KR20220151543A - 고강도 집속 초음파에 기반한 피부 처치를 위한 초음파 프로브 및 장치 - Google Patents
고강도 집속 초음파에 기반한 피부 처치를 위한 초음파 프로브 및 장치 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20220151543A KR20220151543A KR1020220048838A KR20220048838A KR20220151543A KR 20220151543 A KR20220151543 A KR 20220151543A KR 1020220048838 A KR1020220048838 A KR 1020220048838A KR 20220048838 A KR20220048838 A KR 20220048838A KR 20220151543 A KR20220151543 A KR 20220151543A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- intensity focused
- focused ultrasound
- transducer elements
- probe
- transducer
- Prior art date
Links
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 title claims abstract description 184
- 239000000523 sample Substances 0.000 title claims abstract description 91
- 238000011282 treatment Methods 0.000 title claims description 37
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 20
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 9
- 238000005476 soldering Methods 0.000 claims description 9
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 7
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 claims description 4
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 claims description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 17
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 14
- 210000003491 skin Anatomy 0.000 description 12
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 description 6
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 6
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 description 5
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 5
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 3
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 3
- 230000003902 lesion Effects 0.000 description 3
- 230000010512 thermal transition Effects 0.000 description 3
- 208000034693 Laceration Diseases 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 238000012285 ultrasound imaging Methods 0.000 description 2
- 206010053615 Thermal burn Diseases 0.000 description 1
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 210000004207 dermis Anatomy 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 230000037394 skin elasticity Effects 0.000 description 1
- 210000004003 subcutaneous fat Anatomy 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 230000036575 thermal burns Effects 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 230000037303 wrinkles Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N7/00—Ultrasound therapy
- A61N7/02—Localised ultrasound hyperthermia
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
- B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
- B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
- B06B1/02—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
- B06B1/06—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N7/00—Ultrasound therapy
- A61N2007/0004—Applications of ultrasound therapy
- A61N2007/0034—Skin treatment
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N7/00—Ultrasound therapy
- A61N2007/0056—Beam shaping elements
- A61N2007/0065—Concave transducers
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N7/00—Ultrasound therapy
- A61N2007/0078—Ultrasound therapy with multiple treatment transducers
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N7/00—Ultrasound therapy
- A61N2007/0086—Beam steering
- A61N2007/0095—Beam steering by modifying an excitation signal
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N7/00—Ultrasound therapy
- A61N7/02—Localised ultrasound hyperthermia
- A61N2007/025—Localised ultrasound hyperthermia interstitial
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N7/00—Ultrasound therapy
- A61N7/02—Localised ultrasound hyperthermia
- A61N2007/027—Localised ultrasound hyperthermia with multiple foci created simultaneously
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
- B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
- B06B2201/00—Indexing scheme associated with B06B1/0207 for details covered by B06B1/0207 but not provided for in any of its subgroups
- B06B2201/70—Specific application
- B06B2201/76—Medical, dental
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Surgical Instruments (AREA)
Abstract
본 개시의 일 실시 예에 따른 고강도 집속 초음파 프로브는 전기적 신호를 입력 받아 초음파를 발생시키는 복수의 트랜스듀서 소자들을 포함하는 트랜스듀서 모듈 및 제어 시스템으로부터 입력 받은 제어 신호에 기반하여 복수의 트랜스듀서 소자들에 구동 신호를 제공하는 회로를 포함하고, 초음파의 집속 방향인 제1 축 방향으로 오목한(concave) 형태를 가지는 상기 복수의 트랜스듀서 소자들은 커프(kerf)를 사이에 두고 상기 제1 축과 수직인 제2 축 방향으로 어레이로 배치된 형태이고, 상기 복수의 트랜스듀서 소자들 중 서로 다른 적어도 두 개의 소자들은 상기 구동 신호에 기반하여 서로 다른 시간에 고강도 집속 초음파를 방사하도록 구성된다.
Description
본 개시는 고강도 집속 초음파(High Intensive Focused Ultrasound: HIFU) 프로브 및 해당 프로브를 채용한 피부 처리를 위한 초음파 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 배열형 트랜스듀서 소자의 기하학적 구조 및 배열 형태에 기반하여 트랜스듀서 소자의 기계적 이동 없이 피부 처치를 위한 고강도 초음파를 복수의 지점 및 복수의 깊이에 집속 시킬 수 있는 고강도 집속 초음파 프로브 및 초음파 장치에 관한 것이다.
최근, 고강도 집속 초음파(High Intensive Focused Ultrasound: HIFU)를 피부 리프팅(lifting) 및 피부 타이트닝(tightening)과 같은 피부 처치에 사용하는 것이 많은 관심을 받고 있다.
고강도 집속 초음파는 체내의 국소 부위에 고강도의 음향 에너지를 집속시켜 집속 지점의 국소 부위 온도를 증가시키고 열적 변이를 발생시킴으로써 병변을 치료하는 기술이다. 피부에 사용하는 경우, 미세한 초음파가 집속되는 국소 부위에 열적 변이로 인한 상처를 내어 변성된 조직이 재생되면서 주름 제거 및 피부 탄력 회복을 도모하는 효과를 이용하고 있다.
종래의 고강도 집속 초음파 기기는 초음파를 발생시키는 트랜스듀서(transducer)로서 원형의 단일 소자 초음파 트랜스듀서를 이용해 치료 부위에 강한 초음파 에너지를 전달하는 방법을 이용한다. 넓은 부위에 피부 처치를 위한 초음파 에너지를 전달하기 위하여 집속 지점을 복수로 형성시켜야 하므로, 종래의 단일 소자 초음파 트랜스듀서는 다양한 체내 부위에 초음파를 집속 시킬 수 있도록 단일소자 초음파 트랜스듀서를 기계적으로 이동시키는 방식을 이용한다.
따라서, 종래의 고강도 집속 초음파는 원형의 단일 소자 초음파 트랜스듀서를 채택함으로써, 처치 깊이(집속 지점)를 다르게 적용하는 경우 초음파 주파수와 트랜스듀서의 기하학적 구조가 다르게 설계된 카트리지를 매번 교체해야 하는 문제점이 있다. 이런 문제점을 해결하기 위하여 선행기술 1은 핸드피스 팁에 레버 또는 모터나 스캐너를 장착하여 수동, 반자동, 전자동으로 타겟 부위의 깊이를 사용자가 임의로 선택하여 초음파를 집속시킬 수 있도록 조절하고 있다. 하지만, 선행기술 1은 여전히 모터를 이용한 트랜스듀서를 이동시켜야 하므로 여전히 기계적인 움직임을 필요로 하는 문제점이 있다. 또한, 이로 인해 치료 시간이 길어지고 치료 깊이 변화를 위해 기계적으로 핸드피스 내 초음파 트랜스듀서의 위치를 변경해야 하므로 치료 효과의 향상에 한계가 있다.
이에 비해, 발생되는 초음파의 에너지가 작은 진단용 초음파 기기의 경우, 도 19와 같이 배열 소자 형태의 초음파 변환기를 이용한다. 즉, 측방향(Lateral direction; x 방향)의 복수의 초음파 변환기들을 전기적으로 송신시간을 제어함으로써 원하는 위치에 초음파를 집속하고, 반사된 초음파를 수신하여 영상화한다. 이 때, 진단 해상도 향상을 위해 고도방향(Elevation direction; y방향)은 높은 초음파 에너지를 초점에 전달하기 위하여 집속 기술을 이용할 수 있고, 그 방법으로 도 19 (a)와 같이 내추럴 집속(natural focsuing)하거나 도 19 (b)와 같이 음향 렌즈 집속(lens focusing)을 이용하는 방법이 존재한다.
종래, 진단용 초음파 기기의 경우에도 제작 공정의 어려움으로 인해 배열 소자 초음파 변환기에 기하학적 집속(gometrical focusing)을 사용하지 못하고 있으며, 앞서 설명한 것처럼 치료용 초음파 기기인 고강도 집속 초음파 기기는 단일 초음파 트랜스듀서 소자를 이용하고 있는 실정이다.
이러한 문제점들에도 불구하고, 배열형 초음파 트랜스듀서 소자를 이용하여 고강도 집속 초음파 기기를 구현하는 것은 어려운 일이다. 내추럴 집속은 에너지가 분산되어 부적합하므로, 병변의 온도 상승을 위해서는 음향 렌즈 집속 또는 기하하적 집속이 적합하다. 하지만, 렌즈 집속의 경우 렌즈로 사용되는 물질로 인한 초음파 감쇄로 인해 처치 부위까지 고강도 에너지를 전달하기 어렵다. 또한, 기하학적 집속은 배열형 초음파 트랜스듀서들(배열형 초음파 트랜스듀서들의 전기적 송신시간 제어를 위해서는 적어도 집속 가능한 기하학적 구조를 가진 적어도 수십 개의 초음파 트랜스듀서들을 구성해야 한다)의 기하학적 구조를 형성하기 어려운 문제점이 있다.
본 개시의 일 실시 예는 기하학적 구조에 기반하여 기하학적 집속이 가능한 복수의 트랜스듀서들이 배열 형태로 구성되는 고강도 집속 초음파 프로브 및 초음파 장치를 제공한다.
본 개시의 다른 실시 예는 저렴한 비용으로 용이하게 제조 가능한 기하학적 집속이 가능한 복수의 트랜스듀서들이 배열 형태로 구성되는 고강도 집속 초음파 프로브 및 초음파 장치를 제공한다.
본 개시의 다른 실시 예는 격자엽(grating lobe)를 줄이면서도 높은 에너지를 처치 부위에 전달할 수 있는 기하학적 집속이 가능한 복수의 트랜스듀서들이 배열 형태로 구성되는 고강도 집속 초음파 프로브 및 초음파 장치를 제공한다.
본 개시의 다른 실시 예는 각 초음파 트랜스듀서 소자의 초음파 송신시간을 전기적으로 제어 가능하여 기계적인 이동 없이 치료 시간을 단축 가능한 복수의 트랜스듀서들이 배열 형태로 구성되는 고강도 집속 초음파 프로브 및 초음파 장치를 제공한다.
본 개시의 다른 실시 예는 배열 형태로 구성된 복수의 트랜스듀서들에 기반하여 처치용 초음파가 복수의 지점 또는 복수의 깊이에 집속시키는 초음파 장치를 제공한다.
본 개시의 다른 실시 예는 배열 형태로 구성된 복수의 트랜스듀서들에서 발생하는 초음파로 인한 환자의 열상을 방지하는 초음파 장치를 제공한다.
본 개시의 일 실시 예는 고강도 집속 초음파 프로브 및 초음파 장치를 제공한다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 고강도 집속 초음파 프로브는 전기적 신호를 입력 받아 초음파를 발생시키는 복수의 트랜스듀서 소자들을 포함하는 트랜스듀서 모듈 및 제어 시스템으로부터 입력 받은 제어 신호에 기반하여 복수의 트랜스듀서 소자들에 구동 신호를 제공하는 회로를 포함하고, 초음파의 집속 방향인 제1 축 방향으로 오목한(concave) 형태를 가지는 상기 복수의 트랜스듀서 소자들은 커프(kerf)를 사이에 두고 상기 제1 축과 수직인 제2 축 방향으로 어레이로 배치된 형태이고, 상기 복수의 트랜스듀서 소자들 중 서로 다른 적어도 두 개의 소자들은 상기 구동 신호에 기반하여 서로 다른 시간에 고강도 집속 초음파를 방사하도록 구성된다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 고강도 집속 초음파 장치는 고강도 집속 초음파(HIFU)를 방사하는 프로브 및 프로브로 제어 신호를 송신하는 제어 시스템을 포함하고, 프로브는 제어 신호에 기반하여 초음파를 발생시키는 복수의 트랜스듀서 소자들을 포함하는 트랜스듀서 모듈을 포함하고, 초음파의 집속 방향인 제1 축 방향으로 오목한(concave) 형태를 가지는 복수의 트랜스듀서 소자들은 커프(kerf)를 사이에 두고 제1 축과 수직인 제2 축 방향으로 어레이로 배치된 형태이고, 제어 시스템은 복수의 트랜스듀서 소자들 중 서로 다른 적어도 두 개의 소자들을 서로 다른 시간에 고강도 집속 초음파를 발생시키도록 제어한다.
본 개시의 실시 예에 따른 고강도 집속 초음파 프로브 및 초음파 장치는 복수의 고강도 집속 초음파 트랜스듀서 소자들의 기하학적 구조에 기반하여 발생된 초음파의 기하학적 집속이 가능하다.
본 개시의 실시 예에 따른 고강도 집속 초음파 프로브 및 초음파 장치는 복수의 고강도 집속 초음파 트랜스듀서 소자들은 전기적으로 송신시간을 제어 가능함으로써, 저렴하고 용이하게 피부 처치 효과는 향상시키면서 처치 시간을 단축시킬 수 있다.
본 개시의 실시 예에 따른 고강도 집속 초음파 프로브 및 초음파 장치는 복수의 고강도 집속 초음파 트랜스듀서 소자들의 운용 모드에 따라 냉각을 달리 함으로써, 환자의 열상을 방지할 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 배열형 고강도 집속 초음파 프로브 및 초음파 장치의 실시 환경을 설명하는 도면이다.
도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른 배열형 고강도 집속 초음파 프로브의 구성을 간략하게 도시하는 블록도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시 예에 따른 배열형 고강도 집속 초음파 프로브에서 트랜스듀서 소자들의 기하학적 구조를 설명하는 사시도 및 평면도이다.
도 4는 본 개시의 일 실시 예에 따른 배열형 고강도 집속 초음파 프로브에서 트랜스듀서 모듈의 일부를 설명하는 사시도 및 측면도이다.
도 5는 본 개시의 일 실시 예에 따른 배열형 고강도 집속 초음파 장치의 구성을 간략하게 도시하는 블록도이다.
도 6은 본 개시의 일 실시 예에 따른 배열형 고강도 집속 초음파 프로브의 트랜스듀서 모듈의 구성을 간략하게 도시하는 블록도이다.
도 7은 본 개시의 일 실시 예에 따른 배열형 고강도 집속 초음파 프로브에 송신되는 제어 신호를 설명하는 도면이다.
도 8 및 도 9는 본 개시의 일 실시 예에 따른 배열형 고강도 집속 초음파 프로브의 운용 모드를 설명하는 도면이다.
도 10은 본 개시의 일 실시 예에 따른 배열형 고강도 집속 초음파 프로브의 커프 간격을 실험한 결과이다.
도 11은 본 개시의 일 실시 예에 따른 배열형 고강도 집속 초음파 프로브의 소자 폭을 실험한 결과이다.
도 12는 본 개시의 일 실시 예에 따른 배열형 고강도 집속 초음파 프로브에서 트랜스듀서 모듈의 일부를 표시한 사시도이다.
도 13은 본 개시의 일 실시 예에 따른 배열형 고강도 집속 초음파 프로브의 배열형 트랜스듀서를 제조하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 14는 본 개시의 일 실시 예에 따른 배열형 고강도 집속 초음파 프로브의 배열형 트랜스듀서를 제조하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 본 개시의 일 실시 예에 따른 배열형 고강도 집속 초음파 프로브의 배열형 트랜스듀서를 제조하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 16은 본 개시의 일 실시 예에 따른 배열형 고강도 집속 초음파 프로브의 배열형 트랜스듀서를 제조하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 본 개시의 일 실시 예에 따른 배열형 고강도 집속 초음파 프로브의 배열형 트랜스듀서를 제조하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 18은 본 개시의 일 실시 예에 따른 배열형 고강도 집속 초음파 프로브의 배열형 트랜스듀서를 제조하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 19는 종래의 진단용 초음파 영상 진단 기기에서 사용하는 초음파 프로브의 초음파 집속 방법을 설명하는 도면이다.
도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른 배열형 고강도 집속 초음파 프로브의 구성을 간략하게 도시하는 블록도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시 예에 따른 배열형 고강도 집속 초음파 프로브에서 트랜스듀서 소자들의 기하학적 구조를 설명하는 사시도 및 평면도이다.
도 4는 본 개시의 일 실시 예에 따른 배열형 고강도 집속 초음파 프로브에서 트랜스듀서 모듈의 일부를 설명하는 사시도 및 측면도이다.
도 5는 본 개시의 일 실시 예에 따른 배열형 고강도 집속 초음파 장치의 구성을 간략하게 도시하는 블록도이다.
도 6은 본 개시의 일 실시 예에 따른 배열형 고강도 집속 초음파 프로브의 트랜스듀서 모듈의 구성을 간략하게 도시하는 블록도이다.
도 7은 본 개시의 일 실시 예에 따른 배열형 고강도 집속 초음파 프로브에 송신되는 제어 신호를 설명하는 도면이다.
도 8 및 도 9는 본 개시의 일 실시 예에 따른 배열형 고강도 집속 초음파 프로브의 운용 모드를 설명하는 도면이다.
도 10은 본 개시의 일 실시 예에 따른 배열형 고강도 집속 초음파 프로브의 커프 간격을 실험한 결과이다.
도 11은 본 개시의 일 실시 예에 따른 배열형 고강도 집속 초음파 프로브의 소자 폭을 실험한 결과이다.
도 12는 본 개시의 일 실시 예에 따른 배열형 고강도 집속 초음파 프로브에서 트랜스듀서 모듈의 일부를 표시한 사시도이다.
도 13은 본 개시의 일 실시 예에 따른 배열형 고강도 집속 초음파 프로브의 배열형 트랜스듀서를 제조하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 14는 본 개시의 일 실시 예에 따른 배열형 고강도 집속 초음파 프로브의 배열형 트랜스듀서를 제조하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 본 개시의 일 실시 예에 따른 배열형 고강도 집속 초음파 프로브의 배열형 트랜스듀서를 제조하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 16은 본 개시의 일 실시 예에 따른 배열형 고강도 집속 초음파 프로브의 배열형 트랜스듀서를 제조하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 본 개시의 일 실시 예에 따른 배열형 고강도 집속 초음파 프로브의 배열형 트랜스듀서를 제조하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 18은 본 개시의 일 실시 예에 따른 배열형 고강도 집속 초음파 프로브의 배열형 트랜스듀서를 제조하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 19는 종래의 진단용 초음파 영상 진단 기기에서 사용하는 초음파 프로브의 초음파 집속 방법을 설명하는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 초음파 장치는 배열형 고강도 집속 초음파 프로브(100) 및 제어 시스템(200)을 포함한다. 도 1을 참조하여 배열형 고강도 집속 초음파 프로브(100) 및 제어 시스템(200)의 실시 환경을 설명한다.
도 1을 참조하면, 본 개시의 실시 예에 따른 초음파 장치는 제어 시스템(200)에서 고강도 집속 초음파 프로브(100)를 제어하여 고강도 집속 초음파 프로브(100)에서 발생된 초음파를 신체 내부의 특정 지점에 집속시킴으로써 환자의 내부 조직(진피, SMAS(superficial musculo-aponeurotic system)층 등)에 음향 에너지를 전달할 수 있다. 제어 시스템(200)은 고강도 집속 초음파 프로브(100)의 트랜스듀서 모듈에 포함된 복수의 배열형(array) 트랜스듀서 소자들의 송신 시간을 전기적으로 제어하여 집속 지점을 변경할 수 있다. 고강도 집속 초음파 장치(100)는 비침습적 페이스 리프팅(face lifting) 시술, 스킨 타이트닝(skin tightening) 시술, 비침습적 피하 지방층의 감소 또는 제거 시술 등을 위하여 신체 내부에 고강도 집속 초음파 에너지를 전달할 수 있다.
일 실시 예에서, 제어 시스템(200)은 동일한 깊이의 복수의 위치에서 초음파 에너지가 집속되도록 고강도 집속 초음파 프로브(100)의 복수의 배열형 트랜스듀서 소자들을 제어하거나, 서로 다른 깊이에서 초음파 에너지가 집속되도록 고강도 집속 초음파 프로브(100)의 복수의 배열형 트랜스듀서 소자들을 제어할 수 있다.
제어 시스템(200)은 집속 지점 변경을 위하여 고강도 집속 초음파 프로브(100)의 각 트랜스듀서 소자들의 초음파 송신 시간 지연(delay)을 계산하기 위한 처치 빔포머(treatment beamformer)를 포함하는 제어부를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 제어 시스템(200)은 사용자의 입력을 위한 입력부 또는 출력부를 포함할 수 있다.
입력부는 마이크로폰, 사용자로부터 정보를 입력 받기 위한 터치 인터페이스를 포함하는 사용자 인터페이스(UI: User Interface)를 포함하고, 사용자 인터페이스는 마우스, 키보드뿐만 아니라 장치에 구현된 기계식, 전자식 인터페이스 등을 포함할 수 있고 사용자의 명령을 입력 가능한 것이라면 특별히 그 방식과 형태를 한정하지 않는다. 전자식 인터페이스는 터치 입력 가능한 디스플레이를 포함한다.
출력부는 제어 시스템(200)의 출력을 외부에 표출하여 사용자에게 정보를 전달하기 위한 것으로서, 시각적 출력, 청각적 출력 또는 촉각적 출력을 표출하기 위한 디스플레이, LED, 스피커 등을 포함할 수 있다. 디스플레이는 고강도 집속 초음파 프로브(100)가 이미징 트랜스듀서 소자 모듈을 포함하는 경우, 신체 내부 조직의 초음파 영상을 표시할 수 있다.
제어 시스템(200)는 다양한 종류의 연결된 외부 기기와의 데이터 전송을 위한 주변 장치 인터페이스부를 포함할 수 있고, 메모리 카드(memory card) 포트, 외부 장치 I/O(Input/Output) 포트(port) 등을 포함할 수 있다.
고강도 집속 초음파 장치(100)는 고강도 집속 초음파 프로브(100)와 케이블 또는 무선 연결되어 고강도 집속 초음파 프로브(100)를 제어할 수 있다.
일 실시 예에서, 고강도 집속 초음파 프로브(200)는 핸드피스(또는 완드라 불리울 수 있다)(100b) 및 카트리지(100a)를 포함할 수 있다. 이 경우, 초음파 트랜스듀서 모듈은 카트리지(100a) 내에 구현될 수 있다. 다른 실시 예에서, 고강도 집속 초음파 프로브(200)는 핸드피스(100b) 및 카트리지(100a)가 일체화되어 구현될 수 있다.
핸드피스(100b) 및 카트리지(100a)가 별도로 구현되는 경우 카트리지(100a)가 핸드피스(100b)에 결합 가능하도록 전기적 연결 단자 및 물리적 결합을 위한 가이드 부가 핸드피스(100b) 및 카트리지(100a)에 구현될 수 있다. 일 실시 예에서, 가이드 부는 핸드피스(100b)의 전단부에 카트리지(100a)가 결합되는 방향으로 돌출된 바(bar) 또는 돌기 등의 형상으로 구현될 수 있다.
도 2를 참조하여 본 개시의 일 실시 예에 따른 고강도 집속 초음파 프로브(100)의 구성을 설명한다.
고강도 집속 초음파 프로브(100)는 전기적 신호를 입력 받아 초음파를 발생시키는 트랜스듀서 모듈(110) 및 트랜스듀서 모듈(110)에 전기적 신호를 입력하는 회로(120)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 고강도 집속 초음파 프로브(100)는 트랜스듀서 모듈(110)의 트랜스듀서 소자가 적은 개수의 어레이로 구성되는 경우 핸드피스(100b)의 축 방향인 전후 방향으로 이동시켜서 다수의 집속 지점에 초음파를 집속시키기 위해(즉, 초음파 집속 지점이 동일 선상을 따라 일정 간격으로 복수의 지점들을 이루도록) 트랜스듀서 모듈(110)을 1차원 이동시킬 수 있는 스테핑 모터를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 트랜스듀서 모듈(110)의 위치를 판단할 수 있는 센서(130)를 포함할 수 있다. 센서(130)는 광학 센서, 롤러 볼 센서 등일 수 있다. 다른 실시 예로서, 센서(130)를 사용하지 않고 트랜스듀서 모듈(110)을 이동시키기 위한 모터에 인코더(encoder)를 연결하여 이동 변위를 계산하고, 현재 트랜스듀서 모듈(110)의 위치를 판단할 수 있다.
일 실시 예에서, 센서(130)는 트랜스듀서 모듈(110)의 이동뿐만 아니라 핸드피스(100b)와 카트리지(100a)의 결합 감지(이 경우 압력 센서이거나 전기적 연결을 감지하는 스위치일 수 있다), 핸드피스(100b)의 지면에 대한 각도, 사용자의 핸드피스(100b) 그립(grip) 등을 감지하는 여러 용도의 센서들이 다양하게 사용될 수 있다.
일 실시 예에서, 센서(130)는 트랜스듀서 모듈(100a) 내부의 트랜스듀서 소자들의 온도, 트랜스듀서 모듈(100a) 내의 적재 공간(112)의 탈기수(degassed water) 온도 및 고강도 집속 초음파 프로브(100)에 접촉한 환자의 피부 온도 중 적어도 어느 하나를 측정하는 온도 센서일 수 있다.
다른 실시 예로서, 트랜스듀서 소자가 다수인 어레이로 구성되는 경우 제어 시스템(200)은 복수의 초음파 집속 위치에 초음파가 동시에 또는 차례대로 집속되도록 처치 빔포머(210)에서 결정된 딜레이 신호에 기반하여 복수의 트랜드듀서 소자들의 적어도 일부 또는 전부를 제어할 수 있다. 제어 시스템(200)은 제어되는 트랜스듀서 소자들의 제어에 사용되는 딜레이 신호를 달리함으로써 핸드피스(100b)의 축 방향인 전후 방향으로 다수의 집속 지점에 초음파를 집속시키거나, 환자의 서로 다른 피부 깊이에 초음파를 집속시킬 수 있다. 이 경우, 트랜스듀서 모듈(110)의 이동이 필요하지 않을 수 있다. 아래에서 도 7 내지 도 9를 참조하여 자세히 설명한다.
다른 실시 예로서, 트랜스듀서 소자가 다수인 어레이로 구성되는 경우 모터를 이용하여 핸드피스의 길이 방향의 축을 중심으로 복수의 트랜스듀서 소자들(트랜스듀서 모듈)을 일정 각도 회전시킬 수 있다. 이 경우, 보다 넓은 면적을 동시에 처치 가능하다.
다른 실시 예로서, 트랜스듀서 소자들의 1차원 배열에서 트랜스듀서 소자들이 결합된 방향의 축이 핸드피스(100b)의 길이 방향의 축과 직교할 수 있다. 따라서 이 경우, 배열형 복수의 트랜스듀서 소자들이 핸드피스(100b)의 길이 방향의 축을 따라서 이동하도록(즉, 도 3을 참조하면 제3 축 방향을 따라서 이동하도록) 트랜스듀서 모듈을 이동시킬 수 있다. 이 경우, 보다 넓은 면적에 동시에 초음파 에너지를 전달함으로써 치료 시간을 단축시킬 수 있다.
도 3을 참조하여 본 개시의 일 실시 예에 따른 배열형 고강도 집속 초음파 프로브(100a)의 트랜스듀서 모듈(110)에 포함된 배열형 트랜스듀서 소자들을 설명한다.
본 명세서에서는 복수의 트랜스듀서 소자들로부터 초음파가 발생하여 집속되는 지점을 향하는 축을 제1 축(height 방향, axial 방향의 축이라고도 한다), 복수의 트랜스듀서 소자들이 배열된 방향을 제2 축(lateral 방향, 측 방향의 축이라고도 한다), 각 트랜스듀서 소자가 연장된 길이 방향이면서 제1 축 및 제2 축과 직각을 이루는 축을 제3 축(elevation 방향 축, 고도 방향 축이라고도 한다)으로 설명한다. 제1 축, 제2 축 및 제 3 축은 서로 직교한다. 어느 한 축을 따른다는 표현은 해당 축과 평행하거나 또는 평행하지 않고 각도를 유지하면서 해당 축과 유사한 방향으로 향하는 것을 포함한다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 배열형 고강도 집속 초음파 트랜스듀서 모듈(110)의 트랜스듀서 소자들은 커프(kerf)(113)를 사이에 두고 1차원 배열 형태로 제2 축 방향으로 복수의 트랜스듀서 소자들(111)이 배치된 형태일 수 있다. 커프는 트랜스듀서 소자들 사이의 간격을 의미하고, 커프와 트랜스듀서 소자(111)의 제2 축 방향의 폭을 포함하여 소자 간격 (pitch)이라고 지칭한다. 소자 간격 및 커프의 크기에 따라 격자엽(grating lobe)의 크기 및 신체 내부에 전달되는 에너지의 크기가 달라질 수 있다. 따라서 배열 소자 형태의 고강도 집속 초음파 트랜스듀서는 주엽(main lobe) 크기의 증가와 격자엽(side lobe)의 크기가 최소가 되도록 최적의 초음파 소자 간격 선정이 선행되어야 한다.
각 트랜스듀서 소자들(111)은 제1 축 방향으로 오목한(concave) 기하학적 형태를 가질 수 있고, 이러한 기하학적 구조는 트랜스듀서 소자들(111)로부터 발생하는 초음파의 집속 지점의 설정과 관련되어 있다. 각 트랜스듀서 소자들(111)이 전기적 신호를 입력받아 발생시킨 초음파는 오목한 방향인 제1 축 방향으로 진행하여 신체 내부의 특정 깊이 지점에 집속되어 에너지를 전달할 수 있다.
각 트랜스듀서 소자들(111)은 제3 축 방향으로 길게 연장된 형태일 수 있다. 따라서, 각 트랜스듀서 소자들(111)의 제2 축 방향의 폭보다 제3 축 방향의 길이가 긴 형상일 수 있다.
각 트랜스듀서 소자들(111)이 전기전 신호를 입력받아 발생시킨 초음파는 오목한 방향으로 진행하여 신체 내부의 특정 깊이 지점에 집속되어 전달되는 에너지(즉, 트랜스듀서 모듈의 초음파 출력 에너지)는 집속 지점에서 0.5 J/cm2 이상일 수 있다. 또는, 트랜스듀서 소자들(111)의 면적당 출력 에너지는 500 W/cm2 이상일 수 있다. 따라서, 신체 내부 집속 지점(focused spot)의 온도가 일정 온도 이상이 되도록 에너지를 전달하여 신체 내부의 집속 지점에 열적 변이를 생성할 수 있다.
도 4를 참조하여 본 개시의 일 실시 예에 따른 배열형 고강도 집속 초음파 트랜스듀서 모듈(100)의 배열형 트랜스듀서 소자들을 설명한다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 배열형 고강도 집속 초음파 트랜스듀서 모듈(100)은 고강도 집속 초음파 트랜스듀서 소자들(111) 사이의 커프(113)에 배치된 분리부재(115)를 포함할 수 있다. 분리부재(115)는 복수의 트랜스듀서 소자들을 분리하여 서로 접촉하지 않도록 방지할 수 있다.
일 실시 예 에서, 고강도 집속 초음파 트랜스듀서 소자들(111)은 서로 직접 연결되어 배열 형태로 배치되는 것이 아니라 서로 분리된 상태에서 분리부재(115)를 통해 고정되는 형태로 결합될 수 있다.
일 실시 예에서, 분리부재(115)는 300
이상의 열안정성을 갖는 물질로 구성될 수 있고, 예시적으로 폴리이미드(Polyimide: PI)일 수 있다. 따라서, 분리부재(115)는 연납땜(117) 방법으로 신호선(119)을 트랜스듀서 소자(111)에 연결할 때 분리부재(115)가 열적으로 변형되는 것을 방지할 수 있도록, 고온에 장시간 노출되어도 물성변화가 적은 물질로 구성될 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 배열형 고강도 집속 초음파 트랜스듀서 모듈의 복수의 트랜스듀서 소자들(111)은 각각의 초음파 집속 방향과 반대 방향의 후면에 전기적 신호를 인가하는 신호선이 연납땜(117)(soldering)으로 연결될 수 있다. 고강도 집속 초음파 트랜스듀서 소자는 원하는 병변에 열적 변이를 일으킬 정도의 높은 에너지의 신호를 인가하기 때문에, 순간적으로 높은 열을 발생시킬 수 있고, 높은 열로 인한 신호선의 분리를 방지하면서 신호선을 트랜스듀서 소자(111)에 연결하기 위해서는 약 300℃ 이상의 녹는점을 가지는 연납땜(117) 방법을 이용할 수 있다.
일 실시 예에서, 분리부재(115)의 제1 축 방향의 길이는 트랜스듀서 소자(111)의 제1 축 방향의 길이(두께)보다 긴 형태일 수 있다. 따라서, 분리부재(115)는 연납땜(117) 방법으로 신호선을 트랜스듀서 소자(111)에 연결할 때 용융된 납이 다른 소자와 연결되는 현상을 방지하는 댐 역할을 할 수 있다.
도 5를 참조하여 본 개시의 일 실시 예에 따른 초음파 장치의 제어 시스템(200)의 구성을 설명한다.
제어 시스템(200)은 초음파 프로브(100)의 배열형 복수의 트랜스듀서 소자들의 적어도 일부가 서로 다른 시간에 전기적 제어 신호를 입력 받거나 서도 다른 시간에 초음파를 발생하도록 딜레이 신호를 생성하는 처치 빔포머(treatment beamformer)(210)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 처치 빔포머(210)에서 생성한 딜레이 신호는 펄서(pulser), DAC(Digital Analog Converter) 및 증폭기를 포함하는 처치 회로(220)를 통하여 프로브(100)로 전송될 수 있다. 처치 회로(220)는 디지털 소자부 및 아날로그 소자부를 포함할 수 있다. 복수의 딜레이 신호는 펄서에 전달되어 고전압 신호(HV 신호)로 변환될 수 있다. 제어 시스템(200)은 처치용 초음파의 집속 지점의 위치, 깊이를 제어하기 위하여 각 트랜스듀서 소자들에 시그널 신호를 입력하는 시점을 계산한 딜레이 신호에 기반하여 생성된 구동 신호(HV 신호)를 프로브(100)로 전송할 수 있다.
일 실시 예에서, 처치 회로(220)는 멀티 플렉서(multiplexer)를 포함할 수 있고, 멀티 플렉싱으로 딜레이 신호에 따라 서로 다른 시간에 프로브(100a)의 서로 다른 트랜스듀서 소자(111)에 구동 신호를 전송할 수 있다.
일 실시 예에서, 제어 시스템(200)은 발생한 초음파(처치용 초음파 또는 이미징을 위한 별도의 초음파)가 신체 내부에서 반사된 수신 초음파에 기반하여 초음파 B 모드 이미지를 생성할 수 있다. 이 경우, 프로브(100)는 초음파 신호가 변환된 전기적 신호(수신 초음파 신호로 지칭한다)를 처리하기 위한 아날로그 프론트 엔드 회로를 포함할 수 있다. 아날로그 프론트 엔드 회로는 저잡음 증폭기(low-noise amplier: LNA), 감쇠 보정을 위한 TGC(depth gain compensation)를 포함할 수 있다. 프로브(100)에서 트랜스듀서 소자들(111)이 수신한 초음파를 전기적 신호로 변환하여 이미징 회로(250)로 전송하고, 이미징 회로(250)는 ADC(analog digital converter), FIFO(first-input-first-output) 메모리 등을 포함할 수 있다. 디지털 처리된 수신 초음파 신호는 이미징 빔포머(240)에서 처치 빔포머(2110)의 딜레이 신호에 기반하여 수신 집속(Rx focusing)을 수행한 후, 이미지 프로세서(260)에서 스캔 컨버팅을 수행하고 디스플레이(270)에 표시될 수 있다.
일 실시 예에서, 제어 시스템(200)은 수신된 초음파 신호를 영상화하는 초음파 이미징 모드(B 모드)로 동작할 지 또는 대상체에 고강도 집속 초음파 처치를 수행하는 처치 모드로 동작할 지를 제어하는 컨트롤러(230)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 제어 시스템(200) 또는 별개의 외부 장치는 트랜스듀서 모듈(100a) 내의 적재 공간(112)에 탈기수를 순환시키는 모터, 적재 공간(112)에서 배출된 탈기수를 냉각 시키는 냉각 장치를 포함할 수 있다. 컨트롤러(230)는 온도 센서(130)에서 측정한 트랜스듀서 모듈(100a) 내부의 트랜스듀서 소자들의 온도, 트랜스듀서 모듈(100a) 내의 적재 공간(112)의 탈기수(degassed water) 온도 및 고강도 집속 초음파 프로브(100)에 접촉한 환자의 피부 온도 중 적어도 어느 하나에 기반하여 적재 공간(112)에 인입 또는 배출되는 탈기수의 순환 속도를 제어할 수 있다. 따라서, 고강도 집속 초음파 처치로 인한 환자의 열상을 방지할 수 있다.
도 6을 참조하여 본 개시의 일 실시 예에 따른 배열형 고강도 집속 초음파 프로브(100)의 트랜스듀서 모듈(100a)의 개념적인 구성을 설명한다.
일 실시 예에서, 트랜스듀서 모듈(100a)은 핸드피스(100b)와 착탈 가능하도록 별개의 하우징으로 구현될 수 있다. 다른 실시 예에서 트랜스듀서 모듈(100a)은 핸드피스(100b)와 동일한 하우징으로 구현될 수 있다. 도 6을 참조하여 설명하는 실시 예는 트랜스듀서 모듈(100a)이 핸드피스(100b)와 별개의 하우징으로 구현된 실시 예로서 설명한다.
트랜스듀서 모듈(100a)은 복수의 트랜스듀서 소자들(111)이 커프를 사이에 두고 배치된 배열형 트랜스듀서 소자들(111)을 포함한다. 일 실시 예에서 트랜스듀서 소자들(111) 사이의 커프에는 트랜스듀서 소자들(111)의 접촉을 방지하는 분리 부재(115)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 트랜스듀서 모듈(100a)은 핸드피스(100b)의 길이 방향의 축과 복수의 트랜스듀서 소자들이 배치된 배치 방향 축(2축)이 평행하지만, 다른 실시 예에서는 서로 교차할 수 있다.
일 실시 예에서, 트랜스듀서 모듈(100a)은 탈기수(degassed water) 또는 다른 음향 투명도가 높은 물질이 적재된 적재 공간(112)을 내부 공간에 포함하고, 적재 공간(112)에는 탈기수가 채워질 수 있다. 다른 실시 예에서, 적재 공간(112)은 별도의 물질이 채워지지 않고 빈 공간으로 유지될 수 있다.
일 실시 예에서, 트랜스듀서 모듈(100a)은 적재 공간(112)의 탈기수를 순환 시킬 수 있는 순환 통로(116)를 구비할 수 있고, 순환 통로(116)는 인입구(116a) 및 배출구(116b)를 포함할 수 있다. 트랜스듀서 모듈(100a)의 외부에서 냉각된 탈기수가 인입구(116a)를 통해서 트랜스듀서 모듈(100a) 내부의 적재 공간(112)으로 인입되고, 트랜스듀서 소자들(111)의 발열로 인하여 온도가 상승한 탈기수가 배출구(116b)를 통해서 적재 공간(112)으로부터 외부로 배출될 수 있다.
일 실시 예에서, 트랜스듀서 모듈(100a)이 핸드피스(100b)와 탈착 가능하게 별개의 하우징으로 구현되는 경우, 트랜스듀서 모듈(100a)은 핸드피스(100b)의 회로를 통해 제어 시스템(200)과 전기적으로 연결될 수 있는 전기적 인터페이스(114)를 포함할 수 있다. 전기적 인터페이스(114)는 전기적/기계적 커넥터 기능을 수행하는 PCB를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 트랜스듀서 모듈(100a)의 하우징은 트랜스듀서 소자들(111)로부터 발생하는 초음파가 방사되는 방향(1축)에 초음파가 통과 가능한 개방된 윈도우가 형성될 수 있고, 적재 공간(112)에 탈기수 등의 음향 투명도가 높은 물질로 채워지는 경우 해당 물질이 윈도우를 통한 탈출을 방지하기 위한 덮개 부재(118)가 형성될 수 있다.
서로 다른 딜레이에 기반하여 복수의 트랜스듀서 소자들(111)에서 발생한 초음파는 1축 방향의 특정 지점(1010)에서 집속된다.
도 7을 참조하여 본 개시의 다른 실시 예에 따른 복수의 배열형 초음파 트랜스듀서 소자들(111)의 딜레이 신호에 기반한 제어 방법을 설명한다. 도 7은 트랜스듀서 소자들(111) 각각에 딜레이 소자(211)가 별개로 연결된 것을 전제로 설명하지만, 다른 실시예에서, 아날로그 프론트 엔드(210b)는 고전압 멀티플렉서(HV multiplexer)를 포함할 수 있고, 이 경우 딜레이 소자(211)는 트랜스듀서 소자들(111) 각각에 연결되지 않고, 고전압 멀티플렉서를 통해서 복수의 트랜스듀서 소자들(111) 중 활성화될(초음파를 생성할) 소자가 선택될 수 있다. 또한, 아날로그 프론트 엔드(210b)는 제어 시스템(200) 내부에 구현되거나, 핸드피스(100b) 내부에 구현될 수 있다.
도 7을 참조하면, 딜레이 신호가 아날로그 프론트 엔드(210b)로 전달되고, 아날로그 프론트 엔드(210b)에서 아날로그 빔포밍을 수행하여 제어 시스템(200)의 구동 신호에 기반하여 복수의 트랜스듀서 소자들(111) 중 서로 다른 적어도 두 개의 소자들을 서로 다른 시간에 고강도 집속 초음파를 발생시키도록 제어할 수 있다. 일 실시 예에서, 아날로그 프론트 엔드(210b)는 신호 발생기(213), 딜레이 소자(211), 고전압 증폭기, 필터(DAC 필터 등) 및 임피던스 매칭 변압기를 포함할 수 있다. 신호 발생기(213)에서 생성한 RF 펄스는 딜레이 소자(211)에 전달되고, 딜레이 소자(211)는 별도의 메모리에 저장된 딜레이 테이블을 참조한 딜레이 값에 따라 복수의 트랜스듀서 소자들(111)에 구동 신호를 공급할 수 있다.
도 8 및 도 9를 참조하여 본 개시의 일 실시 예에 따른 배열형 트랜스듀서 소자들(111)의 고강도 집속 초음파를 발생시키는 서로 다른 모드에 대해서 설명한다.
도 8을 참조하면, 복수의 트랜스듀서 소자들(111)은 서로 다른 복수의 서브 그룹(1021, 1022, 1023, 1024)으로 전용적으로(exclusively) 구분되어 속할 수 있다. 전용적으로 구분되는 것은 어느 한 트랜스듀서 소자는 어느 한 서브 그룹에만 속하는 것을 의미한다.
일 실시 예에서, 복수의 트랜스듀서 소자들(111)의 각 서브 그룹(1021, 1022, 1023, 1024)은 각 서브 그룹(1021, 1022, 1023, 1024)마다 집속 지점(1011, 1012, 1013, 1014)의 깊이는 같으나 위치가 서로 다를 수 있다. 따라서, 각 서브 그룹(1021, 1022, 1023, 1024)에 전달되는 딜레이는 서로 같을 수 있다.
일 실시 예에서, 제어 시스템(200)은 복수의 트랜스듀서 소자들(111)의 각 서브 그룹(1021, 1022, 1023, 1024)은 동시에 복수의 집속 지점(1011, 1012, 1013, 1014)에 고강도 집속 초음파가 집속되도록 제어할 수 있다. 따라서, 환자의 조직 내부 복수의 위치에 대하여 고강도 집속 초음파 처치를 동시에 수행 가능하므로 환자의 치료 시간을 단축 가능하다.
도 9를 참조하면, 복수의 트랜스듀서 소자들(111)은 서로 다른 복수의 서브 그룹(1041, 1042)으로 호환적으로(mutually) 구분되어 속할 수 있다. 호환적으로 구분되는 것은 어느 한 트랜스듀서 소자는 어느 한 서브 그룹(1041)에만 속하지 않고 다른 서브 그룹(1042)에도 속하는 것을 의미한다.
일 실시 예에서, 복수의 트랜스듀서 소자들(111)의 각 서브 그룹(1041, 1042)은 각 서브 그룹(1041, 1042)마다 집속 지점(1031, 1032)의 깊이는 같으나 위치가 서로 다를 수 있다. 따라서, 각 서브 그룹(1041, 1042)에 전달되는 딜레이의 형태는 서로 같을 수 있다.
일 실시 예에서, 제어 시스템(200)은 복수의 트랜스듀서 소자들(111)의 각 서브 그룹(1041, 1042)이 서로 다른 시간에 복수의 집속 지점(1031, 1032)에 고강도 집속 초음파가 집속되도록 제어할 수 있다. 따라서, 환자의 조직 내부 복수의 위치에 대하여 트랜스듀서 소자들의 기계적 이동 없이 고강도 집속 초음파 처치를 수행 가능하므로 환자의 치료 시간을 단축 가능하다.
일 실시 예에서, 제어 시스템(200)은 복수의 트랜스듀서 소자들(111)을 서로 다른 복수의 서브 그룹으로 전용적으로 구분하여 제어하는 제1 모드 및 서로 다른 복수의 서브 그룹으로 호환적으로 구분하여 제어하는 제2 모드로 구분하여 운용 가능하고, 시술자의 선택에 따라 해당 모드로 복수의 트랜스듀서 소자들(111)을 제어할 수 있다.
일 실시 예에서, 제어 시스템(200)은 제1 모드에서 고강도 집속 초음파가 집속되는 지점들의 간격이 제2 모드에서 고강도 집속 초음파가 집속되는 지점들의 간격보다 넓도록 복수의 트랜스듀서 소자들(111)을 제어할 수 있다. 따라서, 환자의 상태에 따라 다른 방식으로 고강도 집속 초음파 처치를 수행할 수 있다.
일 실시 예에서, 제어 시스템(200)은 제1 모드와 제2 모드에서 집속 지점에 전달되는 에너지(즉, 트랜스듀서 모듈의 초음파 출력 에너지)가 서로 다르도록 복수의 트랜스듀서 소자들(111)을 제어할 수 있다. 예를 들어, 고강도 집속 초음파가 집속되는 지점들의 간격이 더 촘촘한 제2 모드에서 집속 지점에 전달되는 에너지가 더 낮도록 복수의 트랜스듀서 소자들(111)을 제어할 수 있다.
일 실시 예에서, 제어 시스템(200)은 제1 모드와 제2 모드에서 트랜스듀서 모듈(100a) 내부의 적재 공간(112)의 탈기수 순환 속도를 다르도록 탈기수를 순환시키는 순환 모터의 동작 속도를 제어하거나, 탈기수를 냉각시키는 냉각 속도를 서로 다르게 제어할 수 있다.
도 10을 참조하여 본 개시의 일 실시 예에 따른 배열형 고강도 집속 초음파 트랜스듀서 모듈의 커프 폭(크기)와 트랜스듀서 소자의 폭을 설명한다.
도 10은 커프 폭에 따른 격자엽 크기에 대한 시뮬레이션 결과를 보여준다. 해당 시뮬레이션은 트랜스듀서 소자 폭을 약 460μm로 고정하였으며 커프 폭을 20μm부터 160μm까지 20μm 간격으로 시뮬레이션을 진행하였다. 이 때 격자엽의 크기는 최대 에너지 대비 약 -15 dB 미만으로 커프 폭의 범위를 설정하였다. 도 10 (a)는 커프 폭이 40μm일 때 빔 프로파일(Beam profile)을 보여주며 도 10 (b)는 커프 폭이 160μm일 때 빔 프로파일을 보여준다. 도 10 (c)는 커프 폭이 40μm, 160μm일 때의 선형 플롯(Line plot)을 나타낸다. 도 10 (d)는 커프 폭 변화에 따른 격자엽의 상대적인 크기를 그래프로 표현하였다. 커프 폭의 크기가 100μm일 때 격자엽의 상대적인 크기가 약 -15.34 dB가 되는 것을 확인할 수 있으며, 120μm일 때 -14.74 dB가 되어 -15 dB 보다 커지는 것을 확인할 수 있다. 따라서, 해당 조건에서는 커프 폭을 약 100μm까지 증가시킬 수 있음을 알 수 있다.
도 11은 도 10과는 반대로 커프 폭을 40μm로 고정하였으며, 소자 폭을 400μm부터 600μm까지 50μm간격으로 변경하면서 시뮬레이션을 진행하였다. 이를 통해 격자엽의 상대적인 크기가 약 -15dB 미만으로 하는 소자 폭의 범위를 설정하였다. 도 11 (a)는 소자 폭이 450μm일 때 빔 프로파일을 보여주며 도 11 (b)는 소자 폭이 600μm일 때 빔 프로파일을 보여준다. 도 11 (c)는 소자 폭이 450μm, 600μm일 때의 선형 플롯을 나타낸다. 도 11 (d) 는 소자 폭 변화에 따른 격자엽의 상대적인 크기를 그래프로 표현하였다. 소자 폭의 크기가 500μm일 때 격자엽의 상대적인 크기가 약 -16.26 dB가 되는 것을 확인할 수 있으며, 550μm일 때는 -14.35 dB가 되어 -15 dB 보다 커지는 것을 확인할 수 있어 해당 조건에서는 소자 폭을 약 500~550μm까지 증가시킬 수 있음을 알 수 있다.
도 10 및 도 11에서 수행한 시뮬레이션은 소자 폭과 커프 폭을 고정 시켰고 단일 주파수(4 MHz)일 경우에 수행한 시뮬레이션 결과로서, 여러 가지 조건 변화에 따라 설정한 범위가 달라질 수 있다. 도 10 및 도 11 시뮬레이션을 통해서 소자 및 커프 폭의 증가에 따라 격자엽의 크기가 커져 전체 에너지는 감소될 수 있으므로, 전체 에너지가 가장 크게 될 수 있도록 소자의 폭과 커프 폭, 소자 간격을 결정할 수 있다.
도 12를 참조하여 본 개시의 일 실시 예에 따른 배열형 고강도 집속 초음파 프로브의 다른 실시예를 설명한다.
앞서 설명한 부분과 중복되는 부분은 자세한 설명을 생략하고 트랜스듀서 모듈을 중심으로 하여 설명한다.
고강도 집속 초음파 프로브(100)는 트랜스듀서 모듈을 포함할 수 있고, 트랜스듀서 모듈은 초음파를 발생하는 부분인 트랜스듀서 소자(311)가 커프(313)로 인해 곡면형 트랜스듀서부(310, 320)의 복수의 부위에 형성될 수 있다.
트랜스듀서 모듈은 곡면의 트랜스듀서부(310, 320) 및 트랜스듀서부(310, 320)의 제3 축 방향의 양 끝 말단의 적어도 한 쪽에 초음파 집속 방향과 반대 방향으로 절곡되어 평면을 형성하는 절곡부(315a, 315b)를 포함할 수 있다. 곡면의 트랜스듀서부(310, 320)는 초음파의 집속 방향인 제1 축 방향으로 오목한 형태를 가질 수 있다.
일 실시 예에서, 커프(313)로 인해 곡면형 트랜스듀서부(310, 320)의 일부가 분리되어 복수의 부위에 형성된 복수 부위의 트랜스듀서 소자(311)에 전기적 신호를 인가하여 초음파를 발생시킬 수 있고, 전기적 신호를 인가하는 신호선은 초음파 집속 방향의 반대인 후면(310)에서 트랜스듀서 소자(311)에 연납땜(117)으로 연결될 수 있다. 일 실시 예에서, 커프(313)에 도 4와 같은 분리 부재가 배치될 수 있다.
일 실시 예에서, 그라운드 전극은 곡면형 트랜스듀서부에서 초음파 집속 방향 전면(320)의 적어도 일부에 형성될 수 있고, 스퍼터링 방식으로 형성되어 초음파 감쇄를 감소시킬 수 있다. 그라운드 전극은 복수 부위의 트랜스듀서 소자(311)들의 초음파 집속 방향인 전면(320)의 적어도 일부에 형성될 수 있다.
트랜스듀서부(310, 320)의 일부가 분리되어 복수의 부위에 형성된 복수 부위의 트랜스듀서 소자(311)들은 제3 축 방향을 따라 길이 연장되어 형성된 커프(313)로 인하여 분리된 부분을 의미하고, 따라서 트랜스듀서 소자(311)들의 제3 축 방향의 양 말단 중 적어도 어느 한 일단은 서로 연결되어 있을 수 있다.
도 13 내지 도 18을 참조하여 본 개시의 일 실시 예에 따른 배열형 고강도 집속 초음파 프로브 제조 방법을 설명한다.
먼저 도 13 및 도 14를 참조하여 적층 방식으로 고강도 집속 초음파 프로브의 배열형 트랜스듀서를 제조하는 방법을 설명한다.
전기적 신호가 인가되는 경우 초음파가 발생하여 집속되는 방향인 제1 축 방향으로 소정의 두께를 가지면서 제1 축 방향으로 오목한 소정의 곡률을 갖고, 제1 축과 수직한 제3 축 방향으로 길이 연장된 형태를 갖는 복수의 트랜스듀서 소자(911)가 제공된다(S810).
소정의 제2 두께를 갖는 복수의 판상형 분리부재가 제공되고(S820), 판상형 분리부재는 300
이상의 열안정성을 갖는 물질로 구성될 수 있고, 예시적으로 폴리이미드일 수 있다.
제1 축 방향 및 제3 축과 직교하는 제2 축 방향으로 복수의 곡률형 트랜스듀서 소자와 복수의 판상형 분리부재를 번갈아 적층하여(S830) 판상형 분리부재가 커프(911)에 배치되도록 트랜스듀서 모듈을 제조하고, 이 후, 연납땜(117) 방식으로 복수의 곡률형 트랜스듀서 소자의 후면(초음파 집속 방향과 반대 측의 면)에 신호선을 연결하고 전면에 그라운드 전극을 형성할 수 있다. 적층 방식은 제작의 용이성이 뛰어난 효과가 있다.
도 15 및 도 16을 참조하여 연삭(polishing, grinding) 방식으로 고강도 집속 초음파 프로브의 배열형 트랜스듀서를 제조하는 방법을 설명한다.
제2 축 방향의 소정의 두께를 갖는 복수의 판상형 트랜스듀서 소자(1111)가 제공(S1010)되고, 소정의 다른 두께를 갖는 복수의 판상형 분리부재(1113)가 제공(S1020)된다. 이후, 제2 축 방향으로 복수의 트랜스듀서 소자(1111)와 복수의 상기 분리부재(1113)를 번갈아 적층하여 복합체를 형성(S1030)하고, 복합체의 제1 축과 수직인 한 면 또는 양면을 연삭기(1123)로 연삭(1121)한다(S1040). 이 때 연삭기(1123)의 연삭날의 곡률은 초음파 집속 지점을 고려한 기하학적 구조를 가질 수 있도록 설정한다. 한 면은 초음파가 발생하여 집속되는 방향인 제1 축 방향으로 소정의 두께를 가지면서 제1 축 방향으로 오목한 소정의 곡률을 갖도록 연삭하고, 그 반대 방향인 다른 한 면인 후면(초음파 집속 방향과 반대 측의 면)은 제1 축 방향으로 볼록한 소정의 곡률을 갖도록 연삭할 수 있다. 연삭 방식은 제작의 용이성이 뛰어나고 민감도가 낮은 효과가 있다.
도 17 및 도 18을 참조하여 절삭 방식으로 고강도 집속 초음파 프로브의 배열형 트랜스듀서를 제조하는 방법을 설명한다.
적어도 일부가 초음파의 집속 방향인 제1 축 방향으로 오목한 형태를 갖는 곡면형 트랜스듀서부(1331, 1333) 및 트랜스듀서부(1331, 1333)의 제1 축과 수직인 제3 축 방향의 양 끝 말단에 초음파 집속 방향과 반대 방향으로 절곡되어 형성된 절곡부(1310a, 1310b)를 포함하는 트랜스듀서 소자(1300)를 제공(S1210)한다.
곡면형 트랜스듀서부(1331, 1333)에 제3 축 방향으로 길이 연장되고, 제1 축 및 제3 축과 수직인 제2 축 방향으로 복수 개인 커프부(1313)를 곡면형 트랜스듀서부(1331, 1333)의 적어도 일부를 절삭기(1340)를 통하여 절삭하여 형성(S122)한다.
커프(1313)로 인해 곡면형 트랜스듀서부(1331, 1333)의 일부가 분리되어 복수의 부위에 형성된 복수 부위의 트랜스듀서 소자(1311)에 전기적 신호를 인가하여 초음파를 발생시킬 수 있고, 전기적 신호를 인가하는 신호선은 초음파 집속 방향의 반대인 후면(1333)에서 트랜스듀서 소자(1311)에 연납땜(117)으로 연결될 수 있다. 일 실시 예에서, 커프(1313)에 도 4와 같은 분리 부재가 배치될 수 있다. 일 실시 예에서, 곡면형 트랜스듀서부(1331, 1333)의 전면(1331)에 그라운드 전극이 스퍼터링 방식으로 형성될 수 있다.
본 개시의 명세서(특히 특허청구범위에서)에서 "상기"의 용어 및 이와 유사한 지시 용어의 사용은 단수 및 복수 모두에 해당하는 것일 수 있다. 또한, 본 개시에서 범위(range)를 기재한 경우 상기 범위에 속하는 개별적인 값을 적용한 발명을 포함하는 것으로서(이에 반하는 기재가 없다면), 발명의 상세한 설명에 상기 범위를 구성하는 각 개별적인 값을 기재한 것과 같다.
본 개시에 따른 방법을 구성하는 단계들에 대하여 명백하게 순서를 기재하거나 반하는 기재가 없다면, 상기 단계들은 적당한 순서로 행해질 수 있다. 반드시 상기 단계들의 기재 순서에 따라 본 개시가 한정되는 것은 아니다. 본 개시에서 모든 예들 또는 예시적인 용어(예들 들어, 등등)의 사용은 단순히 본 개시를 상세히 설명하기 위한 것으로서 특허청구범위에 의해 한정되지 않는 이상 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 본 개시의 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 통상의 기술자는 다양한 수정, 조합 및 변경이 부가된 특허청구범위 또는 그 균등물의 범주 내에서 설계 조건 및 인자(factor)에 따라 구성될 수 있음을 알 수 있다.
따라서, 본 개시의 사상은 상기 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 또는 이로부터 등가적으로 변경된 모든 범위는 본 개시의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100: 배열형 고강도 집속 초음파 프로브
100a: 카트리지
100b: 핸드피스
200: 제어 시스템
111: 트랜스듀서 소자
112: 적재 공간
113: 커프
115: 분리 부재
116: 순환 통로
117: 연납땜
118: 덮개 부재
119: 신호선
100a: 카트리지
100b: 핸드피스
200: 제어 시스템
111: 트랜스듀서 소자
112: 적재 공간
113: 커프
115: 분리 부재
116: 순환 통로
117: 연납땜
118: 덮개 부재
119: 신호선
Claims (19)
- 전기적 신호를 입력 받아 초음파를 발생시키는 복수의 트랜스듀서 소자들을 포함하는 트랜스듀서 모듈; 및
제어 시스템으로부터 입력 받은 제어 신호에 기반하여 상기 복수의 트랜스듀서 소자들에 구동 신호를 제공하는 회로를 포함하고,
초음파의 집속 방향인 제1 축 방향으로 오목한(concave) 형태를 가지는 상기 복수의 트랜스듀서 소자들은 커프(kerf)를 사이에 두고 상기 제1 축과 수직인 제2 축 방향으로 어레이로 배치된 형태이고,
상기 복수의 트랜스듀서 소자들 중 서로 다른 적어도 두 개의 소자들은 상기 구동 신호에 기반하여 서로 다른 시간에 고강도 집속 초음파를 방사하도록 구성된,
고강도 집속 초음파(HIFU) 프로브.
- 제1 항에 있어서,
상기 복수의 트랜스듀서 소자들 각각은 전기적 신호를 입력 받아 발생하는 초음파가 상기 제1 축 방향의 소정의 지점에 집속되도록 야기하는 기하학적 구조로 형성되고, 상기 복수의 트랜스듀서 소자들 각각은 상기 제1 축 방향 및 상기 제2 축 방향에 수직인 제3 축 방향의 길이가 상기 제2 축 방향의 길이보다 긴 형상을 가지는,
고강도 집속 초음파(HIFU) 프로브.
- 제1 항에 있어서,
상기 트랜스듀서 모듈의 초음파 출력 에너지는 집속 지점에서 0.5 J/cm2 이상인,
고강도 집속 초음파(HIFU) 프로브.
- 제1 항에 있어서,
상기 커프에 배치된 분리부재의 상기 제1 축 방향의 길이는 상기 트랜스듀서 소자의 상기 제1 축 방향의 길이보다 긴,
고강도 집속 초음파(HIFU) 프로브.
- 제4 항에 있어서,
상기 복수의 트랜스듀서 소자들 각각의 초음파 집속 방향과 반대 방향의 후면에 연납땜(soldering)으로 연결되어 전기적 신호를 인가하는 신호선을 더 포함하는,
고강도 집속 초음파(HIFU) 프로브.
- 제1 항에 있어서,
상기 커프에 배치되고, 300이상의 열안정성을 갖는 물질로 구성된 분리부재를 더 포함하는,
고강도 집속 초음파(HIFU) 프로브.
- 제6 항에 있어서,
상기 분리부재는 폴리이미드로 구성되는,
고강도 집속 초음파(HIFU) 프로브.
- 제1 항에 있어서,
상기 복수의 트랜스듀서 소자들 각각은 상기 제2 축 방향으로 직접적으로 연결되지 않는,
고강도 집속 초음파(HIFU) 프로브.
- 제1 항에 있어서,
상기 복수의 트랜스듀서 소자들 각각의 상기 제3 축 방향의 양 끝 말단 중 적어도 어느 한 일단은 서로 연결되어 있는,
고강도 집속 초음파(HIFU) 프로브.
- 제9 항에 있어서,
상기 복수의 트랜스듀서 소자들 각각의 초음파 집속 방향 전면의 적어도 일부에 그라운드 전극이 형성된,
고강도 집속 초음파(HIFU) 프로브.
- 제10 항에 있어서,
상기 복수의 트랜스듀서 소자들 각각의 상기 제3 축 방향의 양 끝 말단 중 적어도 어느 한 일단의 연장부는 초음파 집속 방향과 반대 방향으로 절곡된 절곡부를 포함하는,
고강도 집속 초음파(HIFU) 프로브.
- 제1 항에 있어서,
상기 트랜스듀서 모듈은 탈기수(degassed water)를 적재 가능한 적재 공간을 포함하고,
상기 트랜스듀서 모듈 및 상기 적재 공간이 배치된 제1 하우징은 상기 회로가 배치된 제2 하우징과 서로 탈착 가능하게 연결되고, 상기 적재 공간은 탈기수를 순환 가능한 인입 튜브 또는 배출 튜브와 연결되는,
고강도 집속 초음파(HIFU) 프로브.
- 고강도 집속 초음파(HIFU)를 방사하는 프로브; 및
상기 프로브로 제어 신호를 송신하는 제어 시스템을 포함하고,
상기 프로브는 상기 제어 신호에 기반하여 초음파를 발생시키는 복수의 트랜스듀서 소자들을 포함하는 트랜스듀서 모듈을 포함하고,
초음파의 집속 방향인 제1 축 방향으로 오목한(concave) 형태를 가지는 상기 복수의 트랜스듀서 소자들은 커프(kerf)를 사이에 두고 상기 제1 축과 수직인 제2 축 방향으로 어레이로 배치된 형태이고,
상기 제어 시스템은 상기 복수의 트랜스듀서 소자들 중 서로 다른 적어도 두 개의 소자들을 서로 다른 시간에 고강도 집속 초음파를 발생시키도록 제어하는,
고강도 집속 초음파(HIFU) 처치 장치.
- 제13 항에 있어서,
상기 복수의 트랜스듀서 소자들 각각은 상기 제어 신호에 기반하여 발생하는 초음파가 상기 제1 축 방향의 소정의 지점에 집속되도록 야기하는 기하학적 구조로 형성되고, 상기 복수의 트랜스듀서 소자들 각각은 상기 제1 축 방향 및 상기 제2 축 방향에 수직인 제3 축 방향의 길이가 상기 제2 축 방향의 길이보다 긴 형상을 가지는,
고강도 집속 초음파(HIFU) 프로브.
- 제13 항에 있어서,
상기 프로브는 내부에 탈기수(degassed water)를 적재 가능한 적재 공간을 더 포함하고,
상기 프로브는 상기 트랜스듀서 소자, 상기 적재 공간의 탈기수 및 상기 프로브에 접촉되는 대상체 중 적어도 어느 하나의 온도를 측정하는 온도 센서를 포함하고,
상기 제어 시스템은 상기 온도 센서에서 측정된 온도에 기반하여 상기 적재 공간과 연결되어 탈기수를 순환시키는 순환 모터의 동작 속도 또는 탈기수를 냉각시키는 냉각 속도를 제어하는,
고강도 집속 초음파(HIFU) 처치 장치.
- 제13 항에 있어서,
상기 복수의 트랜스듀서 소자들은 서로 다른 복수의 서브 그룹으로 전용적으로(exclusively) 구분되어 속하고,
상기 제어 시스템은 상기 서브 그룹의 상기 트랜스듀서 소자들이 방사하는 고강도 집속 초음파가 동시에 서로 다른 지점에 집속되도록 상기 프로브에 상기 제어 신호를 송신하는,
고강도 집속 초음파(HIFU) 처치 장치.
- 제13 항에 있어서,
상기 복수의 트랜스듀서 소자들은 서로 다른 복수의 서브 그룹으로 적어도 일부가 호환적으로(mutually) 구분되어 속하고,
상기 제어 시스템은 상기 서브 그룹의 상기 트랜스듀서 소자들이 방사하는 고강도 집속 초음파가 서로 다른 시간에 서로 다른 지점에 집속되도록 상기 프로브에 상기 제어 신호를 송신하는,
고강도 집속 초음파(HIFU) 처치 장치.
- 제13 항에 있어서,
상기 제어 시스템은,
상기 복수의 트랜스듀서 소자들을 서로 다른 복수의 서브 그룹으로 전용적으로(exclusively) 구분하여 제어하는 제1 모드; 및
상기 복수의 트랜스듀서 소자들을 서로 다른 복수의 서브 그룹으로 호환적으로(mutually) 구분하여 제어하는 제2 모드로 운용하고,
상기 제어 시스템은 상기 제1 모드에서 고강도 집속 초음파가 집속되는 지점들의 간격이 상기 제2 모드에서 고강도 집속 초음파가 집속되는 지점들의 간격보다 넓도록 상기 제1 모드 및 상기 제2 모드에서 상기 프로브로 상기 제어 신호를 송신하는,
고강도 집속 초음파(HIFU) 처치 장치.
- 제13 항에 있어서,
상기 프로브는 내부에 탈기수(degassed water) 적재 공간을 더 포함하고,
상기 제어 시스템은,
상기 복수의 트랜스듀서 소자들을 서로 다른 복수의 서브 그룹으로 전용적으로(exclusively) 구분하여 제어하는 제1 모드; 및
상기 복수의 트랜스듀서 소자들을 서로 다른 복수의 서브 그룹으로 호환적으로(mutually) 구분하여 제어하는 제2 모드로 운용하고,
상기 제어 시스템은 상기 제1 모드 및 상기 제2 모드에서 상기 적재 공간과 연결되어 탈기수를 순환시키는 순환 모터의 동작 속도 또는 탈기수를 냉각시키는 냉각 속도를 서로 다르게 제어하는,
고강도 집속 초음파(HIFU) 처치 장치.
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202280048560.7A CN117677425A (zh) | 2021-05-06 | 2022-05-04 | 基于高强度聚焦超声的用于皮肤治疗的超声探针及设备 |
| PCT/KR2022/006438 WO2022235094A1 (ko) | 2021-05-06 | 2022-05-04 | 고강도 집속 초음파에 기반한 피부 처치를 위한 초음파 프로브 및 장치 |
| EP22799137.9A EP4335495A1 (en) | 2021-05-06 | 2022-05-04 | High intensity focused ultrasound-based ultrasound probe and device for skin treatment |
| CA3219188A CA3219188A1 (en) | 2021-05-06 | 2022-05-04 | Ultrasound probe and device for skin treatment based on high intensity focused ultrasound |
| IL308265A IL308265A (en) | 2021-05-06 | 2022-05-04 | Ultrasound examination and device for skin care based on high intensity focused ultrasound |
| JP2023566787A JP2024515872A (ja) | 2021-05-06 | 2022-05-04 | 高強度集束超音波に基づく皮膚処置のための超音波プローブおよび装置 |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210058823 | 2021-05-06 | ||
| KR20210058823 | 2021-05-06 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20220151543A true KR20220151543A (ko) | 2022-11-15 |
Family
ID=84042004
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020220048838A KR20220151543A (ko) | 2021-05-06 | 2022-04-20 | 고강도 집속 초음파에 기반한 피부 처치를 위한 초음파 프로브 및 장치 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20220151543A (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102550814B1 (ko) | 2022-12-21 | 2023-07-03 | 주식회사 디오메디텍 | 하이브리드 초음파 피부 미용기기 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101246557B1 (ko) | 2011-06-21 | 2013-03-25 | 주식회사 제이시스메디칼 | 초음파를 이용한 비침습적 피부미용 기기 |
-
2022
- 2022-04-20 KR KR1020220048838A patent/KR20220151543A/ko not_active Application Discontinuation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101246557B1 (ko) | 2011-06-21 | 2013-03-25 | 주식회사 제이시스메디칼 | 초음파를 이용한 비침습적 피부미용 기기 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102550814B1 (ko) | 2022-12-21 | 2023-07-03 | 주식회사 디오메디텍 | 하이브리드 초음파 피부 미용기기 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111757769B (zh) | 多频超声换能器 | |
| JP4897370B2 (ja) | 超音波トランスデューサアレイ、超音波用探触子、超音波内視鏡、超音波診断装置 | |
| JP5305723B2 (ja) | 超音波プローブ及び超音波診断装置 | |
| JP6908325B2 (ja) | 高周波超音波トランスデューサアレイを含む医療機器 | |
| KR102293575B1 (ko) | 초음파 영상장치용 프로브 및 그 제조방법 | |
| KR20130078972A (ko) | 초음파 트랜스듀서, 초음파 프로브, 및 초음파 진단장치 | |
| US20190282207A1 (en) | High intensity focused ultrasound (hifu) device and system | |
| JP2019535382A (ja) | ワイヤレス管腔内撮像デバイス及びシステム | |
| US20150115773A1 (en) | Ultrasound transducer and method for manufacturing an ultrasound transducer | |
| CN105726059B (zh) | 探头及其制造方法 | |
| KR20220151543A (ko) | 고강도 집속 초음파에 기반한 피부 처치를 위한 초음파 프로브 및 장치 | |
| US20170135673A1 (en) | An ultrasound transducer probe having a curved imaging face | |
| JP2016189827A (ja) | 超音波プローブ及び超音波診断装置 | |
| JP2011050571A (ja) | 超音波プローブおよび超音波診断装置、並びに超音波トランスデューサ | |
| KR102369731B1 (ko) | 프로브 및 프로브의 제조방법 | |
| US9833219B2 (en) | Angle oriented array for medical ultrasound | |
| JP2020508806A (ja) | 熱伝導性プレートを備える超音波撮像装置 | |
| EP4335495A1 (en) | High intensity focused ultrasound-based ultrasound probe and device for skin treatment | |
| KR20130123347A (ko) | 초음파 트랜스듀서, 초음파 프로브, 및 초음파 진단장치 | |
| CN117677425A (zh) | 基于高强度聚焦超声的用于皮肤治疗的超声探针及设备 | |
| KR20200108642A (ko) | 초음파 프로브 및 그 제조 방법 | |
| KR20230072248A (ko) | 피부 처치를 위한 고강도 집속 초음파 프로브의 제조 방법 | |
| KR20210105023A (ko) | 초음파 프로브 및 그 제조방법 | |
| KR20240044842A (ko) | 신체 내 지방 제거용 고강도 집속 초음파 프로브 및 장치와 그 동작 방법 | |
| WO2023036742A1 (en) | Intraluminal ultrasound imaging assembly with electrical connection for multi-row transducer array |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal |