WO2016085051A1 - 초음파 생성 장치 및 이를 이용한 시술 방법 - Google Patents

초음파 생성 장치 및 이를 이용한 시술 방법 Download PDF

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WO2016085051A1
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cartridge
ultrasonic wave
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cylindrical cam
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박래은
김형철
이성원
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주식회사 아띠베뷰티
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    • A61N2007/0034—Skin treatment

Definitions

  • One embodiment of the present invention relates to an ultrasonic wave generating apparatus and a surgical method.
  • ultrasonic waves are widely used for non-invasive procedures, and among them, ultrasonic medical devices using high intensity focused ultrasound (HIFU) have recently been in the spotlight.
  • HIFU high intensity focused ultrasound
  • an ultrasonic medical device that performs non-invasive treatment for skin beauty such as face lifting or skin tightening, or high-intensity focused ultrasound to the subcutaneous fat layer
  • Ultrasound medical devices have been proposed to perform a non-invasive procedure for the treatment of obesity by non-invasive burning or melting and disintegrating adipose tissue.
  • One aspect of the present invention can provide a technique capable of at least one of improving the efficiency of the procedure, extending the service life, miniaturizing the device, improving the economics, improving the stability or reliability.
  • Ultrasonic generating apparatus the housing for sealing the inside of the cartridge; A transducer provided inside the housing to generate ultrasonic waves; A rotation force applying unit which rotates by receiving a rotation force from the outside of the housing; A converting unit converting the rotational motion of the rotational force applying unit into a linear motion and providing the same to the transducer; And control means for controlling the ultrasonic generation operation of the transducer.
  • the ultrasonic wave generating device may further include an outer rotating part provided outside the housing and connected to the rotating force applying part by a magnetic force.
  • the converting unit may include: a main copper shaft connected to the rotation force applying unit and rotated; And
  • the ultrasonic generation apparatus may further include position sensing means for sensing a position of the transducer, wherein the control means is predetermined from a position immediately before the transducer generates an ultrasonic wave according to a signal output from the position sensing means.
  • the transducer may be controlled so that the ultrasonic wave is not generated when it is within a distance.
  • the inside of the housing is filled with a fluid for transmitting the ultrasonic wave
  • the ultrasonic wave generation device further comprises a sensing means for detecting at least one of the amount of the fluid, the inclination of the fluid surface, and the inclination of the cartridge
  • the control means may control the transducer to stop the generation of the ultrasonic wave when at least one of the amount of the fluid, the inclination of the fluid surface, or the inclination of the cartridge is out of a predetermined range.
  • the cylindrical cam is formed in a cylindrical shape is provided with a groove portion or a protrusion on the outer circumferential surface, one end is coupled to the rotational force applying unit;
  • a guide part provided in parallel with the rotation axis of the cylindrical cam;
  • one side is fixed to the transducer, the other side is inserted into the groove or the projection is inserted, the transport member for linear movement along the guide portion; may include.
  • the position detecting means the first magnet portion provided in any one of the cylindrical cam or the housing; And a first sensor provided inside the cartridge to detect a position of the first magnet part.
  • the position sensing means the second magnet portion provided in the transfer member or the transducer; And a second sensor provided inside the cartridge to face the second magnet part to detect a position of the second magnet part.
  • the transfer member linearly moves between the first reference point and the second reference point, the second sensor, the position and the transfer member facing the second magnet portion when the transfer member is located at the first reference point When each is located at the second reference point may be provided in a position opposite to the second magnet portion.
  • Ultrasonic generating apparatus the surgical handpiece for the operator's operation;
  • a transducer provided inside the cartridge body and generating a thermal lesion made of (High Intensity focused ultrasound: HIFU);
  • An outer rotary part provided in the surgical handpiece;
  • a rotation force applying unit provided inside the cartridge and connected to the outer rotating part by magnetic force with an outer wall of the cartridge interposed therebetween;
  • a converting unit converting the rotational motion of the rotational force applying unit into a linear motion and providing the same to the transducer;
  • Position sensing means for sensing the position of the transducer;
  • control means for controlling the ultrasonic generation operation of the transducer according to the signal output from the position sensing means.
  • the conversion unit the cylindrical cam is formed in a cylindrical shape on the outer circumferential surface is provided with a spiral portion, one end is coupled to the rotational force applying unit;
  • a guide part provided in parallel with the rotation axis of the cylindrical cam;
  • one side is fixed to the transducer, the other side is inserted into the groove or the projection is inserted, the transport member for linear movement along the guide portion; may include.
  • the position detecting means the first magnet portion provided at the other end of the cylindrical cam; And a first sensor provided inside the cartridge to face the first magnet part to detect a position of the first magnet part.
  • the position sensing means the second magnet portion provided in the transfer member or the transducer; And a second sensor provided inside the cartridge to face the second magnet part to detect a position of the second magnet part, wherein the transfer member linearly moves between a first reference point and a second reference point.
  • the second sensor is located at a position opposite to the second magnet portion when the transfer member is located at the first reference point and at a position opposite to the second magnet portion when the transfer member is located at the second reference point.
  • Each may be provided.
  • the ultrasonic wave generation device further comprises a sensing means for detecting at least one of the amount of the fluid, the inclination of the fluid surface, and the inclination of the cartridge, the control means May turn off the transducer when the inclination of the cartridge body is out of a predetermined range.
  • the treatment is performed by generating thermal lesions of the high intensity focused ultrasound at a specific depth of skin tissue non-invasively using the ultrasonic wave generating apparatus described above. Moving the transducer between a reference point and a second reference point; Detecting whether the transducer is within a predetermined distance from a position immediately before generating the high intensity focused ultrasound while the transducer moves between the first reference point and the second reference point; And controlling the transducer so that the high intensity focused ultrasound is not generated when the transducer is within a predetermined distance from a position immediately before the high intensity focused ultrasound is generated.
  • the transducer is provided in a cylindrical shape to receive a rotational movement of the rotatable cylindrical cam to linearly move between the first reference point and the second reference point, the transducer in advance from the position immediately before generating the high intensity focused ultrasound
  • the step of detecting whether it is within a predetermined distance may be performed by detecting a degree of rotation of the cylindrical cam.
  • the treatment method using the ultrasonic wave generation apparatus may further include stopping the movement of the transducer when the transducer is located at the first reference point or the second reference point.
  • the transducer is provided in a cylindrical shape receives a rotational movement of the rotatable cylindrical cam to linearly move between the first reference point and the second reference point
  • the treatment method using the ultrasonic generating device is the rotation of the cylindrical cam
  • Adjusting the speed may further comprise adjusting the interval between the thermal lesions.
  • the means for emitting ultrasonic waves can perform a linear movement even when the cartridge is fixed at a predetermined position, labor and time required for the procedure can be reduced, and accordingly, the ultrasonic wave generating device It provides a useful effect that the efficiency of the procedure is improved.
  • the ultrasonic dissipation means can be reciprocated in a state where the inside and the outside of the cartridge are blocked, the loss of the fluid filled in the cartridge can be minimized, and thus, the replacement cycle of the cartridge or the fluid filling cycle can be extended, thereby maintaining maintenance costs This can be alleviated.
  • the position of the ultrasonic generator can be accurately understood, and the ultrasonic generation operation can be controlled in consideration of the position of the ultrasonic generator, the stability of the procedure can be improved.
  • the present invention by detecting the amount of fluid filled in the cartridge can quickly recognize the fluid shortage situation to the operator, it is possible to quickly execute the countermeasures such as filling or cartridge replacement The efficiency of can be improved. In addition, it is possible to reduce the risk of damage to the cartridge, which may occur as the use continues in a state of lack of fluid.
  • the inclination may be detected using only the fluid contact sensor without providing a separate inclination sensor.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically illustrating an ultrasonic wave generating apparatus according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a view for explaining a coupling relationship between the surgical handpiece and the cartridge illustrated in FIG. 1
  • FIG. 3 is FIG. 2.
  • 4 is a diagram schematically illustrating a cut line II ′ of FIG. 4
  • FIG. 4 is a diagram schematically illustrating a cut line II-II ′ of FIG. 2
  • FIG. 5 is an ultrasonic wave generating apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • 6 is a perspective view schematically illustrating an ultrasonic wave generating apparatus according to another embodiment of the present invention
  • FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a coupling relationship between the surgical handpiece and the cartridge illustrated in FIG. 6.
  • FIG. 8 is a diagram schematically illustrating an ultrasonic wave generation device according to another embodiment of the present invention
  • FIG. 9 is a cross-sectional view schematically illustrating an ultrasonic wave generation device according to another embodiment of the present invention
  • FIG. 10 is a partial perspective view schematically illustrating part A of FIG. 9
  • FIG. 11 is a cross-sectional view schematically illustrating a cut line III-III ′ of FIG. 9,
  • FIG. 12 illustrates a process of joining the surgical handpiece and the cartridge.
  • 13 is a block diagram schematically illustrating an ultrasonic wave generating apparatus according to still another exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 14 is a cross-sectional view of a plane taken along line II ′ of FIG. 12.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating various modified examples of a plane cut along a line IV-IV ′ of FIG. 14, and FIG. 16 is a view illustrating an operation principle of an ultrasonic wave generating device according to still another embodiment of the present invention.
  • 17 is a cross-sectional view taken along the line II ′ of FIG. 12 in the ultrasonic wave generating apparatus according to another embodiment of the present invention, and FIG. 18 is another embodiment of the present invention.
  • the operating principle of ultrasonic generator according to 19 is a cross-sectional view taken along the line II ′ of FIG. 12 in the ultrasonic wave generating apparatus according to another embodiment of the present invention, and FIG. 20 is another embodiment of the present invention.
  • 12 is a cross-sectional view taken along the line II ′ of FIG. 12 in the ultrasonic wave generating apparatus according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 21 is a diagram for describing first and second cartridges according to an exemplary embodiment.
  • the ultrasound generating apparatus may be a medical device that performs various procedures using high intensity focused ultrasound (HIFU).
  • HIFU high intensity focused ultrasound
  • the ultrasound generation apparatus may perform two or more different procedures.
  • the ultrasound generating apparatus may perform a non-invasive face lifting or skin tightening procedure or a non-invasive subcutaneous fat layer reduction or removal procedure.
  • the high intensity focused ultrasound (hereinafter, referred to as 'HIFU') may be for focusing ultrasound on one focal point to form a thermal lesion 12.
  • Such thermal lesion 12 may be a thermal focal point at a high temperature of approximately 60 ° C. or more.
  • the ultrasonic wave generating apparatus forms the thermal lesion 12 on the dermis layer, fascia layer, or SMAS layer located approximately 1.5 mm to 4.5 mm from the surface of the skin to perform a face lifting or skin tightening procedure. Or to form the thermal lesion 12 on a subcutaneous fat layer located approximately 6.0 mm to 15.0 mm from the skin surface to perform a fat reduction or removal procedure.
  • the ultrasonic wave generating apparatus 10 may include an equipment body 100, a handpiece assembly 200, a cartridge set 300 and the like.
  • the equipment main body 100 may provide a procedure related information to an operator (not shown), and the operator may operate or manipulate the ultrasound generation device 10.
  • the equipment main body 100 may be provided with an indicator 110 for displaying the procedure related information of the operator and a controller 120 for the operator to operate or control the ultrasound generating device 10.
  • a touch screen or the like may be used as the controller 120.
  • the handpiece assembly 200 may include a surgical handpiece 210 and a connection cable 220.
  • the surgical handpiece 210 is for irradiating HIFU to a subject, and may be provided in a hand-held form to improve user convenience.
  • the surgical handpiece 210 may be provided with a handle 212 to allow the operator to hold the surgical handpiece 210.
  • An upper end of the handle 212 may be provided with a switch 212a for the operator to control the ultrasonic irradiation operation.
  • the connection cable 220 may be for electrically and physically connecting the surgical handpiece 210 and the equipment main body 100.
  • One end of the connection cable 220 may be connected to the surgical handpiece 210, and the other end may be detachably connected to the equipment main body 100 in a connecting type.
  • the cartridge set 300 may be a set consisting of a plurality of cartridges.
  • the cartridge set 300 may include first to third cartridges 310, 310-1, and 310-2 having different treatment types or treatment conditions.
  • Each of the first to third cartridges 310, 310-1, and 310-2 may be configured to be detachably attached to the procedure handpiece 210.
  • the first cartridge 310 and the second cartridge 310-1 are divided into functions according to the obesity state or the treatment site of an obese patient, and details of HIFU irradiation intensity and depth may be different.
  • the third cartridge 310-2 may be set to an irradiation intensity and a depth condition of HIFU for performing a face lifting or skin tightening procedure.
  • the transducers 314 provided therein move in the front-rear direction so that each of the first to third cartridges 310, 310-1, and 310-2 has a procedure section of about 40.0 mm to 100.0 mm. Can be.
  • the transducer 314 may irradiate HIFU while moving the range.
  • the front and rear movement range of the transducer 314 is less than 40.0mm, the treatment area is small, the treatment time can be very long.
  • the transducer 314 is set to irradiate HIFU to a predetermined depth, the subcutaneous fat layer is spread in both directions relative to the navel of the person, so the front and rear movement range of the transducer 314 exceeds 100.0mm In this case, the initial HIFU irradiation depth and the final HIFU irradiation depth for the subcutaneous fat layer may be different. As a result, the risk of HIFU being irradiated in areas outside the subcutaneous fat layer can be very high.
  • the transducer 314 is set to be moved back and forth within the range of approximately 40.0mm to 100.0mm, more preferably within the range of 60.0mm to 80.0mm, it is possible to secure the procedure time while ensuring the safety of the procedure It may be advantageous to shorten.
  • the ultrasonic wave generating apparatus 10 includes a cartridge set including first to third cartridges 310, 310-1, and 310-2 having different treatment types or treatment conditions ( After having 300), by selecting a cartridge suitable for the type of procedure or the conditions of the procedure to be mounted on the surgical handpiece 210, it is possible to perform a patient-specific procedure.
  • the rotational force outside the first to third cartridges 310-2, 310, 310-1, and 310-2 is transferred into the cartridge, By using this rotational force, the transducer 314 can be moved in a linear direction.
  • the first cartridge 310 may include a rotation force applying unit 350, a converter and a transducer 314 provided inside the area surrounded by the housing 312.
  • the rotation force applying unit 350 performs a function of receiving a rotation force provided from the outside of the housing 312.
  • the rotational force may be transmitted from the outer rotation part 233 to perform the rotational movement outside the housing 312 to the rotational force applying unit 350.
  • the rotation force applying unit 350 and the outer rotating unit 233 is not in direct contact with each other, it is disposed facing the housing 312 therebetween.
  • the rotation force applying unit 350 and the outer rotation unit 233 may be connected by a magnetic force.
  • the rotation force applying unit 350 and the outer rotating unit 233 may be made of a magnetic material or may include a magnetic material.
  • the area between the rotational force applying unit 350 and the outer rotating unit 233 of the housing 312 is made of a nonmagnetic material to minimize the decrease in magnetic coupling force between the rotating force applying unit 350 and the outer rotating unit 233.
  • the entire housing 312 may be made of a nonmagnetic material, but may be made of a magnetic material as long as it is not an area between the rotation force applying unit 350 and the outer rotating part 233.
  • the rotation force applying unit 350 and the outer rotating unit 233 may be generally formed in a disk shape. Accordingly, while maximizing the magnetic coupling force between the rotational force applying unit 350 and the outer rotating unit 233, it occupies a minimum space and can minimize the frictional force.
  • the housing 312 is provided with a recess so that a part of the rotational force applying unit 350 and the outer rotating part 233 is inserted into the recessed portion, while the rotational force applying unit 350 and the outer rotating part 233 are stably supported. It can be made to perform the rotation movement smoothly.
  • a member such as a bearing may be provided between the rotation force applying unit 350 and the housing 312 and between the outer rotation unit 233 and the housing 312 so as to reduce the friction force to facilitate a smooth rotational movement.
  • the outer rotating part 233 may be connected to the rotating shaft 232 of the motor 231.
  • the motor 231, the rotation shaft 232, and the outer rotation part 233 may be provided in the surgical handpiece.
  • the first cartridge 310 may be coupled to the surgical handpiece.
  • the outer rotating part 233 is positioned at a portion where the first cartridge 310 is in contact with the surgical handpiece.
  • at least a portion of the outer rotating part 233 protrudes out of the procedure handpiece and is inserted into the recess of the housing 312, thereby providing a gap between the outer rotating part 233 and the rotating force applying part 350.
  • Magnetic coupling force can be maximized.
  • the surface of the housing 312 to which the rotational force applying unit 350 is in contact with the outer rotation 233 direction, the protruding portion is also inserted into the surgical handpiece is possible.
  • the conversion unit is provided between the rotational force applying unit 350 and the transducer 314, and performs a function of converting the rotational motion of the rotational force applying unit 350 into a linear motion to provide the transducer 314. Accordingly, the transducer 314 may be moved in a straight direction in the first cartridge 310.
  • the conversion unit may include a main shaft 340 performing a rotational movement and a driven shaft 330 performing a linear movement.
  • the groove portion 341H is formed in a spiral shape on the surface of the cylindrical cam 341 in the shape of a cylinder to form a main joint 340 by performing a rotational movement, and a protrusion inserted into the groove portion 341H of the cylindrical cam 341.
  • the conveying member 331 coupled with the 332 may be moved along the guide part 333 in a linear direction to form a driven joint 330.
  • protrusions are formed spirally on the surface of the cylindrical cam 341, and a groove 341H is inserted into the protrusion 332 in the transfer member 331.
  • the transducer 314 may be moved together with the transfer member 331 in a linear direction according to the linear movement of the transfer member 331.
  • one end of the cylindrical cam 341 is connected to the rotational force applying unit 350.
  • the other end of the cylindrical cam 341 may be coupled to the housing 312 to be rotatable. That is, as shown in Figure 4, the housing 312 is provided with a groove, the other end of the cylindrical cam 341 is provided with a shaft projection 342 is a cylindrical cam in such a way that the shaft projection 342 is inserted into the groove. 341 may be rotatably coupled to the housing 312. Accordingly, when the rotational force applying unit 350 receives the rotational force from the outer rotating unit 233 to perform the rotational movement, the cylindrical cam 341 may also perform the rotational movement.
  • the groove portion 341H provided on the surface of the cylindrical cam 341 starts from one side of the cylindrical cam 341 and returns to one end of the cylindrical cam 341 via the other side of the cylindrical cam 341. You can make a circle of wheels.
  • the conveying member 331 and the transducer 314 move forward along the guide portion 333 to perform a linear motion, a so-called linear reciprocating motion, to return to the original position.
  • the rotational speed of the cylindrical cam 341 may be adjusted in consideration of the linear reciprocating speed of the transducer 314, and the rotational speed of the above-described motor 231 may be adjusted or the rotational shaft 232 of the motor 231 may be adjusted.
  • the rotational speed can be adjusted by providing a gear (not shown) or the like between the outer rotation parts 233.
  • the groove portion 341H provided on the surface of the cylindrical cam 341 may be formed to proceed only in one direction.
  • the transfer member 331 and the transducer 314 may perform the forward motion or the backward motion according to the rotation direction of the cylindrical cam 341. For example, when the cylindrical cam 341 is rotated clockwise, the transfer member 331 and the transducer 314 are advanced, and when the cylindrical cam 341 is rotated counterclockwise, the transfer member 331 and the transducer 314 are rotated. ) Can reverse.
  • the ultrasonic wave generating apparatus 10 since the rotation force applying unit 350 and the outer rotating unit 233 are coupled by a magnetic force, when the rotation direction is suddenly switched to the rotation force applying unit 350.
  • the diameter or the rotational speed of the cylindrical cam 341 may be determined in consideration of the magnetic coupling force between the rotational force applying unit 350 and the outer rotating unit 233 together with the linear reciprocating speed of the transducer 314.
  • the transmissive member may be provided in the direction in which the ultrasonic wave generated by the transducer 314 passes through the first cartridge 310.
  • the transmission member may be a window made of a material capable of smoothly transmitting ultrasonic waves.
  • the fluid L may be filled in the empty space inside the first cartridge 310.
  • the fluid L serves as a kind of medium for smoothly transferring the ultrasonic waves generated from the transducer 314 to the outside of the first cartridge 310.
  • the fluid L may also perform the function of cooling the transducer 314. For example, an exothermic phenomenon may be induced while the transducer 314 generates ultrasonic waves, and the exothermic phenomenon may be alleviated by the fluid L described above.
  • the above-mentioned fluid L needs to be filled in at least the region from the penetrating member of the first cartridge 310 to the transducer 314.
  • the penetrating member of the first cartridge 310 may not always face vertically downward. Therefore, during the procedure, it is preferable to determine the filling amount of the fluid L described above in consideration of the inclination range of the direction in which the transducer 314 is directed. Of course, it is also possible to fill the above-mentioned fluid L in the empty space inside the first cartridge 310.
  • the loss period of the fluid (L) may vary depending on the degree of closure of the inside of the first cartridge (310).
  • the fluid L inside the first cartridge 310 may decrease with time. In this case, a problem may arise that the fluid L needs to be replenished or the first cartridge 310 itself needs to be replaced.
  • the rotational force applying unit 350 provided inside the cartridge receives the rotational force from the outer rotating unit 233 provided outside the cartridge. By converting through the above-described conversion unit may be a linear or linear reciprocating motion of the transducer 314.
  • the ultrasonic wave generating apparatus 10 may use a transformer by using a driving force outside the first cartridge 310 without a component penetrating the outer wall of the first cartridge 310 or the housing 312.
  • the producer 314 may be linear or reciprocating.
  • the ultrasonic wave generating apparatus 10 may improve the sealability of the cartridge as compared with the case where a component penetrating the outer wall of the cartridge or the housing 312 is required, and thus, the cartridge The replacement cycle of the can be extended, and the ease of use and maintenance of the ultrasonic wave generating device 10 will be improved.
  • the ultrasonic wave generating apparatus 10 according to an embodiment of the present invention does not need to include a separate means for improving the sealing degree of the cartridge, and also through the above-described rotation force applying unit 350 and the converting unit. Since the transducer 314 can be linearly or linearly reciprocated with a simplified structure, it is advantageous for miniaturization of the cartridge or surgical handpiece and reduction of manufacturing cost.
  • the second cartridge 310-1 or the third cartridge 310-2 may also be implemented in a similar manner to the first cartridge 310. Omit.
  • S3 and S4 shown in FIG. 3 mean a third sensor and a fourth sensor, respectively, and an embodiment including these sensors will be described later with reference to FIGS. 13 to 20.
  • the ultrasound generating apparatus 20 may include a surgical handpiece 410 and a cartridge set 500, and further, a cradle 600. It may further include. Here, it may also be referred to as handpiece assembly 400, including surgical handpiece 410 and cartridge.
  • the surgical handpiece 410 is for irradiating HIFU to the subject, and may be provided in a hand-held form to improve convenience of user manipulation.
  • the surgical handpiece 410 may be formed in a form that allows the operator to easily hold the surgical handpiece 410.
  • the surgical handpiece 410 may be provided with a display unit 420 for providing a procedure related information to the operator (not shown), the input unit 430 is provided for receiving a predetermined command from the operator Can be.
  • the input unit 430 may be implemented by a physical button or a touch screen method.
  • the display unit 420 and the control unit 440 are illustrated separately, but the display unit 420 and the input unit 430 are touch screen methods. It is obvious that) may be integrally formed.
  • the display unit 420 and the input unit 430 may be connected to the control unit 440 illustrated in FIG. 9.
  • the operator's command applied to the input unit 430 is transmitted to the control unit 440 so that the ultrasonic wave generation device 20 Can be operated or controlled.
  • the power supply unit 460 may be provided inside the surgical handpiece 410, and in this case, a separate cable for external power supply, etc. does not need to be connected to the surgical handpiece 410, thereby performing the surgical handpiece. Convenience may be improved during various procedures using 410.
  • the power supply unit 460 may be implemented as a secondary battery such as a lithium ion battery, and furthermore, the power supply unit 460 may be implemented to be charged when the surgical handpiece 410 is mounted on the holder 600. have.
  • the vent 411 may perform a function of circulating the air inside the surgical handpiece 410 to mitigate overheating of the surgical handpiece 410 and the cartridge.
  • the cartridge set 500 may mean a set composed of a plurality of cartridges.
  • the cartridge set 500 may include first to third cartridges 510, 510-1, and 510-2 that have the same or similar treatment types or treatment conditions.
  • Each of the first to third cartridges 510, 510-1, and 510-2 may be configured to be detachably attached to the procedure handpiece 410.
  • the ultrasonic wave generating apparatus 20 includes a cartridge set 500 including cartridges 510, 510-1, and 510-2 having the same treatment type or treatment condition. After that, by replacing the cartridge at the end of its life with a new cartridge, the cartridge is mounted on the surgical handpiece 410 to use the cartridge. Can be used continuously as a replacement.
  • the cartridge set 500 may include first to third cartridges 510, 510-1, and 510-2 having different treatment types or treatment conditions from each other.
  • Each of the first to third cartridges 510, 510-1, and 510-2 may be configured to be detachably attached to the procedure handpiece 410.
  • the first cartridge 510, the second cartridge 510-1, and the third cartridge 510-2 are divided into functions according to the skin or obesity of the subject, or the treatment site. Conditions such as irradiation intensity and depth may be different.
  • the transducer 514 provided therein moves in the front-rear direction so that each of the first to third cartridges 510, 510-1, and 510-2 has a procedure section of about 40.0 mm to 100.0 mm. Can be.
  • the transducer 514 may irradiate HIFU while moving the range.
  • the front and rear movement range of the transducer 514 is less than 40.0mm, the treatment area is small, the treatment time can be very long.
  • the transducer 514 is set to irradiate HIFU to a predetermined depth, and the subcutaneous fat layer is spread in both directions with respect to the navel of the person, so that the front and rear movement range of the transducer 514 exceeds 100.0 mm.
  • the initial HIFU irradiation depth and the final HIFU irradiation depth for the subcutaneous fat layer may be different.
  • the risk of HIFU being irradiated in areas outside the subcutaneous fat layer can be very high.
  • the transducer 514 is set to be moved back and forth within the range of approximately 40.0mm to 100.0mm, and more preferably within the range of 60.0mm to 80.0mm, it is possible to secure the procedure time while ensuring the safety of the procedure It may be advantageous to shorten.
  • the ultrasonic wave generation apparatus 20 also the rotational force of the first to third cartridges 510, 510-1, 510-2 is transmitted to the inside of the cartridge, by using the rotational force
  • the transducer 514 can be moved in a linear direction.
  • the first cartridge 510 may include a rotation force applying unit 550, a converter, and a transducer 514 provided in an area surrounded by the housing 512.
  • the rotation force applying unit 550 performs a function of receiving a rotation force provided from the outside of the housing 512.
  • the rotational force may be transmitted from the outer rotation part 453 to the rotational force applying unit 550 to perform a rotational movement outside the housing 512.
  • the rotation force applying unit 550 and the outer rotating unit 453 are not in direct contact with each other, and are disposed to face each other with the housing 512 therebetween.
  • the rotation force applying unit 550 and the outer rotation unit 453 may be connected by a magnetic force.
  • the rotation force applying unit 550 and the outer rotating unit 453 may be made of a magnetic material or may include a magnetic material.
  • the area between the rotational force applying unit 550 and the outer rotating unit 453 in the housing 512 is made of a nonmagnetic material to minimize the decrease in magnetic coupling force between the rotating force applying unit 550 and the outer rotating unit 453.
  • the entire housing 512 may be made of a nonmagnetic material, the housing 512 may be made of a magnetic material as long as it is not an area between the rotation force applying unit 550 and the outer rotating part 453.
  • the rotational force applying portion 550 and the outer rotation portion 453 may be generally in the shape of a disk. Accordingly, while maximizing the magnetic coupling force between the rotational force applying unit 550 and the outer rotating unit 453, it occupies a minimum space and can minimize the frictional force.
  • the housing 512 is provided with a recess so that a part of the rotational force applying unit 550 and the outer rotational portion 453 is inserted into the recessed portion so that the rotational force applying unit 550 and the outer rotating portion 453 are stably supported. It can be made to perform the rotation movement smoothly.
  • a member such as a bearing may be provided between the rotational force applying unit 550 and the housing 512 and between the outer rotational portion 453 and the housing 512 to reduce the frictional force to achieve a smooth rotational movement.
  • the outer rotating portion 453 may be connected to the motor shaft 452 of the motor 450.
  • the motor 450, the motor shaft 452, and the outer rotation part 453 may be provided at the procedure handpiece 410.
  • the first cartridge 510 may be coupled to the surgical handpiece 410, and at this time, the outer rotating part (the outer cartridge) may be in contact with the first cartridge 510 and the surgical handpiece 410.
  • 453 is located. As shown in FIG. 9, at least a part of the outer rotating part 453 protrudes out of the surgical handpiece 410 and is inserted into the recess of the housing 512, so that the outer rotating part 453 and the rotating force applying part 550 are provided. Magnetic coupling force between) can be maximized.
  • the surface of the housing 512 to which the rotational force applying unit 550 is in contact with the outer rotation portion 453 direction, and the protruding portion is inserted into the surgical handpiece 410. It is possible.
  • the conversion unit is provided between the rotational force applying unit 550 and the transducer 514, and performs a function of converting the rotational movement of the rotational force applying unit 550 to a linear motion to provide the transducer 514. Accordingly, the transducer 514 may be moved in a straight direction inside the first cartridge 510.
  • the conversion unit may include a main shaft for performing a rotational movement and a driven shaft for performing a linear movement.
  • the groove 541H is formed in a spiral shape on the surface of the cylindrical cam 541 in a cylindrical shape to form a main winter by performing a rotational movement, and the protrusion 532 inserted into the groove 541H of the cylindrical cam 541.
  • the conveying member 531 having a guide portion 533 may be moved along the guide portion 533 in a linear direction to form a driven joint.
  • the protrusion may be spirally formed on the surface of the cylindrical cam 541, and the main joint and the driven joint may be coupled in such a manner that a recess into which the protrusion is inserted is provided in the transfer member 531.
  • the transducer 514 may be moved together with the transfer member 531 in a linear direction according to the linear movement of the transfer member 531.
  • the transducer 514 and the transfer member 531 may be referred to as an ultrasonic wave generator.
  • one end of the cylindrical cam 541 is connected to the rotational force applying unit 550.
  • the other end of the cylindrical cam 541 may be coupled to the housing 512 to be rotatable. That is, as shown in Figure 4, the housing 512 is provided with a groove, the cylinder projection 542 is provided at the other end of the cylindrical cam 541 is the cylindrical cam in such a way that the projection 542 is inserted into the groove. 541 can be rotatably coupled to the housing 512. Accordingly, when the rotational force applying unit 550 receives the rotational force from the outer rotational unit 453 and performs the rotational movement, the cylindrical cam 541 may also perform the rotational movement.
  • the cylindrical cam 541 and the rotational force applying unit 550 is made of each unit is coupled to each other is illustrated.
  • the cylindrical cam 541 and the rotational force applying unit 550 may be integrally formed.
  • the rotation force applying unit 550 is made of a magnetic material or includes a magnetic material for the magnetic connection with the outer rotating unit 453, the cylindrical cam 541 does not need to implement the magnetic material, thereby reducing manufacturing costs.
  • at least one locking protrusion may be provided at the engaging portion of the cylindrical cam 541 and the rotational force applying unit 550 to effectively transmit the rotational motion of the rotational force applying unit 550 to the cylindrical cam 541.
  • the groove 541H provided on the surface of the cylindrical cam 541 starts at one side of the cylindrical cam 541 and returns to one end of the cylindrical cam 541 via the other side of the cylindrical cam 541.
  • the conveying member 531 and the transducer 514 advance along the guide portion 533 to perform a linear movement, a so-called linear reciprocating movement, to return to its original position. Can be.
  • the rotational speed of the cylindrical cam 541 may be adjusted in consideration of the linear reciprocating speed of the transducer 514, and the rotational speed of the motor 450 may be adjusted, or the rotational shaft and the outer rotational part of the motor 450 ( The rotation speed can be adjusted by providing a gear (not shown) or the like between the 453.
  • the groove portion 541H provided on the surface of the cylindrical cam 541 may be formed to proceed only in one direction.
  • the transfer member 531 and the transducer 514 may perform the forward motion or the backward motion depending on the rotation direction of the cylindrical cam 541. For example, when the cylindrical cam 541 rotates clockwise, the transfer member 531 and the transducer 514 move forward, and when the cylindrical cam 541 rotates counterclockwise, the transfer member 531 and the transducer 514 ) Can reverse.
  • the ultrasonic wave generating apparatus 20 since the rotation force applying unit 550 and the outer rotation unit 453 is coupled by a magnetic force, when the rotation direction is suddenly switched to the rotation force applying unit 550 And the magnetic coupling between the outer rotating portion 453 can be momentarily disconnected. Accordingly, the diameter or the rotational speed of the cylindrical cam 541 may be determined in consideration of the magnetic coupling force between the rotational force applying unit 550 and the outer rotational unit 453 together with the linear reciprocating speed of the transducer 514.
  • the ultrasonic wave generating apparatus 20 may include a position detecting means and a control means.
  • the position detecting means detects the position of the ultrasonic generator
  • the control means may perform a function of controlling the ultrasonic generation operation by using the result detected by the position detecting means. For example, after the ultrasonic wave is generated in a state where the ultrasonic wave generator is at one position, the ultrasonic wave may be controlled not to be generated in a state where the ultrasonic wave generator is not moved by a predetermined distance.
  • the ultrasonic wave generated from the ultrasonic generator is HIFU, thermal lesions are formed at a specific site, and if the thermal lesions continue excessively at the same position, there is a risk of damage to human tissues as intended. That is, after the thermal lesion is formed in a specific area, if the thermal lesion is formed again without moving the ultrasonic generator by a certain distance, a specific point of the human tissue may be excessively stimulated to cause pain, bleeding, or injury.
  • the ultrasonic generator is not moved more than a predetermined distance immediately after the ultrasonic wave is generated, the above-described risk may be significantly reduced since the ultrasonic wave may be operated so as not to generate the ultrasonic wave.
  • the movement of the ultrasonic generator can be detected by the above-described position sensing means, and the risk of excessively irradiating the ultrasonic wave to a specific position is reduced by the control means controlling the ultrasonic generation of the ultrasonic generator based on the detection result. It can be.
  • the above-mentioned 'predetermined distance' may be appropriately determined according to the intensity of the ultrasonic wave generated by the ultrasonic generator, the size of the thermal lesion, the type of tissue to be irradiated.
  • the ultrasonic generator includes the transducer 514 and the transfer member 531 described above, the position sensing means is to perform a linear movement in the state that the transducer 514 is coupled to the transfer member 531
  • the function can be performed by sensing the position of the transducer 514 or the conveying means.
  • the conveying means performs a linear motion according to the rotation of the cylindrical cam 541 described above, the position of the ultrasonic generator may be detected by detecting the degree of rotation of the cylindrical cam 541.
  • the position sensing means may include a magnet part and a sensor, where the sensor may be a Hall sensor.
  • the signal output from the sensor changes according to the positional relationship between the magnet part and the hall sensor, and the relative positional relationship between the magnet part and the sensor can be detected using the degree of change.
  • the ultrasonic wave generating apparatus 20 may include a first magnet portion 541m provided in the cylindrical cam 541 and a first sensor S1 provided opposite thereto. have.
  • the first magnet 541m is provided at the other end of the cylindrical cam 541 so that the first sensor S1 is first. It is preferable to make it possible to detect the position or movement of the magnet portion 541m more precisely.
  • the first magnet part 541m is illustrated as being provided in the cylindrical cam 541 in the drawings, the first sensor may be provided in the cylindrical cam 541 in some cases.
  • the housing 512 or the first frame 522 in transmitting the signal output from the first sensor to the controller 440, the housing 512 or the first frame 522, as compared to the case where the first sensor is provided in the cylindrical cam 541 that performs the rotational movement It may be advantageous to simplify the structure and to improve the manufacturing efficiency to provide the first sensor (S1) in the fixed structure, such as).
  • the degree of rotation of the cylindrical cam 541 can be accurately measured, and as a result, the position of the ultrasonic generator can be determined.
  • the ultrasonic wave generating apparatus 20 may include a second magnet portion 531m provided in the ultrasonic wave generating unit and a second sensor S2 provided opposite thereto.
  • the second magnet part 531m is provided in the transfer member 531, but it may be understood that the second magnet part 531m may be provided in the transducer 514. There will be.
  • the second magnet part 531m is illustrated as being provided in the transfer member 531 in the drawing, the second sensor may be provided in the transfer member 531 in some cases.
  • the housing 512 or the second frame 525 in transmitting the signal output from the second sensor to the control unit 440, the housing 512 or the second frame 525, compared to the case where the first sensor is provided in the transfer member 531 that performs a linear motion It may be advantageous to simplify the structure and improve the manufacturing efficiency to have the second sensor (S2) provided in the fixed structure, such as).
  • the second sensor S2 may be provided at a position opposite to the second magnet portion 531m.
  • the transfer member 531 and the transducer 514 perform a linear reciprocating motion inside the first cartridge 510, the movement range is limited. That is, the transfer member 531 linearly reciprocates only in an area between the position where the transfer member 531 is spaced farthest from the rotation force applying unit 550 and the position where the transfer member 531 is closest to the rotation force applying unit 550.
  • the position where the transfer member 531 is spaced farthest from the rotation force applying unit 550 may be regarded as the first reference point
  • the position where the transfer member 531 is closest to the rotation force applying unit 550 may be regarded as the second reference point.
  • the second sensor S2 when the transfer member 531 is located at the first reference point, the second sensor S2 may be provided at a position that is closest to the second magnet portion 531m. In addition, when the transfer member 531 is located at the second reference point, the second sensor S2 may be provided at a position that is closest to the second magnet portion 531m. Accordingly, the position detecting means can accurately detect the position of the ultrasonic generator even at a turning point at which the movement direction of the ultrasonic generator is switched. In addition, it is possible to accurately detect the moment when the linear movement of the ultrasonic generator starts and ends one cycle. That is, it is possible to accurately detect the initial position of the ultrasonic generator and the movement end position of the ultrasonic generator.
  • the ultrasonic wave generating apparatus 20 includes the above-described position sensing means and control means, so that the position of the ultrasonic wave generation part can be accurately grasped and reflected in the ultrasonic generation operation control. It can be significantly reduced.
  • a separate frame or the like may be provided in the housing 512 to fix the first sensor S1 or the second sensor S2 to an appropriate position.
  • the first sensor S1 may be fixed to the first frame 522 provided in front of the cylindrical cam 541, and the second sensor may be attached to the second frame 525 provided on the side of the cylindrical cam 541. S2) can be fixed.
  • the shaft protrusion 542 of the cylindrical cam 541 may also be inserted into the first frame 522 to be rotatably fixed.
  • a plurality of first sensors S1 and first magnet portions 541m may be provided to more accurately detect rotation of the cylindrical cam 541.
  • first terminal 512T1 connected to the first sensor S1 and the second terminal 512T2 connected to the second sensor S2 are exposed to the outside of the housing 512 to be provided in the procedure handpiece 410.
  • the signals output from the first sensor S1 and the second sensor S2 may be transmitted to the controller 440 by being in contact with the first contact 410T1 and the second contact 410T2, respectively.
  • the controller 440 may be connected to the motor 450 to control the rotation of the motor 450, and the motor 450 may be fixed inside the surgical handpiece 410 through the third frame 415. have.
  • a transmissive member may be provided in a direction through which ultrasonic waves generated from the transducer 514 pass through the first cartridge 510.
  • the transmissive member may be a first window 512w made of a material capable of smoothly transmitting ultrasonic waves.
  • a protective cap 570 coupled to the outside of the first cartridge 510 may be provided.
  • a second window 571 made of a material that can transmit the ultrasonic wave smoothly may be provided in the direction in which the ultrasonic wave passes through the protective cap 570.
  • the protective cap 570 may perform a function of preventing damage or contamination of the first window 512w described above. That is, when the first window 512w is damaged, the first cartridge 510 needs to be repaired or discarded. However, when the second window 571 of the protection cap 570 is damaged, only the protection cap 570 is replaced. Only the first cartridge 510 can be used continuously, thereby extending the life of the cartridge.
  • the irradiation depth of the ultrasonic wave can be adjusted. That is, the case where the thick protective cap 570 is used as compared to the case where the thin protective cap 570 is used, the depth at which the thermal lesion is generated may be closer to the skin surface.
  • the fluid L may be filled in the empty space inside the first cartridge 510.
  • This fluid (L) serves as a kind of medium to ensure that the ultrasonic wave generated from the transducer 514 is smoothly transferred to the outside of the first cartridge (510).
  • This fluid may also perform the function of cooling the transducer 514. For example, an exothermic phenomenon may be induced while the transducer 514 generates ultrasonic waves, and the aforementioned fluid may be alleviated.
  • the above-mentioned fluid L needs to be filled in at least the region from the penetrating member of the first cartridge 510 to the transducer 514.
  • the penetrating member of the first cartridge 510 may not always face vertically downward. have. Therefore, during the procedure, it is preferable to determine the filling amount of the fluid L described above in consideration of the inclination range of the direction in which the transducer 514 is directed. Of course, it is also possible to fill the above-mentioned fluid L in the empty space inside the first cartridge 510.
  • the loss period of the fluid (L) may vary depending on the degree of sealing inside the first cartridge (510).
  • the sealing degree is low, the fluid L inside the first cartridge 510 may decrease with time. In this case, a problem may arise in that the fluid L needs to be replenished or the first cartridge 510 itself needs to be replaced.
  • the ultrasonic wave generation device 20 receives the rotational force from the outer rotational portion 453 that the rotational force applying unit 550 provided inside the cartridge is provided outside the cartridge, the rotational force thus applied By converting through the above-described conversion unit may be a linear or linear reciprocating motion of the transducer 514.
  • the ultrasonic wave generating apparatus 20 may use a transformer by using a driving force outside the first cartridge 510 without a component penetrating the outer wall of the first cartridge 510 or the housing 512.
  • the producer 514 can be linear or reciprocating.
  • the ultrasonic wave generating apparatus 20 improves the sealability of the cartridge as compared with the case where a component for moving the transducer 514 through the outer wall of the cartridge or the housing 512 is required. As a result, the replacement cycle of the cartridge may be extended, and the convenience of use and maintenance of the ultrasound generation device 20 may be improved.
  • the ultrasonic wave generating apparatus 20 according to an embodiment of the present invention does not need to include a separate means for improving the sealing of the cartridge, and also through the above-described rotation force applying unit 550 and the converting unit. Since the transducer 514 can be linearly or linearly reciprocated with a simplified structure, it is advantageous for miniaturization and manufacturing cost of the cartridge or the surgical handpiece 410.
  • the second cartridge 510-1 or the third cartridge 510-2 may also be implemented in a similar manner to the first cartridge 510. Omit.
  • S3 shown in FIG. 6 means a third sensor, and an embodiment including the third sensor and the like will be described later with reference to FIGS. 13 to 20.
  • each of the cartridges may be configured to be detachable to the procedure handpiece 210.
  • a guide part 214 for fastening with the first cartridge 310 may be provided at the front end of the handle part 212.
  • the guide portion 214 may be provided in a bar shape protruding in the shear direction of the handle portion (212).
  • a through hole 312a having a shape corresponding to a cross-sectional shape of the guide part 214 may be provided in a central area of the cartridge body 312 of the first cartridge 310. Accordingly, as illustrated in FIG. 12, the first cartridge 310 may be mounted to the surgical handpiece 210 by inserting the guide part 214 into the through hole 312a.
  • the locking device 214 (a) may be provided at the front end of the guide portion 214, the operator is the locking device 214 By rotating (a)), the first cartridge 310 may be locked or unlocked.
  • An image probe 216 may be provided inside the guide unit 214 to image a tissue to be treated.
  • the image probe 216 may be provided in a substantially bar shape along the guide part 214.
  • the image probe 216 may generate an image ultrasound to image skin tissue, ie, a subcutaneous fat layer, to be treated.
  • the guide part 214 may be provided to be positioned above the transducer 314 provided in the first cartridge 310 when the first cartridge 310 is fastened to the surgical handpiece 210. have. Accordingly, the transducer 314 irradiates HIFU while moving forward and backward at the bottom of the guide unit 214, and the image probe 216 is commonly used for cartridges, and subcutaneously while generating a separate image ultrasound.
  • the fat layer may be imaged and displayed on the display unit 110.
  • the driver 218 may be provided in the surgical handpiece 210 for the forward and backward movement of the transducer 314.
  • the driver 218 is a stepping motor and a rotating motor, and gears, belts, pulleys, etc., operated by these motors are optional.
  • the driver 218 and the transducer 314 may be connected to each other by a support 316. Accordingly, as the driver 218 moves the support 316 forward, backward, tilting, and up and down, the transducer 314 may move forward, backward, tilt, and up and down.
  • the driver 218 may be provided to be used in common with the cartridges, such that the transducer module 314 of each of the cartridges may be moved back and forth.
  • the driver 218 may move in the front-rear direction so that the transducer 314 has a procedure section of about 40.0 mm to 100.0 mm. More specifically, the driver 218 may be provided as a stepping motor, and may cause the transducer 314 to move back and forth by a length selected within a range of approximately 40.0 mm to 100.0 mm. In this case, the transducer 314 may irradiate HIFU while moving the range. The transducer 314 is set to irradiate HIFU at regular intervals such that the thermal lesion 20 forms a plurality of dots along the same line, or the thermal lesion 20 is in a straight line without any interval. Can be set to investigate HIFU.
  • the procedure area for skin lifting, skin tightening or subcutaneous fat layer may be small, and thus the procedure time may be very long.
  • the transducer module 314 is set to irradiate HIFU to a predetermined depth, and the subcutaneous fat layer is spread in both directions with respect to the navel of the person, so that the front and rear movement range of the transducer 314 is 100.0. If mm is exceeded, the initial HIFU irradiation depth and the final HIFU irradiation depth for the subcutaneous fat layer will be different, which may increase the risk of HIFU being irradiated to the area outside the subcutaneous fat layer.
  • the driver 218 is set such that the transducer 314 can be moved back and forth within the range of approximately 40.0 mm to 100.0 mm, more preferably within the range of 60.0 mm to 80.0 mm. It may be suitable to shorten the procedure time while ensuring safety.
  • the front and rear movement range of the transducer 314 may be changed according to the size or shape of the cancer or tumor treatment. That is, if the size of the cancer or tumor is less than 40.0mm, it may be desirable to adjust the front and rear movement range of the transducer 314 to less than 40.0mm accordingly.
  • the first cartridge 310 may be provided with a cooling fluid for cooling the heat generated by the operation of the transducer 314.
  • the first cartridge 310 is provided to be filled with the coolant therein, the coolant is to be circulated by a separate coolant circulation line (not shown), so that the transducer 314 Overheating can be prevented.
  • the coolant in the first cartridge 310 is connected to the cooling water circulation line, the cooling water circulation line is the equipment main body 100 ) It is connected to the coolant reservoir (not shown) therein, and can circulate the coolant in the coolant reservoir.
  • a circulation means such as a pump may be installed on the cooling water circulation line.
  • the cartridges having conditions suitable for different kinds of procedures may be selectively mounted on the procedure handpiece 210, the operator may perform a desired procedure.
  • a cartridge may be selected and mounted on the surgical handpiece 210 to perform the procedure.
  • the structure of the multi-purpose ultrasound medical device can be realized as compared to the high-intensity focused ultrasound medical device that can only be a single purpose procedure.
  • the ultrasonic wave generating apparatus 10 may include a driver 218, an image probe 216, or the like, which are shared for cartridges having heterogeneous treatment purposes, in the surgical handpiece 210. After providing, by allowing the heterogeneous procedure through the replacement of the cartridge, it is possible to eliminate these technical barriers.
  • the ultrasonic wave generation apparatus 10 includes a cartridge set 300 composed of cartridges having different treatment purposes, and then selects a cartridge capable of performing a desired procedure.
  • the ultrasonic wave generation device according to the present invention is equipped with cartridges having various treatment purposes to be compatible with the surgical handpiece, and then face lifting or skin tightening or reducing or removing subcutaneous fat layer, and removing tumor or cancer.
  • the ultrasonic wave generating apparatus 10 includes a sensing means (SM). Furthermore, the controller 150 and the speaker 160 may be further included.
  • SM sensing means
  • the sensing means SM performs the function of sensing the amount of fluid L and / or the inclination of the cartridge.
  • the warning signal may be output using the result detected by the sensing means SM, or the operation of the transducer 314 may be blocked.
  • the sensing means SM may include a third sensor S3 that detects the amount of the fluid L.
  • the sensing means SM may include a fourth sensor S4 that detects at least one of tilt, acceleration, and angular velocity.
  • the ultrasonic wave generating apparatus 10 determines whether the fluid L is insufficient or the inclination of the cartridge is out of the normal range by using the result detected by the sensing means SM. It may include a control unit 150.
  • an output means for outputting a warning signal to recognize the user, such as the operator may be included.
  • the output means may output a visual warning signal or an audio warning signal, the visual warning signal may be output through the above-described indicator 110, the speaker 160 to output the auditory warning signal Etc. may be applied.
  • the ultrasonic wave generating apparatus 10 may improve safety by stopping the generation of the ultrasonic wave by stopping the operation of the transducer 314 when the slope is out of a predetermined normal range.
  • the third sensor (S3) may be a sensor for detecting the contact with the fluid (L). That is, if the third sensor S3 is immersed in the fluid L in a normal state, the third sensor S3 is exposed to the outside of the fluid L, and the third sensor S3 is in an abnormal state. ) May output a signal value different from that output in the normal state in an abnormal state. For example, in the normal state, the third sensor S3 may not output a signal or output a low value, and may output a predetermined signal value such as a high signal in an emergency state.
  • the fluid L may be the cooling fluid described above. That is, the fluid L may perform a function of preventing the transducer 314 or adjacent components from overheating due to the heat generated during the generation of the ultrasonic waves. In addition, the fluid L may serve as a medium for allowing the ultrasonic waves generated by the transducer 314 to be smoothly transferred to the outside of the first cartridge 310.
  • the transmissive member 318 may be provided in the direction of the ultrasonic wave generated by the transducer 314 of the first cartridge 310 via.
  • the transmission member 318 may be a window made of a material such as a film that can smoothly transmit ultrasonic waves.
  • the above-mentioned fluid L needs to be filled in at least the region from the penetrating member 318 to the transducer 314 of the first cartridge 310.
  • the penetrating member 318 of the first cartridge 310 always faces vertically downward. It may not be. Therefore, during the procedure, it is preferable to determine the filling amount of the fluid L described above in consideration of the inclination range of the direction in which the transducer 314 is directed. Of course, it is also possible to fill the above-mentioned fluid L in the empty space inside the first cartridge 310.
  • the reference level of the fluid L within the first cartridge 310 is preferably set. It will be appreciated that this reference level can be seen to be comparable with the inner upper surface of the first cartridge 310 or the inner lower surface of the first cartridge 310, which will be described later.
  • the fluid (L) filled in the first cartridge 310 can be reduced.
  • the amount of the fluid L may be reduced by evaporation or natural evaporation during the cooling process.
  • the decrease of the fluid L is continued, and when the amount of the fluid L is reduced to less than a predetermined reference amount, a problem may occur that the transmission rate of the ultrasonic wave is reduced or the transducer 314 may be overheated. have.
  • the ultrasonic wave generating apparatus 10 uses the aforementioned third sensor S3 to adjust the amount of the fluid L filled in the first cartridge 310. Detect. For example, as illustrated in FIG. 14, when the third sensor S3 is located on the inner upper surface of the first cartridge 310, the amount of the fluid L is reduced so that the third sensor S3 is connected to the fluid L. FIG. If the abnormal state is not locked, a predetermined signal value such as an H signal may be transmitted to the controller 150. The controller 150 may determine an abnormal state according to the signal value provided from the third sensor S3, output the insufficient amount of fluid L through the indicator 110, or output a warning sound through the speaker 160. have.
  • a predetermined signal value such as an H signal
  • the user using the ultrasound generating apparatus 10 can quickly recognize that the fluid L inside the first cartridge 310 is insufficient, and the fluid L ) You can take appropriate measures such as filling or replacing the cartridge.
  • a plurality of third sensors S3 may be spaced apart from each other and provided on the inner upper surface of the first cartridge 310.
  • the cross-section IV-IV ′ of the first cartridge 310 may form various shapes, and the third sensor S3 may also be disposed at various positions according to the shape of the first cartridge 310. It can be understood that there is.
  • the third sensors S3 may output an abnormal signal, and the other third sensor S3 may output a normal signal.
  • the inclination of the first cartridge 310 may be detected even without a separate tilt sensor. do.
  • the sensing means SM is a virtual straight line connecting the center of the penetrating member 318 and the center of the transducer 314 and the surface of the fluid L (or upper surface) is vertical (or horizontal). Can detect whether or not. That is, the sensing means SM may detect the inclination or flatness of the surface of the fluid L.
  • the third sensor S3 may be implemented as an optical sensor.
  • the sensing means SM may include a light emitting part provided in one third sensor S3 of the plurality of third sensors S3 and a light receiving part provided in the other third sensor S3. .
  • the light output from the third sensor S3 may have various wavelengths such as infrared rays.
  • the third sensor S3 including the light emitting unit and the third sensor S3 including the light receiving unit may be disposed to face each other while being spaced apart from each other. Accordingly, when only one of the third sensor S3 including the light emitting unit and the third sensor S3 including the light receiving unit is immersed in the fluid L and the other is exposed to the outside of the fluid L, the fluid L Since light is refracted at the water surface (the interface between the fluid and the gas), the light output from the light emitting unit does not reach the light receiving unit. On the other hand, both the third sensor S3 including the light emitting unit and the third sensor S3 including the light receiving unit are exposed to the outside of the fluid L, or both of the third sensor S3 including the light receiving unit is locked inside the fluid L.
  • the output light may reach the light receiver. Therefore, by arranging the third sensors S3 in consideration of the surface of the fluid L according to the reference tilt range of the first cartridge 310, it is possible to detect whether the first cartridge 310 is within the reference tilt range. Will be.
  • the case where the light emitting part and the light receiving part are provided in separate positions has been described. It will be appreciated that a similar principle as described above can be implemented by being applied to the light receiving portion.
  • the third sensors S3 may be disposed at the outer periphery of the inner upper surface of the first cartridge 310 as illustrated in FIG. 15. Accordingly, the height change of the third sensors S3 may be increased compared to the change of the tilt of the first cartridge 310, and as a result, the tilt of the first cartridge 310 may be more accurately detected.
  • the first cartridge 310 If the first cartridge 310 is excessively tilted, there is a risk that ultrasonic waves are applied to an unintended position. This may cause damage to the subject or the operator's body. In particular, when the transducer 314 generates high-intensity focused ultrasound to form the thermal lesion 12 at a predetermined position, the risk may be further increased.
  • the ultrasonic wave generating apparatus 10 allows the ultrasonic wave generation to be blocked when the inclination of the first cartridge 310 is out of a predetermined range.
  • the controller 150 cuts off the power provided to the transducer 314 or the transformer.
  • the ultrasonic generation operation of the producer 314 may be stopped. Accordingly, the risk that may occur as the first cartridge 310 is excessively inclined may be reduced.
  • ultrasonic waves when ultrasonic waves are generated in a state in which the penetrating member 318 of the first cartridge 310 faces upward, ultrasonic waves may be delivered to an operator or a treatment assistant, thereby causing a dangerous situation.
  • the transmission member 318 when the amount of the fluid (L) filled in the first cartridge 310 is not sufficient, the transmission member 318 may be damaged when the ultrasonic wave is emitted upward. As a result, safety and reliability may be greatly degraded, such as leakage of the fluid L or a malfunction of the first cartridge 310.
  • the third sensor S3 may be disposed in an area between the transmissive member 318 and the transducer 314 of the first cartridge 310. In this case, when the transmission member 318 of the first cartridge 310 is directed downward, the third sensor S3 does not measure the amount of the fluid L or the inclination of the first cartridge 310. However, when the penetrating member 318 of the first cartridge 310 is directed upward, the third sensor S3 may measure the amount of the fluid L. FIG. That is, if the third sensor S3 is not immersed in the fluid L, it may be determined as an abnormal state in which the amount of the fluid L is insufficient.
  • the third sensor S3 may be disposed near the lower surface inside the first cartridge 310.
  • the ultrasonic wave generating apparatus 10 may detect the degree of inclination toward one side based on the vertical upward in a state in which the transmission member 318 of the first cartridge 310 faces upward. In this case, when the penetrating member 318 of the first cartridge 310 is inclined to one side with respect to the vertical upper side in a state of pointing upward, a dangerous situation may occur as described above.
  • the transmissive member 318 of the first cartridge 310 is in the upward direction, the ultrasonic wave generation of the transducer 314 is stopped when it is within the inclination range of 10 degrees or less with respect to the vertical upper side. desirable.
  • the sensing means SM of the ultrasonic wave generating apparatus 10 may include a fourth sensor S4.
  • the fourth sensor S4 may be a sensor that detects at least one of tilt, angular velocity, and acceleration.
  • the fourth sensor S4 may be implemented as an acceleration sensor such as a conventional tilt sensor, an inertial type, a gyro silicon semiconductor sensor, or an angular velocity sensor. Since the principle and method of such sensors are already well known, a detailed description thereof will be omitted.
  • the fourth sensor S4 may be provided in the surgical handpiece 210 as illustrated in FIG. 9, or may be provided in the cartridge as illustrated in FIG. 20.
  • the fourth sensor S4 when the fourth sensor S4 is provided in the procedure handpiece 210, the fourth sensor provided in the procedure handpiece 210 does not need to include the fourth sensor S4 in each of the aforementioned cartridge sets. (S4) can be used jointly.
  • the inclination of the cartridge may be monitored by connecting the fourth sensor S4 to the controller 150 so that the controller 150 receives a signal generated by the fourth sensor S4.
  • the ultrasonic generation operation can be stopped or executed quickly according to the slope.
  • the control unit 150 implemented in software such as a main body of the equipment, it is possible to more quickly adjust the interruption or execution of ultrasonic generation with a simple configuration.
  • the first cartridge 310 may be for the reduction of the relatively thick subcutaneous fat layer.
  • the first cartridge 310 may be used when the thickness T1 of the subcutaneous fat layer 20 to be treated is 25.0 mm or more. That is, the first cartridge 310 may be set to a condition that can be performed when the thickness T1 of the subcutaneous fat layer 20 is 25.0 mm or more. In this case, the patient may be more likely to be obese.
  • the first cartridge 310 is adjusted to the upper and lower length (H1) of the HIFU lesion (lesion: 30) to approximately 8.0mm to 12.0mm, the irradiation depth from the skin surface of HIFU is adjusted to approximately 11.0mm to 15.0mm Can be.
  • the vertical length H1 of the HIFU lesion 30 When the vertical length H1 of the HIFU lesion 30 is less than about 8.0 mm, the reduction efficiency of the subcutaneous fat layer 20 may be reduced. On the contrary, when the vertical length H1 of the HIFU lesion 30 exceeds about 12.0 mm, the HIFU lesion may be formed in a region outside the subcutaneous fat layer 20. In addition, when the irradiation depth is less than approximately 11.0mm or greater than approximately 15.0mm, the HIFU lesion 30 may escape the subcutaneous fat layer 20 during the procedure.
  • the transducer 314 of the first cartridge 310 is adjusted to the upper and lower length (H1) of the HIFU lesion 30 is approximately 10.0mm ⁇ 2.0mm, the irradiation depth of the HIFU is 13.0mm ⁇ 2.0mm
  • the thickness (T1) of the subcutaneous fat layer 20 is 25.0mm or more, the risk of being applied to the skin tissue other than the subcutaneous fat layer 20 can be alleviated.
  • the transducer 314 of the first cartridge 310 may allow a plurality of HIFU lesions 30 to be generated while moving forward or backward, that is, linearly reciprocating. At this time, the spacing between the HIFU lesions 30, or less than 1.0mm, so that the HIFU lesions 30 to form a straight or column shape in the middle of the resultant end without breaking the subcutaneous fat layer 20 Can be pyrolyzed.
  • the HIFU lesions 30 overlap each other, since the pain felt by the operator may be large, it may be ideal that the HIFU is irradiated as close as possible in a condition where the HIFU lesions 30 do not overlap.
  • the second cartridge 310-1 may be for reducing the subcutaneous fat layer relatively thinner than the first cartridge 310 described above.
  • the second cartridge 310-1 may be used when the thickness T2 of the subcutaneous fat layer 40 to be treated is 7.0 mm or more and less than 25.0 mm. That is, the second cartridge 310-1 may be set to a condition that can be performed when the thickness T2 of the subcutaneous fat layer 40 is secured at least 7.0 mm but thinner than 25.0 mm. In this case, the patient may be more likely to be obese.
  • the second cartridge 310-1 has the upper and lower lengths H2 of HIFU lesions 50 adjusted to approximately 5.0 mm to 9.0 mm, while the depth of irradiation from the skin surface of HIFU is approximately 6.0 mm to 10.0 mm. Can be adjusted.
  • the vertical length H2 of the HIFU lesion 50 is less than about 5.0 mm, the reduction efficiency of the subcutaneous fat layer 20 may be reduced.
  • the vertical length H2 of the HIFU lesion 50 exceeds about 9.0 mm, the HIFU lesion may be formed in a region outside the subcutaneous fat layer 40.
  • the HIFU lesion 50 may escape the subcutaneous fat layer 40 during the procedure.
  • the transducer 314 of the second cartridge 310-1 has the vertical length H2 of the HIFU lesion 30 adjusted to approximately 7.0 mm ⁇ 2.0 mm, and the irradiation depth of the HIFU is 8.0 mm ⁇ .
  • the thickness (T2) of the subcutaneous fat layer 20 is 7.0mm or more and less than 25.0mm, it is possible to mitigate the risk of being applied to skin tissues other than the subcutaneous fat layer 40.
  • the transducer 314 of the second cartridge 310-1 may allow a plurality of HIFU lesions 50 to be generated while moving forward or backward, that is, linearly reciprocating.
  • the spacing between the HIFU lesions 50 is less than or less than 1.0mm, so that the HIFU lesions 50 result in a straight or columnar shape without interruption in the middle, while pyrolyzing the subcutaneous fat layer 40. You can.
  • the HIFU lesions 50 overlap each other, since the pain felt by the operator may be large, it may be ideal that the HIFU is irradiated as close as possible in a condition where the HIFU lesions 50 do not overlap.
  • Ultrasonic wave generating apparatus and the method of treatment using the same according to an embodiment of the present invention can be used in various procedures, such as obesity treatment, skin care, gynecological disease treatment.

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Abstract

카트리지 내부를 밀폐하는 하우징; 상기 하우징 내부에 구비되어 초음파를 발생시키는 트랜스듀서; 상기 하우징 외부의 회전력을 전달받아 회전운동하는 회전력 인가부; 및 상기 회전력 인가부의 회전운동을 직선운동으로 변환하여 상기 트랜스듀서에 제공하는 변환부; 및 상기 트랜스듀서의 초음파 발생 동작을 제어하는 제어수단;을 포함하는 초음파 생성 장치가 개시된다.

Description

초음파 생성 장치 및 이를 이용한 시술 방법
본 발명의 일실시예는 초음파 생성 장치 및 시술 방법에 관련된다.
최근들어 피부 미용이나 비만치료 등을 위한 다양한 시술들이 개발되고 있으며, 이러한 다양한 시술들 가운데 비침습적인 방식으로 수행되는 시술에 대한 관심이 높아지고 있다.
한편, 비침습적인 시술을 위하여 초음파가 폭넓게 활용되고 있으며, 그 중에서도 고강도 집속 초음파(High Intensity focused ultrasound:HIFU)를 이용하는 초음파 의료기기가 최근 각광받고 있다. 예컨대, 고강도 집속 초음파를 피부 조직 내부에 조사하여 페이스 리프팅(face lifting) 또는 스킨 타이트닝(skin tightening) 등 피부 미용을 위한 시술을 비침습적으로 수행하는 초음파 의료기기나, 고강도 집속 초음파를 피하 지방층에 조사하여 지방 조직을 비침습적으로 태우거나 녹여 분해키는 방식으로 비만 치료를 위한 시술을 비침습적으로 수행하는 초음파 의료기기들이 제안되고 있다.
이와 관련된 문헌들에는 US 2007-0232913 A1, KR 2011-0091831 A1, KR 2007-0065332 A1 등이 있다.
본 발명의 일 측면은, 시술의 효율성 향상, 사용수명 연장, 장치의 소형화, 경제성 향상, 안정성 또는 신뢰성 향상 중 적어도 하나가 가능한 기술을 제공할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 초음파 생성 장치는, 카트리지 내부를 밀폐하는 하우징; 상기 하우징 내부에 구비되어 초음파를 발생시키는 트랜스듀서; 상기 하우징 외부의 회전력을 전달받아 회전운동하는 회전력 인가부; 상기 회전력 인가부의 회전운동을 직선운동으로 변환하여 상기 트랜스듀서에 제공하는 변환부; 및 상기 트랜스듀서의 초음파 발생 동작을 제어하는 제어수단;을 포함할 수 있다.
이때, 초음파 생성 장치는, 상기 하우징 외부에 구비되며, 자력(磁力)에 의하여 상기 회전력 인가부와 연결되는 외측 회전부;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 변환부는, 상기 회전력 인가부와 연결되어 회전되는 주동절; 및
상기 트랜스듀서에 고정되며, 상기 주동절의 회전운동에 따라 전후방으로 직선운동하는 종동절;을 포함할 수 있다.
또한, 초음파 생성 장치는, 상기 트랜스듀서의 위치를 감지하는 위치감지수단을 더 포함하되, 상기 제어수단은 상기 위치감지수단에서 출력된 신호에 따라, 상기 트랜스듀서가 초음파를 발생한 직전 위치로부터 미리 정해진 거리 내에 있을 경우 상기 초음파가 발생되지 않도록 상기 트랜스듀서가 제어될 수 있다.
또한, 상기 하우징 내부에는 초음파를 전달하는 유체가 충진되고, 상기 초음파 생성 장치는, 상기 유체의 양, 상기 유체 수면의 기울기, 그리고 상기 카트리지의 기울기 중 적어도 어느 하나를 감지하는 감지수단을 더 포함하며, 상기 제어수단은, 상기 유체의 양, 상기 유체 수면의 기울기, 또는 상기 카트리지의 기울기 중 적어도 어느 하나가 기설정된 범위를 벗어나는 경우, 상기 초음파의 발생을 중단시키도록 상기 트랜스듀서를 제어할 수 있다.
또한, 변환부는, 원기둥 형상으로 이루어져 외주면에 홈부 또는 돌출부가 나선형으로 구비되며, 일단이 상기 회전력 인가부와 결합되는 원통캠; 상기 원통캠의 회전축과 평행하게 구비되는 가이드부; 및 일측은 상기 트랜스듀서에 고정되고, 타측은 상기 홈부에 삽입되거나 상기 돌출부가 삽입되며, 상기 가이드부를 따라 직선운동하는 이송부재;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 위치감지수단은, 상기 원통캠 또는 상기 하우징 중 어느 하나에 구비되는 제1 자석부; 및 상기 카트리지 내부에 구비되어 상기 제1 자석부의 위치를 검출하는 제1 센서;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 위치감지수단은, 상기 이송부재 또는 상기 트랜스듀서에 구비되는 제2 자석부; 및 상기 제2 자석부에 대향되도록 상기 카트리지 내부에 구비되어 상기 제2 자석부의 위치를 검출하는 제2 센서;를 포함할 수 있다.
이때, 상기 이송부재는 제1 기준점과 제2 기준점 사이를 직선운동하며, 상기 제2 센서는, 상기 이송부재가 상기 제1 기준점에 위치할 때 상기 제2 자석부에 대향되는 위치 및 상기 이송부재가 상기 제2 기준점에 위치할 때 상기 제2 자석부에 대향되는 위치에 각각 구비될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 초음파 생성 장치는, 시술자의 조작을 위한 시술 핸드피스; 상기 시술 핸드피스에 탈부착되며, 카트리지 몸체를 포함하는 카트리지; 상기 카트리지 몸체 내부에 구비되며, (High Intensity focused ultrasound:HIFU)로 이루어진 열적 병변(thermal lesion)을 생성시키는 트랜스듀서; 상기 시술 핸드피스에 구비되는 외측 회전부; 상기 카트리지 내부에 구비되며, 상기 카트리지의 외벽을 사이에 두고 상기 외측 회전부와 자력(磁力)으로 연결되는 회전력 인가부; 상기 회전력 인가부의 회전운동을 직선운동으로 변환하여 상기 트랜스듀서에 제공하는 변환부; 상기 트랜스듀서의 위치를 감지하는 위치감지수단; 및 상기 위치감지수단에서 출력된 신호에 따라 상기 트랜스듀서의 초음파 발생동작을 제어하는 제어수단;을 포함할 수 있다.
이때, 상기 변환부는, 원기둥 형상으로 이루어져 외주면에 홈부 또는 돌출부가 나선형으로 구비되며, 일단이 상기 회전력 인가부와 결합되는 원통캠; 상기 원통캠의 회전축과 평행하게 구비되는 가이드부; 및 일측은 상기 트랜스듀서에 고정되고, 타측은 상기 홈부에 삽입되거나 상기 돌출부가 삽입되며, 상기 가이드부를 따라 직선운동하는 이송부재;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 위치감지수단은, 상기 원통캠의 타단에 구비되는 제1 자석부; 및 상기 제1 자석부에 대향되도록 상기 카트리지 내부에 구비되어 상기 제1 자석부의 위치를 검출하는 제1 센서;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 위치감지수단은, 상기 이송부재 또는 상기 트랜스듀서에 구비되는 제2 자석부; 및 상기 상기 제2 자석부에 대향되도록 상기 카트리지 내부에 구비되어 상기 제2 자석부의 위치를 검출하는 제2 센서;를 포함하되, 상기 이송부재는 제1 기준점과 제2 기준점 사이를 직선운동하며, 상기 제2 센서는, 상기 이송부재가 상기 제1 기준점에 위치할 때 상기 제2 자석부에 대향되는 위치 및 상기 이송부재가 상기 제2 기준점에 위치할 때 상기 제2 자석부에 대향되는 위치에 각각 구비될 수 있다.
또한, 상기 카트리지 내부에는 유체가 충진되고, 상기 초음파 생성 장치는, 상기 유체의 양, 상기 유체 수면의 기울기, 그리고 상기 카트리지의 기울기 중 적어도 어느 하나를 감지하는 감지수단을 더 포함하며, 상기 제어수단은 상기 카트리지 몸체의 기울기가 미리 정해진 범위를 벗어나면 상기 트랜스듀서를 오프 시킬 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 초음파 생성 장치를 이용한 시술 방법은, 전술한 초음파 생성 장치를 이용하여 비침습적으로 피부 조직의 특정 깊이에 고강도 집속 초음파의 열적 병변들을 생성시켜 시술을 수행하되, 제1 기준점과 제2 기준점 간에 상기 트랜스듀서를 이동시키는 단계; 상기 트랜스듀서가 상기 제1 기준점과 상기 제2 기준점 사이를 이동하는 과정에서, 상기 트랜스듀서가 상기 고강도 집속 초음파를 발생한 직전 위치로부터 미리 정해진 거리 내에 있는가의 여부를 감지하는 단계; 및 상기 트랜스듀서가 상기 고강도 집속 초음파를 발생한 직전 위치로부터 미리 정해진 거리 내에 있는 경우, 상기 고강도 집속 초음파가 발생되지 않도록 상기 트랜스듀서를 제어하는 단계;를 포함할 수 있다.
이때, 상기 트랜스듀서는 원기둥 형상으로 제공되어 회동가능한 원통캠의 회전운동을 전달받아 상기 제1 기준점과 상기 제2 기준점 사이를 직선운동하되, 상기 트랜스듀서가 상기 고강도 집속 초음파를 발생한 직전 위치로부터 미리 정해진 거리 내에 있는가의 여부를 감지하는 단계는 상기 원통캠의 회전 정도를 감지하여 이루어질 수 있다.
또한, 초음파 생성 장치를 이용한 시술 방법은, 상기 트랜스듀서가 상기 제1 기준점 또는 제2 기준점에 위치하는 경우, 상기 트랜스듀서의 이동을 정지시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 트랜스듀서는 원기둥 형상으로 제공되어 회동가능한 원통캠의 회전운동을 전달받아 상기 제1 기준점과 상기 제2 기준점 사이를 직선운동하고, 상기 초음파 생성 장치를 이용한 시술 방법은 상기 원통캠의 회전 속도를 조절하여 상기 열적 병변들 간의 간격을 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 카트리지가 소정 위치에 고정된 상태에서도 초음파를 발산하는 수단이 직선운동을 수행할 수 있으므로 시술에 소요되는 노동력이나 시간이 감소될 수 있으며, 이에 따라, 초음파 생성 장치를 이용한 시술의 효율성이 향상된다는 유용한 효과를 제공한다.
또한, 카트리지 내부와 외부 사이가 차단된 상태에서 초음파 발산 수단을 왕복운동 시킬 수 있으므로 카트리지 내부에 충진되는 유체의 손실이 최소화될 수 있으며, 이에 따라, 카트리지 교체 주기 또는 유체 충진 주기가 연장되어 유지비용이 경감될 수 있다.
또한, 여러 카트리지들이 교대로 장착될 수 있는 시술 핸드피스에 모터 등의 구동장치를 구비함으로써 여러 카트리지들이 구동장치를 공용할 수 있으므로 초음파 생성 장치를 포함하는 시술 장치의 가격 경쟁력이 향상될 수 있다.
또한, 초음파 발생부의 위치가 정밀하게 파악될 수 있고, 초음파 발생부의 위치를 고려하여 초음파 발생 동작이 제어될 수 있으므로 시술의 안정성이 향상될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 카트리지의 내부에 충진되는 유체의 양을 검출하여 유체 부족상황을 시술자에게 신속하게 인지시킬 수 있으며, 유체 충진 또는 카트리지 교체 등의 대응책을 신속하게 실행할 수 있게 되므로 시술의 효율성이 향상될 수 있다. 또한, 유체가 부족한 상태에서 사용을 계속함에 따라 발생될 수 있는 카트리지의 손상 위험을 감소시킬 수 있다.
또한, 카트리지의 기울기를 검출하여 부적절한 상황에서는 초음파가 발생되지 않도록 제어되도록 함으로써 안전성이 향상될 수 있다는 유용한 효과를 제공한다.
또한, 별도의 기울기 센서를 구비하지 않고 유체 접촉센서만을 이용하여 기울기를 검출할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 생성 장치를 개략적으로 예시한 사시도이고, 도 2는 도 1에 예시된 시술 핸드피스와 카트리지의 결합관계를 설명하기 위한 도면들이고, 도 3은 도 2의 I-I'선 절단면을 개략적으로 예시한 도면이고, 도 4는 도 2의 Ⅱ-Ⅱ'선 절단면을 개략적으로 예시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 생성 장치 중 주요 부분을 설명하기 위한 사시도이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 초음파 생성 장치를 개략적으로 예시한 사시도이고, 도 7는 도 6에 예시된 시술 핸드피스와 카트리지의 결합관계를 설명하기 위한 도면이고, 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 초음파 생성 장치를 개략적으로 예시한 도면이고, 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 초음파 생성 장치를 개략적으로 예시한 단면도이고, 도 10은 도 9의 A 부분을 개략적으로 예시한 일부발췌사시도이고, 도 11은 도 9의 Ⅲ-Ⅲ'선 절단면을 개략적으로 예시한 단면도이고, 도 12는 시술 핸드피스와 카트리지의 결합 과정을 설명하기 위한 도면들이고, 도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 초음파 생성 장치를 개략적으로 예시한 블럭도이고, 도 14는 도 12에 도시된 I-I'선을 따라 절단한 면의 단면도이고, 도 15는 도 14에 도시된 Ⅳ-Ⅳ'선을 따라 절단한 면의 다양한 변형예들을 예시한 도면들이고, 도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 초음파 생성 장치의 작동원리를 설명하기 위한 도면들이고, 도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 초음파 생성 장치에서 도 12에 도시된 I-I'선을 따라 절단한 면의 단면도이고, 도 18은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 초음파 생성 장치의 작동원리를 설명하기 위한 도면이고, 도 19는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 초음파 생성 장치에서 도 12에 도시된 I-I'선을 따라 절단한 면의 단면도이고, 도 20은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 초음파 생성 장치에서 도 12에 도시된 I-I'선을 따라 절단한 면의 단면도이고, 도 21은 본 발명의 일실시예에 따른 제1 및 제2 카트리지들을 설명하기 위한 도면들이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 생성 장치는 고강도 집속 초음파(High Intensity Focused Ultrasound:HIFU)를 이용하여 각종 시술을 수행하는 의료기기일 수 있다.
일실시예에서, 초음파 생성 장치는 서로 상이한 두 가지 이상의 시술들을 수행할 수 있다. 예컨대, 초음파 생성 장치는 비침습적 페이스 리프팅(face lifting) 또는 스킨 타이트닝(skin tightening) 시술, 비침습적 피하 지방층의 감소 또는 제거 시술을 수행할 수 있다.
상기 고강도 집속 초음파(이하, 'HIFU'라 함)는 하나의 초점에 초음파를 포커싱하여 열적 병변(thermal lesion:12)을 형성시키기 위한 것일 수 있다. 이러한 열적 병변(12)은 대략 60℃ 이상의 고온 상태의 열적 초점일 수 있다.
따라서, 초음파 생성 장치는 피부 표면으로부터 대략 1.5mm 내지 4.5mm에 위치하고 있는 진피층, 근막층, 또는 SMAS층에 상기 열적 병변(12)을 형성시켜 페이스 리프팅(face lifting) 또는 스킨 타이트닝(skin tightening) 시술을 수행하거나, 피부 표면으로부터 대략 6.0mm 내지 15.0mm에 위치되는 피하 지방층에 대해 상기 열적 병변(12)을 형성시켜 지방 감소 또는 제거 시술을 수행할 수 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 생성 장치(10)는, 장비 본체(100), 핸드피스 어셈블리(200), 그리고 카트리지 세트(300) 등을 포함할 수 있다.
상기 장비 본체(100)는 시술자(미도시됨)에게 시술 관련 정보를 제공하고, 시술자가 초음파 생성 장치(10)를 동작 또는 조작하기 위한 것일 수 있다. 예컨대, 상기 장비 본체(100)에는 시술자의 시술 관련 정보를 표시하기 위한 표시기(110) 및 시술자가 초음파 생성 장치(10)를 동작 또는 제어하기 위한 제어기(120) 등이 구비될 수 있다. 여기서, 상기 제어기(120)로는 터치 스크린 등이 사용될 수 있다.
상기 핸드피스 어셈블리(200)는 시술 핸드피스(210) 및 연결 케이블(220)을 포함할 수 있다. 상기 시술 핸드피스(210)는 시술 대상자에게 HIFU를 조사시키기 위한 것으로서, 사용자 조작의 편의성 향상을 위해 핸드-헬드(hand-held) 형태로 제공될 수 있다. 예컨대, 상기 시술 핸드피스(210)는 시술자가 상기 시술 핸드피스(210)를 잡을 수 있도록 손잡이부(212)를 구비할 수 있다. 상기 손잡이부(212)의 상단에는 시술자가 초음파 조사 동작을 제어하기 위한 스위치(212a)가 구비될 수 있다. 상기 연결 케이블(220)은 상기 시술 핸드피스(210)와 상기 장비 본체(100)를 전기적 및 물리적으로 연결시키기 위한 것일 수 있다. 상기 연결 케이블(220)의 일단은 상기 시술 핸드피스(210)와 연결되고, 타단은 상기 장비 본체(100)에 커넥팅(connecting) 타입으로 탈부착 가능하게 연결될 수 있다.
일실시예에서, 상기 카트리지 세트(300)는 복수의 카트리지들로 구성된 세트(set)일 수 있다. 예를 들면, 상기 카트리지 세트(300)는 시술 종류 또는 시술 조건이 서로 상이한 제1 내지 제3 카트리지들(310, 310-1, 310-2)를 포함할 수 있다. 그리고, 제1 내지 제3 카트리지들(310, 310-1, 310-2) 각각은 상기 시술 핸드피스(210)에 탈부착이 가능하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 제1 카트리지(310)와 제2 카트리지(310-1)는 비만 환자의 비만 상태 또는 시술 부위별로 그 기능이 나뉜 것으로, 세부적으로는 HIFU의 조사 세기와 깊이 등의 조건이 상이할 수 있다. 또한, 제3 카트리지(310-2)는 페이스 리프팅 또는 스킨 타이트닝 시술을 수행하기 위한 HIFU의 조사 세기와 깊이 조건으로 셋팅된 것일 수 있다. 더 나아가, 종양 또는 암조직의 제거 시술을 위한 카트리지를 적용하는 것도 가능하다.
보다 구체적으로, 제1 내지 제3 카트리지들(310, 310-1, 310-2) 각각은 대략 40.0mm 내지 100.0mm의 시술 구간을 갖도록, 내부에 구비된 트랜스듀서(314)가 전후 방향으로 이동될 수 있다. 이때, 트랜스듀서(314)는, 상기 범위를 이동하는 동안 HIFU를 조사할 수 있다. 한편, 트랜스듀서(314)의 전후 이동범위가 40.0mm 미만인 경우, 시술 영역이 작아 시술 시간이 매우 길어질 수 있다. 또한, 트랜스듀서(314)는 일정 깊이로 HIFU를 조사하게 셋팅되어 있으며, 피하 지방층은 사람의 배꼽을 기준으로 양측 방향으로 굴곡지게 퍼져있으므로, 트랜스듀서(314)의 전후 이동범위가 100.0mm를 초과하는 경우, 피하 지방층에 대한 최초 HIFU 조사 깊이와 최종 HIFU 조사 깊이가 달라질 수 있다. 그 결과, 피하 지방층을 벗어난 영역에 HIFU가 조사될 위험성이 매우 높아질 수 있다. 따라서, 트랜스듀서(314)는 대략 40.0mm 내지 100.0mm 내 범위 내에서, 보다 더 바람직하게는 60.0mm 내지 80.0mm 내 범위 내에서 전후로 이동될 수 있도록 설정되는 것이, 시술 안전성을 확보하면서도 시술 시간을 단축시키는 데 유리할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 초음파 생성 장치(10)는, 시술 종류 또는 시술 조건이 상이한 제1 내지 제3 카트리지들(310, 310-1, 310-2)로 구성된 카트리지 세트(300)를 구비한 후, 시술 종류나 시술 조건에 적합한 카트리지를 선택하여 시술 핸드피스(210)에 장착함으로써, 환자별 맞춤형 시술을 시행할 수 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 생성 장치(10)는 제1 내지 제3 카트리지(310-2)들(310, 310-1, 310-2) 외부의 회전력이 카트리지 내부로 전달되고, 이 회전력을 이용하여 트랜스듀서(314)를 직선방향으로 운동시킬 수 있다.
일실시예에서, 제1 카트리지(310)는 하우징(312)으로 둘러쌓인 영역 내부에 구비되는 회전력 인가부(350), 변환부 및 트랜스듀서(314)를 포함할 수 있다.
회전력 인가부(350)는 하우징(312) 외부로부터 제공되는 회전력을 인가받는 기능을 수행한다. 일 예로, 하우징(312) 외부에서 회전운동을 수행하는 외측 회전부(233)로부터 회전력 인가부(350)로 회전력이 전달될 수 있다. 여기서, 회전력 인가부(350)와 외측 회전부(233)는 서로 직접 접촉되지 않으며, 하우징(312)을 사이에 두고 대향되게 배치된다. 그리고, 회전력 인가부(350)와 외측 회전부(233)는 자력에 의하여 연결될 수 있다. 이를 위하여 회전력 인가부(350) 및 외측 회전부(233)는 자성 물질로 이루어지거나 자성 물질을 포함할 수 있다. 또한, 하우징(312) 중에서 회전력 인가부(350)와 외측 회전부(233) 사이의 영역은 비자성 물질로 이루어짐으로써 회전력 인가부(350)와 외측 회전부(233) 사이의 자기적 결합력 감소를 최소화할 수 있다. 물론 하우징(312) 전체가 비자성 물질로 이루어질 수 있지만, 회전력 인가부(350) 및 외측 회전부(233) 사이의 영역이 아니라면 자성 물질로 이루어진다 해도 무방하다.
일실시예에서, 회전력 인가부(350)와 외측 회전부(233)는 대체적으로 원판 형상으로 이루어질 수 있다. 이에 따라, 회전력 인가부(350)와 외측 회전부(233) 사이의 자기적 결합력을 극대화 하면서도 최소한의 공간을 차지하고, 마찰력도 최소화할 수 있다.
또한, 하우징(312)에는 오목부가 구비되어 회전력 인가부(350) 및 외측 회전부(233)의 일부가 오목부 내부에 삽입되도록 함으로써 회전력 인가부(350) 및 외측 회전부(233)가 안정적으로 지지되면서도 원활하게 회전운동을 수행할 수 있도록 할 수 있다.
또한, 회전력 인가부(350)와 하우징(312) 사이, 그리고 외측 회전부(233)와 하우징(312) 사이에는 마찰력을 감소시켜 원활한 회전운동을 도모할 수 있도록 베어링 등의 부재가 구비될 수 있다.
일실시예에서, 외측 회전부(233)는 모터(231)의 회전축(232)과 연결될 수 있다. 그리고, 모터(231), 회전축(232) 및 외측 회전부(233)는 시술 핸드피스에 구비될 수 있다.
여기서, 도 2를 참조하면, 제1 카트리지(310)는 시술 핸드피스에 결합될 수 있는데, 이때, 제1 카트리지(310)와 시술 핸드피스가 접촉되는 부분에 외측 회전부(233)가 위치된다. 그리고, 도 2에 도시된 바와 같이 외측 회전부(233)의 적어도 일부가 시술 핸드피스 외부로 돌출되어 하우징(312)의 오목부에 삽입됨에 따라 외측 회전부(233)와 회전력 인가부(350) 사이의 자기적 결합력이 극대화될 수 있다. 물론, 도시되지는 않았지만, 회전력 인가부(350)가 접촉되는 하우징(312)의 표면이 외측 회전부(233) 방향으로 돌출되고, 이렇게 돌출된 부분이 시술 핸드피스 내부로 삽입되는 방식도 가능하다.
한편, 변환부는 회전력 인가부(350)와 트랜스듀서(314) 사이에 구비되며, 회전력 인가부(350)의 회전운동을 직선운동으로 변환하여 트랜스듀서(314)에 제공하는 기능을 수행한다. 이에 따라, 제1 카트리지(310) 내부에서 트랜스듀서(314)가 직선 방향으로 이동될 수 있다.
일실시예에서, 변환부는 회전운동을 수행하는 주동절(340)과 직선운동을 수행하는 종동절(330)을 포함할 수 있다. 예컨대, 원기둥 형상으로 이루어진 원통캠(341)의 표면에 홈부(341H)가 나선형으로 형성되어 회전운동을 수행함으로써 주동절(340)을 이루고, 원통캠(341)의 홈부(341H)에 삽입되는 돌기부(332)와 결합된 이송부재(331)가 가이드부(333)를 따라 직선 방향으로 이동됨으로써 종동절(330)을 이룰 수 있다. 도시되지는 않았지만 원통캠(341)의 표면에 돌기가 나선형으로 형성되고, 이송부재(331)에 홈부(341H)가 돌기부(332)에 삽입되는 방식도 가능하다.
또한, 이송부재(331)에 트랜스듀서(314)가 고정됨으로써 이송부재(331)의 직선 방향 이동에 따라 트랜스듀서(314)가 이송부재(331)와 함께 직선 방향으로 이동될 수 있다.
일실시예에서, 원통캠(341)의 일단은 회전력 인가부(350)와 연결된다. 그리고, 원통캠(341)의 타단은 회동 가능하게 하우징(312)에 결합될 수 있다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 하우징(312)에 요홈이 구비되고, 원통캠(341)의 타단에 축돌기(342)가 구비되어 축돌기(342)가 요홈에 삽입되는 방식으로 원통캠(341)이 회동가능하게 하우징(312)에 결합될 수 있다는 것이다. 이에 따라, 회전력 인가부(350)가 외측 회전부(233)로부터 회전력을 인가받아 회전운동을 수행하면 원통캠(341)도 회전운동을 수행할 수 있게 된다.
일실시예에서, 원통캠(341)의 표면에 구비되는 홈부(341H)가 원통캠(341)의 일측에서 시작되어 원통캠(341)의 타측을 경유하고 원통캠(341)의 일단으로 회귀하여 한 바퀴의 원을 이룰 수 있다. 이 경우, 원통캠(341)이 360도 회전하는 동안 이송부재(331)와 트랜스듀서(314)는 가이드부(333)를 따라 전진했다가 원위치로 복귀하는 직선운동, 이른바 직선왕복운동을 수행할 수 있다. 이때, 트랜스듀서(314)의 직선왕복 속도를 고려하여 원통캠(341)의 회전속도를 조절할 수 있으며, 전술한 모터(231)의 회전속도를 조절하거나, 모터(231)의 회전축(232)과 외측 회전부(233) 사이에 기어(미도시됨) 등을 구비함으로써 회전속도를 조절할 수 있다.
다른 실시예에서, 원통캠(341)의 표면에 구비되는 홈부(341H)가 일방향으로만 진행되도록 형성될 수 있다. 이 경우에는 원통캠(341)의 회전방향에 따라 이송부재(331) 및 트랜스듀서(314)가 전진운동 또는 후진운동을 수행할 수 있다. 예컨대, 원통캠(341)이 시계방향으로 회전되면 이송부재(331) 및 트랜스듀서(314)가 전진하고, 원통캠(341)이 반시계방향으로 회전되면 이송부재(331) 및 트랜스듀서(314)가 후진할 수 있다는 것이다. 한편, 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 생성 장치(10)는 회전력 인가부(350)와 외측 회전부(233)가 자력에 의하여 결합되므로, 회전방향을 급작스럽게 전환할 경우 회전력 인가부(350)와 외측 회전부(233) 사이의 자기적 결합이 순간적으로 단절될 수 있다. 따라서, 트랜스듀서(314)의 직선왕복 속도와 함께 회전력 인가부(350)와 외측 회전부(233) 사이의 자기적 결합력을 고려하여 원통캠(341)의 직경이나 회전속도를 결정할 수 있다.
일실시예에서, 제1 카트리지(310) 중 트랜스듀서(314)에서 발생되는 초음파가 경유하는 방향에는 투과부재가 구비될 수 있다. 이때, 투과부재는 초음파를 원활하게 투과할 수 있는 재질로 이루어진 윈도우일 수 있다.
또한, 제1 카트리지(310) 내부의 빈 공간에는 유체(L)가 충진될 수 있다. 이 유체(L)는 트랜스듀서(314)에서 발생된 초음파가 제1 카트리지(310) 외부로 원활하게 전달되도록 하는 일종의 매질 역할을 수행한다. 또한, 이 유체(L)는 트랜스듀서(314)를 냉각하는 기능을 수행할 수도 있다. 예컨대, 트랜스듀서(314)가 초음파를 발생하는 과정에서 발열현상이 유발될 수 있는데, 이러한 발열현상을 전술한 유체(L)가 완화시킬 수 있다는 것이다.
따라서, 적어도 제1 카트리지(310)의 투과부재에서 트랜스듀서(314)까지의 영역에는 전술한 유체(L)가 충진될 필요가 있다. 또한, 제1 카트리지(310)가 시술 핸드피스에 결합되어 시술 대상자의 신체에 접촉되면서 시술이 수행되고 있는 동안, 제1 카트리지(310)의 투과부재가 항상 수직 하방을 향하고 있지 못할 수 있다. 따라서, 시술 중, 트랜스듀서(314)가 지향하는 방향의 기울기 범위를 고려하여 전술한 유체(L)의 충진량을 결정하는 것이 바람직하다. 물론 제1 카트리지(310) 내부의 빈 공간에 전술한 유체(L)를 가득 충진하는 것도 가능하다.
한편, 이와 같이 제1 카트리지(310) 내부에 유체(L)가 충진되는 경우, 제1 카트리지(310) 내부의 밀폐도에 따라 유체(L)의 유실주기 등이 달라질 수 있다. 예컨대, 밀폐도가 낮은 경우에는 시간이 경과됨에 따라 제1 카트리지(310) 내부의 유체(L)가 감소될 수 있다. 이 경우, 유체(L)를 보충하거나 제1 카트리지(310) 자체를 교환해야 하는 문제가 발생될 수 있다. 그러나, 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 생성 장치(10)는 카트리지 내부에 구비되는 회전력 인가부(350)가 카트리지 외부에 구비되는 외측 회전부(233)로부터 회전력을 제공받게 되며, 이렇게 인가받은 회전력을 전술한 변환부를 통해 변환하여 트랜스듀서(314)를 직선운동 또는 직선왕복운동 시킬 수 있다. 또한, 회전력 인가부(350)와 외측 회전부(233)는 자력에 의하여 연결될 수 있으므로 제1 카트리지(310)의 밀폐도를 향상시킬 수 있다. 즉, 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 생성 장치(10)는, 제1 카트리지(310)의 외벽이나 하우징(312)을 관통하는 구성요소 없이도 제1 카트리지(310) 외부의 구동력을 이용하여 트랜스듀서(314)를 직선운동 또는 직선왕복운동시킬 수 있다는 것이다.
따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 생성 장치(10)는, 카트리지의 외벽이나 하우징(312)을 관통하는 구성요소가 필요한 경우에 비하여 카트리지의 밀폐도가 개선될 수 있으며, 이에 따라, 카트리지의 교체주기가 연장되고, 초음파 생성 장치(10)의 사용 및 유지관리상의 편의성이 향상될 수 있게 되는 것이다. 또한, 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 생성 장치(10)는, 카트리지의 밀폐도를 향상시키기 위한 별도의 수단을 구비할 필요가 없을 뿐만 아니라, 전술한 회전력 인가부(350) 및 변환부를 통해서 단순화된 구조로 트랜스듀서(314)를 직선운동 또는 직선왕복운동 시킬 수 있으므로 카트리지나 시술 핸드피스의 소형화 및 제조원가 절감에 유리하다.
이상에서는 제1 카트리지(310)를 기준으로 설명하였으나, 제2 카트리지(310-1)나 제3 카트리지(310-2) 또한 제1 카트리지(310)와 유사한 방식으로 구현될 수 있으므로 중복되는 설명은 생략한다.
또한, 도 3에 표시된 S3 및 S4는 각각 제3 센서 및 제4 센서를 의미하는 것으로, 이 센서들이 포함되는 실시예에 대해서는 도 13 내지 도 20을 참조하여 후술하기로 한다.
이하에서는 도 6 내지 도 11을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 대해서 설명하기로 한다. 여기서, 전술한 내용과 중복되는 설명들은 생략될 수 있다.
도 6 내지 도 11을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 생성 장치(20)는, 시술 핸드피스(410) 및 카트리지 세트(500)를 포함할 수 있으며, 더 나아가, 거치대(600)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 시술 핸드피스(410) 및 카트리지를 포함하여 핸드피스 어셈블리(400)라고 칭할 수도 있다.
이때, 시술 핸드피스(410)는 시술 대상자에게 HIFU를 조사시키기 위한 것으로서, 사용자 조작의 편의성 향상을 위해 핸드-헬드(hand-held) 형태로 제공될 수 있다. 예컨대, 시술 핸드피스(410)는 시술자가 시술 핸드피스(410)를 편리하게 잡을 수 있는 형태로 이루어질 수 있다.
일실시예에서, 시술 핸드피스(410)에는 시술자(미도시됨)에게 시술 관련 정보를 제공하는 표시부(420)가 구비될 수 있으며, 시술자로부터 소정의 명령을 입력받기 위한 입력부(430)가 구비될 수 있다. 여기서, 입력부(430)는 물리적 버튼 또는 터치 스크린 방식으로 구현될 수 있으며, 도 6 등에서는 표시부(420)와 제어부(440)를 구분하여 예시하였지만, 터치 스크린 방식으로 표시부(420)와 입력부(430)가 일체되게 이루어질 수도 있음은 자명하다.
이러한 표시부(420)와 입력부(430)는 도 9 등에 예시된 제어부(440)와 연결될 수 있으며, 입력부(430)에 인가된 시술자의 명령이 제어부(440)로 전달되어 초음파 생성 장치(20)가 동작 또는 제어될 수 있다.
일실시예에서 시술 핸드피스(410) 내부에 전원부(460)가 구비될 수 있으며, 이 경우 외부전원 공급 등을 위한 별도의 케이블 등이 시술 핸드피스(410)에 연결될 필요가 없게 되어 시술 핸드피스(410)를 이용한 각종 시술시 편의성이 향상될 수 있다. 여기서, 전원부(460)는 리튬이온 배터리 등의 이차전지로 구현될 수 있으며, 더 나아가, 시술 핸드피스(410)가 거치대(600)에 거치될 경우 전원부(460)가 충전될 수 있도록 구현될 수도 있다. 한편, 통기구(411)는 시술 핸드피스(410) 내부에 공기를 유통시켜서 시술 핸드피스(410) 및 카트리지의 과열현상을 완화시키는 기능을 수행할 수 있다.
다음으로 카트리지 세트(500)는 복수의 카트리지들로 구성된 세트를 의미할 수 있다. 일 예로서, 상기 카트리지 세트(500)는 시술 종류 또는 시술 조건이 동일하거나 유사한 제1 내지 제3 카트리지들(510, 510-1, 510-2)을 포함할 수 있다. 그리고, 제1 내지 제3 카트리지들(510, 510-1, 510-2) 각각은 시술 핸드피스(410)에 탈부착이 가능하도록 구성될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 초음파 생성 장치(20)는, 시술 종류 또는 시술 조건이 동일한 카트리지들(510, 510-1, 510-2)로 구성된 카트리지 세트(500)를 구비한 후, 수명이 다한 카트리지를 새로운 카트리지로 교체하여 시술 핸드피스(410)에 장착해서 사용함으로써, 트랜스듀서(514)의 수명이 다한 경우에 초음파 생성 장치(20) 전체를 새롭게 구매하는 것이 아닌, 카트리지 교체 방식으로서 지속적으로 사용할 수 있다.
다른 예로서, 상기 카트리지 세트(500)는 시술 종류 또는 시술 조건이 서로 상이한 제1 내지 제3 카트리지들(510, 510-1, 510-2)을 포함할 수 있다. 그리고, 제1 내지 제3 카트리지들(510, 510-1, 510-2) 각각은 시술 핸드피스(410)에 탈부착이 가능하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 제1 카트리지(510), 제2 카트리지(510-1) 및 제3 카트리지(510-2)는 시술 대상자의 피부나 비만 상태, 또는 시술 부위별로 그 기능이 나뉜 것으로, 세부적으로는 HIFU의 조사 세기와 깊이 등의 조건이 상이할 수 있다.
보다 구체적으로, 제1 내지 제3 카트리지들(510, 510-1, 510-2) 각각은 대략 40.0mm 내지 100.0mm의 시술 구간을 갖도록, 내부에 구비된 트랜스듀서(514)가 전후 방향으로 이동될 수 있다. 이때, 트랜스듀서(514)는, 상기 범위를 이동하는 동안 HIFU를 조사할 수 있다. 한편, 트랜스듀서(514)의 전후 이동범위가 40.0mm 미만인 경우, 시술 영역이 작아 시술 시간이 매우 길어질 수 있다. 또한, 트랜스듀서(514)는 일정 깊이로 HIFU를 조사하게 셋팅되어 있으며, 피하 지방층은 사람의 배꼽을 기준으로 양측 방향으로 굴곡지게 퍼져있으므로, 트랜스듀서(514)의 전후 이동범위가 100.0mm를 초과하는 경우, 피하 지방층에 대한 최초 HIFU 조사 깊이와 최종 HIFU 조사 깊이가 달라질 수 있다. 그 결과, 피하 지방층을 벗어난 영역에 HIFU가 조사될 위험성이 매우 높아질 수 있다. 따라서, 트랜스듀서(514)는 대략 40.0mm 내지 100.0mm 내 범위 내에서, 보다 더 바람직하게는 60.0mm 내지 80.0mm 내 범위 내에서 전후로 이동될 수 있도록 설정되는 것이, 시술 안전성을 확보하면서도 시술 시간을 단축시키는 데 유리할 수 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 생성 장치(20) 역시 제1 내지 제3 카트리지(510, 510-1, 510-2) 외부의 회전력이 카트리지의 내부로 전달되고, 이 회전력을 이용하여 트랜스듀서(514)를 직선방향으로 운동시킬 수 있다.
일실시예에서, 제1 카트리지(510)는 하우징(512)으로 둘러쌓인 영역 내부에 구비되는 회전력 인가부(550), 변환부 및 트랜스듀서(514)를 포함할 수 있다.
회전력 인가부(550)는 하우징(512) 외부로부터 제공되는 회전력을 인가받는 기능을 수행한다. 일 예로, 하우징(512) 외부에서 회전운동을 수행하는 외측 회전부(453)로부터 회전력 인가부(550)로 회전력이 전달될 수 있다. 여기서, 회전력 인가부(550)와 외측 회전부(453)는 서로 직접 접촉되지 않으며, 하우징(512)을 사이에 두고 대향되게 배치된다. 그리고, 회전력 인가부(550)와 외측 회전부(453)는 자력(磁力)에 의하여 연결될 수 있다. 이를 위하여 회전력 인가부(550) 및 외측 회전부(453)는 자성 물질로 이루어지거나 자성 물질을 포함할 수 있다. 또한, 하우징(512) 중에서 회전력 인가부(550)와 외측 회전부(453) 사이의 영역은 비자성 물질로 이루어짐으로써 회전력 인가부(550)와 외측 회전부(453) 사이의 자기적 결합력 감소를 최소화할 수 있다. 물론 하우징(512) 전체가 비자성 물질로 이루어질 수 있지만, 회전력 인가부(550) 및 외측 회전부(453) 사이의 영역이 아니라면 자성 물질로 이루어진다 해도 무방하다.
일실시예에서, 회전력 인가부(550)와 외측 회전부(453)는 대체적으로 원판 형상으로 이루어질 수 있다. 이에 따라, 회전력 인가부(550)와 외측 회전부(453) 사이의 자기적 결합력을 극대화 하면서도 최소한의 공간을 차지하고, 마찰력도 최소화할 수 있다.
또한, 하우징(512)에는 오목부가 구비되어 회전력 인가부(550) 및 외측 회전부(453)의 일부가 오목부 내부에 삽입되도록 함으로써 회전력 인가부(550) 및 외측 회전부(453)가 안정적으로 지지되면서도 원활하게 회전운동을 수행할 수 있도록 할 수 있다.
또한, 회전력 인가부(550)와 하우징(512) 사이, 그리고 외측 회전부(453)와 하우징(512) 사이에는 마찰력을 감소시켜 원활한 회전운동을 도모할 수 있도록 베어링 등의 부재가 구비될 수도 있다.
일실시예에서, 외측 회전부(453)는 모터(450)의 모터축(452)과 연결될 수 있다. 그리고, 모터(450), 모터축(452) 및 외측 회전부(453)는 시술 핸드피스(410)에 구비될 수 있다.
여기서, 도 7을 참조하면, 제1 카트리지(510)는 시술 핸드피스(410)에 결합될 수 있는데, 이때, 제1 카트리지(510)와 시술 핸드피스(410)가 접촉되는 부분에 외측 회전부(453)가 위치된다. 그리고, 도 9에 도시된 바와 같이 외측 회전부(453)의 적어도 일부가 시술 핸드피스(410) 외부로 돌출되어 하우징(512)의 오목부에 삽입됨에 따라 외측 회전부(453)와 회전력 인가부(550) 사이의 자기적 결합력이 극대화될 수 있다. 물론, 도시되지는 않았지만, 회전력 인가부(550)가 접촉되는 하우징(512)의 표면이 외측 회전부(453) 방향으로 돌출되고, 이렇게 돌출된 부분이 시술 핸드피스(410) 내부로 삽입되는 방식도 가능하다.
한편, 변환부는 회전력 인가부(550)와 트랜스듀서(514) 사이에 구비되며, 회전력 인가부(550)의 회전운동을 직선운동으로 변환하여 트랜스듀서(514)에 제공하는 기능을 수행한다. 이에 따라, 제1 카트리지(510) 내부에서 트랜스듀서(514)가 직선 방향으로 이동될 수 있다.
일실시예에서, 변환부는 회전운동을 수행하는 주동절과 직선운동을 수행하는 종동절을 포함할 수 있다. 예컨대, 원기둥 형상으로 이루어진 원통캠(541)의 표면에 홈부(541H)가 나선형으로 형성되어 회전운동을 수행함으로써 주동절을 이루고, 원통캠(541)의 홈부(541H)에 삽입되는 돌기부(532)를 구비하는 이송부재(531)가 가이드부(533)를 따라 직선 방향으로 이동됨으로써 종동절을 이룰 수 있다. 도시되지는 않았지만 원통캠(541)의 표면에 돌출부가 나선형으로 형성되고, 돌출부가 삽입되는 요홈이 이송부재(531)에 구비되는 방식으로 주동절과 종동절이 결합될 수도 있다.
또한, 이송부재(531)에 트랜스듀서(514)가 고정됨으로써 이송부재(531)의 직선 방향 이동에 따라 트랜스듀서(514)가 이송부재(531)와 함께 직선 방향으로 이동될 수 있다. 여기서, 트랜스듀서(514)와 이송부재(531)를 합쳐서 초음파 발생부라고 칭할 수도 있다.
일실시예에서, 원통캠(541)의 일단은 회전력 인가부(550)와 연결된다. 그리고, 원통캠(541)의 타단은 회동가능하게 하우징(512)에 결합될 수 있다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 하우징(512)에 홈이 구비되고, 원통캠(541)의 타단에 축돌기(542)가 구비되어 축돌기(542)가 요홈에 삽입되는 방식으로 원통캠(541)이 회동가능하게 하우징(512)에 결합될 수 있다는 것이다. 이에 따라, 회전력 인가부(550)가 외측 회전부(453)로부터 회전력을 인가받아 회전운동을 수행하면 원통캠(541)도 회전운동을 수행할 수 있게 된다. 도 9 등에는 원통캠(541)과 회전력 인가부(550)가 각각의 유닛으로 이루어져 서로 결합되는 방식이 예시되어 있다. 그러나, 원통캠(541)과 회전력 인가부(550)는 일체로 형성될 수도 있음을 이해할 수 있을 것이다. 다만, 회전력 인가부(550)는 외측 회전부(453)와의 자기적 연결을 위해서 자성물질로 이루어지거나 자성물질을 포함해야 하는 반면, 원통캠(541)을 자성물질로 구현할 필요는 없는 것이므로, 제조원가 절감 및 제조효율 향상 등의 관점에서 원통캠(541)과 회전력 인가부(550)를 서로 다른 재질로 구현한 뒤 결합하는 것이 유리하다. 이때, 원통캠(541)과 회전력 인가부(550)의 결합부에 적어도 하나의 걸림돌기를 구비하여 회전력 인가부(550)의 회전운동이 원통캠(541)에 효과적으로 전달될 수 있도록 할 수 있다.
일실시예에서, 원통캠(541)의 표면에 구비되는 홈부(541H)가 원통캠(541)의 일측에서 시작되어 원통캠(541)의 타측을 경유하고 원통캠(541)의 일단으로 회귀하여 한 바퀴의 원을 이룰 수 있다. 이 경우, 원통캠(541)이 360도 회전하는 동안 이송부재(531)와 트랜스듀서(514)는 가이드부(533)를 따라 전진했다가 원위치로 복귀하는 직선운동, 이른바 직선왕복운동을 수행할 수 있다. 이때, 트랜스듀서(514)의 직선왕복 속도를 고려하여 원통캠(541)의 회전속도를 조절할 수 있으며, 전술한 모터(450)의 회전속도를 조절하거나, 모터(450)의 회전축과 외측 회전부(453) 사이에 기어(미도시됨) 등을 구비함으로써 회전속도를 조절할 수 있다.
다른 실시예에서, 원통캠(541)의 표면에 구비되는 홈부(541H)가 일방향으로만 진행되도록 형성될 수 있다. 이 경우에는 원통캠(541)의 회전방향에 따라 이송부재(531) 및 트랜스듀서(514)가 전진운동 또는 후진운동을 수행할 수 있다. 예컨대, 원통캠(541)이 시계방향으로 회전되면 이송부재(531) 및 트랜스듀서(514)가 전진하고, 원통캠(541)이 반시계방향으로 회전되면 이송부재(531) 및 트랜스듀서(514)가 후진할 수 있다는 것이다. 한편, 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 생성 장치(20)는 회전력 인가부(550)와 외측 회전부(453)가 자력에 의하여 결합되므로, 회전방향을 급작스럽게 전환할 경우 회전력 인가부(550)와 외측 회전부(453) 사이의 자기적 결합이 순간적으로 단절될 수 있다. 따라서, 트랜스듀서(514)의 직선왕복 속도와 함께 회전력 인가부(550)와 외측 회전부(453) 사이의 자기적 결합력을 고려하여 원통캠(541)의 직경이나 회전속도를 결정할 수 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 생성 장치(20)는 위치감지수단 및 제어수단을 포함할 수 있다. 여기서, 위치감지수단은 초음파 발생부의 위치를 감지하며, 제어수단은 위치감지수단에서 감지한 결과를 이용해서 초음파 발생 동작을 제어하는 기능을 수행할 수 있다. 예를 들면, 초음파 발생부가 어느 한 위치에 있는 상태에서 초음파가 발생된 이후에, 초음파 발생부가 소정의 거리만큼 이동되지 않은 상태에서는 초음파가 발생되지 않도록 제어될 수 있다.
초음파 발생부에서 발생되는 초음파가 HIFU라면 특정 부위에 열적 병변이 형성되는데, 동일한 위치에 열적 병변이 과도하게 지속될 경우에 의도한 바와 달리 인체 조직이 손상될 위험이 있다. 즉, 특정 부위에 열적 병변이 형성된 이후, 초음파 발생부가 일정 거리 이동되지 않은 상태로 다시 열적 병변이 형성된다면 인체 조직의 특정 지점이 과도하게 자극되어 통증이나 출혈, 상해 등이 발생될 수 있다는 것이다. 그러나, 본 발명의 일실시예에 따르면 초음파 발생부에서 초음파가 발생된 직후, 초음파 발생부가 미리 정해진 거리 이상으로 이동되지 않는다면 초음파가 발생되지 않도록 작동될 수 있으므로 전술한 위험성이 현저히 감소될 수 있다. 여기서, 초음파 발생부의 이동여부는 전술한 위치감지수단에 의하여 검출될 수 있고, 그 검출결과를 바탕으로 제어수단이 초음파 발생부의 초음파 발생 여부를 제어함으로써 특정 위치에 과도하게 초음파가 조사되는 위험성이 감소될 수 있는 것이다. 한편, 전술한 '미리 정해진 거리'는 초음파 발생부에서 발생되는 초음파의 강도, 열적 병변의 크기, 초음파 조사 대상 조직의 종류 등에 따라 적절하게 결정될 수 있다.
또한, 초음파 발생부는 전술한 트랜스듀서(514) 및 이송부재(531)를 포함하는 개념으로써, 트랜스듀서(514)가 이송부재(531)에 결합된 상태에서 직선운동을 수행하는 것이므로 위치감지수단은 트랜스듀서(514) 또는 이송수단의 위치를 감지함으로써 그 기능을 수행할 수 있다. 또한, 이송수단은 전술한 원통캠(541)의 회전에 따라 직선운동을 수행하므로 원통캠(541)의 회전 정도를 감지함으로써 초음파 발생부의 위치를 검출할 수도 있다.
일실시예에서 위치감지수단은 자석부와 센서를 포함할 수 있으며, 여기서 센서는 홀 센서(Hall sensor)일 수 있다. 자석부와 홀 센서 사이의 위치관계에 따라 센서에서 출력되는 신호가 변화되며, 이 변화 정도를 이용해서 자석부와 센서 사이의 상대적인 위치관계를 검출할 수 있다.
보다 구체적으로, 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 생성 장치(20)는 원통캠(541)에 구비되는 제1 자석부(541m) 및 이에 대향되게 구비되는 제1 센서(S1)를 포함할 수 있다. 이때, 원통캠(541)의 일단에는 자성을 가지는 회전력 인가부(550)가 구비되므로 제1 자석부(541m)는 원통캠(541)의 타단에 구비되도록 함으로써 제1 센서(S1)가 제1 자석부(541m)의 위치 또는 이동을 보다 정밀하게 검출할 수 있게 하는 것이 바람직하다. 한편, 도면 등에는 제1 자석부(541m)가 원통캠(541)에 구비되는 것으로 예시되어 있지만, 경우에 따라 제1 센서가 원통캠(541)에 구비될 수도 있다. 다만, 제1 센서에서 출력되는 신호를 제어부(440)에 전달함에 있어서, 회전운동을 수행하는 원통캠(541)에 제1 센서가 구비되는 경우에 비해서, 하우징(512) 또는 제1 프레임(522) 등 고정된 구조물에 제1 센서(S1)가 구비되도록 하는 것이 구조의 단순화 및 제조효율 향상에 유리할 수 있다.
이에 따라, 원통캠(541)의 회전 정도가 정밀하게 측정될 수 있고, 그 결과 초음파 발생부의 위치를 판단할 수 있게 된다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 초음파 생성 장치(20)는 초음파 발생부에 구비되는 제2 자석부(531m) 및 이에 대향되게 구비되는 제2 센서(S2)를 포함할 수 있다. 여기서, 도 9 등에서는 제2 자석부(531m)가 이송부재(531)에 구비되는 경우를 예시하고 있지만, 제2 자석부(531m)가 트랜스듀서(514)에 구비될 수도 있음이 이해될 수 있을 것이다. 또한, 도면 등에는 제2 자석부(531m)가 이송부재(531)에 구비되는 것으로 예시되어 있지만, 경우에 따라 제2 센서가 이송부재(531)에 구비될 수도 있다. 다만, 제2 센서에서 출력되는 신호를 제어부(440)에 전달함에 있어서, 직선운동을 수행하는 이송부재(531)에 제1 센서가 구비되는 경우에 비해서, 하우징(512) 또는 제2 프레임(525) 등 고정된 구조물에 제2 센서(S2)가 구비되도록 하는 것이 구조의 단순화 및 제조효율 향상에 유리할 수 있다.
한편, 제2 센서(S2)는 제2 자석부(531m)에 대향되는 위치에 구비될 수 있다. 전술한 바와 같이 이송부재(531) 및 트랜스듀서(514)는 제1 카트리지(510) 내부에서 직선왕복운동을 수행하므로 이동범위가 제한된다. 즉, 이송부재(531)가 회전력 인가부(550)로부터 가장 멀리 이격된 위치 및 이송부재(531)가 회전력 인가부(550)에 가장 근접한 위치 사이의 영역에서만 이송부재(531)가 직선왕복운동을 수행한다고 볼 수 있다는 것이다. 여기서, 이송부재(531)가 회전력 인가부(550)에서 가장 멀리 이격된 위치를 제1 기준점이라고 보고 이송부재(531)가 회전력 인가부(550)에 가장 근접한 위치를 제2 기준점이라고 볼 수 있다. 이 경우, 이송부재(531)가 제1 기준점에 위치할 때 제2 자석부(531m)와 가장 근접되도록 하는 위치에 제2 센서(S2)를 구비할 수 있다. 또한, 이송부재(531)가 제2 기준점에 위치할 때 제2 자석부(531m)와 가장 근접되도록 하는 위치에 제2 센서(S2)를 구비할 수 있다. 이에 따라, 위치감지수단은 초음파 발생부의 운동방향이 전환되는 터닝 포인트에서도 초음파 발생부의 위치를 정밀하게 검출할 수 있게 된다. 또한, 이에 따라 초음파 발생부의 직선운동이 한 사이클을 시작해서 끝나는 순간을 정밀하게 검출할 수 있게 된다. 즉, 초음파 발생부의 초기 위치와 초음파 발생부의 이동 종료 위치를 정밀하게 검출할 수 있게 된다는 것이다.
회전력 인가부(550)와 외측 회전부(453)가 직접적인 접촉에 의하여 결합되는 것이 아니라 자력에 의하여 연결된 상태에서 회전력이 전달되는 시스템에서는 외측 회전부(453)의 회전운동과 회전력 인가부(550)의 회전운동이 완벽하게 일치되지 않는 경우가 발생될 수 있다. 그 결과, 외측 회전부(453)의 회전 정도를 제어하거나 측정하는 것 만으로는 초음파 발생부의 위치를 정밀하게 측정하거나 초음파 발생부의 이동 정도를 완벽하게 제어하지 못할 수 있다. 따라서, 초음파 발생부의 위치를 정밀하게 파악할 수 있는 별도의 수단이 없다면 전술한 바와 같이 특정 위치에 초음파가 과도하게 조사되어 여러 문제가 유발될 위험성이 있다.
그러나, 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 생성 장치(20)는 전술한 위치감지수단 및 제어수단을 구비함으로써 초음파 발생부의 위치를 정밀하게 파악하고 초음파 발생동작 제어에 반영할 수 있으므로 전술한 위험성을 현저하게 감소시킬 수 있게 되는 것이다.
한편, 하우징(512) 내부에는 별도의 프레임 등이 구비되어 제1 센서(S1)나 제2 센서(S2) 등이 적절한 위치에 고정되도록 할 수 있다. 예컨대, 원통캠(541) 전방에 구비되는 제1 프레임(522)에 제1 센서(S1)를 고정할 수 있고, 원통캠(541) 측방에 구비되는 제2 프레임(525)에 제2 센서(S2)를 고정할 수 있다. 여기서, 원통캠(541)의 축돌기(542) 또한 제1 프레임(522)에 삽입되어 회동가능하게 고정될 수 있다. 또한, 원통캠(541)의 회전을 보다 정밀하게 검출할 수 있도록 제1 센서(S1) 및 제1 자석부(541m)를 복수 개 구비할 수도 있다. 그리고, 제1 센서(S1)와 연결된 제1 단자(512T1) 및 제2 센서(S2)와 연결된 제2 단자(512T2)가 하우징(512) 외부로 노출되도록 함으로써 시술 핸드피스(410)에 구비되는 제1 접점(410T1) 및 제2 접점(410T2)과 각각 접촉되도록 하여 제1 센서(S1) 및 제2 센서(S2)에서 출력된 신호가 제어부(440)에 전달되도록 할 수 있다. 여기서, 제어부(440)는 모터(450)와 연결되어 모터(450)의 회전을 제어할 수도 있으며, 모터(450)는 제3 프레임(415)을 통해서 시술 핸드피스(410) 내부에 고정될 수 있다.
일실시예에서, 제1 카트리지(510) 중 트랜스듀서(514)에서 발생되는 초음파가 경유하는 방향에는 투과부재가 구비될 수 있다. 이때, 투과부재는 초음파를 원활하게 투과할 수 있는 재질로 이루어진 제1 윈도우(512w)일 수 있다.
다른 실시예에서, 제1 카트리지(510)의 외부에 결합되는 보호캡(570)이 구비될 수 있다. 여기서, 보호캡(570) 중 초음파가 경유하는 방향에는 초음파를 원활하게 투과할 수 있는 재질로 이루어진 제2 윈도우(571)가 구비될 수 있다.
이 보호캡(570)은 전술한 제1 윈도우(512w)의 손상이나 오염 등을 방지하는 기능을 수행할 수 있다. 즉, 제1 윈도우(512w)가 손상될 경우 제1 카트리지(510)를 수리하거나 폐기해야 하지만, 보호캡(570)의 제2 윈도우(571)가 손상될 경우 보호캡(570)만 교체하는 것 만으로 제1 카트리지(510)를 계속 사용할 수 있다는 것이며, 이에 따라 카트리지의 수명이 연장될 수 있다.
또한, 이 보호캡(570)의 두께를 달리함으로써 초음파의 조사 깊이를 조절할 수도 있다. 즉, 얇은 보호캡(570)을 사용한 경우에 비해서 두꺼운 보호캡(570)을 사용한 경우가 열적 병변이 발생되는 깊이가 피부 표면에 가까워질 수 있다는 것이다.
한편, 제1 카트리지(510) 내부의 빈 공간에는 유체(L)가 충진될 수 있다. 이 유체(L)는 트랜스듀서(514)에서 발생된 초음파가 제1 카트리지(510) 외부로 원활하게 전달되도록 하는 일종의 매질 역할을 수행한다. 또한, 이 유체는 트랜스듀서(514)를 냉각하는 기능을 수행할 수도 있다. 예컨대, 트랜스듀서(514)가 초음파를 발생하는 과정에서 발열현상이 유발될 수 있는데, 이러한 발열현상을 전술한 유체가 완화시킬 수 있다는 것이다.
따라서, 적어도 제1 카트리지(510)의 투과부재에서 트랜스듀서(514)까지의 영역에는 전술한 유체(L)가 충진될 필요가 있다. 또한, 제1 카트리지(510)가 시술 핸드피스(410)에 결합되어 시술 대상자의 신체에 접촉되면서 시술이 수행되고 있는 동안, 제1 카트리지(510)의 투과부재가 항상 수직 하방을 향하고 있지 못할 수 있다. 따라서, 시술 중, 트랜스듀서(514)가 지향하는 방향의 기울기 범위를 고려하여 전술한 유체(L)의 충진량을 결정하는 것이 바람직하다. 물론 제1 카트리지(510) 내부의 빈 공간에 전술한 유체(L)를 가득 충진하는 것도 가능하다.
한편, 이와 같이 제1 카트리지(510) 내부에 유체(L)가 충진되는 경우, 제1 카트리지(510) 내부의 밀폐도에 따라 유체(L)의 유실주기 등이 달라질 수 있다. 예컨대, 밀폐도가 낮은 경우에는 시간이 경과됨에 따라 제1 카트리지(510) 내부의 유체(L)가 감소될 수 있다. 이 경우, 유체(L)를 보충하거나 제1 카트리지(510) 자체를 교환해야 하는 문제가 발생될 수 있다. 그러나, 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 생성 장치(20)는 카트리지 내부에 구비되는 회전력 인가부(550)가 카트리지 외부에 구비되는 외측 회전부(453)로부터 회전력을 제공받게 되며, 이렇게 인가받은 회전력을 전술한 변환부를 통해 변환하여 트랜스듀서(514)를 직선운동 또는 직선왕복운동 시킬 수 있다. 또한, 회전력 인가부(550)와 외측 회전부(453)는 자력에 의하여 연결될 수 있으므로 제1 카트리지(510)의 밀폐도를 향상시킬 수 있다. 즉, 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 생성 장치(20)는, 제1 카트리지(510)의 외벽이나 하우징(512)을 관통하는 구성요소 없이도 제1 카트리지(510) 외부의 구동력을 이용하여 트랜스듀서(514)를 직선운동 또는 직선왕복운동시킬 수 있다는 것이다.
따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 생성 장치(20)는, 카트리지의 외벽이나 하우징(512)을 관통해서 트랜스듀서(514)를 이동시키는 구성요소가 필요한 경우에 비하여 카트리지의 밀폐도가 개선될 수 있으며, 이에 따라, 카트리지의 교체주기가 연장되고, 초음파 생성 장치(20)의 사용 및 유지관리상의 편의성이 향상될 수 있게 된다. 또한, 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 생성 장치(20)는, 카트리지의 밀폐도를 향상시키기 위한 별도의 수단을 구비할 필요가 없을 뿐만 아니라, 전술한 회전력 인가부(550) 및 변환부를 통해서 단순화된 구조로 트랜스듀서(514)를 직선운동 또는 직선왕복운동 시킬 수 있으므로 카트리지나 시술 핸드피스(410)의 소형화 및 제조원가 절감에 유리하다.
이상에서는 제1 카트리지(510)를 기준으로 설명하였으나, 제2 카트리지(510-1)나 제3 카트리지(510-2) 또한 제1 카트리지(510)와 유사한 방식으로 구현될 수 있으므로 중복되는 설명은 생략한다.
또한, 도 6에 표시된 S3는 제3 센서를 의미하는 것으로, 제3 센서 등이 포함되는 실시예에 대해서는 도 13 내지 도 20을 참조하여 후술하기로 한다.
이하에서는 도 12 내지 도 20을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 대해서 설명하기로 한다. 여기서, 전술한 내용과 중복되는 설명들은 생략될 수 있다.
전술한 바와 같이, 상기 카트리지들 각각은 상기 시술 핸드피스(210)에 탈부착이 가능하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 상기 손잡이부(212)의 전단에는 상기 제1 카트리지(310)와의 체결을 위한 가이드부(214)가 구비될 수 있다. 일 실시예에서, 상기 가이드부(214)는 상기 손잡이부(212)의 전단 방향으로 돌출된 바(bar) 형상으로 제공될 수 있다. 그리고, 상기 제1 카트리지(310)의 카트리지 몸체(312)의 중앙 영역에는 상기 가이드부(214)의 단면 형상에 상응하는 형상의 관통홀(312a)이 제공될 수 있다. 따라서, 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 관통홀(312a) 내에 상기 가이드부(214)를 삽입함으로써, 상기 제1 카트리지(310)가 상기 시술 핸드피스(210)에 장착될 수 있게 된다. 이때, 상기 제1 카트리지(310)의 장착 상태가 해제되는 것을 방지하기 위해, 상기 가이드부(214)의 전단에 잠금 장치(214(a))가 구비될 수 있으며, 시술자는 상기 잠금 장치(214(a))를 회전시킴으로써, 상기 제1 카트리지(310)를 잠금시키거나 잠금 해제시킬 수 있다.
상기 가이드부(214)의 내부에는 시술 대상 조직을 영상화하기 위한 이미지 프로브(216)가 제공될 수 있다. 상기 이미지 프로브(216)는 상기 가이드부(214)를 따라 대체로 바(bar) 형상으로 제공될 수 있다. 상기 이미지 프로브(216)는 시술 대상이 되는 피부 조직, 즉, 피하 지방층 등을 영상화할 수 있도록 영상 초음파를 발생시킬 수 있다. 상기 가이드부(214)는 상기 제1 카트리지(310)가 상기 시술 핸드피스(210)에 체결되었을 때, 상기 제1 카트리지(310)에 구비된 트랜스듀서(314)의 상부에 위치되도록 제공될 수 있다. 이에 따라, 상기 트랜스듀서(314)는 상기 가이드부(214)의 하부에서 전후 운동을 하면서 HIFU를 조사하며, 상기 이미지 프로브(216)는 카트리지들에 공용으로 사용되고, 별도의 영상 초음파를 발생시키면서 피하 지방층을 영상화하고 이를 상기 표시부(110)에 표시할 수 있다.
여기서, 상기 트랜스듀서(314)의 전후 운동을 위하여, 상기 시술 핸드피스(210)에는 구동기(218)가 구비될 수 있다. 일 실시예에서, 상기 구동기(218)로는 스테핑 모터(stepping motor)와 회전 모터(rotating motor), 그리고 이러한 모터들에 의해 동작되는 기어(gear), 밸트(belt), 풀리(pully) 등이 선택적으로 사용될 수 있으며, 상기 구동기(218)와 상기 트랜스듀서(314)는 서포트(316)에 의해 서로 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 구동기(218)가 상기 서포트(316)를 전후 운동, 틸팅(tilting) 운동, 그리고 상하 운동시킴에 따라, 상기 트랜스듀서(314)가 전후, 틸팅 운동 및 상하 운동될 수 있다. 이와 같이, 상기 구동기(218)는 상기 카트리지들에 공용으로 사용되도록 제공되어, 카트리지들 각각의 트랜스듀서 모듈(314)을 전후 운동시킬 수 있다.
상기 구동기(218)는 상기 트랜스듀서(314)이 대략 40.0mm 내지 100.0mm의 시술 구간을 갖도록, 전후 방향으로 이동시킬 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 구동기(218)는 스테핑 모터로 제공될 수 있으며, 대략 40.0mm 내지 100.0mm 내 범위 내에서 선택된 길이 만큼 상기 트랜스듀서(314)가 전후로 이동되도록 할 수 있다. 이때, 상기 트랜스듀서(314)는, 상기 범위를 이동하는 동안 HIFU를 조사할 수 있다. 상기 트랜스듀서(314)는 상기 열적 병변(20)이 동일한 선상을 따라 복수의 도트들(dots)을 형성하도록 일정 간격으로 HIFU를 조사하게 설정되거나, 상기 열적 병변(20)이 간격 없이 일직선을 이루도록 HIFU를 조사하게 설정될 수 있다.
상기 트랜스듀서(314)의 전후 이동범위가 40.0mm 미만인 경우, 피부 리프팅, 스킨 타이트닝 또는 피하 지방층에 대한 시술 영역이 작아 시술 시간이 매우 길어질 수 있다. 또한, 상기 트랜스듀서 모듈(314)은 일정 깊이로 HIFU를 조사하게 셋팅되어 있고, 피하 지방층은 사람의 배꼽을 기준으로 양측 방향으로 굴곡지게 퍼져있으므로, 상기 트랜스듀서(314)의 전후 이동범위가 100.0mm를 초과하게 되면, 피하 지방층에 대한 최초 HIFU 조사 깊이와 최종 HIFU 조사 깊이가 달라지게 되어, 피하 지방층을 벗어난 영역에 HIFU가 조사될 위험성이 매우 높아질 수 있다. 이러한 위험성은 피부 리프팅 또는 스킨 타이트닝 관점에서도 유사하게 발생될 수 있다. 따라서, 상기 트랜스듀서(314)가 대략 40.0mm 내지 100.0mm 내 범위 내에서, 보다 더 바람직하게는 60.0mm 내지 80.0mm 내 범위 내에서 전후로 이동될 수 있도록 상기 구동기(218)가 설정되는 것이, 시술 안전성을 확보하면서도 시술 시간을 단축시키는 데 적합할 수 있다. 다만, 상기 트랜스듀서(314)가 암이나 종양 치료를 위해 사용되는 경우라면, 상기 암이나 종양 치료의 크기나 형태에 맞게 상기 트랜스듀서(314)의 전후 이동 범위를 변화될 수 있다. 즉, 상기 암이나 종양의 크기가 40.0mm 미만이라면, 이에 맞게 상기 트랜스듀서(314)의 전후 이동 범위 또한 40.0mm 미만으로 조절되는 것이 바람직할 수 있다.
한편, 상기 제1 카트리지(310)에는 상기 트랜스듀서(314)의 작동에 따른 발열을 냉각시키기 위한 냉각 유체가 제공될 수 있다. 일 실시예에서, 상기 제1 카트리지(310)는 그 내부에 냉각수가 채워질 수 있도록 제공되고, 상기 냉각수는 별도의 냉각수 순환라인(미도시됨)에 의해 순환되도록 하여, 상기 트랜스듀서(314)의 과열 현상을 방지할 수 있다. 이를 위해, 상기 제1 카트리지(310)가 상기 시술 핸드피스(210)에 장착되면, 상기 제1 카트리지(310) 내 냉각수가 상기 냉각수 순환라인에 연결되며, 상기 냉각수 순환라인은 상기 장비 본체(100) 내부에 있는 냉각수 저장용기(미도시됨)와 연결되며, 냉각수 저장용기 내 냉각수를 순환시킬 수 있다. 한편, 도시되지는 않았지만, 상기 냉각수 순환라인 상에는 펌프(pump) 등의 순환수단이 설치될 수 있다.
상기와 같은 구조를 갖는 초음파 생성 장치(10)는, 서로 상이한 종류의 시술에 적합한 조건을 갖는 상기 카트리지들이 상기 시술 핸드피스(210)에 선택적으로 장착될 수 있으므로, 시술자는 원하는 시술을 수행할 수 있는 카트리지를 선택하고, 상기 시술 핸드피스(210)에 이를 장착하여 시술할 수 있다. 이 경우, 하나의 장비로서 카트리지의 교체만으로 다양한 시술을 수행할 수 있으므로, 단일 목적의 시술만이 가능한 고강도 집속 초음파 의료기기에 비해, 다목적 초음파 의료기기의 구조를 구현할 수 있다.
특히, 페이스 리프팅의 비침습적 초음파 시술, 피하 지방층 감소의 비침습적 초음파 시술, 그리고 암이나 종양 제거 시술의 경우, 고강도 집속 초음파의 깊이와 세기 조건, 그리고 영상화 대상의 피부 조직 등이 전혀 상이하므로, 이러한 시술들 중 적어도 두 가지 이상의 시술을 하나의 장비로서 구현하는 것은 매우 어려웠다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 생성 장치(10)는, 이종의 시술 목적을 가진 카트리지들에 대해 공용화된 구동기(218) 또는 이미지 프로브(216) 등을 상기 시술 핸드피스(210) 내에 구비시킨 후, 카트리지의 교체를 통하여 이종 시술이 가능하도록 함으로써, 이러한 기술적 장벽을 해소할 수 있는 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 초음파 생성 장치(10)는 서로 상이한 시술 목적을 갖는 카트리지들로 구성된 카트리지 세트(300)를 구비한 후, 원하는 시술을 수행할 수 있는 카트리지를 선택하여 상기 시술 핸드피스(210)에 장착함으로써, 시술 목적별로 원하는 시술을 시행할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 초음파 생성 장치는 다양한 시술 목적을 갖는 카트리지들을 시술 핸드피스에 호환 가능하게 구비한 후, 페이스 리프팅 또는 스킨 타이트닝 시술이나 피하 지방층의 감소 또는 제거 시술, 그리고 종양 또는 암 제거 시술 중 원하는 시술 목적의 카트리지를 시술 핸드피스에 장착하여 시술함으로써, 단일 장비로서 두 가지 이상의 고강도 집속 초음파 시술을 수행할 수 있다.
계속하여, 도 13 내지 도 20을를 참조하여, 감지수단(SM) 등을 포함하는 실시예에 대하여 설명한다.
도면을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 생성 장치(10)는 감지수단(SM)을 포함한다. 더 나아가, 제어부(150) 및 스피커(160) 등을 더 포함할 수 있다.
일실시예에서 감지수단(SM)은 유체(L) 양 및/또는 카트리지의 기울기를 감지하는 기능을 수행한다. 그리고, 감지수단(SM)에서 감지된 결과를 이용하여 경고신호를 출력하거나, 트랜스듀서(314)의 동작을 차단할 수 있다.
구체적으로 살펴보면, 감지수단(SM)은 유체(L)의 양을 감지하는 제3 센서(S3)를 포함할 수 있다. 또한, 감지수단(SM)은 기울기, 가속도 및 각속도 중 적어도 하나를 검출하는 제4 센서(S4)를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 생성 장치(10)는, 감지수단(SM)이 감지한 결과를 이용하여 유체(L)의 부족여부나 카트리지의 기울기가 정상범위를 벗어나는가의 여부를 판단하는 제어부(150)를 포함할 수 있다. 또한, 이상상태가 발생된 경우 이를 시술자 등 사용자에게 인지시키기 위하여 경고신호를 출력하는 출력수단이 포함될 수 있다. 이때, 출력수단은 시각적인 경고신호나 청각적인 경고신호를 출력할 수 있으며, 시각적인 경고신호는 전술한 표시기(110)를 통해 출력될 수 있고, 청각적인 경고신호를 출력하기 위해 스피커(160) 등이 적용될 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 생성 장치(10)는 기울기가 소정의 정상범위를 벗어날 경우 트랜스듀서(314)의 작동을 정지시켜 초음파 발생을 차단함으로써 안전성을 향상시킬 수 있다.
일실시예에서, 제3 센서(S3)는 유체(L)와의 접촉여부를 감지하는 센서일 수 있다. 즉, 제3 센서(S3)가 유체(L)에 잠겨 있는 경우가 정상 상태라고 한다면, 제3 센서(S3)가 유체(L) 외부로 노출된 경우가 이상 상태가 되며, 제3 센서(S3)는 정상 상태에서 출력되는 신호값과 다른 신호값을 이상 상태에서 출력할 수 있다. 예컨대, 정상 상태에서는 제3 센서(S3)가 신호를 출력하지 않거나 또는 Low 값을 출력하고, 비상 상태에서는 High 신호 등 소정의 신호값을 출력할 수 있다는 것이다.
한편, 유체(L)는 전술한 냉각유체일 수 있다. 즉, 초음파를 발생하는 과정에서 생성되는 열로 인해 트랜스듀서(314)나 인접된 구성요소들이 과열되는 현상을 방지하는 기능을 유체(L)가 수행할 수 있다. 또한, 유체(L)는 트랜스듀서(314)에서 발생된 초음파가 제1 카트리지(310) 외부로 원활하게 전달될 수 있도록 하는 매질 역할을 수행할 수도 있다.
일실시예에서, 제1 카트리지(310) 중 트랜스듀서(314)에서 발생되는 초음파가 경유하는 방향에는 투과부재(318)가 구비될 수 있다. 이때, 투과부재(318)는 초음파를 원활하게 투과할 수 있는 필름 등의 재질로 이루어진 윈도우일 수 있다.
따라서, 적어도 제1 카트리지(310)의 투과부재(318)에서 트랜스듀서(314)까지의 영역에는 전술한 유체(L)가 충진될 필요가 있다. 또한, 제1 카트리지(310)가 시술 핸드피스(210)에 결합되어 시술 대상자의 신체에 접촉되면서 시술이 수행되고 있는 동안, 제1 카트리지(310)의 투과부재(318)가 항상 수직 하방을 향하고 있지 못할 수 있다. 따라서, 시술 중, 트랜스듀서(314)가 지향하는 방향의 기울기 범위를 고려하여 전술한 유체(L)의 충진량을 결정하는 것이 바람직하다. 물론 제1 카트리지(310) 내부의 빈 공간에 전술한 유체(L)를 가득 충진하는 것도 가능하다.
이하에서는 제1 카트리지(310) 내부의 빈 공간에 유체(L)가 가득 충진된 경우를 기준으로 설명한다. 그러나, 전술한 바와 같이 유체(L)가 제1 카트리지(310) 내부의 빈 공간을 모두 채우지 않게 설정될 경우에도 제1 카트리지(310) 내부에서 유체(L)의 기준 수위는 설정되는 것이 바람직하며, 이 기준 수위는 후술할 제1 카트리지(310)의 내측 상부면 또는 제1 카트리지(310)의 내측 하부면 등과 대등하게 볼 수 있다는 점이 이해될 수 있을 것이다.
한편, 제1 카트리지(310)의 밀폐도가 낮을 경우, 제1 카트리지(310) 내부에 충진되어 있던 유체(L)가 감소될 수 있다. 뿐만 아니라, 전술한 바와 같이 유체(L)가 냉각기능을 수행하는 경우 냉각과정에서 증발되거나 자연적으로 증발됨으로써 유체(L) 양이 감소될 수 있다. 그런데, 이러한 유체(L)의 감소가 지속되어, 유체(L)의 양이 요구되는 소정의 기준량 미만으로 감소될 경우 초음파의 전달율이 감소되거나 트랜스듀서(314) 등이 과열되는 문제가 발생될 수 있다.
이러한 문제를 방지하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 생성 장치(10)는 전술한 제3 센서(S3)를 이용하여 제1 카트리지(310) 내부에 충진된 유체(L)의 양을 감지한다. 예컨대, 도 14에 예시된 바와 같이 제3 센서(S3)가 제1 카트리지(310)의 내측 상부면에 위치될 경우, 유체(L)의 양이 감소되어 제3 센서(S3)가 유체(L)에 잠겨있지 않는 이상 상태가 되면 H 신호 등 소정의 신호값이 제어부(150)로 전달될 수 있다. 제어부(150)는 제3 센서(S3)로부터 제공받은 신호값에 따라 이상 상태를 판단하고 표시기(110)를 통해서 유체(L) 양 부족 상황을 출력하거나 스피커(160)를 통해 경고음을 출력할 수 있다. 이에 따라, 시술자 등 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 생성 장치(10)를 사용하는 사용자는 제1 카트리지(310) 내부의 유체(L)가 부족한 상태임을 신속하게 인지할 수 있으며, 유체(L) 충진이나 카트리지 교체 등 적절한 조치를 취할 수 있게 되는 것이다.
한편, 일실시예에서, 제3 센서(S3) 복수 개가 서로 이격되어 제1 카트리지(310)의 내측 상부면에 구비될 수 있다. 도 15를 참조하면, 제1 카트리지(310)의 Ⅳ-Ⅳ'선 단면이 다양한 형상을 이룰 수 있으며, 제1 카트리지(310)의 형상에 따라 제3 센서(S3)도 다양한 위치에 배치될 수 있다는 점이 이해될 수 있을 것이다.
또한, 도 16을 참조하면, 제1 카트리지(310)가 기울어짐에 따라 제3 센서(S3)들 중 일부는 이상 신호를 출력하고, 다른 제3 센서(S3)는 정상 신호를 출력할 수 있다는 점이 이해될 수 있을 것이다. 이와 같이 제1 카트리지(310)의 내측 상부면에 제3 센서(S3)들을 소정의 간격으로 이격시켜 배치함으로써, 별도의 기울기 센서를 구비하지 않더라도 제1 카트리지(310)의 기울기를 검출할 수 있게 된다.
다른 실시예에서, 감지수단(SM)은 투과부재(318)의 중심 및 트랜스듀서(314)의 중심을 연결하는 가상의 직선과 유체(L) 수면(또는 상면)이 수직(또는 수평)을 이루는가의 여부를 감지할 수 있다. 즉, 상기 감지수단(SM)은 유체(L) 수면의 기울기 또는 편평한 정도를 감지할 수 있다. 이때, 제3 센서(S3)는 광센서로 구현될 수 있다. 예컨대, 감지수단(SM)은, 복수의 제3 센서(S3) 중 하나의 제3 센서(S3)에 발광부가 구비되고 다른 하나의 제3 센서(S3)에 수광부가 구비된 것을 포함할 수 있다. 여기서, 제3 센서(S3)에서 출력되는 빛은 적외선 등 다양한 파장을 가질 수 있다. 그리고, 발광부가 구비된 제3 센서(S3)와 수광부가 구비된 제3 센서(S3)가 서로 이격되면서 마주보도록 배치될 수 있다. 이에 따라, 발광부가 구비된 제3 센서(S3)와 수광부가 구비된 제3 센서(S3) 중 하나만 유체(L)에 잠겨 있고 다른 하나는 유체(L) 외부로 노출된 상태에서는 유체(L) 수면(유체와 기체의 경계면)에서 빛이 굴절되므로 발광부에서 출력된 빛이 수광부에 도달되지 못한다. 반면, 발광부가 구비된 제3 센서(S3) 및 수광부가 구비된 제3 센서(S3) 모두가 유체(L) 외부에 노출되어 있거나, 모두가 유체(L) 내부에 잠겨 있는 상태에서는 발광부에서 출력된 빛이 수광부에 도달될 수 있다. 따라서, 제1 카트리지(310)의 기준 기울기 범위에 따른 유체(L) 수면을 고려하여 제3 센서(S3)들을 배치함으로써, 제1 카트리지(310)가 기준 기울기 범위 내에 있는지의 여부를 검출할 수 있게 되는 것이다. 이상에서는 발광부와 수광부가 별도의 위치에 각각 구비된 경우를 설명했으나, 발광부와 수광부가 동일한 위치에 구비된 경우에도 발광부에서 출력된 빛이 제1 카트리지(310)의 내벽면에 반사되어 수광부로 인가되도록 함으로써 전술한 바와 유사한 원리가 구현될 수 있음이 이해될 수 있을 것이다.
일실시예에서, 제3 센서(S3)들이 도 15에 예시된 바와 같이 제1 카트리지(310) 내측 상부면의 외주변에 배치될 수 있다. 이에 따라, 제1 카트리지(310)의 기울기 변화 대비 제3 센서(S3)들의 높이 변화가 증가될 수 있으며, 그 결과, 제1 카트리지(310)의 기울기를 보다 정밀하게 검출할 수 있게 된다.
제1 카트리지(310)가 과도하게 기울어지게 되면 의도하지 않은 위치에 초음파가 인가될 위험이 있다. 이에 따라 시술대상자 또는 시술자의 신체에 손상이 유발될 수도 있다. 특히, 트랜스듀서(314)가 고강도 집속 초음파를 발생시켜 소정의 위치에 열적 병변(12)을 형성하는 경우에는 그 위험성이 더욱 증가될 수 있다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 생성 장치(10)는 제1 카트리지(310)의 기울기가 소정 범위를 벗어날 경우 초음파 발생이 차단되도록 한다.
즉, 전술한 바와 같이 제1 카트리지(310)의 기울기를 감지하다가, 제1 카트리지(310)의 기울기가 정상 범위를 벗어날 경우 제어부(150)는 트랜스듀서(314)로 제공되던 전원을 차단하거나 트랜스듀서(314)의 초음파 발생 작동을 중단시킬 수 있다. 이에 따라, 제1 카트리지(310)가 과도하게 기울어짐에 따라 발생될 수 있는 위험성이 감소될 수 있는 것이다.
특히, 제1 카트리지(310)의 투과부재(318)가 상방을 향하는 상태에서 초음파가 발생되면 시술자나 시술 보조자에게 초음파가 전달되어 위험한 상황을 초래할 수 있다. 또한, 제1 카트리지(310) 내부에 충진된 유체(L)의 양이 충분하지 못한 경우, 이와 같이 초음파가 상방을 향해 발산될 경우 투과부재(318)가 손상될 수 있다. 그 결과, 유체(L)의 누수가 심화되거나 제1 카트리지(310)가 오작동하는 등 안전성과 신뢰성이 크게 저하될 수 있다.
여기서, 도 17 및 도 18을 참조하면, 일실시예에서 제3 센서(S3)가 제1 카트리지(310)의 투과부재(318)와 트랜스듀서(314) 사이의 영역에 배치될 수 있다. 이 경우, 제1 카트리지(310)의 투과부재(318)가 하방을 향하고 있을 때에는 제3 센서(S3)가 유체(L)의 양을 측정하거나 제1 카트리지(310)의 기울기를 측정하지는 못한다. 그러나, 제1 카트리지(310)의 투과부재(318)가 상방을 향하고 있을 때에는 제3 센서(S3)가 유체(L)의 양을 측정할 수 있다. 즉, 제3 센서(S3)가 유체(L)에 잠겨있지 않다면 유체(L)의 양이 부족한 이상 상태로 판단할 수 있다는 것이다.
또한, 도 14 내지 도 16을 참조하여 전술했던 바와 같이, 본 실시예에서도 제3 센서(S3)가 제1 카트리지(310) 내측의 하부면 부근에 배치될 수 있다. 또한, 복수의 제3 센서(S3)들을 소정의 간격만큼 이격시켜 배치함으로써, 전술한 바와 유사한 원리로 제1 카트리지(310)의 기울기를 검출할 수 있게 된다. 이에 따라, 본 실시예에 따른 초음파 생성 장치(10)는, 제1 카트리지(310)의 투과부재(318)가 상방을 향하는 상태에서 수직 상방을 기준으로 편측으로 기울어지는 정도를 검출할 수 있다. 이때, 제1 카트리지(310)의 투과부재(318)가 상방을 향하는 상태에서 수직 상방을 기준으로 편측으로 소정 각도 이내로 기울어져 있는 경우, 전술한 바와 같이 위험 상황이 발생될 수 있다.
따라서, 제1 카트리지(310)의 투과부재(318)가 상방을 향하는 상태에서 수직 상방을 기준으로 편측으로 10도 이하의 기울기 범위 내에 있는 경우에는 트랜스듀서(314)의 초음파 발생이 중단되도록 하는 것이 바람직하다.
계속하여 도 19 및 도 20을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 생성 장치(10)의 감지수단(SM)은 제4 센서(S4)를 포함할 수 있다. 여기서 제4 센서(S4)는 기울기, 각속도 및 가속도 중 적어도 하나를 검출하는 센서일 수 있다.
여기서, 제4 센서(S4)는 통상의 기울기 센서나 관성식, 자이로식 실리콘반도체식 센서 등의 가속도 센서, 또는 각속도 센서로 구현될 수 있다. 이러한 센서들의 원리나 방식 등은 이미 널리 알려진 바 있으므로, 본 명세서에서는 구체적인 설명을 생략한다.
한편, 제4 센서(S4)는 도 9에 예시된 바와 같이 시술 핸드피스(210)에 구비되거나, 도 20에 예시된 바와 같이 카트리지에 구비될 수 있다. 여기서, 제4 센서(S4)가 시술 핸드피스(210)에 구비될 경우 전술한 카트리지 세트들 각각에 제4 센서(S4)를 구비할 필요가 없이 시술 핸드피스(210)에 구비된 제4 센서(S4)를 공동으로 활용할 수 있다. 그리고, 제어부(150)에 제4 센서(S4)를 연결하여 제4 센서(S4)에서 발생되는 신호를 제어부(150)가 수신함으로써 카트리지의 기울기가 모니터링 될 수 있다.
다른 예로써, 트랜스듀서(314)와 전원라인(미도시됨) 사이를 온 또는 오프 시킬 수 있는 릴레이를 제4 센서(S4)에 연결함으로써 기울기에 따라 신속하게 초음파 발생동작을 중단 또는 실행 시킬 수 있다. 이에 따라, 장비본체 등 별도의 하드웨어에 소프트웨어적으로 구현되는 제어부(150)를 거쳐 트랜스듀서(314)를 제어하는 경우에 비하여 단순한 구성 만으로도 초음파 발생 중단 또는 실행을 더 신속하게 조절할 수 있게 된다.
도 21(a)를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 제1 카트리지(310)는 상대적으로 두꺼운 피하 지방층의 감소 시술을 위한 것일 수 있다. 일실시예에서, 상기 제1 카트리지(310)는 시술 대상이 되는 피하 지방층(20)의 두께(T1)가 25.0mm 이상인 경우에 사용될 수 있다. 즉, 상기 제1 카트리지(310)는 피하 지방층(20)의 두께(T1)가 25.0mm이상 확보되어야 시술할 수 있는 조건으로 셋팅된 것일 수 있다. 이 경우, 시술 환자는 고도 비만 환자일 가능성이 높을 수 있다. 상기 제1 카트리지(310)는 HIFU 병변(lesion:30)의 상하 길이(H1)가 대략 8.0mm 내지 12.0mm으로 조절되면서, HIFU의 피부 표면으로부터의 조사 깊이가 대략 11.0mm 내지 15.0mm으로 조절될 수 있다. 상기 HIFU 병변(30)의 상하 길이(H1)가 대략 8.0mm 미만이면, 상기 피하 지방층(20)의 감소 효율이 떨어질 수 있다. 반대로, 상기 HIFU 병변(30)의 상하 길이(H1)가 대략 12.0mm를 초과하면, 상기 피하 지방층(20)을 벗어난 영역에 HIFU 병변이 형성될 수 있다. 또한, 상기 조사 깊이가 대략 11.0mm 미만이거나, 대략 15.0mm를 초과하면, 시술시 상기 HIFU 병변(30)이 상기 피하 지방층(20)을 벗어날 수 있다. 따라서, 상기 제1 카트리지(310)의 트랜스듀서(314)는 상기 HIFU 병변(30)의 상하 길이(H1)가 대략 10.0mm±2.0mm로 조절되고, 상기 HIFU의 조사 깊이가 13.0mm±2.0mm로 조절되면, 상기 피하 지방층(20)의 두께(T1)가 25.0mm 이상인 경우에 시술하여도, 피하 지방층(20) 이외의 피부 조직에 시술되는 위험을 완화시킬 수 있다.
여기서, 상기 제1 카트리지(310)의 트랜스듀서(314)는 전진 운동 또는 후진 운동, 즉, 직선 왕복 운동을 하면서 상기 HIFU 병변(30)이 복수 개가 생성되도록 할 수 있다. 이때, 상기 HIFU 병변들(30) 간의 간격은, 없거나 1.0mm 미만이 되도록 하여, 상기 HIFU 병변들(30)이 결과적으로 중간에 끊김이 없는 직선 또는 기둥 형상을 이루도록 하면서 상기 피하 지방층(20)을 열분해 시킬 수 있다. 다만, 상기 HIFU 병변들(30)이 서로 중첩되면, 피시술자가 느끼는 고통이 클 수 있으므로, 상기 HIFU 병변들(30)이 중첩되지 않는 조건에서 최대한 인접하게 HIFU가 조사되는 것이 이상적일 수 있다.
도 21(b)를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 제2 카트리지(310-1)는 앞서 살펴본 제1 카트리지(310)에 비해 상대적으로 얇은 피하 지방층의 감소 시술을 위한 것일 수 있다. 일실시예에서, 상기 제2 카트리지(310-1)는 시술 대상이 되는 피하 지방층(40)의 두께(T2)가 7.0mm 이상 25.0mm 미만인 경우에 사용될 수 있다. 즉, 상기 제2 카트리지(310-1)는 피하 지방층(40)의 두께(T2)가 적어도 7.0mm는 확보되되 25.0mm 보다는 얇은 경우에 시술할 수 있는 조건으로 셋팅된 것일 수 있다. 이 경우, 시술 환자는 초도 비만 환자일 가능성이 높을 수 있다. 상기 제2 카트리지(310-1)는 HIFU 병변(lesion:50)의 상하 길이(H2)가 대략 5.0mm 내지 9.0mm으로 조절되면서, HIFU의 피부 표면으로부터의 조사 깊이가 대략 6.0mm 내지 10.0mm으로 조절될 수 있다. 상기 HIFU 병변(50)의 상하 길이(H2)가 대략 5.0mm 미만이면, 상기 피하 지방층(20)의 감소 효율이 떨어질 수 있다. 반대로, 상기 HIFU 병변(50)의 상하 길이(H2)가 대략 9.0mm를 초과하면, 상기 피하 지방층(40)을 벗어난 영역에 HIFU 병변이 형성될 수 있다. 또한, 상기 조사 깊이가 대략 6.0mm 미만이거나, 대략 10.0mm를 초과하면, 시술시 상기 HIFU 병변(50)이 상기 피하 지방층(40)을 벗어날 수 있다. 따라서, 상기 제2 카트리지(310-1)의 트랜스듀서(314)는 상기 HIFU 병변(30)의 상하 길이(H2)가 대략 7.0mm±2.0mm로 조절되고, 상기 HIFU의 조사 깊이가 8.0mm±2.0mm로 조절되면, 상기 피하 지방층(20)의 두께(T2)가 7.0mm 이상 25.0mm 미만인 경우에 시술하여도, 피하 지방층(40) 이외의 피부 조직에 시술되는 위험을 완화시킬 수 있다.
여기서, 상기 제2 카트리지(310-1)의 트랜스듀서(314)는 전진 운동 또는 후진 운동, 즉, 직선 왕복 운동을 하면서 상기 HIFU 병변(50)이 복수개가 생성되도록 할 수 있다. 이때, 상기 HIFU 병변들(50) 간의 간격은 없거나 1.0mm 미만이 되도록 하여, 상기 HIFU 병변들(50)이 결과적으로 중간에 끊김이 없는 직선 또는 기둥 형상을 이루도록 하면서 상기 피하 지방층(40)을 열분해 시킬 수 있다. 다만, 상기 HIFU 병변들(50)이 서로 중첩되면, 피시술자가 느끼는 고통이 클 수 있으므로, 상기 HIFU 병변들(50)이 중첩되지 않는 조건에서 최대한 인접하게 HIFU가 조사되는 것이 이상적일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 초음파 생성 장치 및 이를 이용한 시술 방법은 비만치료, 피부미용, 부인과 질환 치료 등 다양한 시술에 활용될 수 있다

Claims (18)

  1. 카트리지 내부를 밀폐하는 하우징;
    상기 하우징 내부에 구비되어 초음파를 발생시키는 트랜스듀서;
    상기 하우징 외부의 회전력을 전달받아 회전운동하는 회전력 인가부;
    상기 회전력 인가부의 회전운동을 직선운동으로 변환하여 상기 트랜스듀서에 제공하는 변환부; 및
    상기 트랜스듀서의 초음파 발생 동작을 제어하는 제어수단;을 포함하는 초음파 생성 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 하우징 외부에 구비되며, 자력(磁力)에 의하여 상기 회전력 인가부와 연결되는 외측 회전부;를 더 포함하는 초음파 생성 장치.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 변환부는, 상기 회전력 인가부와 연결되어 회전되는 주동절; 및 상기 트랜스듀서에 고정되며, 상기 주동절의 회전운동에 따라 전후방으로 직선운동하는 종동절;을 포함하는 초음파 생성 장치.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 트랜스듀서의 위치를 감지하는 위치감지수단을 더 포함하되, 상기 제어수단은 상기 위치감지수단에서 출력된 신호에 따라, 상기 트랜스듀서가 초음파를 발생한 직전 위치로부터 미리 정해진 거리 내에 있을 경우 상기 초음파가 발생되지 않도록 상기 트랜스듀서를 제어하는 초음파 생성 장치.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 하우징 내부에는 초음파를 전달하는 유체가 충진되고,
    상기 초음파 생성 장치는, 상기 유체의 양, 상기 유체 수면의 기울기, 그리고 상기 카트리지의 기울기 중 적어도 어느 하나를 감지하는 감지수단을 더 포함하며,
    상기 제어수단은, 상기 유체의 양, 상기 유체 수면의 기울기, 또는 상기 카트리지의 기울기 중 적어도 어느 하나가 기설정된 범위를 벗어나는 경우, 상기 초음파의 발생을 중단시키도록 상기 트랜스듀서를 제어하는 초음파 생성 장치.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 변환부는,
    원기둥 형상으로 이루어져 외주면에 홈부 또는 돌출부가 나선형으로 구비되며, 일단이 상기 회전력 인가부와 결합되는 원통캠;
    상기 원통캠의 회전축과 평행하게 구비되는 가이드부; 및
    일측은 상기 트랜스듀서에 고정되고, 타측은 상기 홈부에 삽입되거나 상기 돌출부가 삽입되며, 상기 가이드부를 따라 직선운동하는 이송부재;를 포함하는 초음파 생성 장치.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 위치감지수단은,
    상기 원통캠 또는 상기 하우징 중 어느 하나에 구비되는 제1 자석부; 및
    상기 카트리지 내부에 구비되어 상기 제1 자석부의 위치를 검출하는 제1 센서;를 포함하는 초음파 생성 장치.
  8. 청구항 6에 있어서, 상기 위치감지수단은,
    상기 이송부재 또는 상기 트랜스듀서에 구비되는 제2 자석부; 및
    상기 제2 자석부에 대향되도록 상기 카트리지 내부에 구비되어 상기 제2 자석부의 위치를 검출하는 제2 센서;를 포함하는 초음파 생성 장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 이송부재는 제1 기준점과 제2 기준점 사이를 직선운동하며,
    상기 제2 센서는, 상기 이송부재가 상기 제1 기준점에 위치할 때 상기 제2 자석부에 대향되는 위치 및 상기 이송부재가 상기 제2 기준점에 위치할 때 상기 제2 자석부에 대향되는 위치에 각각 구비되는 초음파 생성 장치.
  10. 시술자의 조작을 위한 시술 핸드피스;
    상기 시술 핸드피스에 탈부착되며, 카트리지 몸체를 포함하는 카트리지;
    상기 카트리지 몸체 내부에 구비되며, (High Intensity focused ultrasound:HIFU)로 이루어진 열적 병변(thermal lesion)을 생성시키는 트랜스듀서;
    상기 시술 핸드피스에 구비되는 외측 회전부;
    상기 카트리지 내부에 구비되며, 상기 카트리지의 외벽을 사이에 두고 상기 외측 회전부와 자력(磁力)으로 연결되는 회전력 인가부;
    상기 회전력 인가부의 회전운동을 직선운동으로 변환하여 상기 트랜스듀서에 제공하는 변환부;
    상기 트랜스듀서의 위치를 감지하는 위치감지수단; 및
    상기 위치감지수단에서 출력된 신호에 따라 상기 트랜스듀서의 초음파 발생동작을 제어하는 제어수단;을 포함하는 초음파 생성 장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 변환부는,
    원기둥 형상으로 이루어져 외주면에 홈부 또는 돌출부가 나선형으로 구비되며, 일단이 상기 회전력 인가부와 결합되는 원통캠;
    상기 원통캠의 회전축과 평행하게 구비되는 가이드부; 및
    일측은 상기 트랜스듀서에 고정되고, 타측은 상기 홈부에 삽입되거나 상기 돌출부가 삽입되며, 상기 가이드부를 따라 직선운동하는 이송부재;를 포함하는 초음파 생성 장치.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 위치감지수단은,
    상기 원통캠의 타단에 구비되는 제1 자석부; 및
    상기 제1 자석부에 대향되도록 상기 카트리지 내부에 구비되어 상기 제1 자석부의 위치를 검출하는 제1 센서;를 포함하는 초음파 생성 장치.
  13. 제 10 항에 있어서, 상기 위치감지수단은,
    상기 이송부재 또는 상기 트랜스듀서에 구비되는 제2 자석부; 및
    상기 상기 제2 자석부에 대향되도록 상기 카트리지 내부에 구비되어 상기 제2 자석부의 위치를 검출하는 제2 센서;를 포함하되,
    상기 이송부재는 제1 기준점과 제2 기준점 사이를 직선운동하며,
    상기 제2 센서는, 상기 이송부재가 상기 제1 기준점에 위치할 때 상기 제2 자석부에 대향되는 위치 및 상기 이송부재가 상기 제2 기준점에 위치할 때 상기 제2 자석부에 대향되는 위치에 각각 구비되는 초음파 생성 장치.
  14. 청구항 10에 있어서, 상기 카트리지 내부에는 유체가 충진되고,
    상기 초음파 생성 장치는, 상기 유체의 양, 상기 유체 수면의 기울기, 그리고 상기 카트리지의 기울기 중 적어도 어느 하나를 감지하는 감지수단을 더 포함하며,
    상기 제어수단은, 상기 카트리지 몸체의 기울기가 미리 정해진 범위를 벗어나면 상기 트랜스듀서를 오프 시키는 초음파 생성 장치.
  15. 청구항 1 내지 청구항 14 중 어느 한 항에 따른 초음파 생성 장치를 이용하여 비침습적으로 피부 조직의 특정 깊이에 고강도 집속 초음파의 열적 병변들을 생성시켜 시술을 수행하되,
    제1 기준점과 제2 기준점 간에 상기 트랜스듀서를 이동시키는 단계;
    상기 트랜스듀서가 상기 제1 기준점과 상기 제2 기준점 사이를 이동하는 과정에서, 상기 트랜스듀서가 상기 고강도 집속 초음파를 발생한 직전 위치로부터 미리 정해진 거리 내에 있는가의 여부를 감지하는 단계; 및
    상기 트랜스듀서가 상기 고강도 집속 초음파를 발생한 직전 위치로부터 미리 정해진 거리 내에 있는 경우, 상기 고강도 집속 초음파가 발생되지 않도록 상기 트랜스듀서를 제어하는 단계;를 포함하는 초음파 생성 장치를 이용한 시술 방법.
  16. 청구항 15에 있어서, 상기 트랜스듀서는 원기둥 형상으로 제공되어 회동가능한 원통캠의 회전운동을 전달받아 상기 제1 기준점과 상기 제2 기준점 사이를 직선운동하되,
    상기 트랜스듀서가 상기 고강도 집속 초음파를 발생한 직전 위치로부터 미리 정해진 거리 내에 있는가의 여부를 감지하는 단계는 상기 원통캠의 회전 정도를 감지하여 이루어지는 초음파 생성 장치를 이용한 시술 방법.
  17. 청구항 15에 있어서, 상기 트랜스듀서가 상기 제1 기준점 또는 제2 기준점에 위치하는 경우, 상기 트랜스듀서의 이동을 정지시키는 단계를 더 포함하는 초음파 생성 장치를 이용한 시술 방법.
  18. 청구항 15에 있어서, 상기 트랜스듀서는 원기둥 형상으로 제공되어 회동가능한 원통캠의 회전운동을 전달받아 상기 제1 기준점과 상기 제2 기준점 사이를 직선운동하고,
    상기 초음파 생성 장치를 이용한 시술 방법은 상기 원통캠의 회전 속도를 조절하여 상기 열적 병변들 간의 간격을 조절하는 단계를 더 포함하는 초음파 생성 장치를 이용한 시술 방법.
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