KR20140075541A

KR20140075541A - 광 치료장치, 이의 동작 방법 및 이를 이용한 치료방법

Info

Publication number: KR20140075541A
Application number: KR1020120143990A
Authority: KR
Inventors: 이희철
Original assignee: 주식회사 루트로닉
Priority date: 2012-12-11
Filing date: 2012-12-11
Publication date: 2014-06-19
Also published as: WO2014092430A1; US10363431B2; US20150306418A1; US11273321B2; KR101435436B1; US20190366118A1

Abstract

본 발명은 광 치료장치, 이의 동작 방법 및 이를 이용한 치료방법에 관한 것으로, 제1 파장의 광을 발생시키는 제1 공진기를 구비한 본체, 상기 본체와 연결되어 상기 제1 공진기에서 발생된 상기 제1 파장의 광을 외부로 조사하는 제1 모듈 그리고, 상기 본체로부터 전달된 상기 제1 파장의 광을 이용하여 제2 파장의 광을 발생시키고 상기 제2 파장의 광을 외부로 조사하는 제2 모듈을 포함하는 광 치료장치, 이의 동작 방법 및 이를 이용한 치료방법을 제공한다.
본 발명에 의할 경우, 서로 다른 두 파장의 광을 이용하여 다양한 방식의 치료를 진행함으로써 치료 효과를 개선시킬 수 있으며, 컴팩트하고 소모품의 손쉬운 교체가 가능한 광 치료장치를 구성함으로써 사용자의 편의성을 개선시키는 효과가 있다.

Description

광 치료장치, 이의 동작 방법 및 이를 이용한 치료방법 {AN OPTICAL TREATMENT APPARATUS, A METHOD TO OPERATE THE APPARATUS AND A METHOD TO TREAT USING THE APPARATUS}

본 발명은 광 치료장치, 이의 동작 방법 및 이를 이용한 치료방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 서로 다른 흡수 특성을 갖는 두 개의 파장의 광을 조사하는 광 치료장치, 이의 동작 방법 및 이를 이용한 치료방법에 관한 것이다.

최근 들어, 광을 이용하여 인체 조직의 상태를 변형시키거나, 특정 조직을 제거하는 방식으로 인체를 치료하는 기술이 널리 적용되고 있다. 따라서 레이저 빔, 플래시 램프, LED 등의 다양한 광원을 이용하여, 피부를 비롯한 각종 인체 조직을 치료하기 위한 광 치료장치가 활발하게 개발되고 있다.

이러한 광 치료장치는 조사되는 광의 파장에 따라 서로 다른 흡수 특성을 갖으며, 조사되는 광의 파장 특성에 따라 콜라겐, 모낭, 멜라닌, 헤모글로빈 등의 각종 조직에 흡수된다. 그리고 흡수된 광은 해당 조직 내에서 열 에너지로 전환되어 조직의 상태를 변화시키면서 각종 치료를 진행할 수 있다. 이러한 광 치료장치는 한국등록특허공보 10-0820164호에도 개시되어 있다.

그러나, 종래의 광 치료장치는 단일 파장의 광을 조사하는 광원을 단수로 구비하는 것이 일반적이었으며, 이 경우 단일 파장 대역의 광으로는 다양한 흡수 특성을 구현하는 것이 어려운 단점이 있었다.

한국등록특허공보 10-0820164호 (2008. 4. 1)

본 발명은 다양한 파장의 광을 이용하여 치료를 진행하는 것이 가능하며, 구성이 컴팩트하고 제어가 간편한 광 치료장치, 이의 동작 방법 및 이를 이용한 치료 방법을 제공하기 위함이다.

전술한 본 발명의 목적은, 제1 파장의 광을 발생시키는 제1 공진기를 구비한 본체, 상기 본체에 착탈 가능하게 설치되며 상기 제1 공진기에서 발생된 상기 제1 파장의 광을 전달받아 외부로 조사하는 제1 모듈 그리고, 상기 본체에 착탈 가능하게 설치되며 상기 제1 공진기에서 발생된 상기 제1 파장의 광을 이용하여 제2 파장의 광을 발생시키고 상기 제2 파장의 광을 외부로 조사하는 제2 모듈을 포함하는 광 치료장치에 의해 달성될 수 있다.

그리고, 제2 모듈은 상기 제2 파장의 광을 발생시키는 제2 공진기를 구비하고, 상기 제2 공진기는 상기 본체로부터 전달된 상기 제1 파장의 광에 의해 여기되어 상기 제2 파장의 광을 발생시킬 수 있다.

여기서, 제2 공진기는 레이저 다이(laser dye) 및 상기 레이저 다이의 양측에 설치되는 한 쌍의 반사 거울을 포함하여 구성되며, 상기 제2 공진기의 상기 레이저 다이(laser dye)는 교체 가능하게 설치되는 것이 가능하다.

그리고, 각 모듈에서 조사되는 광의 조사면적은 다양하게 구성하는 것이 가능하며, 일 예로 제2 모듈을 통해 조사되는 제2 파장의 광은 직경이 4~20mm 인 크기로 타겟 위치에 조사될 수 있다.

이러한, 광 치료장치의 제1 모듈은 1064nm 또는 532nm 파장의 광을 조사하고, 제2 모듈은 585nm의 광을 조사하도록 구성할 수 있다.

한편, 전술한 본 발명의 목적은 본체에 구비된 제1 공진기를 구동하여, 상기 제1 공진기로부터 발생되는 제1 파장의 광을 제1 모듈을 통해 외부로 조사하는 제1 동작 단계 그리고, 상기 제1 공진기로부터 발생되는 상기 제1 파장의 광을 제2 모듈로 전달하고, 상기 제2 모듈에서 상기 제1 파장의 광을 이용하여 제2 파장의 광을 발생시켜 외부로 조사하는 제2 동작 단계를 포함하는 광 치료장치의 동작 방법에 의해서도 달성될 수 있다.

나아가, 전술한 본 발명의 목적은 제1 공진기를 구동하여 제1 파장의 광을 조직에 조사하는 단계, 상기 제1 파장의 광을 이용하여 제2 공진기를 여기시켜 제2 파장의 광을 발생시키고, 상기 제2 파장의 광을 상기 조직에 조사하는 단계를 포함하는 광 치료장치를 이용한 치료방법에 의해 달성될 수도 있다.

본 발명에 의할 경우, 서로 다른 두 파장의 광을 이용하여 다양한 방식의 치료를 진행함으로써 치료 효과를 개선시킬 수 있으며, 컴팩트하고 소모품의 손쉬운 교체가 가능한 광 치료장치를 구성함으로써 사용자의 편의성을 개선시키는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 치료장치를 도시한 사시도,
도 2는 도 1의 광 치료장치의 구성을 개략적으로 도시한 블록도,
도 3은 도 1의 광 치료장치의 제2 모듈을 도시한 단면도,
도 4은 도 1의 광 치료장치의 제2 모듈의 분해 사시도,
도 5은 도 1의 광 치료장치에서 조사되는 광원의 흡수 특성을 도시한 그래프,
도 6는 도 1의 광 치료장치의 제1 모듈 및 제2 모듈에서 조사되는 광의 특성을 개략적으로 도시한 개략도,
도 7은 도 1의 광치료장치의 동작 방법을 도시한 순서도이고,
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광 치료장치를 도시한 사시도이다.

이하에서는 도면을 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 광 치료장치 및 이의 동작방법 그리고 이를 이용한 치료방법에 대해 구체적으로 설명하도록 한다. 아래의 설명에서 각 구성요소의 위치관계는 원칙적으로 도면을 기준으로 설명한다. 그리고 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.

한편, 본 실시예에서는 인체의 피부 표면으로 광을 조사하여 인체 조직을 치료하는 광 치료장치를 일 예로서 설명하나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 이 이외에도 광을 이용하여 피부 이외의 부위를 치료하는 각종 다양한 치료장치에 적용될 수 있음을 앞서 밝혀둔다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광 치료장치(10)를 도시한 사시도이다. 도 1에 도시된 바와 같이 본 실시예에 따른 광 치료장치는 본체(100), 본체(100)에 연결되는 제1 모듈(200) 및 제2 모듈(300)을 포함하여 구성된다.

본체(100)는 외부로부터 전원을 공급받아서 광을 발생시키는 각종 구성요소들이 내부에 설치된다. 본체(100)의 외면에는 광 치료장치(10)의 구동 내용을 조작하기 위한 컨트롤 패널(control panel)(110) 및 조작 메뉴 및 동작중인 내용을 사용자에게 표시하는 디스플레이가(display)(120)가 설치될 수 있다.

한편, 본체의 일측에는 케이블(400)이 연장 설치되며, 상기 케이블 단부의 체결부(401)로 제1 모듈 및 제2 모듈이 선택적으로 연결될 수 있다. 이러한 케이블(400)의 체결부(401)는 나사 결합에 의해 제1 모듈(200) 및 제2 모듈(300)의 단부와 각각 연결되도록 설치되는 것도 가능하고, 이 이외에도 다양한 결합 방식으로 구성될 수 있다.

한편, 제1 모듈(200) 및 제2 모듈(300)은 본체(100)의 케이블(400)에 선택적으로 연결되어, 본체(100)로부터 발생된 광을 전달받을 수 있는 구성이다. 제1 모듈(100) 및 제2 모듈(200)은 내부에 각각 광이 진행하는 광 경로를 구비하며, 케이블에 체결된 상태에서 외부로 광을 조사하여 치료를 진행할 수 있다.

이러한 제1 모듈(200) 및 제2 모듈(300)은 사용자가 남취한 상태로 위치를 변경하면서 시술을 진행할 수 있는 핸드피스(hand piece) 형태로 구성될 수 있다. 제1 모듈(200) 및 제2 모듈(300)의 내부에는 치료 부위의 표면을 냉각시키기 위한 냉각 가스 분사부(미도시)를 더 포함하는 것도 가능하다. 그리고, 제1 모듈(200) 및 제2 모듈(300)의 외면에는 광 조사 및 냉각 가스 분사 등의 동작을 간편하게 조작할 수 있는 별도의 조작부(210, 220)가 각각 구비되는 것도 가능하다.

이러한 제1 모듈(200) 및 제2 모듈(300)은 도 1에 도시된 바와 같이, 선택적으로 케이블(400)에 연결 설치될 수 있다. 이때, 케이블(400)은 내부에 광 파이버 및 신호선 등이 구비될 수 있다. 따라서, 본체(100)에서 발생된 광은 각각의 케이블의 광 파이버를 따라 케이블에 체결된 제1 모듈(200) 또는 제2 모듈(300)로 전달되고, 본체(100)의 컨트롤 패널(110)을 통해 제어되는 내용 또는 케이블에 체결된 모듈의 조작부를 통해 제어되는 신호 또한 케이블의 신호선을 따라 전달될 수 있다.

도 2는 도 1의 광 치료장치의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다. 이하에서는 도 2를 참조하여 본 실시예에 따른 광 치료장치의 구성을 보다 구체적으로 설명하도록 한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본체(100)의 내측에는 제1 파장의 광(이하에서는 '제1 광'이라고 함)을 발생시키는 제1 공진기(130)가 구비된다. 제1 공진기(130)는 레이저를 발진시키기 위한 레이저 매질(131) 및 레이저 매질(131)의 양측에 구비되는 반사거울(132, 133)과 셔터(134), 필터(135), 렌즈(135) 등의 광학부재를 포함하여 구성될 수 있다. 따라서 레이저 매질(131)은 플래시 램프(미도시) 등에 의해 여기되어 광을 발진하고, 발진된 광은 매질 양측의 반사거울(132, 133)을 왕복하면서 증폭되어 레이저 광을 발생시킨다.

본 실시예에 따른 제1 공진기(130)은 Nd:Yag를 레이저 매질(131)로 이용할 수 있다. 따라서, 제1 공진기(130)는 Nd:Yag에서 발진하는 1064nm 파장의 광을 발생시킬 수 있다. 또한, 제1 공진기(130)는 Nd:Yag에서 발생된 광이 진행하는 경로 상에 KTP 결정(미도시)을 선택적으로 배치하여, 532nm 파장의 광을 발생시키는 것도 가능하다. 따라서, 본 실시예에 따른 제1 공진기(130)는 1064nm 또는 532nm의 파장을 선택적으로 발생시킬 수 있다. 다만, 전술한 제1 공진기의 매질의 종류는 일 예에 불과하며, 이 이외에도 다양한 레이저 매질을 이용하여 다양한 파장의 광을 발생시키는 것이 가능하다.

한편, 제1 공진기(130)에서 발생된 제1 광(본 실시예에 의할 경우, 치료 내용에 따라 1064nm 파장의 광일 수도 있고, 532nm의 광일 수 있다)은 본체(100) 내부에 형성된 광 경로를 따라 케이블을 방향으로 진행한다. 도 2에서는 복수개의 반사 거울(141, 143)을 이용하여 내부의 광 경로가 구성되는 것으로 도시하였으나, 이는 일 예로서 이 이외에도 광 파이버, 빔 스플리터(beam spliter), 편광판 등 다양한 광학 소자를 이용하여 구성하는 것이 가능하다. 제1 광은 이러한 광 경로를 통해 케이블을 따라 진행하며, 케이블(400)의 체결부(401)에 설치되는 제1 모듈(200) 또는 제2 모듈(300)로 전달될 수 있다.

한편, 전술한 바와 같이 제1 모듈(200) 및 제2 모듈(300)은 케이블(400)의 체결부(401)에 착탈 가능하게 설치되는 구성이다. 따라서, 사용자는 치료하고자 하는 내용에 따라 상기 케이블(400)에 제1 모듈(200) 또는 제2 모듈(300)을 택일적으로 체결하여 사용하는 것이 가능하다. 다만, 본 실시예에서는 케이블이 본체로부터 연장 설치되는 구성을 예를 들어 설명하고 있으나, 제1 모듈 및 제1 모듈이 각각의 케이블을 구비하고 본체의 외면에 설치된 체결부에 해당 모듈의 케이블을 택일적으로 체결하여 사용하는 것도 물론 가능하다.

이하에서는 제1 모듈 및 제2 모듈에 대해 구체적으로 설명하며, 우선 제1 모듈에 대해서 설명한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 제1 모듈(200)은 내부에 제1 광학소자 어셈블리(230)를 포함하여 구성된다. 제1 광학소자 어셈블리(230)는 복수개의 렌즈, 필터, 셔터 등 적어도 하나 이상의 광학 소자를 포함하여 구성된다.

따라서, 제1 모듈(200)이 케이블(400)에 연결되면, 본체에서 발생된 제1 광은 케이블을 통해 전달되어, 제1 모듈(200) 내부의 제1 광학소자 어셈블리(230)를 통과하여 단부를 통해 외부로 조사된다. 제1 모듈(200)의 단부에는 소정 길이를 갖는 제1 팁(220)이 형성된다. 따라서, 제1 모듈(200)은 제1 팁(220)의 단부를 타겟 위치에 접촉시킨 상태에서 타겟 위치와 소정 간격 이격된 상태로 제1 광을 조사하는 것이 가능하다.

이러한 제1 모듈(200)은 제1 공진기(130)에서 발생된 제1 파장을 갖는 광을 전달받고, 별도의 파장 변화 없이 제1 광 자체를 치료광으로서 외부에 조사하는 구성이다. 따라서, 본 실시예에 의할 경우, 제1 모듈(200)을 통해 1064nm 또는 532nm의 파장을 갖는 광을 선택적으로 조사하는 것이 가능하다.

한편, 제2 모듈(300) 또한 케이블(400)의 체결부(401)에 체결가능하게 구성되며, 체결부(401)에 연결된 상태에서 제1 공진기(130)로부터 발생된 광을 전달받을 수 있다. 다만, 전술한 제1 모듈(200)은 본체의 제1 공진기(130)에서 생성된 제1 광을 전달받아 그대로 외부로 조사하는 구성인 것에 비해, 제2 모듈(300)은 본체의 제1 공진기(130)에서 전달되는 제1 광을 이용하여 상이한 파장을 갖는 제2 광을 자체적으로 발생시킬 수 있는 구성인 점에서 차별성을 갖는다.

이하에서는 도 3 및 도 4를 참조하여 본 실시예의 제2 모듈에 대해 보다 구체적으로 설명하도록 한다. 도 3은 도 1의 광 치료장치의 제2 모듈(300)을 도시한 단면도이고, 도 4은 도 1의 광 치료장치의 제2 모듈(300)의 분해 사시도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 제2 모듈(300)의 내부에는 제2 광학소자 어셈블리(330), 제2 공진기(340) 및 제3 광학소자 어셈블리(350) 등이 구비될 수 있다. 여기서, 제2 광학소자 어셈블리(330)는 체결부(401)와 연결되는 전단부와 인접한 위치에 형성되어, 케이블(400)을 통해 전달되는 제1 광을 제2 공진기(340)로 입사시킨다. 그리고, 제3 광학소자 어셈블리(350)는 외부로 광이 조사되는 단부에 인접 설치되며, 제2 공진기(340)로부터 발생되는 광이 진행하는 경로를 형성한다. 이러한 제2 광학소자 어셈블리(330) 및 제3 광학소자 어셈블리(350)는 각각 복수개의 렌즈, 필터, 셔터 등 적어도 하나 이상의 광학소자를 포함하여 구성될 수 있다.

한편, 제2 광학소자 어셈블리(330) 및 제3 광학소자 어셈블리(350) 사이에는 제2 공진기(340)가 설치된다. 제2 공진기(340)는 레이저 매질(341) 및 레이저 매질의 양측에 배치되는 반사거울(342, 343)을 포함하여 구성된다. 그리고, 제2 광학소자 어셈블리(330)를 통해 전달되는 제1 광을 이용하여, 제2 광을 발생시킬 수 있다.

여기서, 제2 공진기는 색소 레이저(dye laser)를 발생시킬 수 있도록, 레이저 매질로서 레이저 다이(laser dye)(341)를 이용할 수 있다. 본 실시예에서는 585nm 파장의 광을 발생시킬 수 있는 레이저 다이(341)를 이용하나, 이 이외에도 다양한 종류의 레이저 다이를 이용하여 구성할 수 있다.

제2 광학소자 어셈블리(330)로부터 제2 공진기(340) 내부로 제1 광이 입사되면, 제1 광은 레이저 다이(341)를 여기시켜 제2 파장의 광(본 실시예에서는 585nm 파장의 광)을 발생시킨다. 레이저 다이(341)에 의해 발생된 제2 파장의 광은 양측의 반사거울(342, 343) 사이를 공진하면서 증폭되며, 증폭된 광은 일측 반사거울을 통과하여 제3 광학소자 어셈블리(350) 방향으로 출력될 수 있다.

이때, 본체(100)로부터 제공되는 제1 파장의 광은 제2 공진기(340)에서 발생되는 제2 파장의 광과 상이한 파장을 갖는다. 따라서, 제1 파장의 광은 레이저 다이(341)를 여기시킨 후, 제2 공진기(340)의 반사거울(342, 343) 사이에서 공진이 이루어지지 못하면서 소진하게 된다.

따라서, 제2 공진기(340)는 제2 파장을 갖는 제2 광을 발생시키며, 제2 광은 제3 광학소자 어셈블리(350)를 통해 외부로 조사될 수 있다. 여기서, 제2 모듈(300)의 단부에는 제1 모듈과 마찬가지로 소정길이를 갖는 제2 팁(320)이 형성되고, 제2 팁(320)을 이용하여 타겟 위치와 소정 간격 이격된 상태로 제2 광을 조사하는 것이 가능하다.

이때, 제2 파장의 광을 발생시키는 레이저 다이(341)는 고형 색소로 이루어지며, 소정 횟수 이상으로 사용하게 되면 정상적인 광을 출력하는 것이 곤란하다. 따라서, 본 실시예에서는 일정 기간 사용 후 제2 모듈(300)의 레이저 다이(341)를 교체할 수 있도록 구성할 수 있다.

구체적으로, 제2 모듈(300)은 도 3 및 4에 도시된 바와 같이 전단부(proximal part)(301) 및 후단부(distal part)(302)로 분리 가능하게 구성될 수 있다. 전단부(301)는 일측이 케이블(400)과 체결 가능하게 구성되며, 내부에 제2 광학소자 어셈블리(330) 및 제2 공진기(340)의 일측 반사 거울(342)이 내부에 고정 설치되며, 제2 공진기(340)의 레이저 다이(341)의 일부가 수용되는 공간을 형성한다. 그리고, 후단부(302)는 말단에 제2 팁(320)이 구비되며, 내부에는 제3 광학소자 어셈블리(350) 및 제2 공진기의 타측 반사거울(343)이 고정 설치되며, 제2 공진기(340)의 레이저 다이(341) 나머지 일부가 수용되는 공간을 형성한다.

이와 같이 제2 모듈(300)을 구성하는 전단부(301) 및 후단부(302)는 도 4에 도시된 바와 같이 단부에 형성되는 나사산 형태의 체결 구조(303)에 의해 선택적으로 체결이 이루어질 수 있다. 따라서, 사용자는 레이저 다이(341) 교체시에 제2 모듈(300)의 전단부(301) 및 후단부(302)를 분리하여 레이저 다이(341)를 새로운 제품으로 교체한 후 다시 체결하여 손쉽게 사용하는 것이 가능하다.

여기서, 제2, 제3 광학소자 어셈블리(330, 350)를 비롯하여 제2 공진기(340)를 구성하는 반사 거울(342, 343) 등의 광학 소자는 제2 모듈(300)의 전단부(301) 및 후단부(302)에 각각 고정 설치되므로, 전단부(301)와 후단부(302)의 체결에 의해 동일한 광축을 유지하는 것이 가능하다. 그리고 레이저 다이(341)가 수용되는 공간을 형성하는 전단부 및 후단부의 수용부 내벽면에는 오링(O-ring)과 같은 완충부재(304)가 구비된다. 따라서, 전단부(301) 및 후단부(302) 체결시 오링에 의해 레이저 다이(341)의 위치가 고정되면서, 용이하게 동일한 광축 상에 정상적으로 위치시키는 것이 가능하다.

이와 같이, 본 실시예에서 따른 광 치료장치(10)는 하나의 장비를 이용하여, 핸드피스와 같은 모듈을 교체하는 방식으로 2개 이상의 파장의 광을 조사할 수 있다. 여기서, 제1 파장의 광은 본체(100)에 구비된 고체 레이저를 이용하여 일반적인 방식으로 발생되는 것에 비해, 제2 파장의 광은 핸드피스에 설치되는 레이저 다이(341)를 본체(100)에서 발생된 광으로 여기시켜 발생하는 구성이다. 따라서, 서로 다른 파장을 갖는 2개의 고체 레이저를 이용하여 구성하는 것에 비해, 광 치료장치를 컴팩트하게 구성하는 것이 가능하다.

여기서, 고체 레이저에 비해 사용 기간이 한정적인 다이 레이저를 적용하되 사용자가 레이저 다이를 용이하게 교체할 수 있도록 구성함으로써, 장치의 이용 수명을 연장시킬 수 있는 장점이 있다.

한편, 전술한 광 치료장치의 제어부(170)는 컨트롤 패널(110)을 통해 사용자가 설정한 동작 내용 또는 사용자가 제1 모듈(200) 및 제2 모듈(300)의 조작부(210, 310)를 이용하여 시술 중 조작하는 내용에 따라, 제1 공진기(130)를 비롯한 각종 구성요소를 제어하는 것이 가능하다. 따라서, 환자의 치료 부위, 치료 병변 및 환자의 상태에 따라 다양하게 치료 내용을 설정하여 제1 광 및 제2 광을 조합하여 치료하는 것이 가능하다.

도 5은 도 1의 광 치료장치에서 조사되는 광원의 흡수 특성을 도시한 그래프이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 인체 조직으로 조사되는 광의 파장에 따라 서로 다른 흡수 특성을 갖는다.

예를 들어, 1064nm의 파장을 갖는 광은 산소헤모글로빈(oxyhemoglobin), 탈산소헤모글로빈(deoxyhemoglobin), 멜라닌색소(Melanin) 및 물(water)에 대해 고르게 흡수되는 특성을 갖는다.

그리고, 532nm의 파장을 갖는 광 및 585nm의 파장을 갖는 광은 산소헤모글로빈(oxyhemoglobin), 탈산소헤모글로빈(deoxyhemoglobin) 및 멜라닌색소(Melanin)에 대해 매우 높은 흡수 특성을 갖는 것에 비해, 물(water)에 대해서는 매우 낮은 흡수 특성을 갖는다.

특히, 585nm 의 광은 산소헤모글로빈(oxyhemoglobin)에 대한 흡수 특성이 532nm 파장의 광보다 탁월하여, 광이 조사되는 영역을 통과하는 혈관의 건강 상태를 개선시키는 효과를 갖는다. 따라서, 585nm 파장의 광은 병변이 발생한 국소 부위 뿐 아니라 인접한 부분까지 광을 조사하여, 해당 조직의 호흡 및 영양 공급에 관여하는 혈관의 전반적인 건강 상태를 개선시킴으로써 치료 효과를 현저하게 개선시킬 수 있다.

나아가, 585nm의 광은 산소헤모글로빈(oxyhemoglobin)에 대한 흡수 특성이 멜라닌색소(melanin)에 비해 탁월하여, 다른 파장의 광에 비해 문신 제거를 비롯한 특이 시술에 현저한 효과를 갖을 수 있다.

따라서, 본 실시예에 따른 광 치료장치는 이러한 효과를 충분히 활용할 수 있도록, 제1 파장의 광을 조사하는 제1 모듈과 제2 파장의 광을 조사하는 제2 모듈의 광 조사 특성을 상이하게 구성할 수 있다.

구체적으로, 제1 모듈은 제2 모듈에 비해 타겟 위치에서 단위 면적당 높은 에너지를 전달하도록 구성할 수 있다. 이는 제1 모듈 및 제2 모듈을 통해 조사되는 광의 출력, 광 펄스의 패턴 및 조사 면적 중 적어도 어느 하나를 조절하여 다양한 방식으로 구성할 수 있다. 이 가운데, 본 실시예에서는 제1 모듈 및 제2 모듈은 해당 모듈을 통해 광이 타겟 위치로 조사되는 면적을 상이하게 구성하여, 단위 면적당 상이한 에너지를 전달하도록 구성할 수 있다.

도 6은 도 1의 광 치료장치의 제1 모듈 및 제2 모듈에서 조사되는 광의 특성을 개략적으로 도시한 개략도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 모듈(200)을 통해 조사되는 제1 광은 제2 모듈(300)을 통해 조사되는 제2 광에 비해, 타겟 위치에 작은 조사 면적으로 조사되도록 구성될 수 있다. 이러한 조사 면적의 크기는 제1 모듈(200)에 구비된 제1 광학소자 어셈블리(230) 및 제2 모듈(300)에 구비된 제3 광학소자 어셈블리(350) 설계시 광학소자의 종류 및 위치를 달리함으로써 조절하는 것이 가능하다.

여기서, 제1 광은 제1 모듈(200)을 통해 타겟 위치에서 1~10mm의 직경(d1)의 조사 면적을 갖고, 제2 광은 제2 모듈(300)을 통해 타겟 위치에서 4~20mm의 직경(d2)의 조사 면적을 갖도록 구성될 수 있다. 보다 구체적으로, 본 실시예에 제1 광의 조사면적은 2mm의 직경을 갖고, 제2 광의 조사면적은 5mm의 직경을 갖도록 구성될 수 있다.

따라서, 본 실시예에서 제1 모듈(200)은 병변이 발생한 국소 위치를 조준하여 높은 에너지를 전달함으로써 해당 병변을 치료할 수 있다. 이에 비해, 제2 모듈(300)은 보다 넓은 조사 면적으로 광을 조사함으로써 국소 위치뿐 아니라 인접한 주변 조직으로까지 광을 조사하는 것이 가능하다.

이때, 제1 모듈은 1064nm 또는 532nm의 파장을 갖는 광을 타겟 위치에 조준 조사하여 해당 위치에 존재하는 기미, 잡티 등의 병변을 치료하고, 제2 모듈은 585nm의 광을 병변이 존재하는 위치뿐만 아니라 인접한 위치까지 낮은 에너지로 고르게 조사함으로써 해당 조직의 영양 공급 및 호흡을 관장하는 혈과의 상태를 개선시킬 수 있다. 따라서, 종래의 치료 방식에 비해 효과적으로 병변을 치료하는 것이 가능하며, 회복 또한 빠른 속도로 진행되는 장점이 있다.

이와 같이, 본 발명은 상이한 파장을 갖는 적어도 2개 이상의 광을 조사할 수 있는 광 치료장치를 제공하되, 하나의 광은 국부 면적을 치료하기 위한 용도로 사용하고, 다른 하나의 광은 넓은 면적을 치료하기 위한 용도로 사용함으로써, 다양하고 효과적인 치료가 가능하며, 시술 소요 시간 또한 크게 단축시킬 수 있는 장점이 있다.

다만, 이러한 적용예는 본 발명을 설명하기 위한 일 예에 불과하며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아님을 밝혀둔다. 이 이외에도, 제1 모듈 및 제2 모듈이 타겟 위치에서 광이 조사되는 면적을 조절할 수 있도록, 각 모듈의 내부 광학 소자 중 적어도 하나 이상이 이동 가능하게 설치도록 구성하는 것도 가능하고, 이 외에도 다양한 방식으로 다양한 광 조사 특성을 구성할 수 있음은 물론이다.

이하에서는 도 7을 참조하여 본 실시예에 따른 광 치료장치의 동작 방법 및 이를 이용한 치료 방법에 대해 구체적으로 설명하도록 한다. 도 7은 도 1의 광 치료장치의 동작 방법을 도시한 순서도이다.

우선, 사용자는 광 치료장치가 동작하는 내용을 설정하는 단계(S10)를 진행할 수 있다. 이러한 동작 내용의 설정은 사용자가 컨트롤 패널(110)을 이용하여 각각의 동작 단계의 구동 내용을 구체적으로 설정하는 것도 가능하고, 메모리상에 기 저장된 동작 내용 중 하나를 선택하는 방식으로 진행할 수 있다.

이러한 단계는 일반적으로 환자의 병변을 진단한 후, 이를 치료하기 위한 치료 내용을 설정하는 단계에 해당한다. 따라서, 본 실시예와 같이 제1 모듈이 532nm 파장의 광과 1064nm 파장의 광을 조사할 수 있도록 구성된 경우에는, 본 단계에서 환자의 병변에 고려하여 제1 모듈(200)을 통해 조사되는 광의 파장을 설정할 수 있다. 또한, 제1 모듈(200) 및 제2 모듈(300)을 이용하여 조사되는 광의 구체적인 파라미터 및 조사 회수(N) 등을 설정하는 것이 가능하다.

본 적용예에서는 일 예로서, 피부의 기미 및 홍반을 치료할 수 있도록 제1 모듈(200)을 통해 1064nm의 광을 조사하는 것으로 설정하였으며, 제1 모듈(200)을 이용한 치료 및 제2 모듈(300)을 이용한 치료를 각각 3 세트씩 진행하도록 설정하였다(N=3). 다만, 이는 일 예로서 이 이외에도 환자의 병변에 따라 다양하게 치료 내용을 설정할 수 있음은 물론이다.

광 치료장치의 동작 내용이 설정되면, 제1 동작 단계를 진행한다(S20). 제1 동작 단계는 케이블에 제1 모듈(200)을 체결시킬 상태에서, 제1 모듈(200)을 타겟 위치로 위치시키는 단계 및 해당 타겟 위치로 제1 광을 조사하는 단계를 포함하여 진행할 수 있다.

여기서, 제1 동작 단계는 전술한 바와 같이 제1 모듈을 통해 높은 출력의 제1 광을 협소한 면적에 조사하여 해당 위치의 병변을 치료하는 방식으로 진행된다. 따라서, 제1 모듈을 위치시키는 단계는 치료하고자 하는 기미 또는 홍반의 위치가 제1 팁의 중심에 위치하도록 한다. 그리고, 제1 광을 조사하는 단계는 제1 모듈의 조작부를 이용하여 기 설정된 시간 동안 해당 위치로 제1 광을 조사한다. 이때, 제1 광은 1064nm의 파장을 갖고, 기미 또는 홍반이 위치하는 직경 2mm 내외의 면적으로 조사된다. 다만, 이는 일 예로서 시술 내용 및 시술 부위에 따라 제1 광이 조사되는 조사 면적을 상이하게 구성할 수 있음은 물론이다.

한편, 이러한 제1 동작 단계는 유사한 병변이 나타나고 있는 복수의 위치에 동일한 방식으로 제1 광을 반복하여 조사할 수 있다. 따라서, 소정 위치에 제1 광을 조사한 후, 유사한 병변이 나타나는 다른 위치로 제1 모듈을 위치시킨 후 제1 광을 조사하는 방식으로 복수 회에 걸쳐서 진행할 수 있다.

위와 같은 방식으로 제1 동작 단계가 종료되면, 제2 동작 단계를 진행할 수 있다(S30). 제2 동작 단계는 케이블에서 제1 모듈을 분리한 후 제2 모듈을 체결시킨 상태에서, 제2 모듈을 타겟 위치로 위치시키는 단계 및 해당 타겟 위치로 제2 광을 조사하는 단계를 포함하여 진행할 수 있다.

여기서, 제2 동작 단계는 전술한 바와 같이 제2 모듈을 통해 상대적으로 낮은 출력의 제2 광을 보다 넓은 면적에 조사하여 병변 발생 위치 및 이와 인접한 위치까지도 치료할 수 있는 방식으로 진행된다. 따라서, 제2 모듈을 위치시키는 단계는 치료하고자 하는 기미 또는 홍반이 밀접한 위치 뿐 아니라 이와 인접한 위치로 제2 모듈을 위치시킬 수 있다. 그리고, 제2 광을 조사하는 단계는 제2 모듈의 조작부를 이용하여 기 설정된 시간 동안 해당 위치로 제2 광을 조사한다. 이때, 제2 광은 585nm의 파장을 갖고 직경 5mm 내외의 면적으로 조사된다.

이때, 제2 동작 단계는 치료 영역에 속하는 복수의 위치에 동일한 방식으로 제2 광을 반복하여 조사하는 것도 가능하다. 다만, 제1 동작 단계에서는 특정 위치에 제1 모듈을 고정시키고 제1 광을 조사한 후, 광 조사를 종료한 상태에서 위치를 이동시키고 다시 광을 조사하였던 것에 비해, 제2 광은 제1 광과 달리 단위 면적당 낮은 에너지를 전달하도록 조사되므로, 제2 광이 조사되는 상태에서 위치를 변경하면서 여러 위치로 광을 조사하는 것이 가능하다. 따라서, 제2 동작 단계에서 제2 광을 조사하는 시간(레이저 펄스가 반복하여 제공되는 시간)은 제1 동작 단계에서 제1 광을 조사하는 시간에 비해 길게 설정될 수 있다.

이러한 제1 동작 단계 및 제2 동작 단계는 치료 내용에 따라 각각 단수 회씩 진행되는 것도 가능하나, 본 실시예와 같이 3회씩 반복하도록 설정된 경우에는 제1 동작 단계 및 제2 동작 단계를 추가적으로 2회에 걸쳐 반복 진행한 후 종료될 수 있다.

이 경우, 기미 및 홍반의 치료에 효과가 있는 1064nm 파장을 이용하여 국소 위치를 치료하고, 헤모글로빈 및 멜라닌에 대한 흡수성이 높은 585nm 파장을 이용하여 기미 및 홍반 치료를 보완함으로써 치료 효과가 개선될 뿐 아니라, 585nm 파장으로 인접한 부위까지 에너지를 제공함으로써 전반적인 색소 침착을 개선시키고, 치료 부위의 혈관 상태를 호전시킴으로써 병변의 치료 효과 및 회복 기전이 현저하게 개선되는 장점이 있다.

다만, 전술한 동작 방법에서는 제1 모듈에서 1064nm 파장의 광을 조사하여 피부의 기미 및 홍반을 치료하는 방법에 대해 설명하였으나, 이 이외에도 제1 모듈에서 532nm 파장의 광을 조사하여 피부의 잡티를 제거하고 피부톤을 맑게 해주는 시술을 진행하는 것도 가능하다. 이러한 시술은 동작 내용을 결정하는 단계(S10)에서 제1 모듈을 통해 조사되는 광의 파장, 제1 동작 단계와 제2 동작 단계를 진행하는 회수 및 패턴을 설정하여 진행할 수 있으며, 각각의 동작 단계는 앞서 설명한 내용과 유사하게 진행되므로 구체적인 설명은 생략하도록 한다. 다만, 이 경우 또한 잡티를 제거하고 피부톤을 맑게 함에 있어 치료 효과 및 회복 기전이 현저하게 개선되고, 치료 시간 또한 크게 단축되는 장점이 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 광 치료장치는 서로 상이한 2개의 파장의 광을 조사할 수 있도록 구성됨으로써, 다양한 병변에 대한 치료가 가능하며, 각 병변에 대해서도 최적의 에너지를 제공하여 치료 효과를 개선시킬 수 있다.

여기서, 광 치료장치는 2개의 파장의 광 중 하나는 색소 레이저를 이용하여 구성함으로서 구성을 보다 컴팩트하게 하였으나, 색소 레이저의 레이저 다이를 교체 가능하게 구성함으로써 색소 레이저의 단점인 사용 수명의 문제점을 해결할 수 있다.

다만, 본 실시예에서는 Nd:Yag 레이저 및 색소 레이저를 이용하여, 하나의 모듈에서는 1064nm 파장 또는 532nm 파장의 광을 조사하고, 나머지 하나의 모듈에서는 585nm 파장의 광을 조사하도록 구성하였으나, 이는 일 예로서 이 이외에도 다양한 레이저 이득 매질을 이용하여 다양한 파장의 광을 조사할 수 있도록 변경 실시할 수 있음은 물론이다.

또한, 전술한 실시예에서는 구체적으로 서술하지 않았으나, 광 치료장치가 케이블에 제1 모듈 및 제2 모듈을 택일적으로 체결하는 방식으로 구성되므로, 광 치료장치의 디스플레이를 통하여 체결된 모듈의 종류 및 모듈의 체결 상태를 표시하거나, 나아가 설정된 모드와 상이한 종류의 모듈이 체결된 경우에는 이상을 알리거나 레이저가 전달되지 않도록 안전 동작을 수행하는 등의 구성을 부가적으로 실시할 수 있다.

나아가, 본 실시예에서는 제1 모듈 및 제2 모듈이 본체의 케이블에 택일적으로 체결되는 구성을 도시하였으나, 이는 일 예에 불과하며 이 이외에도 다양하게 설계 변경할 수 있음은 물론이다. 예를 들어, 도 8에 도시된 바와 같이, 제1 모듈 및 제2 모듈이 각각 별도의 케이블에 의해 본체에 연결 설치되도록 구성될 수 있다. 이 경우, 본체의 내부에는 제1 공진기로부터 제1 모듈로 광이 전달되는 제1 광 경로 및 제2 모듈로 광이 전달되는 제2 광 경로를 별도로 구성하며, 내부의 일부의 광학 부재(예를 들어, 반사거울 142)가 선택적으로 이동하여 제1 광이 진행하는 경로를 선택적으로 전환시키는 경로전환부의 역할을 수행하도록 구성할 수 있다. 그리고, 이 이외에도 다양한 방식으로 본 발명을 변경 실시할 수 있다.

10 : 광 치료장치 100 : 본체
130 : 제1 공진기 200 : 제1 모듈
300 : 제2 모듈 340 : 제2 공진기
341 : 레이저 다이

Claims

제1 파장의 광을 발생시키는 제1 공진기를 구비한 본체;
상기 본체에 착탈 가능하게 설치되며, 상기 제1 공진기에서 발생된 상기 제1 파장의 광을 전달받아 외부로 조사하는 제1 모듈; 그리고,
상기 본체에 착탈 가능하게 설치되며, 상기 제1 공진기에서 발생된 상기 제1 파장의 광을 이용하여 제2 파장의 광을 발생시키고, 상기 제2 파장의 광을 외부로 조사하는 제2 모듈;을 포함하는 광 치료장치.
제1항에 있어서,
상기 제2 모듈은 상기 제2 파장의 광을 발생시키는 제2 공진기를 구비하고, 상기 제2 공진기는 상기 본체로부터 전달된 상기 제1 파장의 광에 의해 여기되어 상기 제2 파장의 광을 발생시키는 것을 특징으로 하는 광 치료장치.
제2항에 있어서,
상기 제2 공진기는 레이저 다이(laser dye) 및 상기 레이저 다이의 양측에 설치되는 한 쌍의 반사 거울을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 광 치료장치.
제3항에 있어서,
상기 제2 공진기의 상기 레이저 다이(laser dye)는 교체 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 광 치료장치.
제2항에 있어서,
상기 제1 모듈은 1064nm 또는 532nm 파장의 광을 조사하고, 상기 제2 모듈은 585nm의 광을 조사하는 것을 특징으로 하는 광 치료장치.
제2항에 있어서,
상기 제2 모듈을 통해 조사되는 상기 제2 파장의 광은 상기 타겟 위치에서 직경이 4~20mm 인 조사면적을 갖는 것을 특징으로 하는 광 치료장치.
제1항에 있어서,
상기 본체는 상기 제1 모듈 및 상기 제2 모듈이 택일적으로 체결 가능하게 설치되는 체결부를 더 포함하고, 상기 제1 공진기로부터 발생된 상기 제1 파장의 광은 상기 체결부를 통과하여 상기 제1 모듈 또는 상기 제2 모듈로 전달되는 것을 특징으로 하는 광 치료장치.
제2항에 있어서,
상기 본체는 상기 제1 공진기로부터 발생된 상기 제1 파장의 광이 상기 제1 모듈로 전달되는 제1 경로 및 상기 제2 모듈로 전달되는 제2 경로를 포함하여 구성되며, 상기 제1 파장의 광이 상기 제1 경로와 상기 제2 경로 중 어느 하나의 경로를 통해 전달되게 하는 경로조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 치료장치.
본체에 구비된 제1 공진기를 구동하여, 상기 제1 공진기로부터 발생되는 제1 파장의 광을 제1 모듈을 통해 외부로 조사하는 제1 동작 단계; 그리고,
상기 제1 공진기로부터 발생되는 상기 제1 파장의 광을 제2 모듈로 전달하고, 상기 제2 모듈에서 상기 제1 파장의 광을 이용하여 제2 파장의 광을 발생시켜 외부로 조사하는 제2 동작 단계;를 포함하는 광 치료장치의 동작 방법.
제9항에 있어서,
상기 제2 모듈은 상기 제2 파장의 광을 발생시키는 제2 공진기를 구비하고, 상기 제2 동작단계는 상기 제2 모듈의 상기 제2 공진기가 상기 제1 공진기로부터 전달된 상기 제1 파장의 광에 의해 여기되어 상기 제2 파장의 광을 발생시키는 것을 특징으로 하는 광 치료장치의 동작 방법.
제10항에 있어서,
상기 제2 공진기는 레이저 다이(laser dye) 및 상기 레이저 다이의 양측에 설치되는 한 쌍의 반사거울을 포함하여 구성되며, 상기 레이저 다이는 교체 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 광 치료장치의 동작 방법
제10항에 있어서,
상기 제1 동작 단계는 상기 제1 모듈을 통해 1064nm 또는 532nm의 광을 조사하고, 상기 제2 동작 단계는 상기 제2 모듈을 통해 585nm의 광을 조사하는 것을 특징으로 하는 광 치료장치의 동작 방법.
제10항에 있어서,
상기 제2 동작 단계에서 상기 제2 파장의 광은 상기 타겟 위치에서 직경이 4~20mm 인 조사 면적을 갖도록 조사되는 것을 특징으로 하는 광 치료장치의 동작 방법.
제1 공진기를 구동하여, 제1 파장의 광을 조직에 조사하는 단계;
상기 제1 파장의 광을 이용하여 제2 공진기를 여기시켜 제2 파장의 광을 발생시키고, 상기 제2 파장의 광을 상기 조직에 조사하는 단계를 포함하는 광 치료장치를 이용한 치료방법.
제14항에 있어서,
상기 제1 파장의 광은 1064nm 또는 532nm의 파장을 갖는 광이고, 상기 제2 파장의 광은 585nm의 파장을 갖는 광인 것을 특징으로 하는 광 치료장치를 이용한 치료방법.
제14항에 있어서,
제2 파장의 광은 상기 타겟 위치에서 직경이 4~20mm 인 조사 면적을 갖도록 조사되는 것을 특징으로 하는 광 치료장치를 이용한 치료방법.