KR20140092121A - 초음파 치료 장치를 냉각하는 방법 및 이를 이용한 초음파 치료 장치 - Google Patents

초음파 치료 장치를 냉각하는 방법 및 이를 이용한 초음파 치료 장치 Download PDF

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Abstract

대상체에 초음파를 조사하는 트랜스듀서, 초음파의 조사 방향에 위치하고, 트랜스듀서와 함께 냉각 유체가 순환되는 공간을 형성하는 멤브레인(membrane), 멤브레인에 접촉되는 환자의 피부의 온도를 측정하는 제 1 온도 센서, 트랜스듀서의 온도를 측정하는 제 2 온도 센서 및 측정된 트랜스듀서의 온도와 피부의 온도에 기초하여, 냉각 유체를 순환시키는 냉각 시스템을 포함하는 초음파 치료 장치를 개시한다.

Description

초음파 치료 장치를 냉각하는 방법 및 이를 이용한 초음파 치료 장치{Method for cooling ultrasound treatment apparatus, ultrasound treatment apparatus by using the same }
초음파 치료 장치를 냉각하는 방법 및 이를 이용한 초음파 치료 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 초음파를 조사하는 트랜스듀서의 온도와 멤브레인에 접촉되는 환자의 피부의 온도에 기초하여, 트랜스듀서와 멤브레인의 사이의 공간에 냉각 유체를 순환시킴으로써, 초음파 치료 장치를 냉각하는 방법 및 이를 이용한 초음파 치료 장치에 관한 것이다.
의학의 발달과 더불어 종양에 대한 국소치료는 최근 최소 침습적 수술에서 더 나아가 비침습적 수술이 사용되고 있다. 비침습적 수술법 중에서 고강도 집속 초음파(high intentsity focused ultrasound, HIFU) 치료는 음파를 이용함으로써 인체에 무해하다는 장점으로 인해 널리 사용되고 있다. 고강도 집속 초음파 치료란 인체 내부의 병변에 고강도의 초음파를 집속하여 조사함으로써 병변 조직을 괴사시키는 방식의 치료 방법이다. 즉, 대상체의 조직에 병변이 생긴 경우, 치료용 초음파 장치를 통해 치료용 초음파를 병변에 조사하여 열상(lesion)을 만들고, 진단용 초음파 장치를 통해 병변을 포함한 조직에 대한 초음파 영상들을 획득하여 치료가 완료되었는지 여부를 진단한다.
고강도 집속 초음파 치료의 경우, 고강도이고 연속적인 초음파 조사로 인하여 초음파를 발생시켜 조사하는 트랜스듀서가 가열되기 때문에, 트랜스듀서의 온도 상승을 방지하는 것에 관한 연구가 있었다.
초음파를 발생하여 조사하는 트랜스듀서와 초음파 치료 장치에 접촉되는 환자의 피부의 온도를 저감시키기 위한 초음파 치료 장치를 냉각하는 방법 및 이를 이용한 초음파 치료 장치를 제공하는 데 있다. 또한, 이와 같은 초음파 치료 장치를 냉각하는 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는 데 있다. 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 실시예들로부터 또 다른 기술적 과제들이 유추될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 초음파 치료 장치는, 대상체에 초음파를 조사하는 트랜스듀서(transducer), 상기 초음파의 조사 방향에 위치하고, 상기 트랜스듀서와 함께 냉각 유체가 순환되는 공간을 형성하는 멤브레인(membrane), 상기 멤브레인에 접촉되는 환자의 피부의 온도를 측정하는 제 1 온도 센서, 상기 트랜스듀서의 온도를 측정하는 제 2 온도 센서 및 상기 측정된 상기 트랜스듀서의 온도와 상기 피부위 온도에 기초하여, 상기 냉각 유체를 순환시키는 냉각 시스템을 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 초음파 치료 장치를 냉각하는 방법은, 대상체에 초음파를 조사하는 트랜스듀서(transducer)와 상기 트랜스듀서와 함께 냉각 유체가 순환되는 공간을 형성하는 멤브레인(membrane)을 구비하는 초음파 치료 장치를 냉각하는 방법에 있어서, 상기 멤브레인에 접촉되는 환자의 피부의 온도를 측정하는 단계, 상기 트랜스듀서의 온도를 측정하는 단계 및 상기 측정된 상기 트랜스듀서의 온도와 상기 피부의 온도에 기초하여, 상기 냉각 유체를 순환시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따라 초음파 치료 장치를 냉각하는 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체가 제공된다.
트랜스듀서 뿐만 아니라 초음파 치료 장치에 접촉되는 환자의 피부 온도도 일정하게 유지할 수 있다.
도 1은 초음파 치료 및 진단 시스템의 구성도이다.
도 2는 초음파 치료 장치의 상세 구성도이다.
도 3은 초음파 치료 장치의 헤더부의 외관을 나타낸 사시도이다.
도 4는 초음파 치료 장치의 헤더부에 대한 실시예들의 단면도이다.
도 5는 초음파 치료 장치의 헤더부에서 발생하는 열 전도를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 초음파 치료 장치를 냉각하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 7은 도 6의 620 단계에 해당하는 상세 흐름도이다.
도 8은 도 6의 630 단계에 해당하는 상세 흐름도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명을 한정하지 아니하고 오로지 예시를 위한 실시예에 의해 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 하기 실시예는 본 발명을 구체화하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리 범위를 제한하거나 한정하는 것이 아님은 물론이다. 본 발명의 상세한 설명 및 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가가 용이하게 유추할 수 있는 것은 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로 해석된다.
도 1은 초음파 치료 및 진단 시스템의 구성도이다. 도 1을 참고하면, 초음파 치료 및 진단 시스템(100)은 초음파 치료 장치(110), 초음파 영상 처리 장치(120) 그리고 영상 표시 장치(130)로 구성된다. 도 1은 초음파 치료 및 진단 시스템(100)의 전체 구조를 개략적으로 도시한 도면으로써, 도 1에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성 요소들이 더 포함될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다. 또한, 초음파 치료 및 진단 시스템(100)을 구성하는 각 장치들은 도 1에 도시된 바와 달리 물리적으로 분리되어 있지 않고 통합된 형태일 수 있다.
초음파를 이용한 치료 및 진단 시스템(100)은 대상체에 종양과 같은 병변이 생긴 경우, 초음파 치료 장치(110)를 통해 치료용 초음파를 병변에 조사하여 열상(lesion)을 만들고, 진단용 초음파를 병변을 포함한 조직에 조사한 후 반사되는 에코 신호를 수신하여, 병변을 포함한 조직에 대한 영상들을 생성하여 표시함으로써, 의사와 같은 전문가들이 병변에 대한 치료가 완료되었는지 여부를 판단할 수 있게 도와준다.
초음파 치료 장치(110)는 병변을 향하여 치료용 초음파를 조사하여 병변 조직을 괴사시킴으로써, 환자를 치료한다. 치료용 초음파로는 고강도의 집속 초음파인 HIFU(high intensity focused ultrasound)가 이용될 수 있다. 진단용 초음파를 조사하는 진단용 프로브(probe)의 경우, 초음파 치료 장치(110)에 통합된 형태일 수도 있고, 별도의 진단용 초음파 장치로서 구성될 수도 있다. 병변을 포함한 조직에 대하여 진단용 초음파를 조사하고, 조사된 진단용 초음파가 반사된 에코 신호를 수신한다. 에코 신호는 초음파 영상을 생성하는 것 외에도, 병변을 포함한 조직의 온도 변화를 모니터링하는데 이용될 수 있다. 본 발명에 따른 초음파 치료 장치의 동작 및 기능에 대해서는 도 2와 함께 아래에서 상세히 설명하도록 한다.
초음파 영상 처리 장치(120)는 사용자로부터 명령을 입력받아, 초음파 치료 장치(110)를 제어하는 신호를 생성하고, 진단용 프로브에 수신된 에코 신호를 이용하여 병변을 포함한 조직에 대한 영상들을 생성한다.
영상 표시 장치(130)는 초음파 영상 처리 장치(120)로부터 생성된 영상들에 관한 신호를 입력받고 초음파 영상 또는 온도 영상 등을 디스플레이부에 표시한다.
도 2는 초음파 치료 장치의 상세 구성도이다. 도 2를 참고하면, 초음파 치료 장치(110)는 크게 헤더부(200)와 냉각 시스템(230)으로 구성된다. 헤더부(200)는 트랜스듀서(210), 멤브레인(220), 온도 센서(225)(이하, 제 1 온도 센서), 온도 센서(215)(이하, 제 2 온도 센서)로 나누어 볼 수 있다. 냉각 시스템(230)은 제1 데이터 수집부(232), 제2 데이터 수집부(233), 냉각기 제어부(234), 냉각기(236), 펌프(238)로 나누어 볼 수 있다. 도 2에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성 요소들이 더 포함될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
트랜스듀서(210)는 초음파를 발생시켜 대상체에 초음파를 조사한다. 대상체란 환자(290)의 체내에 있는 병변과 같은 조직을 말한다. 트랜스듀서(210)는 전기 에너지를 초음파로 변환하거나 반대로 초음파를 전기 에너지로 변환하는 초음파 진동자(piezo resonator)를 내장한다. 이때, 초음파 진동자는 복수 개 일수 있으며, 이에 따라 트랜스듀서(210)는 수 개의 초음파 진동자를 연결한 어레이 형태, n x m의 메트릭스 형태 또는 초음파 진동자를 원형으로 밀집시킨 형태 등이 될 수 있다. 고강도 집속 초음파를 조사하는 경우, 조사되는 초음파의 초점을 한 곳에 집속시키기 위하여, 트랜스듀서(210)는 호의 모양 또는 파라볼라 안테나와 같은 오목한 접시 모양이 될 수 있다. 또한 수 개의 분리된 트랜스듀서(210)가 하나의 초점에 초음파를 조사하는 형태가 될 수도 있다. 트랜스듀서(210)는 하우징(미도시) 내부에 장착된다. 트랜스듀서(210)에서 조사된 초음파가 지나는 경로에 의해 콘빔(con-beam) 형태의 초음파 빔이 형성될 수 있다.
멤브레인(220)은 트랜스듀서(210)가 조사하는 초음파의 조사 방향에 위치하고, 트랜스듀서(210)와 함께 냉각 유체가 순환되는 공간을 형성한다. 멤브레인(220)은 냉각 유체가 투과하지 못하는 막으로써, 탄성의 재질일 수 있다. 탄성의 재질일 경우, 멤브레인(220)이 환자(290)의 피부에 닿는 접촉률을 증대시킬 수 있다. 멤브레인(220)의 일 측면은 환자(290)의 피부에 접촉되며, 다른 측면은 냉각 유체와 접촉된다.
제 1 온도 센서(225)는 멤브레인(220)에 접촉되는 환자(290)의 피부의 온도를 측정한다. 트랜스듀서(210)가 환자(290)의 체내에 있는 병변과 같은 대상체에 초음파를 조사하는 경우, 환자(290)의 피부를 투과하게 되는데, 연속적인 초음파 조사에 의해 초음파 치료 장치(110)에 접촉하는 환자(290)의 피부가 가열되어 피부의 온도가 상승한다. 환자(290)가 열로 인한 상처를 입지 않도록 피부의 온도를 모니터링 할 필요가 있다.
제 1 온도 센서(225)는 환자(290)의 피부가 멤브레인(220)에 직접 접촉되는 멤브레인(220)의 일 측면에 위치하고, 트랜스듀서(210)에서 조사되는 초음파가 지나는 경로에 의해 형성되는 초음파 빔의 내부에 위치한다. 또한, 제 1 온도 센서(225)는 복수 개일 수 있으며, 이때, 멤브레인(220)에 접촉되는 환자(290)의 피부의 온도를 골고루 측정하기 위하여 멤브레인(220)의 일 측면에 서로 일정한 간격을 두고 배치될 수 있다. 제 1 온도 센서(225)의 사이즈는 트랜스듀서(210)에서 조사되는 초음파에 영향을 미치지 않고, 또한 영향을 받지 않는 범위 내의 사이즈여야 하고, 바람직하게는 초음파 파장의 1/4 크기보다 작은 초소형 온도 센서여야 한다. 즉, 초음파에 대하여 투명하다(transparent)라고 전제할 수 있는 크기는 초음파 파장의 크기보다 1/4 이하인 경우이다. 예를 들어, 초음파의 주파수가 1MHz이고, 이 초음파가 soft tissue인 환자(290)의 몸을 통과하는 경우, soft tissue에서의 음속은 1540 m/s이므로 초음파의 파장은 1.54 mm가 되고, 이때 온도 센서가 1.54 mm의 1/4인 0.385 mm보다 작다면 초음파에 영향을 미치거나 받지 않는다.
제 1 온도 센서(225)를 두어 멤브레인(220)에 접촉되는 환자(290)의 피부의 온도를 획득하여 이를 초음파 치료 장치의 냉각에 이용함으로써, 고출력의 고강도 집속 초음파 조사시 또는 연속적인 초음파 조사 시 환자(290)의 피부에 누적되는 열을 줄여주고, 환자(290)가 편안한 상태에서 치료를 받을 수 있도록 할 수 있다. 또한, 기존에 비하여, 연속적인 초음파 조사가 가능하게 하면서도, 환자(290)의 피부를 진정시키는 쿨링 시간이 덜 소모되어 전체적인 초음파 시술 시간을 줄일 수 있다.
제 2 온도 센서(215)는 트랜스듀서(210)의 온도를 측정한다. 트랜스듀서(210)에서 조사되는 초음파에 의해 트랜스듀서(210)가 가열되는데, 이때 트랜스듀서(210)의 온도를 측정하기 위함이다. 특히, 혈관과다성의(hypervascular) 종양에는 고강도 집속 초음파를 고출력으로 조사할 필요가 있는데, 이와 같은 경우, 트랜스듀서(210)에 쉽게 열이 발생하여, 트랜스듀서(210)의 온도를 상승시킨다. 트랜스듀서(210)의 경우 동작을 위한 한계 온도가 존재하며, 한계 온도 미만에서 초음파가 조사되도록 제어하여야 하므로, 트랜스듀서(210)의 온도를 측정할 필요가 있다. 또한, 제 2 온도 센서(215)는 복수 개일 수 있으며, 이때, 트랜스듀서(210)의 온도를 골고루 측정하기 위하여 트랜스듀서(210)의 일 측면에 서로 일정한 간격을 두고 배치될 수 있다.
제1 데이터 수집부(232)는 제 1 온도 센서(225)에서 측정된 적어도 하나의, 환자(290)의 피부의 온도를 획득한다. 일정한 시간 간격으로 제 1 온도 센서(225)로부터 측정된 환자(290)의 피부의 온도를 획득하고, 이를 냉각기 제어부(234)로 전달한다. 만약, 제 1 온도 센서(225)로부터 획득한 온도의 개수가 복수 개이면, 획득한 온도들의 평균값, 측정된 온도들 중 최고 온도의 값, 및 사용자가 선택한 위치의 제 1 온도 센서(225)로부터 측정된 온도 값 중 어느 하나를 상기 냉각기 제어부(234)에 전달한다.
제2 데이터 수집부(233)는 제 2 온도 센서(215)에서 측정된 적어도 하나의, 트랜스듀서(210)의 온도를 획득한다. 일정한 시간 간격으로 제 2 온도 센서(215)로부터 측정된 트랜스듀서(210)의 온도를 획득하고, 이를 냉각기 제어부(234)로 전달한다. 만약, 제 2 온도 센서(215)로부터 획득한 온도의 개수가 복수 개이면, 획득한 온도들의 평균값, 측정된 온도들 중 최고 온도의 값, 및 사용자가 선택한 위치의 제 2 온도 센서(215)로부터 측정된 온도 값 중 어느 하나를 상기 냉각기 제어부(234)에 전달한다.
냉각기 제어부(234)는 환자(290)의 피부의 온도와 측정된 트랜스듀서(210)의 온도에 기초하여, 냉각 유체의 순환을 제어한다. 구체적으로, 환자(290)의 피부의 온도 또는 측정된 트랜스듀서(210)의 온도를 냉각 여부의 기준이 되는 소정의 임계 온도와 비교하여, 비교 결과에 따라 냉각 유체의 온도 또는 유량을 결정함으로써 냉각 유체의 순환을 제어한다.
예를 들어, 제 1 온도 센서(225)에 의해 측정된 환자(290)의 피부의 온도와 제 2 온도 센서(215)에 의해 측정된 트랜스듀서(210)의 온도 중 높은 온도의 값을 가지는 것과 냉각 여부의 기준이 되는 소정의 임계 온도를 비교하여, 냉각 유체의 온도 또는 유량을 결정할 수 있다. 이때, 냉각 여부의 기준이 되는 소정의 임계 온도는 일반적으로 열감에 의해 통증이 유발되는 최저 온도와 트랜스듀서(210)의 정상적인 동작을 위한 한계 온도 중 낮은 온도가 될 수 있다. 비교 결과, 제 1 온도 센서(225)에 의해 측정된 환자(290)의 피부의 온도와 제 2 온도 센서(215)에 의해 측정된 트랜스듀서(210)의 온도 중 높은 온도가 소정의 임계 온도를 초과하는 경우, 냉각기 제어부(234)는 냉각 유체의 온도를 감소시키고 유량은 증가시킨다. 반면, 제 1 온도 센서(225)에 의해 측정된 환자(290)의 피부의 온도와 제 2 온도 센서(215)에 의해 측정된 트랜스듀서(210)의 온도 중 높은 온도가 소정의 임계 온도의 미만인 경우, 상기 냉각 유체의 유량을 감소시키며, 소정의 임계 온도와 같은 경우, 현재 냉각 유체의 순환을 유지시킨다.
또 다른 예로써, 냉각 여부의 기준이 되는 소정의 임계 온도가 복수 개일 수도 있다. 예를 들어, 제 1 임계 온도가 열감에 의해 통증이 유발되는 최저 온도이고, 제 2 임계 온도가 트랜스듀서(210)의 정상적인 동작을 위한 한계 온도인 경우, 냉각기 제어부(234)는, 측정된 환자(290)의 피부의 온도와 트랜스듀서(210)의 온도를 각각 제 1 임계 온도와 제 2 임계 온도와 비교하여 냉각 유체의 온도 또는 유량을 결정하는데 이용할 수 있다. 이 중 어느 비교 결과가 제 1 임계 온도 또는 제 2 임계 온도를 초과하는 경우, 냉각 유체의 온도를 감소시키고 유량은 증가시키며, 비교 결과, 제 1 임계 온도 및 상기 제 2 임계 온도와 각각 같은 경우, 현재 냉각 유체의 순환을 유지시키며, 그 외의 경우, 냉각 유체의 유량을 감소시키도록 할 수 있다.
한편, 냉각기 제어부(234)는 트랜스듀서(210)와 멤브레인(220)에 의해 형성되는 냉각 유체가 순환되는 공간에서 냉각 유체가 유입되는 주입구 쪽과 냉각 유체가 배출되는 배출구 쪽에 위치한 온도 센서(미도시)로부터 유입되는 냉각 유체의 온도와 배출되는 냉각 유체의 온도를 획득할 수 있고, 배출구 쪽의 유량 센서(미도시)로부터 현재 냉각 유체의 유량을 파악할 수 있으며, 냉각 유체의 온도 및 유량 결정에 이를 이용할 수 있다.
냉각기(236)는 냉각기 제어부(234)에 의해 결정된 냉각 유체의 온도에 따라 냉각 유체를 순환시킨다. 즉, 냉각기 제어부(234)로부터 감소된 냉각 유체의 온도를 전달받으면, 냉각 유체의 온도를 감소시키기 위하여 냉각기(236)의 설정 온도를 낮춘다. 냉각기(236)는 열교환기(heat exchanger), 방열핀(radiation fin), 냉각팬(cooling fan)으로 구성되거나, 냉각 유체가 흐르는 관을 감싸는 냉각판(cooling plate)으로 구성될 수 있다.
펌프(238)는 냉각기 제어부(234)에 의해 결정된 냉각 유체의 유량에 따라 냉각 유체를 순환시킨다. 펌프(238)는 유체를 순환시키기 위하여, 초음파 치료 장치(110)의 헤더부(200) 쪽으로 유체를 흐르게 하는 주입 펌프와 반대로 헤더부(200) 쪽에서 유체가 흘러오도록 하는 배출 펌프가 있으며, 주입 펌프와 배출 펌프가 하나로 통합된 형태의 펌프일 수 있다. 냉각기(236)에 의해 온도가 감소된 냉각 유체에 대하여 유량을 증가시키면, 냉각 유체가 빨리 흐르게 되고, 이에 따라 열 교환이 빨리 진행되어 초음파를 조사하는 트랜스듀서(210)의 온도가 상승하는 것을 막고, 환자(290)의 피부에 접촉하는 멤브레인(220)의 온도가 상승하는 것을 막고, 더 나아가 온도가 감소되도록 하여, 환자(290)의 피부 온도 역시 상승하는 것을 막아준다. 반대로, 유량을 감소시키면, 현재의 상황보다 냉각 유체의 흐름이 둔해지고, 이에 따라 열 교환이 느리게 진행되어 트랜스듀서(210)와 멤브레인(220)의 온도가 상승될 수 있다.
도 3은 초음파 치료 장치의 헤더부의 외관을 나타낸 사시도이다. 도 3에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성 요소들이 더 포함될 수 있으며, 치료 장치의 헤더부(200)의 외관이 변형될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
도 3을 참고하면, 도 3의 초음파 치료 장치의 헤더부(200)에는 원통형의 하우징(270)이 있고, 하우징(270) 내부에 트랜스듀서(210)가 장착된다. 하우징(270)이 원통형인 것은 내부에 장착된 트랜스듀서(210)의 형태가 파라볼라 안테나형이기 때문이다. 하우징(270)의 형태는 트랜스듀서(210)의 형태에 따라 변형될 수 있다. 하우징(270) 내부의 트랜스듀서(210)에서 고강도 집속 초음파가 조사되고 있으며, 도면 3과 같은 콘빔(con-beam) 형태의 초음파 빔이 형성될 수 있다. 초음파가 조사되는 방향으로 하우징(270)의 한쪽 말단부에 멤브레인(220)이 둘러싸고 있으며, 이에 따라 트랜스듀서(210)의 일 측면과 멤브레인(220)의 일 측면, 그리고 하우징(270)의 일부분에 의해 공간이 형성되며, 이 공간으로 냉각 유체의 순환이 이루어진다.
도 3을 참고하면, 콘빔(con-beam) 형태의 초음파 빔의 경로상의 멤브레인(220)의 일 측면에 온도 센서(225)가 부착되어 있으며, 4개의 온도 센서가 등 간격으로 위치하고 있음을 알 수 있다. 또한, 온도 센서에서 획득한 온도 데이터를 전달하기 위하여 각 온도 센서에는 전선이 연결되어 있음을 알 수 있다.
도 4는 초음파 치료 장치의 헤더부에 대한 실시예들의 단면도이다. 도 4(a) 및 도 4(b)는 본 발명의 헤더부(200)에 대한 일실시예들이며, 도 4(a) 및 도 4(b)에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성 요소들이 더 포함될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
도 4(a) 및 도 4(b)에 도시된 헤더부(200)의 단면도는 도 3에 도시된 바와 같은 원통형의 하우징(270)과 파라볼라 안테나형의 트랜스듀서(210)를 가지는 헤더부(200)의 단면도이다.
도 4(a)를 참고하면, 도 4(a)의 헤더부(200)는 트랜스듀서(210), 멤브레인(220), 제 1 온도 센서(225), 제 2 온도 센서(215), 하우징(270), 주입구(280), 배출구(285)로 구성된다. 트랜스듀서(210)의 일 측면에 복수 개의 제 2 온도 센서(215)가 위치하고 있고, 초음파가 조사되는 방향의 다른 측면은 냉각 유체와 접하고 있다. 초음파가 조사되는 방향 쪽에, 하우징(270)의 말단부를 둘러싸는 멤브레인(220)이 있고, 멤브레인(220)의 일 측면은 냉각 유체와 접하고 있으며, 초음파가 조사되는 방향의 다른 측면은 환자(290)의 피부가 접촉된다. 환자(290)의 피부가 접촉되는 멤브레인(220)의 일 측면 중 트랜스듀서(210)로부터 조사된 초음파가 지나는 경로에 의해 형성된 초음파 빔 내부에 해당하는 영역에 복수 개의 제 1 온도 센서(225)가 위치한다. 주입구(280)로 냉각 유체가 유입되어 트랜스듀서(210)와 멤브레인(220)의 온도 상승을 막는다. 냉각 유체는 가열된 트랜스듀서(210)와 멤브레인(220)으로부터 열을 받고, 트랜스듀서(210)와 멤브레인(220)을 냉각 시키며, 배출구(285)로 배출된다. 헤더부(200) 내에서 냉각 유체의 열 전도에 대해서는 도 5와 함께 아래에서 설명하기로 한다.
도 4(a)의 멤브레인(220)은 도시된 바와 같이 아래쪽으로 볼록하게 되어 있어, 환자(290)의 피부와 접촉되는 부분이 틈이 없이 밀착될 수 있는 구조이다.
도 4(b)를 참고하면, 도 4(b)의 헤더부(200)도 트랜스듀서(210), 멤브레인(220), 제 1 온도 센서(225), 제 2 온도 센서(215), 하우징(270), 주입구(280), 배출구(285)로 구성된다. 도 4(a)에서 설명한 내용과 중복되는 내용에 대해서는 설명을 생략한다.
도 4(a)와 달리 도 4(b)의 멤브레인(220)은 환자(290)의 피부와 접촉되는 부분이 평평하게 되어 있다. 도 4(b)와 같은 헤더부(200)를 가지는 초음파 치료 장치(110)는 베드형으로 제공될 수 있다. 즉, 환자(290)가 눕는 베드 내부에 내장되어 환자(290)가 누워 있는 윗쪽 방향으로 초음파를 조사하는 경우에 이용될 수 있다.
도 5는 초음파 치료 장치의 헤더부에서 발생하는 열 전도를 설명하기 위한 도면이다. 냉각 유체에 의한 냉각 효과의 원리를 설명하기 위한 도면으로서, 설명의 편의상 멤브레인(220)으로부터 전달되는 열류량(heat flow, [W]), 트랜스듀서(210)로부터 전달되는 열류량, 그리고 냉각 유체가 흡수하는 열류량만을 고려하여 냉각 유체에 출입하는 열류량을 설명한다.
먼저, 멤브레인(220)으로부터 전달되는 열류량
Figure pat00001
은 멤브레인(220)의 일 측면에 접촉되는 환자(290)의 피부의 온도에 의해 멤브레인(220)을 통하여 냉각 매체에 전도되는 열류량을 말한다. 도 5를 참고하면, 환자(290)의 피부에 멤브레인(220)의 일 측면이 접촉되어 있고, 멤브레인(220)과 환자(290)의 피부 사이에 피부의 온도를 측정하기 위한 적어도 하나의 제 1 온도 센서(225)가 위치하고 있음을 알 수 있다. 멤브레인(220)으로부터 전달되는 열류량
Figure pat00002
은 다음과 같은 식으로 표현될 수 있다.
Figure pat00003
여기서,
Figure pat00004
은 멤브레인(220)의 열 전도도(thermal conductivity, [W/m·k]), 은 멤브레인(220)이 냉각 유체와 접촉하는 접촉 면적(contacting area, [m²]),
Figure pat00006
은 환자(290)의 피부의 온도([K]),
Figure pat00007
은 주입구(280)로 유입되는 냉각 유체의 온도([K]),
Figure pat00008
은 멤브레인(220)의 두께([m])를 말한다.
트랜스듀서(210)로부터 전달되는 열류량
Figure pat00009
는 가열된 트랜스듀서(210)로부터 냉각 유체에 전도되는 열류량을 말한다. 도 5를 참고하면, 가열된 트랜스듀서(210)의 일 측면에 트랜스듀서(210)의 온도를 측정하기 위한 적어도 하나의 제 2 온도 센서(215)가 위치하고 있고, 다른 측면에 냉각 유체가 접촉되어 있음을 알 수 있다. 트랜스듀서(210)로부터 전달되는 열류량
Figure pat00010
는 다음과 같은 식으로 표현될 수 있다.
Figure pat00011
여기서
Figure pat00012
는 트랜스듀서(210)의 열 전도도,
Figure pat00013
는 트랜스듀서(210)가 냉각 유체와 접촉하는 접촉 면적,
Figure pat00014
는 트랜스듀서(210)의 온도,
Figure pat00015
은 유입되는 냉각 유체의 온도,
Figure pat00016
는 트랜스듀서(210)의 두께를 말한다.
냉각 유체가 흡수하는 열류량
Figure pat00017
는 멤브레인(220)과 트랜스듀서(210)로부터 전달받는 열류량으로서, 냉각 유체가 흡수하는 열류량
Figure pat00018
는 다음과 같은 식으로 표현될 수 있다.
Figure pat00019
여기서,
Figure pat00020
는 냉각 유체의 유량(flow rate, [L/s])을 의미하고,
Figure pat00021
는 비열(specific heat, [Kcal/Kg·K]),
Figure pat00022
는 배출구(285)로 배출되는 냉각 유체의 온도,
Figure pat00023
은 유입되는 냉각 유체의 온도를 말한다.
멤브레인(220)으로부터 전달되는 열류량
Figure pat00024
, 트랜스듀서(210)로부터 전달되는 열류량
Figure pat00025
, 그리고 냉각 유체가 흡수하는 열류량
Figure pat00026
간에는 에너지 보존의 법칙에 따라 다음과 같은 식이 성립된다.
Figure pat00027
만약, 멤브레인(220)에 접촉되는 환자(290)의 피부의 온도
Figure pat00028
과 트랜스듀서(210)의 온도
Figure pat00029
가 모두 증가하면, 위의 수학식 4의 우변의 값이 커지게 되므로, 수학식 4가 성립되려면 수학식 4의 좌변의 값도 커져야 한다. 수학식 3에서 보면, 냉각 유체의 유량
Figure pat00030
와 유입되는 냉각 유체의 온도
Figure pat00031
은 이미 설정되어 있는 값이고, 냉각 유체의 비열
Figure pat00032
의 경우 고유한 특성 값으로 변하지 않기 때문에, 결과적으로 배출구(285)로 배출되는 냉각 유체의 온도
Figure pat00033
값이 커지게 된다. 다만, 이미 설정되어 있는 값인 냉각 유체의 유량
Figure pat00034
와 유입되는 냉각 유체의 온도
Figure pat00035
의 설정을 변경할 수 있다면, 이를 변경함으로써 냉각 유체에 의한 냉각 효과를 가져올 수 있음을 알 수 있다. 본 발명의 냉각 시스템(230)에서는 냉각 유체의 온도와 냉각 유체의 유량을 조절함으로써, 냉각 유체에 의한 냉각 효과로 트랜스듀서(210)의 온도와 환자(290)의 피부의 온도를 제어하고, 이를 위하여, 멤브레인(220)에 접촉되는 환자(290)의 피부의 온도
Figure pat00036
과 트랜스듀서(210)의 온도
Figure pat00037
를 각각 제 1 온도 센서(225)와 제 2 온도 센서(215)에 의해 측정한다.
도 6은 초음파 치료 장치를 냉각하는 방법을 나타낸 흐름도이다. 이하 생략된 내용이라 하더라도 초음파 치료 장치(110)에 관하여 이상에서 기술된 내용은 초음파 치료 장치를 냉각하는 방법에도 적용된다.
610 단계에서, 대상체에 초음파를 조사한다. 트랜스듀서(210)에서 발생된 초음파를 병변에 해당하는 대상체에 조사한다. 이때, 초음파는 고강도 집속 초음파가 될 수 있다.
620 단계에서, 멤브레인(220)에 접촉되는 환자(290) 피부의 온도와 트랜스듀서(210)의 온도를 측정한다. 멤브레인(220)에 접촉되는 환자(290) 피부의 온도와 트랜스듀서(210)의 온도는 각각 별개의 온도 센서들을 이용하여, 동시에 측정할 수 있다. 특히, 멥브레인(220)에 접촉되는 환자(290) 피부의 온도를 측정하는 경우, 초음파가 조사되는 경로상의 환자(290) 피부에 온도 센서를 직접 접촉하여 측정하는 것이 바람직하다. 멤브레인(220)에 접촉되는 환자(290) 피부의 온도와 트랜스듀서(210)의 온도를 측정하는 온도 센서들은 적어도 하나 이상이며, 온도 센서들을 이용하여 멤브레인(220)에 접촉되는 환자(290) 피부의 온도와 트랜스듀서(210)의 온도를 측정하는 것에 대하여 도 7을 참고하여 설명한다.
도 7은 도 6의 620 단계에 해당하는 상세 흐름도이다. 멤브레인(220)에 접촉되는 환자(290) 피부의 온도와 트랜스듀서(210)의 온도를 측정하는 온도 센서가 각각 적어도 하나 이상인 경우, 온도 측정에 대하여 설명한다.
710-1 단계에서, 적어도 하나의 제 1 온도 센서(225)를 이용하여, 환자(290)의 피부의 온도를 측정한다. 제 1 온도 센서(225)가 복수 개인 경우, 제 1 온도 센서(225)들은 멤브레인(220)에 서로 일정한 간격을 두고 위치할 수 있다.
720-1 단계에서, 제 1 데이터 수집부(232)는 측정된 환자(290)의 피부의 온도에 대한 대표값
Figure pat00038
를 구한다. 제 1 온도 센서(225)가 하나인 경우, 측정된 온도 값이 바로 대표값
Figure pat00039
가 되고, 제 1 온도 센서(225)가 복수 개인 경우, 대표값
Figure pat00040
는 측정된 환자(290)의 피부의 온도들의 평균값이거나, 측정된 온도들 중 최고 온도의 값이거나, 사용자가 선택한 위치의 제 1 온도 센서(225)에서 측정된 온도 값이 될 수 있다.
710-2 단계에서, 적어도 하나의 제 2 온도 센서(215)를 이용하여, 트랜스듀서(210)의 온도를 측정한다. 제 2 온도 센서(215)가 복수 개인 경우, 제 2 온도 센서(215)들은 트랜스듀서(210)에 서로 일정한 간격을 두고 위치할 수 있다.
720-2 단계에서, 제 2 데이터 수집부(233)는 측정된 트랜스듀서(210)의 온도에 대한 대표값
Figure pat00041
를 구한다. 제 2 온도 센서(215)가 하나인 경우, 측정된 온도 값이 바로 대표값
Figure pat00042
가 되고, 제 2 온도 센서(215)가 복수 개인 경우, 대표값
Figure pat00043
는 측정된 트랜스듀서(210)의 온도들의 평균값이거나, 측정된 온도들 중 최고 온도의 값이거나, 사용자가 선택한 위치의 제 2 온도 센서(215)에서 측정된 온도 값이 될 수 있다.
다시 도 6을 참고하면, 630 단계에서, 측정된 상기 트랜스듀서(210)의 온도와 상기 환자(290)의 피부의 온도에 기초하여, 냉각 유체의 온도 또는 유량을 결정한다. 즉, 측정된 트랜스듀서(210)의 온도 또는 환자(290)의 피부의 온도를 냉각 여부의 기준이 되는 소정의 임계 온도와 비교하여, 비교 결과에 따라 상기 냉각 유체의 온도 또는 유량을 결정한다. 이때, 냉각 여부의 기준이 되는 소정의 임계 온도는 트랜스듀서(210)의 정상적인 동작을 위한 한계 온도와 열감에 의해 통증이 유발되는 최저 온도 중 낮은 온도가 될 수 있다. 냉각 유체의 온도 또는 유량을 결정하는 방식을 도 8을 이용하여 설명한다.
도 8은 도 6의 630 단계에 해당하는 상세 흐름도이다. 도 8은 냉각 유체의 온도 또는 유량을 결정하는 일 실시예이며, 본 발명의 냉각 유체의 온도 또는 유량을 결정하는 방식이 이에 한정되지 않음은 물론이다.
810 단계에서, 측정된 환자(290)의 피부의 온도와 트랜스듀서(210)의 온도 중 높은 온도의 값을 가지는 것을 냉각 여부의 기준이 되는 소정의 임계 온도와 비교할 대상으로 선정한다. 제 1 온도 센서(225)와 제 2 온도 센서(215)가 각각 복수 개인 경우, 제 1 데이터 수집부(232)로부터 획득한 환자(290)의 피부의 온도에 대한 대표값
Figure pat00044
와 제 2 데이터 수집부(233)로부터 획득한 트랜스듀서(210)의 온도에 대한 대표값
Figure pat00045
를 비교하여, 높은 온도의 값을 가지는 것을 소정의 임계 온도와 비교할 대상
Figure pat00046
로 선정할 수 있다.
820 단계 및 840 단계에서 선정된 온도값
Figure pat00047
와 소정의 임계 온도
Figure pat00048
의 크기를 비교한다. 이때, 소정의 임계 온도
Figure pat00049
은 열감에 의해 통증이 유발되는 최저 온도와 트랜스듀서(210)의 정상적인 동작을 위한 한계 온도 중 낮은 온도일 수 있다.
830 단계에서, 비교 결과, 선정된 온도값
Figure pat00050
가 소정의 임계 온도
Figure pat00051
를 초과하는 경우, 냉각 유체의 온도를 감소시키고 유량은 증가시킨다.
850 단계에서, 비교 결과, 선정된 온도값
Figure pat00052
가 소정의 임계 온도
Figure pat00053
미만인 경우, 냉각 유체의 유량을 감소시킨다.
만약, 비교 결과, 선정된 온도값
Figure pat00054
가 소정의 임계 온도
Figure pat00055
과 같은 경우, 현재 냉각 유체의 순환은 유지된다.
도 8에 도시된 바와 달리, 냉각 여부의 기준이 되는 소정의 임계 온도가 복수 개인 경우, 예를 들어, 제 1 임계 온도가 열감에 의해 통증이 유발되는 최저 온도이고, 제 2 임계 온도가 트랜스듀서(210)의 정상적인 동작을 위한 한계 온도인 경우, 도 8의 810 단계는 불필요하고, 도 8의 820 단계와 840 단계에서는 제 1 데이터 수집부(232)로부터 획득한 환자(290)의 피부의 온도 중 대표값
Figure pat00056
과 제 2 데이터 수집부(233)로부터 획득한 트랜스듀서(210)의 온도 중 대표값
Figure pat00057
을 각각 제 1 임계 온도와 제 2 임계 온도와 비교하여, 냉각 유체의 온도 또는 유량을 결정하는데 이용할 수 있다. 이 중 어느 비교 결과가 제 1 임계 온도 또는 제 2 임계 온도를 초과하는 경우, 냉각 유체의 온도를 감소시키고 유량은 증가시키며, 비교 결과, 제 1 임계 온도 및 상기 제 2 임계 온도와 각각 같은 경우, 현재 냉각 유체의 순환을 유지시키며, 그 외의 경우, 냉각 유체의 유량을 감소시키도록 할 수 있다.
다시 도 6을 참고하면, 640 단계에서는 630 단계에서 결정된 냉각 유체의 온도 또는 유량에 따라 냉각 유체를 순환시킨다. 냉각 유체의 온도를 감소시키기 위하여 냉각기(236)의 설정 온도를 낮추거나, 냉각 유체의 유량을 증감시키기 위하여 펌프(238)의 출력을 증감시켜 냉각 유체를 순환시킨다.
한편, 상술한 본 발명의 실시예에 따른 초음파 치료 장치를 냉각하는 방법은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등)와 같은 저장매체를 포함한다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 ... 초음파 치료 및 진단 시스템
110 ... 초음파 치료 장치
120 ... 초음파 영상 처리 장치
130 ... 영상 표시 장치
200 ... 헤더부
210 ... 트랜스듀서
215 ... 온도 센서
220 ... 멤브레인
225 ... 온도 센서
230 ... 냉각 시스템
232 ... 제 1 데이터 수집부
233 ... 제 2 데이터 수집부
234 ... 냉각기 제어부
236 ... 냉각기
238 ... 펌프
270 ... 하우징
280 ... 주입구
285 ... 배출구
290 ... 환자

Claims (19)

  1. 대상체에 초음파를 조사하는 트랜스듀서(transducer);
    상기 초음파의 조사 방향에 위치하고, 상기 트랜스듀서와 함께 냉각 유체가 순환되는 공간을 형성하는 멤브레인(membrane);
    상기 멤브레인에 접촉되는 환자의 피부의 온도를 측정하는 제 1 온도 센서;
    상기 트랜스듀서의 온도를 측정하는 제 2 온도 센서; 및
    상기 측정된 상기 트랜스듀서의 온도와 상기 피부의 온도에 기초하여, 상기 냉각 유체를 순환시키는 냉각 시스템을 포함하는 초음파 치료 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    제 1 온도 센서는,
    상기 환자의 피부가 상기 멤브레인에 직접 접촉되는 상기 멤브레인의 일측면에 위치하고, 상기 초음파가 조사되는 경로에 의해 형성되는 초음파 빔의 내부에 위치하는 초음파 치료 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 온도 센서 및 상기 제 2 온도 센서는 복수 개이고, 상기 제 1 온도 센서들은 상기 트랜스듀서에 서로 일정한 간격을 두고 위치하며, 상기 제 2 온도 센서들은 상기 멤브레인에 서로 일정한 간격을 두고 위치하는 초음파 치료 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 온도 센서의 사이즈는 상기 조사되는 초음파의 파장의 크기의 1/4 이하인 초음파 치료 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉각 시스템은,
    상기 측정된 상기 트랜스듀서의 온도 또는 상기 피부의 온도를 냉각 여부의 기준이 되는 소정의 임계 온도와 비교하여, 비교 결과에 따라 상기 냉각 유체의 온도 또는 유량을 결정하는 냉각기 제어부; 및
    상기 결정된 냉각 유체의 온도 또는 유량에 따라 냉각 유체를 순환시키는 냉각기를 포함하는 초음파 치료 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 냉각기 제어부는,
    상기 측정된 상기 피부의 온도와 상기 트랜스듀서의 온도 중 높은 온도의 값을 가지는 것과 상기 소정의 임계 온도를 비교하여,
    상기 비교 결과, 상기 소정의 임계 온도를 초과하는 경우, 상기 냉각 유체의 온도를 감소시키고 유량은 증가시키며,
    상기 비교 결과, 상기 소정의 임계 온도의 미만인 경우, 상기 냉각 유체의 유량을 감소시키며,
    상기 비교 결과, 상기 소정의 임계 온도와 같은 경우, 현재 냉각 유체의 순환을 유지시키는 초음파 치료 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 소정의 임계 온도는 열감에 의해 통증이 유발되는 최저 온도와 상기 트랜스듀서의 정상적인 동작을 위한 한계 온도 중 낮은 온도인 초음파 치료 장치.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 냉각기 제어부는,
    상기 측정된 상기 피부의 온도와 상기 트랜스듀서의 온도를 각각 제 1 임계 온도와 제 2 임계 온도와 비교하여,
    어느 비교 결과가 상기 제 1 임계 온도 또는 상기 제 2 임계 온도를 초과하는 경우, 상기 냉각 유체의 온도를 감소시키고 유량은 증가시키며,
    비교 결과, 상기 제 1 임계 온도 및 상기 제 2 임계 온도와 각각 같은 경우, 현재 냉각 유체의 순환을 유지시키며,
    그 외의 경우, 상기 냉각 유체의 유량을 감소시키는 초음파 치료 장치.
  9. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 임계 온도는 열감에 의해 통증이 유발되는 최저 온도이고, 상기 제 2 임계 온도는 상기 트랜스듀서의 정상적인 동작을 위한 한계 온도인 초음파 치료 장치.
  10. 제 5 항에 있어서,
    상기 냉각 시스템은,
    상기 제 1 온도 센서에서 측정된 적어도 하나의 상기 피부의 온도를 획득하는 제 1 데이터 수집부; 및
    상기 제 2 온도 센서에서 측정된 적어도 하나의 상기 트랜스듀서의 온도를 획득하는 제 2 데이터 수집부를 더 포함하고,
    상기 제 1 데이터 수집부와 상기 제 2 데이터 수집부는,
    상기 획득한 온도가 복수 개일 때, 획득한 온도들의 평균값, 측정된 온도들 중 최고 온도의 값, 및 사용자가 선택한 위치의 온도 센서로부터 측정된 온도 값 중 어느 하나를 상기 냉각기 제어부에 전달하는 초음파 치료 장치.
  11. 대상체에 초음파를 조사하는 트랜스듀서(transducer)와 상기 트랜스듀서와 함께 냉각 유체가 순환되는 공간을 형성하는 멤브레인(membrane)을 구비하는 초음파 치료 장치를 냉각하는 방법에 있어서,
    상기 멤브레인에 접촉되는 환자의 피부의 온도를 측정하는 단계;
    상기 트랜스듀서의 온도를 측정하는 단계; 및
    상기 측정된 상기 트랜스듀서의 온도와 상기 피부의 온도에 기초하여, 상기 냉각 유체를 순환시키는 단계를 포함하는 초음파 치료 장치를 냉각하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 환자의 피부의 온도를 측정하는 단계는 상기 초음파가 조사되는 경로상의 환자의 피부에 직접 접촉하여 측정하는 초음파 치료 장치를 냉각하는 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 환자의 피부의 온도를 측정하는 단계와 상기 트랜스듀서의 온도를 측정하는 단계는,
    적어도 하나의 온도를 측정하는 단계; 및
    상기 측정된 온도가 복수 개이면 측정된 온도들의 평균값, 측정된 온도들 중 최고 온도의 값, 및 사용자가 선택한 위치의 온도 센서로부터 측정된 온도 값 중 어느 하나를 대표값으로 구하는 단계를 포함하는 초음파 치료 장치를 냉각하는 방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 냉각 유체를 순환시키는 단계는,
    상기 측정된 상기 트랜스듀서의 온도 또는 상기 피부의 온도를 냉각 여부의 기준이 되는 소정의 임계 온도와 비교하여, 비교 결과에 따라 상기 냉각 유체의 온도 또는 유량을 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 냉각 유체의 온도 또는 유량에 따라 냉각 유체를 순환시키는 단계를 포함하는 초음파 치료 장치를 냉각하는 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 냉각 유체의 온도 또는 유량을 결정하는 단계는,
    상기 측정된 상기 피부의 온도와 상기 트랜스듀서의 온도 중 높은 온도의 값을 가지는 것과 상기 소정의 임계 온도를 비교하여,
    상기 비교 결과, 상기 소정의 임계 온도를 초과하는 경우, 상기 냉각 유체의 온도를 감소시키고 유량은 증가시키며,
    상기 비교 결과, 상기 소정의 임계 온도의 미만인 경우, 상기 냉각 유체의 유량을 감소시키며,
    상기 비교 결과, 상기 소정의 임계 온도와 같은 경우, 현재 냉각 유체의 순환을 유지시키는 초음파 치료 장치를 냉각하는 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 소정의 임계 온도는 상기 소정의 임계 온도는 열감에 의해 통증이 유발되는 최저 온도와 상기 트랜스듀서의 정상적인 동작을 위한 한계 온도 중 낮은 온도인 초음파 치료 장치를 냉각하는 방법.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 냉각 유체의 온도 또는 유량을 결정하는 단계는,
    상기 측정된 상기 피부의 온도와 상기 트랜스듀서의 온도를 각각 제 1 임계 온도와 제 2 임계 온도와 비교하여,
    어느 비교 결과가 상기 제 1 임계 온도 또는 상기 제 2 임계 온도를 초과하는 경우, 상기 냉각 유체의 온도를 감소시키고 유량은 증가시키며,
    비교 결과, 상기 제 1 임계 온도 및 상기 제 2 임계 온도와 각각 같은 경우, 현재 냉각 유체의 순환을 유지시키며,
    그 외의 경우, 상기 냉각 유체의 유량을 감소시키는 초음파 치료 장치를 냉각하는 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 1 임계 온도는 열감에 의해 통증이 유발되는 최저 온도이고, 상기 제 2 임계 온도는 상기 트랜스듀서의 정상적인 동작을 위한 한계 온도인 초음파 치료 장치를 냉각하는 방법.
  19. 제 11 항 내지 제 18 항 중에 어느 한 항의 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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