자 알에프와 고강도 집속형 초음파를 이용한 지방융해 의료장치의 작동원리를 설명하면, 전원을 인가하면 전원 공급 장치에서 시스템 제어 장치 (12), 조작 장치인 초음파 및 고주파 제어부 (20), 시술부위의 이미지를 감지하여 처리하는 초음파 진단 장치 (43), 트랜스듀서 (52) 로 하여금 고강도 집속형 초음파가 발생하게 하고 전극 (54) 에서 고주파를 발생시키도록 하는 초음파/RF 발생 장치 (53) 및 임피던스 측정 및 측정결과 표시부 (10)에 전원을 공급하게 된다.

본 발명의 시스템 제어장치 (12) 가 동작을 하게 되면 조작 장치인 초음파 및 고주파 제어부 (20) 에 메인 메뉴가 나타나고 고강도 집속형 초음파 및 고주파의 발생을 위한 설정을 한다. 이때 임피던스 측정부 (42) 와 임피던스 측정 및 측정결과 표시부 (10) 도 작동하여 시술부위의 영상을 표시할 수 있는 상태가 된다.

본 발명의 조작 장치인 초음파 및 고주파 제어부 (20) 에서 고강도 집속형 초음파 및 고주파의 발생을 위한 설정이 완료되면, 그 설정값이 다시 시스템 제어 장치 (12) 로 전송되고, 시스템 제어 장치 (12) 에서는 조작 장치인 초음파 및 고주파 제어부 (20) 에서 설정한 값을 기준으로 고강도 집속형 초음파 발생 장치 (53) 및 전극 (54) 에 동작을 지시하면, 시술부 (50) 가 장착된 핸드피스 (30) 를 통해 고강도 집속형 초음파 및 고주파가 동시에 발생한다.

본 발명의 핸드피스 (30) 에는 임피던스 측정부 (42) 가 부착되어 있어 실시간으로 시술대상자의 피부조직 (62) 의 임피던스를 볼 수도 있다.

도 9 는 본 발명에 따른 비만 진단용 생체 임피던스 측정장치의 실시예의 개략도이다.

도 9 를 참조하면, 본 발명에 따른 비만 진단용 생체 임피던스 측정장치는 카트리지 프로브의 음압을 작용한다. (이 경우 다른 장기는 안전함이 확보됨)

양쪽의 로울러 방식의 RF 전극 (54) 을 통해 고주파 비만치료를 한다.

집속형 초음파 출력소자 (52) 가 심부의 깊이를 조절하는데, 집속 초음파 출력에너지가 음압으로 당긴 비만 생체조직 (64) 인 인체조직에 열 응고 에너지를 방사한다.

음압으로 당겨진 비만조직 (64) 을 수직으로 집속형 초음파 에너지로 치료하고, 수평으로 (화살표 방향) RF 에너지를 이용 치료하는 복합기능 처리를 통한 비만 치료 효과를 주어 안전하고 유효하다.

본 고안의 트랜스 듀서 (52) 는 핸드피스의 내부에서 스테핑 모터 등의 구동에 의해 이동이 가능하다.

상기 도 9 와 같이 본 발명은 RF 로울러 방식이고, 음압에 의해 살이 평편하게 펴져서 지방을 융해하는 방식이고, RF 는 수평으로 조사하고 초음파는 수직으로 조사하는 지방융해 방식이고, RF 와 고강도 초음파를 함께 사용하여 지방융해를 위한 온도를 상승하는 효과를 가진다.

도 10 은 피부를 절단했다는 가정하에 Vacuum(음압), Cooling(냉각), Hi-FU(집속초음파), RF(고주파)를 일정 순차적 프로세스에 의해 조사했을 때 에너지 반응 모식도이다.

도 10 을 참조하면, ① 은 음압(Vacuum)작용에 피부가 Skin up 된 상황이고,

② 는 ⑦ 양극 고주파에서 발생되는 냉각작용과 ① 음압 작용에 의해 피부와 강한 흡착을 통해 피부보호를 위한 쿨링온도 (-10℃~10℃) 가 피부속 깊숙히, 넓게 전도되는 모식도이며,

③ 은 집속초음파 에너지로서 2차적 에너지 (RF) 의 전단계에서 Target (목표지점) 을 설정해주며 주파수에 따라 Focus 깊이가 다름을 보여주는 그림이며 주파수가 작을수록 깊이 들어가며, 주파수가 클수록 낮게 들어간다.

④ 는 양극 고주파 (Bi-Polar RF) 에너지가 집속초음파의 에너지 초점에 따라 에너지가 모아지는 깊이가 다른 상황을 보여주는 모식도이며,

⑤ 는 작은 Spot 의 집속초음파 에너지가 에너지 효율성은 좋지만 응집력이 떨어지는 RF 에너지를 유도해서 초음파 초점 주변으로 에너지를 모아 넓게 시너지 반응을 일으킨 상황을 보여주는 보여주는 모식도이다.

⑥ 은 고강도 집속 초음파 세라믹이며 용도와 깊이에 따라 주파수를 달리 사용할 수 있으며 (1MHz~10MHz) 피부조사 방식에 있어서 섬세함을 필요로 할 때는 상기 그림과 같이 집속초음파를 고정하여 사용하고 넓은 면적에는 스캔시스템을 이용하여 연속펄스를 사용할 수 있다.

⑦ 은 고주파 전극장치이며 용도에 따라 주파수를 달리 사용할 수 있으며 (0.3 MHz ~ 6 MHz), 피부 조사방식에 있어서 Face 와 같이 섬세함을 필요로 할 때는 상기 그림과 같이 막대 형태의 양극바를 사용하며, Body 와 같이 넓은 면적을 사용할 때는 두 개의 Roller 또는 여러 개의 원형구슬 롤러로 음압과 더불어 피부를 흡착하여 사용할 수 있으며 필요에 따라 음압 없이도 사용할 수 있다.

⑧ 은 집속 초음파의 방사각을 표현한 것이며

⑨ 는 음압을 위한 진공캡 내부 보습이다

도 11 은 각각의 에너지들의 위치를 평면과 측면으로 도 10 을 재구성한것이다.

도 11 을 참조하면, ① 은 피부를 표현한 것이며, ② 는 Cooling device에 의해 전달되어 피부에 냉각에너지가 흡수된 모식도이다.

③ 집속초음파 에너지 zone, ④ Bi-Polar RF 에너지 zone, ⑤ 집속 초음파와 고주파 에너지가 만나서 새롭게 형성된 에너지 zone, ⑥ 집속 초음파 세라믹, ⑦Bi-polar RF 양극이다.

도 12 는 특허기술의 에너지 Process(1cycle)를 표현한 모식도이다.

도 12 를 참조하면, ① 은 음압에 의한 피부흡착, ② 는 음압에 의한 피부 흡착 후 쿨링 온도 피부전달, ③ 은 집속 초음파에 의한 1차적 에너지 Target 전달, ④ 는 고주파에 의한 2차적 에너지 전달, ⑤ 는 1차적 에너지 집속초음파 Target 점에 2차적 에너지 고주파 에너지의 시너지 효과를 보여준다.

도 13 은 고강도 집속 초음파와 RF 에너지가 발사되는 펄스 배열(pulse sequence)이다.

도 13 을 참조하면, ① 안전적 시술을 위해 시술하기 전 Bi-Polar (양극) Coupling 이 제대로 되었는지 확인하기 위해 10 ms 동안 RF 를 흘러준다. RF 모니터링 후 양극 바가 피부에 수평하게 접촉되었을 때 상기 도면과 같이 셋팅 값에 따라 에너지가 순서적으로 조사된다. (Testing pre-pulse to ensure coupling and skin calibration for RF monitoring )

② 집속초음파에너지의 펄스형태 가변 범위: Max 350 ms

Coupling Test (RF monitoring) 후 집속 초음파가 단일펄스 혹은 연속 펄스 형태로 조사된다. 집속 초음파는 상기 도면 같이 최대 350 ms 내에서 펄스 Type 과 펄스 Time 을 조절함에 따라 에너지값을 형성할 수 있다.

③ 고주파 에너지의 펄스형태 가변 범위 : Max 200ms

④ Test Shot RF 와 최초 RF 간격 : 150 ms

⑤ 펄스 형태의 집속 초음파 에너지 영역 : 일정 파워에 펄스 횟수와 초음파가 조사되는 Pulse ON Time, 펄스 Off Time 에 따라 에너지값을 가변 할 수 있다.

⑥ 고주파는 Contious Wave 형태로 조사되며 일정파워에서 지속되는 시간에 따라 에너지값을 가변할 수 있으며 고주파 지속시간을 Max 200 ms 할 수 있다..

⑧ 고강도 집속 초음파의 빔이 one pulse 조사되는 시간 (Pulse Time)

⑨ 고강도 집속 초음파의 펄스와 펄스 간격 (Delay Time 또는 Off Time)

⑩ Y 축은 집속 초음파와 RF의 Power 를 의미하고,

⑪ X 축은 집속 초음파와 RF의 빔이 조사되는 지속 시간을 의미하고,

집속 초음파와 RF 를 안정된 일정한 파워로 고정하여 출력시 Pulse Time 을 증감 함에 따라 에너지 값을 증감할 수 있다.

본 발명에 따른 전자 알에프와 고강도 집속형 초음파를 이용한 지방융해 의료장치에 의해 생체에 초음파와 고주파를 조사함으로써, 생체지방의 지방분해를 효과적이고, 안전하고, 단시간내에 수행하는 장치를 제공할 수 있다.

본 발명에 따른 의료장치는 운동이나 식이요법 단독에 의한 것보다 지방 분해를 더 쉽게, 더 효과적으로, 더 빠르게 수행할 수 있다. 비만이 원인이 되는 질병의 방지, 및 치료상의 이득, 미용촉진 및 건강개선이 매우 크며, 이러한 형태의 장치에 대한 요구는 더욱 커질 것이다. 결과적으로는 본 의료장치는 대형 산업을 창출할 것으로 기대되어 그 산업적 이용가능성은 매우 크다.

상기에서 본 발명의 바람직한 실시예가 특정 용어들을 사용하여 기술되었지만, 그러한 기술은 오로지 설명을 하기 위한 것이며, 다음의 청구범위의 기술적 사상 및 범위로부터 이탈되지 않고서 여러가지 변경 및 변화가 가해질 수 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같이 변형된 실시예들은 본 발명의 사상 및 범위로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 본 발명에 첨부된 청구범위 안에 속한다고 해야 할 것이다.

4: 물
10: 임피던스 측정 및 표시부
12: 시스템제어장치
20: 초음파/RF 제어부
30: 핸드피스
42: 임피던스 측정부
43: 초음파진단장치
50: 시술부
52: 트랜스듀서
53: 초음파/RF 발생장치 54: 고주파 RF 조사용 로울러 전극
60: 초점
62: 시술대상자의 피부조직

Claims (5)

1. 하우징에 해당하는 시술부 (50) 의 내부에 설치된 고집적 초음파를 조사하는 트랜스듀서 (52);
   상기 트랜드듀서 (52) 의 양쪽 옆에 설치되어 고주파를 발생시키는 한 쌍의 전극 (54); 및
   상기 각각의 전극 (54) 과 밀착되게 설치되어 상기 전극 (54) 에서 발생하는 열을 냉각시키는 냉각소자 (58) 를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 알에프와 고강도 집속형 초음파를 이용한 지방융해 의료장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 고강도 집속형 초음파를 이용한 지방융해 의료장치는, 상기 시술부 (50) 에서 피부와 맞닿는 부분에 캡 (56) 이 설치되고, 진공에 의한 부압이 발생하도록 외부의 진공발생장치와 연결된 것을 특징으로 하는 전자 알에프와 고강도 집속형 초음파를 이용한 지방융해 의료장치.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 지방융해 의료장치는 임피던스 측정 및 표시부를 더 포함하여 피부조직 내부의 지방만을 측정 감지하는 것을 특징으로 하는 전자 알에프와 고강도 집속형 초음파를 이용한 지방융해 의료장치.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 초음파 의료장치는 상기 임피던스 측정 및 표시부 (10) 와
   상기 트랜스듀서 (52) 에서 조사되는 초음파의 세기 및 전극 (54) 에서 발생하는 초음파의 세기를 조절하는 제어부 (20) 를 독립적으로 구성하는 것을 특징으로 하는 전자 알에프와 고강도 집속형 초음파를 이용한 지방융해 의료장치.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 고강도 집속형 초음파를 이용한 지방융해 의료장치는, 의료장치의 각 구성부분을 제어하는 시스템 제어장치 (12);
   상기 트랜스듀서 (52) 및 전극 (54) 이 각각 초음파 및 고주파를 발생하게 하는 시술용 초음파/RF 발생 장치 (53);
   시술자인 의사의 조작을 위한 터치스크린으로 설치된 조작장치인 초음파/RF제어부 (20) 로 구성된 본체; 및
   상기 고강도 집속형 초음파 트랜스듀스 (52) 및 한 쌍의 전극 (54) 이 내장되어 있는 시술부 (50) 와, 상기 시술부 (50) 를 장착하여 사용자인 의사가 시술에 사용하는 핸드피스 (30) 로 구성하는 것을 특징으로 하는 전자 알에프와 고강도 집속형 초음파를 이용한 지방융해 의료장치.
   

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