WO2018174349A1

WO2018174349A1 - 무선 프로브 형태의 hifu 장치

Info

Publication number: WO2018174349A1
Application number: PCT/KR2017/008692
Authority: WO
Inventors: 김동수
Original assignee: 김동수
Priority date: 2017-03-22
Filing date: 2017-08-10
Publication date: 2018-09-27

Abstract

본 발명에서 제안하고 있는 무선 프로브 형태의 HIFU 장치에 따르면, 탈/부착이 가능하게 결합되는 교체용 카트리지 및 핸드피스를 포함하되, 교체용 카트리지 및 핸드피스가 무선 프로브 형태로 사용이 가능하도록 핸드피스 내에 무선통신을 위한 통신부와, 충전지 및 유무선의 충전이 가능한 충전 회로부를 더 포함하여 구성함으로써, 고강도 집속 초음파 발생을 통한 고유 기능의 사용은 물론, 유무선 충전 및 무선통신 방식으로 사용상의 번거로운 불편함이 해소됨에 따른 사용상의 편의성이 더욱 향상될 수 있도록 할 수 있다.

Description

무선 프로브 형태의 HIFU 장치

본 발명은 고강도 집속 초음파 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 유선 또는 무선의 충전 기능과, 무선통신 기능을 갖는 무선 프로브 형태의 HIFU(high intensity focused ultrasound) 장치에 관한 것이다.

일반적으로 초음파는 20㎑ 이상의 주파수를 갖는 파동을 말하며, 이러한 초음파는 의료분야에서 의료영상을 이용한 진단 및 치료와 피부미용 등에 널리 활용되고 있다. 특히, 초음파를 고강도로 집속한 형태를 고강도 집속 초음파(High Intensity Focused Ultrasound)라고 한다. 이러한 고강도 집속 초음파는 기존의 초음파와 동일한 원리를 바탕으로 하면서 통과하는 생체 조직에 대해서는 아무런 해를 입히지 않고 전파해 나갈 수 있어 의료시술 분야에서 각광받고 있다.

이러한 고강도 집속 초음파는 특정 부위에 집속되어 열을 발생시킴으로써 급격한 온도 상승을 유발시킨다. 즉, 고강도 집속 초음파를 피부 근육 층의 일부인 표층 근건 막(Superficial muscular aponeurotic system, SMAS)에 맞추어 조사하게 되면, 이 부위에서 60℃이상의 높은 열이 발생하게 되며, 1㎜보다 작은 크기의 열 응고 부위(Thermal damage zone)를 발생시키게 되고, 열 응고 부위가 재생되면서 피부 조직을 잡아 올리고 진피 층의 콜라겐과 엘라스틴 재생을 촉진시킴으로써 피부 탄력 및 주름개선에 효과를 보이게 된다.

다만, 고강도 집속 초음파 장치의 경우, 운송 중 고도에 따른 압력변화 또는 열에 의한 내부액체 팽창 등에 따른 카트리지 내부압력의 변화로 인하여 카트리지 내부의 물질이 새는 등 불량품이 발생하는 위험이 따르며, 초음파가 두 개의 음향 임피던스의 차이가 큰 물질을 통과하는 경우 음향 속도의 차이에 의한 반사 및 감쇄 현상에 따른 초음파 손실이 많이 발생하는 불편함이 있었다. 이러한 문제를 해소하기 위한 방안으로, 본 출원인은 대한민국 등록특허공보 제10-1585487호(압력완충장치가 포함된 고강도 집속 초음파 프로브)를 특허 출원하여 등록받은 바 있다. 이러한 본 출원인의 선행기술 문헌은 구동 제어용의 외부 단말기 장치와 유선으로 연결되어 전원을 공급받고 구동하는 것으로 유선의 길이에 따른 제약으로 사용상의 번거로움 및 불편함이 따르는 문제가 있었다.

본 발명은 기존에 제안된 방법들의 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 탈/부착이 가능하게 결합되는 교체용 카트리지 및 핸드피스를 포함하되, 교체용 카트리지 및 핸드피스가 무선 프로브 형태로 사용이 가능하도록 핸드피스 내에 무선통신을 위한 통신부와, 충전지 및 유무선의 충전이 가능한 충전 회로부를 더 포함하여 구성함으로써, 고강도 집속 초음파 발생을 통한 고유 기능의 사용은 물론, 유무선 충전 및 무선통신 방식으로 사용상의 번거로운 불편함이 해소됨에 따른 사용상의 편의성이 더욱 향상될 수 있도록 하는, 무선 프로브 형태의 HIFU 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명은, 무선 프로브 형태로 사용상의 편의성이 증대되면서도, 교체용 카트리지 내부에 고도 또는 열에 의한 내부 액체의 팽창에 따른 압력 변화에 대한 완충 기능으로 카트리지의 팽창된 압력에 의한 내부 물질의 누출을 방지되고, 고강도 집속 초음파를 피부에 조사할 때 인체 연부조직과 음향 임피던스가 유사한 시트커버를 통해 초음파의 손실이 방지되는 상태로 사용될 수 있도록 하는, 무선 프로브 형태의 HIFU 장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 무선 프로브 형태의 HIFU 장치는,

무선 프로브 형태의 HIFU 장치로서,

카트리지 하우징 내에 구비되며, 고강도 집속 초음파를 발생시키는 초음파 발생부와, 상기 초음파 발생부와 결합되어 초음파 발생부를 이동시킬 수 있는 대차구동부와 실린더 형태의 레일을 구비하는 카트리지 모션구동부와, 상기 카트리지 모션구동부의 일 측에 위치하며, 카트리지 내부 압력에 대한 완충 역할을 하는 완충 장치부와, 상기 초음파 발생부의 구동을 제어하는 제어 회로부와, 상기 카트리지 하우징 내부에서 초음파 에너지 전달을 위한 초음파 전달 매개 물질을 포함하는 매칭 레이어부와, 초음파 감쇄 방지를 위하여 인체 음향 임피던스와 유사한 물성특징을 가지는 시트(sheet) 형태의 커버로 부착되는 음향 커버부와, 피부 접촉 시 동작하여 감지신호를 출력하는 감지 센서부를 포함하는 교체용 카트리지; 및

상기 교체용 카트리지가 착/탈이 가능하게 결합되며, 상기 초음파 발생부를 정밀하게 움직이도록 하기 위한 모터를 구비한 카트리지 모션구동부와, 상기 카트리지 모션구동부의 위치를 감지하는 센서부와, 상기 센서부의 감지된 신호를 입력받고, 상기 카트리지 모션구동부의 제어신호를 출력하여 상기 모터를 정밀하게 제어 구동시키고, 상기 교체용 카트리지 내의 제어 회로부와 각종 신호를 송수신하며, 상기 감지 센서부의 피부 접촉 시 동작되는 감지 신호에 따라 동작 제어를 수행하는 핸드피스 제어 회로부를 포함하는 핸드피스를 포함하되,

상기 핸드피스는,

핸드피스 하우징 내에 구비되며, 외부 단말기 장치와 무선통신을 수행하는 통신부;

상기 핸드피스 하우징 내에 내장 또는 탈부착이 가능한 형태의 충전지; 및

상기 충전지로 외부 전원을 공급받아 충전시키기 위한 충전 회로부를 더 포함하여 구성하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 핸드피스는,

상기 핸드피스 하우징에 노출되는 형태로 장착되어 동작여부를 확인할 수 있도록 하는 동작램프;

상기 핸드피스 하우징에 노출되는 형태로 장착되어 구동 및 전원상태를 표시하는 표시부; 및

상기 핸드피스 하우징에 노출되는 형태로 장착되어 고강도 집속 초음파 발생의 동작 구동을 위한 작동 버튼을 포함하는 조작부를 포함하여 구성할 수 있다.

바람직하게는, 상기 센서부는,

상기 카트리지 모션구동부의 위치를 정밀하게 감지 제어하고, 입력 신호에 대응한 특정 각도로 상기 카트리지 모션구동부의 모터를 회전시켜 정확한 각도 제어 및 다양한 구동이 가능하도록 할 수 있다.

더욱 바람직하게는, 상기 카트리지 모션구동부는,

상기 모터를 스테핑 모터(stepping motor)로 구성하여, 상기 초음파 발생부를 일정한 간격으로 정밀하게 연속적인 조사가 가능하도록 구동시킬 수 있다.

바람직하게는, 상기 통신부는,

상기 HIFU 장치의 동작 상태에 관한 정보 및 상태를 디스플레이를 통해 표시하는 구동 제어용 외부 단말기 장치와 근거리 통신을 수행하는 근거리 통신 모듈을 포함하여 구성할 수 있다.

더욱 바람직하게는, 상기 충전 회로부는,

상기 충전지에 무선충전 장치를 매개로 무선으로 전원을 충전시키기 위한 무선충전 회로; 및

상기 충전지에 외부 전원공급기로부터 유선을 매개로 전원을 충전시키기 위한 유선연결 포트를 구비하는 유선충전 회로를 포함하여 구성할 수 있다.

더욱 더 바람직하게는, 상기 무선충전 회로는,

비접촉식 자기유도를 이용하여 전력 에너지를 수신하는 무선전력 수신 코일과, 상기 무선전력 수신 코일로부터 수신된 전력 에너지를 정해진 전압으로 출력하여 상기 충전지에 공급하는 무선전력 충전 모듈을 포함하여 구성할 수 있다.

더더욱 바람직하게는, 상기 HIFU 장치는,

상기 교체용 카트리지가 상기 핸드피스에 결합된 무선 프로브 형태로, 전체적인 형상이 ‘ㄱ자 또는 angle 형태’와, ‘I자 또는 직선형 형태’, 및 ‘ㄷ자 또는 구부러진 형태’를 포함하여 구성할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 무선 프로브 형태로 사용상의 편의성이 증대되면서도, 교체용 카트리지 내부에 고도 또는 열에 의한 내부 액체의 팽창에 따른 압력 변화에 대한 완충 기능으로 카트리지의 팽창된 압력에 의한 내부 물질의 누출을 방지되고, 고강도 집속 초음파를 피부에 조사할 때 인체 연부조직과 음향 임피던스가 유사한 시트커버를 통해 초음파의 손실이 방지되는 상태로 사용될 수 있도록 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 프로브 형태의 HIFU 장치의 실시예 및 기능블록의 개념 구성을 개략적으로 도시한 도면.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 무선 프로브 형태의 HIFU 장치의 전체 시스템 구성을 도시한 도면.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 프로브 형태의 HIFU 장치의 구성을 기능블록으로 도시한 도면.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 무선 프로브 형태의 HIFU 장치의 핸드피스 하우징에 노출되는 형태의 구성을 도시한 도면.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 무선 프로브 형태의 HIFU 장치의 통신부의 기능블록의 구성을 도시한 도면.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 프로브 형태의 HIFU 장치의 충전 회로부의 기능블록의 구성을 도시한 도면.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 프로브 형태의 HIFU 장치에 적용되는 송수신용 루프코일의 일례를 도시한 도면.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 프로브 형태의 HIFU 장치에 적용되는 무선충전 시스템의 개념 구성을 도시한 도면.

도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 무선 프로브 형태의 HIFU 장치의 무선프로브 형태의 외형의 실시 구성을 일례로 도시한 도면.

<부호의 설명>

10: 본 발명의 일실시예에 따른 HIFU 장치

100: 교체용 카트리지

101: 카트리지 하우징

110: 초음파 발생부

120: 카트리지 모션구동부

121: 대차구동부

122: 실린더 형태의 레일

130: 완충 장치부

140: 제어 회로부

150: 매칭 레이어부

160: 음향 커버부

170: 센서 감지부

200: 핸드피스

201: 핸드피스 하우징

202: 동작램프

203: 표시부

204: 작동 버튼

205: 조작부

210: 카트리지 모션구동부

220: 센서부

230: 핸드피스 제어 회로부

240: 통신부

241: 근거리 통신 모듈

250: 충전지

260: 충전 회로부

261: 무선충전 회로

262: 무선전력 수신 코일

263: 무선전력 충전 모듈

264: 유선연결 포트

265: 유선충전 회로

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.

덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 ‘연결’ 되어 있다고 할 때, 이는 ‘직접적으로 연결’ 되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 ‘간접적으로 연결’ 되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 ‘포함’ 한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 프로브 형태의 HIFU 장치의 실시예 및 기능블록의 개념 구성을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 무선 프로브 형태의 HIFU 장치의 전체 시스템 구성을 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 프로브 형태의 HIFU 장치의 구성을 기능블록으로 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 무선 프로브 형태의 HIFU 장치의 핸드피스 하우징에 노출되는 형태의 구성을 도시한 도면이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 무선 프로브 형태의 HIFU 장치의 통신부의 기능블록의 구성을 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 프로브 형태의 HIFU 장치의 충전 회로부의 기능블록의 구성을 도시한 도면이다. 도 1 내지 도 6에 각각 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 무선 프로브 형태의 HIFU 장치(10)는, 교체용 카트리지(100), 및 핸드피스(200)를 포함하여 구성될 수 있다.

교체용 카트리지(100)는, 카트리지 하우징(101) 내에 구비되며, 고강도 집속 초음파를 발생시키는 초음파 발생부(110)와, 초음파 발생부(110)와 결합되어 초음파 발생부(110)를 이동시킬 수 있는 대차구동부(121)와 실린더 형태의 레일(122)을 구비하는 카트리지 모션구동부(120)와, 카트리지 모션구동부(120)의 일 측에 위치하며, 카트리지 내부 압력에 대한 완충 역할을 하는 완충 장치부(130)와, 초음파 발생부(110)의 구동을 제어하는 제어 회로부(140)와, 카트리지 하우징(101) 내부에서 초음파 에너지 전달을 위한 초음파 전달 매개 물질을 포함하는 매칭 레이어부(150)와, 초음파 감쇄 방지를 위하여 인체 음향 임피던스와 유사한 물성특징을 가지는 시트(sheet) 형태의 커버로 부착되는 음향 커버부(160)와, 피부 접촉 시 동작하여 감지신호를 출력하는 감지 센서부(170)를 포함하는 구성이다. 이러한 교체용 카트리지(100)는 후술하게 될 핸드피스(200)에 탈/부착이 가능하게 결합되어 사용되고, 고강도 집속 초음파를 피검사체 표면에 조사하기 위한 역할을 한다. 여기서, 완충 장치부(130)는 압력센서 또는 온도센서, 기타 압력과 관련된 센서 등을 추가하고, 이러한 센서들의 측정값을 통해 압력을 제어할 수 있는 장치가 구비되거나, 또는 압력을 조절할 수 있는 기구물 장치가 구비되는 형태로 구성될 수 있다. 즉, 센서 감지신호를 이용한 전기제어 방식 또는 기구물(장치)을 이용한 압력 조절 방식이 적용되는 것으로 이해될 수 있다. 또한, 감지 센서부(170)는 무선 프로브 형태의 시스템에서 전력 손실 방지를 위해 피부와 접촉 시 동작하여 전력 손실을 방지하기 위한 기능의 접촉센서 또는 인체 감지센서로 구현되는 센서의 구성이다. 이러한 감지 센서부(170)는 인체 접촉에 따른 감지신호를 출력하여 교체용 카트리지(100)와 후술하게 될 핸드피스(200)의 구동이 가능하도록 할 수 있다. 즉, 감지 센서부(170)의 피부 접촉 시의 감지신호가 교체용 카트리지(100)와 핸드피스(200)의 작동 신호로 사용될 수 있다. 여기서, 감지 센서부(170)는 무선 프로브 시스템의 전력 손실 량에 따라 제외될 수 있는 구성으로 이해될 수 있다.

핸드피스(200)는, 교체용 카트리지(100)가 착/탈이 가능하게 결합되며, 초음파 발생부(110)를 정밀하게 움직이도록 하기 위한 모터를 구비한 카트리지 모션구동부(210)와, 카트리지 모션구동부(210)의 위치를 감지하는 센서부(220)와, 센서부(220)의 감지된 신호를 입력받고, 카트리지 모션구동부(210)의 제어신호를 출력하여 모터를 정밀하게 제어 구동시키고, 교체용 카트리지(100) 내의 제어 회로부(140)와 각종 신호를 송수신하며, 감지 센서부(170)의 피부 접촉 시 동작되는 감지 신호에 따라 동작 제어를 수행하는 핸드피스 제어 회로부(230)를 포함하는 구성이다. 이러한 핸드피스(200)는 무선 프로브 형태로서, 핸드피스 하우징(201) 내에 구비되며, 외부 단말기 장치(20)와 무선통신을 수행하는 통신부(240)와, 핸드피스 하우징(201) 내에 내장 또는 탈부착이 가능한 형태의 충전지(250), 및 충전지(250)로 외부 전원을 공급받아 충전시키기 위한 충전 회로부(260)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 외부 단말기 장치(20)는 도 1에 도시된 바와 같이, HIFU 장치(10)의 구동 제어를 위한 단말기 또는 휴대용 단말기용 프로그램(관리제어 SW 또는 앱)으로 구성될 수 있다. 외부 단말기 장치(20)는 정보 송수신을 위한 근거리 통신 모듈, 정보표시 및 이미지 표시를 위한 관리프로그램, 화면캡처를 위한 카메라 등을 포함할 수 있다. 이러한 외부 단말기 장치(20)는 HIFU 장치(10)의 구동 제어를 위한 통상의 구성에 해당하므로 불필요한 구체적 구성 및 기능에 대한 설명은 생략하기로 한다. 다만, 본 발명에 따른 HIFU 장치(10)와 근거리 통신을 수행하기 위한 근거리 통신 모듈을 구비하는 것에 기존의 장치와 구별되는 것으로 이해될 수 있다.

또한, 핸드피스(200)는 핸드피스 하우징(201)에 노출되는 형태로 장착되어 동작여부를 확인할 수 있도록 하는 동작램프(202)와, 핸드피스 하우징(201)에 노출되는 형태로 장착되어 구동 및 전원상태를 표시하는 표시부(203)와, 핸드피스 하우징(201)에 노출되는 형태로 장착되어 고강도 집속 초음파 발생의 동작 구동을 위한 작동 버튼(204)을 포함하는 조작부(205)를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 센서부(220)는 카트리지 모션구동부(210)의 위치를 정밀하게 감지 제어하고, 입력 신호에 대응한 특정 각도로 카트리지 모션구동부(210)의 모터를 회전시켜 정확한 각도 제어 및 다양한 구동이 가능하도록 하고, 카트리지 모션구동부(210)는 모터를 스테핑 모터(stepping motor)로 구성하여, 초음파 발생부(110)를 일정한 간격으로 정밀하게 연속적인 조사가 가능하도록 구동시킬 수 있게 된다. 즉, 센서부(220)는 카트리지 모션구동부(210)의 위치를 정밀하게 감지하여 제어하고, 입력되는 신호에 대해 일정한 각도를 회전하는 스테핑 모터의 정확한 각도제어 및 다양한 구동이 가능하도록 한다. 여기서, 카트리지 모션구동부(210)의 모터로 구성되는 스테핑 모터는 다른 모터에 비해 정지토크가 탁월하며, 각도 오차가 누적되는 않는 장점이 있어 고강도 집속 초음파 구동을 위한 핸드피스(200)에 사용된다. 본 발명의 핸드피스(200)는 스테핑 모터(stepping motor)를 이용하여 초음파 발생부(110)를 일정한 간격으로 정밀하게 연속적인 조사가 가능하도록 할 수 있고, 카트리지 모션구동부(210)는 대차구동부(121)를 이동시킬 수 있는 충분한 토크(torque)와 속도를 발휘할 수 있으며, 빠른 응답성과 정밀한 각도 제어가 용이하고, 초기 위치와 이동거리를 제어할 수 있도록 한다.

또한, 통신부(240)는 HIFU 장치(10)의 동작 상태에 관한 정보 및 상태를 디스플레이를 통해 표시하는 구동 제어용 외부 단말기 장치(20)와 근거리 통신을 수행하는 근거리 통신 모듈(241)을 포함하여 구성될 수 있다. 이러한 통신부(240)는 일례의 근거리 통신으로서 특별히 제한을 두지는 않으며, 블루투스, NFC, 지그비, 와이파이를 포함하는 다양한 근거리 무선통신이 적용될 수 있는 것으로 이해될 수 있다.

또한, 충전 회로부(260)는 충전지(250)에 무선충전 장치(30)를 매개로 무선으로 전원을 충전시키기 위한 무선충전 회로(261)와, 충전지(250)에 외부 전원공급기(40)로부터 유선을 매개로 전원을 충전시키기 위한 유선연결 포트(264)를 구비하는 유선충전 회로(265)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 무선충전 회로(261)는 비접촉식 자기유도를 이용하여 전력 에너지를 수신하는 무선전력 수신 코일(262)과, 무선전력 수신 코일(262)로부터 수신된 전력 에너지를 정해진 전압으로 출력하여 충전지(250)에 공급하는 무선전력 충전 모듈(263)을 포함하여 구성할 수 있다.

통상, 무선충전 시스템은 전력 에너지를 송신하는 송신부와, 전력에너지를 수신하는 수신부로 구성된다. 이때, 송신부는 일정 신호를 감지하기 위해 주기적으로 센서가 구동되고, 충전 요청신호가 감지되는 지를 판단하게 된다. 즉, 충전 요청신호가 감지되는 경우, 송신부의 송전부가 온으로 켜지게 되고, 수신부의 신호를 통해 수신부 측의 배터리 전압을 확인하여 충전 가능 상태가 확인되면 송전이 이루어지게 된다. 또한, 무선전력을 일차적으로 수신하는 안테나 루프 코일의 기판에는 WPC 방식의 코일과 KTP 방식의 코일 및 근거리 통신을 위한 NFC에 사용되는 안테나 코일 들이 구현될 수 있다. 이러한 무선충전 시스템의 전력 에너지의 송수신의 기능은 이미 널리 알려진 기술에 해당하므로 불필요한 설명은 생략하기로 한다. 다만, 본 발명의 HIFU 장치(10)는 무선 충전 또는 유선 충전이 가능하도록 구현하되, 무선 충전의 경우 통상의 무선충전 시스템의 수신기 기능이 구현되는 것으로 이해될 수 있다.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 프로브 형태의 HIFU 장치에 적용되는 송수신용 루프코일의 일례를 도시한 도면이고, 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 프로브 형태의 HIFU 장치에 적용되는 무선충전 시스템의 개념 구성을 도시한 도면이며, 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 무선 프로브 형태의 HIFU 장치의 무선프로브 형태의 외형의 실시 구성을 일례로 도시한 도면이다. 도 7은 무선충전 시스템의 송신기로부터 무선방식으로 전원을 충전하기 위한 무선충전 회로(261)의 무선전력 코일을 일례로 나타내고 있다. 도 8의 (a)는 무선충전 시스템의 무선충전 블록 개념을 나타내고 있으며, 도 8의 (b)는 무선충전 시스템의 등가회로를 일례로 나타내고 있다. 도 9는 HIFU 장치(10)의 무선 프로브의 형상 구조로서, 도 9의 (a)는 교체용 카트리지(100)가 핸드피스(200)에 결합된 무선 프로브 형태의 ‘ㄱ자 또는 angle 형태’의 형상을 나타내고 있으며, 도 9의 (b)는 교체용 카트리지(100)가 핸드피스(200)에 결합된 무선 프로브 형태의 ‘I자 또는 직선형 형태’의 형상을 나타내고 있으며, 도 9의 (c)는 교체용 카트리지(100)가 핸드피스(200)에 결합된 무선 프로브 형태의 ‘ㄷ자 또는 구부러진 형태’의 형상을 나타내고 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 무선 프로브 형태의 HIFU 장치는, 탈/부착이 가능하게 결합되는 교체용 카트리지 및 핸드피스를 포함하되, 교체용 카트리지 및 핸드피스가 무선 프로브 형태로 사용이 가능하도록 핸드피스 내에 무선통신을 위한 통신부와, 충전지 및 유무선의 충전이 가능한 충전 회로부를 더 포함하여 구성함으로써, 고강도 집속 초음파 발생을 통한 고유 기능의 사용은 물론, 유무선 충전 및 무선통신 방식으로 사용상의 번거로운 불편함이 해소됨에 따른 사용상의 편의성이 더욱 향상될 수 있도록 할 수 있게 된다. 또한, 무선 프로브 형태로 사용상의 편의성이 증대되면서도, 기존의 고강도 집속 초음파 장치의 고유 기능인 교체용 카트리지 내부에 고도 또는 열에 의한 내부 액체의 팽창에 따른 압력 변화에 대한 완충 기능으로 카트리지의 팽창된 압력에 의한 내부 물질의 누출을 방지되고, 고강도 집속 초음파를 피부에 주사할 때 인체 연부조직과 음향 임피던스가 유사한 시트커버를 통해 초음파의 손실이 방지되는 상태로 사용될 수 있도록 한다.

이상 설명한 본 발명은 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형이나 응용이 가능하며, 본 발명에 따른 기술적 사상의 범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims

무선 프로브 형태의 HIFU 장치(10)로서,

카트리지 하우징(101) 내에 구비되며, 고강도 집속 초음파를 발생시키는 초음파 발생부(110)와, 상기 초음파 발생부(110)와 결합되어 초음파 발생부(110)를 이동시킬 수 있는 대차구동부(121)와 실린더 형태의 레일(122)을 구비하는 카트리지 모션구동부(120)와, 상기 카트리지 모션구동부(120)의 일 측에 위치하며, 카트리지 내부 압력에 대한 완충 역할을 하는 완충 장치부(130)와, 상기 초음파 발생부(110)의 구동을 제어하는 제어 회로부(140)와, 상기 카트리지 하우징(101) 내부에서 초음파 에너지 전달을 위한 초음파 전달 매개 물질을 포함하는 매칭 레이어부(150)와, 초음파 감쇄 방지를 위하여 인체 음향 임피던스와 유사한 물성특징을 가지는 시트(sheet) 형태의 커버로 부착되는 음향 커버부(160)와, 피부 접촉 시 동작하여 감지신호를 출력하는 감지 센서부(170)를 포함하는 교체용 카트리지(100); 및

상기 교체용 카트리지(100)가 착/탈이 가능하게 결합되며, 상기 초음파 발생부(110)를 정밀하게 움직이도록 하기 위한 모터를 구비한 카트리지 모션구동부(210)와, 상기 카트리지 모션구동부(210)의 위치를 감지하는 센서부(220)와, 상기 센서부(220)의 감지된 신호를 입력받고, 상기 카트리지 모션구동부(210)의 제어신호를 출력하여 상기 모터를 정밀하게 제어 구동시키고, 상기 교체용 카트리지(100) 내의 제어 회로부(140)와 각종 신호를 송수신하며, 상기 감지 센서부(170)의 피부 접촉 시 동작되는 감지신호에 따라 동작 제어를 수행하는 핸드피스 제어 회로부(230)를 포함하는 핸드피스(200)를 포함하되,

상기 핸드피스(200)는,

핸드피스 하우징(201) 내에 구비되며, 외부 단말기 장치(20)와 무선통신을 수행하는 통신부(240);

상기 핸드피스 하우징(201) 내에 내장 또는 탈부착이 가능한 형태의 충전지(250); 및

상기 충전지(250)로 외부 전원을 공급받아 충전시키기 위한 충전 회로부(260)를 더 포함하여 구성하고,

상기 통신부(240)는,

상기 HIFU 장치(10)의 동작 상태에 관한 정보 및 상태를 디스플레이를 통해 표시하는 구동 제어용 외부 단말기 장치(20)와 근거리 통신을 수행하는 근거리 통신 모듈(241)을 포함하여 구성하며,

상기 충전 회로부(260)는,

상기 충전지(250)에 무선충전 장치(30)를 매개로 무선으로 전원을 충전시키기 위한 무선충전 회로(261)와, 상기 충전지(250)에 외부 전원공급기(40)로부터 유선을 매개로 전원을 충전시키기 위한 유선연결 포트(264)를 구비하는 유선충전 회로(265)를 포함하여 구성하되,

상기 무선충전 회로(261)는,

비접촉식 자기유도를 이용하여 전력 에너지를 수신하는 무선전력 수신 코일(262)과, 상기 무선전력 수신 코일(262)로부터 수신된 전력 에너지를 정해진 전압으로 출력하여 상기 충전지(250)에 공급하는 무선전력 충전 모듈(263)을 포함하여 구성하며,

상기 교체용 카트리지(100)의 감지 센서부(170)는,

무선 프로브 형태의 시스템에서 전력 손실 방지를 위해 피부와 접촉 시 동작하여 전력 손실을 방지하기 위한 기능의 접촉센서 또는 인체 감지센서로 구현되고, 인체 접촉에 따라 출력되는 감지신호가 상기 교체용 카트리지(100)와 핸드피스(200)의 구동이 가능한 작동 신호로 사용되는 것을 특징으로 하는, 무선 프로브 형태의 HIFU 장치.
제1항에 있어서, 상기 핸드피스(200)는,

상기 핸드피스 하우징(201)에 노출되는 형태로 장착되어 동작여부를 확인할 수 있도록 하는 동작램프(202);

상기 핸드피스 하우징(201)에 노출되는 형태로 장착되어 구동 및 전원상태를 표시하는 표시부(203); 및

상기 핸드피스 하우징(201)에 노출되는 형태로 장착되어 고강도 집속 초음파 발생의 동작 구동을 위한 작동 버튼(204)을 포함하는 조작부(205)를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는, 무선 프로브 형태의 HIFU 장치.
제1항에 있어서, 상기 센서부(220)는,

상기 카트리지 모션구동부(210)의 위치를 정밀하게 감지 제어하고, 입력 신호에 대응한 특정 각도로 상기 카트리지 모션구동부(210)의 모터를 회전시켜 정확한 각도 제어 및 다양한 구동이 가능하도록 하는 것을 특징으로 하는, 무선 프로브 형태의 HIFU 장치.
제3항에 있어서, 상기 카트리지 모션구동부(210)는,

상기 모터를 스테핑 모터(stepping motor)로 구성하여, 상기 초음파 발생부(110)를 일정한 간격으로 정밀하게 연속적인 조사가 가능하도록 구동시키는 것을 특징으로 하는, 무선 프로브 형태의 HIFU 장치.
제1항에 있어서, 상기 HIFU 장치(10)는,

상기 교체용 카트리지(100)가 상기 핸드피스(200)에 결합된 무선 프로브 형태로, 전체적인 형상이 ‘ㄱ자 또는 angle 형태’와, ‘I자 또는 직선형 형태’, 및 ‘ㄷ자 또는 구부러진 형태’를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는, 무선 프로브 형태의 HIFU 장치.