KR20230134034A - 곡면형 진동자를 이용한 휴대용 hifu 피부치료기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 일정 길이와 두께를 가지되 초음파 방사면이 일정 곡률의 오목한 곡면으로 형성되는 곡면형 진동자를 이용하여 한 번에 다수의 집속 지점으로 고강도 초음파를 집속함으로써 치료의 효율을 극대화할 수 있는 곡면형 진동자를 이용한 휴대용 HIFU 피부치료기에 관한 것으로, 일정 길이와 두께를 가지는 판 형상을 이루고 있되, 일정 곡률의 오목한 곡면으로 이루어지는 방사면을 가지는 곡면형 진동자를 이용하여 고강도 집속 초음파를 생성하는 HIFU 발생모듈과, 헤드부 케이스의 개구된 상부에서 사용자의 피부에 직접 접촉하여 상기 HIFU 발생모듈에서 생성된 고강도 집속 초음파를 전달하는 HIFU 방출모듈을 구비하는 헤드부; 및 본체부 케이스의 외면에 형성된 입력모듈을 통한 사용자의 조작에 따라 기기의 작동을 제어하는 컨트롤모듈과, 기기의 작동에 필요한 전력을 공급하는 전원모듈을 구비하는 본체부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

곡면형 진동자를 이용한 휴대용 HIFU 피부치료기{Portable HIFU Skin Treatment Device Using Curved Planar Oscillator}

본 발명은 휴대용 HIFU 피부치료기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 일정 길이와 두께를 가지되 초음파 방사면이 일정 곡률의 오목한 곡면으로 형성되는 곡면형 진동자를 이용하여 한 번에 다수의 집속 지점으로 고강도 초음파를 집속함으로써 치료의 효율을 극대화할 수 있는 곡면형 진동자를 이용한 휴대용 HIFU 피부치료기에 관한 것이다.

일반적으로 HIFU라고 약칭되는 고강도 집속 초음파(High Intensity Focused Ultrasonic)는 초음파를 하나의 영역에 집속 영역 강도 1,000W/㎠ 이상으로 집속하여 인체의 장기 등에 발생한 암세포를 선택적으로 파괴하여 비침습적으로 암을 치료하는 목적으로 종래에 사용되어 왔다.

이러한 고강도 집속 초음파를 이용한 비침습적인 치료는 외과적 수술 등 침습적인 치료에 비하여 환자의 회복 속도가 빠르고 비교적 안전하다는 장점으로 인하여 점차 그 활용 범위가 넓어지고 수요가 증가하고 있는 추세이다.

피부 미용 분야 또한 최근에 고강도 집속 초음파가 이용되고 있는 분야로써, 고강도 집속 초음파를 피부 조직 내부로 조사하여 페이스 리프팅 또는 스킨 타이트닝 등의 시술을 비침습적으로 수행하거나, 비만 치료를 목적으로 고강도 집속 초음파를 피하지방층에 조사하여 지방 조직을 비침습적으로 제거하는 시술도 수행되고 있다.

그러나 종래의 고강도 집속 초음파를 이용한 피부치료기는 도 1에 도시된 바와 같은 원형의 오목한 진동자를 이용하여 초음파를 집속하는 것이 일반적이었는데, 한 번에 하나의 지점으로 초음파를 집속할 수밖에 없어 치료 시간이 오래 걸리고 사용자가 피부치료기를 자주 이동시키면서 시술하여야 하는 번거로움이 있었다.

이를 해결하기 위하여 한국 등록특허 제10-1756618호 “초음파 시술 장치”는 집속 초음파를 발생시키는 트랜스듀서를 포함하는 초음파 치료부를 카트리지 하우징 내부에 이동 가능하게 구비하고, 구동부를 이용하여 상기 초음파 치료부를 이동시킬 수 있는 장치를 제안하고 있다.

이와 같은 “초음파 시술 장치”는 사용자가 장치를 이동시켜 주어야 하는 횟수는 줄일 수 있더라도 한 번에 하나의 지점에 초음파를 집속하여 치료할 수밖에 없다는 점은 동일하여 여전히 치료에 장시간이 소요될 뿐만 아니라, 별도의 구동부를 구비하여야 하기 때문에 장치의 구조가 복잡해질 수밖에 없다는 문제점도 가지고 있었다.

한국 등록특허 제10-1756618호(2017년07월04일 등록)

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 일정 길이와 두께를 가지되 초음파 방사면이 일정 곡률의 오목한 곡면으로 형성되는 곡면형 진동자를 이용하여 한 번에 다수의 집속 지점으로 고강도 초음파를 집속함으로써 치료의 효율을 극대화할 수 있는 곡면형 진동자를 이용한 휴대용 HIFU 피부치료기를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

상술한 기술적 과제를 해결하기 위한 곡면형 진동자를 이용한 휴대용 HIFU 피부치료기는, 일정 길이와 두께를 가지는 판 형상을 이루고 있되, 일정 곡률의 오목한 곡면으로 이루어지는 방사면을 가지는 곡면형 진동자를 이용하여 고강도 집속 초음파를 생성하는 HIFU 발생모듈과, 헤드부 케이스의 개구된 상부에서 사용자의 피부에 직접 접촉하여 상기 HIFU 발생모듈에서 생성된 고강도 집속 초음파를 전달하는 HIFU 방출모듈을 구비하는 헤드부; 및 본체부 케이스의 외면에 형성된 입력모듈을 통한 사용자의 조작에 따라 기기의 작동을 제어하는 컨트롤모듈과, 기기의 작동에 필요한 전력을 공급하는 전원모듈을 구비하는 본체부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 곡면형 진동자의 방사면의 배면은 편평면으로 이루어지거나, 상기 곡면형 진동자의 방사면의 배면은 방사면이 이루고 있는 곡률과 동일한 곡률의 볼록한 곡면으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 헤드부의 HIFU 방출모듈은, 상기 헤드부 케이스의 개구된 상면을 폐쇄하는 필름 재질의 윈도우와, 상기 윈도우와 상기 HIFU 생성모듈의 곡면형 진동자 사이에 위치하는 유체 재질의 매질을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 본체부는, 특정 주파수의 RF 고주파를 생성하는 RF 발생모듈이 더 구비되며, 상기 헤드부는, 상기 원도우의 가장자리를 따라 형성되며, 상기 RF 발생모듈에서 생성된 RF 고주파를 사용자의 피부로 출력하는 헤드부 전극이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 본체부는, 갈바닉 자극용 전류를 생성하는 갈바닉 발생모듈과, 본체부의 후면 또는 측면의 사용자 그립 부분에 형성되는 본체부 전극이 더 구비되며, 상기 헤드부는, 상기 윈도우의 가장자리를 따라 형성되며, 상기 갈바닉 발생모듈에서 생성된 갈바닉 자극용 전류를 사용자의 피부로 출력하는 헤드부 전극이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 일정 길이와 두께를 가지는 판 형상을 이루고 있되 초음파 방사면이 일정 곡률의 오목한 곡면으로 이루어진 곡면형 진동자를 이용함으로써 고강도 초음파를 한 번에 다수의 집속 지점으로 출력하여 치료를 수행할 수 있어 치료 시간을 획기적으로 단축할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 고강도 집속 초음파를 이용하여 사용자의 피부에 시술을 수행하는 동시에 RF 고주파를 사용자의 피부에 인가하여 주름을 개선하고 콜라겐의 생성을 촉진하는 치료나 갈바닉 자극용 전류를 사용자의 피부에 인가하여 피부 영양액 등이 사용자의 피부에 효과적으로 흡수되도록 하는 치료를 부가적으로 수행할 수 있다는 다른 장점이 있다.

도 1은 종래의 원형 오목 진동자를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 곡면형 진동자를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 헤드부의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 헤드부의 평면도와 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 본체부의 평면도와 정면도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 휴대용 HIFU 피부치료기의 블록 구성도이다.

이하에서 개시되는 본 발명에 의한 실시예들은 본 발명의 특징과 효과, 그것들을 달성하기 위한 방법을 명확하게 하기 위한 목적으로 예시된 것으로서 특정한 실시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상 및 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명에 의한 실시예에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 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.

본 발명에 의한 실시예에서 사용되는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서 본 발명에 의한 실시예를 한정하려는 의도가 아니며, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다.

본 발명에 의한 실시예에서 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함하여 여기에서 사용되는 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술분야에서 일반적인 지식을 가진 사람에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에 의한 실시예에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 곡면형 진동자를 도시한 것이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 헤드부의 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 헤드부의 평면도와 단면도이다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 본체부의 평면도와 정면도이며, 도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 휴대용 HIFU 피부치료기의 블록 구성도이다.

도 2 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 곡면형 진동자를 이용한 휴대용 HIFU 피부치료기는 고강도 집속 초음파를 생성하는 HIFU 발생모듈(110)과 생성된 고강도 집속 초음파를 사용자의 피부로 전달하는 HIFU 방출모듈(120)이 구비되는 헤드부(100)와, 입력모듈(230)을 통하여 입력되는 사용자의 조작에 따라 기기의 작동을 제어하는 컨트롤모듈(210)과 기기의 작동에 필요한 전력을 공급하는 전원모듈(220)이 구비되는 본체부(200)를 포함하여 구성된다.

이때, 상기 헤드부(100)의 HIFU 발생모듈(110)에는 도 2(a)에 도시된 바와 같은 일정 길이와 두께의 판 형상을 이루고 있으며, 일정 곡률의 오목한 곡면으로 이루어지는 방사면을 가지는 곡면형 진동자(111)가 구비되어 있다.

상기 곡면형 진동자(111)는 일반적으로 많이 사용되는 세라믹 재질로 형성할 수 있을 것이며, 상기 곡면형 진동자(111)의 배면은 도 2(b)와 같이 방사면의 곡률과 동일한 곡률을 가지는 곡면으로 형성하거나, 도 2(c)와 같이 평편면으로 형성할 수동 있을 것이다.

물론, 상기 곡면형 진동자(111)의 배면을 방사면의 곡률과 상이한 곡률을 가지는 곡면으로도 형성할 수 있겠지만, 상기 곡면형 진동자(111)의 제조 난이도와 비용 등을 고려하면 동일한 곡률이나 평편면으로 형성하는 것이 보다 바람직할 것이다.

이와 같은 상기 곡면형 진동자(111)를 이용하여 고강도 집속 초음파를 생성하게 되면, 도 1과 같은 일반적인 원형 오목 진동자를 이용하여 고강도 집속 초음파를 한 지점에만 집속하는 것에 비하여, 상기 곡면형 진동자(111)의 길이 방향으로 연속적되는 지점에 집속된다는 차이점이 발생하게 된다.

즉, 상기 곡면형 진동자(111)를 이용하여 사용자의 피부에 고강도 집속 초음파를 출력하면 한 번에 특정 영역에 걸쳐 치료 효과를 가져올 수 있으며, 이에 따라 한 번에 한 지점에만 치료 효과를 가져오는 종래의 장치와 비교하여 치료 시간을 획기적으로 단축시킬 수 있게 되는 것이다.

한편, 도 3(b)에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 HIFU 발생모듈(110)은 상기 곡면형 진동자(111)를 지지함과 아울러 상기 곡면형 진동자(111)로 구동 전류를 흘려 보내주기 위하여 진동자 전극(112)이 구비되어 있으며, 상기 헤드부(100)에는 구동 전류를 생성하기 위한 헤드부 PCB(113)가 구비되어 있다.

즉, 상기 헤드부 PCB(113)는 상기 본체부(200)의 컨트롤모듈(210)의 제어에 의하여 특정 주파수의 구동 전류를 생성하게 되며, 상기 헤드부 PCB(113)에서 생성된 구동 전류는 상기 헤드부 PCB(113)와 전기적으로 연결된 진동자 전극(112)에 의하여 상기 곡면형 진동자(111)로 전달되며, 특정 주파수의 구동 전류를 전달받는 상기 곡면형 진동자(111)는 특정 주파수의 고강도 집속 초음파를 생성하게 되는 것이다.

이러한 과정을 통해 생성된 고강도 집속 초음파는 사용자의 피부로 바로 전달되도록 할 수도 있겠지만, 보다 효과적으로 사용자의피부로 전달되도록 하기 위해서 상기 HIFU 발생모듈(110)의 상부에 HIFU 방출모듈(120)을 구비하여 두는 것이 바람직할 것이다.

이때, 상기 HIFU 방출모듈(120)은 상기 헤드부(100)의 외형을 이루는 헤드부 케이스(140)의 개구된 상면을 폐쇄하는 얇은 필름 재질의 윈도우(121)와, 상기 윈도우(121)와 상기 곡면형 진동자(111)의 방사면 사이에 위치하는 유체 재질의 매질(122)을 포함하여 구성된다.

상기 매질(122)은 공기나 물과 같은 초음파를 전달할 수 있는 물질이면 어떠한 것이라도 사용될 수 있을 것인데, 물과 같은 액체 재질을 매질(122)로 사용하는 경우에는 상기 윈도우(121)와 곡면형 진동자(111) 사이의 폐쇄 공간을 형성하는 별도의 밀폐부재(123)를 구비하여 액체가 외부로 빠져나가지 않도록 하여야 할 것이다.

한편, 상기 헤드부(100)를 통하여 사용자의 피부에 고강도 집속 초음파를 출력함과 아울러, 사용자 피부의 진피층을 개선하는데 효과가 있다고 알려져 있는 RF 고주파를 생성하여 출력하거나, 피부 영양액 등과 같은 액상의 피부 침투를 도와주는 갈바닉 자극용 전류를 생성하여 출력하도록 구성할 수도 있을 것이다.

이를 위해서 본 발명의 일실시예에서는 상기 HIFU 방출모듈(120)의 윈도우(121)의 외곽을 따라 헤드부 전극(130)을 구비하여 두었으며, 상기 본체부(200)에는 특정 주파수의 RF 고주파를 생성하는 RF 발생모듈(240)이나 갈바닉 자극용 전류를 생성하는 갈바닉 발생모듈을 구비하도록 하였다.

상기 RF 발생모듈(240)과 갈바닉 발생모듈은 둘 중 어느 하나만을 구비할 수도 있을 것이고, 두가지 모듈을 모두 구비할 수도 있을 것인데, 만약 두가지 모듈을 모두 구비하는 경우에는 사용자의 조작에 의하여 상기 RF 발생모듈(240)과 갈바닉 발생모듈 중 어느 하나만이 선택적으로 구동되도록 하여야 할 것이다.

이때, 상기 RF 발생모듈(240)을 상기 본체부(200)에 구비하는 경우에는 상기 RF 발생모듈(240)에서 생성된 RF 고주파를 상기 헤드부(100)의 헤드부 전극(130)으로 전달하여 사용자의 피부로 출력하면 되지만, 상기 갈바닉 발생모듈을 구비하는 경우에는 상기 헤드부 전극(130) 이외에 사용자와 기기 사이에 전기적 폐회로를 형성하기 위하여 기기에 별도의 전극이 필요하게 된다.

이를 위하여 도 5에 도시된 바와 같이 본체부 케이스(250)의 측면에 본체부 전극(241)을 구비하여 사용자가 기기의 사용을 위하여 기기를 쥐었을 때 자연스럽게 손바닥이나 손가락이 상기 본체부 전극(241)에 접촉할 수 있도록 하였으며, 이에 따라 상기 갈바닉 발생모듈과 헤드부 전극(130), 사용자의 피부, 사용자의 손, 상기 본체부 전극(241)의 순서대로 전기적 폐회로가 형성되어 갈바닉 자극용 전류가 사용자의 피부로 인가될 수 있게 되는 것이다.

상기 본체부(200)에는 사용자가 상기 HIFU 발생모듈(110)이나 상기 RF 발생모듈, 갈바닉 발생모듈의 구동이나 기타 제어를 조작할 수 있도록 본체부 케이스(250)의 정면에 입력모듈(230)이 형성되어 있으며, 상기 입력모듈(230)에 의하여 입력되는 조작 명령은 상기 컨트롤모듈(210)로 전달되어 해당 기기의 구동 등을 제어하게 된다.

물론, 상기 본체부(200)에는 기기의 구동 등에 필요한 전력을 공급하는 전원모듈(220)도 구비하여야 할 것인데, 상기 전원모듈(220)은 충전이 가능한 배터리와 외부에서 공급되는 상용 전력을 충전 전력으로 변환하는 컨버터 등으로 구성될 것이다.

한편, 상기 헤드부(100)의 HIFU 발생모듈(110)에 구비된 곡면형 진동자(111)는 특정의 곡률 반경을 가지고 있어 특정의 지점에만 초음파가 집속되는데, 사용자의 피부 상태나 치료 부위에 따라 집속되는 지점을 변경하여 주어야 할 경우가 발생하기도 한다.

이와 같이 집속 지점을 변경하기 위해서는 상기 곡면형 진동자(111)를 교체해 주어야 하는데, 사용자가 이를 교체하기에는 구조적으로 매우 어려우므로, 상기 본체부(200)에서 헤드부(100)를 탈착할 수 있도록 구성하고, 서로 상이한 곡률의 곡면형 진동자(111)를 구비하는 복수개의 헤드부(100)를 구비하여 필요에 따라 헤드부(100)를 선택하여 상기 본체부(200)에 결착하여 사용하도록 하는 것이 바람직할 것이다.

상기 본체부(200)와 헤드부(100)를 탈부착형으로 구성하는 경우, 상기 본체부(200)의 상면에는 본체부 접속단자(251)를, 상기 헤드부(100)의 하면에는 헤드부 접속단자(141)를 더 구비하여 상기 본체부(200)와 헤드부(100)를 결합하였을 때 본체부 접속단자(251)와 헤드부 접속단자(141)가 전기적으로 연결되어 상기 본체부(200)에서 상기 헤드부(100)로 제어신호와 필요한 전력 등이 공급될 수 있도록 하여야 할 것이다.

이상에서 본 발명을 구체적인 실시예를 들어 상세하게 설명하였지만, 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정한 것은 아니다. 따라서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 일반적인 지식을 가진 사람이라면 본 발명의 기술적 사상의 범주를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 다양한 변형이 제공될 수 있다.

100 - 헤드부
110 - HIFU 발생모듈
111 - 곡면형 진동자 112 - 진동자 전극
113 - 헤드부 PCB
120 - HIFU 방출모듈
121 - 윈도우 122 - 매질
123 - 밀폐부재
130 - 헤드부 전극
140 - 헤드부 케이스 141 - 헤드부 접속단자
200 - 본체부
210 - 컨트롤모듈
220 - 전원모듈
230 - 입력모듈
240 - RF 발생모듈 241 - 본체부 전극
250 - 본체부 케이스 251 - 본체부 접속단자

Claims (6)

1. 일정 길이와 두께를 가지는 판 형상을 이루고 있되, 일정 곡률의 오목한 곡면으로 이루어지는 방사면을 가지는 곡면형 진동자를 이용하여 고강도 집속 초음파를 생성하는 HIFU 발생모듈과,
   헤드부 케이스의 개구된 상부에서 사용자의 피부에 직접 접촉하여 상기 HIFU 발생모듈에서 생성된 고강도 집속 초음파를 전달하는 HIFU 방출모듈을 구비하는 헤드부; 및
   본체부 케이스의 외면에 형성된 입력모듈을 통한 사용자의 조작에 따라 기기의 작동을 제어하는 컨트롤모듈과,
   기기의 작동에 필요한 전력을 공급하는 전원모듈을 구비하는 본체부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 곡면형 진동자를 이용한 휴대용 HIFU 피부치료기.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 곡면형 진동자의 방사면의 배면은 편평면으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 곡면형 진동자를 이용한 휴대용 HIFU 피부치료기.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 곡면형 진동자의 방사면의 배면은 방사면이 이루고 있는 곡률과 동일한 곡률의 볼록한 곡면으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 곡면형 진동자를 이용한 휴대용 HIFU 피부치료기.
4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 청구항에 있어서,
   상기 헤드부의 HIFU 방출모듈은,
   상기 헤드부 케이스의 개구된 상면을 폐쇄하는 필름 재질의 윈도우와,
   상기 윈도우와 상기 HIFU 생성모듈의 곡면형 진동자 사이에 위치하는 유체 재질의 매질을 포함하는 것을 특징으로 하는 곡면형 진동자를 이용한 휴대용 HIFU 피부치료기.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 본체부는,
   특정 주파수의 RF 고주파를 생성하는 RF 발생모듈이 더 구비되며,
   상기 헤드부는,
   상기 원도우의 가장자리를 따라 형성되며, 상기 RF 발생모듈에서 생성된 RF 고주파를 사용자의 피부로 출력하는 헤드부 전극이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 곡면형 진동자를 이용한 휴대용 HIFU 피부치료기.
6. 청구항 4에 있어서,
   상기 본체부는,
   갈바닉 자극용 전류를 생성하는 갈바닉 발생모듈과,
   본체부의 후면 또는 측면의 사용자 그립 부분에 형성되는 본체부 전극이 더 구비되며,
   상기 헤드부는,
   상기 윈도우의 가장자리를 따라 형성되며, 상기 갈바닉 발생모듈에서 생성된 갈바닉 자극용 전류를 사용자의 피부로 출력하는 헤드부 전극이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 곡면형 진동자를 이용한 휴대용 HIFU 피부치료기.