WO2024019281A1 - 다축 초음파 토션 에너지 투입 시스템 및 방법 - Google Patents

다축 초음파 토션 에너지 투입 시스템 및 방법 Download PDF

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WO2024019281A1
WO2024019281A1 PCT/KR2023/006015 KR2023006015W WO2024019281A1 WO 2024019281 A1 WO2024019281 A1 WO 2024019281A1 KR 2023006015 W KR2023006015 W KR 2023006015W WO 2024019281 A1 WO2024019281 A1 WO 2024019281A1
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WO
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ultrasonic
torsion energy
vacuum
piezoelectric elements
suction
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Application number
PCT/KR2023/006015
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English (en)
French (fr)
Inventor
조대희
송은미
Original Assignee
조대희
주식회사 모세메디
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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N7/00—Ultrasound therapy

Definitions

  • the present invention relates to a multi-axis ultrasonic torsion energy injection system and method.
  • Cancer is divided into mass and angiogenesis, and existing treatments have focused on killing the mass. As a result, even if the mass is successfully removed, why does the recurrence rate reach 70%? Even if the tumor is removed, recurrence and metastasis occur repeatedly because of the remaining branch cells. In that case, wouldn’t it be possible to remove the branch cells at the same time? However, according to advanced radiology, it is not possible to determine how far the branch cells extend and the boundaries. This is because the size of branch cells is only 1/10 (10 ⁇ m) of a hair.
  • Cancer cells were not inherently cancerous. Cancer is a mutation caused by the environment, and its difference from normal cells is oxygen deficiency. Modern science has discovered that something can become cancerous or normal depending on the oxygen condition inside the blood vessels that supply oxygen and nutrients to cells.
  • the mechanism of cancer is that the mass and branches (angiogenesis) share their respective roles to survive.
  • the tumor can be said to act as the brain of the cancer, and the branches serve as limbs to obtain food.
  • BNR beam non-uniformity ratio
  • This phenomenon is a side effect that appears momentarily during surgery on cancerous lesions due to the difficulty in controlling excessive ultrasound beam focus energy. For this reason, it was impossible to adjust the ultrasound beam to discriminately investigate the cancerous mass and branches (angiogenesis), and the energy could not penetrate deep into the lesion at a depth of 100 to 150 mm.
  • the conventional cancer treatment device using ultrasound is a treatment device using focused ultrasound energy (HIFU: High Intensity Focused Ultrasound, LIFU: Low Intensity Focused Ultrasound, LIPUS: Low Intensity Pulsed Ultrasound). Due to the heat runaway phenomenon caused by the Gaussian beam at the focus, the side effects of damage to the non-lesional area were significant, making treatment difficult. Additionally, it was difficult to treat more than one area at a time due to the thermal runaway phenomenon.
  • the present invention was made to solve the above-described conventional object.
  • the purpose of the present invention is to provide a multi-axis ultrasonic energy injection system that can non-invasively penetrate energy into the deep part where the cancerous lesion is located.
  • another object of the present invention is to provide a multi-axis ultrasound injection system that can prevent the risk of damaging side effects that may occur during treatment of non-lesioned areas due to the absence of ultrasonic thermal runaway phenomenon, and can treat multiple areas at the same time.
  • the present invention may include the following examples to achieve the above object.
  • An embodiment of the present invention includes a plurality of suction units equipped with a plurality of piezoelectric elements and vacuum-adsorbed to the human body, and a control box that outputs vacuum pulses to the plurality of suction units and selectively drives the plurality of piezoelectric elements,
  • the piezoelectric element is a multi-axis ultrasonic torsion energy, characterized in that the phase value of at least one of the input frequency, pressure, output intensity, time period, and voltage is differentially applied to generate vortex-type ultrasonic torsion energy that reaches the deep part of the lesion.
  • An input system can be provided.
  • the present invention as another embodiment of controlling the phase value, includes a control box equipped with a plurality of piezoelectric elements to control a plurality of suction units that output ultrasonic torsion energy to the human body, and the control box includes a) a plurality of piezoelectric elements.
  • Step includes a multi-axis ultrasonic torsion energy input method, characterized in that the phase value is exchanged between the piezoelectric element set to the largest phase value in step a) and the other piezoelectric element set to the smallest value.
  • the present invention can improve safety by preventing thermal runaway due to the heat island phenomenon by dispersing and injecting ultrasound, enabling simultaneous treatment of multiple lesion areas, and applying multiple ultrasound energies to the depth of the lesion in the same or It is effective in treating cancer because energy can be invested in a different direction.
  • the present invention since the present invention is provided with a plurality of suction units, it can be used even when the patient is lying down, sitting, or standing during the procedure, thereby increasing convenience.
  • FIG. 1 is a diagram briefly illustrating a multi-axis ultrasonic torsion energy input system according to the present invention.
  • Figure 2 is a diagram showing another embodiment of the suction unit.
  • Figure 3 is a block diagram showing a control box.
  • FIG. 4 is a block diagram showing the switch unit.
  • Figure 5 is a diagram showing a suction unit.
  • Figure 6 is a cross-sectional view showing the suction part.
  • Figure 7 is a view showing the lower part of the suction part.
  • Figure 8 is a flowchart showing a multi-axis ultrasonic torsion energy input method according to the present invention.
  • Figure 1 is a diagram showing a multi-axis ultrasonic torsion energy input system according to the present invention
  • Figure 2 is a diagram showing another embodiment of the suction unit
  • Figure 3 is a block diagram showing a control box
  • Figure 4 is a block diagram showing a switch unit. am.
  • the multi-axis ultrasonic torsion energy input system includes a control box 100 that controls the output of ultrasonic waves and the rotation direction of torsion energy, and a plurality of suction units 200 attached to the human body. and a cable 300 connecting the control box 100 and the suction unit 200.
  • the control box 100 includes a separate power cable, is connected to a wall outlet, receives power, and outputs power and control commands to the suction unit 200.
  • the control box 100 may have an independent power source such as a battery added.
  • the suction unit 200 is composed of multiple suction units so that they can be attached simultaneously or selectively in the front, back, left, right, top, and bottom directions with the lesion in between.
  • the present invention is provided with a plurality of suction units, so that the suction units can be installed in the front, rear, left, right, upper and lower positions when the patient is sitting, standing or lying down depending on the situation.
  • Each suction unit 200 is fixed to the human body by the negative pressure generated by the vacuum pulse generated by the control box 100 and simultaneously injects ultrasonic torsion energy, but selectively changes the rotation direction of the ultrasonic torsion energy to create a vortex shape. Outputs ultrasonic torsion energy having .
  • suction units 200 may be formed to be separated from each other as shown in FIG. 1, and as shown in FIG. 2, in another embodiment, two or more suction units 200, 200 may be installed in one suction housing H. ') can be configured simultaneously.
  • the number of suction units 200 and 200' is two or more, and the number is not limited.
  • suction units 200 and 200' may be connected by a C-type arm (not numbered) branched from the cable 300 extending from the control box 100.
  • C-type arm One or more suction units 200 and 200' may be installed at both ends, respectively. Accordingly, the plurality of suction units 200 and 200' connected to the C-type cancer are simultaneously or selectively attached in the up, down, left, right, front and back directions with the lesion in between, and output ultrasonic torsion energy to the lesion.
  • the C-type arm may be plural and may be provided with one or two or more suction parts 200 and 200' at both ends, respectively.
  • the suction unit 200 is an ultrasonic module 230 equipped with a plurality of piezoelectric elements 231, 232, and 233 at the bottom as shown in FIGS. 4 and 5 in order to output the above-described vortex-type ultrasonic torsion energy. ) may include.
  • the cable 300 connects the suction unit 200 and the control box 100, and includes a vacuum pipe (not shown) that outputs vacuum pulses and a plurality of signal lines (not shown) that output ultrasonic driving signals. It can be provided integrally. To this end, the cable 300 may further include a cable terminal 310 that is detachable from the suction unit 200 and/or the control box 100.
  • the cable 300 preferably has a flexible material or shape such as a bellows shape.
  • control box 100 First, a detailed description of the control box 100 will begin below, and the suction unit 200 will be explained later.
  • the control box 100 includes an ultrasonic generator 110 that generates ultrasonic waves, a vacuum generator 120 that outputs a vacuum pulse, an electromagnetic current discharge unit 130, and a display 140. It may include a switch unit 150 and a power supply unit 160.
  • the ultrasonic generator 110 selectively controls the plurality of suction units 200 to rotate one of the two in a clockwise/right direction and the other in a counterclockwise/left direction to reach the deep part of the lesion with a depth of 100 to 150 mm.
  • the ultrasonic module 230 is controlled to output the vortex-type ultrasonic torsion energy that is reached.
  • the ultrasonic generator 110 can output vortex-type ultrasonic torsion energy by adjusting the phase value of the ultrasonic module.
  • the phase value includes at least one of frequency, output intensity, on-off time period, and voltage for each of the plurality of piezoelectric elements.
  • phase value adjustment can be selectively performed depending on the operation of the switch unit 150.
  • the vacuum generator 120 outputs a vacuum pulse through the cable 300 connected to the suction unit 200.
  • the vacuum pulse is attached to the human body by maintaining the inside of the suction unit 200 in a negative pressure state.
  • the electromagnetic flow discharge unit 130 absorbs fine electromagnetic flow energy spontaneously generated in the human body.
  • the electromagnetic current discharge unit 130 can prevent abnormal phenomena in advance by discharging the fine electromagnetic current generated at the lesion site during ultrasound treatment to the outside, and can prevent interference with ultrasonic torsion energy injected into the deep part of the lesion. .
  • the display 140 outputs status information.
  • the display 140 outputs information such as operation and remaining time, intensity of ultrasonic waves and vacuum, and device failure.
  • the temperature or pulse information of the patient undergoing the procedure may also be included.
  • the switch unit 150 may include a plurality of switches 151 to 156 that each output a set command.
  • the switch unit 150 may be provided integrally with the display 140 or may be provided as an independent device. It will be described specifically with reference to FIG. 4 .
  • the switch unit 150 includes a power input switch 151, an ultrasonic input switch 152, a left and right torsion vortex selection switch 153, an ultrasonic pulse intensity control switch 154, and a vacuum pulse control switch ( 155), and includes an electromagnetic discharge switch 156.
  • the power input switch 151 is a switch that outputs a power on/off command.
  • the power on/off command operates the power unit 160. Accordingly, the power unit 160 supplies or cuts off power when the user turns on or off the power input switch 151.
  • the power unit 160 is connected to an outlet connected to the wall and can convert and supply external system power to a set level, or convert and supply power output from a built-in battery.
  • the ultrasonic input switch 152 outputs a command to the ultrasonic generator 110.
  • the ultrasonic generator 110 operates the ultrasonic module 230 installed in the suction unit 200.
  • the left and right torsion vortex selection switch 153 outputs a command to select a vortex rotating to the left or a vortex rotating to the right.
  • the ultrasonic generator 110 controls the ultrasonic modules 230 installed in the two or more selected suction units 200 to determine the rotation direction of the vortex-type ultrasonic torsion energy. Control to rotate.
  • the ultrasonic pulse intensity control switch 154 outputs a command to adjust the ultrasonic intensity.
  • the ultrasonic intensity control command is output to the ultrasonic generator 110, and the ultrasonic generator 110 adjusts the output intensity of the ultrasonic module 230 according to the command.
  • the vacuum pulse intensity control switch 155 adjusts the intensity of the vacuum pulse applied to the suction unit 200.
  • the suction unit 200 is fixed to the human body in a vacuum state, and the vacuum pulse intensity control switch 155 outputs a command to adjust the intensity to the vacuum generator 120.
  • the electromagnetic current discharge switch 156 switches the power line that discharges micromagnetic currents from the human body.
  • the electromagnetic flow discharge unit 130 may include an electrode terminal installed in the suction unit 200 to suck in fine magnetic currents naturally generated in the human body, and a ground terminal (not shown) installed in the control box 100. there is.
  • the electromagnetic current discharge switch 156 can turn on or off the power line connected to the ground terminal installed in the control box 100.
  • the electrode terminal may be an electrode of the piezoelectric elements 231, 232, and 233 or may be another separate electrode.
  • At least one suction unit 200 is fixed to the human body by a vacuum pulse generated by driving the control box 100.
  • the suction unit 200 will be described with reference to FIGS. 5 to 7 .
  • Figure 5 is a diagram showing the suction part
  • Figure 6 is a cross-sectional view showing the suction part
  • Figure 7 is a diagram showing the lower part of the suction part.
  • the suction unit 200 includes a fallopian tube-shaped housing 210, an ultrasonic module 230 arranged in a donut shape at the bottom of the housing 210, and a vacuum hole through which a vacuum pulse is output. It may include (220).
  • the housing 210 has a connector formed on its outer surface to which the cable 300 extending from the control box 100 is connected, and has a convex curved upper portion and a fallopian tube shape with a flat lower portion. Here, the lower part is open and communicates with the vacuum hole 220.
  • the vacuum hole 220 forms an empty space inside the housing 210 and is a space where a vacuum pulse is output by a vacuum tube or vacuum passage 212 extending from the connector 211.
  • the vacuum hole 220 maintains a negative pressure inside by a vacuum pulse and is absorbed by the human body.
  • a plurality of ultrasonic modules 230 are aligned at the ends forming the outer peripheral surface of the vacuum hole 220 in the lower part of the housing 210.
  • the ultrasonic module 230 is arranged in a donut shape by aligning the open entrance side of the vacuum hole 220 with its center.
  • the ultrasonic module 230 includes a plurality of piezoelectric elements 231, 232, and 233 that output ultrasonic waves, for example.
  • the plurality of piezoelectric elements 231, 232, and 233 output energy having different phases to induce torsion energy in the left and right directions to have a vortex shape.
  • the ultrasonic module 230 as described above has a donut shape as the plurality of piezoelectric elements 231, 232, and 233 are aligned in a circle around the vacuum hole 220.
  • the arrangement of the ultrasonic module 230 is aligned around the vacuum hole 220 through which the vacuum pulse is output, and outputs ultrasonic waves to produce ultrasonic torsion energy.
  • Ultrasonic torsion energy is generated by an imbalance between the piezoelectric elements 231, 232, and 233 due to differences in the amount of energy. Ultrasonic torsion energy is known to aid physical circulation in stagnant mass cells and even to the periphery.
  • ultrasonic torsion energy generates micro cavitation and nano bubbles by piezoelectric elements.
  • nanobubbles provide physical stimulation to stagnant blood vessels around the tumor, and if this stimulation continues, they induce chemical changes that circulate, decompose, and reduce substances that worsen the tumor environment, such as active oxygen, cholesterol, and fat, inside the capillaries. .
  • the present invention can induce ultrasonic torsion energy in the form of a vortex by adjusting the phase value of the piezoelectric elements that output the ultrasonic torsion energy as described above.
  • the phase value includes at least one of frequency, pressure on/off time period (relay time), piezoelectric constant, and voltage. Examples of phase values are provided in Tables 1 to 5 below. However, the numerical values listed in Tables 1 to 5 below do not limit the scope of the invention, and the numerical range can be selectively applied depending on the intention of the user or designer.
  • Example 1 MHz w/cm2 Volt Trigger(mSec) Piezoelectric Constant (Piezoelectric constant)kp % Energy (Kcal) ON OFF Piezoelectric element (231) 1.2 1.0 80 15 2 65 300 Piezoelectric element (232) 1.0 1.0 80 15 2 65 200 Piezoelectric element (233) 0.8 1.0 80 15 2 65 100
  • Example 2 MHz w/cm2 Volt Trigger(mSec) Piezoelectric Constant (Piezoelectric constant)kp % Energy (Kcal) ON OFF Piezoelectric element (231) 1.0 1.5 80 15 2 65 300 Piezoelectric element (232) 1.0 1.0 80 15 2 65 200 Piezoelectric element (233) 0.0 0.5 80 15 2 65 100
  • Example 3 MHz w/cm2 Volt Trigger(mSec) Piezoelectric Constant (Piezoelectric constant)kp % Energy (Kcal) ON OFF Piezoelectric element (231) 1.0 1.0 85 15 2 65 300 Piezoelectric element (232) 1.0 1.0 80 15 2 65 200 Piezoelectric element (233) 0.0 1.0 75 15 2 65 100
  • Example 4 MHz w/cm2 Volt Trigger(mSec) Piezoelectric Constant (Piezoelectric constant)kp % Energy (Kcal) ON OFF Piezoelectric element (231) 1.0 1.0 85 20 2 65 300 Piezoelectric element (232) 1.0 1.0 80 15 2 65 200 Piezoelectric element (233) 0.0 1.0 75 10 2 65 100
  • Example 5 MHz w/cm2 Volt Trigger(mSec) Piezoelectric Constant (Piezoelectric constant)kp % Energy (Kcal) ON OFF Piezoelectric element (231) 1.0 1.0 85 20 2 67 300 Piezoelectric element (232) 1.0 1.0 80 15 2 65 200 Piezoelectric element (233) 0.0 1.0 75 10 2 60 100
  • the above variables of the ultrasonic module 230 can determine the output intensity of ultrasonic waves, and it is also possible to change the direction of the vortex according to adjustment of phase values (eg, frequency, voltage, on-off time period).
  • phase values eg, frequency, voltage, on-off time period
  • the ultrasonic module 230 includes a first piezoelectric element 231 and a second piezoelectric element 232 sequentially extending in a curved shape from an end extending to the outer peripheral surface of the vacuum hole 220 opened at the bottom of the housing 210. ) and a third piezoelectric element 233.
  • the first to third piezoelectric elements 233 may be sequentially extended to be spaced apart from each other.
  • the plurality of piezoelectric elements 231, 232, and 233 may be spaced apart from each other, and an insulator (not shown) may be installed in the spaced apart space.
  • the plurality of piezoelectric elements 231, 232, and 233 are arranged around the vacuum hole where negative pressure is generated by the vacuum pulse, and as the above-mentioned ultrasonic torsion energy is output, the energy does not overlap, preventing the heat island phenomenon as in the prior art. This does not occur.
  • the first to third piezoelectric elements 231, 232, and 233 constitute (+) and (-) terminals, respectively, and output vortex-type ultrasonic torsion energy by adjusting the phase value according to the ultrasonic generator 110. , the intensity and time period are changed depending on whether the left and right torsion vortex selection switch 153 is operated, and the input direction of torsion energy (for example, a vortex rotating clockwise or counterclockwise) can be changed.
  • the present invention includes the above-described configuration, and hereinafter, as another embodiment of the present invention, a multi-axis ultrasonic torsion energy input method that can output vortex-type ultrasonic torsion energy by adjusting the phase value of ultrasonic waves will be described.
  • Figure 8 is a flowchart showing a multi-axis ultrasonic torsion energy input method according to the present invention.
  • the present invention includes step S110 of setting the intensity of the ultrasonic module 230, step S120 of setting the output cycle of the ultrasonic module 230, step S130 of detecting left and right torsion change conditions, and ultrasonic It includes step S140 of adjusting the output cycle of the module 230.
  • Steps S110 and S120 are steps for setting the phase value, and the double phase value corresponds to any one of frequency, pressure, on-off time period, and voltage.
  • the output intensity any one of frequency, pressure, and voltage
  • the on-off time period is explained as an example.
  • Step S110 is a step of setting the intensity of the ultrasonic module 230.
  • the operator sets the ultrasonic output intensity for each piezoelectric element 231, 232, and 233 through the ultrasonic pulse intensity control switch 154 of the control box 100.
  • the ultrasonic output intensity of the piezoelectric elements 231, 232, and 233 may be set differently depending on set conditions.
  • the first piezoelectric element 231 adjusts the phase values of at least one of frequency, voltage, and on-off time period, and the A intensity, the second piezoelectric element 232, according to the combination of the piezoelectric constants of the piezoelectric elements.
  • B intensity, the third piezoelectric element 233 is set to C intensity (A>B>C>).
  • the administrator can also set the intensity of the vacuum pulse.
  • the intensity of the vacuum pulse is set differently for each suction unit 200 or the same intensity of the vacuum pulse for all suction units 200 by the manager operating the vacuum pulse intensity control switch 155 of the switch unit 150.
  • Step S120 is a step of setting the ultrasonic output cycle of the ultrasonic module 230.
  • the piezoelectric elements 231, 232, and 233 may be repeatedly turned on and off at a set time period. Therefore, the manager sets and inputs a time period during which the piezoelectric elements 231, 232, and 233 are alternately turned on and off through the ultrasonic pulse intensity control switch 154 of the switch unit 150.
  • the first piezoelectric element 231 may be turned on in a cycle
  • the second piezoelectric element 232 may be turned on in a b cycle
  • the third piezoelectric element 233 may be turned on in a c cycle.
  • a, b, c (a>b>c) is the time when the piezoelectric elements 231, 232, and 233 are turned on.
  • the off times of the piezoelectric elements 231, 232, and 233 may be applied equally.
  • the intensity and time of the first piezoelectric element 231 are set to the highest value
  • the intensity and time of the second piezoelectric element 232 are set to the intermediate value
  • the third piezoelectric element 232 is set to the intermediate value. (233), the intensity and time are set to minimum values.
  • Step S130 is a step of detecting left and right torsion change conditions. For example, after completing the setting of the intensity and time period of the above-described piezoelectric elements 231, 232, and 233, the manager moves the suction unit 200 forward, backward, left, right, and positioning the patient's lesion between them.
  • the suction unit 200 is attached in two or more directions selected from the up and down directions, respectively. At this time, the suction part 200 is fixed in close contact.
  • the ultrasonic generator 110 outputs a control signal to the ultrasonic module 230 at the set intensity and time period.
  • the vacuum generator 120 outputs a vacuum pulse.
  • a plurality of piezoelectric elements 231, 232, and 233 output ultrasonic torsion energy at different intensities and time periods. At this time, the ultrasonic waves with the highest intensity are output for the longest time, and the ultrasonic waves with the lowest intensity are output for the shortest time.
  • the ultrasound module 230 injects ultrasonic torsion energy into the lesion in the form of a vortex that rotates by adjusting the intensity and output time of the plurality of piezoelectric elements 231, 232, and 233.
  • the manager can select the rotation direction of ultrasonic torsion energy of two or more suction units 200 selected among the plurality of suction units 200 through the left and right torsion vortex selection switch 153.
  • the ultrasonic generator 110 may change the rotation direction of ultrasonic torsion energy of at least one of the pair of suction units 200 according to programmed setting conditions.
  • Step S140 is a step in which the ultrasonic generator 110 changes the direction of vortex-type ultrasonic torsion energy by changing phase values, such as the on-off time period, of the plurality of piezoelectric elements 231, 232, and 233.
  • the ultrasonic generator 110 corresponds to a rotation direction selection signal of one of the pair of suction units 200 selected in step S130 or a condition set by a program (e.g., time, set suction unit), the corresponding suction unit 110
  • the rotation direction of ultrasonic torsion energy is changed by changing the phase values of the piezoelectric elements 231, 232, and 233 of the unit 200.
  • the ultrasonic generator 110 exchanges the phase value of the first piezoelectric element 231 and the phase value of the third piezoelectric element 233.
  • ultrasonic torsion energy for example, can be incident on the deep part of the lesion as a vortex rotating clockwise or a vortex rotating counterclockwise, and can be divided into clockwise vortex ultrasonic torsion energy incident from the opposite direction.
  • lesions By synchronizing, lesions can be stimulated.
  • the present invention relates to a multi-axis ultrasonic torsion energy injection system and method.
  • the present invention can improve safety by preventing thermal runaway due to the heat island phenomenon by dispersing and injecting ultrasound, enabling simultaneous treatment of multiple lesion areas, and applying multiple ultrasound energies to the depth of the lesion in the same or It is effective in treating cancer because energy can be invested in a different direction.
  • the present invention since the present invention is provided with a plurality of suction units, it can be used even when the patient is lying down, sitting, or standing during the procedure, thereby increasing convenience.

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Abstract

본 발명은 복수의 압전 소자(231, 232, 233)가 구비되어 인체에 진공 흡착되는 복수의 석션부(200); 및 복수의 석션부(200)에 진공 펄스를 출력하고, 복수의 압전 소자(231, 232, 233)를 선택적으로 구동 시키는 컨트롤 박스(100); 를 포함한다. 따라서 본 발명은 복수의 압전 소자(231, 232, 233)는 초음파 토션 에너지 발생을 위해서 초음파의 주파수, 출력 강도, 시간주기, 전압 중 적어도 하나를 포함하는 변수의 위상값을 차등 적용하여 와류형의 초음파 토션 에너지를 병변 심부에 도달시킬 수 있다.

Description

다축 초음파 토션 에너지 투입 시스템 및 방법
본 발명은 다축 초음파 토션 에너지 투입 시스템 및 방법에 관한 것이다.
암은 종괴(mass)와 가지세포(angiogenesis)로 나누어지는데 기존 치료법은 종괴를 사멸시키는데 주력해왔다. 그 결과 종괴가 성공적으로 제거되더라도 재발률 70%에 이르는 이유는 무엇인가. 종괴는 제거되어도 재발과 전이를 반복하는 이유는 남아있는 가지세포 때문이다. 그렇다면 가지세포를 동시에 제거하면 되지 않을까. 그런데 첨단영상의학에 따르면 가지세포가 어디까지 뻗어있는지 경계선을 알 수 없다. 가지세포 크기는 머리카락의 1/10(10㎛)에 불과하기 때문이다.
암세포는 본래부터 암은 아니었다. 암은 환경때문에 발생된 돌연변이로서 정상세포와의 차이점으로 산소 결핍을 들 수 있다. 세포에 산소와 양분을 공급하는 혈관내부 산소상태에 따라 암이 되기도 하고 정상이 되기도 한다는 것까지는 현대과학이 밝혀냈다.
여기서, 암세포로 돌연변이될 수 밖에 없도록 환경을 만든 혈관내부는 산소와 염분을 포함하는 양분을 전달할 수 없을 정도로 막혀있다. 그래서 할 수 없이 암세포는 주변의 정상세포를 먹이로 하여 살아가는 것이다.
암의 매커니즘은 종괴(mass)와 가지(angiogenesis)가 각각의 역할을 분담하여 생존하는 것이다. 이중, 종괴는 암의 뇌(brain)역할을 하고 가지는 먹이를 구해오는 팔다리역할을 한다고 할 수 있다.
기존 초음파기술의 한계는 빔비균질비BNR(Beam Non-uniformity Ratio)에 의한 가우시안빔(Gaussian Beam)의 열폭주(Thermal Runaway)때문에 발생하는 핫스폿(Hot Spot)으로 조직 손상 위험이 컸다.
이 현상은 초음파빔초점 에너지 과잉 조절이 어려워서 암병변 부위 수술시 순간적으로 나타나는 부작용이다. 이 때문에 초음파빔을 조절하여 암종괴(mass)와 가지(angiogenesis)에 대한 차별적 조사가 불가능하였고, 100~150mm 깊이의 병변 심부까지 에너지를 침투시킬 수 없었다.
또한, 종래의 초음파를 이용함 암치료 장치는 종래 초음파집속에너지에 의한 치료장치(하이푸 HIFU:High Intensity Focused Ultrasound, 라이푸 LIFU:Low Intensity Focused Ultrasound, 라이푸스 LIPUS: Low Intensity Pulsed Ultrasound,)로서 치료 초점의 가우시안(Gaussian)빔에 의한 열폭주(Heat Runaway)현상이 때문에 비병변부에 대한 손상부작용이 커서 치료하는데 어려움이 있었다. 또한 열폭주현상 때문에 한 번에 한 곳 이상을 시술하기가 어려웠다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 목적을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 비침습적으로 암의 병변이 위치한 심부까지 에너지를 침투 시킬 수 있는 다축 초음파 에너지 투입 시스템을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 초음파 열폭주현상이 없어 비병변부에 대한 치료시 발생할 수 있는 손상 부작용 위험을 방지할 수 있고, 동시에 여러 곳을 시술할 수 있는 다축 초음파 투입 시스템을 제공함에 있다.
본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 하기와 같은 실시예를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예는 복수의 압전 소자가 구비되어 인체에 진공 흡착되는 복수의 석션부 및 복수의 석션부에 진공 펄스를 출력하고, 복수의 압전 소자를 선택적으로 구동 시키는 컨트롤 박스를 포함하고, 복수의 압전 소자는 입력되는 주파수, 압력, 출력 강도, 시간 주기 및 전압 중 적어도 하나의 위상값이 차등 적용되어 병변의 심부에 도달되는 와류형의 초음파 토션 에너지를 생성하는 것을 특징으로 하는 다축 초음파 토션 에너지 투입 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 위상값을 조절하는 다른 실시예로서, 복수의 압전 소자를 구비하여 인체에 초음파 토션 에너지를 출력하는 복수의 석션부를 제어하는 컨트롤 박스를 포함하고, 컨트롤 박스는 a)복수의 압전 소자들의 주파수, 압력, 전압, 온오프 시간 주기 중 하나 이상을 포함하는 위상값을 차등 설정하는 단계와, b)설정된 위상값에 따라 복수의 압전 소자들을 구동시켜 와류형으로 회전되는 초음파 토션 에너지를 출력하고, 좌우 토션 변경 조건을 감지하는 단계 및 c)좌우 토션 변경 조건이 감지되면, a)단계에서 설정된 압전 소자들의 위상값을 조절하여 초음파 토션 에너지의 회전 방향을 변경하는 단계를 포함하고, c) 단계는 a)단계에서 가장 큰 값의 위상값으로 설정된 압전 소자와 가장 작은 값으로 설정된 다른 압전 소자 간에 위상값을 상호 교체 하는 것;을 특징으로 다축 초음파 토션 에너지 투입 방법을 포함한다.
그러므로 본 발명은 초음파를 분산하여 투입함에 따라 열섬 현상에 의한 열폭주가 방지될 수 있어 안전성을 향상시킬 수 있어 다중 병변 영역에 대한 동시 치료가 가능하고, 병변의 심부까지 복수의 초음파 에너지를 동일 또는 다른 방향으로 에너지를 투입할 수 있어 암 치료에 효과적이다.
또한, 본 발명은 복수의 석션부를 구비함에 따라 시술시 환자가 눕거나, 앉거나 서있는 상태에서도 사용이 가능하여 편의성을 증대시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 다축 초음파 토션 에너지 투입 시스템을 간략하게 도시한 도면이다.
도 2는 석션부의 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 3은 컨트롤 박스를 도시한 블럭도이다.
도 4는 스위치부를 도시한 블럭도이다.
도 5는 석션부를 도시한 도면이다.
도 6은 석션부를 도시한 단면도이다.
도 7은 석션부의 하부를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 다축 초음파 토션 에너지 투입 방법을 도시한 순서도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있지만, 특정 실시예를 도면에 예시하여 상세하게 설명하고자 한다. 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 서로 다른 방향으로 연장되는 구조물을 연결 및/또는 고정시키기 위한 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물중 어느 하나에 해당되는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아닌, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하에서는 본 발명에 따른 다축 초음파 토션 에너지 투입 시스템의 바람직한 실시예를 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 다축 초음파 토션 에너지 투입 시스템를 도시한 도면, 도 2는 석션부의 다른 실시예를 도시한 도면, 도 3은 컨트롤 박스를 도시한 블럭도, 도 4는 스위치부를 도시한 블럭도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 다축 초음파 토션 에너지 투입 시스템은 초음파의 출력 및 토션 에너지의 회전 방향을 제어하는 컨트롤 박스(100)와, 인체에 부착되는 복수의 석션부(200)와, 컨트롤 박스(100)와 석션부(200)를 연결하는 케이블(300)을 포함한다.
컨트롤 박스(100)는 별도의 전원 케이블을 포함하여 벽면의 콘센트에 체결되어 전원을 공급받아 석션부(200)에 전원 및 제어 명령을 출력한다. 또는 컨트롤 박스(100)는 배터리와 같은 독립형 전원이 추가됨도 가능하다.
석션부(200)는 병변을 사이에 두고 앞, 뒤, 좌, 우, 상, 하 방향에서 동시 또는 선택적으로 부착될 수 있도록 복수로 구성된다.
예를 들면, 본 발명은 도 1에 도시된 바와 같이 복수의 석션부가 구비됨에 따라 피시술자가 상황에 따라서 앉아서, 서거나 누울 때, 전후좌우상하의 위치에서 석션부가 설치될 수 있다.
각각의 석션부(200)는 컨트롤 박스(100)에 의해 발생된 진공 펄스에 의해 발생된 음압으로 인체에 고정되어 초음파 토션 에너지를 동시에 투입하되, 초음파 토션 에너지의 회전 방향을 선택적으로 변경하여 와류 형상을 갖는 초음파 토션 에너지를 출력한다.
또한, 석션부(200)는 도 1에 도시된 바와 같이 상호 분리되도록 형성될 수 있고, 도 2에 도시된 바와 같이 다른 실시예로서 하나의 석션 하우징(H) 내에 2 이상의 석션부(200, 200')가 동시에 구성될 수 있다. 여기서 석션부(200, 200')는 2 이상으로서 그 숫자를 한정하는 것은 아니다.
또한, 석션부(200, 200')는 컨트롤 박스(100)에서 연장된 케이블(300)에서 분기된 형태의 C형 타입의 암(도면번호 부여되지 않음)에 의해 연결될 수 있다, C형의 암은 양 끝단에 각각 하나 이상의 석션부(200, 200')가 설치될 수 있다. 따라서 C형의 암에 연결되는 복수의 석션부(200, 200')는 병변을 사이에 두고 상하좌우, 앞뒤 방향에서 동시에 또는 선택적으로 부착되어 병변에 초음파 토션 에너지를 출력한다.
여기서 C형의 암은 복수로서 각각 양 끝단에 하나 또는 2 이상의 석션부(200, 200')가 구비될 수 있다.
또한, 석션부(200)는 상술한 와류형의 초음파 토션 에너지를 출력하기 위하여 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 하부에 복수의 압전 소자(231, 232, 233)가 구비된 초음파 모듈(230)을 포함할 수 있다.
케이블(300)은 석션부(200)와 컨트롤 박스(100) 사이를 연결하되, 진공 펄스를 출력하는 진공 배관(도시되지 않음)과, 초음파 구동 신호를 출력하는 복수의 신호선(도시되지 않음)이 일체로 구비될 수 있다. 이를 위하여 케이블(300)은 석션부(200) 및/또는 컨트롤 박스(100)에 착탈 가능한 케이블 단자(310)를 더 포함할 수 있다. 케이블(300)은 자바라 형상과 같이 유연하는 재질이나 형상을 갖는 것이 바람직하다.
먼저, 컨트롤 박스(100)의 구체적인 설명을 이하부터 시작하고, 석션부(200)는 그 이후에 설명한다.
도 3을 참조하면, 컨트롤 박스(100)는 초음파를 발생하는 초음파 발생부(110)와, 진공 펄스를 출력하는 진공 발생부(120)와, 전자기류 배출부(130)와, 디스플레이(140)와, 스위치부(150), 전원부(160)를 포함할 수 있다.
초음파 발생부(110)는 복수의 석션부(200)를 선택적으로 제어하여 둘 중 하나를 시계 방향/우측 방향, 다른 하나를 반 시계 방향/좌측 방향으로 회전되어 100~150mm 깊이의 병변의 심부까지 도달 되는 와류형의 초음파 토션 에너지를 출력하도록 초음파 모듈(230)을 제어한다.
여기서 초음파 발생부(110)는 초음파 모듈의 위상값을 조절하여 와류형의 초음파 토션 에너지를 출력할 수 있다. 위상값은 복수의 압전 소자별 주파수, 출력 강도, 온오프의 시간 주기 및 전압 중 적어도 하나를 포함한다.
위와 같은 위상값 조절은 스위치부(150)의 작동에 따라 선택적으로 이루어질 수 있다.
진공 발생부(120)는 석션부(200)에 연결되는 케이블(300)을 통해 진공 펄스를 출력한다. 여기서 진공 펄스는 석션부(200) 내부를 음압 상태로 유지하도록 하여 인체에 부착된다.
전자기류 배출부(130)는 인체에서 자발적으로 발생되는 미세 전자기류 에너지를 흡수한다. 전자기류 배출부(130)는 초음파 시술 도중에 병변 부위에서 발생하는 미세한 전자기류를 외부로 배출시킴으로서 이상 현상을 미연에 방지할 수 있고, 병변의 심부에 투입되는 초음파 토션 에너지의 간섭을 방지할 수 있다.
디스플레이(140)는 상태 정보를 출력한다. 예를 들면 디스플레이(140)는 작동 및 잔여 시간, 초음파 및 진공의 세기, 기기 고장 등의 정보를 출력한다. 바람직하게로는 시술 중인 환자의 체온이나 맥박 정보도 포함할 수 있다.
스위치부(150)는 각각 설정된 명령어를 출력하는 복수의 스위치(151~156)를 포함할 수 있다. 여기서 스위치부(150)는 디스플레이(140)와 일체로 구비되거나 독립된 장치로 구비될 수 있다. 구체적으로 도 4를 참조하여 설명한다.
도 4를 참조하면, 스위치부(150)는 전원 입력용 스위치(151), 초음파 입력 스위치(152), 좌우 토션 와류 선택 스위치(153), 초음파 펄스 강도 조절 스위치(154), 진공 펄스 조절 스위치(155), 전자기류 배출 스위치(156)를 포함한다.
전원 입력용 스위치(151)는 전원 온/오프 명령을 출력하는 스위치이다. 전원 온/오프 명령은 전원부(160)를 작동시킨다. 따라서 전원부(160)는 사용자가 전원 입력용 스위치(151)를 온 또는 오프하면 전원을 공급 또는 차단한다. 여기서 전원부(160)는 벽면에 연결되는 콘센트에 연결되어 외부계통 전원을 설정된 레벨로 변환하여 공급하거나, 내장된 배터리에서 출력된 전원을 변환 및 공급할 수 있다.
초음파 입력 스위치(152)는 초음파 발생부(110)에 명령을 출력한다. 초음파 발생부(110)는 석션부(200)에 설치된 초음파 모듈(230)을 작동시킨다.
좌우 토션 와류 선택 스위치(153)는 좌측 방향으로 회전되는 와류 또는 우측 방향으로 회전되는 와류의 선택 명령을 출력한다.
예를 들면, 좌우 토션 와류 선택 스위치(153)가 온 되면, 초음파 발생부(110)는 선택된 2 이상의 석션부(200)에 설치된 초음파 모듈(230)을 제어하여 와류형의 초음파 토션 에너지의 회전 방향을 회전 하도록 제어한다.
초음파 펄스 강도 조절 스위치(154)는 초음파 강도를 조절하는 명령어를 출력한다. 초음파 강도 조절 명령은 초음파 발생부(110)로 출력되며, 초음파 발생부(110)는 명령어에 따라 초음파 모듈(230)의 출력 세기를 조절한다.
진공 펄스 강도 조절 스위치(155)는 석션부(200)에 가해지는 진공 펄스의 강도를 조절한다. 예를 들면, 석션부(200)는 진공 상태로 인체에 고정되며, 진공 펄스 강도 조절 스위치(155)는 그 강도를 조절하는 명령을 진공 발생부(120)에 출력한다.
전자기류 배출 스위치(156)는 인체의 미세자기류를 배출하는 전원라인을 스위칭한다. 여기서 전자기류 배출부(130)는 석션부(200)에 설치되어 인체에서 자연 발생되는 미세자기류를 흡입하는 전극단자와, 컨트롤 박스(100) 내에 설치되는 접지 단자(도시되지 않음)를 포함할 수 있다.
따라서 전자기류 배출 스위치(156)는 컨트롤 박스(100)내에 설치된 접지 단자와 연결되는 전원 라인을 온 또는 오프 시킬 수 있다.
여기서 전극단자는 압전 소자(231, 232, 233)의 전극이거나 별개의 다른 전극 일 수 있다.
석션부(200)는 적어도 하나로서 컨트롤 박스(100)의 구동에 의해 발생된 진공 펄스에 의해 인체에 고정된다. 석션부(200)는 도 5 내지 도 7을 참조하여 설명한다.
도 5는 석션부를 도시한 도면, 도 6은 석션부를 도시한 단면도, 도 7은 석션부의 하부를 도시한 도면이다.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 석션부(200)는 나팔관 형상의 하우징(210)과, 하우징(210)의 하부에서 도넛형으로 배치되는 초음파 모듈(230)과, 진공 펄스가 출력되는 진공홀(220)을 포함할 수 있다.
하우징(210)은 외면에서 컨트롤 박스(100)로부터 연장되는 케이블(300)이 연결되는 연결구가 형성되고, 상부가 볼록형의 만곡된 형상을 갖고, 하부가 평탄한 나팔관 형상을 갖는다. 여기서 하부는 개방되어 진공홀(220)과 연통된다.
진공홀(220)은 하우징(210)의 내측에서 빈 공간을 형성하며, 연결구(211)로부터 연장되는 진공관 또는 진공 유로(212)에 의해 진공 펄스가 출력되는 공간이다. 진공홀(220)은 진공 펄스에 의해 내부가 음압 상태를 유지하여 인체에 흡착된다.
초음파 모듈(230)은 하우징(210)의 하부에서 진공홀(220)의 외주면을 형성하는 단부에서 복수가 정렬된다. 예를 들면, 초음파 모듈(230)은 진공홀(220)의 개방된 입구측을 중심을 기준으로 정렬됨에 따라 도넛형으로 배치된다.
여기서 초음파 모듈(230)은 복수로서, 예를 들면, 초음파를 출력하는 압전 소자(231, 232, 233)를 포함한다. 복수의 압전 소자(231, 232, 233)들은 서로 다른 위상을 갖는 에너지를 출력하여 좌우 방향으로 토션 에너지를 유도하여 와류 형상을 갖도록 한다.
위와 같은 초음파 모듈(230)은 진공홀(220)을 중심으로 복수의 압전 소자(231, 232, 233)가 원형으로 정렬됨에 따라 도넛 형상을 갖는다. 이와 같은 초음파 모듈(230)의 배치는 진공 펄스가 출력되는 진공홀(220)을 중심으로 정렬되어 초음파를 출력하여 초음파 토션 에너지를 출력한다.
초음파 토션 에너지는 압전 소자(231, 232, 233)들이 에너지량의 차이에 의한 불균형으로 생성된다. 초음파 토션 에너지는 정체된 종량 세포와 주변부까지 물리적 순환을 도와주는 것으로 알려져 있다.
또한, 초음파 토션 에너지는 압전 소자에 의한 마이크로 캐비테이션(Micro Cavitation)과 나노버블(Nano Bubble)을 생성시킨다. 이중 나노버블은 종양주변부의 정체된 혈관에 물리자극을 주는데 이러한 자극이 지속되면 모세혈관 내부의 활성산소, 콜레스트롤, 지방 등 종양의 환경을 악화시키는 물질을 순환, 분해 및 감소시키는 화학적 변화를 유도한다.
아울러, 본 발명은 위와 같은 초음파 토션 에너지를 출력하는 압전 소자들의 위상값을 조절하여 초음파 토션 에너지를 와류형으로 유도할 수 있다. 여기서 위상값은 주파수(Frequency), 압력(Pressure) 온/오프 시간 주기(Relay Time), 압전 상수( Piezoelectric Constant) 및 전압(Voltage) 중 적어도 하나를 포함한다. 위상값의 예는 아래 표 1 내지 표 5에서 그 일례가 기재되어 있다. 다만, 아래 표 1 내지 5에 기재된 수치는 발명의 범위를 한정하는 것이 아니며 수치의 범위는 사용자나 설계자의 의도에 따라 선택적으로 적용될 수 있다.
실시예 1 ㎒ w/㎠ Volt Trigger(mSec) Piezoelectric Constant
(압전상수)kp %		 Energy
(Kcal)
ON OFF
압전소자(231) 1.2 1.0 80 15 2 65 300
압전소자(232) 1.0 1.0 80 15 2 65 200
압전소자(233) 0.8 1.0 80 15 2 65 100
실시예 2 ㎒ w/㎠ Volt Trigger(mSec) Piezoelectric Constant
(압전상수)kp %		 Energy
(Kcal)
ON OFF
압전소자(231) 1.0 1.5 80 15 2 65 300
압전소자(232) 1.0 1.0 80 15 2 65 200
압전소자(233) 0.0 0.5 80 15 2 65 100
실시예 3 ㎒ w/㎠ Volt Trigger(mSec) Piezoelectric Constant
(압전상수)kp %		 Energy
(Kcal)
ON OFF
압전소자(231) 1.0 1.0 85 15 2 65 300
압전소자(232) 1.0 1.0 80 15 2 65 200
압전소자(233) 0.0 1.0 75 15 2 65 100
실시예 4 ㎒ w/㎠ Volt Trigger(mSec) Piezoelectric Constant
(압전상수)kp %		 Energy
(Kcal)
ON OFF
압전소자(231) 1.0 1.0 85 20 2 65 300
압전소자(232) 1.0 1.0 80 15 2 65 200
압전소자(233) 0.0 1.0 75 10 2 65 100
실시예 5 ㎒ w/㎠ Volt Trigger(mSec) Piezoelectric Constant
(압전상수)kp % 		Energy
(Kcal)
ON OFF
압전소자(231) 1.0 1.0 85 20 2 67 300
압전소자(232) 1.0 1.0 80 15 2 65 200
압전소자(233) 0.0 1.0 75 10 2 60 100
위와 같은 초음파 모듈(230)의 변수들은 초음파의 출력 강도를 결정할 수 있으며, 위상값(예를 들면, 주파수, 전압, 온오프 시간 주기)들의 조정에 따라서 와류의 방향을 변경시킴도 가능하다.
또한, 초음파 모듈(230)은 하우징(210) 하부에서 개방된 진공홀(220)의 외주면으로 연장되는 단부에서 만곡된 형상으로 순차 연장되는 제1 압전 소자(231)와, 제2 압전 소자(232) 및 제3압전 소자(233)를 포함할 수 있다. 제1 내지 제3압전 소자(233)는 상호 이격되도록 순차 연장될 수 있다.
또는 복수의 압전 소자(231, 232, 233)들은 상호 이격되되, 이격된 공간 내에 절연체(도시되지 않음)가 설치될 수 있다.
또한, 복수의 압전 소자(231, 232, 233)들은 진공 펄스에 의해 음압이 발생된 진공홀을 중심으로 배치되고, 상술한 초음파 토션 에너지를 출력함에 따라 에너지가 중첩되지 않기에 종래와 같은 열섬 현상이 발생되지 않는다.
제1 내지 제3압전 소자(231, 232, 233)는 각각 (+), (-)단자를 구성하며, 초음파 발생부(110)에 따라 위상값 조절에 의해 와류형의 초음파 토션 에너지를 출력하고, 좌우 토션 와류 선택 스위치(153)의 작동여부에 따라 강도 및 시간 주기가 변형되면서 토션 에너지의 투입 방향(예를 들면, 시계 방향 또는 반시계 방향을 회전되는 와류)을 변경할 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 구성을 포함하며, 이하에서는 본 발명의 다른 실시예로서 초음파의 위상값을 조절하여 와류형의 초음파 토션 에너지를 출력할 수 있는 다축 초음파 토션 에너지 투입 방법을 설명한다.
도 8은 본 발명에 따른 다축 초음파 토션 에너지 투입 방법을 도시한 순서도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명은 초음파 모듈(230)의 강도를 설정하는 S110 단계와, 초음파 모듈(230)의 출력 주기를 설정하는 S120 단계와, 좌우 토션 변경 조건을 감지하는 S130 단계와, 초음파 모듈(230)의 출력 주기를 조절하는 S140 단계를 포함한다.
S110 단계와 S120 단계는 위상값을 설정하는 단계이며, 이중 위상값은 주파수, 압력, 온오프 시간 주기 및 전압 중 어느 하나에 해당되나, 이하에서는 출력 강도(주파수, 압력 및 전압 중 어느 하나)와 온오프 시간 주기를 예로서 설명한다.
S110 단계는 초음파 모듈(230)의 강도를 설정하는 단계이다. 작업자는 컨트롤 박스(100)의 초음파 펄스 강도 조절 스위치(154)를 통하여 압전 소자(231, 232, 233) 별로 초음파 출력 강도를 설정한다.
이때, 압전 소자(231, 232, 233)들의 초음파 출력 강도는 설정된 조건에 따라 상이하게 설정될 수 있다. 예를 들면, 제1 압전 소자(231)는 주파수, 전압, 온오프시간 주기 중 적어도 하나의 위상값들의 조절과, 압전소자들의 압전 상수의 조합에 따라 A 강도, 제2 압전 소자(232)는 B 강도, 제3 압전 소자(233)는 C 강도로 설정된다(A>B>C>).
여기서 관리자는 진공 펄스의 강도를 설정함도 가능하다. 마찬가지로 진공 펄스의 강도는 관리자가 스위치부(150)의 진공 펄스 강도 조절 스위치(155)를 조작하여 석션부(200) 별로 다르게 또는 전체 석션부(200)의 진공 펄스의 강도를 동일하게 설정한다.
S120 단계는 초음파 모듈(230)의 초음파 출력 주기를 설정하는 단계이다. 예를 들면, 압전 소자(231, 232, 233)들은 설정된 시간 주기로서 반복하여 온오프 될 수 있다. 따라서 관리자는 스위치부(150)의 초음파 펄스 강도 조절 스위치(154)를 통하여 압전 소자(231, 232, 233)가 교번적으로 온 오프 되는 시간 주기를 설정 입력한다.
예를 들면, 제1 압전 소자(231)는 a 주기로 온되고, 제2 압전 소자(232)는 b 주기로 온되고, 제3 압전 소자(233)는 c 주기로 온 될 수 있다. 여기서 a, b, c(a>b>c)는 압전 소자(231, 232, 233)들이 온 되는 시간이다. 또한 압전 소자(231, 232, 233)들의 오프 시간은 동일 하게 적용될 수 있다.
즉, 압전 소자(231, 232, 233)들 중, 제1 압전 소자(231)는 강도와 시간의 설정이 가장 큰 값으로 설정되고, 제2 압전 소자(232)는 중간값, 제3 압전 소자(233)는 강도와 시간이 최소값으로 설정된다.
S130 단계는 좌우 토션 변경 조건을 감지하는 단계이다. 예를 들면, 관리자는 상술한 압전 소자(231, 232, 233)들의 강도 및 시간 주기의 설정이 완료된 이후에 석션부(200)를 환자의 병변 위치를 사이에 두고 앞, 뒤, 좌, 우, 상, 하 방향 중 중 선택된 2 이상의 방향에서 석션부(200)를 각각 부착한다. 이때 석션부(200)는 밀착되어 고정된다.
그리고 관리자 초음파 입력 스위치(152)를 온 하면, 초음파 발생부(110)는 설정된 강도 및 시간 주기로서 초음파 모듈(230)에 제어 신호를 출력한다. 아울러, 진공 발생부(120)는 진공 펄스를 출력한다.
여기서 초음파 모듈(230)들은 복수의 압전 소자(231, 232, 233)들이 서로 다른 강도와 시간 주기로서 초음파 토션 에너지를 출력한다. 이때, 가장 큰 세기의 초음파는 가장 긴 시간 동안 출력되고, 가장 낮은 세기의 초음파는 가장 짧은 시간 동안 출력된다.
그러므로 초음파 모듈(230)은 복수의 압전 소자(231, 232, 233)들의 강도와 출력 시간을 조절함에 따라 회전되는 와류 형으로서 초음파 토션 에너지를 병변으로 투입한다.
관리자는 좌우 토션 와류 선택 스위치(153)를 통하여 복수의 석션부(200) 중 선택된 2 이상의 석션부(200)의 초음파 토션 에너지의 회전 방향을 선택할 수 있다.
또는, 초음파 발생부(110)는 프로그램된 설정 조건에 따라 한 쌍의 석션부(200) 중 적어도 하나의 초음파 토션 에너지의 회전 방향을 변경할 수 있다.
S140 단계는 초음파 발생부(110)가 복수의 압전 소자(231, 232, 233)들의 온오프 시간 주기 등의 위상값을 변경시켜 와류형의 초음파 토션 에너지의 방향을 변경하는 단계이다.
여기서 초음파 발생부(110)는 S130 단계에서 선택된 한 쌍의 석션부(200) 중 어느 하나의 회전 방향 선택 신호 또는 프로그램으로 설정된 조건(예를 들면, 시간, 설정된 석션부)에 해당되면, 해당 석션부(200)의 압전 소자(231, 232, 233)들의 위상값을 변경하여 초음파 토션 에너지의 회전 방향을 변경한다.
즉, 초음파 발생부(110)는 제1 압전 소자(231)의 위상값과, 제3 압전 소자(233)의 위상값을 상호 교체한다.
그러므로 초음파 토션 에너지는, 예를 들면, 시계 방향으로 회전되는 와류형에서 반 시계 방향으로 회전되는 와류형으로서 병변의 심부에 입사될 수 있으며, 반대 방향에서 입사되는 시계 방향의 와류형 초음파 토션 에너지와 동조하여 병변을 자극할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
본 발명은 다축 초음파 토션 에너지 투입 시스템 및 방법에 관한 것이다.
그러므로 본 발명은 초음파를 분산하여 투입함에 따라 열섬 현상에 의한 열폭주가 방지될 수 있어 안전성을 향상시킬 수 있어 다중 병변 영역에 대한 동시 치료가 가능하고, 병변의 심부까지 복수의 초음파 에너지를 동일 또는 다른 방향으로 에너지를 투입할 수 있어 암 치료에 효과적이다.
또한, 본 발명은 복수의 석션부를 구비함에 따라 시술시 환자가 눕거나, 앉거나 서있는 상태에서도 사용이 가능하여 편의성을 증대시킬 수 있다.

Claims (10)

  1. 복수의 압전 소자(231, 232, 233)가 구비되어 인체에 진공 흡착되는 복수의 석션부(200); 및
    복수의 석션부(200)에 진공 펄스를 출력하고, 복수의 압전 소자(231, 232, 233)를 선택적으로 구동 시키는 컨트롤 박스(100); 를 포함하고,
    복수의 압전 소자(231, 232, 233)는
    입력되는 주파수, 압력, 시간 주기, 압전 상수 및 전압 중 적어도 하나의 위상값이 차등 적용되어 병변의 심부에 도달되는 와류형의 초음파 토션 에너지를 생성하는 것;을 특징으로 하는 다축 초음파 토션 에너지 투입 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서, 석션부(200)는,
    내측에 형성된 공간으로서 컨트롤 박스(100)로부터 연결되는 케이블을 통해 입력되는 진공 펄스로 음압이 발생되는 진공홀(220); 및
    하부가 개방되어 진공홀(220)과 연통되고, 외면에서 컨트롤 박스(100)로부터 연결되는 케이블이 연결되는 하우징(210); 을 포함하고,
    복수의 압전 소자(231, 232, 233)는,
    진공홀(220)에 연통된 하부의 외주면을 따라 복수가 정렬되는 것; 을 특징으로 하는 다축 초음파 토션 에너지 투입 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서, 복수의 석션부(200)들 중 선택된 2 이상의 석션부(200)는,
    서로 다른 방향으로 회전되는 와류형의 초음파 토션 에너지를 출력하는 것; 을 특징으로 하는 다축 초음파 토션 에너지 투입 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서, 복수의 석션부(200)들 중 선택된 2 이상의 석션부(200)는 서로 동일 방향으로 회전되는 와류형의 초음파 토션 에너지를 출력하는 것; 을 특징으로 하는 다축 초음파 토션 에너지 투입 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서, 컨트롤 박스(100)는,
    석션부(200)에 진공 펄스를 출력하는 진공 발생부(120);
    석션부(200)들을 선택적으로 제어하여 초음파 토션 에너지를 발생시키는 초음파 발생부(110);
    인체에 발생되는 미세 전자기류 에너지를 흡수하는 전자기류 배출부(130); 및
    진공 발생부(120)와 전자기류 배출부(130) 및 초음파 발생부(110)의 구동 명령을 출력하는 복수의 스위치를 구비하는 스위치부(150); 를 포함하는 다축 초음파 토션 에너지 투입 시스템.
  6. 청구항 5에 있어서, 스위치부(150)는,
    와류형의 초음파 토션 에너지의 회전 방향의 선택 명령을 초음파 발생부(110)에 출력하는 좌우 토션 와류 선택 스위치(153);
    초음파 토션 에너지의 강도를 조절하는 초음파 펄스 강도 조절 스위치(154); 및
    석션부(200)에 출력되는 진공 펄스의 강도를 조절하는 진공 펄스 강도 조절 스위치(155); 를 포함하는 다축 초음파 토션 에너지 투입 시스템.
  7. 청구항 1에 있어서, 복수의 석션부(200)들은,
    2 이상이 하나의 석션 하우징(H) 내에 설치되는 일체형을 포함하는 것; 을 특징으로 하는 다축 초음파 토션 에너지 투입 시스템.
  8. 청구항 1에 있어서, 복수의 석션부(200)는,
    컨트롤 박스(100)에서 연장되는 케이블에서 각각 양 방향으로 분기되는 복수의 C형의 암의 끝단에 하나 이상이 각각 설치되는 것; 을 특징으로 하는 다축 초음파 토션 에너지 투입 시스템.
  9. 복수의 압전 소자(231, 232, 233)를 구비하여 인체에 초음파 토션 에너지를 출력하는 복수의 석션부(200)를 제어하는 컨트롤 박스(100)를 포함하고,
    컨트롤 박스(100)는,
    a)석션부(200) 별로 복수의 압전 소자(231, 232, 233)들의 주파수, 압력, 온오프 시간 주기, 압전 상수 및 전압 중 적어도 하나의 위상값을 차등적으로 설정하는 단계;
    b)설정된 위상값에 따라 복수의 압전 소자(231, 232, 233)들을 구동시켜 와류형으로 회전되는 초음파 토션 에너지를 출력하고, 좌우 토션 변경 조건을 감지하는 단계; 및
    c)좌우 토션 변경 조건이 감지되면, a)단계에서 설정된 압전 소자(231, 232, 233)들이 위상값을 조절하여 초음파 토션 에너지의 회전 방향을 변경하는 단계; 를 포함하고,
    c) 단계는,
    a)단계에서 가장 큰 위상값을 갖도록 설정된 압전 소자(231, 232, 233)와 가장 작은 값으로 설정된 다른 압전 소자(231, 232, 233) 간에 위상값을 교체하는 것; 을 특징으로 다축 초음파 토션 에너지 투입 방법.
  10. 청구항 9에 있어서, 복수의 석션부(200, 200')는 병변을 사이에 두고 앞, 뒤, 좌, 우, 상, 하 방향에서 동시 또는 선택적으로 부착되는 것; 을 특징으로 하는 다축 초음파 토션 에너지 투입 방법.
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