KR20220124141A - 초음파 시술 장치 및 그에 구비된 압전 소자 인가 전기 에너지 제어 방법 - Google Patents

초음파 시술 장치 및 그에 구비된 압전 소자 인가 전기 에너지 제어 방법 Download PDF

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Abstract

압전 소자 인가 전기 에너지 제어 방법이 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 단일 압전 소자를 이용하여 교번 주파수의 제1 모드 또는 일정 주파수의 제2 모드로 초음파 에너지를 선택적으로 발생시켜 피부에 조사하는 초음파 시술 장치에서 전원부로부터 압전 소자에 인가되는 전기 에너지를 제어하는 방법에 있어서, 일정 주파수의 초음파 에너지를 발생시키는 제2 모드를 선택받는 단계, 압전 소자의 임피던스값에 대응하여 전원부를 압전 소자와 임피던스 매칭시키는 단계, 압전 소자에 인가되는 전기 에너지의 입력값을 설정하는 단계, 입력값의 전기 에너지를 압전 소자에 인가하는 단계, 및 일정 주파수의 초음파 에너지 발생을 유지하도록, 외란(外亂)에 의해 변동되는 압전 소자의 임피던스값에 따라 변화되는 압전 소자의 전압 및 전류 중 적어도 어느 하나에 대응하여 입력값을 조정하는 단계를 포함하는 압전 소자 인가 전기 에너지 제어 방법이 제공된다.

Description

초음파 시술 장치 및 그에 구비된 압전 소자 인가 전기 에너지 제어 방법 {APPARATUS FOR ULTRASOUND PROCEDURE AND METHOD FOR CONTROLLING SUPPLIED ELECTRICITY TO PIEZOELECTRIC ELEMENT IN THE SAME}
본 발명은 초음파 시술 장치 및 그에 구비된 압전 소자 인가 전기 에너지 제어 방법에 관한 것이다.
최근 피부 미용 등을 위한 다양한 시술 방법들이 개발되고 있고, 그 중에서도 피부에 상처를 내지 않는 비침습적 시술 방식이 각광받고 있으며, 이를 위해 초음파가 활발히 이용되고 있다.
이에 따라 초음파를 피부 조직 내부에 조사하여 페이스 리프팅 또는 스킨 타이트닝 등의 피부 미용 시술 등을 하는 장치가 개발되어 왔으며, 일반적으로 이러한 장치들은 단일 주파수의 초음파를 출력하는 구조를 가지거나 복수의 조사부를 통해 복수의 주파수의 초음파를 출력하는 구조를 가지고 있다.
대한민국 등록특허공보 제 10-1756618호 (2017.07.10. 공고)
본 발명은 압전 소자에 가해지는 외란에 대응해 압전 소자에 의한 일정한 주파수의 초음파 에너지 발생을 효과적으로 유지 가능한 초음파 시술 장치 및 그에 구비된 압전 소자 인가 전기 에너지 제어 방법를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 단일 압전 소자를 이용하여 교번 주파수의 제1 모드 또는 일정 주파수의 제2 모드로 초음파 에너지를 선택적으로 발생시켜 피부에 조사하는 초음파 시술 장치에서 전원부로부터 압전 소자에 인가되는 전기 에너지를 제어하는 방법에 있어서, 일정 주파수의 초음파 에너지를 발생시키는 제2 모드를 선택받는 단계, 압전 소자의 임피던스값에 대응하여 전원부를 압전 소자와 임피던스 매칭시키는 단계, 압전 소자에 인가되는 전기 에너지의 입력값을 설정하는 단계, 입력값의 전기 에너지를 압전 소자에 인가하는 단계, 및 일정 주파수의 초음파 에너지 발생을 유지하도록, 외란(外亂)에 의해 변동되는 압전 소자의 임피던스값에 따라 변화되는 압전 소자의 전압 및 전류 중 적어도 어느 하나에 대응하여 입력값을 조정하는 단계를 포함하는 압전 소자 인가 전기 에너지 제어 방법이 제공된다.
입력값을 조정하는 단계는 압전 소자의 전압 및 전류 중 적어도 어느 하나를 측정하는 단계, 측정된 값을 입력값과 비교하는 단계, 및 비교된 결과에 따라 입력값을 조정하는 단계를 포함할 수 있다.
비교된 결과에 따라 입력값을 조정하는 단계는 측정된 값이 입력값보다 작은 경우 입력값을 증가시키는 단계, 및 측정된 값이 입력값보다 큰 경우 입력값을 감소시키는 단계를 포함할 수 있다.
입력값을 조정하는 단계는 기설정된 시간 간격을 주기로 수행될 수 있다.
입력값을 설정하는 단계 이전에 초음파 에너지를 피부로 조사하는 시술 시간을 설정하는 단계가 더 포함되고, 입력값을 설정하는 단계 이후에 시술 시간의 종료 여부를 판단하는 단계 및 시술 시간이 종료된 경우 압전 소자에의 전기 에너지 인가를 중단하는 단계가 더 포함될 수 있다.
외란은 압전 소자의 사용 시간, 압전 소자의 주변 온도 및 압전 소자에의 외부 충격 중 적어도 어느 하나를 포함하고, 압전 소자의 임피던스값은 압전 소자의 온도 변화에 따라 변동될 수 있다.
입력값을 조정하는 단계 이전에 외란에 의한 압전 소자의 온도 변화량를 감소시켜 입력값 조정 범위를 축소시키도록 압전 소자를 쿨링하는 단계가 더 포함될 수 있다.
압전 소자를 쿨링하는 단계는, 압전 소자의 온도를 측정하는 단계, 측정된 온도를 기설정된 온도와 비교하는 단계, 및 비교된 결과에 따라 압전 소자를 기설정된 온도로 쿨링하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 압전 소자를 이용하여 교번 주파수의 제1 모드 또는 일정 주파수의 제2 모드로 초음파 에너지를 선택적으로 발생시켜 피부에 조사하는 초음파 발생부, 제1 모드 또는 제2 모드 선택의 입력 신호를 받아 초음파 발생 모드를 전환하는 모드 전환부, 압전 소자와 임피던스 매칭되고 압전 소자에 전기 에너지를 인가하는 전원부,압전 소자에 인가되는 전기 에너지의 입력값을 설정하는 설정부, 및 제2 모드의 선택에 따라 일정 주파수의 초음파 에너지 발생을 유지하도록, 외란(外亂)에 의해 변동되는 압전 소자의 임피던스값에 따라 변화되는 압전 소자의 전압 및 전류 중 적어도 어느 하나에 대응하여 입력값을 조정하는 제어부를 포함하는 초음파 시술 장치가 제공된다.
압전 소자의 전압 또는 전류 중 적어도 어느 하나를 측정하는 계측부가 더 포함될 수 있고, 제어부는 측정된 값을 입력값과 비교하는 비교부, 및 비교부에 의해 비교된 결과에 따라 입력값을 조정하는 조정부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 압전 소자에 가해지는 외란에 대응해 압전 소자에 의한 일정한 주파수의 초음파 에너지 발생을 효과적으로 유지하는 것이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압전 소자 인가 전기 에너지 제어 방법을 나타낸 순서도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 시술 시간 설정 및 시술 시간 종료 여부에 따른 압전 소자에의 전기 에너지 인가 여부 판단 과정을 나타낸 순서도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 입력값을 조정하는 단계를 나타낸 순서도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 입력값을 조정하는 단계에서의 입력값 유지 및 조정 과정을 나타낸 순서도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 압전 소자를 쿨링하는 단계를 나타낸 순서도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 압전 소자를 쿨링하는 단계를 나타낸 세부 순서도.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 초음파 시술 장치의 구성을 나타낸 도면.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명에 따른 초음파 시술 장치(100) 및 그에 구비된 압전 소자 인가 전기 에너지 제어 방법의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 압전 소자 인가 전기 에너지 제어 방법에 대해 설명한다.
본 실시예에 따르면, 도 1에 도시된 바와 같이, 단일 압전 소자를 이용하여 교번 주파수의 제1 모드 또는 일정 주파수의 제2 모드로 초음파 에너지를 선택적으로 발생시켜 피부에 조사하는 초음파 시술 장치에서 전원부로부터 압전 소자에 인가되는 전기 에너지를 제어하는 방법에 있어서, 일정 주파수의 초음파 에너지를 발생시키는 제2 모드를 선택받는 단계(S110), 압전 소자의 임피던스값에 대응하여 전원부를 압전 소자와 임피던스 매칭시키는 단계(S120), 압전 소자에 인가되는 전기 에너지의 입력값을 설정하는 단계(S140), 입력값의 전기 에너지를 압전 소자에 인가하는 단계(S160), 및 일정 주파수의 초음파 에너지 발생을 유지하도록, 외란(外亂)에 의해 변동되는 압전 소자의 임피던스값에 따라 변화되는 압전 소자의 전압 및 전류 중 적어도 어느 하나에 대응하여 입력값을 조정하는 단계(S190)를 포함하는 압전 소자 인가 전기 에너지 제어 방법이 제공된다.
이와 같은 본 실시예에 따르면 교번 주파수 또는 일정 주파수의 초음파 에너지를 선택적으로 조사 가능한 초음파 시술 장치에서 일정 주파수의 초음파 에너지 조사가 선택된 경우, 압전 소자 임피던스값의 변동을 일으키는 외란에 대응하여 압전 소자에 인가되는 전기 에너지의 값을 조정함으로써 기선택된 일정 주파수의 초음파 에너지 발생을 효과적으로 유지하는 것이 가능해진다.
이하 도 1 내지 도 6을 참조하여 본 실시예에 따른 압전 소자 인가 전기 에너지 제어 방법의 각 단계에 대하여 설명하도록 한다.
제2 모드를 선택받는 단계(S110)에서는 도 1에 도시된 바와 같이, 단일 압전 소자를 이용하여 교번 주파수의 제1 모드 또는 일정 주파수의 제2 모드로 초음파 에너지를 선택적으로 발생시켜 피부에 조사하는 초음파 시술 장치가 일정한 주파수의 초음파 에너지를 발생시키도록 제2 모드의 선택을 입력받을 수 있다.
초음파 시술 장치는 하나의 압전 소자를 이용하여 교번(交番, alternating) 주파수의 초음파 에너지를 발생, 즉 다중 주파수의 초음파 에너지를 교차로 발생시키거나 일정한 주파수를 발생시켜 피부에 조사할 수 있다.
여기서 압전 소자(壓電素子, piezoelectric element)는 전기 에너지를 진동 에너지로 변환, 즉 전기 에너지를 전달받아 진동 운동을 하는 소자로서 수정, 전기석, 로셸염, 압전 세라믹스 등을 포함할 수 있다.
상기한 압전 소자의 진동 운동에 따라 초음파 에너지가 발생되고, 초음파 에너지가 피부에 조사됨으로써 피부 세정 등의 효과가 발현될 수 있다.
교번 주파수는 3Mhz 및 10Mhz를 포함할 수 있고, 일정 주파수는 10Mhz를 포함할 수 있다. 여기서 10Mhz의 초음파 에너지는 피부에 조사될 경우 스트레스에 노출되면 세포가 생산하는 단백질군인 열충격단백질(heat shock proteinsm, HSPs)의 활동을 조절하는 능력이 탁월하며, 피부노화 개선, 흉터 치료 등에 효과를 발휘할 수 있다.
임피던스 매칭시키는 단계(S120)에서는 도 1에 도시된 바와 같이, 압전 소자의 임피던스값에 대응하여 전원부를 압전 소자와 임피던스 매칭시킬 수 있다.
여기서 임피던스 매칭(impedance matching)은 압전 소자가 가지는 임피던스값, 즉 출력 임피던스값과 전원부가 가지는 임피던스 값, 즉 입력 임피던스값을 상호 매칭시키는 것으로써 이를 통해 초음파 에너지 발생을 위한 최적의 시스템 밸런스를 유지시킬 수 있다.
다시 말해 전원부와 압전 소자 간의 임피던스 매칭을 통해 압전 소자에 최대 전력 또는 이에 준하는 전력이 전달되도록 함으로써 압전 소자에의 에너지 전달의 효율을 높여 압전 소자의 출력값을 이상적으로 세팅할 수 있다.
또한 압전 소자에는 후술할 바와 같이 압전 소자의 전압 및 전류 중 적어도 어느 하나를 측정하기 위하여 계측기가 연결될 수 있고, 임피던스 매칭시키는 단계(S120)에서는 임피던스 매칭 시 계측기의 임피던스값을 고려할 수 있다.
즉 압전 소자의 전압 및/또는 전류의 값을 측정하기 위해 압전 소자에 연결되는 계측기도 임피던스를 포함할 수 있으므로, 이러한 계측기의 임피던스까지 고려하여 임피던스 매칭을 시킴으로써 해당 과정이 보다 효과적으로 수행될 수 있다.
입력값을 설정하는 단계(S140)에서는 도 1에 도시된 바와 같이, 압전 소자에 인가되는 전기 에너지의 입력값을 설정할 수 있다.
이 경우 압전 소자의 임피던스값, 전원부의 입력 임피던스값, 압전 소자의 목표 출력값 등이 고려될 수 있다.
이처럼 최초 입력값은 상기한 요소들을 고려하여 설정될 수 있으며, 후술할 바와 같이 상기 최초 입력값은 압전 소자에 가해지는 외란에 대응하여 피드백(feedback)됨으로써 조정될 수 있다.
전기 에너지를 압전 소자에 인가하는 단계(S160)에서는 도 1에 도시된 바와 같이, 입력값의 전기 에너지를 압전 소자에 인가할 수 있다. 다시 말해 상기 설정된 입력값에 따른 전기 에너지를 압전 소자로 송출할 수 있다.
도 2에 도시된 바에 따르면, 입력값을 설정하는 단계(S140) 이전에 시술 시간을 설정하는 단계(S130)가 더 포함될 수 있고, 시술 시간을 설정하는 단계(S130)에서는 초음파 에너지를 피부로 조사하는 시술 시간을 설정할 수 있다.
또한 도 2에 도시된 바에 따르면, 입력값을 설정하는 단계(S140) 이후에 시술 시간의 종료 여부를 판단하는 단계(S150) 및 전기 에너지 인가를 중단하는 단계(S170)가 더 포함될 수 있으며, 전기 에너지 인가를 중단하는 단계(S170)에서는 시술 시간이 종료된 경우 압전 소자에의 전기 에너지 인가를 중단할 수 있다.
이에 따라 후술할 입력값을 조정하는 피드백 과정이 무한히 반복되는 것이 아니라 설정된 시술 시간 내에서 이루어지게 되므로, 시술 시간을 설정함을 통해 입력값 조정의 피드백 과정에 대한 시간적 제한을 설정하여 효율적인 진행이 이루어지도록 할 수 있다.
입력값을 조정하는 단계(S190)에서는 도 1에 도시된 바와 같이, 일정 주파수의 초음파 에너지 발생을 유지하도록, 외란(外亂)에 의해 변동되는 압전 소자의 임피던스값에 따라 변화되는 압전 소자의 전압 및 전류 중 적어도 어느 하나에 대응하여 입력값을 조정할 수 있다.
즉 압전 소자에 가해지는 외란에 의해 압전 소자의 임피던스값이 변동될 수 있으며, 상술한 제2 모드의 선택에 따라 일정 주파수의 초음파 에너지 발생을 계속 유지하기 위하여 변동된 압전 소자의 임피던스값에 따라 변하는 압전 소자에 걸리는 전압 또는 전류 중 적어도 어느 하나에 맞추어 입력값을 조정할 수 있다.
여기서 외란(外亂)은 제어계의 상태를 바꾸려고 하는 외적 작용, 즉 전원부와 압전 소자가 임피던스 매칭되어 압전 소자에 인가되는 전기 에너지의 입력값이 설정된 상태에서 압전 소자의 임피던스값에 변동을 일으켜 목표한 출력값을 얻지 못하도록 하는 외부적 요인으로 이해할 수 있다.
보다 구체적으로 입력값을 조정하는 단계(S190)는 도 3에 도시된 바와 같이, 압전 소자의 전압 및 전류 중 적어도 어느 하나를 측정하는 단계(S192), 측정된 값을 입력값과 비교하는 단계(S194), 및 비교된 결과에 따라 입력값을 조정하는 단계(S196)를 포함할 수 있다.
즉 외란에 대응해 일정 주파수의 출력을 위한 입력값의 조정을 위하여, 변경된 압전 소자의 전압 및/또는 전류의 값을 측정하고 이를 현재의 입력값, 즉 상기 측정된 값에 상응하는 입력 전압값 및/또는 입력 전류값과 비교하여 해당 결과에 따라 입력값을 조정할 수 있다.
도 4에 도시된 바에 따르면, 입력값과 비교하는 단계(S194)에서는 측정한 값과 입력값의 동일 여부를 판단하고 측정한 값과 입력값이 상이한 경우 상호간의 대소를 판단하며, 비교된 결과에 따라 입력값을 조정하는 단계(S196)에서 측정한 값과 입력값이 동일한 경우 입력값을 유지하고, 측정한 값과 입력값이 상이한 경우 입력값을 조정할 수 있다.
비교된 결과에 따라 입력값을 조정하는 단계(S196)는 도 4에 도시된 바와 같이, 측정된 값이 입력값보다 작은 경우 입력값을 증가시키는 단계(S197), 및 측정된 값이 입력값보다 큰 경우 입력값을 감소시키는 단계(S198)를 포함할 수 있다.
이에 따라 측정된 값이 입력값보다 작은/큰 경우 압전 소자의 출력값이 증가/감소되고 이를 감소/증가시켜 압전 소자의 목표한 출력값이 일정하도록 할 수 있다.
입력값을 조정하는 단계(S190)는 기설정된 시간 간격을 주기로 수행될 수 있다. 예를 들어 기설정된 시간 간격은 1초가 될 수도 있으며, 기설정된 시간 간격은 외란에 의해 변동되는 압전 소자의 임피던스의 변동에 대한 시험 데이터 등을 이용해 그로부터 도출 가능한 변동 주기를 산출하여 설정될 수 있다.
외란은 압전 소자의 사용 시간, 압전 소자의 주변 온도 및 압전 소자에의 외부 충격 중 적어도 어느 하나를 포함하고, 압전 소자의 임피던스값은 압전 소자의 온도 변화에 따라 변동할 수 있다.
즉, 압전 소자의 사용 시간이 증가하면 압전 소자의 진동 운동에 따른 발열에 의해 압전 소자의 온도가 상승되고, 이에 따라 압전 소자의 온도 저항성에 따라 임피던스값이 상승될 수 있다.
또한 압전 소자의 주변 온도 역시 압전 소자의 온도에 영향을 미치므로 상술한 바에 따라 압전 소자의 임피던스값에 변화를 줄 수 있으며, 압전 소자에 외부에서 충격이 가해지는 경우 압전 소자의 물리적 성질에 영향을 미쳐 그 임피던스값을 변동시킬 수 있다.
도 5에 도시된 바에 따르면, 입력값을 조정하는 단계(S190) 이전에, 압전 소자를 쿨링하는 단계(S180)가 더 포함될 수 있고, 압전 소자를 쿨링하는 단계(S180)에서는 외란에 의한 압전 소자의 온도 변화량를 감소시켜 입력값 조정 범위를 축소시키도록 압전 소자를 쿨링할 수 있다.
이에 따라 압전 소자의 온도 과상승으로 인한 입력값 조정에 걸리는 과중한 부하를 감소시킴으로써 보다 효과적으로 일정 주파수의 초음파 에너지 발생을 유지할 수 있게 된다.
보다 구체적으로 압전 소자를 쿨링하는 단계(S180)는 도 6에 도시된 바와 같이, 압전 소자의 온도를 측정하는 단계(S182), 측정된 온도를 기설정된 온도와 비교하는 단계(S184), 및 비교된 결과에 따라 압전 소자를 기설정된 온도로 쿨링하는 단계(S196)를 포함할 수 있다.
즉 압전 소자의 온도를 측정하고 해당 측정치를 기설정된 온도와 비교하여 압전 소자의 온도가 기설정된 온도보다 높은 경우 압전 소자의 온도를 기설정된 온도로 낮추도록 압전 소자를 쿨링할 수 있다.
이 경우 기설정된 온도는 외란에 의해 변동되는 압전 소자의 온도 변화에 대한 시험 데이터, 입력값 조정의 기설정된 시간 간격, 쿨링 능력 등을 고려하여 설정될 수 있다.
다음으로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 초음파 시술 장치(100)에 대해 설명한다.
본 실시예에 따르면, 도 7에 도시된 바와 같이, 압전 소자를 이용하여 교번 주파수의 제1 모드 또는 일정 주파수의 제2 모드로 초음파 에너지를 선택적으로 발생시켜 피부에 조사하는 초음파 발생부(110), 제1 모드 또는 제2 모드 선택의 입력 신호를 받아 초음파 발생 모드를 전환하는 모드 전환부(130), 압전 소자와 임피던스 매칭되고 압전 소자에 전기 에너지를 인가하는 전원부(150),압전 소자에 인가되는 전기 에너지의 입력값을 설정하는 설정부(140), 및 제2 모드의 선택에 따라 일정 주파수의 초음파 에너지 발생을 유지하도록, 외란(外亂)에 의해 변동되는 압전 소자의 임피던스값에 따라 변화되는 압전 소자의 전압 및 전류 중 적어도 어느 하나에 대응하여 입력값을 조정하는 제어부(160)를 포함하는 초음파 시술 장치(100)가 제공된다.
이와 같은 본 실시예에 따르면, 압전 소자에 가해지는 외란에 대응해 압전 소자에 의한 일정한 주파수의 초음파 에너지 발생을 효과적으로 유지할 수 있다.
이하 도 7을 참조하여 본 실시예에 따른 초음파 시술 장치(100)의 각 구성에 대하여 설명하도록 한다.
초음파 발생부(110)는 도 7에 도시된 바와 같이, 압전 소자를 이용하여 교번 주파수의 제1 모드 또는 일정 주파수의 제2 모드로 초음파 에너지를 선택적으로 발생시켜 피부에 조사할 수 있다.
모드 변환부는 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 모드 또는 제2 모드 선택의 입력 신호를 받아 초음파 발생 모드를 전환할 수 있다.
전원부(150)는 도 7에 도시된 바와 같이, 압전 소자와 임피던스 매칭되고 압전 소자에 전기 에너지를 인가할 수 있다. 즉 압전 소자의 임피던스값에 대응하여 전원부(150)를 압전 소자와 임피던스 매칭시킬 수 있다.
또한 압전 소자에는 압전 소자의 전압 및 전류 중 적어도 어느 하나를 측정하기 위하여 계측기가 연결될 수 있고, 임피던스 매칭 시 계측기의 임피던스값을 고려할 수 있다.
설정부(140)는 도 7에 도시된 바와 같이, 압전 소자에 인가되는 전기 에너지의 입력값을 설정할 수 있다.
도 7에 도시된 바에 따르면, 시술 시간 설정부(170)가 더 포함될 수 있으며, 시술 시간 설정부(170)는 초음파 에너지를 피부로 조사하는 시술 시간을 설정할 수 있다.
또한 제어부(160)는 도 7에 도시된 바와 같이, 시술 시간 설정부(170)에 의해 설정된 시술 시간의 종료 여부를 판단하고, 시술 시간이 종료된 경우 압전 소자에의 전기 에너지 인가를 중단하도록 전원부(150)를 제어할 수 있다.
제어부(160)는 도 7에 도시된 바와 같이, 제2 모드의 선택에 따라 일정 주파수의 초음파 에너지 발생을 유지하도록, 외란(外亂)에 의해 변동되는 압전 소자의 임피던스값에 따라 변화되는 압전 소자의 전압 및 전류 중 적어도 어느 하나에 대응하여 입력값을 조정할 수 있다.
압전 소자의 전압 또는 전류 중 적어도 어느 하나를 측정하는 계측부(120)가 더 포함될 수 있고, 제어부(160)는 측정된 값을 입력값과 비교하는 비교부, 및 비교부에 의해 비교된 결과에 따라 입력값을 조정하는 조정부를 포함할 수 있다.
조정부는 측정된 값이 입력값보다 작은 경우 입력값을 증가시키고 측정된 값이 입력값보다 큰 경우 입력값을 감소시킬 수 있다.
제어부(160)는 기설정된 시간 간격을 주기로 입력값의 조정을 수행할 수 있다.
외란은 압전 소자의 사용 시간, 압전 소자의 주변 온도 및 압전 소자에의 외부 충격 중 적어도 어느 하나를 포함하고, 압전 소자의 임피던스값은 압전 소자의 온도 변화에 따라 변동할 수 있다.
쿨링부(180)는 도 7에 도시된 바와 같이, 외란에 의한 압전 소자의 온도 변화량를 감소시켜 입력값 조정 범위를 축소시키도록 압전 소자를 쿨링할 수 있다.
보다 구체적으로 쿨링부(180)는 압전 소자의 온도를 측정하는 측정 센서, 측정된 온도를 기설정된 온도와 비교하는 온도 비교부, 및 비교된 결과에 따라 압전 소자를 기설정된 온도로 쿨러를 포함할 수 있다.
한편, 전술된 실시예의 구성 요소는 프로세스적인 관점에서 용이하게 파악될 수 있다. 즉 각각의 구성 요소는 각각의 프로세스로 파악될 수 있다. 또한 전술된 실시예의 프로세스는 장치의 구성 요소 관점에서 용이하게 파악될 수 있다.
또한 앞서 설명한 기술적 내용들은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예들을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 하드웨어 장치는 실시예들의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
100: 초음파 시술 장치
110: 초음파 발생부
120: 계측부
130: 모드 전환부
140: 설정부
150: 전원부
160: 제어부
170: 시술 시간 설정부
180: 쿨링부

Claims (1)

  1. 교번 주파수의 초음파 에너지를 발생시키거나 상기 교번 주파수 중 어느 하나로 일정 주파수의 초음파 에너지를 발생시키는 압전 소자;
    상기 일정 주파수의 초음파 에너지 출력 최적화를 위해 상기 압전 소자와 임피던스 매칭되어 상기 압전 소자에 전기 에너지를 인가하는 전원부; 및
    상기 일정 주파수의 초음파 에너지 출력을 일정하게 유지 가능하도록, 상기 압전 소자의 사용 시간, 상기 압전 소자의 주변 온도, 및 상기 압전 소자에의 외부 충격을 포함하는 외란에 의한 상기 압전 소자의 임피던스값의 변동에 대응하여 상기 압전 소자의 전압 및 전류 중 어느 하나의 변화값을 측정해 측정값에 따라 상기 전기 에너지의 크기를 조정하는 제어부를 포함하는 초음파 시술 장치.
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