KR20160025067A - 휴대형 레이저 치료장치 및 그 충전 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 휴대형 레이저 치료장치 및 그 충전 시스템에 관한 것으로, 충전패드와 결합하여 유선 충전되거나, 상기 충전패드 상에 놓인 상태로 무선 충전되는 전원부, 상기 전원부로부터 공급된 전력을 이용해 레이저 빔을 발진하는 광원부, 스위치를 통한 입력 신호에 따라 상기 광원부의 동작을 제어하는 제어부, 및 상기 전원부, 상기 광원부 및 상기 제어부를 내장하는 핸드피스 형태의 몸체 일단에 위치하여 상기 광원부로부터의 레이저를 환부에 조사하는 시술팁을 포함하며, 이를 통해 전체 장치의 크기를 소형으로 유지할 수 있고, 설치 공간 및 시술시 이동의 제약이 없어진다.

Description

휴대형 레이저 치료장치 및 그 충전 시스템 {Portable laser surgery device and charging system thereof}

본 발명은 레이저를 이용한 치료장치와 관련한 것으로, 더욱 상세하게는 시술자가 손에 쥐고 시술이 가능한 핸드피스(hand-piece) 형태의 휴대형 레이저 치료장치 및 그 충전 시스템에 관한 것이다.

종래에 레이저를 이용한 치료장치는, Nd:YAG 레이저, Er:YAG 레이저 등의 고체레이저나, 엑시머(excimer) 레이저 등의 기체레이저를 이용하여 왔으며, 그 구동을 위해서는 대형의 전원부가 필요하였다. 이러한 전원부는 레이저 발진을 위한 구성과 함께 커다란 본체에 포함되고, 광섬유를 포함한 케이블을 이용해 핸드피스 형태의 시술부와 연결되어, 레이저 빔을 전달한다.

그런데 이러한 종래의 레이저 치료장치는 고출력의 레이저 발진이 가능한 반면, 그 크기가 매우 크기 때문에 설치 장소의 제약에 있고, 시술시 자유로운 이동이 어려운 단점이 존재한다.

특히 레이저를 이용한 치료가 널리 이용되는 치과 등의 임상 치료 분야에서는, 시술자가 손에 쥔 시술부를 빈번히 움직여 레이저 치료를 행하게 되는데, 종래의 치료장치는 그 이동의 제약에 따라 치료의 효율을 떨어뜨리는 원인이 되어 왔다.

한국공개특허 제10-2012-0120273호 (2012년 11월 01일 공개) 미국공개특허 제2009-0061391호 (2009년 03월 05일 공개)

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 레이저를 발진하는 구성을 포함한 레이저 치료장치를 핸드피스 형태로 구현하여 이동성과 편리성을 확보할 수 있는 휴대형 레이저 치료장치 및 그 충전 시스템을 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 휴대형 레이저 치료장치는, 충전패드와 결합하여 유선 충전되거나, 상기 충전패드 상에 놓인 상태로 무선 충전되는 전원부, 상기 전원부로부터 공급된 전력을 이용해 레이저 빔을 발진하는 광원부, 스위치를 통한 입력 신호에 따라 상기 광원부의 동작을 제어하는 제어부, 및 상기 전원부, 상기 광원부 및 상기 제어부를 내장하는 핸드피스 형태의 몸체 일단에 위치하여 상기 광원부로부터의 레이저를 환부에 조사하는 시술팁을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 휴대형 레이저 치료장치에 있어서, 상기 광원부는, 레이저 빔 발진을 위한 상기 레이저 다이오드 모듈, 상기 레이저 다이오드 모듈로부터 발진된 레이저 빔을 모아 상기 시술팁 내부의 광 파이버에 전달하는 렌즈부,및 상기 레이저 다이오드 모듈 및 상기 렌즈부를 고정하는 지지대를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 휴대형 레이저 치료장치에 있어서, 상기 레이저 다이오드 모듈은,

환부 시술을 위한 시술용 레이저;를 포함하고, 시술 위치를 표시하는 타겟(target) 레이저 또는 환부의 조광을 위한 광원을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 휴대형 레이저 치료장치에 있어서, 상기 렌즈부는, 상기 레이저 다이오드 모듈로부터 발진된 상기 레이저 빔을 평행하게 유지하는 제1 렌즈,및 상기 제1 렌즈로부터의 상기 레이저 빔을 상기 광 파이버에 집중하는 제2 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 휴대형 레이저 치료장치에 있어서, 자세를 감지하기 위한 센서부, 및 동작 상태를 화면에 표시하는 디스플레이부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 센서부에서 감지한 자세에 따라 상기 디스플레이부의 화면에 표시되는 텍스트를 표시 방향을 상하 반전하여 표시하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 휴대형 레이저 치료장치의 충전 시스템은, 충전패드, 상기 충전패드와 결합하여 유선 충전되거나, 상기 충전패드 상에 놓인 상태로 무선 충전되는 전원부, 상기 전원부로부터 공급된 전력을 이용해 레이저 빔을 발진하는 광원부, 스위치를 통한 입력 신호에 따라 상기 광원부의 동작을 제어하는 제어부,및 상기 전원부, 상기 광원부 및 상기 제어부를 내장하는 핸드피스 형태의 몸체 일단에 위치하여 상기 광원부로부터의 레이저를 환부에 조사하는 시술팁을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 휴대형 레이저 치료장치 및 그 충전 시스템에 따르면, 한 손으로 휴대 가능한 핸드피스 형태의 치료장치에, 전원 및 레이저 발진을 위한 모든 구성을 포함시킬 수 있어, 전체 장치의 크기를 소형으로 유지할 수 있다. 이를 통해 설치 공간의 제약이나 시술시 이동의 제약이 없어진다.

또한 시술 동작 간에 치료장치를 충전패드에 내려놓음으로써 자동으로 무선 충전이 이루어져 별도의 충전을 위한 동작이 불필요하며 사용의 편리함을 제공한다.

더하여 시술 동작 도중에 치료장치를 이동시켜 자세의 변화가 있는 경우, 정보 전달을 위한 디스플레이 화면에서 텍스트가 표시되는 방향을 상하 반전하여 전환함으로써, 시술자가 자신의 시선 방향에서 치료장치와 관련한 각종 정보를 용이하게 확인할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 휴대형 레이저 치료장치를 충전하는 모습을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대형 레이저 치료장치를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대형 레이저 치료장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 광원부를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 디스플레이부의 화면이 변환되는 모습을 나타낸 도면이다.

하기의 설명에서는 본 발명의 실시예를 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.

이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명은 레이저를 이용한 치료장치와 관련한 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 휴대형 레이저 치료장치(100)를 충전하는 모습을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대형 레이저 치료장치(100)를 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대형 레이저 치료장치(100)의 구성을 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 광원부(20)를 나타낸 도면이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 디스플레이부(50)의 화면이 변환되는 모습을 나타낸 도면이다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 실시예의 치료장치(100)는 손에 쥔 상태로 용이하게 이동시킬 수 있도록 핸드피스 형태의 외관을 취하며, 레이저를 이용한 임상 치료에 사용된다. 치료장치(100)와 충전패드(200)는 함께 충전 시스템을 구성하며, 해당 치료장치(100)는 전원부(10), 광원부(20), 시술팁(30), 센서부(40), 디스플레이부(50), 스위치(60) 및 제어부(70)를 포함하여 구성된다.

전원부(10)는 치료장치(100)의 동작을 위한 전원을 공급하는 역할을 한다. 전원부(10)는 내부에 충전식 배터리를 포함할 수 있으며, 충전패드(200)를 이용해 충전되어 치료장치(100)의 동작을 위한 전력을 확보한다.

이때 치료장치(100)의 몸체(101) 끝단에 위치한 충전팁(11)을 충전패드(200)의 충전 커넥터(201)에 연결하여 전원부(10) 내부의 배터리를 유선 방식으로 충전할 수 있고, 치료장치(100)를 충전패드(200) 상에 거치한 상태로 전원부(10)의 배터리를 무선 방식으로 충전할 수도 있다.

이 경우 전원부(10) 내부의 배터리는, 예를 들어 자기유도방식, 자기공명방식, 전자기파방식 등을 이용하여 충전될 수 있으며, 특히 자기유도방식의 경우 짧은 거리에서만 충전할 수 있는 반면 유선 충전 방식과 대비하여 80~90%에 가까운 충전 효율을 가지므로, 치료장치(100)가 충전패드(200)에 거치된 상태로 전원부(10)의 배터리를 충전하는데 유리하다. 반면 자기공명방식은 충전 효율이 낮은 대신 상대적으로 먼 거리에서도 충전할 수 있다.

이러한 무선 충전을 위해, 충전패드(200)는 전원에 따라 전자기장을 발생하는 코일을 포함하고, 전원부(10)는 전자기 유도 현상에 따라 전력을 수신하여 배터리를 충전하는 무선 전력 수신기를 포함한다.

광원부(20)는 전원부(10)로부터 공급되는 전력을 이용해 레이저 빔을 발진하는 구성이다. 광원부(20)는 내부의 레이저 다이오드 모듈을 이용해 발진한 레이저를 시술팁 내부의 광 파이버(optical fiber)에 전달한다.

도 4에서 광원부(20)는 레이저 다이오드 모듈(21), 렌즈부(22, 23) 및 지지대(24)를 포함하여 구성된다. 레이저 다이오드 모듈(21)은 레이저 빔을 발진하는 구성이고, 렌즈부(22, 23)는 레이저 다이오드 모듈(21)로부터 발진된 레이저 빔을 모아 시술팁(30) 내부의 광 파이버(25)에 전달하는 역할을 하며, 지지대(24)는 레이저 다이오드 모듈(21)과 렌즈부(22, 23)를 고정하는 역할을 한다. 이때 레이저 다이오드 모듈(21)과 렌즈부(22, 23)는 용접을 통해 지지대(24)에 고정될 수 있다.

레이저 다이오드 모듈(21)은 환부 시술을 위한 시술용 레이저를 발진하며, 해당 시술용 레이저는 고출력의 개별 레이저 다이오드 칩 또는 어레이 형태의 레이저 다이오드 칩 구조를 이용해 발진될 수 있다. 이러한 시술용 레이저의 파장은 예를 들어 880~990nm가 될 수 있으며, 환부 조직의 절개, 파괴 및 제거 목적으로 이용될 수 있다. 또한 레이저 다이오드 모듈(21)은 물, 헤모글로빈, 옥시헤모글로빈, 멜라닌에 흡수되는 성질을 가진 808nm 파장의 시술용 레이저를 발진하여, 환부의 지혈, 염증 처치 및 미백 기능 등을 수행할 수 있다.

그리고 레이저 다이오드 모듈(21)은 630~680nm 파장의 타겟(target) 레이저를 발진하기 위한 구성을 포함하여, 발진된 레이저가 도달하게 되는 시술 위치를 표시할 수 있다. 더하여 레이저 다이오드 모듈(21)은 환부의 조광을 위한 광원을 포함할 수 있으며, 해당 광원은 백색광 등을 조광할 수 있다.

렌즈부(22, 23)에 포함된 제1 렌즈(22)는 레이저 다이오드 모듈(21)로부터 발진된 레이저 빔을 평행하게 유지하는 역할을 하고, 제2 렌즈(23)는 제1 렌즈(22)로부터 평행하게 전달된 레이저 빔을 광 파이버(25)에 집중하여 전달한다.

시술팁(30)은 광원부(20)로부터 발진된 레이저 빔을 광 파이버(25)를 통해 환부에 조사하는 역할을 한다. 시술팁(30)은 핸드피스 형태인 몸체(101)의 일단에 위치한다.

시술팁(30)은 레이저 빔이 발산되는 끝단 부분의 모양에 따라, 레이저 빔을 한 점에 집중하거나, 일정 영역의 원을 커버하는 형태로 발산되도록 하거나, 해당 끝단으로부터 일정하게 기울어져 발산되도록 형성될 수 있다.

센서부(40)는 치료장치(100)의 자세를 감지하는 역할을 하는 구성이다. 본 실시예의 치료장치(100)는 휴대 가능한 핸드피스 형태로서, 시술자가 치료장치(100)를 손에 쥔 채로 그 위치를 변화시키는 경우, 지면을 기준으로 기울어진 정도가 달라질 수 있다. 센서부(40)는 이러한 위치 변화에 따라 내부의 센서를 이용해 치료장치(100)의 자세를 감지한다.

예를 들어 센서부(40)는 중력센서나 자이로센서를 이용해 치료장치(100)의 자세를 감지할 수 있다. 센서부(40)는 중력센서를 이용해 중력 방향을 기준으로 치료장치(100)의 자세를 파악하거나, 자이로센서를 이용해 각속도를 측정하여 치료장치(100)의 자세를 파악할 수 있다.

디스플레이부(50)는 정보를 표시하기 위한 화면을 포함한 구성으로서, 제어부(70)의 제어에 따라 치료장치(100)와 관련한 각종 정보를 해당 화면에 표시하여, 시술자가 이를 시각적으로 확인할 수 있도록 한다. 특히 디스플레이부(50)는 치료장치(100)의 동작 상태를 표시하는 데 이용되며, 숫자나 문자 등의 텍스트를 이용해 해당 정보를 표시할 수 있다.

스위치(60)는 시술자가 치료장치(100)를 제어하기 위해 이용하는 구성이다. 스위치(60)는 시술자의 동작에 따른 입력 신호를 제어부(70)로 전달하는 역할을 하며, 시술자는 스위치(60)를 통해 치료장치(100)의 동작을 제어할 수 있다.

제어부(70)는 전원부(10), 광원부(20), 시술팁(30), 센서부(40), 디스플레이부(50) 및 스위치(60)를 포함한 치료장치(100)의 동작을 전반적으로 제어하는 역할을 하며, 이를 위한 연산 유닛, 응용 프로그램 저장소 및 메모리를 포함한다.

제어부(70)는 시술자의 손 동작 등에 따라 스위치(60)를 통해 특정 입력 신호가 입력되면, 해당 입력 신호에 따라 광원부(20)의 동작을 제어하여 환부로 레이저가 발진되도록 한다.

예를 들어, 스위치(60)를 통해 온(on) 신호가 입력되면, 제어부(70)는 광원부(20)에 포함된 레이저 다이오드 모듈(21)의 시술용 레이저가 발진되도록 제어하여, 환부의 치료 동작이 이루어지도록 한다. 만일 레이저 다이오드 모듈(21)이 시술용 레이저 뿐만 아니라, 타겟 레이저를 발진할 수 있는 구성 또는 조광을 위한 광원을 더 포함한 경우라면, 제어부(70)는 스위치(60)를 통한 입력 신호에 따라 발진할 광의 종류를 선택받아 환부에 조사할 수 있다.

또한 제어부(70)는 스위치(60)를 통한 입력 신호에 따라, 광원부(20)에 포함된 레이저 다이오드 모듈(21)이 연속적으로 레이저를 발진하는 연속 모드로 동작하도록 제어하거나, 펄스(pulse) 모드로 레이저를 발진하도록 제어할 수 있다. 펄스 모드에서 제어부(70)는 일정 주파수와 듀티비(duty ratio)로 레이저 다이오드 모듈(21)을 온(on)/오프(off)하여 레이저의 발진을 제어한다. 그리고 제어부(70)는 스위치(60)를 통한 입력 신호에 따라, 광원부(20)에 포함된 레이저 다이오드 모듈(21)이, 시술용 레이저, 타겟 레이저 및 조광을 위한 광원이 순차적으로 광을 발진하는 스캔(scan) 모드로 동작하도록 제어할 수도 있다.

한편 제어부(70)는 스위치(60)를 통한 입력 신호에 따라 치료장치(100)가 온(on) 되면, 치료장치(100)의 동작 상태와 관련한 각종 정보를 디스플레이부(50)에 시각적으로 표시한다. 이때 제어부(70)는 치료장치(100)와 관련한 각종 정보를 각종 문자나 숫자를 포함한 텍스트 형태로 표현할 수 있다.

도 5의 좌측을 참조하면, 치료장치(100)의 디스플레이부(50)에는 시술자가 가독할 수 있는 텍스트가 표시된다. 제어부(70)는 예를 들어, 센서부(40)에서 측정한 중력 방향에 맞게 텍스트를 표시하여, 시술자가 자신의 시선 방향에 따라 그 내용을 이해하기 쉽도록 한다.

그리고 도 5의 우측에 도시된 바와 같이 치료장치(100)의 자세가 변경되면, 제어부(70)는 센서부(40)를 이용해 변경된 자세를 감지한다. 그리고 제어부(70)는 예를 들어, 센서부(40)에서 측정한 중력 방향이 변경됨에 따라 텍스트의 표시 방향이 상하 반전되어 표시되도록 한다. 이를 통해 시술자는 시술 행위 도중 치료장치(100)의 자세가 변경됨에 따라, 자신의 시선 방향에 맞게 전환된 텍스트의 내용을 확인할 수 있다.

이렇듯 본 발명의 치료장치(100)는 휴대 가능한 핸드피스 형태의 몸체(101)에 레이저 발진을 위한 각 구성을 탑재함으로써, 시술자가 치료장치(100)를 손에 휴대한 상태로 용이하게 치료 동작을 수행하도록 한다. 또한 시술자가 시술 동작 간에 치료장치(100)를 충전패드(200)에 올려놓음으로써 자동으로 전원부(10) 배터리의 충전이 이루어져 사용의 편리함을 제공한다.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다. 또한, 본 명세서와 도면에서 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.

10: 전원부 20: 광원부
30: 시술팁 40: 센서부
50: 디스플레이부 60: 스위치
70: 제어부 100: 치료장치
200: 충전패드

Claims (6)

1. 충전패드와 결합하여 유선 충전되거나, 상기 충전패드 상에 놓인 상태로 무선 충전되는 전원부;
   상기 전원부로부터 공급된 전력을 이용해 레이저 빔을 발진하는 광원부;
   스위치를 통한 입력 신호에 따라 상기 광원부의 동작을 제어하는 제어부; 및
   상기 전원부, 상기 광원부 및 상기 제어부를 내장하는 핸드피스 형태의 몸체 일단에 위치하여 상기 광원부로부터의 레이저를 환부에 조사하는 시술팁;
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대형 레이저 치료장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 광원부는
   레이저 빔 발진을 위한 상기 레이저 다이오드 모듈;
   상기 레이저 다이오드 모듈로부터 발진된 레이저 빔을 모아 상기 시술팁 내부의 광 파이버에 전달하는 렌즈부; 및
   상기 레이저 다이오드 모듈 및 상기 렌즈부를 고정하는 지지대;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대형 레이저 치료장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 레이저 다이오드 모듈은,
   환부 시술을 위한 시술용 레이저;를 포함하고,
   시술 위치를 표시하는 타겟(target) 레이저 또는 환부의 조광을 위한 광원;
   을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대형 레이저 치료장치.
4. 제2항에 있어서,
   상기 렌즈부는,
   상기 레이저 다이오드 모듈로부터 발진된 상기 레이저 빔을 평행하게 유지하는 제1 렌즈; 및
   상기 제1 렌즈로부터의 상기 레이저 빔을 상기 광 파이버에 집중하는 제2 렌즈;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대형 레이저 치료장치.
5. 제1항에 있어서,
   자세를 감지하기 위한 센서부; 및
   동작 상태를 화면에 표시하는 디스플레이부;
   를 더 포함하고,
   상기 제어부는 상기 센서부에서 감지한 자세에 따라 상기 디스플레이부의 화면에 표시되는 텍스트를 표시 방향을 상하 반전하여 표시하는 것을 특징으로 하는 휴대형 레이저 치료장치.
6. 충전패드;
   상기 충전패드와 결합하여 유선 충전되거나, 상기 충전패드 상에 놓인 상태로 무선 충전되는 전원부;
   상기 전원부로부터 공급된 전력을 이용해 레이저 빔을 발진하는 광원부;
   스위치를 통한 입력 신호에 따라 상기 광원부의 동작을 제어하는 제어부; 및
   상기 전원부, 상기 광원부 및 상기 제어부를 내장하는 핸드피스 형태의 몸체 일단에 위치하여 상기 광원부로부터의 레이저를 환부에 조사하는 시술팁;
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대형 레이저 치료장치의 충전 시스템.

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