WO2018199578A1 - 피부 치료용 레이저 장치 - Google Patents

피부 치료용 레이저 장치 Download PDF

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WO2018199578A1
WO2018199578A1 PCT/KR2018/004695 KR2018004695W WO2018199578A1 WO 2018199578 A1 WO2018199578 A1 WO 2018199578A1 KR 2018004695 W KR2018004695 W KR 2018004695W WO 2018199578 A1 WO2018199578 A1 WO 2018199578A1
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WO
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laser
pulse
unit
treatment
light
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PCT/KR2018/004695
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English (en)
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Inventor
김원중
롱 트란반
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주식회사 루트로닉
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    • A61N5/06—Radiation therapy using light
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    • A61N2005/0635—Radiation therapy using light characterised by the body area to be irradiated
    • A61N2005/0643—Applicators, probes irradiating specific body areas in close proximity
    • A61N2005/0644—Handheld applicators

Definitions

  • the present invention relates to a laser treatment device for skin, and more particularly, to a laser treatment device for treating skin lesions using a pulse laser.
  • a device using light such as a laser is widely used as an energy source, and such a device is also disclosed in Korean Patent Publication No. 10-1269970.
  • light having a specific wavelength penetrates into the skin and is selectively absorbed into various tissues such as collagen, hair follicle, and hemoglobin located inside the skin according to the wavelength characteristics.
  • the absorbed light is converted into thermal energy within the tissue, thereby treating it in a way that changes the state of the tissue.
  • the present invention is intended to provide a laser treatment laser device that can be used to treat the skin using a laser, but can be precisely controlled to deliver sufficient energy to the target location while minimizing thermal damage of adjacent tissues.
  • the present invention includes a light generating unit and a light irradiation unit for irradiating the surface of the treatment light generated by the light generating unit to the skin surface, the treatment light is composed of a laser pulse irradiated at a predetermined cycle and Each laser pulse provides at least two laser pulses for treating the skin, the pulses comprising at least two unit pulses.
  • the treatment light may be composed of laser pulses irradiated at a frequency of 15 Hz or less.
  • the laser pulses of the treatment light may have a pulse duration of 10 ms to 70 ms, respectively.
  • each laser pulse may include at least 2 to 20 unit pulses.
  • Each unit pulse may have a pulse duration of 50 ms to 200 ms.
  • a pulse off time between the plurality of laser pulses may be formed at least 10 times longer than a unit pulse off time between unit pulses.
  • the treatment light may be composed of a laser having a wavelength in a range of 1060 nm to 1070 nm or a wavelength in a range of 750 nm to 760 nm, and may be composed of a laser pulse generated by Nd: YAG or Alexandrite as a laser medium. .
  • one laser pulse among the laser pulses is composed of n unit pulses including first to nth unit pulses sequentially irradiated, and the first unit pulse irradiated earlier is nth irradiated last. It is configured to have an output higher than a unit pulse.
  • the output of the nth unit pulse may be 80% or more of the output of the first unit pulse.
  • the output of any one unit pulse may be configured to be equal to or less than the output of the unit pulse irradiated earlier.
  • Such treatment light may have an effect of treating pigmented lesions of the skin or improving skin elasticity.
  • FIG. 1 is a perspective view of a laser device for treating skin according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a block diagram schematically showing the main configuration of FIG.
  • FIG. 3 is a graph showing a pattern of the treatment light irradiated in the laser device of FIG.
  • FIG. 4 is a graph specifically showing a pattern of each laser pulse of FIG. 3;
  • FIG. 5 is a graph showing one laser pulse of the treatment light irradiated from the laser device for skin treatment according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a circuit diagram illustrating a configuration of the light irradiation part of FIG. 2.
  • the "therapeutic laser device” includes all laser devices for treating mammals, including humans. That is, the therapeutic laser device may include various laser devices used for the purpose of improving the condition of a lesion or tissue.
  • tissue refers to a collection of cells constituting various body organs of an animal including a human, and includes various tissues constituting various organs in the body, including skin tissue.
  • FIGS. 1 and 2 a laser treatment apparatus for treating skin according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
  • the laser device 1 is a view showing a laser treatment device for skin according to an embodiment of the present invention.
  • the laser device 1 according to the present embodiment includes a main body 10, a handpiece 20, and a connection part 30 connecting the same.
  • the main body 10 forms a main skeleton of the laser device for skin treatment, and various components are installed therein.
  • Light generating unit 100 for generating a treatment light may be configured to include a variety of optical elements for transmitting the treatment light generated in the light generating unit.
  • the outer surface of the main body 10 may be provided with a control panel 11 capable of manipulating treatment contents and a display 12 for displaying various information to the user.
  • Handpiece 20 is made of a shape that can be held by the user. The user may proceed with treatment while changing the treatment position while holding the handpiece 20 in hand.
  • the handpiece 20 includes a light irradiator 200 for irradiating the treatment light described below to a target position of the patient.
  • the outer surface of the handpiece is provided with an operation unit 21 for adjusting the operation of the handpiece.
  • a separate cooling unit (not shown) may be further included.
  • the apparatus may further include a displacement sensor (not shown) for detecting the movement displacement of the handpiece during the treatment, or a temperature sensor (not shown) for detecting the temperature of the skin surface during the treatment.
  • the connecting portion 30 is a configuration for connecting the body and the handpiece described above. Inside the connection part 30, a light transmission part 300, such as an optical fiber, which forms an optical path from the light generation part 100 to the light irradiation part 200, and the control part 21 of the main body or the operation part 21 of the handpiece. ) And a signal line 31 for transmitting various control signals.
  • a light transmission part 300 such as an optical fiber, which forms an optical path from the light generation part 100 to the light irradiation part 200, and the control part 21 of the main body or the operation part 21 of the handpiece.
  • a signal line 31 for transmitting various control signals.
  • FIG. 2 is a block diagram schematically showing the main configuration of FIG. 1. Hereinafter, each configuration of FIG. 1 will be described in more detail with reference to FIG. 2.
  • the light generator 100 is provided inside the main body 10.
  • the light generator 100 includes a resonator capable of oscillating a laser, and an example of the light generator 100 is illustrated in more detail in FIG. 7.
  • the resonator includes a laser medium 111, and reflective members 112 and 113 may be installed at both ends of the laser medium. And, it may be configured to include a variety of optical elements such as a shutter 114, a lens (see Fig. 2).
  • the laser medium is excited by adjacently disposed flash lamps 115, and the excited light is amplified while reciprocating inside the resonator to generate laser light.
  • the electrical circuit connected to the flash lamp 115 includes a charge energy controller 116 for charging electrical energy to the capacitor 117 and a discharge current controller 118 for selectively opening and closing a path through which current flows from the capacitor to the flash lamp 115. It is configured to include).
  • the current sensor 119 is installed on the circuit through which the current is transmitted, and the circuit can be controlled in consideration of this. Through this circuit, current is transmitted to the flash lamp 115, which flashes selectively and flashes the laser medium. Therefore, by controlling the current waveform transmitted to the flash lamp through the electric circuit control, it is possible to adjust the pulse shape of the light generated from the light generating unit.
  • the configuration of the light generating unit may be configured using various structures capable of generating a laser, and detailed description thereof will be omitted.
  • the light generator 100 of the present exemplary embodiment may use Nd (YAG) or Alexandrite (Alexandrite) as the laser medium 111.
  • the treatment light generated by the light generator 100 may be a laser having a wavelength (Nd: YAG) in the range of 1060 nm to 1070 nm or a wavelength (Alexandrite) in the range of 750 nm to 760 nm, and more specifically, a wavelength of approximately 1064 nm.
  • the laser device according to the present embodiment selectively uses wavelengths that are effective for treating rejuvenation or pigmented lesions of the skin, and in addition to configuring the light generating unit using a laser medium that generates other wavelengths. It is possible.
  • the light irradiator 200 includes a focusing optical system, focuses the treatment light transmitted from the light transmitting unit, and irradiates the target light on the patient's skin.
  • the light transmitting unit 300 may be configured of at least one optical fiber, and in addition to this, the light transmitting unit 300 may be configured in various structures capable of transmitting light, including a plurality of relay lenses.
  • the laser device of the present embodiment includes a control unit 400 for controlling each component.
  • the controller 400 displays the operation contents of the laser device according to the contents set by the user through the control panel 11, the contents manipulated by the user through the manipulation unit 21 of the handpiece, or the contents stored in its own memory (not shown). Can be controlled.
  • the controller 400 may control an operation pattern and parameters of the treatment light by controlling the operation of the light generator.
  • the controller controls the operation of the flash lamp to excite the laser medium and the operation of various optical elements such as a shutter, the pattern and the parameter of the laser irradiated from the light generator 100 may be adjusted.
  • the controller 400 may control the operation of such components to control whether the treatment light is generated, the output of the treatment light, the frequency of the treatment light, and the laser waveform of the treatment light.
  • control unit may control the cooling operation of the cooling unit of the handpiece in addition to the light generating unit, or the handpiece may receive information sensed by various sensors and variously control the treatment contents based on the information.
  • FIG. 3 is a graph illustrating a pattern of treatment light emitted from the laser device of FIG. 1.
  • the treatment light of the laser device according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIG. 3.
  • the treatment light according to the present embodiment is composed of laser pulses P having a predetermined period.
  • Each laser pulse P may be configured as a pulse train including at least two unit pulses U.
  • the treatment light according to the present embodiment is composed of a pattern in which the laser pulse P is periodically irradiated.
  • the laser pulse P may be configured to be irradiated at a frequency of 15 Hz or less, and more specifically, may be configured to be irradiated at a frequency in the range of 6 to 12 Hz.
  • the laser pulse P may be configured to have a pulse duration P d of 10 to 70 ms, and more specifically, may be configured to have a pulse duration of 20 to 40 ms. Then, the pulse-off time between each laser pulse (Pulse off time) (P o ) may be configured to have more than 1.2 times that of at least a pulse duration (P d).
  • FIG. 4 is a graph specifically showing a pattern of each laser pulse of FIG. 3.
  • each laser pulse P includes n unit pulses U (n ⁇ 2). 4 illustrates an example in which one laser pulse P is composed of ten unit pulses U, but the present invention is not limited thereto.
  • one laser pulse may include 2 to 20 unit pulses (2 ⁇ n ⁇ 20).
  • Each unit pulse (U) may be configured to have a pulse duration of 50 to unit 500 ⁇ s (unit pulseduration time) (U d).
  • the off time between the unit pulses that is, the unit pulse off time U o is the unit pulse duration U so that the energy delivered by each unit pulse can be irradiated again in a state where it is radiated to some extent.
  • d can be configured to have a time that is at least five times longer.
  • the unit pulse may be configured to have a unit pulse duration U d of 80 to 200 ⁇ s, and the unit pulse off time U o may be configured to have a time that is 10 times longer than the unit pulse duration. .
  • the treatment light according to the present embodiment may be configured in various ways based on the above-described parameters, and the following table shows two specific parameters reflecting this.
  • the user can set the laser pulse parameters of the treatment light through the control panel (11). For example, if the user sets the laser pulse frequency, pulse duration (P d ), number of unit pulses per pulse, and unit pulse duration (U d ) of the treatment light through the control panel 11, the remaining pulse off time (P o ) and the unit pulse off time (U o ) can be set automatically to complete the treatment light parameters.
  • the treatment light pattern may be configured to be directly adjusted by the user in consideration of treatment contents.
  • FIG 5 is a graph showing one laser pulse of the treatment light irradiated from the laser device for skin treatment according to the second embodiment of the present invention.
  • n unit pulses constituting one laser pulse are all configured to have the same output.
  • the output of the unit pulse constituting one laser pulse may be configured to gradually decrease.
  • one laser pulse P may have a first unit pulse U 1 , a second unit pulse U 2 ,..., An nth unit pulse U n according to the order of irradiation. It can be composed of n unit pulses. The output of any one of these unit pulses may be configured to be equal to or less than the output of the first unit pulse irradiated. Accordingly, the first unit pulse U 1 irradiated first may be irradiated to have a higher output than the n th unit pulse U n irradiated last.
  • the output of the unit pulse U constituting one laser pulse P may be more advantageous to keep the temperature of the target position uniform during the pulse duration. This is because even if the laser pulse is composed of a plurality of unit pulses, minute residual heat may accumulate as the unit pulses are repeatedly irradiated. Therefore, since there may be a residual heat accumulated at a time point when one laser pulse ends, the output of the first pulse irradiated first among the plurality of unit pulses sequentially irradiated may be the highest. However, in order to prevent excessive output deviation, the output of the n th unit pulse U n may maintain 80% or more of the output of the first unit pulse U 1 .
  • FIG. 6 is a graph showing the results of measuring the waveform of the flash lamp current and the output of the laser according to the present embodiment. As shown in FIG. 6, the output adjustment of each unit pulse according to the present embodiment may be controlled by adjusting the amount of current flowing through the flash lamp pumping the laser medium.

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Abstract

본 발명은 피부 치료용 레이저 장치에 관한 것으로, 광 발생부 및 상기 광 발생부에서 발생된 치료광을 피부 표면으로 조사하는 광 조사부를 포함하고, 상기 치료광은 소정 주기로 조사되는 레이저 펄스로 구성되며, 각각의 레이저 펄스는 적어도 2개 이상의 단위 펄스를 포함하여 구성되는 피부 치료용 레이저 장치를 제공한다. 본 발명에 의할 경우, 열적 손상을 최소화시키면서 피부 회복(rejuvenation) 또는 색소 병변 치료와 같은 피부 병변을 효과적으로 치료할 수 있다.

Description

피부 치료용 레이저 장치
본 발명은 피부 치료용 레이저 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 펄스 레이저를 이용하여 피부 병변을 치료하는 피부 치료용 레이저 장치에 관한 것이다.
최근 들어, 인체의 특정 조직에 에너지를 전달하여 조직의 상태를 변화시키거나 이를 제거하는 방식으로 병변을 치료하는 기술이 널리 적용되고 있다. 이러한 에너지원으로써 레이저, 플래시 램프, RF 에너지, 극초단파, 초음파 등이 이용되며, 이를 이용한 다양한 치료장치가 개발되고 있다.
이 중, 피부 병변을 치료하는 치료장치는 에너지원으로서 레이저 등의 광을 이용하는 장치가 널리 사용되고 있으며, 이러한 장치는 등록특허공보 10-1269970호에서도 개시되어 있다. 피부 조직에 광을 조사하면, 특정 파장을 갖는 광이 피부 내측으로 침투하고, 파장 특성에 따라 피부 내측에 위치한 콜라겐, 모낭, 헤모글로빈 등의 각종 조직에 선택적으로 흡수된다. 흡수된 광은 해당 조직 내에서 열 에너지로 변환되고, 이로 인해 조직의 상태를 변화시키는 방식으로 치료가 이루어진다.
최근 레이저를 이용한 치료 기술이 발전함에 따라, 피부의 타겟 위치와 인접한 조직의 열적 손상을 최소화하면서 타겟 위치에 충분한 에너지를 전달할 수 있는 장치에 대한 요구가 높아지고 있다.
본 발명은 레이저를 이용하여 피부를 치료하되, 타겟 위치에 충분한 에너지를 전달하면서 인접한 조직의 열적 손상을 최소화할 수 있도록 정교하게 제어할 수 있는 피부 치료용 레이저 장치를 제공하기 위함이다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 광 발생부 및 상기 광 발생부에서 발생된 치료광을 피부 표면으로 조사하는 광 조사부를 포함하고, 상기 치료광은 소정 주기로 조사되는 레이저 펄스로 구성되며, 각각의 레이저 펄스는 적어도 2개 이상의 단위 펄스를 포함하여 구성되는 피부 치료용 레이저 장치를 제공한다.
여기서, 치료광은 15Hz 이하의 빈도로 조사되는 레이저 펄스로 구성될 수 있다. 그리고, 치료광의 상기 레이저 펄스는 각각 10ms 내지 70ms의 펄스 지속시간(pulse durationtime)을 갖을 수 있다.
이때, 각각의 레이저 펄스는 적어도 2개 내지 20개의 단위 펄스를 포함하여 구성될 수 있다. 그리고, 각 단위 펄스는 50㎲ 내지 200㎲의 펄스 지속시간(pulse duration time)을 갖을 수 있다.
이러한 치료광 패턴에 있어, 상기 복수의 레이저 펄스 사이의 펄스 오프 시간(pulse off time)은 단위 펄스 사이의 단위 펄스 오프 시간보다 10배 이상 길게 형성될 수 있다.
일 예로, 치료광은 1060nm 내지 1070nm 범위의 파장 또는 750nm 내지 760nm 범위의 파장의 레이저로 이루어지며, 엔디야그(Nd:YAG) 또는 알렉산드라이트(Alexandrite)를 레이저 매질로 발생하는 레이저 펄스로 구성될 수 있다.
구체적으로, 상기 레이저 펄스 중 하나의 레이저 펄스는 순차적으로 조사되는 제1 내지 제n 단위 펄스를 포함하는 n개의 단위 펄스로 구성되며, 가장 앞서 조사되는 제1 단위 펄스는 가장 마지막에 조사되는 제n 단위 펄스보다 높은 출력을 갖도록 구성된다. 여기서, 제n의 단위 펄스의 출력은 상기 제1 단위 펄스의 출력의 80% 이상일 수 있다.
또는, 하나의 레이저 펄스를 구성하는 상기 n개의 단위 펄스 중, 어느 한 단위펄스의 출력은 먼저 조사된 단위 펄스의 출력보다 같거나 작도록 구성될 수 있다.
이러한 치료광은 상기 피부의 색소 병변을 치료하거나 피부 탄성을 개선시키는 효과를 가질 수 있다.
본 발명에 의할 경우, 열적 손상을 최소화시키면서 피부 회복(rejuvenation) 또는 색소 병변 치료와 같은 피부 병변을 효과적으로 치료할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 피부 치료용 레이저 장치의 사시도,
도 2는 도 1 의 주요 구성을 도식적으로 표시한 블록도,
도 3은 도 1의 레이저 장치에서 조사되는 치료광의 패턴을 도시한 그래프,
도 4는 도 3의 각 레이저 펄스의 패턴을 구체적으로 도시한 그래프,
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 피부 치료용 레이저 장치에서 조사되는 치료광의 하나의 레이저 펄스를 도시한 그래프,
도 6은 플래시 램프 전류 및 레이저의 출력의 파형을 측정한 결과를 도시한 그래프이고,
도 7은 도 2의 광 조사부의 구성을 도시한 회로도이다.
이하에서는 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 피부 치료용 레이저 장치에 대해 구체적으로 설명하도록 한다. 아래의 설명에서 각 구성요소의 위치관계는 원칙적으로 도면을 기준으로 설명한다. 그리고 도면은 설명의 편의를 위해 발명의 구조를 단순화하거나 필요할 경우 과장하여 표시될 수 있다. 따라서 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 이 이외에도 각종 장치를 부가하거나, 변경 또는 생략하여 실시할 수 있음은 물론이다.
이하에서, '치료용 레이저 장치'라 함은 사람을 포함하여 포유류를 치료하기 위한 모든 레이저 장치를 포함한다. 즉, 치료용 레이저 장치는 병변 또는 조직의 상태를 개선하기 위한 목적으로 사용되는 다양한 레이저 장치를 포함할 수 있다.
이하에서, '조직'이라함은 인간을 포함하는 동물의 다양한 신체 기관을 구성하는 세포의 집합을 의미하며, 피부 조직을 비롯하여, 체내의 다양한 기관을 구성하는 다양한 조직을 포함한다.
이하에서는 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 피부 치료용 레이저 장치를 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 피부 치료용 레이저 장치를 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 레이저 장치(1)는, 본체(10), 핸드피스(20) 및 이를 연결하는 연결부(30)를 포함하여 구성된다.
본체(10)는 피부 치료용 레이저 장치의 주요 골격을 형성하며, 내부에 각종 구성요소가 설치된다. 치료광을 발생시키는 광 발생부(100), 광 발생부에서 발생된 치료광을 전달하기 위한 각종 광학 소자를 포함하여 구성될 수 있다. 본체(10)의 외면에는 치료 내용을 조작할 수 있는 컨트롤 패널(11) 및 각종 정보를 사용자에게 표시하기 위한 디스플레이(12)가 설치될 수 있다.
핸드피스(20)는 사용자가 손으로 쥘 수 있는 형상으로 이루어진다. 사용자는 핸드피스(20)를 손에 쥔 상태로 치료 위치를 변경하며 치료를 진행할 수 있다. 핸드피스(20)는 아래에서 설명하는 치료광을 환자의 타겟 위치로 조사하기 위한 광 조사부(200)를 포함하여 구성된다. 핸드피스의 외면에는 핸드피스의 동작을 조절하기 위한 조작부(21)가 구비된다. 나아가, 치료가 이루어지는 동안 환자의 피부에 열적 손상이 발생하는 것을 방지하기 위해, 별도의 냉각부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 또한, 치료 중 핸드피스의 이동 변위를 감지하기 위한 변위 센서(미도시) 또는 치료 중 피부 표면의 온도를 감지하기 위한 온도 센서(미도시) 등을 더 포함할 수 있다.
연결부(30)는 전술한 본체와 핸드피스를 연결하는 구성이다. 연결부(30)의 내부에는 광 발생부(100)로부터 광 조사부(200)까지 광 경로를 형성하는 광 파이버와 같은 광 전달부(300), 그리고 본체의 제어부(400) 또는 핸드피스의 조작부(21) 등에 의한 각종 제어 신호를 전달하기 위한 신호선(31)을 포함하여 구성될 수 있다.
도 2는 도 1 의 주요 구성을 도식적으로 표시한 블록도이다. 이하에서는 도 2를 참조하여, 도 1의 각 구성에 대해 보다 구체적으로 설명한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본체(10)의 내부에는 광 발생부(100)가 구비된다. 광 발생부(100)는 레이저를 발진할 수 있는 공진기를 포함하여 구성되며, 광 발생부의 일 예의 구성은 도 7에서 보다 상세하게 도시되어 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 공진기는 레이저 매질(111)을 포함하며, 레이저 매질의 양단에는 반사 부재(112, 113)가 설치될 수 있다. 그리고, 셔터(114), 렌즈와 같은 다양한 광학 소자를 포함하여 구성될 수 있다(도 2 참조). 레이저 매질은 인접 배치되는 플래시 램프(115)에 의해 여기되며, 여기된 광은 공진기 내측을 왕복하면서 증폭되어 레이저 광을 발생시킨다. 플래시 램프(115)에 연결되는 전기 회로는 캐패시터(117)에 전기 에너지를 충전하는 충전 에너지 제어부(116) 및 캐패시터로부터 플래시 램프(115) 측으로 전류가 흐르는 경로를 선택적으로 개폐하는 방전전류 제어부(118)를 포함하여 구성된다. 그리고, 전류가 전달되는 회로 상에는 전류 센서(119)가 설치되며, 이를 고려하여 회로를 제어할 수 있다. 이러한 회로를 통해 플래시 램프(115)에 전류가 전달되며, 플래시 램프는 선택적으로 점멸하면서 레이저 매질을 발진시킨다. 따라서, 전기 회로 제어를 통해 플래시 램프로 전달되는 전류 파형을 제어함으로써, 광 발생부에서 발생되는 광의 펄스 형태를 조절할 수 있다. 다만, 이러한 광 발생부의 구성은 레이저를 발생시킬 수 있는 다양한 구조를 이용하여 구성할 수 있으며, 구체적인 설명은 생략한다.
본 실시예의 광 발생부(100)는 레이저 매질(111)로서 엔디야그(Nd;YAG) 또는 알렉산드라이트(Alexandrite)를 이용할 수 있다. 따라서, 광 발생부(100)에서 발생되는 치료광은 1060nm 내지 1070nm 범위의 파장(Nd:YAG) 또는 750nm 내지 760nm 범위의 파장(Alexandrite)을 갖는 레이저일 수 있으며, 보다 구체적으로, 대략 1064nm의 파장을 갖는 레이저 또는 대략 755nm의 파장을 갖는 레이저로 구성될 수 있다. 다만, 본 실시예에 따른 레이저 장치는 피부의 회복(rejuvenation) 또는 색소 병변을 치료하는데 효과가 있는 파장을 선택적으로 이용한 것이며, 이 이외에도 다른 파장을 발생시키는 레이저 매질을 이용하여 광 발생부를 구성하는 것도 가능하다.
한편, 광 발생부(100)의 일단은 광 전달부(300)에 의해 핸드피스의 광 조사부(200)와 연결된다. 따라서, 광 발생부(100)에서 발생된 치료광은 광 전달부(300)를 따라 핸드피스의 광 조사부(200)로 전달된다. 광 조사부(200)는 집속 광학계를 포함하여 구성되며, 광 전달부에서 전달되는 치료광을 집속하여 환자 피부의 타겟 위치로 조사한다. 광 전달부(300)는 적어도 하나의 광 파이버로 구성될 수 있으며, 이 이외에도 복수의 릴레이 렌즈 등을 포함하여 광을 전달할 수 있는 다양한 구조로 구성될 수 있다.
한편, 본 실시예의 레이저 장치는 각각의 구성요소를 제어하는 제어부(400)를 포함한다. 제어부(400)는 컨트롤 패널(11)을 통해 사용자가 설정한 내용, 핸드피스의 조작부(21)를 통해 사용자가 조작한 내용 또는 자체 메모리(미도시) 등에 저장된 내용에 따라 레이저 장치의 동작 내용을 제어할 수 있다.
일 예로서, 제어부(400)는 광 발생부의 동작을 제어하여 치료광의 조사 패턴 및 파라미터를 제어할 수 있다. 제어부가 레이저 매질 여기시키는 플래쉬 램프의 동작 및 셔터와 같은 각종 광학 소자의 동작 등을 제어함에 따라, 광 발생부(100)에서 조사되는 레이저의 패턴 및 파라미터가 조절될 수 있다. 따라서, 제어부(400)는 이러한 구성요소의 동작을 제어함으로써, 치료광의 발생여부, 치료광의 출력, 치료광의 주파수, 치료광의 레이저 파형 등을 제어할 수 있다.
나아가, 제어부는 광 발생부 이외에도 핸드피스의 냉각부의 냉각 동작을 제어하거나, 핸드피스이 각종 센서에서 감지되는 정보를 전달받아 이에 근거하여 치료 내용을 다양하게 제어할 수 있다.
도 3은 도 1의 레이저 장치에서 조사되는 치료광의 패턴을 도시한 그래프이다. 이하에서는, 도 3을 참조하여 본 실시예에 따른 레이저 장치의 치료광을 구체적으로 설명한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 치료광은 소정 주기를 갖는 레이저 펄스(P)로 구성된다. 그리고, 각각의 레이저 펄스(P)는 적어도 2개 이상의 단위 펄스(U)를 포함하는 펄스 트레인으로 구성될 수 있다.
일반적으로, 연속 레이저(continuous laser)를 치료광으로 이용하는 경우, 치료광이 조사됨에 따라 피부 조직 내에 에너지가 누적되어 조직 손상을 야기하기 쉽다. 이에 비해, 펄스형 레이저를 치료광을 이용하는 경우, 펄스지속시간을 조절함으로써 피부의 열적 손상이 발생하는 것을 방지하는 것이 가능하다. 다만, 기본적인 펄스형 레이저를 이용하는 경우, 치료 중 타겟 위치에 균일한 온도를 유지하거나, 국소 위치에 대해서 치료를 진행하는데 있어 한계가 있었다.
일 예로, 소정 유지시간 동안 타겟 위치를 일정 이상의 온도로 유지해야하는 치료를 수행하는 경우를 고려한다. 치료광이 기본적인 펄스형 레이저로 이루어진 경우, 각 펄스의 펄스지속시간동안 에너지가 누적되게 되고, 상기 유지시간이 길게 요구되는 치료인 경우, 각 펄스의 종료점의 온도는 시작점의 온도보다 크게 상승할 수 밖에 없다. 이 경우, 타겟 위치에 에너지가 누적됨에 따라, 타겟 위치의 인접 조직 또한 열적 손상이 발생할 수 밖에 없다.
이에 비해, 도 3과 같이, 복수의 단위 펄스(U)로 구성되는 펄스 타입으로 구성된 레이저를 이용하는 경우, 펄스 지속 시간에도 각 단위 펄스 사이의 오프시간(Uo)동안 열방산이 이루어지면서 타겟 위치에 에너지가 지속적으로 누적되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 단위 펄스(U)의 파라미터를 조절함에 따라 타겟 위치의 온도를 균일하게 유지하는 것이 가능하다. 나아가, 펄스 지속시간(Pd)동안 타겟 위치의 온도가 균일하게 이루어지므로, 타겟 위치의 인접 조직까지 열적 손상이 발생하는 것을 최소화시킬 수 있어, 국소 치료가 가능한 장점이 있다.
구체적으로, 본 실시예에 따른 치료광은 레이저 펄스(P)가 주기적으로 조사되는 패턴으로 구성된다. 이러한 레이저 펄스(P)는 15Hz 이하의 빈도로 조사되도록 구성될 수 있으며, 더욱 구체적으로는 6 내지 12Hz 범위의 빈도로 조사되도록 구성될 수 있다.
이러한 레이저 펄스(P)는 10 내지 70ms의 펄스 지속시간(Pulse durationtime)(Pd)을 갖도록 구성될 수 있으며, 보다 구체적으로는 20 내지 40ms의 펄스 지속시간을 갖도록 구성될 수 있다. 그리고, 각 레이저 펄스 사이의 펄스 오프 시간(Pulse off time)(Po)은 적어도 펄스 지속시간(Pd)의 1.2배 이상을 갖도록 구성할 수 있다.
도 4는 도 3의 각 레이저 펄스의 패턴을 구체적으로 도시한 그래프이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 각 레이저 펄스(P)는 n개의 단위 펄스(U)를 포함하여 구성한다(n≥2). 도 4에서는 하나의 레이저 펄스(P)가 10개의 단위 펄스(U)로 구성되는 예를 도시하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 이 이외에도, 하나의 레이저 펄스는 2개 내지 20개의 단위 펄스를 포함하여 구성될 수 있다(2≤n≤20).
각각의 단위 펄스(U)는 50 내지 500㎲의 단위펄스 지속시간(unit pulseduration time)(Ud)을 갖도록 구성될 수 있다. 그리고, 단위펄스 사이의 오프시간, 즉 단위펄스 오프시간(unit pulseoff time)(Uo)은 각 단위 펄스에 의해 전달된 에너지가 어느정도 방열된 상태에서 다시 조사될 수 있도록, 단위펄스 지속시간(Ud) 대비 적어도 5배 이상 긴 시간을 갖도록 구성될 수 있다.
보다 구체적으로, 단위펄스는 80 내지 200㎲의 단위펄스 지속시간(Ud)을 갖도록 구성되며, 단위펄스 오프시간(Uo)은 단위펄스 지속시간 대비 10배 이상 긴 시간을 갖도록 구성될 수 있다.
본 실시예에 따른 치료광은 전술한 파라미터에 근거하여 다양하게 구성할 수 있으며, 아래 표에서는 이를 반영한 구체적인 두 개의 파라미터를 나타내고 있다.
구분 레이저 매질 파장 레이저펄스 주파수 Pd Ud 펄스당 단위 펄스 개수
적용예 1 Nd:YAG 1064nm 10Hz 30ms 100㎲ 15
적용예 2 Alexandrite 755nm 10Hz 30ms 100㎲ 10
다만, 이 이외에도, 사용자가 컨트롤 패널(11)을 통해 치료광의 레이저 펄스 파라미터를 설정할 수 있도록 구성할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 컨트롤 패널(11)을 통해 치료광의 레이저 펄스 주파수, 펄스 지속시간(Pd), 펄스당 단위 펄스의 개수 및 단위 펄스 지속시간(Ud)을 설정하면, 나머지 펄스 오프시간(Po) 및 단위 펄스 오프시간(Uo)이 자동적으로 세팅되어 치료광 파라미터가 완성되도록 구성할 수 있다. 이와 같이, 치료광 패턴은 사용자가 치료 내용을 고려하여 직접 조절하도록 구성하는 것도 가능하다.
이하에서는 도 5를 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 피부 치료용 레이저 장치에 대해 설명한다. 다만, 전술한 실시예와 상응하는 구성 및 상응하는 특징에 대해서는 중복을 피하기 위해 구체적인 설명은 생략한다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 피부 치료용 레이저 장치에서 조사되는 치료광의 하나의 레이저 펄스를 도시한 그래프이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 전술한 실시예에서는 하나의 레이저 펄스를 구성하는 n개의 단위펄스는 모두 동일한 출력을 갖도록 구성되었다. 이에 비해, 본 실시예에서는 하나의 레이저 펄스를 구성하는 단위 펄스의 출력이 점차적으로 감소하도록 구성할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 하나의 레이저 펄스(P)는 조사되는 순서에 따라 제1 단위 펄스(U1), 제2 단위 펄스(U2), ... 제n 단위 펄스(Un)의 n개의 단위 펄스로 구성될 수 있다. 이러한 단위 펄스 중 어느 한 단위 펄스의 출력은 먼저 조사된 단위 펄스의 출력보다 같거나 작도록 구성될 수 있다. 이에 의해, 가장 먼저 조사되는 제1 단위 펄스(U1)는 가장 마지막에 조사되는 제n 단위 펄스(Un)보다 높은 출력을 갖도록 조사될 수 있다.
이와 같이, 하나의 레이저 펄스(P)를 구성하는 단위 펄스(U)의 출력이 점차적으로 감소하는 경우, 펄스 지속시간동안 타겟 위치의 온도를 균일하게 유지하는데 더욱 유리할 수 있다. 레이저 펄스가 복수의 단위 펄스로 구성되더라도, 단위 펄스가 반복하여 조사됨에 따라 미소한 잔열이 누적될 가능성이 있기 때문이다. 따라서, 하나의 레이저 펄스가 시작되는 시점보다 종료되는 시점에서 누적된 잔열이 존재할 수 있으므로, 순차적으로 조사되는 복수의 단위 펄스 중 가장 먼저 조사되는 제1 펄스의 출력이 가장 높게 구성할 수 있다. 다만, 지나친 출력 편차를 방지하기 위해, 제n 단위 펄스(Un)의 출력은 제1 단위 펄스(U1) 출력의 80% 이상을 유지할 수 있다.
도 6은 본 실시예에 따른 플래시 램프 전류 및 레이저의 출력의 파형을 측정한 결과를 도시한 그래프이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 본 실시에에 따른 각 단위펄스의 출력 조절은 레이저 매질을 펌핑하는 플래시 램프에 흐르는 전류의 크기를 조절하는 방식으로 제어하는 것이 가능하다.
이상에서는, 본 발명에 따른 복수의 실시예를 상세하게 설명하였다. 앞서 설명한 것과 같이, 복수의 단위펄스로 구성된 레이저 펄스가 주기적으로 조사되는 방식으로 치료광이 구성될 경우, 타겟 위치의 온도를 균일하게 치료하는 것이 가능하며, 인접 조직에 미치는 영향을 최소화시킬 수 있다.
이상, 본 발명의 일 실시예에 대해 상세하게 기술하였으나, 본 발명이 상기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명이 속하는 기술 분야에 대해 통상의 지식을 가진 사람이면, 첨부된 청구범위에 정의된 본 발명의 기술적 특징의 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시할 수 있음은 밝혀둔다.

Claims (12)

  1. 광 발생부; 및
    상기 광 발생부에서 발생된 치료광을 피부 표면으로 조사하는 광 조사부를 포함하고,
    상기 치료광은 소정 주기로 조사되는 레이저 펄스로 구성되며, 각각의 레이저 펄스는 적어도 2개 이상의 단위 펄스를 포함하여 구성되는 피부 치료용 레이저 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 치료광은 15Hz 이하의 빈도로 조사되는 레이저 펄스로 구성되는 것을 특징으로 하는 피부 치료용 레이저 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 치료광의 상기 레이저 펄스는 각각 10ms 내지 70ms의 펄스 지속시간(pulse durationtime)을 갖는 것을 특징으로 하는 피부 치료용 레이저 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 레이저 펄스는 적어도 2개 내지 20개의 단위 펄스를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 피부 치료용 레이저 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 단위 펄스는 50㎲ 내지 200㎲의 펄스 지속시간(pulse durationtime)을 갖는 것을 특징으로 하는 피부 치료용 레이저 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 레이저 펄스 사이의 펄스 오프 시간(pulse off time)은 단위 펄스 사이의 단위 펄스 오프 시간보다 10배 이상 긴 것을 특징으로 하는 피부 치료용 레이저 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 치료광은 1060nm 내지 1070nm 범위의 파장 또는 750nm 내지 760nm 범위의 파장의 레이저로 이루어지는 것을 특징으로 하는 피부 치료용 레이저 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 치료광은 엔디야그(Nd:YAG) 또는 알렉산드라이트(Alexandrite)를 레이저 매질로 발생하는 레이저 펄스로 구성되는 것을 특징으로 하는 피부 치료용 레이저 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 레이저 펄스 중 하나의 레이저 펄스는 순차적으로 조사되는 제1 내지 제n 단위 펄스를 포함하는 n개의 단위 펄스로 구성되며,
    가장 앞서 조사되는 제1 단위 펄스는 가장 마지막에 조사되는 제n 단위 펄스보다 높은 출력을 갖는 것을 특징으로 하는 피부 치료용 레이저 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제n 단위 펄스의 출력은 상기 제1 단위 펄스의 출력의 80% 이상인 것을 특징으로 하는 피부 치료용 레이저 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    하나의 레이저 펄스를 구성하는 상기 n개의 단위 펄스 중, 어느 한 단위펄스의 출력은 먼저 조사된 단위 펄스의 출력보다 같거나 작은 것을 특징으로 하는 피부 치료용 레이저 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 치료광은 상기 피부의 색소 병변을 치료하거나 피부 탄성을 개선시키는 것을 특징으로 하는 피부 치료용 레이저 장치.
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