KR20230114069A - 체강 삽입형 초음파 장치 - Google Patents

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Abstract

체강 삽입형 초음파 장치는 핸드피스, 상기 핸드피스에서 연장되는 막대형 지지대, 그리고 상기 지지대에 체결되며 체강 내에 삽입될 수 있도록 형성되는 초음파 프로브를 포함한다. 상기 초음파 프로브는 분리 가능하도록 구성된다. 체강 내 삽입 구조를 최소화하여 시술 시 불편감을 최소화하고 초음파 프로브의 교체가 가능한 구조를 가지는 체강 삽입형 초음파 장치가 제공될 수 있다.

Description

체강 삽입형 초음파 장치{Ultrasound apparatus of body cavity insertable type}
본 발명은 인체의 비강, 구강, 인두, 질 등과 같은 체강에 삽입되어 초음파 시술을 할 수 있도록 구성되는 체강 삽입형 초음파 장치에 관한 것이다.
초음파가 다양한 치료나 시술을 위해 사용되고 있으며 한 예로 초음파를 비강과 같은 체강에 비침습적으로 조사하여 질환을 치료하는 방법이 소개되었다. 이와 같은 기존의 비강 삽입형 초음파 장치는 비강 내로 삽입될 수 있는 막대 형태의 지지대와 그 단부에 설치되는 초음파 프로브를 포함한다. 초음파 프로브를 비강 내로 삽입한 상태에서 초음파를 조사함으로써 비하갑개 내에 비침습적인 방식으로 조직 내에 열 병변(heat lesion)을 형성하여 비염과 같은 질환을 치료한다.
이러한 비강 삽입형 초음파 장치는 아직 본격적으로 사용되고 있지 못하고 있는 실정이며, 초음파 조사의 효율성 향상 및 안정적인 구조 확보 등 여러 면에서 기술적 진보가 필요한 상황이다.
미국 공개특허공보 US2008/0027423
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 체강 내 삽입 구조를 최소화하여 시술 시 불편감을 최소화하고 초음파 프로브의 교체가 가능한 구조를 가지는 체강 삽입형 초음파 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 체강 삽입형 초음파 장치는 핸드피스, 상기 핸드피스에서 연장되는 막대형 지지대, 그리고 상기 지지대에 체결되며 체강 내에 삽입될 수 있도록 형성되는 초음파 프로브를 포함한다. 상기 초음파 프로브는 분리 가능하도록 구성된다.
상기 초음파 프로브는 상기 지지대에 체결될 수 있도록 구성되는 하우징, 그리고 상기 하우징에 설치되는 압전 소자를 포함할 수 있다. 상기 하우징이 상기 막대형 지지대로부터 분리 가능하도록 체결될 수 있다.
상기 하우징과 상기 지지대는 상기 압전 소자에 전원을 인가할 수 있도록 전극 플러그와 전극 소켓의 결합 구조에 의해 서로 전기적으로 연결될 수 있도록 구성될 수 있다.
상기 막대형 지지대가 상기 핸드피스로부터 분리 가능하도록 체결될 수 있다.
상기 막대형 지지대와 상기 핸드피스는 상기 압전 소자에 전원을 인가할 수 있도록 전극 플러그와 전극 소켓의 결합 구조에 의해 서로 전기적으로 연결될 수 있도록 구성될 수 있다.
상기 핸드피스는 케이블을 통해 본체에 연결될 수 있으며, 상기 케이블이 상기 핸드피스에 분리 가능하게 연결될 수 있다.
상기 핸드피스는 케이블을 통해 본체에 연결될 수 있으며, 상기 케이블이 상기 본체에 분리 가능하게 연결될 수 있다.
본 발명에 의하면, 체강 내 삽입 구조를 최소화하여 시술 시 불편감을 최소화하고 초음파 프로브의 교체가 가능한 구조를 가지는 체강 삽입형 초음파 장치가 제공될 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 체강 삽입형 초음파 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 체강 삽입형 초음파 장치의 지지대와 초음파 프로브의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 체강 삽입형 초음파 장치의 초음파 프로브의 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 체강 삽입형 초음파 장치의 초음파 프로브의 하우징 및 압전 소자의 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 체강 삽입형 초음파 장치의 초음파 프로브의 측면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 체강 삽입형 초음파 장치의 초음파 프로브와 지지대의 분리 구조를 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 체강 삽입형 초음파 장치의 지지대와 핸드피스의 분리 구조를 보여주는 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 체강 삽입형 초음파 장치의 핸드피스와 케이블의 분리 구조를 보여주는 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 체강 삽입형 초음파 장치의 케이블과 본체의 분리 구조를 보여주는 도면이다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다.
본 발명의 실시예에 따른 체강 삽입형 초음파 장치는 비강, 구강, 인두, 질 등과 같은 체강에 삽입된 상태에서 초음파를 조사하여 조직 내에 열적 병변을 일으킬 수 있도록 구성된다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 체강 삽입형 초음파 장치는 핸드피스(10), 지지대(20) 및 초음파 프로브(30)를 포함한다.
핸드피스(10)는 초음파 시술을 하는 시술자가 손으로 잡을 수 있도록 형성될 수 있다. 도 1에 예시적으로 도시된 바와 같이, 핸드피스(10)는 전원 연결선(11)을 통해 외부의 전원/제어 장치(100)에 연결될 수 있도록 구성되며, 전원의 온/오프에 의한 초음파 생성을 조절하기 위한 온/오프 버튼(12)을 구비할 수 있다. 전원/제어 장치(100)는 초음파 생성을 위한 펄스 전원 공급 및 초음파 시술을 위한 각종 제어를 수행하도록 구성될 수 있다. 핸드피스(10)는 별개의 부재로 형성되어 전원 연결선(11)에 연결되거나 전원 연결선(11)이 포함된 별개의 부재로 형성되어 전원/제어 장치(100)에 연결될 수 있다.
지지대(20)는 핸드피스(10)에서 연장되며 막대 형상을 가질 수 있다. 초음파 시술 시에 지지대(20)의 선단 일부가 비강 등에 삽입될 수도 있기 때문에 체강 삽입이 가능한 비교적 작은 직경을 가지는 막대 형상으로 이루어진다. 도 1에 도시된 바와 같이, 지지대(20)는 핸드피스(10)의 선단에서 연장된다. 이때, 지지대(20)는 핸드피스(10)와는 별개의 부재로 형성되어 핸드피스(10)에 체결될 수도 있고 핸드피스(10)와 일체로 형성될 수도 있다.
초음파 프로브(30)는 펄스 전원의 인가에 의해 초음파 진동을 유발한다. 도 2 내지 도 4를 참조하면, 초음파 프로브(30)는 하우징(31)과 압전 소자(33)를 포함한다. 압전 소자(33)는 기존에 알려진 바와 같이 압전 세라믹과 같은 압전 물질 층과 그 양면에 형성되는 한 쌍의 전극으로 이루어질 수 있으며, 양 전극에 펄스 전원이 인가됨으로써 압전 물질 층이 초음파 진동을 하도록 구성될 수 있다. 도면에 도시되지 않았으나, 압전 소자(33)의 전극에 펄스 전원을 인가하기 위한 전원선이 구비될 수 있다. 예를 들어, 전원선은 핸드피스(10), 지지대(20), 하우징(31)을 거쳐 압전 소자(33)의 양 면의 전극에 전기적으로 연결될 수 있다.
초음파 프로브(30)의 하우징(31)은 지지대(20)에 체결되며 비강과 같은 체강 내에 삽입될 수 있도록 형성된다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 지지대(20)는 길이방향으로 연장되는 삽입 홀(28)을 가지는 중공 관 형태를 가질 수 있고, 하우징(31)의 적어도 일부가 지지대(20)의 삽입 홀(28)에 삽입됨으로써 지지대(20)에 체결될 수 있다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따르면, 하우징(31)의 일측 단부가 지지대(20)의 삽입 홀(28)에 삽입될 수 있다.
지지대(20)는 내구성 및 구조적 강도 확보를 위해 금속 재질로 형성될 수 있으며, 하우징(31)은 압전 소자(33)와의 전기 절연을 위해 전기 절연성 재질로 형성될 수 있다.
하우징(31)이 지지대(20)에 체결된 상태에서 지지대(20)와 초음파 프로브(30)의 조립체는 체강 삽입의 편의성을 위해 지지대(20)의 길이방향에 대해 꺾인 형상을 가지도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 1에 예시적으로 도시된 바와 같이, 지지대(20)가 절곡부(21)를 가짐으로써 지지대(20)와 초음파 프로브(30)의 조립체가 꺾인 형상을 가질 수 있다. 한편, 다른 실시예에서는 초음파 프로브(30)의 하우징(31)이 꺾인 형상을 가질 수도 있다. 이와 같이 지지대(20)와 초음파 프로브(30)의 조립체가 길이방향에 대해 꺾인 형상을 가짐으로써, 초음파 프로브(30)를 체강 내에 삽입한 상태에서 초음파 프로브(30)를 체강 내부의 조직 표면에 보다 쉽게 밀착시킬 수 있으며 그에 의해 초음파 시술의 편의성이 향상될 수 있고 원하는 위치에 보다 정확하게 초음파 시술이 이루어지도록 할 수 있다.
하우징(31)은 압전 소자(33)에서 생성된 초음파가 통과하는 초음파 통과 홀(313)을 형성한다. 예를 들어, 압전 소자(33)는 도 2 내지 도 4에서 아래 방향으로 초음파를 조사하도록 배치될 수 있으며, 그에 따라 하우징(31)의 하단에 초음파 통과 홀(313)이 형성될 수 있다. 압전 소자(33)에서 생성된 초음파는 초음파 통과 홀(313)를 통과한 후 체강 내의 조직으로 진행할 수 있다.
압전 소자(33)는 하우징(31)의 길이방향(도 2에서 횡 방향)에 대해 수직인 방향(도 2에서 아래 방향)으로 초음파를 조사하도록 배치될 수 있다. 이에 의해 체강에 삽입된 상태에서 체강 내의 조직에 쉽게 초음파를 조사할 수 있다. 이를 위해 하우징(31)의 초음파 통과 홀(313)도 길이방향에 대해 수직인 위치에 형성된다.
하우징(31)은 초음파 통과 홀(313)에 연결되며 초음파 전달 매질로 채워지는 초음파 전달 공간(315)을 형성할 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 압전 소자(33)의 한 면이 초음파 전달 공간(315)에 노출되며, 초음파 전달 공간(315)은 겔 또는 액체 상태의 초음파 전달 매질로 채워진다.
한편, 하우징(31)은 압전 소자(33)의 양 전극을 전원/제어 장치(100)에 연결하기 위한 전선을 통과시키기 위해 길이 방향으로 통로를 구비할 수 있으며, 이 통로는 초음파 전달 매질의 밀폐를 위해 압전 소자(33)의 후면을 통해 연결될 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따르면, 초음파 전달 공간(315)이 물과 같은 액체 상태의 초음파 전달 물질로 채워질 수 있고, 이를 밀봉하기 위해 초음파 통과 홀(313)를 덮는 초음파 투과 필름(320)이 구비된다. 초음파 투과 필름(320)은 양면 접착 테이프에 의해 하우징(31)의 외면에 접착될 수 있다. 초음파 투과 필름(320)은 하우징(31)의 외측면을 원주 방향으로 완전히 둘러쌀 수도 있고 부분적으로 둘러쌀 수도 있다. 초음파 투과 필름(320)은 합성 수지 필름과 같이 초음파 투과 특성을 가지고 밀봉 기능을 갖는 재질로 형성될 수 있다. 초음파 전달 공간(315)이 액체 상태의 초음파 전달 매질로 채워지는 경우, 하우징(31)은 초음파 전달 매질의 공급 및 배출을 위한 별도의 통로를 구비될 수 있고 초음파 전달 매질은 이 통로와 연결된 호스를 통해 지지대(20)를 통과하여 초음파 전달 매질을 저장하는 레저버에 연결될 수 있다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 압전 소자(33)는 지지대(20)의 길이방향(도 2에서 횡 방향)에 대해 수직인 방향(도 2에서 깊이 방향)을 중심으로 하는 곡률을 갖도록 형성될 수 있다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 압전 소자(33)의 곡면이 지지대(20)의 길이방향, 즉 체강으로의 삽입 방향으로 연장되는 형태를 가진다. 이에 의해 체강 내로 삽입될 수 있는 긴 막대 형상의 초음파 프로브(30)의 구조가 이루어질 수 있다. 압전 소자(33)는 오목한 표면, 양측이 제거된 오목한 표면, 실린더 형상의 표면, 양측이 말린 실린더 형상(bended cylindrical) 또는 복수의 동일한 형상을 가질 수 있다. 한편, 다른 실시예에서는, 압전 소자가 지지대의 길이방향에 대해 수직인 아닌 다른 각도, 예를 들어 80도, 110도 등의 각도를 중심으로 하는 곡률을 이루도록 구성될 수도 있다.
한편, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 초음파 프로브(30)의 하우징(31)은 대략 원기둥 형상을 가질 수 있으며, 압전 소자(33)를 안착시킬 수 있도록 형성된다. 압전 소자(33)는 접착제에 의해 하우징(31)에 부착될 수 있다. 예를 들어, 압전 소자(33)는 실린더 형태 또는 단부가 말린 실린더 형태의 표면을 가질 수 있으며, 하우징(31)은 대응하는 형상의 안착면(311)을 구비될 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 안착면(311)이 서로 마주하도록 배치될 수 있고, 압전 소자(33)의 곡률을 가지는 양측 단부가 한 쌍의 안착면(311) 상에 연속적으로 지지될 수 있다. 이에 의해 압전 소자(33)의 곡률을 가지는 양측 단부가 하우징(31)의 안착면(311)에 접촉하는 상태로 안착되기 때문에, 압전 소자(33)가 장시간 진동하는 경우에도 안정적으로 지지될 수 있다. 특히 압전 소자(33)의 양측 단을 지지하지 않은 상태로 장시간 초음파를 발생시킬 경우 압전 소자(33)가 접착면 부근에서 파괴될 수 있다. 이러한 파괴는 압전 소자(33)의 미세한 변위에 의해 초음파가 발생하는 원리에 기인한다. 이러한 압전 소자의 파괴를 방지하기 위해, 본 발명의 실시예에서는 압전 소자(33)의 양측 단부를 지지하는 안착면(311)이 구비되며, 압전 소자(33)의 양측 단부가 안착면(311)에 밀착된 상태로 접착제로 접착될 수 있다. 특히 체강 삽입형 초음파 장치와 같이 압전 소자가 폭이 좁고 길이가 긴 형태를 가지는 경우 이와 같은 압전 소자(33)의 측부 지지가 필요하다.
하우징(31)은 압전 소자(33)의 설치를 위해 압전 소자(33)의 후면을 마주하는 부분이 제거될 수 있으며, 압전 소자(33)가 설치된 상태에서 이 부분을 덮기 위한 커버(34)가 구비될 수 있다.
본 발명에 따르면, 초음파 프로브(30)가 핸드피스(10)로부터 분리될 수 있도록 형성된다. 예를 들어, 본 발명의 한 실시예에 따르면, 도 3에 도시된 바와 같이, 초음파 프로브(30)가 핸드피스(10)에 연결된 지지대(20)로부터 분리 가능하도록 구성될 수 있다.
또한 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 도 6에 도시된 바와 같이, 초음파 프로브(30)의 하우징(31)과 지지대(20)가 압전 소자(33)에 전원을 인가할 수 있도록 전극 플러그와 전극 소켓의 결합 구조에 의해 서로 전기적으로 연결될 수 있도록 구성된다. 예를 들어, 초음파 프로브(30)의 하우징(31)에는 전기 플러그(330)가 구비되고 지지대(20)에는 전기 소켓(23)이 구비될 수 있다. 전기 소켓(23)은 전원 공급선(24)에 의해 외부 전원에 전기적으로 연결될 수 있고, 전기 플러그(330)는 압전 소자(33)의 전극에 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 전원 공급 구조를 가짐으로써, 초음파 프로브(30)와 지지대(20)가 전원 인가 구조를 가지면서 분리형으로 형성될 수 있다. 이때, 하우징(31)의 외면에는 전기 플러그(330)와 압전 소자(33)가 설치된 부분 사이의 수밀을 위한 실링 링(35)이 배치될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 도 7에 도시된 바와 같이, 초음파 프로브(30)가 설치된 지지대(20)가 핸드피스(10)로부터 분리 가능하도록 형성될 수도 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 도 8에 도시된 바와 같이, 핸드피스(10)가 본체(100)에 연결된 케이블(110)로부터 분리 가능하게 연결될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 도 9에 도시된 바와 같이, 핸드피스(10)가 연결되는 케이블(110)이 본체(100)에 분리 가능하게 연결될 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등한 것으로 인정되는 범위의 모든 변경 및 수정 형태를 포함한다.
10: 핸드피스
20: 지지대
30: 초음파 프로브
11: 전원 연결선
100: 전원 제어 장치
31: 하우징
33: 압전 소자
28: 삽입 홀
21: 절곡부
313: 초음파 통과 홀
315: 초음파 전달 공간
320: 초음파 투과 필름
311: 안착면
330: 전기 플러그
23: 전기 소켓
110: 케이블

Claims (7)

  1. 핸드피스,
    상기 핸드피스에서 연장되는 막대형 지지대, 그리고
    상기 지지대에 체결되며 체강 내에 삽입될 수 있도록 형성되는 초음파 프로브를 포함하며,
    상기 초음파 프로브는 분리 가능하도록 구성되는
    체강 삽입형 초음파 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 초음파 프로브는
    상기 지지대에 체결될 수 있도록 구성되는 하우징, 그리고
    상기 하우징에 설치되는 압전 소자를 포함하며,
    상기 하우징이 상기 막대형 지지대로부터 분리 가능하도록 체결되는
    체강 삽입형 초음파 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 하우징과 상기 지지대는 상기 압전 소자에 전원을 인가할 수 있도록 전극 플러그와 전극 소켓의 결합 구조에 의해 서로 전기적으로 연결될 수 있도록 구성되는
    체강 삽입형 초음파 장치.
  4. 제1항에서,
    상기 막대형 지지대가 상기 핸드피스로부터 분리 가능하도록 체결되는 체강 삽입형 초음파 장치.
  5. 제4항에서,
    상기 막대형 지지대와 상기 핸드피스는 상기 압전 소자에 전원을 인가할 수 있도록 전극 플러그와 전극 소켓의 결합 구조에 의해 서로 전기적으로 연결될 수 있도록 구성되는체강 삽입형 초음파 장치.
  6. 제1항에서,
    상기 핸드피스는 케이블을 통해 본체에 연결되며,
    상기 케이블이 상기 핸드피스에 분리 가능하게 연결되는 체강 삽입형 초음파 장치.
  7. 제1항에서,
    상기 핸드피스는 케이블을 통해 본체에 연결되며,
    상기 케이블이 상기 본체에 분리 가능하게 연결되는 체강 삽입형 초음파 장치.
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