KR20170114212A - 초음파 치료용 헤드 및 초음파 트랜스듀서 작동용 피봇 운동 구조체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 초음파 치료용 헤드 및 초음파 트랜스듀서 작동용 피봇 운동 구조체에 관한 것으로 헤드몸체, 상기 헤드몸체 내에 구비되며 초음파 트랜스듀서를 운동시키기 위한 작동부, 상기 헤드몸체에 탈착되며 내부에 상기 작동부의 작동에 의해 운동되는 초음파 트랜스듀서가 수용되는 카트리지를 포함하며, 상기 작동부는 상기 헤드몸체의 내측면에 고정되어 설치되거나 상기 헤드몸체 내에 구비되는 베이스판부재에 상기 작동부가 관통되는 작동개방부를 측방향으로 개방되는 형상으로 형성시킴으로써 초음파 트랜스듀서를 운동시키는 액추에이터의 작동공간을 용이하게 확보함과 동시에 조립 작업의 편의성을 향상시키며 액츄에이터의 작동에 따른 스테이지의 피봇 운동을 평면운동으로 전환하여 카트리지의 내부에 구비된 초음파 트랜스듀서를 평면운동시켜 초음파의 초점을 원하는 균일한 깊이에서 이동시킴으로써 치료부위에 균일한 에너지를 인가하여 치료 성능을 향상시킬 수 있다.

Description

초음파 치료용 헤드 및 초음파 트랜스듀서 작동용 피봇 운동 구조체{HEAD OF ULTRASONIC FOR TREATMENT AND PIVOTAL MOVEMENT FOR ACTUATION OF ULTRASONIC TRANSDUCER}

본 발명은 초음파 치료용 헤드 및 초음파 트랜스듀서 작동용 피봇 운동 구조체에 관한 것으로 더 상세하게는 초음파의 초점을 평면운동시켜 피부의 표면을 따라 항상 균일하게 초음파를 침투시킴으로써 치료 성능을 향상시킬 수 있고, 액추에이터의 작동공간을 확보함과 동시에 조립이 용이한 초음파 치료용 헤드 및 초음파 트랜스듀서 작동용 피봇 운동 구조체에 관한 것이다.

최근들어, 식생활이 서구화되면서 비만이 급속하게 증가하여 국민건강과 미용을 해치는 가장 큰 원인이 되었고, 이를 치료하기 위한 다양한 다이어트 프로그램과 초음파 비만 치료장치들이 개발되어 널리 사용되고 있다.

고강도 집속형 초음파(HIFU; High Intensity Focused Ultrasound) 비만치료 기술은 본래 비침습적으로 내부 장기 종양을 선택적으로 고온 응고시켜 암세포를 파괴하는 항암치료 목적으로 사용되었으나 미국의 솔타 메디컬이 인체의 복부비만 치료 목적으로 HIFU가 장착된 리포소닉(Liposonix)이라는 장비를 최초로 개발하였다. HIFU(high intensity focused ultrasound)를 이용한 지방파괴의 과정은 집적 초음파가 지방세포의 어느 일정 지점에 포커싱되면 조직의 온도가 65℃ ~100℃까지 순간적으로 올라가며, 이로 인해 조직이 파괴되도록 하는 것이다. HIFU 장비는 다른 피부과 장비들 예컨대, 레이저 및 RF 고주파 장비와는 달리 피부표면에 아무런 손상을 발생시키지 않으면서도 비침습적으로 선택된 부분에 HIFU 에너지를 집중시켜 지방을 응고괴사(coagulation necrosis)가 일어나도록 유도한다. 이렇게 괴사된 지방세포는 우리 몸의 손상부분 복구 메커니즘에 의해 자연스럽게 제거된다.

알려진 초음파 비만 치료장치로는 출원번호 제10-2007-7027898호로 출원된 '지방조직을 파괴하기 위한 장치 및 방법'이 있다. 제10-2007-7027898호는 적어도 하나의 초음파 변환기를 갖는 헤드와, 헤드를 지지하기 위한 현수장치와, 초음파 변환기를 제어하기 위한 제어기로 구성되어 초음파 에너지로 피하 지방을 조직 변형시켜 비침습적으로 비만을 치료하도록 되어 있다. 또한 출원번호 제10-2011-7017983호로 출원된 '조직 이미징 및 치료 시스템'은 손으로 작동하는 핸드 완드와, 초음파 트랜스듀서가 있는 착탈식 에미터-리시버 모듈과, 핸드 완드와 연결되어 이미징 모드에서 피부 영상을 디스플레이에 표시하고 치료 모드에서 피부 표면 아래 3mm~4.5mm(SMAS층)를 초음파로 쏘아 피부에 탄력을 갖게 하고 주름을 개선하는 것이다.

한편, 이러한 초음파 비만치료장치들은 컨트롤러의 제어에 따라 HIFU를 발생하여 환자의 피하 지방을 분해하기 위한 헤드 혹은 핸드피스를 구비하고 있다. 출원번호 제10-2006-7013272호로 출원된 '가동제어가 있는 초음파 치료헤드'는 창을 구비하는 엔클로져와, 엔클로져 내에 메달린 HIFU 트랜스듀서와, HIFU 트랜스듀서가 창을 통해 HIFU로 피하지방에 에너지를 제공하도록 X축과 Y축 방향으로 이동시키는 액츄에이터로 구성되어 있다. 그리고 출원번호 제10-2010-7019552호로 출원된 '초음파 시스템을 이용한 치료 헤드'는 엔클로저와, 윈도우가 부착된 하부 격실과 상부 격실을 분리시키는 파티션과, 파티션의 개구부와, 개구부에 설치되고 이동 가능한 컨트롤 아암과, 상부 격실내에 위치되고 컨트롤 아암을 제어하는 작동 조립체와, 컨트롤 아암의 하단부에 결합되는 HIFU 트랜스듀서로 구성된다.

또한 본 출원인이 선출원하여 특허 등록번호 제10-1177691호로 등록 받은 "고강도 집속형 초음파를 이용한 비침습성 피하지방 감소 장치의 3축 제어 헤드"는 컨트롤러의 제어에 따라 3축으로 제어하여 시술자의 지방층에 초음파를 3차원으로 제공하도록 되어 있다.

고강도집속형 초음파를 이용한 비만치료에는 헤드를 이용하여 환자의 지방층에 제공하는 과정이 필요한데, 종래의 헤드에 의한 초음파 제공시에는 피봇 구동의 특성상 곡면(원호)으로 초음파의 제공이 이루어져 주변부로 갈수록 피부로 제공하는 에너지가 감소하고, 초점 깊이가 변경되어 균일한 치료가 이루어지지 못하는 문제점이 있다.

또한, 종래 초음파 치료용 헤드는 내부에 초음파 트랜스듀서를 운동시키기 위한 액추에이터가 구비되며 액추에이터의 작동공간 및 액추에이터 및 초음파 트랜스듀서의 작동을 제어하기 위한 PCB, PCB에 연결되는 전선을 배선하기 위한 공간을 확보해야 한다.

상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 초음파 트랜스듀서에서 발생된 초음파의 초점이 평면 상에서 운동하고, 균일하게 제어가 가능하여 치료성능을 향상시킬 수 있는 초음파 치료용 헤드 및 초음파 트랜스듀서 작동용 피봇 운동 구조체를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 초음파 트랜스듀서를 운동시키는 액추에이터의 작동공간을 용이하게 확보함과 동시에 조립 작업의 편의성을 향상시킨 초음파 치료용 헤드 및 초음파 트랜스듀서 작동용 피봇 운동 구조체를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 초음파 치료용 헤드의 일 실시예는 헤드몸체, 상기 헤드몸체 내에 구비되며 초음파 트랜스듀서를 운동시키기 위한 복수의 액추에이터를 포함하는 작동부, 상기 헤드몸체의 하부에 탈착되며 내부에 상기 작동부의 작동에 의해 운동되는 초음파 트랜스듀서가 수용되는 카트리지를 포함하며 상기 작동부는 헤드몸체의 내측면에 설치 고정되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 초음파 치료용 헤드의 일 실시예는 상기 작동부의 액추에이터가 장착되어 고정되고, 상기 헤드몸체의 내측면에 설치되어 고정되는 액추에이터 마운팅부재를 더 포함할 수 있다.

본 발명에서 상기 액추에이터 마운팅부재는 상기 헤드몸체의 내측면에 고정볼트로 볼트 체결되어 설치될 수 있다.

본 발명에서 상기 헤드몸체의 내측면에는 상기 액추에이터 마운팅부재가 끼워져 결합되는 플레이트 끼움부가 구비될 수 있다.

본 발명에서 상기 헤드몸체의 내측면에는 상기 플레이트 끼움부로 결합되는 상기 액추에이터 마운팅부재의 선단부 측을 지지하는 스토퍼부가 구비될 수 있다.

본 발명에서 상기 작동부는 회전모터를 포함하며 회전모터의 회전운동을 직선이동으로 변환하는 복수의 액추에이터 및 상기 액추에이터의 단부 측에 각각 볼조인트로 결합되어 피봇운동하며 피봇운동을 초음파 트랜스듀서로 전달하여 초음파 트랜스듀서를 운동시키는 스테이지를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 초음파 치료용 헤드의 일 실시예는 상기 스테이지의 상면에 결합되는 제1볼조인트를 구비하여 상기 스테이지의 피봇운동의 중심축이되는 메인 피봇축부재를 더 포함하며, 상기 메인 피봇축부재는 상기 액추에이터 마운팅부재의 하부면에 장착되어 고정될 수 있다.

본 발명에 따른 초음파 치료용 헤드의 일 실시예는 상기 헤드몸체 내에 구비되며 상기 액추에이터의 구동축이 통과되는 작동 개방부가 구비되는 베이스판부재를 더 포함하며, 상기 작동 개방부는 일 측으로 적어도 일부분이 개방된 형상을 가지도록 형성될 수 있다.

본 발명에서 상기 작동부는 상기 액추에이터가 장착되며 상기 베이스판부재의 상면에 세워져 설치 고정되는 지지 프레임부재를 더 포함하고, 상기 메인 피봇부재는 상기 베이스판부재의 하부면에 세워져 장착될 수 있다.

본 발명에서 상기 베이스판부재는 복수의 작동 개방부가 구분되는 형상을 가짐으로써 상면에 상기 지지 프레임부재를 세워져 장착할 수 있는 부분을 구비할 수 있다.

본 발명에서 상기 베이스판부재의 일측에는 상기 작동부와 상기 초음파 트랜스듀서의 작동을 제어하기 위한 전선을 배선할 수 있도록 상, 하 방향으로 관통된 배선가이드부가 구비되며, 상기 배선가이드부는 측면 중 일부분이 개방된 형상을 가질 수 있다.

본 발명에서 상기 카트리지 내에는 상기 스테이지와 연결되어 상기 스테이지의 피봇운동을 동일한 평면 상에서의 직선운동으로 변환하여 상기 초음파 트랜스듀서를 포함한 초음파 트랜스듀서 조립체로 전달하여 상기 초음파 트랜스듀서 조립체를 동일한 평면 상에서 직선이동시키는 평면운동변환부가 구비될 수 있다.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 초음파 트랜스듀서 작동용 피봇 운동 구조체는, 상, 하 직선 왕복이동하는 복수의 액추에이터를 포함하는 작동부, 복수의 상기 액추에이터 사이에 세워져 고정되는 메인 피봇축부재, 상기 메인 피봇축부재, 복수의 상기 액추에이터에 각각 회전 가능하게 결합되어 피봇운동하며 피봇운동을 초음파 트랜스듀서로 전달하여 초음파 트랜스듀서를 운동시키는 스테이지를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 초음파 트랜스듀서 작동용 피봇 운동 구조체는, 상기 작동부의 액추에이터가 장착되어 고정되는 액추에이터 마운팅부재를 더 포함하며, 상기 메인 피봇축부재는 상기 액추에이터 마운팅부재의 하부면에 장착되어 고정될 수 있다.

본 발명에 따른 초음파 트랜스듀서 작동용 피봇 운동 구조체는, 상기 액추에이터의 구동축이 통과되는 작동 개방부가 구비되는 베이스판부재를 더 포함하며, 상기 작동 개방부는 일 측으로 적어도 일부분이 개방된 형상을 가지도록 형성될 수 있다.

본 발명에서 상기 작동부는 상기 액추에이터가 장착되며 상기 베이스판부재의 상면에 세워져 설치 고정되는 지지 프레임부재를 더 포함하고, 상기 메인 피봇부재는 상기 베이스판부재의 하부면에 세워져 장착될 수 있다.

본 발명에서 상기 베이스판부재는 복수의 개방부로 구분된 형상을 가짐으로써 상면에 상기 지지 프레임부재를 세워져 장착할 수 있는 부분을 구비할 수 있다.

본 발명에서 상기 베이스판부재의 일측에는 상기 작동부와 상기 초음파 트랜스듀서의 작동을 제어하기 위한 전선을 배선할 수 있도록 상, 하 방향으로 관통된 배선가이드부가 구비되며, 상기 배선가이드부는 측면 중 일부분이 개방된 형상을 가질 수 있다.

본 발명에서 상기 카트리지 내에는 상기 스테이지와 연결되어 상기 스테이지의 피봇운동을 동일한 평면 상에서의 직선운동으로 변환하여 상기 초음파 트랜스듀서를 포함한 초음파 트랜스듀서 조립체로 전달하여 상기 초음파 트랜스듀서 조립체를 동일한 평면 상에서 직선이동시키는 평면운동변환부가 구비될 수 있다.

본 발명은 액츄에이터의 작동에 따른 스테이지의 피봇 운동을 평면운동으로 전환하여 카트리지의 내부에 구비된 초음파 트랜스듀서를 평면운동시켜 초음파의 초점을 원하는 균일한 깊이에서 이동시킴으로써 치료부위에 균일한 에너지를 인가하여 치료 성능을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

본 발명은 액추에이터의 설치 구조 및 스테이지의 피봇 운동 구조를 다양하게 설계하여 제조 시 편의성을 향상시키는 효과가 있다.

본 발명은 액추에이터를 직접 헤드몸체의 내측면에 고정설치하고, 헤드몸체 내에 구비되는 베이스판부재에 액추에이터가 관통되는 작동개방부를 측방으로 개방되게 형성하여 초음파 트랜스듀서를 운동시키는 액추에이터의 작동공간을 용이하게 확보함과 동시에 조립 작업의 편의성을 향상시키는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 초음파 치료용 헤드의 일실시예를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 초음파 치료용 헤드의 일실시예를 도시한 분해 사시도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 초음파 치료용 헤드에서 작동부의 실시 예를 도시한 분해사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 초음파 치료용 헤드에서 베이스판부재의 일 실시예를 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 초음파 트랜스듀서 작동용 피봇 운동 구조체 대한 일 실시 예를 도시한 개략도이다.
도 7은 본 발명에 따른 초음파 치료용 헤드의 다른 실시예를 도시한 분해 사시도이다.
도 8은 도 7에 도시된 본 발명에 따른 초음파 치료용 헤드의 다른 실시예에서 작동부의 실시예를 도시한 분해사시도이다.
도 9은 본 발명에 따른 초음파 치료용 헤드의 또 다른 실시예를 도시한 분해 사시도이다.
도 10은 도 9에 도시된 본 발명에 따른 초음파 치료용 헤드의 다른 실시예에서 작동부의 실시예를 도시한 분해사시도이다.
도 11은 본 발명에 따른 초음파 치료용 헤드에서 베이스판부재의 다른 실시예를 도시한 사시도이다.
도 12는 본 발명에 따른 초음파 트랜스듀서 작동용 피봇 운동 구조체 대한 일 실시 예를 도시한 개략도이다.
도 13은 본 발명에 따른 초음파 치료용 헤드에서 헤드몸체에 장착되는 카트리지의 사시도이다.
도 14는 본 발명에 따른 초음파 치료용 헤드에서 헤드몸체에 장착되는 카트리지의 일 실시 예를 도시한 분해 사시도이다.
도 15는 본 발명에 따른 초음파 치료용 헤드에서 헤드몸체에 장착되는 카트리지의 다른 실시 예를 도시한 분해 사시도이다.

이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니된다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 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.

도 1은 본 발명에 따른 본 발명에 따른 초음파 치료용 헤드의 일 실시예를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 초음파 치료용 헤드의 일실시예를 도시한 분해 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참고하면 본 발명에 따른 초음파 치료용 헤드(10)는 전체적인 형상이 시술자(예:의사)의 손으로 잡아 환자의 피부에 접촉시켜 치료하기 용이하도록 제작된다.

초음파 치료용 헤드(10)는 내부에 액추에이터가 헤드몸체(100)와, 헤드몸체(100)에 착탈 가능한 구조로서 헤드몸체(100)의 작동에 따라 초음파를 발생하고, 치료 영역인 피부를 따라 이동하면서 초음파를 조사하기 위한 카트리지(200)로 구성된다.

상기 헤드몸체(100)의 하부에는 초음파를 발생시키는 초음파 트랜스듀서가 내부에 구비되는 카트리지(200)가 결합된다.

상기 카트리지(200)는 상기 헤드몸체(100)의 하부에 결합되며, 내부에는 초음파 트랜스듀서를 수용하면서 액체를 밀봉하는 구조를 가지는 것으로 하기에서 더 상세하게 설명한다.

여기서, 상기 치료 영역인 피부는 대체로 허벅지 등과 같이 평평한 형상을 가지며, 넓은 피부면적을 가진 부위일 수도 있다.

그러나, 복부, 둔부 등과 같이 곡선 형상을 갖는 부위인 경우, 시술자가 헤드의 하부(카트리지(200)의 하면)로 피시술자의 치료 영역을 가볍게 눌러주어 치료 영역이 평평하게 한 후 시술하는 것이 바람직하다.

본 발명은 상기와 같이 피부를 따라 이동되면서 초음파를 조사하여 피하지방으로 초음파를 조사할 수 있는 것이 특징이다. 이에 따라, 항상 일정한 깊이로 초음파를 조사하여 침투시킬 수 있다.

또한, 상기 헤드몸체(100)의 내부에는 상기 카트리지(200) 내 초음파 트랜스듀서를 운동시키는 작동부가 구비되며, 상기 작동부는 복수의 액추에이터 즉, 제1액추에이터(120)와 제2액추에이터(130)를 포함하는 것을 일 예로 한다.

상기 헤드몸체(100)의 내부에는 상기 작동부 및 초음파 트랜스듀서의 작동을 제어하기 위한 PCB(P) 및 상기 작동부를 상기 헤드몸체(100)의 내부에 고정시키기 위한 액추에이터 마운팅부재(110), 베이스판부재(300)이 구비될 수 있고 이는 하기에서 더 상세하게 설명한다.

이러한 본 발명에 따른 초음파 치료용 헤드(10)는 휴대 가능한 독립형으로 구현될 경우, 전원이 공급되면 헤드몸체(100)의 내부에 초음파 트랜스듀서의 작동 및 초음파 트랜스듀서를 운동시키는 작동부의 작동을 제어할 수 있는 컨트롤러를 구비한다. 초음파 치료용 헤드(10)는 컨트롤러의 제어에 의해 독립적으로 작동할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 초음파 치료용 헤드(10)는 안정적인 전원의 공급 및 간편한 조작을 위해 외부에 초음파 트랜스듀서의 작동 및 초음파 트랜스듀서를 운동시키는 작동부의 작동을 제어할 수 있는 별도로 컨트롤러를 구비할 수 있음을 밝혀둔다.

상기 헤드몸체(100)에는 사용자와의 인터페이스를 제공하기 위한 터치스크린(10a), 기설정된 작동 알고리즘에 따라 프로그밍된 소프트웨어를 실행하여 상기 액추에이터 즉, 상기 제1회전모터(111)와 상기 제2회전모터(121)의 작동 및 초음파 트랜스듀서의 작동을 제어하기 위한 컨트롤보드(미도시)가 구비될 수 있다.

상기 헤드몸체(100)에는 상기 카트리지(200)가 올바르게 결합되어 있는지 확인할 수 있는 센서가 구비될 수 있고, 상기 센서에서 전달받은 신호로 카트리지가 올바르게 결합되지 않은 경우 경고음 등으로 출력하여 시술자 즉, 의사가 용이하게 확인할 수 있도록 한다.

상기와 같이 외부에 별도로 컨트롤러를 두는 경우에 헤드몸체(100)와 외부의 컨트롤러는 유선 케이블 등으로 연결될 수 있다.

도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 초음파 치료용 헤드에서 작동부의 실시 예를 도시한 분해사시도이고, 도 8은 도 7에 도시된 본 발명에 따른 초음파 치료용 헤드의 다른 실시예에서 작동부의 실시예를 도시한 분해사시도이며, 도 10은 도 9에 도시된 본 발명에 따른 초음파 치료용 헤드의 다른 실시예에서 작동부의 실시예를 도시한 분해사시도이다.

도 2 및 도 4, 도 8, 도 10을 참고하면 상기 헤드몸체(100)의 내부에는 작동부가 장착된다.

상기 작동부는 회전모터를 포함하며 회전모터의 회전력을 직선운동으로 변환시키는 복수의 액추에이터를 포함하며, 직선운동을 통해 볼조인트에 결합된 스테이지(150)를 상기 볼조인트를 중심으로 피봇운동시키는 것이며 이는 하기에서 더 상세하게 설명한다.

본 발명에 따른 초음파 치료용 헤드(10)는 상기 작동부가 상기 헤드몸체(100)의 내측면에 직접 고정되어 설치되는 것을 일 예로 한다.

상기 헤드몸체(100)는 전, 후 방향으로 두 개의 몸체(100a, 100b)로 분리되는 구조를 가지는 것을 일 예로 하며, 서로 볼트 체결로 결합되는 것을 일 예로 한다.

본 발명에 따른 초음파 치료용 헤드(10)는 상기 작동부의 액추에이터가 장착되어 고정되고, 상기 헤드몸체(100)의 내측면에 설치되어 고정되는 액추에이터 마운팅부재(110) 또는 상기 액추에이터의 구동축이 관통되는 베이스판부재(300)를 더 포함할 수 있다.

상기 작동부는 회전모터를 포함하며 회전모터의 회전운동을 직선이동으로 변환하는 제1액추에이터(120) 및 제2액추에이터(130), 상기 제1액추에이터(120)와 상기 제2액추에이터(130)의 단부 측에 각각 볼조인트로 결합되어 피봇운동하며 피봇운동을 초음파 트랜스듀서로 전달하여 초음파 트랜스듀서를 운동시키는 스테이지(150)를 더 포함하는 것을 일 예로 한다.

상기 제1액추에이터(120)는 모터샤프트가 하향으로 배치되게 상기 제1장착부재(112)에 장착되며 양방향 회전 가능한 제1회전모터(121), 상기 제1회전모터(121)의 회전력을 전달받아 회전되며 세워져 배치되는 제1리드 스크류(122), 상기 제1리드 스크류(122)가 관통되어 나사결합하여 상기 제1리드스크류의 회전에 의해 상, 하 이동하는 제1슬라이더(123), 상기 제1리드 스크류(122)와 나란하게 배치되어 상기 제1슬라이더(123)를 관통하여 상기 제1슬라이더(123)의 직선 이동을 안내하는 제1가이드봉(124), 상기 제1슬라이더(123)에 장착되어 상기 스테이지(150)와 연결되는 제1구동축(125)을 포함한다.

상기 제1액추에이터(120)는 제1회전모터(121)의 모터샤프트와 제1리드 스크류(122)를 결합하기 위한 제1커플러(126)를 더 포함할 수 있다.

상기 제1가이드봉(124)은 상기 제1슬라이더(123)의 직선 이동을 안내하며 상기 제1리드 스크류(122)의 회전에 의해 상기 제1슬라이더(123)가 회전되는 것을 방지하여 상기 제1슬라이더(123)가 제1리드 스크류(122)의 회전방향에 따라 상, 하 직선 이동될 수 있도록 한다.

상기 제2액추에이터(130)는 모터샤프트가 하향으로 배치되게 상기 제2장착부재(113)에 장착되며 양방향 회전 가능한 제2회전모터(131), 상기 제2회전모터(131)의 회전력을 전달받아 회전되며 세워져 배치되는 제2리드 스크류(132), 상기 제2리드 스크류(132)가 관통되어 나사결합하여 상기 제2리드스크류의 회전에 의해 상, 하 이동하는 제2슬라이더(133), 상기 제2리드 스크류(132)와 나란하게 배치되어 상기 제2슬라이더(133)를 관통하여 상기 제2슬라이더(133)의 직선 이동을 안내하는 제2가이드봉(134), 상기 제2슬라이더(133)에 장착되어 상기 스테이지(150)와 연결되는 제2구동축(135)을 포함한다.

상기 제2액추에이터(130)는 제2회전모터(131)의 모터샤프트와 제2리드 스크류(132)를 결합하기 위한 제2커플러(136)를 더 포함할 수 있다.

상기 제2가이드봉(134)은 상기 제2슬라이더(133)의 직선 이동을 안내하며 상기 제2리드 스크류(132)의 회전에 의해 상기 제2슬라이더(133)가 회전되는 것을 방지하여 상기 제2슬라이더(133)가 제2리드 스크류(132)의 회전방향에 따라 상, 하 직선 이동될 수 있도록 한다.

상기 제1액추에이터(120)와 상기 제2액추에이터(130)는 각각 상기 제1슬라이더(123)와 상기 제2슬라이더(133)의 위치를 감지하는 위치감지센서(123a, 133a)를 구비하는 것이 바람직하다.

상기 위치감지센서(123a, 133a)는 위치저항인 것을 일 예로 하여 상기 제1슬라이더(123) 또는 상기 제2슬라이더(133)의 상, 하 이동에 의해 변화하는 저항값으로 상기 제1슬라이더(123)와 상기 제2슬라이더(133)의 위치를 정확하게 감지하는 것을 일 예로 한다.

본 발명에 있어서 상기 제1액추에이터(120)와 제2액추에이터(130)는 서로 동일한 부재인 것을 일 예로 한다.

즉, 상기 제1회전모터(121), 상기 제2회전모터(131)는 동일한 회전모터이고, 상기 제1리드 스크류(122), 제2리드 스크류(132)는 동일한 리드 스크류이고, 상기 제1커플러(126), 상기 제2커플러(136)는 동일한 커플러이고, 상기 제1슬라이더(123), 제2슬라이더(133)는 동일한 슬라이더이고, 상기 제1가이드봉(124), 제2가이드봉(134)은 동일한 가이드봉이며, 상기 제1구동축(125), 제2구동축(135)은 동일한 구동축인 것을 일 예로 한다.

또한, 상기 작동부는 상기 헤드 몸체(100) 내에서 세워져 설치되며 상기 제1액추에이터(120)와 상기 제2액추에이터(130)가 장착되는 지지 프레임부재(115, 116)를 더 포함할 수 있다.

상기 지지 프레임부재(115, 116)는 상부에 회전모터가 안착되는 모터안착부(115a, 116a), 상기 모터 안착부(115a, 116a)의 하부 측에 이격되게 배치되며 상기 커플러가 안착되는 커플러안착부(115b, 116b), 상기 커플러 안착부(115b, 116b)의 하부에 이격되게 배치되며 상기 리드 스크류의 단부가 회전 가능하게 결합되는 스크류지지부(115c, 116c)가 구비된다.

상기 가이드봉의 양단부는 상기 커플러 안착부(115b, 116b)와 상기 스크류지지부(115c, 116c)에 각각 고정되어 설치되는 것을 일 예로 한다.

즉, 어느 한 상기 지지 프레임부재(115)의 모터 안착부(115a)에는 제1회전모터(121)가 안착되어 장착되고, 상기 커플러안착부(115b)에는 제1커플러(126)가 안착되어 장착되고, 상기 제1리드 스크류(122)의 단부는 상기 스크류지지부(115b)에 회전 가능하게 결합되어 지지되는 것이다.

또한, 다른 한 지지 프레임(116)의 모터 안착부(116a)에는 제2회전모터(131)가 안착되어 장착되고, 상기 커플러안착부(116b)에는 제2커플러(136)가 안착되어 장착되고, 상기 제2리드 스크류(132)의 단부는 상기 스크류지지부(116c)에 회전 가능하게 결합되어 지지되는 것이다.

또한, 상기 작동부는 상기 스테이지(150)의 상면에 결합되는 제1볼조인트(1)를 구비하여 상기 스테이지(150)의 피봇 운동에 대한 중심축이되는 메인 피봇축부재(400)를 더 포함한다. 상기 메인 피봇축부재(400)는 상기 액추에이터 마운팅부재(110)의 하부면 또는 상기 베이스판부재(300)의 하부면에 세워져 설치 고정된다.

상기 제1볼조인트(1)에 의해 스테이지(150)는 상기 메인 피봇축부재(400)에 회전가능하게 결합되며, 상기 메인 피봇축부재(400)는 상기 액추에이터 마운팅부재(110)의 하부면 또는 상기 베이스판부재(300)의 하부면에 장착되어 고정됨으로써 스테이지(150)의 회전의 중심축이된다. 이러한 제1볼조인트(1)는 상술한 제2볼조인트(128) 및 제3볼조인트(138)와는 다르게 횡방향으로 이동되지 아니한다.

즉, 상기 스테이지(150)는 제1볼조인트(1)를 피봇운동의 축으로 하여 상기 액추에이터 마운팅부재(110) 또는 상기 베이스판부재(300)에 대하여 피봇운동하며, 제1액츄에이터(110)와 제2액츄에이터(120)의 상하 직선운동에 의해 상하 및 좌우로 자유롭게 작동될 수 있다.

상기 스테이지(150)는 상기 헤드몸체(100) 내에서 액추에이터 마운팅부재(110)의 하부면 또는 상기 베이스판부재(300)의 하부면에 세워져 설치 고정되는 상기 메인 피봇축부재(400)와 제1볼조인트(1)를 매개로 회전가능하게 결합되는 부재로서, 이러한 스테이지(150)는 제1블럭(151)과 제2블럭(152)으로 구성된다.

상기 제1블럭(151)은 상기 메인 피봇축부재(400)와 제1볼조인트(1)를 매개로 연결된다. 상기 제2블럭(152)은 제1블럭(151)과 힌지를 매개로 좌우로 회전가능하게 결합되되, 제2블럭(152)이 제1블럭(151)에 대하여 좌우로 회전되는 회전각은 제어(예:120도)될 수도 있다.

상술한 제2볼조인트(128)는 제1블럭(151)과 연결되며, 제3볼조인트(138)는 제2블럭(152)과 연결되되, 제1블럭(151)과 제2블럭(152)에는 제2볼조인트(128)와 제3볼조인트(138)가 끼워져 횡방향으로 이동될 수 있도록 가동홈이 각각 형성된다.

다시말하면, 제1블럭(151)과 제2블럭(152)으로 구성되는 상기 스테이지(150)는 제1볼조인트(1)에 의해 축이 고정된 상태에서 제1액츄에이터(110)와 제2액츄에이터(120)의 상, 하 직선 왕복운동에 의해 제2볼조인트(128)와 제3볼조인트(138)가 가동홈의 길이방향을 따라 일부 이동되면서 피봇운동한다.

한편, 본 발명에 따른 초음파 치료용 헤드 및 및 본 발명에 따른 초음파 트랜스듀서 작동용 피봇 운동 구조체는 상기 헤드몸체(100) 내에 구비되며 상기 작동부가 관통되는 베이스판부재(300)를 더 포함할 수 있다.

상기 베이스판부재(300)는 상기 작동부가 통과되는 작동개방부(310)가 구비된다. 상기 작동개방부(310)는 상, 하로 관통되고 측방향으로도 적어도 일부분 개방된 형상을 가진다.

상기 메인 피봇축부재(400)의 양 측에 이격되게 상기 제1구동축(125)의 단부와 상기 제2구동축(135)의 단부가 각각 상기 스테이지(15)에 회전 가능하게 결합되며, 상기 제1구동축(125)의 단부에는 하단부에 상기 스테이지의 상면에 결합되는 제2볼조인트(128)가 구비되는 제1피봇축(127)이 구비되고, 상기 제2구동축(135)의 단부에는 하단부에 상기 스테이지의 상면에 결합되는 제3볼조인트(138)가 구비되는 제2피봇축(137)이 구비된다.

상기 제1볼조인트(1)에 의해 스테이지(150)는 상기 메인 피봇축부재(400)에 회전가능하게 결합되며, 상기 메인 피봇축부재(400)는 상기 헤드몸체(100) 내에 세워져 설치되어 고정됨으로써 스테이지(150)의 회전의 중심축이된다. 이러한 제1볼조인트(1)는 상술한 제2볼조인트(128) 및 제3볼조인트(138)와는 다르게 횡방향으로 이동되지 아니한다.

즉, 상기 스테이지(150)는 제1볼조인트(1)를 피봇운동의 축으로 하여 베이스판(300)에 대하여 피봇운동하며, 제1액츄에이터(110)와 제2액츄에이터(120)의 상하 직선운동에 의해 상하 및 좌우로 자유롭게 작동될 수 있다.

상기 스테이지(150)는 상기 액추에이터 마운팅부재(110)의 하부면과 제1볼조인트(1)를 매개로 회전가능하게 결합되는 부재로서, 이러한 스테이지(150)는 제1블럭(151)과 제2블럭(152)으로 구성된다.

상기 제1블럭(151)은 상기 액추에이터 마운팅부재(110)의 하부면과 피봇축(400)의 하부에 구비된 제1볼조인트(1)를 매개로 연결된다. 상기 제2블럭(152)은 제1블럭(151)과 힌지를 매개로 좌우로 회전가능하게 결합되되, 제2블럭(152)이 제1블럭(151)에 대하여 좌우로 회전되는 회전각은 제어(예:120도)될 수도 있다.

상술한 제2볼조인트(128)는 제1블럭(151)과 연결되며, 제3볼조인트(138)는 제2블럭(152)과 연결되되, 제1블럭(151)과 제2블럭(152)에는 제2볼조인트(128)와 제3볼조인트(138)가 끼워져 횡방향으로 이동될 수 있도록 가동홈이 각각 형성된다.

다시말하면, 제1블럭(151)과 제2블럭(152)으로 구성되는 상기 스테이지(150)는 제1볼조인트(1)에 의해 축이 고정된 상태에서 제1액츄에이터(110)와 제2액츄에이터(120)의 상, 하 직선 왕복운동에 의해 제2볼조인트(128)와 제3볼조인트(138)가 가동홈의 길이방향을 따라 일부 이동되면서 피봇운동한다.

상기 스테이지(150)에는 상기 초음파 트랜스듀서를 동일 평면 상에서 직선이동 시키는 평면운동변환부(미도시)의 연결부와 연결되기 위한 결합용 자석(153)이 구비된다.

상기 평면운동변환부는 상기 스테이지(150)의 피봇운동을 동일한 평면 상에서의 직선운동으로 변환하여 상기 초음파 트랜스듀서를 동일한 평면 상에서 직선이동시키는 것으로 이는 하기에서 더 상세하게 설명한다.

상기 스테이지(150)는 상기 결합용 자석(153)의 강력한 자력에 의해 상기 평면운동변환부와 견고하게 연결고정되어 상기 제1액추에이터(120), 상기 제2액추에이터(130)의 직선 왕복운동에 의한 피봇운동을 상기 평면운동변환부로 전달한다.

상기 평면운동변환부는 상기 스테이지(150)의 피봇운동을 전달받아 초음파 트랜스듀서(226)와 초음파 트랜스듀서 하우징(224) 즉, 초음파 트랜스듀서 조립체(225)를 동일한 평면 상에서 직선 운동시킬 수 있도록 한다.

상기 초음파 트랜스듀서(226)가 동일한 평면상에서 직선 이동하므로 상기 초음파 트랜스듀서에서 발생된 초음파의 초점도 동일한 평면 상에서 직선 이동하게된다.

미설명부호 154는 후술할 평면운동변환부와의 결합을 위한 부재이며, 미설명부호 P는 컨트롤러와 입력부(150)와 연결되어 후술할 카트리지 PCB(202)와 연결되는 PCB이다.

도면에는 자세히 도시하지 않았으나 피팅부재와 결합용 자석(153)은 자력에 의해 강하게 결합되어 스테이지(150)의 운동에 따라 카트리지(120)의 평면운동변환부가 트랜스듀서(226)를 움직일 수 있도록 되어 있다.

본 발명에 따른 초음파 트랜스듀서 작동용 피봇 운동 구조체는, 상, 하 직선 왕복이동하는 복수의 액추에이터(120, 130)를 포함하는 작동부, 복수의 상기 액추에이터(120, 130) 사이에 세워져 고정되는 메인 피봇축부재(400), 상기 메인 피봇축부재(400), 복수의 상기 액추에이터(120, 130)에 각각 회전 가능하게 결합되어 피봇운동하며 피봇운동을 초음파 트랜스듀서로 전달하여 초음파 트랜스듀서를 운동시키는 스테이지(150)를 포함한다.

본 발명에 따른 초음파 트랜스듀서 작동용 피봇 운동 구조체는, 도 3 내지 도 6의 제1실시예와 도 7 내지 도 12의 제2실시예로 구분될 수 있다.

도 3 내지 도 6에서 본 발명에 따른 초음파 트랜스듀서 작동용 피봇 운동 구조체는 상기 메인 피봇부재(400)가 상기 베이스판부재(300)의 하부면에 장착 고정되는 구조를 가지는 것을 일 예로 한다.

더 상세하게 도 3을 참고하면 상기 지지 프레임부재(115, 116)은 상기 베이스판부재(300)의 상면에 설치되어 고정되고, 상기 메인 피봇부재(400)는 상기 베이스판부재(300)의 하부면에 세워져 장착된다.

또한, 도 4를 참고하면, 본 발명에 따른 초음파 치료용 헤드 및 본 발명에 따른 초음파 트랜스듀서 작동용 피봇 운동 구조체는 상기 작동부의 액추에이터(120, 130)가 세워져 설치 고정되고, 상기 헤드몸체(100) 내에 고정되는 액추에이터 마운팅부재(110)를 더 포함할 수 있다.

상기 지지 프레임부재(115, 116)은 상기 액추에이터 마운팅부재(110) 상에 세워져 설치 고정되고, 상기 메인 피봇축부재(400)는 상기 베이스판부재(300)의 하부면에 세워져 장착될 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 초음파 치료용 헤드에서 베이스판부재(300)의 일 실시예를 도시한 사시도이다.

도 5를 참고하면, 상기 베이스판부재(300)는 복수의 작동개방부(310)가 구분된 형상을 가짐으로써 상면에 상기 지지 프레임부재(115, 116)를 세워져 장착할 수 있는 부분을 구비하도록 할 수 있다.

상기 베이스판부재(300)에는 상기 작동부와 상기 초음파 트랜스듀서의 작동을 제어하기 위한 전선을 배선할 수 있도록 상, 하 방향으로 관통된 배선가이드부(320)가 구비된다.

상기 배선가이드부(320)는 측면 중 일부분이 개방된 형상을 가져 측면의 개방된 일부분을 통해 내부로 전선을 용이하게 삽입하여 배선하고, 내부에 삽입된 전선도 외부로 용이하게 인출할 수 있는 것이다.

도 6은 본 발명에 따른 초음파 트랜스듀서 작동용 피봇 운동 구조체에 대한 일 실시 예를 도시한 개략도이다.

도 6을 참고하면 본 발명에 따른 초음파 트랜스듀서 작동용 피봇 운동 구조체의 일 실시예는 상기 메인 피봇축부재(400)가 상기 베이스판부재(300)의 하부면에 세워져 장착되어 제1볼조인트(1)가 상기 스테이지(150)의 중앙에 회전가능하게 결합되고, 상기 제1액추에이터(120)의 제1구동축(125)은 상기 베이스판부재(300)를 관통하여 상기 메인 피봇축부재(400)의 일측에서 이격되어 상기 스테이지(150)에 제2볼조인트(128)로 회전 가능하게 결합되며, 상기 제2액추에이터(120)의 제2구동축(125)은 상기 베이스판부재(300)를 관통하여 상기 메인 피봇축부재(400)의 일측에서 이격되어 상기 스테이지(150)에 제3볼조인트(138)로 회전 가능하게 결합된다.

또한, 상기 제1액추에이터(120)와 상기 제2액추에이터(130)는 상기 베이스판부재(300)의 상면에 이격되게 배치되어 상기 헤드몸체(100) 내에 장착 고정되는 액추에이터 마운팅부재(110) 상에 설치 고정될 수 있다.

도 7 내지 도 12에서 본 발명에 따른 초음파 치료용 헤드 및 초음파 트랜스듀서 작동용 피봇 운동 구조체는 상기 베이스판부재의 상부와 이격되게 배치되며 작동부의 액추에이터가 세워져 설치 고정되는 액추에이터 마운팅부재(110)의 하부면에 상기 메인 피봇부재가 장착 고정되는 구조를 가지는 것을 다른 예로 한다.

더 상세하게 도 7 및 도 8을 참고하면 상기 헤드몸체(100)의 내측면에는 상기 액추에이터 마운팅부재(110)가 끼워져 결합되는 플레이트 끼움부(103)가 구비되는 것을 다른 예로 한다.

상기 플레이트 끼움부(103)는 상기 헤드몸체(100)의 내측면에 상, 하 방향으로 이격된 끼움플레이트를 포함하고, 상기 끼움플레이트는 상기 헤드몸체(100)의 내부에서 양 측에 각각 구비되어 상기 액추에이터 마운팅부재(110)의 양 측단부가 각각 끼워져 결합되는 것일 일 예로 한다.

또한, 상기 헤드몸체(100)의 내측면에는 상기 플레이트 끼움부(103)로 결합되는 상기 액추에이터 마운팅부재(110)의 선단부 측을 지지하는 스토퍼부(104)가 구비되는 것이 바람직하다.

상기 스토퍼부(104)는 상기 플레이트 끼움부(103)로 결합되는 상기 액추에이터 마운팅부재(110)의 선단부 측을 지지하여 상기 액추에이터 마운팅부재(110)가 정확한 결합위치에 고정될 수 있도록 한다.

또한, 도 9 및 도 10을 참고하면, 상기 액추에이터 마운팅부재(110)는 상기 헤드몸체(100)의 내측면에 고정볼트(102)로 볼트 체결되어 설치될 수 있다.

더 상세하게 상기 액추에이터 마운팅부재(110)에는 볼트구멍이 형성된 볼트고정부(110a)가 돌출되게 구비되고, 상기 헤드몸체(100)의 내측면에는 상기 고정볼트(102)가 체결되는 볼트 체결부(101)가 구비된다.

상기 액추에이터 마운팅부재(110)는 상기 볼트고정부(110a)의 볼트구멍을 관통하여 상기 볼트 체결부(101)로 체결되는 복수의 고정볼트(102)에 의해 상기 헤드몸체(100)의 내측면에 직접 설치되어 고정되는 것을 일 예로 한다.

도 11은 본 발명의 초음파 치료용 헤드 및 초음파 트랜스듀서 작동용 피봇 운동 구조체에서 베이스판부재의 일 실시예를 도시한 사시도이다.

도 11를 참고하면, 상기 작동개방부(310)는 하나의 개방된 공간을 가짐으로써 상기 메인 피봇축부재(400), 상기 제1구동축(125) 및 상기 제2구동축(135)가 관통되어 상기 스테이지(150)로 결합될 수 있또록 할 수 있다.

도 12는 본 발명에 따른 초음파 트랜스듀서 작동용 피봇 운동 구조체에 대한 다른 실시 예를 도시한 개략도이다.

도 12를 참고하면 본 발명에 따른 초음파 트랜스듀서 작동용 피봇 운동 구조체는 상기 메인 피봇축부재(400)가 상기 액추에이터 마운팅부재(110)의 하부면에 세워져 장착되어 제1볼조인트(1)가 상기 스테이지(150)의 중앙에 회전가능하게 결합되고, 상기 제1액추에이터(120)의 제1구동축(125)은 상기 베이스판부재(300)를 관통하여 상기 메인 피봇축부재(400)의 일측에서 이격되어 상기 스테이지(150)에 제2볼조인트(128)로 회전 가능하게 결합되며, 상기 제2액추에이터(120)의 제2구동축(125)은 상기 베이스판부재(300)를 관통하여 상기 메인 피봇축부재(400)의 일측에서 이격되어 상기 스테이지(150)에 제3볼조인트(138)로 회전 가능하게 결합된다.

또한, 상기 제1액추에이터(120)와 상기 제2액추에이터(130)는 상기 베이스판부재(300)의 상면에 이격되게 배치되어 상기 헤드몸체(100) 내에 장착 고정되는 액추에이터 마운팅부재(110) 상에 설치 고정될 수 있다.

도 13은 본 발명에 따른 초음파 치료용 헤드에서 헤드몸체(100)에 장착되는 카트리지의 사시도이고, 도 14는 본 발명에 따른 초음파 치료용 헤드에서 헤드몸체(100)에 장착되는 카트리지의 일 실시 예를 도시한 분해 사시도이며, 도 15는 본 발명에 따른 초음파 치료용 헤드에서 헤드몸체(100)에 장착되는 카트리지의 다른 실시 예를 도시한 분해 사시도이다.

도 14 및 도 15는 카트리지 내부에 구비되어 초음파 트랜스듀서를 동일한 평면 상에서 직선 이동시키는 상기 평면운동변환부의 서로 다른 예를 도시하고 있다.

도 14는 상기 초음파 트랜스듀서를 포함한 초음파 트랜스듀서 조립체(225)를 카트리지의 평면 윈도우 상에 밀착시켜 동일 평면 상에서 직선운동시키는 예이고, 도 15는 별도의 가이더를 이용하여 상기 초음파 트랜스듀서를 카트리지의 초음파 투과 윈도우 상에서 이격된 위치에서 동일 평면상에서 직선운동시키는 예이고, 더 상세하게는 상기 초음파 투과 윈도우의 상면과 나란한 평면 상에서 직선운동시키는 예를 도시하고 있다.

도 14를 참고하면 카트리지(200)는 카트리지 PCB(202), 연결부(204), 자바라 지지링(206), 자바라(208), 상커버(210), 카트리지 하우징(212), 제1서포트(214), 압축 스프링(216), 제2서포트(218), 초음파 트랜스듀서 조립체(225), 초음파 투과 윈도우(228), 하커버(230)로 구성된다.

상기 초음파 트랜스듀서 조립체(225)는 초음파를 발생시키는 초음파 트랜스듀서(226), 초음파 트랜스듀서(226)가 장착되는 초음파 트랜스듀서 하우징(224)을 포함한다.

상기 카트리지 PCB(202)는 컨트롤러에 연결되며, 도 4 및 도 5에 도시된 입력부(150)에 의해 제어되는 부재이다. 상기 카트리지 PCB(202)에는 헤드몸체(100)의 리드 커넥터를 통해 후술할 초음파 트랜스듀서(226)의 구동을 위한 전원을 공급받는 단자(미도시)와 컨트롤러와 입력부(150)로부터 초음파 트랜스듀서(226)의 구동패턴을 입력받는 단자(미도시) 등이 구비될 수 있으며, 상기 카트리지 PBC(202)와 초음파 트랜스듀서(226)는 도시되지 않은 전선으로 연결되어야 할 것이다.

상기 연결부(204)는 헤드몸체(100)와 결합을 위한 부재로서, 헤드몸체(100)의 접촉 커넥터 및 결합부와 체결되어 스테이지(150)의 피봇 운동과 컨트롤보드(142)의 전기신호를 연결하도록 되어있다.

상기 연결부(204)에는 결합용 자석(153)과 자력으로 결합되기 위한 또 다른 결합용 자석(203)이 구비되는데, 이러한 또 다른 결합용 자석(203)은 별도의 고정브라켓(205)을 이용하여 연결부(204)에 설치될 수 있다.

상기 자바라(208)는 자바라 지지링(206)에 의해 카트리지 하우징(212)과 체결되어 내부에 초음파 트랜스듀서(226)의 움직임을 허용하면서 내부의 액체가 외부로 누출되지 않도록 밀봉시키는 역할을 한다.

상기 초음파 투과 윈도우(228)는 카트리지 하우징(212)의 개방된 하부를 커버하도록 설치되고 초음파를 투과시켜 치료영역으로 전달하는 역할을 하며 상면이 평평한 평면으로 형성된다.

이때, 상커버(210)와 하커버(230)는 카트리지 하우징(212)과 체결되어 자바라(208) 및 초음파 투과 윈도우(228)와 함께 카트리지(200)의 내부 공간을 밀봉시켜 초음파를 전달하기 위한 매체인 액체가 누출되지 않게 한다.

상기 평면운동변환부는 스테이지(150)의 하부와 연결되는 연결부(204), 카트리지 하우징(212)의 내부에서 연결부(204)의 하부에 결합되며, 하부가 개구된 삽입부가 길이방향을 따라 형성되는 제1서포트(214), 제1서포트(214)의 내부에 설치되는 압축스프링(216), 상부가 상기 삽입부로 삽입되며, 스테이지(150)의 피봇운동에 의해 승하강되면서 압축스프링(216)을 압축할 수 있는 제2서포트(218), 제2서포트(218)의 하부에 구비되는 제4볼조인트(4) 및 제4볼조인트(4)와 회전가능하게 결합되는 초음파 트랜스듀서 하우징(224)이 포함된다.

상기 초음파 트랜스듀서 하우징(224)은 내부에 초음파 트랜스듀서(226)가 수용되며, 압축스프링(216)에 저장된 탄성복원력에 의해 초음파 투과 윈도우(228)의 상면에 밀착되어 이동된다.

상기 평면운동변환부는 초음파 트랜스듀서 하우징(224)과 제4볼조인트(4)의 결합 및 압축스프링(216)에 저장된 탄성복원력과 연결부(204)를 통해 전달되는 스테이지(150)의 피봇 운동에 의해 초음파 투과 윈도우(228)의 평평한 상면에 밀착되어 초음파를 따라 초음파 트랜스듀서(226)를 이동시킨다.

이에 따라, 초음파 트랜스듀서 하우징(224)에 구비된 초음파 트랜스듀서(226)는 초음파 투과 윈도우(228)의 상면을 따라 직선운동하며 피부로 조사되는 초음파의 초점을 피부 내 균일한 깊이에서 이동시키면서 조사할 수 있다. 상기 초음파 트랜스듀서(226)는 초음파 트랜스듀서 하우징(224)에 체결되어 구동신호가 입력되면 초음파를 발생시킨다.

한편, 제2서포트(218)의 외주면에는 분리방지돌기(217)가 형성되고, 제1서포트의 내벽에는 분리방지턱(미도시)이 형성된다.

상기 분리방지턱에 의해 제2서포트(218)는 제1서포트(214)에서 분리되는 것이 방지된다.

또한, 상기 제1서포트(214)의 외주면에는 헤드몸체(100)와 카트리지(200)의 분리시, 카트리지 하우징(212)의 내부에 배치된 부재들이 카트리지 하우징(212)의 외부로 이탈되는 것을 제한하여 자바라(206)의 파손을 방지하기 위한 스톱퍼(215)가 더 포함되는 것이 바람직할 것이다.

미설명부호 201은 카트리지(200)와 헤드몸체(100)의 결합을 위한 브라켓이다.

이어서, 이와 같이 구성되는 본 발명에 따른 초음파 치료용 헤드의 동작을 설명하기로 한다.

통상 초음파 치료는 치료 목적에 따라 초점 영역의 깊이가 달라지므로 치료목적에 맞는 카트리지(200)를 선택하여 헤드몸체(100)에 장착한다. 즉, 치료 깊이에 해당되는 초음파의 초점을 발생시키는 초음파 트랜스듀서가 장착된 카트리지를 선택하여 헤드몸체(100)에 장착한다. 또한, 치료부위나 목적에 따라 초음파 트랜스듀서(226)의 작동 패턴이나 동작 시간을 선택할 수도 있다.

초음파 치료용 헤드(10)의 사용자 인터페이스를 통해 초음파 치료용 헤드(10)를 작동시키면, 컨트롤러가 미리 프로그램된 패턴에 따라 제1회전모터(121) 또는 제2회전모터(131)를 구동하고, 초음파 트랜스듀서(226)를 작동시켜 초음파 혹은 고집속초음파(HIFU)가 발생되게 한다.

제1액추에이터(120)의 제1회전모터(121)가 회전되면 커플러(112)를 통해 제1리드 스크류(122)가 회전되고, 제1리드 스크류(122)에 체결된 제1슬라이더(123)가 제1리드 스크류(122)를 따라 하방으로 이동하게 되면서 제1슬라이더(123)(140)에 연결된 제1구동축(125)이 하방으로 이동하게 된다.

이때, 제1구동축(125)에 구비된 제1볼조인트(151b)가 하방으로 이동하면 스테이지(150)은 메인 피봇축부재(400)를 축으로 하여 피봇운동하게 된다.

이와 동일한 방식으로, 제2액추에이터(130)도 동작하게 되면, 스테이지(150)는 메인 피봇축부재(400)를 축으로 하여 피봇운동하게 된다.

제1액추에이터(120)의 제1슬라이더(123)가 하한 위치에 도달한 것을 위치저항을 통해 검출하게 되면, 컨트롤러는 제1액추에이터(120)의 회전방향을 반대방향으로 변환하여 회전시키게 되고, 이에 따라 제1슬라이더(123)는 상방으로 이동하게 된다. 동일한 방식으로 제2액추에이터(130)의 제2슬라이더(133)가 상한 위치에 도달한 것을 위치저항을 통해 검출하게 되면, 컨트롤러는 제2액추에이터(130)의 회전방향을 다시 반대방향으로 변환하여 다시 하향으로 이동하게 하고, 이에 따라 제2슬라이더(133)는 상한과 하한 사이를 왕복운동하면서 스테이지(150)를 밀거나 당기게 된다.

스테이지(150)는 상기 제1액추에이터(120), 상기 제2액추에이터(130)의 작동에 의해 상기 메인 피봇축부재(400)를 중심으로 원하는 각도로 자유롭게 피봇운동하게 되는 것이다.

한편, 스테이지(150)의 피봇운동은 카트리지(200)의 평면운동변환부로 전달되고, 평면운동변환부는 피봇운동에 의해 평면 선단에 장착된 초음파 트랜스듀서 조립체(225)를 평면윈도우의 상면에 접촉한 상태로 상기 평면윈도우의 상면을 따라 이동시키게 된다.

이때, 평면운동변환부는 압축 스프링(216)에 의해 전체 축의 길이가 가변되어 피봇운동을 평면운동으로 전환하여 초음파 트랜스듀서(226)에서 조사되는 초음파의 초점이 동일평면 상에서 직선으로 운동하도록 한다.

즉, 초음파 투과 윈도우(228)의 중앙에서는 평면운동변환부의 길이가 짧아지고 압축스프링(216)이 많이 압축되어 있다가 주변으로 이동하면서 압축 스프링(216)에 저장되어 있던 탄성복원력이 작용하면서 평면운동변환부의 길이가 늘어 나게 되어 초음파 투과 윈도우(228)의 평평한 상면에 밀착된 상태로 상기 초음파 트랜스듀서 조립체(225)가 평면 운동하므로 상기 영역에서는 초음파가 평면으로 조사가 되도록 하고, 이에 따라 초음파 트랜스듀서(226)의 초음파 초점 깊이가 중앙이나 주변이 모두 균일한 평면 즉, 동일평면 상에 위치하게 된다.

도 15를 참고하면 평면운동변환부는 스테이지(150)의 하부와 연결되는 연결부(204), 카트리지 하우징(212)의 내부에서 연결부(204)의 하부에 결합되며, 하부가 개구된 삽입부가 길이방향을 따라 형성되는 제1서포트(214), 스테이지(150)의 피봇운동에 의해 승하강하는 제2서포트(218), 제2서포트(218)의 하부에 구비되는 제4볼조인트(4) 및 제4볼조인트(4)와 회전가능하게 결합되는 초음파 트랜스듀서 하우징(224), 카트리지 하우징(212)의 내부에 설치되는 횡행가이드(241), 이 횡행가이드(241)와 초음파 트랜스듀서 조립체(225)를 결합하여 초음파 트랜스듀서 하우징(224)이 횡행가이드(241)를 따라 횡방향으로 이동되도록 하는 연결블럭(242), 카트리지 하우징(224)의 내부에 설치되되, 상기 횡행가이드(241)와 결합되며, 횡행가이드(241)를 종방향으로 가이드하는 종행가이드(240)가 포함될 수 있다.

상기 횡행가이드(241) 및 상기 종행가이드(24)는 초음파 투과 윈도우의 상면과 이격되어 평면과 나란하게 배치되어 상기 초음파 트랜스듀서 조립체(225)를 동일평면 상에서 직선이동하도록 안내한다.

상기 초음파 트랜스듀서 조립체(225)는 횡행가이드(241)와 종행가이드(240)에 의해 초음파 투과 윈도우(228)의 상면과 일정한 거리가 유지된 상태로 이동된다.

상기 횡행가이드(241)와 종행가이드(240)는 x, y 방향으로 초음파 트랜스듀서 조립체(225) 즉, 초음파 트랜스듀서 하우징(224)을 가이드하는 역할을 하며, 이러한 횡행가이드(241)와 종행가이드(240)에는 레일이 형성되는데, 상기 횡행가이드(241)의 레일에는 초음파 트랜스듀서 하우징(224)과의 연결을 위한 연결블럭이 결합된다.

본 발명에서는 연결블럭(242)이 횡행가이드(241)와 연결되는 것으로 도시되어 있으나, 연결블럭(242)이 종행가이드(240)에 연결되고, 종행가이드(240)가 횡행가이드(241)에 연결되는 것도 가능하므로 이에 한정되지 아니한다.

상기와 같이 초음파 트랜스듀서 하우징(224)이 횡행가이드(241)와 종행가이드(240)에 의해 x, y 방향으로 평면이동될 때, 제4볼조인트(4)에 의해 초음파 트랜스듀서 하우징(224)이 회전되므로 안정적인 평면이동이 가능하다.

이어서, 상기와 같이 구성되는 평면운동변환부의 동작을 설명하기로 한다.

상기 제1액추에이터(120), 상기 제2액추에이터(130)는 작동에 의해 상기 스테이지(150)의 양측을 밀거나 당기게 되어 상기 스테이지(150)를 상기 메인 피봇축부재(400)를 중심으로 원하는 각도로 자유롭게 피봇운동시킨다.

상기 스테이지(150)가 제1액추에이터(120), 제2액추에이터(130)에 의해 피봇운동되면 상기 스테이지(150)와 연결된 초음파 트랜스듀서 조립체(225)는 횡행가이드(241)와 종행가이드(240)를 따라 초음파 투과 윈도우(228)의 상부에서 x, y 방향으로 평면이동된다.

즉, 상기 초음파 트랜스듀서 조립체(225)가 평면 운동하므로 상기 영역에서는 초음파가 평면으로 조사가 되도록 하고, 이에 따라 초음파 트랜스듀서(226)의 초음파 초점 깊이가 중앙이나 주변이 모두 균일한 평면 즉, 동일평면 상에 위치하게 된다.

본 발명은 제1액추에이터(120)와 제2액추에이터(130)의 작동에 따른 스테이지(150)의 피봇 운동을 평면운동변환부로 평면운동으로 전환하여 카트리지의 내부에 구비된 초음파 트랜스듀서를 평면운동시켜 초음파의 초점을 원하는 균일한 깊이에서 이동시켜 치료부위에 균일한 에너지를 인가하여 치료 성능을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

본 발명은 액추에이터의 설치 구조 및 스테이지의 피봇 운동 구조를 다양하게 설계하여 제조 시 편의성을 향상시킨다.

본 발명은 상기한 실시 예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지에 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있으며 이는 본 발명의 구성에 포함됨을 밝혀둔다.

100 : 헤드몸체 101 : 볼트 체결부
102 : 고정볼트 103 : 플레이트 끼움부
104 : 스토퍼부 110 : 액추에이터 마운팅부재
115, 116 : 지지 프레임부재 120 : 제1액추에이터
121 : 제1회전모터 122 : 제1리드 스크류
123 : 제1슬라이더 124 : 제1가이드봉
125 : 제1구동축 126 : 제1커플러
127 : 제1피봇축 128 : 제2볼조인트
130 : 제2액추에이터 131 : 제2회전모터
132 : 제2리드 스크류 133 : 제2슬라이더
134 : 제2가이드봉 135 : 제2구동축
136 : 제2커플러 137 : 제2피봇축
138 : 제3볼조인트 200 : 카트리지
202 : 카트리지 PCB 203 : 결합용 자석
204 : 연결부 205 : 고정브라켓
210 : 상커버 212 : 카트리지 하우징
214 : 제1서포트 215 : 스톱퍼
216 : 압축스프링 217 : 분리방지돌기
218 : 제2서포트 225 : 초음파 트랜스듀서 조립체
224 : 트랜스듀서 하우징 226 : 초음파 트랜스듀서
228 : 평면 윈도우 230 : 하커버
240 : 종행가이드 241 : 횡행가이드
242 : 연결블럭 300 : 베이스판부재
310 : 작동개방부 320 : 배선가이드부
400 : 메인 피봇축부재

Claims (19)

1. 헤드몸체;
   상기 헤드몸체 내에 구비되며 초음파 트랜스듀서를 운동시키기 위한 복수의 액추에이터를 포함하는 작동부;
   상기 헤드몸체의 하부에 탈착되며 내부에 상기 작동부의 작동에 의해 운동되는 초음파 트랜스듀서가 수용되는 카트리지를 포함하며 상기 작동부는 헤드몸체의 내측면에 설치 고정되는 것을 특징으로 하는 초음파 치료용 헤드.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 작동부의 액추에이터가 장착되어 고정되고, 상기 헤드몸체의 내측면에 설치되어 고정되는 액추에이터 마운팅부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 치료용 헤드.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 액추에이터 마운팅부재는 상기 헤드몸체의 내측면에 고정볼트로 볼트 체결되어 설치되는 것을 특징으로 하는 초음파 치료용 헤드.
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 헤드몸체의 내측면에는 상기 액추에이터 마운팅부재가 끼워져 결합되는 플레이트 끼움부가 구비되는 것을 특징으로 하는 초음파 치료용 헤드.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 헤드몸체의 내측면에는 상기 플레이트 끼움부로 결합되는 상기 액추에이터 마운팅부재의 선단부 측을 지지하는 스토퍼부가 구비되는 것을 특징으로 하는 초음파 치료용 헤드.
6. 청구항 2에 있어서,
   상기 작동부는 회전모터를 포함하며 회전모터의 회전운동을 직선이동으로 변환하는 복수의 액추에이터; 및
   상기 액추에이터의 단부 측에 각각 볼조인트로 결합되어 피봇운동하며 피봇운동을 초음파 트랜스듀서로 전달하여 초음파 트랜스듀서를 운동시키는 스테이지를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 치료용 헤드.
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 스테이지의 상면에 결합되는 제1볼조인트를 구비하여 상기 스테이지의 피봇운동의 중심축이되는 메인 피봇축부재를 더 포함하며,
   상기 메인 피봇축부재는 상기 액추에이터 마운팅부재의 하부면에 장착되어 고정되는 것을 특징으로 하는 초음파 치료용 헤드.
8. 청구항 6에 있어서,
   상기 헤드몸체 내에 구비되며 상기 액추에이터의 구동축이 통과되는 작동 개방부가 구비되는 베이스판부재를 더 포함하며,
   상기 작동 개방부는 일 측으로 적어도 일부분이 개방된 형상을 가지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 초음파 치료용 헤드.
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 작동부는 상기 액추에이터가 장착되며 상기 베이스판부재의 상면에 세워져 설치 고정되는 지지 프레임부재를 더 포함하고,
   상기 메인 피봇부재는 상기 베이스판부재의 하부면에 세워져 장착되는 것을 특징으로 하는 초음파 치료용 헤드.
10. 청구항 9에 있어서,
    상기 베이스판부재는 복수의 작동 개방부가 구분되는 형상을 가짐으로써 상면에 상기 지지 프레임부재를 세워져 장착할 수 있는 부분을 구비하는 것을 특징으로 하는 초음파 치료용 헤드.
11. 청구항 9에 있어서,
    상기 베이스판부재의 일측에는 상기 작동부와 상기 초음파 트랜스듀서의 작동을 제어하기 위한 전선을 배선할 수 있도록 상, 하 방향으로 관통된 배선가이드부가 구비되며,
    상기 배선가이드부는 측면 중 일부분이 개방된 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 초음파 치료용 헤드.
12. 청구항 6에 있어서,
    상기 카트리지 내에는 상기 스테이지와 연결되어 상기 스테이지의 피봇운동을 동일한 평면 상에서의 직선운동으로 변환하여 상기 초음파 트랜스듀서를 포함한 초음파 트랜스듀서 조립체로 전달하여 상기 초음파 트랜스듀서 조립체를 동일한 평면 상에서 직선이동시키는 평면운동변환부가 구비되는 것을 특징으로 하는 초음파 치료용 헤드.
13. 상, 하 직선 왕복이동하는 복수의 액추에이터를 포함하는 작동부;
    복수의 상기 액추에이터 사이에 세워져 고정되는 메인 피봇축부재; 및
    상기 메인 피봇축부재와 복수의 상기 액추에이터에 각각 회전 가능하게 결합되어 피봇운동하며 피봇운동을 초음파 트랜스듀서로 전달하여 초음파 트랜스듀서를 운동시키는 스테이지를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 트랜스듀서 작동용 피봇 운동 구조체.
14. 청구항 13에 있어서,
    상기 작동부의 액추에이터가 장착되어 고정되는 액추에이터 마운팅부재를 더 포함하며,
    상기 메인 피봇축부재는 상기 액추에이터 마운팅부재의 하부면에 장착되어 고정되는 것을 특징으로 하는 초음파 트랜스듀서 작동용 피봇 운동 구조체.
15. 청구항 13에 있어서,
    상기 액추에이터의 구동축이 통과되는 작동 개방부가 구비되는 베이스판부재를 더 포함하며,
    상기 작동 개방부는 일 측으로 적어도 일부분이 개방된 형상을 가지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 초음파 트랜스듀서 작동용 피봇 운동 구조체.
16. 청구항 15에 있어서,
    상기 작동부는 상기 액추에이터가 장착되며 상기 베이스판부재의 상면에 세워져 설치 고정되는 지지 프레임부재를 더 포함하고,
    상기 메인 피봇부재는 상기 베이스판부재의 하부면에 세워져 장착되는 것을 특징으로 하는 초음파 트랜스듀서 작동용 피봇 운동 구조체.
17. 청구항 16에 있어서,
    상기 베이스판부재는 복수의 개방부로 구분된 형상을 가짐으로써 상면에 상기 지지 프레임부재를 세워져 장착할 수 있는 부분을 구비하는 것을 특징으로 하는 초음파 트랜스듀서 작동용 피봇 운동 구조체.
18. 청구항 15에 있어서,
    상기 베이스판부재의 일측에는 상기 작동부와 상기 초음파 트랜스듀서의 작동을 제어하기 위한 전선을 배선할 수 있도록 상, 하 방향으로 관통된 배선가이드부가 구비되며,
    상기 배선가이드부는 측면 중 일부분이 개방된 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 초음파 트랜스듀서 작동용 피봇 운동 구조체.
19. 청구항 13에 있어서,
    상기 카트리지 내에는 상기 스테이지와 연결되어 상기 스테이지의 피봇운동을 동일한 평면 상에서의 직선운동으로 변환하여 상기 초음파 트랜스듀서를 포함한 초음파 트랜스듀서 조립체로 전달하여 상기 초음파 트랜스듀서 조립체를 동일한 평면 상에서 직선이동시키는 평면운동변환부가 구비되는 것을 특징으로 하는 초음파 트랜스듀서 작동용 피봇 운동 구조체.

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