KR20150102493A - 체내 삽입용 레이저 조사 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 체내 삽입용 레이저 조사 장치는, 체내로 삽입될 수 있는 관형태로 이루어지며 측면에 소정 형태의 윈도우가 형성된 핸드피스; 소정 파장의 레이저빔을 상기 핸드피스 내부로 조사하는 광원; 상기 핸드피스의 내부 일측에 배치되어 상기 레이저빔을 반사시켜 상기 윈도우를 통해 생체조직에 조사하는 반사기구; 상기 반사기구를 상기 핸드피스의 길이방향을 따라 이동시키는 수평이동기구; 상기 반사기구를 상기 핸드피스의 길이방향을 축으로 회전시키는 회전기구; 상기 광원의 동작을 제어하고, 상기 반사기구에서 반사되는 상기 레이저빔이 생체조직에 특정 패턴을 그리면서 조사되도록 상기 수평이동기구와 상기 회전기구의 동작을 제어하는 제어부를 포함하여 이루어진다.

Description

체내 삽입용 레이저 조사 장치{APPARATUS FOR LASER TREATMENT}
본 발명은 체내 삽입용 레이저 조사 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 인체의 체내에 삽입되어 생체조직의 재생 및 재건, 탄력성 증대 등의 효과를 제공할 수 있는 레이저 조사 장치에 관한 것이다.
인체의 생체조직을 치료하는 등의 목적을 위해 레이저를 조사하는 장치에 대해서는 다양한 기술이 공지되어 있다.
예를 들면, 미국공개특허 US2012/0179229(명칭: LASER SYSTEM FOR NON ABLATIVE TREATMENT OF MOCOSA TISSUE: 점막조직의 비제거치료를 위한 레이저 시스템)(이하, 종래 기술)을 참조하면, 레이저빔을 발생시키는 레이저 광원과, 제어유닛과, 레이저빔을 목표 영역으로 가이드하는 핸드피스를 구비하는 레이저 시스템이 개시되어 있다.
특히, 단일 도트들을 형성하기 위한 스캐너, 스크린, 렌즈 어레이 등을 더 포함할 수 있으며, 또는, 가이드를 더 포함하고, 가이드의 내부에서 길이방향 또는 회전이동 가능하도록 구성될 수 있도록 구현될 수 있음이 개시되어 있다.
한편, 종래 기술에 개시된 레이저 시스템은, 평면거울 또는 원뿔형 거울을 이용하여 레이저빔을 조직에 조사하게 된다. 하지만, 핸드피스의 길이방향으로의 이동은 시술자가 눈금을 참고하여 수동을 실시해야 한다.
더욱이, 종래 기술에 따른 레이저 시스템은, 체내를 직접 볼 수 없으므로 원하는 특정 지점에 레이저빔을 조사하는 것이 불가능하며, 단지 시술자의 감각에 의존하여 레이저를 조사하고 있다. 또한, 레이저빔에 의한 치료가 필요없는 지점에도 레이저빔이 조사될 수 있어서 불필요한 시술이 이루어지게 될 수도 있다.
이와 같이, 공지의 레이저 시스템은, 시술자의 경험과 느낌에 의존하여 시술이 이루어지는 것으로서, 체내의 특정 지점에 대해 집중적인 치료가 불가능하다는 문제점을 안고 있다.
미국공개특허 US2012/0179229
본 발명은 종래기술에서 나타나는 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 시술자의 경험에 의존하지 않고, 체내 조직의 원하는 지점에 최적의 방식으로 집중적으로 레이저빔을 조사하여 최상의 치료 효과를 얻을 수 있는 레이저 조사 장치를 제공하고자 하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 체내 삽입용 레이저 조사 장치는, 체내로 삽입될 수 있는 관형태로 이루어지며 측면에 소정 형태의 윈도우가 형성된 핸드피스; 소정 파장의 레이저빔을 상기 핸드피스 내부로 조사하는 광원; 상기 핸드피스의 내부 일측에 배치되어 상기 레이저빔을 반사시켜 상기 윈도우를 통해 생체조직에 조사하는 반사기구; 상기 반사기구를 상기 핸드피스의 길이방향을 따라 이동시키는 수평이동기구; 상기 반사기구를 상기 핸드피스의 길이방향을 축으로 회전시키는 회전기구; 상기 광원의 동작을 제어하고, 상기 반사기구에서 반사되는 상기 레이저빔이 생체조직에 특정 패턴을 그리면서 조사되도록 상기 수평이동기구와 상기 회전기구의 동작을 제어하는 제어부를 포함하여 이루어진다.
또한, 상기 핸드피스의 표면을 소정의 온도로 가열하는 발열기구를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 레이저빔이 조사되는 생체조직을 촬영하기 위한 촬영기구; 및 촬영된 영상을 시각적으로 표시하기 위한 표시부를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 촬영기구는, 촬영할 생체조직을 조명하기 위한 조명LED; 및 촬영되는 생체조직과의 거리를 측정하기 위한 거리 센서를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 회전기구는 상기 핸드피스의 내부 일측에 고정설치되고, 상기 수평이동기구는, 상기 반사기구가 고정설치된 상태로 상기 회전기구의 회전축상에 배치되되, 상기 회전축의 회전에 따른 회전이동 및 상기 회전축상에서 길이방향으로 수평이동 가능하게 구성될 수 있다.
상술한 구성으로 이루어지는 본 발명에 따른 레이저 조사 장치에 의하면, 시술자의 경험에 의존하지 않고, 최적의 조사 형태로 레이저를 조사할 수 있으므로, 최상의 치료 효과를 얻을 수 있다.
또한, 핸드피스를 체내에 삽입하여 고정된 상태에서도 원하는 지점 또는 다양한 지점에 레이저를 조사할 수 있으므로, 시술하는 동안 핸드피스를 움직일 필요가 없어서, 피시술자에게 불쾌감을 주지 않을 수 있다.
또한, 치료가 필요한 지점을 시각적으로 확인할 수 있으며, 레이저가 조사되는 상황 역시 시각적으로 확인할 수 있으므로, 치료가 필요한 지점에 대해서만 최적의 치료가 이루어질 수 있다.
또한, 핸드피스를 통해 생체조직에 온열을 제공할 수 있으므로, 레이저뿐만 아니라 온열에 의한 치료 효과도 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 조사 장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 조사 장치에 있어서, 반사기구를 조작하도록 구성된 기구들을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 회전기구의 이동에 의해 레이저빔의 조사 위치를 제어하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 수평이동기구의 이동에 의해 레이저빔의 조사 위치를 제어하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 생체조직에 대한 조사 패턴의 예를 보여주는 도면이다.
먼저, 도 1을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 조사 장치의 구성을 개략적으로 설명한다. 도면을 참조하면, 체내 삽입용 레이저 조사 장치는, 핸드피스(2)와, 광원(10)과, 반사 기구(20)와, 수평 이동 기구(30)와, 회전 기구(40)와, 제어부(50)를 포함하여 이루어질 수 있다. 또한, 발열 기구(90)와 촬영 기구(60)가 부가될 수 있다. 더욱, 조작부(80)와 표시부(70)를 더 포함할 수 있다.
핸드피스(2)는, 체내로 삽입될 수 있는 관형태로 이루어지며 측면에 소정 형태의 윈도우(5)가 형성되어 있다. 본 발명에 따른 체내 삽입용 레이저 조사 장치는 여성의 질 속에 삽입되어 질 내부 생체 조직에 의료용 레이저를 조사함으로써, 질 성형 또는 질 수축과 같은 효과를 발휘하기 위해 사용되는 장치이다. 또한, 항문이나 요도에 삽입되어 내부 조직에 대해 의료용 레이저를 조사하여 부가적인 효과를 얻을 수도 있다. 예를 들면, 요실금이나 변실금과 같은 질환에 대하여 치료의 목적을 나타낼 수 있다.
한편, 핸드피스(2)는 주로 여성의 질 속에 삽입될 수 있도록, 적당한 굵기와 길이를 띠고 내부에는 공간이 마련될 수 있으며, 이 내부 공간에는 반사 기구(20)를 포함하는 다양한 구성들이 배치될 수 있다.
핸드피스(2)는 주로 티타늄과 같은 재질로 이루어질 수 있으며, 일측에는 핸드피스(2)의 내부로 도입된 의료용 레이저가 반사되어 핸드피스(2)의 측면으로부터 조사될 수 있도록 윈도우(5)가 형성될 수 있다. 윈도우(5)는, 핸드피스(2)의 일측에 개구를 형성하고 개구를 의료용 레이저가 투과할 수 있는 투명 재질의 커버(도시하지 않음)로 개구를 기밀하는 방식으로 구성될 수 있다.
물론, 핸드피스(2)의 전체가 레이저빔에 대한 투명 재질로 이루어져서, 핸드피스 자체를 통해 레이저빔이 조사될 수 있다면, 윈도우는 불필요할 수도 있다.
광원(10)은 생체 조직의 치료 또는 미용 목적을 위해 강도 및 파장이 조정된 의료용 레이저를 발생하여 핸드피스(2)의 내부를 향해 조사한다. 광원(10)은 광섬유와 같이 레이저빔을 핸드피스(2)의 내부 깊숙이까지 유도할 수 있는 광전도 부재(도시하지 않음)를 더 포함할 수 있으며, 이러한 광전도 부재는 광원(10)으로부터의 레이저빔을 적어도 반사 기구(20)의 근처까지 또는 윈도우(5)의 근처까지 연장될 수 있다.
한편, 의료용 레이저는, 예를 들면, 어븀야그(Er:YAG) 레이저 또는 CO2 레이저를 포함할 수 있다. 본 발명에서는 어븀야그 레이저를 이용하는 것이 바람직하다.
어븀야그 레이저의 파장대는 CO2 레이저와 비교할 때 약 10배 가량 물 흡수도가 높다.
생체 조직은 77%정도가 수분으로 이루어져 있으므로, 물 흡수도가 높은 어븀야그 레이저를 이용하면 CO2 레이저에 비하여 효율적인 증발로 피부조직 박피가 가능하다.
또한, CO2 레이저의 가장 큰 문제점은, 레이저빔이 조사되는 지점의 주변 조직에 대한 열 손상이 심하여, 피부 괴사 및 과색소 유발과 같은 부작용이 발생한다는 것이다. 하지만, 어븀야그 레이저의 경우 물 흡수도가 높기 때문에 시술 부위에 조사된 레이저빔의 에너지가 많은 부분 물에 흡수되어 주변 조직에 대한 열 손상이 적어서, 피부 괴사, 과색소 위험, 탄화 현상(carbonization) 등의 부작용에 대한 위험이 CO2 레이저에 비해 적다. 일반적으로 CO2 레이저의 열 손상 범위는 200㎛ 정도로 알려져 있으며, 어븀야그 레이저는 30~50㎛ 정도인 것으로 알려져 있다. 이로써, 어븀야그 레이저는 미세한 부분에 대한 정밀 시술이 가능하다.
이러한 특성 때문에, CO2 레이저는 가우시안빔의 형태로 이용되며, 어븀야그 레이저는 탑햇(top hat) 형상으로 조사된다.
또한, 본 발명에서의 광원(10)은, 단일 레이저빔을 조사할 수도 있으나, 복수의 스폿을 갖는 평행 빔인 프랙셔널 레이저빔을 핸드피스의 내부를 향해 조사할 수도 있다. 도면에서는 일례로서 3개의 레이저빔(L)을 도시하고 있다.
반사 기구(20)는 핸드피스(2)의 일측 내부에 배치되어 광원(10)으로부터 도입되는 레이저빔(L)을 반사시켜 윈도우(5)를 통해 핸드피스 외부의 생체조직(T)에 조사한다. 본 발명에서의 반사 기구(20)는 특히, 의료용 레이저를 반사시킬 수 있도록 구성된다. 또한, 반사 기구(20)는 오목하거나 볼록한 형태일 수 있으나, 예를 들면, 도 2에서와 같이, 평면 거울인 것이 바람직하다.
수평 이동 기구(30)는, 반사 기구(20)를 핸드피스(2)의 길이방향을 따라 전후로 이동시키기 위한 것이다. 수평 이동 기구(30)에는 소정의 각도를 향하도록 고정된 반사 기구(20)가 장착되어 있을 수 있다. 수평 이동 기구(30)는 소정의 축상에서 이동 가능하게 구성되는데, 이 축은 예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이, 회전 기구(40)의 회전축(41)일 수 있다.
한편, 수평 이동 기구(30)는 축상에서의 이동 거리가 정밀하게 제어될 수 있도록, 이동 거리를 감지하기 위한 수단이 구비될 수 있다. 또는, 제어부(50)에서 수평 이동 기구(30)에 제공하는 펄스 또는 동작 시간을 제어하여 수평이동하는 거리를 제어할 수도 있다.
예를 들면, 수평 이동 기구(30)는 초음파 모터일 수 있으며, 10mm에 대해 10000이상의 분해능으로 이동이 제어될 수 있다. 따라서, 핸드피스(2)의 길이방향을 따라 미세한 거리만큼씩 정밀하게 레이저빔(L)의 조사 위치를 이동시킬 수 있게 된다.
회전 기구(40)는, 반사 기구(20)를 또는 수평 이동 기구(30) 전체를 핸드피스(2)의 내부에서 길이방향을 회전축으로 하여 소정의 각도만큼씩 회전시키기 위한 것으로서, 예를 들면, 360° 회전 가능한 초음파 모터일 수 있다. 회전 기구(40)의 회전 각도는, 예를 들면, 24비트 엔코더의 분해능에 따라 1회전당 1,600만 펄스로 제어될 수 있다. 따라서, 생체조직(T)에 대해 핸드피스(2)의 둘레방향을 따라 미세한 각도로 정밀하게 레이저빔(L)의 조사 위치를 이동시킬 수 있게 된다.
제어부(50)는, 광원(10)의 동작을 제어하여 의료용 레이저를 발생시켜 핸드피스(2)의 내부로 조사한다. 또한, 수평 이동 기구(30)와 회전 기구(40)의 동작을 제어하여, 핸드피스(2)의 내부로 도입된 레이저빔(L)이 반사 기구(20)에서 반사되어 윈도우(5)를 통해 생체조직(T)을 향해 조사될 수 있도록 한다. 제어부(50)는, 수평 이동 기구(30)와 회전 기구(40)를 독립적으로 또한 동시에 동작시킴으로써, 예를 들면 도 5에 도시된 바와 같은 패턴을 그리게 된다.
한편, 본 발명에 따른 레이저 조사 기구는, 핸드피스(2)의 표면을 소정의 온도로 가열하는 발열 기구(90)를 더 포함할 수 있다. 발열 기구(90)는 예를 들면, 핸드피스(2)의 표면 또는 핸드피스(2)의 내부면을 둘러싸도록 감겨진 형태 또는 핸드피스(2)의 내부에 매입된 형태의 열선 또는 면상 발열체의 형태로 제공될 수 있다. 또한, 발열 기구(90)는 온도 센서(도시하지 않음)를 구비할 수 있으며, 제어부(50)에서는 온도 센서에 의한 온도에 기초하여 발열 기구(90)의 온도를 치료를 위한 적정의 온도로 제어하도록 구성될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 레이저 조사 기구는, 레이저빔(L)이 조사되는 생체조직(T)을 촬영하기 위한 촬영 기구(60)를 더 포함할 수 있다. 더욱, 촬영 기구(60)에서 촬영되는 영상을 시술자에게 시각적으로 표시해주기 위한 표시부(70)를 더 포함할 수 있다.
촬영 기구(60)는 카메라를 포함할 수 있으며, 카메라의 주변에서 촬영할 생체 조직(T)을 조명하기 위한 조명 LED(62)와, 촬영되는 생체조직(T)과의 거리를 측정하여 카메라의 초점을 조절하기 위한 거리 센서(63)를 더 포함할 수 있다. 도 2에서는, 일례로서, 복수의 조명 LED(62)와 복수의 거리 센서(63)가 카메라의 렌즈(61)를 중심으로 둘러싸고 있는 배치 형태를 도시하고 있다.
표시부(70)는 예를 들면, LCD와 같은 장치를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 레이저 조사기구는, 레이저빔 조사의 개시 및 정지, 조사를 지속하는 시간, 조사되어 그리는 패턴의 형태, 레이저빔의 조사되는 세기 등을 선택하기 위해 시술자가 조작할 수 있는 조작부(80)를 포함할 수 있다. 조작부(80)는, 예를 들면, 다수의 버튼 또는 다이얼 등을 포함할 수 있으며, 표시부(70)와 결합된 터치 스크린일 수도 있다.
이와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 체내 삽입용 레이저 조사 장치에 의하면, 핸드피스(2)를 체내에 삽입하여 고정한 상태에서도 생체조직의 다양한 지점에 최적의 방식으로 레이저빔을 조사하는 시술이 가능하다.
더욱, 촬영 기구(60)를 이용하여 실제 레이저빔이 조사되는 지점을 확인하면서 시술을 진행할 수 있으므로, 시술이 필요한 조직에 대해 필요한 만큼의 최적의 조건으로 레이저빔을 조사할 수 있게 되어, 과도한 레이저 조사 또는 시술이 불필요한 지점에 대한 무분별한 레이저 조사에 의한 부작용을 방지할 수 있게 된다.
또한, 핸드피스(2)에 발열 기구(90)를 추가함으로써, 체내 조직에 대하여 적정한 온열을 제공할 수 있어서, 피시술자에게 쾌적함을 제공하거나 생체 조직에 대한 온열에 의한 치료 효과를 나타낼 수 있다.
한편, 상술한 실시예에서는 회전 기구(40)를 고정시키고, 회전 기구(40)의 회전축(41)에 수평 이동 기구(30)를 설치하고, 수평 이동 기구(30)에 반사 기구(20) 및 촬영 기구(60)를 고정시킨 형태를 예로 들어 설명하였다. 하지만, 도시하지는 않았지만, 핸드피스(2)의 길이 방향을 따라서 소정의 축을 고정시키고, 축상을 따라 수평이동기구가 이동할 수 있도록 구성하고, 수평이동기구에 회전기구와 반사기구와 촬영기구를 고정시키는 구성도 상정할 수 있다. 이때, 수평이동기구가 상술한 축상에서 이동하는 것뿐만 아니라, 핸드피스의 내벽에 형성된 소정의 가이드 또는 레일을 따라서 이동하는 형태도 상정할 수 있을 것이다.
다음으로, 도 3을 참조하여, 회전 기구(40)의 이동에 의해 레이저빔(L)의 조사 위치를 제어하는 동작을 설명한다. 도 3의 (a), (b) 및 (c)를 비교하여 보면, 반사 기구(20)가 회전함에 따라서 도입되는 레이저빔의 조사 위치가 달라지는 것을 알 수 있다.
따라서, 회전 기구(40)의 회전과, 광원(10)에 의한 레이저의 조사 동작을 제어함으로써, 핸드피스(2)의 둘레방향을 따라서 생체 조직(T)에 대하여 연속적으로 또는 간헐적으로 레이저빔(L)을 조사하여 원하는 조사 패턴을 그릴 수 있게 된다.
이어서, 도 4를 참조하여 수평이동기구의 이동에 의해 레이저빔의 조사 위치를 제어하는 동작을 설명한다. 도 4의 (a), (b) 및 (c)를 비교하여 보면, 반사기구가 길이방향을 따라서 수평이동함에 따라 도입되는 레이저빔의 조사 위치가 달라지는 것을 알 수 있다.
이와 같이, 수평 이동 기구(30)의 이동과, 광원(10)에 의한 레이저의 조사 동작을 제어함으로써, 핸드피스(2)의 길이 방향을 따라서 생체조직(T)에 대하여 연속적으로 또는 간헐적인 조사 패턴을 그릴 수 있게 된다.
도 5는 생체조직에 대한 조사 패턴의 예를 보여주는 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같은 회전기구에 의한 제어와 도 4에 도시된 바와 같은 수평이동기구에 의한 제어를 결합함으로써, 도 5에 도시된 바와 같은 다양한 조사 패턴을 그릴 수 있게 된다.
도 5의 (a)와 (b)에서는 단일 스폿을 간헐적으로 조사하는 방식의 조사 패턴을 도시한다. 도 5의 (c)에서는 직선 형태로 연속적으로 조사되는 패턴을 보여준다. 또한, 도 5의 (d)에서는 레이저빔을 연속적으로 조사하면서 물결 형태로 진동함으로써 그릴 수 있는 조사 패턴의 예를 도시한다.
이와 같은 조사 패턴 외에도, 시술자가 임의로 최적의 패턴을 그리면서 시술할 수도 있을 것이다.

Claims (5)

  1. 체내로 삽입될 수 있는 관형태로 이루어지며 측면에 소정 형태의 윈도우가 형성된 핸드피스;
    소정 파장의 레이저빔을 상기 핸드피스 내부로 조사하는 광원;
    상기 핸드피스의 내부 일측에 배치되어 상기 레이저빔을 반사시켜 상기 윈도우를 통해 생체조직에 조사하는 반사기구;
    상기 반사기구를 상기 핸드피스의 길이방향을 따라 이동시키는 수평이동기구;
    상기 반사기구를 상기 핸드피스의 길이방향을 축으로 회전시키는 회전기구; 및
    상기 광원의 동작을 제어하고, 상기 반사기구에서 반사되는 상기 레이저빔이 생체조직에 특정 패턴을 그리면서 조사되도록 상기 수평이동기구와 상기 회전기구의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 체내 삽입용 레이저 조사 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 핸드피스의 표면을 소정의 온도로 가열하는 발열기구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 체내 삽입용 레이저 조사 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 레이저빔이 조사되는 생체조직을 촬영하기 위한 촬영기구; 및
    촬영된 영상을 시각적으로 표시하기 위한 표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 체내 삽입용 레이저 조사 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 촬영기구는,
    촬영할 생체조직을 조명하기 위한 조명LED; 및
    촬영되는 생체조직과의 거리를 측정하기 위한 거리 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 체내 삽입용 레이저 조사 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 회전기구는 상기 핸드피스의 내부 일측에 고정설치되고,
    상기 수평이동기구는, 상기 반사기구가 고정설치된 상태로 상기 회전기구의 회전축상에 배치되되, 상기 회전축의 회전에 따른 회전이동 및 상기 회전축상에서 길이방향으로 수평이동 가능하게 구성되는 것을 특징으로 하는 체내 삽입용 레이저 조사 장치.
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