KR20240005324A - 초음파 의료 장치 및 이의 제어방법 - Google Patents

Abstract

초음파 의료 장치 및 이의 제어방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 의료 장치는, 카트리지 하우징; 상기 카트리지 하우징에 수용되는 초음파 발생부; 상기 카트리지 하우징에 배치되며 하부에 상기 초음파 발생부가 장착되는 마운터; 상기 마운터를 상기 카트리지 하우징의 하단과 수평한 수평방향을 따라 왕복 이동시키는 이동부; 및 상기 마운터 내부에 수용되며, 하단부가 상기 초음파 발생부와 결합되고, 상기 마운터를 높이 방향을 따라 왕복 이동 시키는 집속깊이 조절부;를 포함한다. 본 발명에 의하면 수평방향을 따라 초음파의 집속위치를 변경하며, 초음파의 집속깊이도 변경하면서 초음파 시술을 할 수 있는 초음파 의료 장치 및 이의 제어방법이 개시된다.

Description

초음파 의료 장치 및 이의 제어방법{ULTRASONIC MEDICAL APPARATUS AND CONTROLLING METOHD THEREOF}

본 발명은 초음파 집속위치 및 집속깊이를 변경하며 초음파 시술을 할 수 있는 초음파 의료 장치 및 이의 제어방법에 관한 것이다.

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

최근 피하 지방층 또는 지방 조직을 줄이는 비침습적인 방법으로 초음파를 이용한 시술이 널리 알려져 있다. 특히 의학적 미용 분야에서는 지방 제거와 같은 피부 개선을 위하여, 고강도 집속 초음파(High Intensity Focused Ultrasound : HIFU)를 이용한 피부 개선 시술을 할 수 있는 초음파 의료 장치가 개발되어 사용되고 있다.

초음파 의료 장치는 초음파 발생부에서 발생하는 고강도 집속 초음파의 초점을 피부 심부의 목표 부위로 타게팅하여 지방 세포의 응고 괴사를 유도한다. 응고 괴사가 일어난 지방 세포는 인체의 손상 복구 메커니즘에 의해 자연스럽게 제거된다.

이는 레이저 및 RF(Radio Frequency) 고주파 장비와는 달리, 피부 표면에 아무런 손상을 발생시키지 않으면서도 비침습적으로 선택된 부분에 에너지를 집중시킨다. 즉, 방출된 초음파를 특정 지점인 초점에 집속하여 열을 발생시킴에 따라 시술 부위에 급격한 온도 상승을 유발시킨다. 이러한 온열 기능을 통해 각종 환부에 부작용을 남기지 않고, 지방세포를 응고괴사가 일어나도록 유도하며 시술을 행한다.

다만, 종래의 고강도 집속 초음파를 이용한 의료장치의 경우 카트리지 내부의 트랜스듀서가 x축 방향 즉 핸드피스의 길이방향을 따라서만 이동되기 때문에, 넓은 면적에 대해 초음파 시술을 하기 위해서는 시술자가 일 지점에서 x축 방향으로 시술 후 핸드피스를 들어 조금 이동시킨 뒤 다시 시술하여야 했다. 따라서 매우 번거로울 뿐 아니라 간격 또한 일정하게 유지될 수 없어, 전체 시술면적에 걸쳐 균일하지 못한 시술이 이루어질 수 밖에 없는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 고강도 집속 초음파를 이용한 의료장치의 경우 초음파 발생부의 초음파 집속깊이를 조절할 수 없어, 치료하고자 하는 초음파의 집속깊이를 갖는 복수의 카트리지들을 구비하여 교체하면서 사용하여야 하는 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허 제10-2256560호 (2021.05.20) "초음파 집속깊이 조절이 가능한 초음파 발생 장치" 대한민국 공개특허 제10-2022-0033175호 (2022.03.16.) "초음파 의료 장치 및 이를 포함하는 초음파 의료 장치"

본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 의료 장치 및 이의 제어방법은, 수평방향을 따라 초음파의 집속위치를 변경하며, 초음파의 집속깊이도 변경하면서 초음파 시술을 할 수 있는 초음파 의료 장치 및 이의 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 의료 장치 및 이의 제어방법은, 수평방향 및 이와 교차되는 교차방향을 따라 초음파의 집속위치를 변경하면서 초음파 시술을 할 수 있는 초음파 의료 장치 및 이의 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 의료 장치 및 이의 제어방법은, 수평방향 및 이와 교차되는 교차방향을 따라 초음파의 집속위치를 변경하며, 초음파의 집속깊이도 변경하면서 초음파 시술을 할 수 있는 초음파 의료 장치 및 이의 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 의료 장치는, 카트리지 하우징; 상기 카트리지 하우징에 수용되는 초음파 발생부; 상기 카트리지 하우징에 배치되며 하부에 상기 초음파 발생부가 장착되는 마운터; 상기 마운터를 상기 카트리지 하우징의 하단과 수평한 수평방향을 따라 왕복 이동시키는 이동부; 및 상기 마운터 내부에 수용되며, 하단부가 상기 초음파 발생부와 결합되고, 상기 마운터를 높이 방향을 따라 왕복 이동 시키는 집속깊이 조절부;를 포함한다.

여기서, 상기 초음파 발생부가 장착되는 고정부를 더 포함하며, 상기 고정부는 상기 마운터를 높이 방향을 따라 슬라이딩 이동 가능하게 마련되며, 상기 집속깊이 조절부는 상기 고정부와 결합될 수 있다.

여기서, 상기 집속깊이 조절부는 솔레노이드 액츄에이터일 수 있다.

여기서, 상기 집속깊이 조절부는, 하우징; 상기 하우징 내부에 배치되며 코일이 권선되는 보빈을 포함하는 솔레노이드; 상기 보빈 내에 삽입되어 고정되는 코어; 상기 케이스 내부에서 이동 가능하게 배치되는 플런저; 상기 케이스 내부에 이동 가능하게 설치되고, 일단이 상기 플런저에 결합되며, 상기 솔레노이드로의 전원의 인가 여부에 따라 승강하는 로드; 상기 플런저에 탄성력을 선택적으로 인가하는 스프링;을 포함할 수 있다.

여기서, 상기 집속깊이 조절부는 스텝 모터일 수 있다.

여기서, 상기 고정부는 상기 초음파 발생부를 고정하는 고정체; 상기 고정체의 상면으로부터 돌출 형성되며, 상기 집속깊이 조절부가 결합되는 결합부; 상기 고정체의 상면으로부터 돌출 형성되며, 상기 마운트를 따라 슬라이딩 이동되는 슬라이딩부;를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 이동부는, 상기 제1모터에 의해 회전되는 스크류 축; 상기 스크류 축에 장착되며, 상기 스크류 축이 회전하면 수평 방향을 따라 이동되는 스크류 너트; 및 상기 스크류 축의 말단에 장착되며 상기 마운터가 결합되는 롤러 샤프트;를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 의료용 카트리지 제어방법은, 카트리지 하우징; 상기 카트리지 하우징에 수용되는 초음파 발생부; 상기 카트리지 하우징에 배치되며 하부에 상기 초음파 발생부가 장착되는 마운터; 제1모터에 의해 상기 마운터를 상기 카트리지 하우징의 하단과 수평한 수평방향을 따라 왕복 이동시키는 이동부; 및 상기 마운터 내부에 수용되며, 하단부가 상기 초음파 발생부와 결합되고, 상기 마운터를 높이 방향을 따라 왕복 이동 시키는 집속깊이 조절부; 및 상기 제1모터와 상기 집속깊이 조절부를 제어하는 제어부;를 포함하는 초음파 의료용 카트리지의 제어방법으로서, 상기 제어부는, 상기 제1모터를 소정시간 구동시킨 후, 상기 집속깊이 조절부를 구동시킨 후, 다시 다시 상기 제1모터를 소정 시간 구동시키는 것을 특징으로 할 수 있다.

여기서, 상기 초음파 의료용 카트리지는, 제2모터에 의해 상기 초음파 발생부의 초음파 집속 위치를, 상기 카트리지 하우징의 밑단과 수평하되 상기 수평방향과 수직으로 교차되는 교차방향을 따라 이동시키는 집속위치 조절부;를 더 포함하며, 상기 제어부는, 상기 제1모터와, 상기 제2모터와, 상기 집속깊이 조절부를 제어하며, 상기 제어부는, 상기 제1모터를 소정시간 구동시킨 후, 상기 제2모터와 상기 집속깊이 조절부를 선택적으로 구동하거나 순차적으로 구동한 뒤, 다시 상기 제1모터를 소정 시간 구동시키는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 의료 장치 및 이의 제어방법에 의하면, 초음파의 집속위치를 수평 방향으로 이동시킬 수 있을 뿐만 아니라, 수평 방향과 교차되는 교차방향을 따라 이동시킬 수 있다.

또한, 한 번의 조작으로 초음파의 집속위치를 수평 방향 및 교차 방향으로 이동시키면서 초음파 시술을 할 수 있어 보다 빠르게 시술을 할 수 있다.

또한, 초음파의 집속깊이를 변경할 수 있어 다양한 시술부위에 대응하여 각각의 초음파 집속깊이를 갖는 카트리지를 구매하거나 구비되어 있는 카트리지를 교체하여야 하는 번거로움을 최소화할 수 있다.

본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 초음파 의료 장치의 개략적인 사시도
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 초음파 의료 장치의 개략적인 단면도
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 초음파 의료 장치의 수평방향 이동 설명도
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 초음파 의료 장치의 고정부의 설명도
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 초음파 의료 장치의 집속깊이 조절부의 설명도
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 초음파 의료 장치의 집속깊이 조절부의 예시 구조도
도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 초음파 의료 장치의 집속깊이 조절 설명도
도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 초음파 의료 장치의 집속깊이 조절부의 변형예
도 9는 본 발명의 제1실시예에 따른 초음파 의료 장치의 제어방법 설명도
도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 초음파 의료 장치의 개략적인 사시도
도 11은 본 발명의 제2실시예에 따른 초음파 의료 장치의 개략적인 단면도
도 12는 본 발명의 제2실시예에 따른 초음파 의료 장치의 요부 사시도
도 13은 본 발명의 제2실시예에 따른 초음파 의료 장치의 요부 정면도
도 14는 본 발명의 제2실시예에 따른 초음파 의료 장치의 교차방향 이동 설명도
도 15는 본 발명의 제2실시예에 따른 초음파 의료 장치의 변형예의 요부 사시도
도 16은 본 발명의 제2실시예에 따른 초음파 의료용 장치의 변형예의 요부 측면도
도 17은 본 발명의 제2실시예에 따른 초음파 의료용 장치의 변형예의 요부 정면도
도 18은 본 발명의 제2실시예에 따른 초음파 의료용 장치의 변형예의 교차방향 이동 설명도
도 19는 본 발명의 제2실시예에 따른 초음파 의료용 카트리지 제어방법의 설명도이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 도면에 예시하고 이에 대해 상세한 설명에 상세하게 설명한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

설명에 앞서 상세한 설명에 기재된 용어에 대해 설명한다. 이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다. 또한, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.

또한, 도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.

이하, 본 발명에 따른 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성요소는 동일한 도면 부호를 부여하고 이에 대해 중복되는 설명은 생략한다.

본 발명의 제1실시예에 따른 초음파 의료 장치는, 수평방향(x축)을 따라 초음파의 집속위치를 변경 가능하며, 초음파의 집속깊이도 변경하면서(z축) 초음파 시술을 할 수 있는 초음파 의료 장치에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 초음파 의료 장치의 개략적인 사시도이며, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 초음파 의료 장치의 개략적인 단면도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 의료 장치(1000)는, 카트리지 하우징(100)과, 초음파 발생부(200)와, 마운터(300)와, 수평 이동부(400)와, 집속깊이 조절부(500, 도 5 참조)를 포함한다.

카트리지 하우징(100)은 속이 빈 통 형상을 가지며, 초음파 발생부(200)와, 마운터(300)와, 스토퍼 샤프트(120)가 수용된다.

카트리지 하우징(100)은 하부에 투과창을 구비하면서 밀폐된 내부공간을 구비한다. 투과창(110)은 고강도 집촉 초음파(HIFU)의 투과가 가능한 초음파 투과 필름이 사용될 수 있으나, 특별히 한정되지 아니한다.

카트리지 하우징(100)에는 초음파 발생부(200)에서 조사되는 초음파의 손실이 없도록 초음파 손실계수가 낮은 매질이 수용된다. 일 예로 액체 내에 존재하는 기체를 제거한 탈기액일 수 있으며, 이 외에도 증류수, 실리콘 등 제한되지 않는다.

초음파 발생부(200)는 카트리지 하우징(100)에 수용되며 고강도 집속 초음파를 발생시키는 트랜스듀서를 포함한다. 초음파 발생부(200)는 핸드피스(미도시)의 케이블 커넥터에 의해 RF보드(미도시)와 전기적으로 연결될 수 있다. RF보드로부터 전기신호를 공급받아 트랜스듀서에서 집속된 초음파를 조사하며, 트랜스듀서에서 조사된 초음파는 특정 위치에 집속된다. 본 실시예에서 트랜스듀서에서 조사된 초음파가 집속되는 특정 위치를 초점 또는 집속위치로 정의한다. 초음파 발생부(200)에서 발생되는 고강도 집속 초음파는 카트리지 하우징(100)의 하단의 투과창(110)을 투과하여 피부 심부의 특정 깊이로 조사될 수 있다.

마운터(300)는 초음파 발생부(200)가 장착되는 구성이며, 수평 이동부(400)에 의해 카트리지 하우징(100)의 하단과 수평한 수평방향을 따라 왕복 이동 가능하게 마련된다. 본 실시예에서 수평방향은 수평 이동부(400)의 길이방향을 의미한다.

마운터(300)의 상부 일측에는 결합축(310)이 형성되며, 상부 양 측단에는 후술하는 제1관(130)과 제2관(140)이 결합된다. 그리고 마운터(300)의 대량 중앙부에는 스토퍼 샤프트(120)가 관통되는 관통공(320)이 형성되며, 마운터(300)의 하부에는 초음파 발생부(200)가 장착된다. 본 발명에서 장착된다는 것은 직접적으로 장착되는 것 뿐만 아니라 다른 구성을 매개로 하여 장착되는 것도 포함한다.

수평 이동부(400)는 초음파 발생부(200)를 즉, 마운터(300)를 수평방향으로 이동시키는 구성이다. 수평 이동부(400)는 핸드피스(미도시)에 착탈 가능하게 장착될 수 있다. 수평 이동부(400)는 제1모터(410)에 의해 수평방향을 따라 이동되는 메인 이동파트(420)를 포함한다. 그리고 메인 이동파트(420)는 스크류 축(421)과, 스크류 너트(422) 및 롤러 샤프트(423)를 포함한다.

스크류 축(421)은 제1모터(410)에 직결되거나 커플러(425)를 통해 결합되며, 외주면에 길이 방향을 따라 나사산이 형성되고, 스크류 너트(422)가 나사산의 외측에서 나사결합될 수 있다. 이 경우, 스크류 축(421)에는 수나사가 형성될 수 있고, 스크류 너트(422)에는 암나사가 형성될 수 있다. 그리고 스크류 축(421)은 피스톤 샤프트(424) 내부에 수용되며, 피스톤 샤프트(424)는 스크류 너트(422)와 결합된다. 피스톤 샤프트(424)의 말단에는 롤러 샤프트(423)의 일단이 결합되며, 롤러 샤프트(423)의 타단에는 결합축(310)이 결합된다.

한편, 결합축(310)과 롤러 샤프트(423) 간의 체결은 자석(미도시)을 통한 자성 결합이며, 이에 따라 카트리지 하우징(100)과 핸드피스(미도시) 간의 착탈이 편리하다.

그리고 커플러(425)는 가이드 플레이트(426)에 결합되며, 스크류 축(421)과 피스톤 샤프트(424)는 가이드 플레이트(426)의 상측벽을 관통하여 지지된다. 한편, 커플러(425)와 가이드 플레이트(426)의 상측벽에 양단이 각각 고정되는 가이드 핀(427)에 의해 스크류 너트(422)가 안정적으로 이동될 수 있다.

제1모터(410)의 구동에 의해 스크류 축(421)이 회전되며, 스크류 너트(422)가 스크류 축(421)의 회전에 의해 이동되면 피스톤 샤프트(424)가 함께 이동된다. 나아가, 피스톤 샤프트(424)의 이동에 의해 롤러 샤프트(423)가 이동함으로써 결합축(310)이 이동된다.

즉 스크류 축(421)이 일 방향을 따라 회전하면 스크류 너트(422)가 수평방향을 따라 제1모터(410)로부터 멀어지는 방향으로 이동하게 되며, 스크류 축(421)이 타 방향을 따라 회전하면 스크류 너트(422)가 수평방향을 따라 제1모터(410)에 가까워지는 방향으로 이동하게 된다.

본 실시예에서 결합축(310)은 마운터(300)의 상부에 일체로 형성될 수 있으며, 마운터(300)를 기준으로 양단에는 제1관(130) 및 제2관(140)이 배치된다. 본 실시예에서 제1관(130)과 제2관(140)은 길이방향으로 변형 가능한 벨로우즈 관일 수 있다. 제1관(130)은 결합축(310) 상에 장착되며, 일단은 마운터(300)에 고정되고 타단은 카트리지 하우징(100)의 내측벽에 고정된다. 그리고 제2관(140)은 일단은 마운터(300)에 고정되고 타단은 카트리지 하우징(100)의 내측벽에 고정된다. 이 때, 제1관(130)과 제2관(140)의 각 단부는 수평방향을 따라서는 이탈 불가능하지만, 장착된 상태에서 회전 가능하게 마련된다.

도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 초음파 의료 장치의 수평방향 이동 설명도이다.

제1모터(410)의 구동에 의해 수평 이동부(400)가 이동되면서, 제1관(130)과 제2관(140)이 길이방향을 따라, 즉 수평방향으로 각각 신축하게 되며, 이를 통해 마운터(300)가 수평방향을 따라 이동된다.

마운터(300)가 이동함에 따라 초음파 발생부(200)가 이동되며, 이에 따라 초음파의 집속위치가 수평방향(x축)을 따라 이동된다.

도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 초음파 의료 장치의 고정부의 설명도이며, 도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 초음파 의료 장치의 집속깊이 조절부의 설명도이며, 도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 초음파 의료 장치의 집속깊이 조절부의 예시 구조도이며, 도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 초음파 의료 장치의 집속깊이 조절 설명도이다.

집속깊이 조절부(500)는 초음파 발생부(200)의 초음파 집속깊이를 변경시키는 구성이다. 즉 도면 상에서 z축 방향으로 초음파의 집속깊이를 변경시키는 구성이다.

본 실시예에서 초음파 발생부(200)는 고정부(600)에 장착되며, 고정부(600)는 마운터(300)에 장착된다.

구체적으로 고정부(600)는 고정체(610)와, 결합부(620) 및 슬라이딩부(630)를 포함한다.

고정체(610)는 초음파 발생부(200)를 고정하는 구성이다. 고정체(610)는 베이스 플레이트(611)와, 베이스 플레이트(611)의 하면으로부터 돌출되는 한 쌍의 고정판(612)을 포함한다. 한 쌍의 고정판(612)은 초음파 발생부(200)의 외면과 대응되도록 마련되며, 한 쌍의 고정판(612) 사이의 공간에 초음파 발생부(200)가 삽입되어 고정된다.

결합부(620)는 집속깊이 조절부(500)와 결합되는 구성이다. 결합부(620)는 베이스 플레이트(611)의 상면의 대략 중앙부로부터 돌출 형성되며, 집속깊이 조절부(500)의 로드(560)가 삽입되어 고정되는 구성이다. 결합부(620)의 외경은 마운터(300)의 내경에 대응되도록 마련되어, 마운터(300) 내부에 수용되는 집속깊이 조절부(500)의 기밀성을 보다 효과적으로 유지할 수 있다.

슬라이딩부(630)는 베이스 플레이트(611)의 상면으로부터 돌출 형성된다. 슬라이딩부(630)는 마운터(300)의 외면을 따라 이동 가능하게 마련되어, 집속깊이 조절부(500)의 작동에 따른 고정체(610)의 승강 시 슬라이딩 이동됨으로써 승강을 가이드 한다.

본 실시예에서 집속깊이 조절부(500)는 마운터(300) 내부에 수용된다. 이에 따라 탈기액으로부터 방수 구조를 가질 수 있다.

본 실시예에서 집속깊이 조절부(500)는 솔레노이드 구조로 마련될 수 있다.

본 실시예에서 집속깊이 조절부(500)는 코일(510)이 권선되는 보빈(520)과, 보빈(520) 내에 삽입되어 고정되는 코어(530)와, 보빈(520)을 감싸는 형태로 설치되는 하우징(540)과, 코어(530)의 내부를 상하로 이동하는 플런저(550)와, 플런저(550)에 압입 설치되는 로드(560) 및 플런저(550)를 초기 위치로 복귀시키는데 필요한 탄성력을 발생시켜 주는 스프링(570)을 포함한다.

하우징(540)은 사출 성형 방법에 의해 형성될 수 있으며, 상술한 구성들이 하우징(540)에 내장될 수 있다. 로드(560)는 하우징의 개방된 하부를 통해 하방으로 연장될 수 있다.

로드(560)는 상술한 결합부(620)에 결합되어, 초음파 발생부(200)는 로드(560)와 함께 이동된다. 솔레노이드로의 전원의 공급 여부에 따라 로드(560)의 위치가 이동하게 되며 이에 따라 초음파 발생부(200)의 z축 방향으로의 위치가 변경됨으로써 초음파 집속깊이가 변경될 수 있다.

본 실시예에서는 기 설정된 깊이(h1)로 초음파가 조사될 때에는 솔레노이드에 전원이 공급되지 않으며 로드(560)는 스프링(570)에 의해 탄성지지되고, 이 보다 깊은 깊이(h2)로 초음파의 집속깊이를 변경하고자 하는 경우 솔레노이드에 전원을 인가함으로써 로드(560)를 이동시킬 수 있다.

도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 초음파 의료 장치의 집속깊이 조절부의 변형예이다.

변형예로서, 집속깊이 조절부(500)는 리니어 스텝 모터(580)로 마련될 수 있다.

리니어 스텝 모터(580)의 모터축(581)은 결합부(620)에 결합되며, 스텝 모터(580)에 전원이 인가됨으로써 모터축(581)이 회전하며 z축 방향으로 이동하게 되며, 이에 따라 초음파 발생부(200)의 z축 방향으로의 위치가 변경됨으로써 초음파 집속깊이가 변경될 수 있다.

본 실시예에서 집속깊이 조절부(500)는 리니어 스텝 모터(580)로 마련됨으로써, 초음파 집속깊이 변경 단계를 복수 개로 설정할 수 있다. 즉, 깊이 변경을 여러 단계로 할 수 있다.

다음으로 본 발명의 제1실시예에 따른 초음파 의료 장치 제어방법에 대해 설명한다.

도 9는 본 발명의 제1실시예에 따른 초음파 의료 장치의 제어방법 설명도이다.

본 발명의 제1실시예에 따른 초음파 의료 장치(1000)는, 카트리지 하우징(100)과, 초음파 발생부(200)와, 마운터(300)와, 수평 이동부(400)와, 집속깊이 조절부(500) 및 제어부(미도시)를 포함한다. 제어부를 제외한 구성은 상술한 제1실시예와 동일하므로 중복 설명은 생략한다.

제어부는 수평 이동부(400)와 집속깊이 조절부(500)를 제어하는 구성이다. 구체적으로 제어부는 제1모터(410)와, 솔레노이드 또는 스텝 모터(580)를 제어할 수 있다.

제어부(미도시)에는 제1모터(410)와 집속깊이 조절부(500)의 구동정보가 기 설정되어 저장될 수 있다.

사용자(시술자)가 조작부(예를 들어 트리거 등)(미도시)를 구동하면 제어부(미도시)는 제1모터(410)와 집속깊이 조절부(500)를 순차적으로 제어할 수 있다.

본 실시예에서 제어부(미도시)는 제1모터(410)를 기 설정된 시간으로 구동한 뒤 제1모터(410)를 정지시키고, 집속깊이 조절부(500)를 구동한 뒤 정지시킨 후, 다시 제1모터(410)를 기 설정된 시간으로 구동한 뒤 정지되도록 제어할 수 있다.

제어부(미도시)가 제1모터(410)를 구동시킴으로써 초음파 발생부(200) 및 마운터(300)가 수평방향(x축 방향)을 따라 이동하면서 초음파 시술이 수행되며, 집속깊이 조절부(500)를 구동시켜 초음파의 집속깊이를 변경한 뒤, 다시 제1모터(410)를 구동시킴으로써 초음파 발생부(200) 및 마운터(300)가 수평방향(x축 방향)을 따라 이동하면서 초음파 시술이 수행된다.

즉, 시술자가 핸드피스를 파지한 상태에서 조작부를 한 번 구동하면 핸드피스의 이동 및 교체 없이, x축을 따른 시술 및 집속깊이의 변경 후 다시 x축을 따른 시술이 한 번에 진행될 수 있다.

즉 핸드피스의 이동 및 교체 없이 한 번에 동일 시술 영역에서 2개 이상의 서로 다른 깊이에 따른 라인을 형성하면서 시술이 진행될 수 있다.

다음으로 본 발명의 제2실시예에 따른 초음파 의료 장치에 대해 설명한다.

본 발명의 제2실시예에 따른 초음파 의료 장치는, 초음파 발생부를 수평방향(x축) 및 이와 교차되는 교차방향(y축)으로 이동시킬 수 있으며, 초음파 발생부를 깊이방향(z축)으로 이동시켜 집속깊이도 변경할 수 있는 초음파 의료 장치 및 이의 제어방법에 관한 것이다.

도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 초음파 의료 장치의 개략적인 사시도이며, 도 11은 본 발명의 제2실시예에 따른 초음파 의료 장치의 개략적인 단면도이며, 도 12는 본 발명의 제2실시예에 따른 초음파 의료 장치의 요부 사시도이며, 도 13은 본 발명의 제2실시예에 따른 초음파 의료 장치의 요부 정면도이며, 도 14는 본 발명의 제2실시예에 따른 초음파 의료 장치의 교차방향 이동 설명도이다.

본 발명의 제2실시예에 따른 초음파 의료 장치(1000)는, 카트리지 하우징(100)과, 초음파 발생부(200)와, 마운터(300)와, 수평 이동부(400)와, 집속깊이 조절부(500) 및 집속위치 조절부(700)를 포함한다. 카트리지 하우징(100)과, 초음파 발생부(200)와, 집속깊이 조절부(500)는 제1실시예와 동일하므로 중복 설명은 생략한다.

집속위치 조절부(700)는 초음파 발생부(200)의 초음파 집속위치를 수평방향(x축)과 수직으로 교차되는 교차방향(y축)을 따라 이동시키는 구성이다. 이 때 교차방향은 카트리지 하우징(100)의 하단과 수평한 방향이다. 즉, 집속위치 조절부(700)는, 초음파가 집속된 특정 위치인 초점의 깊이를 조절하는 것이 아니라, 도 10에서 y축을 따라 초점의 위치가 변경되도록 하는 구성이다.

본 실시예에서 롤러 샤프트(423) 상에는 제1회전기어(430)가 장착되며, 제1회전기어(430)에 의해 롤러 샤프트(423)는 회전된다.

집속위치 조절부(700)는 제2모터(710) 및 제2회전기어(720)를 포함한다.

회전축(730)은 제2모터(710)에 직결되거나 커플러(740)를 통해 결합되어 제2모터(710)의 구동에 의해 회전되며, 제2회전기어(720)는 회전축(730) 상에 장착되어 함께 회전한다. 본 실시예에서 커플러(740)는 가이드 플레이트(426)의 하면에 장착된다. 제2회전기어(720)는 제1회전기어(430)와 치합되어, 제1회전기어(430)가 함께 회전되도록 한다. 이로 인해 제2모터(710)의 구동에 의해 롤러 샤프트(423)가 회전된다.

즉 제1모터(410)는 마운터(300)가 수평방향을 따라 이동되도록 동력을 인가하는 구성이며, 제2모터(710)는 마운터(300)가 교차방향을 따라 이동되도록 동력을 인가하는 구성이다.

마운터(300)의 일 영역에는 관통공(320)이 형성된다. 여기서 관통공(320)은 소정의 곡률을 갖도록 형성된다.

그리고 스토퍼 샤프트(120)는 관통공(320)을 관통하며 양단이 각각 카트리지 하우징(100)의 내측벽에 고정된다. 여기서 스토퍼 샤프트(120)는 관통공(320)과 대응되는 곡률을 갖도록 마련되되, 폭은 관통공(320)의 폭과 동일하며 길이는 관통공(320)의 길이보다 짧게 마련된다.

마운터(300)가 수평방향을 따라 이동할 때 스토퍼 샤프트(120)에 대해 슬라이딩 이동을 하게 되는데, 이 때 스토퍼 샤프트(120)의 폭이 관통공(320)의 폭과 동일하게 형성되어 마운터(300)가 수평방향을 따라 이동하는 과정에서 흔들림이 발생하지 않는다.

상술한 바와 같이 제2모터(710)의 구동에 의해 롤러 샤프트(423)가 회전하면, 마운터(300) 또한 함께 회전됨으로써 초점의 위치가 교차방향 따라 이동된다.

이 때, 스토퍼 샤프트(120)의 형상에 의해 마운터(300)의 회전이 가이드 됨과 동시에, 양단이 고정된 스토퍼 샤프트(120)에 의해 소정 각도 이상으로는 회전이 되지 않도록 제한된다.

본 실시예에서는 최대 약 5° 회전 가능하도록 마련되나, 이는 스토퍼 샤프트(120) 및 관통공(320)의 설계에 따라 달라질 수 있다.

한편, 마운터(300)가 회전함으로써 초음파 발생부의 초점 위치가 교차방향으로 이동하게 되는데, 이 때 미세하게 집속깊이가 달라질 수 있다. 그러나, 마운터(300)의 회전으로 인한 집속깊이의 오차는 약 5% 미만으로 분석되며, 의료법에서 허용하는 오차보다 훨씬 적으므로 이로 인한 문제점은 발생되지 않는다.

도 15는 본 발명의 제2실시예에 따른 초음파 의료 장치의 변형예의 요부 사시도이며, 도 16은 본 발명의 제2실시예에 따른 초음파 의료용 장치의 변형예의 요부 측면도이며, 도 17은 본 발명의 제2실시예에 따른 초음파 의료용 장치의 변형예의 요부 정면도이며, 도 18은 본 발명의 제2실시예에 따른 초음파 의료용 장치의 변형예의 교차방향 이동 설명도이다.

본 변형예에서 롤러 샤프트(423)는 결합축(310)과 연결되며, 결합축(310)에는 제1관(130)과 피니언 기어(740)가 장착된다.

제1관(130) 및 제2관(140)은 피니언 기어(740)의 양 측단에 각각 배치된다.

그리고 피니언 기어(740)의 하단에는 랙 기어(750)가 치합되며, 랙 기어(750)의 하면에는 마운터(300)가 고정된다. 랙 기어(750)의 길이방향은 교차방향과 동일하다.

제2모터(510)의 구동에 의해 롤러 샤프트(423)가 회전하면, 이와 연결된 결합축(310)이 회전함으로써 피니언 기어(740)가 회전되며, 피니언 기어(740)와 치합된 랙 기어(750)가 교차방향을 따라 이동됨으로써 마운터(300)가 교차방향을 따라 이동된다.

한편, 피니언 기어(740)의 양 측면에는 한 쌍의 결합체(760)가 각각 결합되며, 한 쌍의 결합체(760) 사이에 랙 기어(750)가 배치된다.

즉 한 쌍의 결합체(760) 사이에 피니언 기어(740) 및 랙 기어(750)의 상단부가 배치된다. 제1모터(410)의 구동에 의해 수평 이동부(400)가 이동되면서 제1관(130)과 제2관(140)이 길이방향을 따라 즉 수평방향으로 각각 신축하게 되며, 이를 통해 피니언 기어(740)가 수평방향을 따라 이동하게 된다. 이 때 랙 기어(750)는 피니언 기어(740)의 결합체(760)에 의해 함께 수평방향을 따라 이동된다. 랙 기어(750)는 스토퍼 샤프트(120)에 의해 수평방향으로의 이동이 가이드될 수 있다.

본 실시예에 따르면, 초음파 발생부를 수평방향(x축) 및 이와 교차되는 교차방향(y축)으로 이동시킬 수 있으며, 초음파 발생부를 깊이방향(z축)으로 이동시켜 집속깊이도 변경할 수 있고, 나아가 한 번의 조작으로 초음파의 집속위치를 수평 방향 및 교차 방향으로 이동시키고 집속깊이를 변경하면서 초음파 시술을 할 수 있어 보다 빠르게 시술을 할 수 있다.

다음으로 본 발명의 제2실시예에 따른 초음파 의료 장치 제어방법에 대해 설명한다.

도 19는 본 발명의 제2실시예에 따른 초음파 의료용 카트리지 제어방법의 설명도이다.

본 발명의 제2실시예에 따른 초음파 의료 장치(1000)는, 카트리지 하우징(100)과, 초음파 발생부(200)와, 마운터(300)와, 수평 이동부(400)와, 집속깊이 조절부(500)와, 집속위치 조절부(700) 및 제어부(미도시)를 포함한다. 제어부를 제외한 구성은 상술한 제1실시예와 동일하므로 중복 설명은 생략한다.

제어부는 수평 이동부(400)와 집속깊이 조절부(500) 및 집속위치 조절부(700)를 제어하는 구성이다. 구체적으로 제어부(미도시)는 제1모터(410)와 제2모터(710) 및 집속위치 조절부(700)를 제어할 수 있다.

제어부(미도시)에는 제1모터(410)와 제2모터(710) 및 집속위치 조절부(700)의 구동정보(예를 들어 구동시간 등)가 기 설정되어 저장될 수 있다.

사용자(시술자)가 조작부(예를 들어 트리거 등)(미도시)를 구동하면 제어부(미도시)는 기 설정된 정보에 따라 제1모터(410)와 제2모터(710) 및 집속위치 조절부(700)를 순차적으로 제어할 수 있다.

1. x-z축 제어

일 실시예에서 제어부(미도시)는 제1모터(410)를 기 설정된 시간으로 구동한 뒤 제1모터(410)를 정지시키고, 집속깊이 조절부(500)를 조절한 후, 다시 제1모터(410)를 기 설정된 시간으로 구동한 뒤 정지되도록 제어할 수 있다.

제어부(미도시)가 제1모터(410)를 구동시킴으로써 초음파 발생부(200) 및 마운터(300)가 수평방향(x축 방향)을 따라 이동하면서 소정 깊이에서 초음파 시술이 수행되며, 집속깊이 조절부(500)를 조절함으로써 집속깊이가 변경된 후, 다시 제1모터(410)를 구동시킴으로써 초음파 발생부 및 마운터가 수평방향(x축 방향)을 따라 이동하면서 초음파 시술이 수행된다.

즉, 시술자가 핸드피스를 파지한 상태에서 조작부를 한 번 구동하면 핸드피스의 이동 및 교체 없이, x축을 따른 시술 및 집속깊이 변경 후 x축을 따른 시술이 한 번에 진행될 수 있다.

2. x-y축 제어

일 실시예에서 제어부(미도시)는 제1모터(410)를 기 설정된 시간으로 구동한 뒤 제1모터(410)를 정지시키고, 제2모터(710)를 기 설정된 시간으로 구동한 뒤 정지시킨 후, 다시 제1모터(410)를 기 설정된 시간으로 구동한 뒤 정지되도록 제어할 수 있다.

제어부(미도시)가 제1모터(410)를 구동시킴으로써 초음파 발생부(200) 및 마운터(300)가 수평방향(x축 방향)을 따라 이동하면서 소정 깊이에서 초음파 시술이 수행되며, 제2모터(710)를 기 설정된 시간으로 구동시킴으로써 교차방향을 따라 초음파의 집속위치가 변경된 뒤, 다시 제1모터(410)를 구동시킴으로써 초음파 발생부 및 마운터가 수평방향(x축 방향)을 따라 이동하면서 동일한 깊이에서 초음파 시술이 수행된다.

즉, 시술자가 핸드피스를 파지한 상태에서 조작부를 한 번 구동하면 핸드피스의 이동 및 교체 없이, x축을 따른 시술 및 교차방향을 따른 집속위치의 이동 후 x축을 따른 시술이 한 번에 진행될 수 있다.

3. 3축 제어

일 실시예에서 본 실시예에서 제어부(미도시)는 제1모터(410)를 기 설정된 시간으로 구동한 뒤 제1모터(410)를 정지시키고, 제2모터(710)와 집속위치 조절부(700)를 선택적으로 구동한 뒤, 다시 제1모터(410)를 기 설정된 시간으로 구동할 수 있다.

예를 들어, 제어부(미도시)가 제1모터(410)를 구동시킴으로써 초음파 발생부(200) 및 마운터(300)가 수평방향(x축 방향)을 따라 이동하면서 소정 깊이에서 초음파 시술이 수행되며, 제2모터(710)를 기 설정된 시간으로 구동시킴으로써 교차방향을 따라 초음파의 집속위치가 변경된 뒤, 집속위치 조절부(700)를 조절함으로써 집속깊이가 변경된 후 다시 제1모터(410)를 구동시킴으로써 초음파 발생부 및 마운터가 수평방향(x축 방향)을 따라 이동하면서 초음파 시술이 수행된다.

다만 이는 일 예시일 뿐이며, 다양한 경우의 수가 있을 수 있다. 즉 제어부의 다양한 제어를 통해 시술자의 상태에 따라 적절하게 시술할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 실시예에 따르면, 초음파의 집속위치를 수평 방향으로 이동시킬 수 있을 뿐만 아니라, 수평 방향과 교차되는 교차방향을 따라 이동시킬 수 있고, 초음파 집속깊이를 변경할 수도 있으며, 나아가 한 번의 조작으로 초음파의 집속위치를 수평 방향 및 교차 방향으로 이동시키고 초음파 집속깊이를 변경시키면서 초음파 시술을 할 수 있어 보다 빠르게 시술을 할 수 있다.

본 발명에서 모든 예들 또는 예시적인 용어(예를 들어, 등등)의 사용은 단순히 본 발명을 상세히 설명하기 위한 것으로서 청구범위에 의해 한정되지 않는 이상 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한 해당 기술 분야의 통상의 기술자는 다양한 수정, 조합 및 변경이 부가된 청구범위 또는 그 균등물의 범주 내에서 설계 조건 및 팩터(factor)에 따라 구성될 수 있음을 알 수 있다.

따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 청구범위 뿐만 아니라, 이 청구범위와 균등한 또는 이로부터 등가적으로 변경된 모든 범위는 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

1000 : 초음파 의료 장치
100 : 카트리지 하우징 200 : 초음파 발생부
300 : 마운터 400 : 수평 이동부
500 : 집속깊이 조절부 600 : 고정부
700 : 집속깊이 조절부

Claims (9)

1. 카트리지 하우징;
   상기 카트리지 하우징에 수용되는 초음파 발생부;
   상기 카트리지 하우징에 배치되며 하부에 상기 초음파 발생부가 장착되는 마운터;
   상기 마운터를 상기 카트리지 하우징과 수평한 수평방향을 따라 왕복 이동시키는 이동부; 및
   상기 마운터 내부에 수용되며, 하단부가 상기 초음파 발생부와 결합되고, 상기 마운터를 높이 방향을 따라 왕복 이동 시키는 집속깊이 조절부;
   를 포함하는 초음파 의료 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 초음파 발생부가 장착되는 고정부를 더 포함하며,
   상기 고정부는 상기 마운터를 높이 방향을 따라 슬라이딩 이동 가능하게 마련되며,
   상기 집속깊이 조절부는 상기 고정부와 결합되는
   초음파 의료 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 집속깊이 조절부는 솔레노이드 액츄에이터인
   초음파 의료 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 집속깊이 조절부는,
   하우징;
   상기 하우징 내부에 배치되며 코일이 권선되는 보빈을 포함하는 솔레노이드;
   상기 보빈 내에 삽입되어 고정되는 코어;
   상기 케이스 내부에서 이동 가능하게 배치되는 플런저;
   상기 케이스 내부에 이동 가능하게 설치되고, 일단이 상기 플런저에 결합되며, 상기 솔레노이드로의 전원의 인가 여부에 따라 승강하는 로드;
   상기 플런저에 탄성력을 선택적으로 인가하는 스프링;
   을 포함하는 초음파 의료 장치.
5. 제2항에 있어서,
   상기 집속깊이 조절부는 스텝 모터인
   초음파 의료 장치.
6. 제2항에 있어서,
   상기 고정부는
   상기 초음파 발생부를 고정하는 고정체;
   상기 고정체의 상면으로부터 돌출 형성되며, 상기 집속깊이 조절부가 결합되는 결합부;
   상기 고정체의 상면으로부터 돌출 형성되며, 상기 마운터를 따라 슬라이딩 이동되는 슬라이딩부;
   를 포함하는 초음파 의료 장치.
7. 제3항 또는 제5항에 있어서,
   상기 이동부는,
   상기 제1모터에 의해 회전되는 스크류 축;
   상기 스크류 축에 장착되며, 상기 스크류 축이 회전하면 수평 방향을 따라 이동되는 스크류 너트; 및
   상기 스크류 축의 말단에 장착되며 상기 마운터가 결합되는 롤러 샤프트;
   를 포함하는 초음파 의료 장치.
8. 카트리지 하우징;
   상기 카트리지 하우징에 수용되는 초음파 발생부;
   상기 카트리지 하우징에 배치되며 하부에 상기 초음파 발생부가 장착되는 마운터;
   제1모터에 의해 상기 마운터를 상기 카트리지 하우징의 하단과 수평한 수평방향을 따라 왕복 이동시키는 이동부; 및
   상기 마운터 내부에 수용되며, 하단부가 상기 초음파 발생부와 결합되고, 상기 마운터를 높이 방향을 따라 왕복 이동 시키는 집속깊이 조절부; 및
   상기 제1모터와 상기 집속깊이 조절부를 제어하는 제어부;
   를 포함하는 초음파 의료용 카트리지의 제어방법으로서,
   상기 제어부는,
   상기 제1모터를 소정시간 구동시킨 뒤, 상기 집속깊이 조절부를 구동시킨 후, 다시 상기 제1모터를 소정 시간 구동시키는 것을 특징으로 하는
   초음파 의료용 카트리지 제어방법.
9. 제8항에 있어서,
   상기 초음파 의료용 카트리지는,
   제2모터에 의해 상기 초음파 발생부의 초음파 집속 위치를, 상기 카트리지 하우징의 밑단과 수평하되 상기 수평방향과 수직으로 교차되는 교차방향을 따라 이동시키는 집속위치 조절부;를 더 포함하며,
   상기 제어부는, 상기 제1모터와, 상기 제2모터와, 상기 집속깊이 조절부를 제어하며,
   상기 제어부는,
   상기 제1모터를 소정시간 구동시킨 후, 상기 제2모터와 상기 집속깊이 조절부를 선택적으로 구동하거나 순차적으로 구동한 뒤, 다시 상기 제1모터를 소정 시간 구동시키는 것을 특징으로 하는
   초음파 의료용 카트리지 제어방법.

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