WO2024085429A1 - Shockwave and laser therapy device using laser light source - Google Patents

Shockwave and laser therapy device using laser light source Download PDF

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WO2024085429A1
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shock wave
hand piece
optical system
mode
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PCT/KR2023/013211
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박광선
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박광선
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    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
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    • A61B17/22Implements for squeezing-off ulcers or the like on the inside of inner organs of the body; Implements for scraping-out cavities of body organs, e.g. bones; Calculus removers; Calculus smashing apparatus; Apparatus for removing obstructions in blood vessels, not otherwise provided for
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
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    • A61N5/06Radiation therapy using light
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00Radiation therapy
    • A61N5/06Radiation therapy using light
    • A61N5/067Radiation therapy using light using laser light

Definitions

  • the following embodiments relate to technology that provides a shock wave and laser treatment device using a laser light source. More specifically, it relates to a treatment device that can perform both High Intensity Laser Therapy (HILT) and Extracorporeal Shock Wave Therapy (ESWT) with just one device.
  • HILT High Intensity Laser Therapy
  • ESWT Extracorporeal Shock Wave Therapy
  • Extracorporeal Shockwave Therapy is a treatment that applies powerful shock waves to the affected area. It is known to bring about effects such as recovery of tendons/ligaments/tissues, pain relief, and functional improvement by improving blood circulation and metabolism.
  • Extracorporeal shock waves are divided into focal and radial types. Focused extracorporeal shock waves are a treatment method that focuses shock waves on a specific area. Radial shock waves have the effect of delivering overall extracorporeal shock waves to muscles, tissues, joints, etc.
  • shock wave generation methods of typical ESWT devices include electrohydraulic (EH), piezoelectric (Piezo), and electromagnetic (EM, Coil).
  • the electrohydraulic method generates sparks from electrodes and collects impact waves through a reflector.
  • the piezoelectric method generates and collects shock waves by applying voltage to piezoelectric elements arranged in a parabolic shape.
  • the electromagnetic or coil type is a method of creating a shock wave by applying high voltage to a coil to generate a magnetic field
  • High Intensity Laser Therapy is a treatment using high intensity light (laser).
  • Lasers are known to have effects such as blood circulation, tissue recovery, and muscle fiber recovery by penetrating into the body and delivering energy. It is known that there is a synergistic treatment effect when HILT using a laser and ESWT using shock waves are performed sequentially, so in orthopedics, HILT is followed by ESWT.
  • HILT devices high-intensity laser output
  • the core of the device is an optical element
  • the core of the ESWT device is shock wave output
  • the core of the device is a piezoelectric element or coil. If separate optical elements and piezoelectric elements or coils are combined, excessive power consumption may occur.
  • a laser light source that generates a high-intensity laser and a piezoelectric element or coil that generates a shock wave are both electromagnetic devices.
  • each source When operating, they emit electric and magnetic fields to the outside, and are also affected by external electric and magnetic fields. Therefore, if a laser source and a shock wave source are placed unreasonably in a narrow space without a means of shielding, each source may be affected by each other's electric and magnetic fields, which may cause the output to change even slightly. This can be a fatal flaw in medical devices where stability is important. Furthermore, hand pieces containing piezoelectric elements or coils are usually large and heavy, and if optical components are added, there is a risk that the feeling of use may become excessively uncomfortable.
  • Republic of Korea Patent Publication KR 10-2377259 B1 discloses a composite generator of piezoelectric extracorporeal shock waves and a laser and a composite treatment device including the same.
  • the piezoelectric extracorporeal shock wave and laser combination generator according to the prior literature includes a handle, a head portion coupled to one end of the handle and on which a piezoelectric element is disposed, a piezo applicator detachable in front of the head portion, and the handle. It may include a laser module disposed in and an optical fiber disposed between the laser module and the head portion.
  • Republic of Korea Patent Publication KR 10-0792513 B1 discloses an extracorporeal shock wave therapy device.
  • the extracorporeal shock wave therapy device in the prior literature relates to an extracorporeal shock wave therapy device that can simultaneously perform extracorporeal shock wave therapy, light irradiation therapy, and low-frequency therapy. More specifically, it combines a light irradiation unit that emits light by a light source on the outer edge of the housing. By combining a conductive member that electrically contacts the pad attached to the affected area and generates low frequencies to the front of the shock wave transmitter, light irradiation treatment and low frequency treatment can be performed simultaneously with physical extracorporeal shock wave treatment.
  • prior literature does not disclose, suggest, or imply a device that can generate shock waves using a laser light source.
  • prior literature does not disclose, suggest, or imply a device that can reduce the size and weight of a device that can perform both laser therapy and shock wave therapy by unifying the energy source that generates high-intensity laser and shock waves into a laser light source.
  • prior literature does not disclose, suggest, or suggest a device that can perform laser treatment and shock wave therapy sequentially for each mode, rather than simultaneously, while using only one device.
  • Embodiments seek to provide a device that can generate shock waves using a laser light source.
  • Embodiments seek to provide a device that can perform both laser treatment and shock wave treatment and reduce the size and weight of the device by unifying the energy source that generates the high-intensity laser and shock wave into a laser light source.
  • Embodiments are intended to provide a device that can perform laser treatment and shock wave treatment sequentially for each mode, rather than simultaneously, while using only one device.
  • the embodiments are intended to provide a shock wave and laser treatment device using a laser light source to solve the problems mentioned in the background technology and the problems in the relevant technical field revealed in this specification.
  • a shock wave and laser treatment device using a laser light source includes a laser light source that generates laser; A hand piece that outputs the laser or shock wave to the outside; It includes a cable that transmits the laser to the hand piece, and the hand piece includes: an optical system that adjusts the optical path of the laser for each predefined mode; It includes a shock wave generator that receives the laser input from the optical system and generates a shock wave, and the hand piece outputs the laser to the outside when the optical system is in a first mode, and outputs the shock wave to the outside when the optical system is in a second mode. It can be output as .
  • the optical system includes a common optical path, a first optical path, a first mirror, a first lens, a second optical path, a second mirror, and a second lens, and the common optical path and the first optical path have the same axis.
  • the first mirror is located between the common optical path and the first optical path
  • the first lens is located at one end of the first optical path
  • the second optical path is located parallel to the first optical path
  • the second optical path is located in parallel with the first optical path.
  • the second mirror may be positioned so that light reflected from the first mirror enters the second optical path when the optical system is in the second mode
  • the second lens may be positioned at one end of the second optical path.
  • the first mirror when the optical system is in the first mode, the first mirror is positioned so that the laser coming from the common optical path enters the first optical path but does not enter the second mirror, and the laser may be output from the hand piece through the first lens.
  • the first mirror when the optical system is in the second mode, the first mirror is positioned so that the laser coming from the common optical path enters the second mirror but does not enter the first optical path, and the laser may enter the shock wave generator through the second lens.
  • the shock wave generator includes: a medium in which a bubble is generated by receiving energy from the laser, and the shock wave is generated when the bubble is created or burst; A shock wave reflecting surface made of a material that reflects the shock wave; It includes a membrane made of a material that allows the shock wave to pass through, and the shock wave reflection surface and the membrane form a closed space to confine the medium.
  • the shock wave reflecting surface includes an ellipsoidal surface having a first focus and a second focus, the first focus may be located within the medium, and the second focus may be located outside the hand piece.
  • the shock wave reflecting surface includes a hyperbolic surface having a first focus and a second focus, the first focus being located within the medium, and the second focus being outside the medium and inside the hand piece. can be located
  • the film may include a polarizing material.
  • Embodiments may provide a device capable of generating shock waves using a laser light source.
  • Embodiments can provide a device that can perform both laser treatment and shock wave treatment and reduce the size and weight of the device by unifying the energy source that generates the high-intensity laser and shock wave into a laser light source.
  • Embodiments may provide a device that can perform laser treatment and shock wave treatment sequentially for each mode, rather than simultaneously, while using only one device.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining a treatment device according to an embodiment.
  • FIGS. 2A to 2C are diagrams for explaining a hand piece according to an embodiment.
  • Figure 3 is a diagram for explaining an optical system according to an embodiment.
  • Figure 4 is another diagram for explaining an optical system according to an embodiment.
  • Figure 5 is a diagram for explaining a shock wave generator according to an embodiment.
  • Figure 6 is another diagram for explaining a shock wave generator according to an embodiment.
  • Figure 7 is a diagram for explaining a membrane according to one embodiment.
  • first or second may be used to describe various components, but these terms should be interpreted only for the purpose of distinguishing one component from another component.
  • a first component may be named a second component, and similarly, the second component may also be named a first component.
  • Spatially relative terms such as “below”, “beneath”, “lower”, “above”, “upper”, etc. are used as a single term as shown in the drawing. It can be used to easily describe the correlation between a component and other components. Spatially relative terms should be understood as terms that include different directions of components during use or operation in addition to the directions shown in the drawings. For example, if you flip a component shown in a drawing, a component described as “below” or “beneath” another component will be placed “above” the other component. You can. Accordingly, the illustrative term “down” may include both downward and upward directions. Components can also be oriented in other directions, so spatially relative terms can be interpreted according to orientation.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining a treatment device according to an embodiment.
  • the treatment device 100 may include a power source 110, an input/output unit 120, a laser light source 130, a cable 140, and a hand piece 150. Additionally, the treatment device 100 may include components included in a typical extracorporeal shockwave therapy (ESWT) device or a high intensity laser therapy (HILT) device.
  • ESWT extracorporeal shockwave therapy
  • HILT high intensity laser therapy
  • the treatment device 100 is used for calcific or non-calcific tendinitis, traumatic or medial epicondylitis of the elbow joint, patellar tendonitis, Achilles tendinopathy, proximal plantar fasciitis and shoulder pain, elbow pain, knee pain, ankle pain, and other joints performed in orthopedics. It can be used to treat pain, nerve and muscle pain, etc., but is not limited thereto.
  • the power supply unit 110 may be a power supply used in a typical extracorporeal shock wave therapy device or a high-intensity laser therapy device.
  • the input/output unit 120 may be a typical touch screen, etc., and may include other input means such as buttons, switches, and speakers, and output means such as audio and an auxiliary monitor.
  • the laser light source 130 can generate laser.
  • the laser light source 130 may include a laser emitting element, a control unit, a pulse width adjustment unit, etc.
  • the laser emitting element of the laser light source 130 emits a seed laser.
  • the laser emitting element can be Nd:YAG (1064nm), Ho:YAG (2100nm), Er:YAG (2.9 ⁇ m), Ruby (694nm), Alexandrite (755nm), CO2 (10.6 ⁇ m), Frequency doubled YAG (532nm), etc. (the number in parentheses indicates the central wavelength).
  • it may be a fiber laser such as Er fiber laser (1.5 ⁇ m) or Yb fiber laser (1.0 ⁇ m) (the number in parentheses indicates the center wavelength).
  • the laser emitting device of the laser light source 130 is not limited to the above examples, and any number of laser emitting devices suitable for the purpose may be employed depending on the embodiment.
  • the laser light source 130 may generate laser pulses.
  • the laser light source 130 can be used by using a method using Q-Switching, a method using On/Off control, a method using optical interference, or a method using an external modulator such as an acoustic optic modulator (AOM) and an elasto optic modulator (EOM).
  • Laser pulses can be generated through methods such as using a pulse picker.
  • the laser pulse generation method of the laser light source 130 is not limited to the above examples, and any number of laser pulse generation methods suitable for the purpose may be adopted depending on the embodiment.
  • the pulse generated by the laser light source 130 may vary in pulse width from 100 picoseconds (ps) to tens of milliseconds (ms).
  • the width of the laser pulse generated by the laser light source 130 can be varied in real time by the pulse width adjustment unit according to the input signal from the control unit.
  • the laser light source 130 can generate single or multiple laser pulses in the above manner.
  • the Q-Switched Nd:YAG laser generated by the laser light source 130 may have a wavelength of 1064 nm, energy of 35 mJ, and pulse duration of 10 ns.
  • the configuration of the laser light source 130 is not limited to the above embodiment, and the detailed configuration of the laser light source 130 may vary depending on the purpose of use.
  • the cable 140 can transmit the laser generated by the laser light source 130 to the hand piece 150.
  • the cable 140 may include an optical fiber. Additionally, the cable 140 can supply electricity from the power source 110 to the hand piece 150. To this end, cable 140 may include conductor wires. The cable 140 may have an adjustable length for easy use. The cable 140 may be supported by the base of the treatment device 100, but is not limited thereto.
  • the hand piece 150 can receive laser input from the cable 140. Next, the hand piece 140 can output a laser or shock wave to the outside. A detailed description of the hand piece 150 will be described later with reference to the drawings.
  • FIGS. 2A to 2C are diagrams for explaining a hand piece according to an embodiment.
  • Figure 2a is a perspective view of a hand piece according to one embodiment.
  • the hand piece 150 may include a hand piece body 210, a switch 220, an output unit 230, etc.
  • the user can hold the hand piece body 210 and radiate laser or shock waves to the patient's affected area.
  • the hand piece body 210 may be smaller and lighter than the hand piece of a typical ESWT device.
  • the hand piece of a typical ESWT device generates shock waves using electric or magnetic methods and includes piezoelectric elements, coils, etc. for this purpose. Therefore, the hand piece of a typical ESWT device is bulkier and heavier than the hand piece of a typical HILT device that requires only optical elements. Therefore, ESWT devices are generally more inconvenient to use than HILT devices.
  • the hand piece 150 since the hand piece 150 according to one embodiment generates shock waves using a laser rather than an electric or magnetic method, the volume and weight of the hand piece body 210 may be at the level of a hand piece of a typical HILT device. Therefore, convenience of use can be improved.
  • the switch 220 can change the mode of the optical system 240, which will be described later with reference to FIG. 2C.
  • the mode of the optical system 240 may be changed according to the user's operation of the switch 220.
  • the switch 220 may be pressed like a button.
  • the optical system 240 can enter the first mode.
  • the first mode may be HILT mode (high intensity laser treatment mode).
  • the hand piece 150 can output a laser to the outside when the optical system 240 is in the first mode.
  • the optical system 240 may enter the second mode.
  • the second mode may be ESWT mode (extracorporeal shock wave therapy mode).
  • the hand piece 150 can output a shock wave to the outside. Meanwhile, as long as the switch 220 can change the mode of the optical system 240, there are no particular restrictions on the location, shape, or operation method of the switch 220.
  • the output unit 230 may include a first output unit 231 and a second output unit 232.
  • the first output unit 231 can output laser.
  • the second output unit 232 may output a shock wave.
  • the output unit 230 is not limited to the form shown, and can be configured in various forms as long as the laser and shock waves can be output separately.
  • Figure 2b is an example of using a hand piece according to one embodiment.
  • the hand piece 150 can receive laser input through the cable 140. Next, the hand piece 140 can output a laser or shock wave to the outside. The user can hold the hand piece body 210 and radiate a laser or shock wave to the affected area 200.
  • HILT treatment can be performed on the patient.
  • ESWT treatment can be performed on the patient.
  • the treatment device 100 uses only the laser light source 130 to generate laser and shock waves, both HILT and ESWT can be performed with one device.
  • the hand piece 150 may be smaller and lighter than the hand piece of a typical ESWT device.
  • HILT is a treatment using light (laser), and is known to have effects such as blood circulation, tissue recovery, and muscle fiber recovery by the laser penetrating into the body and delivering energy.
  • ESWT is known to bring about effects such as tendon/ligament/tissue recovery, pain relief, and functional improvement by applying powerful shock waves to the affected area to enhance blood circulation and metabolism. Meanwhile, it is known that there is a synergistic treatment effect when HILT using a laser and ESWT using shock waves are performed sequentially, so in orthopedics, HILT is followed by ESWT.
  • HILT devices high-intensity laser output
  • the core of the device is composed of optical elements
  • the core of the ESWT device is shock wave output
  • the core of the device is composed of piezoelectric elements or coils. If optical elements and piezoelectric elements or coils are combined, excessive power consumption may occur. In addition, it may cause interference between the laser light source and the energy source of the piezoelectric element or coil, which may reduce the stability of use and may even be dangerous.
  • hand pieces containing piezoelectric elements or coils are usually large and heavy, and if optical components are added, there is a risk that the feeling of use may become excessively uncomfortable.
  • the treatment device 100 can generate both high-intensity laser and extracorporeal shock waves from the laser light source 130. Therefore, it is possible to configure the means for performing HILT and ESWT into one device.
  • the treatment device 100 can be changed from HILT mode to ESWT mode (or vice versa) through simple operation of the switch 220. Since sequential treatment of HILT and ESWT can be performed with one device, convenience of use for users using the treatment device 100 can be improved.
  • orthopedic departments had to purchase a HILT device and an ESWT device separately, but by purchasing only one treatment device 100, both HILT and ESWT can be performed, which can also promote economic benefit for the hospital.
  • Figure 2c is a conceptual diagram of the inside of a hand piece according to one embodiment.
  • the hand piece 150 may include an optical system 240 and a shock wave generator 250 therein.
  • the laser may enter the hand piece 150 through the cable 140 and then be output to the outside through the optical system 240, or may be input into the shock wave generator 250 through the optical system 240.
  • the optical system 240 can adjust the optical path of the laser according to a predefined mode.
  • the hand piece 150 can output a laser to the outside when the optical system 240 is in the first mode.
  • the laser may be output to the outside through the first output unit 231.
  • the hand piece 150 may output a shock wave to the outside when the optical system 240 is in the second mode.
  • the shock wave generator 250 may receive a laser input from the optical system 240 and generate a shock wave.
  • the shock wave may be output to the outside through the second output unit 232.
  • Figure 3 is a diagram for explaining an optical system according to an embodiment.
  • the optical system 240 includes a common optical path 310, a first optical path 311, a first mirror 312, a first lens 313, a second optical path 321, a second mirror 322, and a second lens ( 323) may be included.
  • the optical system 240 changes the path of the laser 300 for each mode so that the laser 300 is output to the outside in the first mode, which is the HILT mode, and the laser 300 is output to the outside in the second mode, which is the ESWT mode. (300) may be configured in any configuration that allows entry into the shock wave generating unit (250).
  • the common optical path 310 may be a path that the laser 300 commonly passes regardless of the mode of the optical system 240.
  • the first optical path 311 may be a path along which the laser 300 passes when the optical system 240 is in the first mode.
  • the common optical path 310 and the first optical path 311 may be located on the same axis.
  • the first mirror 312 may be located between the common optical path 310 and the first optical path 311.
  • the first lens 313 may be located at one end of the first optical path 311.
  • the first lens 313 may be in contact with the first output unit 231 shown in FIGS. 2A-C.
  • the laser 300 that has passed through the first lens 313 may be output to the outside.
  • the first lens 313 may be a convex lens and may be employed differently depending on the embodiment.
  • the second optical path 321 may be positioned parallel to the first optical path 311.
  • the second mirror 322 may be positioned so that the laser 300 reflected from the first mirror 312 enters the second optical path 321 when the optical system 240 is in the second mode.
  • the second lens 323 may be located at one end of the second optical path 321.
  • the second lens 323 may be in contact with the shock wave generator 250.
  • the laser 300 that has passed through the second lens 323 may enter the shock wave generator 250.
  • the second lens 323 may be a convex lens and may be employed differently depending on the embodiment.
  • the optical system 240 may be provided with a mode change means 314 for changing from the first mode to the second mode.
  • the mode change of the optical system is mechanical; Methods using optical switches such as MEMS, fiber-based, and phase modulation-based; It can be implemented by using polarization rotation, etc.
  • the mode change means 314 is not limited to the above examples, and any number of mode change means suitable for the purpose can be employed depending on the embodiment.
  • the optical system 240 is provided with a mechanical mode change means 314. Even when the optical system 240 is provided with a mode change means 314 using an optical switch or a polarization rotation method, it performs essentially the same function as described later.
  • the mode change means 314 may be a rotating shaft, an electronic rotating device, a mechanical hinge, etc.
  • the mode change means 314 is installed at one end of the first mirror 312 to tilt the angle of the first mirror 312. Control of the mode change means 314 can be achieved through manipulation of the switch 220 described with reference to FIGS. 2A-C.
  • the mode change means 314 may tilt the first mirror 312 to a first preset angle.
  • the first angle may be an angle at which the first mirror 312 does not interfere with the laser 300 entering the first optical path 311 from the common optical path 310.
  • the optical system 240 can be in the first mode.
  • the first mirror 312 allows the laser 300 coming from the common optical path 310 to enter the first optical path 311, but does not enter the second mirror 322. It can be positioned so as not to enter the company.
  • the laser 300 may enter the first lens 313 from the common optical path 310 through the first optical path 311.
  • the laser 300 that has passed through the first lens 313 may be output to the outside through the first output unit 231 shown in FIGS. 2A-C.
  • Figure 4 is another diagram for explaining an optical system according to an embodiment.
  • FIG. 4 shows when the optical system 240 is in the second mode.
  • the mode change means 314 may tilt the first mirror 312 to a preset second angle.
  • the second angle may be an angle at which the first mirror 312 reflects the laser 400 coming from the common optical path 310 to the second mirror 312. Through this, the optical system 240 can enter the second mode.
  • the first mirror 312 is configured so that the laser 400 coming from the common optical path 310 enters the second mirror 322 but does not enter the first optical path 311. can be located
  • the laser 400 may enter the first mirror 312 through the common optical path 310, then be reflected from the first mirror 312 and enter the second mirror 322.
  • the laser 400 reflected from the second mirror 322 may enter the second lens 323 through the second optical path 321.
  • the laser 400 that has passed through the second lens 323 may enter the shock wave generator 250.
  • the second lens 323 can focus the laser 400 into one focus within the shock wave generator 250.
  • the medium inside the shock wave generator 250 is locally vaporized or plasmaized by the concentrated laser 400, and as a result, a bubble 410 may be instantaneously created and then burst.
  • a shock wave is primarily generated inside the shock wave generator 250, and even when the bubble 410 bursts, a shock wave may be primarily generated inside the shock wave generator 250.
  • the shock wave may travel straight and be reflected inside the shock wave generator 250 and be output to the outside. If the shock wave reflection surface is elliptical, the shock wave path 410 may converge to an external focus.
  • the shock wave front 420 may be formed perpendicular to the shock wave path 410. The shock wave front 420 may apply a shock wave to the affected area 421 located at an external focus.
  • the laser 400 is easy to control the amount of light (power), the location of shock wave generation (focusing point control), and the wave front control (possible to focus on a point or line), etc., and the state of the generated shock wave (strength, shape, and intensity of the shock wave). duration, etc.) can be easily adjusted.
  • the power consumed by the laser 400 used to generate shock waves is not large compared to a typical ESWT device that generates shock waves using a piezoelectric element or coil.
  • Figure 5 is a diagram for explaining a shock wave generator according to an embodiment.
  • the shock wave generator 250 may include a medium 510, a membrane 520, a shock wave reflection surface 530, etc.
  • the medium 510 receives energy from the laser to generate a bubble 410, and when the bubble 410 is created or bursts, a shock wave may be generated.
  • the membrane 520 may be made of a material that allows shock waves to pass through.
  • the shock wave reflection surface 530 may be made of a material that reflects shock waves.
  • the shock wave reflection surface 530 and the membrane 520 can form a closed space to confine the medium 510.
  • the materials of the medium 510, the membrane 520, and the shock wave reflection surface 530 may be materials used in a typical electrohydraulic ESWT device.
  • Focused extracorporeal shock waves are a treatment method that focuses shock waves on a specific area.
  • the shock wave reflection surface 530 may be formed as a part of an ellipsoidal surface.
  • the ellipsoidal surface may have a first focus (531) and a second focus (532).
  • the first focus 531 may be located within the medium.
  • the second focus may be located outside the hand piece 150.
  • the laser may pass through the optical system 250 described with reference to FIG. 4 and focus on the first focus 531.
  • the medium 510 is locally vaporized or plasmaized by the concentrated laser, and as a result, bubbles may be instantaneously created and then burst.
  • a shock wave is primarily generated in the medium 510, and even when the bubble 410 bursts, a shock wave may be primarily generated in the medium 510.
  • the first focus 531 can become a source from which shock waves radiate.
  • the energy flux density of the shock wave generated in this way may be in the range of 0.004 to 0.6 mJ/mm 2 .
  • the focal length of the shock wave may be 10 to 50 mm.
  • the physical quantity of the shock wave is not limited to the above values and may be selected differently depending on the embodiment.
  • the shock wave 540 emitted from the first focus 531 may be reflected at the shock wave reflection surface 530 formed of an elliptical surface and then converge at the second focus 532. That is, when the shock wave reflection surface 520 has an elliptical shape, the shock wave path 540 may converge at the second focus 532.
  • the shock wave front 541 may be formed perpendicular to the shock wave path 540.
  • the shock wave front 540 may apply a focused extracorporeal shock wave to the local affected area 550 located at the second focus 532.
  • Figure 6 is another diagram for explaining a shock wave generator according to an embodiment.
  • the shock wave generator 250 may include the medium 610 of the laser 400, the film 620, and the shock wave reflection surface 630.
  • the materials of the medium 610, the membrane 620, and the shock wave reflecting surface 630 may be the same as those in FIG. 5.
  • the embodiment described with reference to FIG. 6 can be used in radial extracorporeal shock wave therapy.
  • Radial shock waves have the effect of delivering overall extracorporeal shock waves to muscles, tissues, joints, etc.
  • the shock wave reflection surface 630 may be formed as part of a hyperboloid.
  • the hyperboloid may have a first focus 631 and a second focus 632.
  • the first focus 631 may be located within the medium.
  • the second focus 632 may be located in a direction opposite to the direction in which the shock wave is output to the outside. That is, the second focus 632 may be located inside the hand piece 150 outside the medium.
  • the laser may pass through the optical system 250 described with reference to FIG. 4 and focus on the first focus 631.
  • the medium 610 is locally vaporized or plasmaized by the concentrated laser, and as a result, bubbles may be instantaneously created and then burst.
  • a shock wave is primarily generated in the medium 610, and even when the bubble 410 bursts, a shock wave may be primarily generated in the medium 610.
  • the first focus 631 can become a source from which shock waves radiate.
  • the reflected wave When a wave radiating from the first focus 631 of the hyperboloid is reflected on the hyperboloid, the reflected wave has the property of proceeding as if radiating from the second focus 632. Accordingly, the shock wave 540 emanating from the first focus 631 may be reflected by the shock wave reflection surface 630 formed of a hyperboloid and then spread as if radiating from the second focus 632. That is, when the shock wave reflection surface 620 has a hyperboloid shape, the shock wave path 640 may proceed as if spreading out from the second focus 632.
  • the shock wave front 641 may be formed perpendicular to the shock wave path 540.
  • the shock wave front 540 can apply radial extracorporeal shock waves to a wide range of affected areas 650.
  • Figure 7 is a diagram for explaining a membrane according to one embodiment.
  • the films 520 and 620 of the shock wave generator 250 may include a polarizing material.
  • the films 520 and 620 may include two polarizers 711 and 712 whose polarization directions are perpendicular to each other.
  • the films 520 and 620 may include a pad 720 outside the two polarizers 711 and 712.
  • the pad 720 may be a typical gel material pad used in the hand piece output unit of the ESWT device, and may have different thicknesses depending on the embodiment, such as 10 mm, 15 mm, 20 mm, 25 mm, 30 mm, or 40 mm.
  • the membranes 520 and 620 need to have a configuration that blocks the laser 730 but allows the shock wave 740 to pass through.
  • the films 520 and 620 may include two polarizers 711 and 712 perpendicular to each other.
  • Each of the polarizers 711 and 712 can block the laser 730 component whose polarization directions are opposite to each other.
  • the first polarizer 711 may block light polarized in the y direction from the laser 730.
  • the intensity of the laser 730 that has passed through the first polarizer 711 is halved because only light polarized in the x direction remains.
  • the second polarizer 712 may block light polarized in the x direction. Since even the x-direction polarized light among the components of the laser 730 is blocked, the intensity of the laser 730 after the second polarizer 712 can be negligible. Meanwhile, since the polarizers 711 and 712 do not block the shock wave 740, the intensity of the shock wave 740 may not be reduced or may be reduced only to a negligible level.
  • the films 520 and 620 composed of the first polarizer 711, the second polarizer 712, and the pad 720 block the output of the laser 730 but do not block the output of the shock wave 740. It may not be possible. Therefore, when the hand piece 150 is used in ESWT mode, only the shock wave 730 can be output without the laser 740 being output. Through this, users can perform complete ESWT treatment on patients without laser interference.

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Abstract

A shockwave and laser therapy device using a laser light source is disclosed. The therapy device may comprise: a laser source which generates laser beams; a handpiece which outputs laser beams or shockwaves to the outside; and a cable which transfers laser beams to the handpiece. The handpiece may comprise: optics which adjust the optical path of laser beams according to predefined modes; and a shockwave generator which receives laser beams input from the optics and generates same into shockwaves. The handpiece may output laser beams to the outside when the optics are in a first mode and output shockwaves to the outside when the optics are in a second mode.

Description

레이저 광원을 이용한 충격파 및 레이저 치료 장치Shock wave and laser treatment device using a laser light source
아래 실시예들은 레이저 광원을 이용한 충격파 및 레이저 치료 장치를 제공하는 기술에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 하나의 장치만으로 고강도 레이저 치료(High Intensity Laser Therapy, HILT)와 체외 충격파 치료(Extracorporeal Shock Wave Therapy, ESWT)를 모두 수행할 수 있는 치료 장치에 관한 것이다.The following embodiments relate to technology that provides a shock wave and laser treatment device using a laser light source. More specifically, it relates to a treatment device that can perform both High Intensity Laser Therapy (HILT) and Extracorporeal Shock Wave Therapy (ESWT) with just one device.
체외 충격파 치료(Extracorporeal Shockwave Therapy, ESWT)는 환부에 강력한 충격파를 가하는 치료법이다. 혈액순환 및 대사를 증진시킴으로써 힘줄/인대/조직의 회복, 통증 완화, 기능 개선 등의 효과를 가져오는 것으로 알려져 있다. 체외 충격파는 초점형과 방사형으로 나뉜다. 초점형 체외 충격파는 특정 부위에 충격파를 집중시키는 치료 방식이다. 방사형 충격파는 근육, 조직, 관절 등에 전반적으로 체외 충격파를 전달하는 효과가 있다. 또한, 통상의 ESWT 장치의 충격파 생성 방식으로는 전기수압식(EH), 압전기식(Piezo), 전자기식(EM, Coil)이 있다. 전기수압식은 전극에서 스파크를 발생시켜 반사경을 통해 충겨파를 모으는 방식이다. 압전기식은 포물선 형으로 배열된 압전 소자에 전압을 가하여 충격파를 생성하여 모으는 방식이다. 전자기식 또는 코일식은 코일에 고전압을 인가하여 자기장을 생성하여 충격파를 만드는 방식이다.Extracorporeal Shockwave Therapy (ESWT) is a treatment that applies powerful shock waves to the affected area. It is known to bring about effects such as recovery of tendons/ligaments/tissues, pain relief, and functional improvement by improving blood circulation and metabolism. Extracorporeal shock waves are divided into focal and radial types. Focused extracorporeal shock waves are a treatment method that focuses shock waves on a specific area. Radial shock waves have the effect of delivering overall extracorporeal shock waves to muscles, tissues, joints, etc. In addition, shock wave generation methods of typical ESWT devices include electrohydraulic (EH), piezoelectric (Piezo), and electromagnetic (EM, Coil). The electrohydraulic method generates sparks from electrodes and collects impact waves through a reflector. The piezoelectric method generates and collects shock waves by applying voltage to piezoelectric elements arranged in a parabolic shape. The electromagnetic or coil type is a method of creating a shock wave by applying high voltage to a coil to generate a magnetic field.
한편, 고강도 레이저 치료(High Intensity Laser Therapy, HILT)는 높은 강도의 빛(레이저)을 이용한 치료법이다. 레이저가 체내에 침투하여 에너지를 전달함으로써 혈액순환, 조직회복, 근섬유회복 등의 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 레이저를 이용하는 HILT와 충격파를 이용하는 ESWT를 순차적으로 진행하면 치료 시너지 효과가 있는 것으로 알려져 있어, 정형외과 등에서는 HILT 이후 ESWT를 진행하는 식으로 치료를 해오고 있다.Meanwhile, High Intensity Laser Therapy (HILT) is a treatment using high intensity light (laser). Lasers are known to have effects such as blood circulation, tissue recovery, and muscle fiber recovery by penetrating into the body and delivering energy. It is known that there is a synergistic treatment effect when HILT using a laser and ESWT using shock waves are performed sequentially, so in orthopedics, HILT is followed by ESWT.
이를 위해, 정형외과 등에서는 HILT 장치와 ESWT 장치를 각각 구비하여 했다. 통상적으로 HILT에 이용되는 고강도 레이저와 ESWT에 이용되는 충격파가 서로 다른 소자를 이용해서 생성되기 때문이다. HILT 장치는 고강도 레이저 출력이 핵심으로, 장치의 핵심부가 광학 소자인 반면, ESWT 장치는 충격파 출력이 핵심으로, 장치의 핵심부가 압전 소자 또는 코일이다. 별개의 소자인 광학 소자와 압전 소자 또는 코일을 합칠 경우, 전원을 지나치게 많이 소비할 수 있다. 또한, 고강도 레이저를 발생시키는 레이저 광원과 충격파를 발생시키는 압전 소자 또는 코일은 모두 전자기적 장치이다. 이들은 동작 시 외부로 전기장과 자기장을 방출하며, 외부 전기장 및 자기장의 영향을 받기도 한다. 따라서 차폐수단 없이 좁은 공간 안에 레이저 발생원과 충격파 발생원을 무리하게 배치할 경우 각 발생원은 서로의 전기장 및 자기장에 영향을 받을 수 있고, 이로 인해 출력이 미세하게나마 변경될 수 있다. 이는 안정성이 중요시되는 의료기구에 치명적인 하자일 수 있다. 나아가, 압전 소자 또는 코일을 포함하는 핸드 피스는 통상 크고 무거운데, 광학적 구성까지 추가될 경우 지나치게 사용감이 불편해질 우려가 있다.For this purpose, orthopedic departments were equipped with HILT devices and ESWT devices, respectively. This is because the high-intensity laser used in HILT and the shock wave used in ESWT are typically generated using different devices. The core of the HILT device is high-intensity laser output, and the core of the device is an optical element, while the core of the ESWT device is shock wave output, and the core of the device is a piezoelectric element or coil. If separate optical elements and piezoelectric elements or coils are combined, excessive power consumption may occur. Additionally, a laser light source that generates a high-intensity laser and a piezoelectric element or coil that generates a shock wave are both electromagnetic devices. When operating, they emit electric and magnetic fields to the outside, and are also affected by external electric and magnetic fields. Therefore, if a laser source and a shock wave source are placed unreasonably in a narrow space without a means of shielding, each source may be affected by each other's electric and magnetic fields, which may cause the output to change even slightly. This can be a fatal flaw in medical devices where stability is important. Furthermore, hand pieces containing piezoelectric elements or coils are usually large and heavy, and if optical components are added, there is a risk that the feeling of use may become excessively uncomfortable.
실시예들과 관련된 배경기술로, 대한민국 등록특허공보 KR 10-2377259 B1은 압전식 체외충격파와 레이저의 복합 발생장치 및 이를 포함하는 복합 치료장치를 개시한다. 구체적으로, 선행문헌에 따른 압전식 체외충격파와 레이저 복합 발생장치는, 손잡이와, 상기 손잡이의 일단에 결합되며 압전 소자가 배치되는 헤드부와, 상기 헤드부의 전방에 착탈되는 피에조 어플리케이터와, 상기 손잡이에 배치되는 레이저 모듈 및 상기 레이저 모듈과 상기 헤드부 사이에 배치되는 광 섬유를 포함할 수 있다.As background technology related to the embodiments, Republic of Korea Patent Publication KR 10-2377259 B1 discloses a composite generator of piezoelectric extracorporeal shock waves and a laser and a composite treatment device including the same. Specifically, the piezoelectric extracorporeal shock wave and laser combination generator according to the prior literature includes a handle, a head portion coupled to one end of the handle and on which a piezoelectric element is disposed, a piezo applicator detachable in front of the head portion, and the handle. It may include a laser module disposed in and an optical fiber disposed between the laser module and the head portion.
또한, 대한민국 등록특허공보 KR 10-0792513 B1은 체외 충격파 치료기를 개시한다. 구체적으로, 선행문헌의 체외 충격파 치료기는 체외 충격파 치료와 광조사 치료 및 저주파 치료를 동시에 시행할 수 있는 체외 충격파 치료기에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 하우징 외연에 광원에 의해 빛을 발산하는 광조사부를 결합하고 환부에 부착되는 패드와 전기적으로 접촉되어 저주파를 발생시키는 통전부재를 충격파전달체 전방에 결합함으로써 물리적인 체외 충격파 치료와 동시에 광조사 치료 및 저주파 치료를 시행할 수 있다.Additionally, Republic of Korea Patent Publication KR 10-0792513 B1 discloses an extracorporeal shock wave therapy device. Specifically, the extracorporeal shock wave therapy device in the prior literature relates to an extracorporeal shock wave therapy device that can simultaneously perform extracorporeal shock wave therapy, light irradiation therapy, and low-frequency therapy. More specifically, it combines a light irradiation unit that emits light by a light source on the outer edge of the housing. By combining a conductive member that electrically contacts the pad attached to the affected area and generates low frequencies to the front of the shock wave transmitter, light irradiation treatment and low frequency treatment can be performed simultaneously with physical extracorporeal shock wave treatment.
그러나 선행문헌들은 레이저 광원을 이용하여 충격파를 생성할 수 있는 장치를 개시·시사·암시하지 않는다. 또한, 선행문헌들은 고강도 레이저 및 충격파를 생성하는 에너지 소스를 레이저 광원으로 통일함으로써, 레이저 치료와 충격파 치료를 모두 수행할 수 있는 장치의 크기와 무게를 경량화 할 수 있는 장치를 개시·시사·암시하지 않는다. 나아가, 선행문헌들은 하나의 장치만 이용하면서도, 레이저 치료와 충격파 치료를 동시에 진행하는 것이 아닌 모드별로 순차적으로 진행할 수 있는 장치를 개시·시사·암시하지 않는다.However, prior literature does not disclose, suggest, or imply a device that can generate shock waves using a laser light source. In addition, prior literature does not disclose, suggest, or imply a device that can reduce the size and weight of a device that can perform both laser therapy and shock wave therapy by unifying the energy source that generates high-intensity laser and shock waves into a laser light source. No. Furthermore, prior literature does not disclose, suggest, or suggest a device that can perform laser treatment and shock wave therapy sequentially for each mode, rather than simultaneously, while using only one device.
이에 따라, 상기 선행문헌들에 개시·시사·암시되지 않은 기술적 과제를 해결하기 위한 기술의 구현이 요청된다.Accordingly, the implementation of technology to solve technical problems that are not disclosed, suggested, or implied in the above prior literature is requested.
실시예들은 레이저 광원을 이용하여 충격파를 생성할 수 있는 장치를 제공하고자 한다.Embodiments seek to provide a device that can generate shock waves using a laser light source.
실시예들은 고강도 레이저 및 충격파를 생성하는 에너지 소스를 레이저 광원으로 통일함으로써, 레이저 치료와 충격파 치료를 모두 수행할 수 있는 장치의 크기와 무게를 경량화 할 수 있는 장치를 제공하고자 한다.Embodiments seek to provide a device that can perform both laser treatment and shock wave treatment and reduce the size and weight of the device by unifying the energy source that generates the high-intensity laser and shock wave into a laser light source.
실시예들은 하나의 장치만 이용하면서도, 레이저 치료와 충격파 치료를 동시에 진행하는 것이 아닌 모드별로 순차적으로 진행할 수 있는 장치를 제공하고자 한다.Embodiments are intended to provide a device that can perform laser treatment and shock wave treatment sequentially for each mode, rather than simultaneously, while using only one device.
나아가, 실시예들은 배경 기술에서 언급한 과제들 및 본 명세서에서 드러나는 해당 기술 분야의 과제들을 해결하기 위한 레이저 광원을 이용한 충격파 및 레이저 치료 장치를 제공하고자 한다.Furthermore, the embodiments are intended to provide a shock wave and laser treatment device using a laser light source to solve the problems mentioned in the background technology and the problems in the relevant technical field revealed in this specification.
일실시예에 따른 레이저 광원을 이용한 충격파 및 레이저 치료 장치는 레이저를 생성하는 레이저 광원; 상기 레이저 또는 충격파를 외부로 출력하는 핸드 피스; 상기 레이저를 상기 핸드 피스로 전달하는 케이블을 포함하고, 상기 핸드 피스는, 미리 정의된 모드별로 상기 레이저의 광로를 조정하는 광학계; 상기 광학계로부터 상기 레이저를 입력받아 충격파를 생성하는 충격파 생성부를 포함하고, 상기 핸드 피스는 상기 광학계가 제1 모드일 때 상기 레이저를 외부로 출력하고, 상기 광학계가 제2 모드일 때 상기 충격파를 외부로 출력할 수 있다.A shock wave and laser treatment device using a laser light source according to an embodiment includes a laser light source that generates laser; A hand piece that outputs the laser or shock wave to the outside; It includes a cable that transmits the laser to the hand piece, and the hand piece includes: an optical system that adjusts the optical path of the laser for each predefined mode; It includes a shock wave generator that receives the laser input from the optical system and generates a shock wave, and the hand piece outputs the laser to the outside when the optical system is in a first mode, and outputs the shock wave to the outside when the optical system is in a second mode. It can be output as .
일실시예에 따르면, 상기 광학계는 공통 광로, 제1 광로, 제1 거울, 제1 렌즈, 제2 광로, 제2 거울, 제2 렌즈를 포함하고, 상기 공통 광로와 상기 제1 광로는 동일한 축 상에 위치하고, 상기 제1 거울은 상기 공통 광로와 상기 제1 광로 사이에 위치하고, 상기 제1 렌즈는 상기 제1 광로 일단에 위치하고, 상기 제2 광로는 상기 제1 광로와 평행하게 위치하고, 상기 제2 거울은 상기 광학계가 상기 제2 모드일 때 상기 제1 거울로부터 반사된 빛이 상기 제2 광로로 진입하도록 위치하고, 상기 제2 렌즈는 상기 제2 광로 일단에 위치할 수 있다.According to one embodiment, the optical system includes a common optical path, a first optical path, a first mirror, a first lens, a second optical path, a second mirror, and a second lens, and the common optical path and the first optical path have the same axis. The first mirror is located between the common optical path and the first optical path, the first lens is located at one end of the first optical path, the second optical path is located parallel to the first optical path, and the second optical path is located in parallel with the first optical path. The second mirror may be positioned so that light reflected from the first mirror enters the second optical path when the optical system is in the second mode, and the second lens may be positioned at one end of the second optical path.
일실시예에 따르면, 상기 광학계가 상기 제1 모드일 때, 상기 제1 거울은 상기 공통 광로에서 나오는 상기 레이저가 상기 제1 광로로 진입하되, 상기 제2 거울로는 입사하지 않도록 위치하고, 상기 레이저는 상기 제1 렌즈를 거쳐 상기 핸드 피스로부터 출력될 수 있다.According to one embodiment, when the optical system is in the first mode, the first mirror is positioned so that the laser coming from the common optical path enters the first optical path but does not enter the second mirror, and the laser may be output from the hand piece through the first lens.
일실시예에 따르면, 상기 광학계가 상기 제2 모드일 때, 상기 제1 거울은 상기 공통 광로에서 나오는 상기 레이저가 상기 제2 거울로 입사하되, 상기 제1 광로로는 진입하지 않도록 위치하고, 상기 레이저는 상기 제2 렌즈를 거쳐 상기 충격파 생성부로 진입할 수 있다.According to one embodiment, when the optical system is in the second mode, the first mirror is positioned so that the laser coming from the common optical path enters the second mirror but does not enter the first optical path, and the laser may enter the shock wave generator through the second lens.
일실시예에 따르면, 상기 충격파 생성부는 상기 레이저의 에너지를 전달받아 버블이 생성되고, 상기 버블이 생기거나 터질 때 상기 충격파가 생성되는 매질; 상기 충격파를 반사시키는 소재로 이루어진 충격파 반사면; 상기 충격파를 통과시키는 소재로 이루어진 막을 포함하고, 상기 충격파 반사면과 상기 막은 폐공간을 형성하여 상기 매질을 가둔다.According to one embodiment, the shock wave generator includes: a medium in which a bubble is generated by receiving energy from the laser, and the shock wave is generated when the bubble is created or burst; A shock wave reflecting surface made of a material that reflects the shock wave; It includes a membrane made of a material that allows the shock wave to pass through, and the shock wave reflection surface and the membrane form a closed space to confine the medium.
일실시예에 따르면, 상기 충격파 반사면은 제1 초점 및 제2 초점을 가지는 타원면을 포함하고, 상기 제1 초점은 상기 매질 내에 위치하고, 상기 제2 초점은 상기 핸드 피스 외부에 위치할 수 있다.According to one embodiment, the shock wave reflecting surface includes an ellipsoidal surface having a first focus and a second focus, the first focus may be located within the medium, and the second focus may be located outside the hand piece.
일실시예에 따르면, 상기 충격파 반사면은 제1 초점 및 제2 초점을 가지는 쌍곡선면을 포함하고, 상기 제1 초점은 상기 매질 내에 위치하고, 상기 제2 초점은 상기 매질 바깥의 상기 핸드 피스 내부에 위치할 수 있다.According to one embodiment, the shock wave reflecting surface includes a hyperbolic surface having a first focus and a second focus, the first focus being located within the medium, and the second focus being outside the medium and inside the hand piece. can be located
일실시예에 따르면, 상기 막은 편광소재를 포함할 수 있다.According to one embodiment, the film may include a polarizing material.
실시예들은 레이저 광원을 이용하여 충격파를 생성할 수 있는 장치를 제공할 수 있다.Embodiments may provide a device capable of generating shock waves using a laser light source.
실시예들은 고강도 레이저 및 충격파를 생성하는 에너지 소스를 레이저 광원으로 통일함으로써, 레이저 치료와 충격파 치료를 모두 수행할 수 있는 장치의 크기와 무게를 경량화 할 수 있는 장치를 제공할 수 있다.Embodiments can provide a device that can perform both laser treatment and shock wave treatment and reduce the size and weight of the device by unifying the energy source that generates the high-intensity laser and shock wave into a laser light source.
실시예들은 하나의 장치만 이용하면서도, 레이저 치료와 충격파 치료를 동시에 진행하는 것이 아닌 모드별로 순차적으로 진행할 수 있는 장치를 제공할 수 있다.Embodiments may provide a device that can perform laser treatment and shock wave treatment sequentially for each mode, rather than simultaneously, while using only one device.
한편, 실시예들에 따른 효과는 이상에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.Meanwhile, the effects according to the embodiments are not limited to those mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description below.
도 1은 일실시예에 따른 치료 장치를 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram for explaining a treatment device according to an embodiment.
도 2a 내지 2c는 일실시예에 따른 핸드 피스를 설명하기 위한 도면이다.2A to 2C are diagrams for explaining a hand piece according to an embodiment.
도 3은 일실시예에 따른 광학계를 설명하기 위한 도면이다.Figure 3 is a diagram for explaining an optical system according to an embodiment.
도 4은 일실시예에 따른 광학계를 설명하기 위한 또 다른 도면이다.Figure 4 is another diagram for explaining an optical system according to an embodiment.
도 5은 일실시예에 따른 충격파 생성부를 설명하기 위한 도면이다.Figure 5 is a diagram for explaining a shock wave generator according to an embodiment.
도 6은 일실시예에 따른 충격파 생성부를 설명하기 위한 또 다른 도면이다.Figure 6 is another diagram for explaining a shock wave generator according to an embodiment.
도 7은 일실시예 따른 막을 설명하기 위한 도면이다.Figure 7 is a diagram for explaining a membrane according to one embodiment.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the attached drawings. However, various changes can be made to the embodiments, so the scope of the patent application is not limited or limited by these embodiments. It should be understood that all changes, equivalents, or substitutes for the embodiments are included in the scope of rights.
실시예들에 대한 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 예시를 위한 목적으로 개시된 것으로서, 다양한 형태로 변경되어 실시될 수 있다. 따라서, 실시예들은 특정한 개시형태로 한정되는 것이 아니며, 본 명세서의 범위는 기술적 사상에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.Specific structural or functional descriptions of the embodiments are disclosed for illustrative purposes only and may be modified and implemented in various forms. Accordingly, the embodiments are not limited to the specific disclosed form, and the scope of the present specification includes changes, equivalents, or substitutes included in the technical spirit.
제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이런 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 해석되어야 한다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.Terms such as first or second may be used to describe various components, but these terms should be interpreted only for the purpose of distinguishing one component from another component. For example, a first component may be named a second component, and similarly, the second component may also be named a first component.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. When a component is referred to as being “connected” to another component, it should be understood that it may be directly connected or connected to the other component, but that other components may exist in between.
실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안 된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the examples are for descriptive purposes only and should not be construed as limiting. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate the presence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but are not intended to indicate the presence of one or more other features. It should be understood that this does not exclude in advance the possibility of the existence or addition of elements, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성요소와 다른 구성요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용 시 또는 동작 시 구성요소들의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들어, 도면에 도시되어 있는 구성요소를 뒤집을 경우, 다른 구성요소의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성요소는 다른 구성요소의 "위(above)"에 놓일 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있으며, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.Spatially relative terms such as “below”, “beneath”, “lower”, “above”, “upper”, etc. are used as a single term as shown in the drawing. It can be used to easily describe the correlation between a component and other components. Spatially relative terms should be understood as terms that include different directions of components during use or operation in addition to the directions shown in the drawings. For example, if you flip a component shown in a drawing, a component described as "below" or "beneath" another component will be placed "above" the other component. You can. Accordingly, the illustrative term “down” may include both downward and upward directions. Components can also be oriented in other directions, so spatially relative terms can be interpreted according to orientation.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as generally understood by a person of ordinary skill in the technical field to which the embodiments belong. Terms defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and unless explicitly defined in the present application, should not be interpreted in an ideal or excessively formal sense. No.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In addition, when describing with reference to the accompanying drawings, identical components will be assigned the same reference numerals regardless of the reference numerals, and overlapping descriptions thereof will be omitted. In describing the embodiments, if it is determined that detailed descriptions of related known technologies may unnecessarily obscure the gist of the embodiments, the detailed descriptions are omitted.
도 1은 일실시예에 따른 치료 장치를 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram for explaining a treatment device according to an embodiment.
치료 장치(100)는 전원부(110), 입출력부(120), 레이저 광원(130), 케이블(140), 핸드 피스(150) 등을 포함할 수 있다. 또한, 치료 장치(100)는 통상의 체외 충격파 치료(Extracorporeal Shockwave Therapy, ESWT) 장치 또는 고강도 레이저 치료(High Intensity Laser Therapy, HILT) 장치에 포함되는 구성들을 포함할 수 있다. 치료 장치(100)는 정형외과 등에서 수행하는 석회성 또는 비석회성 건염, 주관절의 외상과염 또는 내상과염, 슬개건염, 아킬레스 건병증, 근위부 족저근막염 및 어깨통증, 팔꿈치통증, 무릎통증, 발목통증, 기타 관절통증, 신경 및 근육통 등의 치료에 이용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The treatment device 100 may include a power source 110, an input/output unit 120, a laser light source 130, a cable 140, and a hand piece 150. Additionally, the treatment device 100 may include components included in a typical extracorporeal shockwave therapy (ESWT) device or a high intensity laser therapy (HILT) device. The treatment device 100 is used for calcific or non-calcific tendinitis, traumatic or medial epicondylitis of the elbow joint, patellar tendonitis, Achilles tendinopathy, proximal plantar fasciitis and shoulder pain, elbow pain, knee pain, ankle pain, and other joints performed in orthopedics. It can be used to treat pain, nerve and muscle pain, etc., but is not limited thereto.
전원부(110)는 통상의 체외파 충격파 치료 장치 또는 고강도 레이저 치료 장치에 사용되는 전원 장치일 수 있다. 입출력부(120)는 통상의 터치스크린 등일 수 있으며, 그 외 버튼, 스위치, 스피커 등의 입력 수단과 오디오, 보조 모니터 등의 출력 수단을 포함할 수 있다.The power supply unit 110 may be a power supply used in a typical extracorporeal shock wave therapy device or a high-intensity laser therapy device. The input/output unit 120 may be a typical touch screen, etc., and may include other input means such as buttons, switches, and speakers, and output means such as audio and an auxiliary monitor.
레이저 광원(130)은 레이저를 생성할 수 있다. 이를 위해, 레이저 광원(130)은 레이저 방출 소자, 제어부, 펄스폭 조절부 등을 포함할 수 있다. 레이저 광원(130)의 레이저 방출 소자는 시드 레이저(Seed Laser)를 방출한다. 레이저 방출 소자는 Nd:YAG(1064nm), Ho:YAG(2100nm), Er:YAG(2.9μm), Ruby(694nm), Alexandrite(755nm), CO2(10.6μm), Frequency doubled YAG(532nm) 등일 수 있다(괄호 안 숫자는 중심 파장을 의미함). 또는, Er fiber laser(1.5μm), Yb fiber laser(1.0μm) 등의 광섬유 레이저일 수 있다(괄호 안 숫자는 중심 파장을 의미함). 레이저 광원(130)의 레이저 방출 소자는 위 예시들에 제한되는 것은 아니며, 실시예에 따라 목적에 맞는 레이저 방출 소자가 얼마든지 채용될 수 있다.The laser light source 130 can generate laser. To this end, the laser light source 130 may include a laser emitting element, a control unit, a pulse width adjustment unit, etc. The laser emitting element of the laser light source 130 emits a seed laser. The laser emitting element can be Nd:YAG (1064nm), Ho:YAG (2100nm), Er:YAG (2.9μm), Ruby (694nm), Alexandrite (755nm), CO2 (10.6μm), Frequency doubled YAG (532nm), etc. (the number in parentheses indicates the central wavelength). Alternatively, it may be a fiber laser such as Er fiber laser (1.5μm) or Yb fiber laser (1.0μm) (the number in parentheses indicates the center wavelength). The laser emitting device of the laser light source 130 is not limited to the above examples, and any number of laser emitting devices suitable for the purpose may be employed depending on the embodiment.
레이저 광원(130)은 레이저 펄스를 생성할 수 있다. 레이저 광원(130)은 Q-Switching을 이용한 방법, On/Off 제어를 이용한 방법, 광간섭을 이용한 방법, AOM(acousti optic modulator) 및 EOM(elasto optic modulator) 등의 외부 모듈레이터(modulator)를 이용한 방법, pulse picker를 이용한 방법 등을 통해 레이저 펄스를 생성할 수 있다. 레이저 광원(130)의 레이저 펄스 생성 방식은 위 예시들에 제한되는 것은 아니며, 실시예에 따라 목적에 맞는 레이저 펄스 생성 방식이 얼마든지 채용될 수 있다.The laser light source 130 may generate laser pulses. The laser light source 130 can be used by using a method using Q-Switching, a method using On/Off control, a method using optical interference, or a method using an external modulator such as an acoustic optic modulator (AOM) and an elasto optic modulator (EOM). Laser pulses can be generated through methods such as using a pulse picker. The laser pulse generation method of the laser light source 130 is not limited to the above examples, and any number of laser pulse generation methods suitable for the purpose may be adopted depending on the embodiment.
레이저 광원(130)에서 생성된 펄스는 100피코초(ps) 내지 수십밀리세컨초(ms)의 펄스폭으로 가변될 수 있다. 레이저 광원(130)에서 생성되는 레이저 펄스는 제어부의 입력 신호에 따라 펄스폭 조절부에서 실시간으로 레이저 펄스의 폭을 가변할 수 있다. 레이저 광원(130)은 위와 같은 방식으로 단일 또는 복수의 레이저 펄스를 생성할 수 있다. 가령, 레이저 광원(130)에 의해 생성된 Q-Switched Nd: YAG 레이저는 파장 1064nm, 에너지 35mJ, 펄스 지속지간 10ns일 수 있다. 레이저 광원(130)의 구성은 위 실시예에 한정되지 않으며, 레이저 광원(130)의 세부 구성은 사용 목적에 따라 얼마든지 달라질 수 있다.The pulse generated by the laser light source 130 may vary in pulse width from 100 picoseconds (ps) to tens of milliseconds (ms). The width of the laser pulse generated by the laser light source 130 can be varied in real time by the pulse width adjustment unit according to the input signal from the control unit. The laser light source 130 can generate single or multiple laser pulses in the above manner. For example, the Q-Switched Nd:YAG laser generated by the laser light source 130 may have a wavelength of 1064 nm, energy of 35 mJ, and pulse duration of 10 ns. The configuration of the laser light source 130 is not limited to the above embodiment, and the detailed configuration of the laser light source 130 may vary depending on the purpose of use.
케이블(140)은 레이저 광원(130)에서 생성된 레이저를 핸드 피스(150)로 전달할 수 있다. 이를 위해, 케이블(140)은 광섬유를 포함할 수 있다. 또한, 케이블(140)은 전원부(110)에서 핸드 피스(150)로 전기를 공급할 수 있다. 이를 위해, 케이블(140)은 도체 전선을 포함할 수 있다. 케이블(140)은 용이한 사용을 위해 길이 조절이 가능할 수 있다. 케이블(140)은 치료 장치(100)의 받침대에 의해 지지되는 구조일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The cable 140 can transmit the laser generated by the laser light source 130 to the hand piece 150. For this purpose, the cable 140 may include an optical fiber. Additionally, the cable 140 can supply electricity from the power source 110 to the hand piece 150. To this end, cable 140 may include conductor wires. The cable 140 may have an adjustable length for easy use. The cable 140 may be supported by the base of the treatment device 100, but is not limited thereto.
핸드 피스(150)는 케이블(140)로부터 레이저를 입력받을 수 있다. 이어서, 핸드 피스(140)는 레이저 또는 충격파를 외부로 출력할 수 있다. 핸드 피스(150)에 대한 자세한 설명은 이후 도면을 참조하여 후술된다.The hand piece 150 can receive laser input from the cable 140. Next, the hand piece 140 can output a laser or shock wave to the outside. A detailed description of the hand piece 150 will be described later with reference to the drawings.
도 2a 내지 2c는 일실시예에 따른 핸드 피스를 설명하기 위한 도면이다.2A to 2C are diagrams for explaining a hand piece according to an embodiment.
도 2a는 일실시예에 따른 핸드 피스 사시도이다.Figure 2a is a perspective view of a hand piece according to one embodiment.
핸드 피스(150)는 핸드 피스 바디(210), 스위치(220), 출력부(230) 등을 포함할 수 있다.The hand piece 150 may include a hand piece body 210, a switch 220, an output unit 230, etc.
사용자는 핸드 피스 바디(210)를 잡고 레이저 또는 충격파를 환자의 환부에 조사할 수 있다. 핸드 피스 바디(210)는 통상의 ESWT 장치의 핸드 피스보다 작고 가벼울 수 있다. 통상의 ESWT 장치의 핸드 피스는 전기 또는 자기 방식을 이용하여 충격파를 생성하며, 이를 위해 압전 소자, 코일 등을 포함하고 있다. 따라서 통상의 ESWT 장치의 핸드 피스는 광학적 소자만을 필요로 하는 통상의 HILT 장치의 핸드 피스보다 부피가 크고 무겁다. 그러므로 ESWT 장치는 HILT 장치보다 사용이 불편한 것이 일반적이다. 그러나 일실시예에 따른 핸드 피스(150)는 전기 또는 자기 방식이 아닌 레이저를 이용하여 충격파를 생성하므로, 핸드 피스 바디(210)의 부피 및 무게는 통상의 HILT 장치의 핸드 피스 수준일 수 있다. 따라서 사용편의성이 개선될 수 있다.The user can hold the hand piece body 210 and radiate laser or shock waves to the patient's affected area. The hand piece body 210 may be smaller and lighter than the hand piece of a typical ESWT device. The hand piece of a typical ESWT device generates shock waves using electric or magnetic methods and includes piezoelectric elements, coils, etc. for this purpose. Therefore, the hand piece of a typical ESWT device is bulkier and heavier than the hand piece of a typical HILT device that requires only optical elements. Therefore, ESWT devices are generally more inconvenient to use than HILT devices. However, since the hand piece 150 according to one embodiment generates shock waves using a laser rather than an electric or magnetic method, the volume and weight of the hand piece body 210 may be at the level of a hand piece of a typical HILT device. Therefore, convenience of use can be improved.
스위치(220)는 도 2c를 참조하여 후술되는 광학계(240)의 모드를 변경할 수 있다. 사용자의 스위치(220) 조작에 따라 광학계(240)의 모드가 변경될 수 있다. 가령, 스위치(220)는 버튼처럼 누르는 형태일 수 있다. 사용자가 스위치(220)를 한 번 누르면 광학계(240)는 제1 모드가 될 수 있다. 제1 모드는 HILT 모드(고강도 레이저 치료 모드) 일 수 있다. 핸드 피스(150)는 광학계(240)가 제1 모드일 때 레이저를 외부로 출력할 수 있다. 사용자가 스위치(220)를 다시 누르면 광학계(240)는 제2 모드가 될 수 있다. 제2 모드는 ESWT 모드(체외 충격파 치료 모드)일 수 있다. 광학계(240)가 제2 모드일 때 핸드 피스(150)는 충격파를 외부로 출력할 수 있다. 한편, 스위치(220)가 광학계(240)의 모드를 경해 줄 수만 있다면, 스위치(220)의 위치, 형태, 동작 방식 등에는 특별한 제한이 없다.The switch 220 can change the mode of the optical system 240, which will be described later with reference to FIG. 2C. The mode of the optical system 240 may be changed according to the user's operation of the switch 220. For example, the switch 220 may be pressed like a button. When the user presses the switch 220 once, the optical system 240 can enter the first mode. The first mode may be HILT mode (high intensity laser treatment mode). The hand piece 150 can output a laser to the outside when the optical system 240 is in the first mode. When the user presses the switch 220 again, the optical system 240 may enter the second mode. The second mode may be ESWT mode (extracorporeal shock wave therapy mode). When the optical system 240 is in the second mode, the hand piece 150 can output a shock wave to the outside. Meanwhile, as long as the switch 220 can change the mode of the optical system 240, there are no particular restrictions on the location, shape, or operation method of the switch 220.
출력부(230)는 제1 출력부(231) 및 제2 출력부(232)를 포함할 수 있다. 제1 출력부(231)는 레이저를 출력할 수 있다. 제2 출력부(232)는 충격파를 출력할 수 있다. 출력부(230)는 도시된 형태에 제한되지 않으며, 레이저와 충격파가 따로 출력될 수 있는 방식이라면 얼마든지 다양한 형태로 구성될 수 있다.The output unit 230 may include a first output unit 231 and a second output unit 232. The first output unit 231 can output laser. The second output unit 232 may output a shock wave. The output unit 230 is not limited to the form shown, and can be configured in various forms as long as the laser and shock waves can be output separately.
도 2b는 일실시예에 따른 핸드 피스 사용 예시도이다.Figure 2b is an example of using a hand piece according to one embodiment.
핸드 피스(150)는 케이블(140)을 통해 레이저를 입력받을 수 있다. 이어서, 핸드 피스(140)는 레이저 또는 충격파를 외부로 출력할 수 있다. 사용자는 핸드 피스 바디(210)를 잡고 레이저 또는 충격파를 환부(200)에 조사할 수 있다. 광학계(240)가 제1 모드인 경우, 환자에게 HILT 치료를 수행할 수 있다. 광학계(240)가 제2 모드인 경우, 환자에게 ESWT 치료를 수행할 수 있다.The hand piece 150 can receive laser input through the cable 140. Next, the hand piece 140 can output a laser or shock wave to the outside. The user can hold the hand piece body 210 and radiate a laser or shock wave to the affected area 200. When the optical system 240 is in the first mode, HILT treatment can be performed on the patient. When the optical system 240 is in the second mode, ESWT treatment can be performed on the patient.
치료 장치(100)는 레이저 및 충격파 생성을 위해 레이저 광원(130)만 사용하므로, 하나의 장치로 HILT와 ESWT를 모두 수행할 수 있다. 나아가, 핸드 피스(150)가 통상의 ESWT 장치의 핸드 피스에 비해 작고 가벼울 수 있다.Since the treatment device 100 uses only the laser light source 130 to generate laser and shock waves, both HILT and ESWT can be performed with one device. Furthermore, the hand piece 150 may be smaller and lighter than the hand piece of a typical ESWT device.
HILT는 빛(레이저)을 이용한 치료법으로, 레이저가 체내에 침투하여 에너지를 전달함으로써 혈액순환, 조직회복, 근섬유회복 등의 효과가 있는 것으로 알려져 있다. ESWT는 환부에 강력한 충격파를 가하여 혈액순환 및 대사를 증진시킴으로써 힘줄/인대/조직의 회복, 통증 완화, 기능 개선 등의 효과를 가져오는 것으로 알려져 있다. 한편, 레이저를 이용하는 HILT와 충격파를 이용하는 ESWT를 순차적으로 진행하면 치료 시너지 효과가 있는 것으로 알려져 있어, 정형외과 등에서는 HILT 이후 ESWT를 진행하는 식으로 치료를 해오고 있다.HILT is a treatment using light (laser), and is known to have effects such as blood circulation, tissue recovery, and muscle fiber recovery by the laser penetrating into the body and delivering energy. ESWT is known to bring about effects such as tendon/ligament/tissue recovery, pain relief, and functional improvement by applying powerful shock waves to the affected area to enhance blood circulation and metabolism. Meanwhile, it is known that there is a synergistic treatment effect when HILT using a laser and ESWT using shock waves are performed sequentially, so in orthopedics, HILT is followed by ESWT.
이를 위해, 정형외과 등에서는 HILT 장치와 ESWT 장치를 각각 구비하여 했다. HILT 장치는 고강도 레이저 출력이 핵심으로, 장치의 핵심부가 광학 소자로 구성되는 반면, ESWT 장치는 충격파 출력이 핵심으로, 장치의 핵심부가 압전 소자 또는 코일로 구성되었기 때문이다. 광학 소자와 압전 소자 또는 코일을 합칠 경우, 전원을 지나치게 많이 소비할 수 있다. 또한, 레이저 광원과 압전 소자 또는 코일의 에너지 소스 간섭을 일으킬 수 있어, 사용 안정성이 떨어질 수 있고 심지어 위험할 수 있다. 또한, 압전 소자 또는 코일을 포함하는 핸드 피스는 통상 크고 무거운데, 광학적 구성까지 추가될 경우 지나치게 사용감이 불편해질 우려가 있다.For this purpose, orthopedic departments were equipped with HILT devices and ESWT devices, respectively. This is because the core of the HILT device is high-intensity laser output, and the core of the device is composed of optical elements, while the core of the ESWT device is shock wave output, and the core of the device is composed of piezoelectric elements or coils. If optical elements and piezoelectric elements or coils are combined, excessive power consumption may occur. In addition, it may cause interference between the laser light source and the energy source of the piezoelectric element or coil, which may reduce the stability of use and may even be dangerous. In addition, hand pieces containing piezoelectric elements or coils are usually large and heavy, and if optical components are added, there is a risk that the feeling of use may become excessively uncomfortable.
그러나 일실시예에 따른 치료 장치(100)는 레이저 광원(130)으로부터 고강도 레이저 및 체외 충격파를 모두 생성할 수 있다. 따라서 HILT와 ESWT를 수행하는 수단을 하나의 장치로 구성할 수 있게 된다. 치료 장치(100)는 스위치(220)의 간단한 조작을 통해 HILT 모드에서 ESWT 모드로(또는 반대로) 바뀔 수 있다. HILT와 ESWT의 순차적 치료를 하나의 기기로 진행할 수 있으므로, 치료 장치(100)를 사용하는 사용자의 사용편의성을 도모할 수 있다. 또한, 종래에는 정형외과 등에서는 HILT 장치와 ESWT 장치를 각각 구매하여야 했으나, 치료 장치(100)는 하나만 구입하면 HILT와 ESWT를 모두 수행할 수 있으므로 병원의 경제적 이익도 도모할 수 있다.However, the treatment device 100 according to one embodiment can generate both high-intensity laser and extracorporeal shock waves from the laser light source 130. Therefore, it is possible to configure the means for performing HILT and ESWT into one device. The treatment device 100 can be changed from HILT mode to ESWT mode (or vice versa) through simple operation of the switch 220. Since sequential treatment of HILT and ESWT can be performed with one device, convenience of use for users using the treatment device 100 can be improved. In addition, conventionally, orthopedic departments had to purchase a HILT device and an ESWT device separately, but by purchasing only one treatment device 100, both HILT and ESWT can be performed, which can also promote economic benefit for the hospital.
도 2c는 일실시예에 따른 핸드 피스 내부 모습에 대한 개념도이다.Figure 2c is a conceptual diagram of the inside of a hand piece according to one embodiment.
핸드 피스(150)는 내부에 광학계(240) 및 충격파 생성부(250)를 포함할 수 있다. 레이저는 케이블(140)을 통해 핸드 피스(150)로 진입한 후, 광학계(240)를 지나 외부로 출력되거나, 광학계(240)를 지나 충격파 생성부(250)로 입력될 수 있다.The hand piece 150 may include an optical system 240 and a shock wave generator 250 therein. The laser may enter the hand piece 150 through the cable 140 and then be output to the outside through the optical system 240, or may be input into the shock wave generator 250 through the optical system 240.
광학계(240)는 미리 정의된 모드에 따라 레이저의 광로를 조정할 수 있다. 핸드 피스(150)는 광학계(240)가 제1 모드일 때 레이저를 외부로 출력할 수 있다. 레이저는 제1 출력부(231)를 통해 외부로 출력될 수 있다.The optical system 240 can adjust the optical path of the laser according to a predefined mode. The hand piece 150 can output a laser to the outside when the optical system 240 is in the first mode. The laser may be output to the outside through the first output unit 231.
또한, 핸드 피스(150)는 광학계(240)가 제2 모드일 때 충격파를 외부로 출력할 수 있다. 충격파 생성부(250)는 광학계(240)로부터 레이저를 입력받아 충격파를 생성할 수 있다. 충격파는 제2 출력부(232)를 통해 외부로 출력될 수 있다.Additionally, the hand piece 150 may output a shock wave to the outside when the optical system 240 is in the second mode. The shock wave generator 250 may receive a laser input from the optical system 240 and generate a shock wave. The shock wave may be output to the outside through the second output unit 232.
광학계(240) 및 충격파 생성부(250)에 대한 자세한 설명은 이후 도면을 참조하여 후술된다.A detailed description of the optical system 240 and the shock wave generator 250 will be described later with reference to the drawings.
도 3은 일실시예에 따른 광학계를 설명하기 위한 도면이다.Figure 3 is a diagram for explaining an optical system according to an embodiment.
광학계(240)는 공통 광로(310), 제1 광로(311), 제1 거울(312), 제1 렌즈(313), 제2 광로(321), 제2 거울(322), 제2 렌즈(323)를 포함할 수 있다. 도 3에 도시된 구성 외에도, 광학계(240)는 모드별로 레이저(300)의 경로를 변경하여 HILT 모드인 제1 모드에서는 레이저(300)가 외부로 출력되도록 하고, ESWT 모드인 제2 모드에서는 레이저(300)가 충격파 생성부(250)로 진입하도록 하는 어떠한 구성으로도 이루어질 수 있다.The optical system 240 includes a common optical path 310, a first optical path 311, a first mirror 312, a first lens 313, a second optical path 321, a second mirror 322, and a second lens ( 323) may be included. In addition to the configuration shown in FIG. 3, the optical system 240 changes the path of the laser 300 for each mode so that the laser 300 is output to the outside in the first mode, which is the HILT mode, and the laser 300 is output to the outside in the second mode, which is the ESWT mode. (300) may be configured in any configuration that allows entry into the shock wave generating unit (250).
공통 광로(310)는 광학계(240)의 모드에 관계없이 레이저(300)가 공통으로 지나는 경로일 수 있다. 제1 광로(311)는 광학계(240)가 제1 모드일 때 레이저(300)가 지나는 경로일 수 있다. 공통 광로(310)와 제1 광로(311)는 동일한 축 상에 위치할 수 있다. 제1 거울(312)은 공통 광로(310)와 제1 광로(311) 사이에 위치할 수 있다. 제1 렌즈(313)는 제1 광로(311) 일단에 위치할 수 있다. 제1 렌즈(313)는 도 2a-c에 도시된 제1 출력부(231)와 맞닿아 있을 수 있다. 제1 렌즈(313)를 통과한 레이저(300)는 외부로 출력될 수 있다. 제1 렌즈(313)는 볼록 렌즈일 수 있으며, 실시예에 따라 달리 채용될 수도 있다.The common optical path 310 may be a path that the laser 300 commonly passes regardless of the mode of the optical system 240. The first optical path 311 may be a path along which the laser 300 passes when the optical system 240 is in the first mode. The common optical path 310 and the first optical path 311 may be located on the same axis. The first mirror 312 may be located between the common optical path 310 and the first optical path 311. The first lens 313 may be located at one end of the first optical path 311. The first lens 313 may be in contact with the first output unit 231 shown in FIGS. 2A-C. The laser 300 that has passed through the first lens 313 may be output to the outside. The first lens 313 may be a convex lens and may be employed differently depending on the embodiment.
제2 광로(321)는 제1 광로(311)와 평행하게 위치할 수 있다. 제2 거울(322)은 광학계(240)가 제2 모드일 때 제1 거울(312)로부터 반사된 레이저(300)가 제2 광로(321)로 진입하도록 위치할 수 있다. 제2 렌즈(323)는 제2 광로(321) 일단에 위치할 수 있다. 제2 렌즈(323)는 충격파 생성부(250)와 맞닿아 있을 수 있다. 제2 렌즈(323)를 통과한 레이저(300)는 충격파 생성부(250)로 진입할 수 있다. 제2 렌즈(323)는 볼록 렌즈일 수 있으며, 실시예에 따라 달리 채용될 수도 있다.The second optical path 321 may be positioned parallel to the first optical path 311. The second mirror 322 may be positioned so that the laser 300 reflected from the first mirror 312 enters the second optical path 321 when the optical system 240 is in the second mode. The second lens 323 may be located at one end of the second optical path 321. The second lens 323 may be in contact with the shock wave generator 250. The laser 300 that has passed through the second lens 323 may enter the shock wave generator 250. The second lens 323 may be a convex lens and may be employed differently depending on the embodiment.
광학계(240)는 제1 모드에서 제2 모드로 변경하는 모드변경수단(314)을 구비할 수 있다. 광학계의 모드 변경은 기계적 방식; MEMS, fiber 기반, 위상 변조 기반 등의 optical switch를 이용하는 방식; polarization rotation을 이용하는 방식 등으로 구현될 수 있다. 모드변경수단(314)은 위 예시들에 국한되지 않으며, 실시예에 따라 목적에 맞는 모드변경수단을 얼마든지 채용할 수 있다.The optical system 240 may be provided with a mode change means 314 for changing from the first mode to the second mode. The mode change of the optical system is mechanical; Methods using optical switches such as MEMS, fiber-based, and phase modulation-based; It can be implemented by using polarization rotation, etc. The mode change means 314 is not limited to the above examples, and any number of mode change means suitable for the purpose can be employed depending on the embodiment.
도 3 및 4에서는 설명의 편의를 위해 광학계(240)가 기계적 방식의 모드변경수단(314)을 구비한 경우에 대해 대표적으로 설명한다. 광학계(240)가 optical switch를 이용한 방식 또는 polarization rotation을 이용한 방식의 모드변경수단(314)을 구비한 경우에도 후술 설명과 본질적으로 동일한 기능을 수행한다.3 and 4, for convenience of explanation, a representative description will be given of the case where the optical system 240 is provided with a mechanical mode change means 314. Even when the optical system 240 is provided with a mode change means 314 using an optical switch or a polarization rotation method, it performs essentially the same function as described later.
도 3 및 4는 광학계(240)가 기계적 방식의 모드변경수단(314)을 구비한 경우에 대해 대표적으로 도시하고 있다. 광학계(240)가 기계적 방식의 모드변경수단(314)을 구비한 경우, 모드를 변경할 경우, 모드변경수단(314)은 회전축, 전자식 회전 장치, 기계식 힌지 등일 수 있다. 모드변경수단(314)은 제1 거울(312)에 일단에 설치되어 제1 거울(312)의 각도를 기울일 수 있다. 모드변경수단(314)의 제어는 도 2a-c를 참조하여 설명한 스위치(220)의 조작을 통해 이루어질 수 있다.3 and 4 representatively show a case where the optical system 240 is provided with a mechanical mode change means 314. When the optical system 240 is equipped with a mechanical mode change means 314 and changes the mode, the mode change means 314 may be a rotating shaft, an electronic rotating device, a mechanical hinge, etc. The mode change means 314 is installed at one end of the first mirror 312 to tilt the angle of the first mirror 312. Control of the mode change means 314 can be achieved through manipulation of the switch 220 described with reference to FIGS. 2A-C.
예를 들어, 사용자가 스위치(220)를 한 번 누르면 모드변경수단(314)은 제1 거울(312)을 미리 설정된 제1 각도로 기울일 수 있다. 제1 각도는 제1 거울(312)이 공통 광로(310)에서 제1 광로(311)로 진입하는 레이저(300)를 간섭하지 않는 각도일 수 있다. 이를 통해, 광학계(240)는 제1 모드가 될 수 있다.For example, when the user presses the switch 220 once, the mode change means 314 may tilt the first mirror 312 to a first preset angle. The first angle may be an angle at which the first mirror 312 does not interfere with the laser 300 entering the first optical path 311 from the common optical path 310. Through this, the optical system 240 can be in the first mode.
도 3처럼 광학계(240)가 제1 모드일 때, 제1 거울(312)은 공통 광로(310)에서 나오는 레이저(300)가 제1 광로(311)로 진입하되, 제2 거울(322)로는 입사하지 않도록 위치할 수 있다. 레이저(300)는 공통 광로(310)에서 제1 광로(311)를 거쳐 제1 렌즈(313)로 진입할 수 있다. 제1 렌즈(313)를 통과한 레이저(300)는 도 2a-c에 도시된 제1 출력부(231)를 통해 외부로 출력될 수 있다.When the optical system 240 is in the first mode as shown in FIG. 3, the first mirror 312 allows the laser 300 coming from the common optical path 310 to enter the first optical path 311, but does not enter the second mirror 322. It can be positioned so as not to enter the company. The laser 300 may enter the first lens 313 from the common optical path 310 through the first optical path 311. The laser 300 that has passed through the first lens 313 may be output to the outside through the first output unit 231 shown in FIGS. 2A-C.
도 4은 일실시예에 따른 광학계를 설명하기 위한 또 다른 도면이다.Figure 4 is another diagram for explaining an optical system according to an embodiment.
도 3과 비교하여, 도 4는 광학계(240)가 제2 모드일 때를 도시하고 있다. 광학계(240)가 제1 모드인 상태에서 사용자가 스위치(220)를 다시 누르면, 모드변경수단(314)은 제1 거울(312)을 미리 설정된 제2 각도로 기울일 수 있다. 제2 각도는 제1 거울(312)이 공통 광로(310)에서 나오는 레이저(400)를 제2 거울(312)로 반사시키는 각도일 수 있다. 이를 통해, 광학계(240)는 제2 모드가 될 수 있다.Compared to FIG. 3, FIG. 4 shows when the optical system 240 is in the second mode. When the user presses the switch 220 again while the optical system 240 is in the first mode, the mode change means 314 may tilt the first mirror 312 to a preset second angle. The second angle may be an angle at which the first mirror 312 reflects the laser 400 coming from the common optical path 310 to the second mirror 312. Through this, the optical system 240 can enter the second mode.
광학계(240)가 제2 모드일 때, 제1 거울(312)은 공통 광로(310)에서 나오는 레이저(400)가 제2 거울(322)로 입사하되, 제1 광로(311)로는 진입하지 않도록 위치할 수 있다. 레이저(400)는 공통 광로(310)를 거쳐 제1 거울(312)로 입사한 후, 제1 거울(312)로부터 반사되어 제2 거울(322)로 입사할 수 있다. 제2 거울(322)로부터 반사된 레이저(400)는 제2 광로(321)을 거쳐 제2 렌즈(323)로 진입할 수 있다. 제2 렌즈(323)를 통과한 레이저(400)는 충격파 생성부(250)로 진입할 수 있다.When the optical system 240 is in the second mode, the first mirror 312 is configured so that the laser 400 coming from the common optical path 310 enters the second mirror 322 but does not enter the first optical path 311. can be located The laser 400 may enter the first mirror 312 through the common optical path 310, then be reflected from the first mirror 312 and enter the second mirror 322. The laser 400 reflected from the second mirror 322 may enter the second lens 323 through the second optical path 321. The laser 400 that has passed through the second lens 323 may enter the shock wave generator 250.
제2 렌즈(323)는 충격파 생성부(250) 내부에서 레이저(400)를 한 초점으로 응집할 수 있다. 응집된 레이저(400)에 의해 충격파 생성부(250) 내부 매질은 국소적인 기화 또는 플라즈마화가 발생하며, 그 결과 버블(410)이 순간적으로 생성되었다가 터질 수 있다. 버블(410)이 순간적으로 생성될 때 충격파 생성부(250) 내부에서 1차로 충격파가 생성되며, 버블(410)이 터질 때에도 충격파 생성부(250) 내부에서 1차로 충격파가 생성될 수 있다.The second lens 323 can focus the laser 400 into one focus within the shock wave generator 250. The medium inside the shock wave generator 250 is locally vaporized or plasmaized by the concentrated laser 400, and as a result, a bubble 410 may be instantaneously created and then burst. When the bubble 410 is instantaneously generated, a shock wave is primarily generated inside the shock wave generator 250, and even when the bubble 410 bursts, a shock wave may be primarily generated inside the shock wave generator 250.
충격파는 충격파 생성부(250) 내부에서 직진 및 반사하여 외부로 출력될 수 있다. 충격파 반사면이 타원형인 경우, 충격파 경로(410)는 외부 초점으로 모일 수 있다. 충격파 파면(420)은 충격파 경로(410)에 수직하게 형성될 수 있다. 충격파 파면(420)은 외부 초점에 위치한 환부(421)에 충격파를 가할 수 있다.The shock wave may travel straight and be reflected inside the shock wave generator 250 and be output to the outside. If the shock wave reflection surface is elliptical, the shock wave path 410 may converge to an external focus. The shock wave front 420 may be formed perpendicular to the shock wave path 410. The shock wave front 420 may apply a shock wave to the affected area 421 located at an external focus.
한편, 레이저(400)는 광량(Power)조절, 충격파 발생 위치 조절(Focusing Point 조절), 파면 조절(점 또는 선으로 집속 가능)등이 용이하여, 생성되는 충격파의 상태(충격파의 세기, 형태, 지속 시간 등)을 용이하게 조절할 수 있다. 또한, 충격파 생성에 이용되는 레이저(400)가 소비하는 전력은 압전 소자 또는 코일을 이용하여 충격파를 생성하는 통상의 ESWT 장치에 비해 크지 않은 이점이 있다.On the other hand, the laser 400 is easy to control the amount of light (power), the location of shock wave generation (focusing point control), and the wave front control (possible to focus on a point or line), etc., and the state of the generated shock wave (strength, shape, and intensity of the shock wave). duration, etc.) can be easily adjusted. In addition, there is an advantage that the power consumed by the laser 400 used to generate shock waves is not large compared to a typical ESWT device that generates shock waves using a piezoelectric element or coil.
도 5은 일실시예에 따른 충격파 생성부를 설명하기 위한 도면이다.Figure 5 is a diagram for explaining a shock wave generator according to an embodiment.
충격파 생성부(250)는 매질(510), 막(520), 충격파 반사면(530) 등을 포함할 수 있다. 매질(510)은 레이저로부터 에너지를 전달받아 버블(410)이 생성되고, 버블(410)이 생성되거나 터질 때 충격파가 생성될 수 있다. 막(520)은 충격파를 통과시키는 소재로 이루어질 수 있다. 충격파 반사면(530)은 충격파를 반사시키는 소재로 이루어질 수 있다. 충격파 반사면(530)과 막(520)은 폐공간을 형성하여 매질(510)을 가둘 수 있다. 매질(510), 막(520), 충격파 반사면(530)의 소재는 통상의 전기 수력(electrohydraulic) 방식의 ESWT 장치에 사용되는 소재가 차용될 수 있다.The shock wave generator 250 may include a medium 510, a membrane 520, a shock wave reflection surface 530, etc. The medium 510 receives energy from the laser to generate a bubble 410, and when the bubble 410 is created or bursts, a shock wave may be generated. The membrane 520 may be made of a material that allows shock waves to pass through. The shock wave reflection surface 530 may be made of a material that reflects shock waves. The shock wave reflection surface 530 and the membrane 520 can form a closed space to confine the medium 510. The materials of the medium 510, the membrane 520, and the shock wave reflection surface 530 may be materials used in a typical electrohydraulic ESWT device.
도 5를 참조하여 설명되는 실시예는 초점형 체외 충격파 치료에 이용될 수 있다. 초점형 체외 충격파는 특정 부위에 충격파를 집중시키는 치료 방식이다. 초점형 체외 충격파를 출력하기 위해, 충격파 반사면(530)은 타원면의 일부로 이루어질 수 있다. 타원면은 제1 초점(531) 및 제2 초점(532)를 가질 수 있다. 제1 초점(531)은 매질 내에 위치할 수 있다. 제2 초점은 핸드 피스(150) 외부에 위치할 수 있다. The embodiment described with reference to FIG. 5 can be used in focused extracorporeal shock wave therapy. Focused extracorporeal shock waves are a treatment method that focuses shock waves on a specific area. To output a focused extracorporeal shock wave, the shock wave reflection surface 530 may be formed as a part of an ellipsoidal surface. The ellipsoidal surface may have a first focus (531) and a second focus (532). The first focus 531 may be located within the medium. The second focus may be located outside the hand piece 150.
구체적으로, 레이저는 도 4를 참조하여 설명한 광학계(250)를 지나 제1 초점(531)으로 응집할 수 있다. 응집된 레이저에 의해 매질(510)은 국소적인 기화 또는 플라즈마화가 발생하며, 그 결과 버블이 순간적으로 생성되었다가 터질 수 있다. 버블이 순간적으로 생성될 때 매질(510)에서 1차로 충격파가 생성되며, 버블(410)이 터질 때에도 매질(510)에서 1차로 충격파가 생성될 수 있다. 이를 통해, 제1 초점(531)은 충격파가 발산하는 소스가 될 수 있다.Specifically, the laser may pass through the optical system 250 described with reference to FIG. 4 and focus on the first focus 531. The medium 510 is locally vaporized or plasmaized by the concentrated laser, and as a result, bubbles may be instantaneously created and then burst. When a bubble is instantaneously created, a shock wave is primarily generated in the medium 510, and even when the bubble 410 bursts, a shock wave may be primarily generated in the medium 510. Through this, the first focus 531 can become a source from which shock waves radiate.
이렇게 생성된 충격파의 에너지 플럭스 밀도(energy flux density)는 0.004~0.6 mJ/mm2 범위일 수 있다. 충격파의 초점 거리는 10~50mm일 수 있다. 그러나 충격파의 물리량은 상기 수치들에 제한되는 것은 아니며, 실시예에 따라 달리 선택될 수 있다.The energy flux density of the shock wave generated in this way may be in the range of 0.004 to 0.6 mJ/mm 2 . The focal length of the shock wave may be 10 to 50 mm. However, the physical quantity of the shock wave is not limited to the above values and may be selected differently depending on the embodiment.
타원면의 제1 초점(531)으로부터 발산하는 파동이 타원면에서 반사되면, 반사된 파동은 제2 초점(532)으로 수렴하는 성질을 가진다. 따라서 제1 초점(531)으로부터 발산한 충격파(540)는 타원면으로 이루어진 충격파 반사면(530)에서 반사된 후 제2 초점(532)으로 응집할 수 있다. 즉, 충격파 반사면(520)이 타원면 형상인 경우, 충격파 경로(540)는 제2 초점(532)으로 모일 수 있다. 충격파 파면(541)은 충격파 경로(540)에 수직하게 형성될 수 있다. 충격파 파면(540)은 제2 초점(532)에 위치한 국소적인 환부(550)에 초점형 체외 충격파를 가할 수 있다.When waves radiating from the first focus 531 of the ellipsoid are reflected from the ellipsoid, the reflected waves have the property of converging to the second focus 532. Accordingly, the shock wave 540 emitted from the first focus 531 may be reflected at the shock wave reflection surface 530 formed of an elliptical surface and then converge at the second focus 532. That is, when the shock wave reflection surface 520 has an elliptical shape, the shock wave path 540 may converge at the second focus 532. The shock wave front 541 may be formed perpendicular to the shock wave path 540. The shock wave front 540 may apply a focused extracorporeal shock wave to the local affected area 550 located at the second focus 532.
도 6은 일실시예에 따른 충격파 생성부를 설명하기 위한 또 다른 도면이다.Figure 6 is another diagram for explaining a shock wave generator according to an embodiment.
충격파 생성부(250)는 레이저(400)의 매질(610), 막(620), 충격파 반사면(630) 등을 포함할 수 있다. 매질(610), 막(620), 충격파 반사면(630)의 소재는 도 5와 동일할 수 있다.The shock wave generator 250 may include the medium 610 of the laser 400, the film 620, and the shock wave reflection surface 630. The materials of the medium 610, the membrane 620, and the shock wave reflecting surface 630 may be the same as those in FIG. 5.
도 6을 참조하여 설명되는 실시예는 방사형 체외 충격파 치료에 이용될 수 있다. 방사형 충격파는 근육, 조직, 관절 등에 전반적으로 체외 충격파를 전달하는 효과가 있다. 방사형 체외 충격파를 출력하기 위해, 충격파 반사면(630)은 쌍곡면의 일부로 이루어질 수 있다. 쌍곡면은 제1 초점(631) 및 제2 초점(632)를 가질 수 있다. 제1 초점(631)은 매질 내에 위치할 수 있다. 제2 초점(632)은 충격파가 외부로 출력되는 방향의 반대 방향에 위치할 수 있다. 즉, 제2 초점(632)은 매질 바깥의 핸드 피스(150) 내부에 위치할 수 있다.The embodiment described with reference to FIG. 6 can be used in radial extracorporeal shock wave therapy. Radial shock waves have the effect of delivering overall extracorporeal shock waves to muscles, tissues, joints, etc. To output a radial extracorporeal shock wave, the shock wave reflection surface 630 may be formed as part of a hyperboloid. The hyperboloid may have a first focus 631 and a second focus 632. The first focus 631 may be located within the medium. The second focus 632 may be located in a direction opposite to the direction in which the shock wave is output to the outside. That is, the second focus 632 may be located inside the hand piece 150 outside the medium.
구체적으로, 레이저는 도 4를 참조하여 설명한 광학계(250)를 지나 제1 초점(631)으로 응집할 수 있다. 응집된 레이저에 의해 매질(610)은 국소적인 기화 또는 플라즈마화가 발생하며, 그 결과 버블이 순간적으로 생성되었다가 터질 수 있다. 버블이 순간적으로 생성될 때 매질(610)에서 1차로 충격파가 생성되며, 버블(410)이 터질 때에도 매질(610)에서 1차로 충격파가 생성될 수 있다. 이를 통해, 제1 초점(631)은 충격파가 발산하는 소스가 될 수 있다.Specifically, the laser may pass through the optical system 250 described with reference to FIG. 4 and focus on the first focus 631. The medium 610 is locally vaporized or plasmaized by the concentrated laser, and as a result, bubbles may be instantaneously created and then burst. When a bubble is instantaneously created, a shock wave is primarily generated in the medium 610, and even when the bubble 410 bursts, a shock wave may be primarily generated in the medium 610. Through this, the first focus 631 can become a source from which shock waves radiate.
쌍곡면의 제1 초점(631)으로부터 발산하는 파동이 쌍곡면에 반사되면, 반사된 파동은 마치 제2 초점(632)으로부터 발산하는 것 같이 진행하는 성질을 가진다. 따라서 제1 초점(631)으로부터 발산한 충격파(540)는 쌍곡면으로 이루어진 충격파 반사면(630)에서 반사된 후 제2 초점(632)으로부터 발산하는 것 같이 퍼져 나갈 수 있다. 즉, 충격파 반사면(620)이 쌍곡면 형상인 경우, 충격파 경로(640)는 제2 초점(632)으로부터 퍼져 나가는 것처럼 진행할 수 있다. 충격파 파면(641)은 충격파 경로(540)에 수직하게 형성될 수 있다. 충격파 파면(540)은 넓은 범위의 환부(650)에 방사형 체외 충격파를 가할 수 있다.When a wave radiating from the first focus 631 of the hyperboloid is reflected on the hyperboloid, the reflected wave has the property of proceeding as if radiating from the second focus 632. Accordingly, the shock wave 540 emanating from the first focus 631 may be reflected by the shock wave reflection surface 630 formed of a hyperboloid and then spread as if radiating from the second focus 632. That is, when the shock wave reflection surface 620 has a hyperboloid shape, the shock wave path 640 may proceed as if spreading out from the second focus 632. The shock wave front 641 may be formed perpendicular to the shock wave path 540. The shock wave front 540 can apply radial extracorporeal shock waves to a wide range of affected areas 650.
도 7은 일실시예 따른 막을 설명하기 위한 도면이다.Figure 7 is a diagram for explaining a membrane according to one embodiment.
충격파 생성부(250)의 막(520, 620)은 편광소재를 포함할 수 있다. 구체적으로, 막(520, 620)은 편광방향이 서로 수직한 두 개의 편광판(711, 712)을 포함할 수 있다. 그 외에, 막(520, 620)은 두 개의 편광판(711, 712) 바깥에 패드(720)를 포함할 수 있다. 패드(720)는 ESWT 장치 핸드 피스 출력부에 사용되는 통상의 젤 소재 패드일 수 있으며, 두께는 10mm, 15mm, 20mm, 25mm, 30mm, 40mm 등 실시예에 따라 다르게 채용될 수 있다.The films 520 and 620 of the shock wave generator 250 may include a polarizing material. Specifically, the films 520 and 620 may include two polarizers 711 and 712 whose polarization directions are perpendicular to each other. In addition, the films 520 and 620 may include a pad 720 outside the two polarizers 711 and 712. The pad 720 may be a typical gel material pad used in the hand piece output unit of the ESWT device, and may have different thicknesses depending on the embodiment, such as 10 mm, 15 mm, 20 mm, 25 mm, 30 mm, or 40 mm.
광학계(240)가 제2 모드인 ESWT 모드로 사용될 때, 충격파 생성부(250) 내부는 레이저(730)와 충격파(740)가 함께 있는 상태가 된다. 그러나 제2 출력부(232)로는 충격파(740)만 나와야 올바른 체외 충격파 치료가 이루어질 수 있다. 따라서 막(520, 620)은 레이저(730)는 차단하되 충격파(740)는 통과시킬 수 있는 구성을 가질 필요가 있다.When the optical system 240 is used in the second mode, ESWT mode, the laser 730 and the shock wave 740 are present inside the shock wave generator 250. However, correct extracorporeal shock wave treatment can be performed only when shock waves 740 are output from the second output unit 232. Therefore, the membranes 520 and 620 need to have a configuration that blocks the laser 730 but allows the shock wave 740 to pass through.
구체적으로, 막(520, 620)은 서로 수직한 두 개의 편광판(711, 712)을 포함할 수 있다. 각각의 편광판(711, 712)은 편광 방향이 서로 반대인 레이저(730) 성분을 차단할 수 있다. 제1 편광판(711)은 레이저(730) 중에서 y 방향으로 편광된 빛을 차단할 수 있다. 제1 편광판(711)을 통과한 레이저(730)는 x 방향으로 편광된 빛만 남으므로 강도가 절반이 된다. 이어서, 제2 편광판(712)은 x 방향으로 편광된 빛을 차단할 수 있다. 레이저(730) 성분 중 x 방향으로 편광된 빛마저 차단됐으므로, 제2 편광판(712) 이후 레이저(730)의 강도는 무시할 수 있는 수준이 될 수 있다. 한편, 편광판(711, 712)은 충격파(740)를 차단하지는 않으므로, 충격파(740)의 강도는 줄어들지 않거나 무시할 수 있는 수준으로만 줄어들 수 있다.Specifically, the films 520 and 620 may include two polarizers 711 and 712 perpendicular to each other. Each of the polarizers 711 and 712 can block the laser 730 component whose polarization directions are opposite to each other. The first polarizer 711 may block light polarized in the y direction from the laser 730. The intensity of the laser 730 that has passed through the first polarizer 711 is halved because only light polarized in the x direction remains. Subsequently, the second polarizer 712 may block light polarized in the x direction. Since even the x-direction polarized light among the components of the laser 730 is blocked, the intensity of the laser 730 after the second polarizer 712 can be negligible. Meanwhile, since the polarizers 711 and 712 do not block the shock wave 740, the intensity of the shock wave 740 may not be reduced or may be reduced only to a negligible level.
이상의 구성을 통해, 제1 편광판(711), 제2 평광판(712) 및 패드(720)로 이루어진 막(520, 620)은 레이저(730)의 출력을 차단하되 충격파(740)의 출력은 막지 않을 수 있다. 따라서, 핸드 피스(150)를 ESWT 모드로 사용할 때 레이저(740)는 출력되지 않으면서 충격파(730)만 출력되도록 할 수 있다. 이를 통해, 사용자는 레이저의 간섭을 받지 않는 온전한 ESWT 치료를 환자에게 수행할 수 있다.Through the above configuration, the films 520 and 620 composed of the first polarizer 711, the second polarizer 712, and the pad 720 block the output of the laser 730 but do not block the output of the shock wave 740. It may not be possible. Therefore, when the hand piece 150 is used in ESWT mode, only the shock wave 730 can be output without the laser 740 being output. Through this, users can perform complete ESWT treatment on patients without laser interference.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described with limited drawings, those skilled in the art can apply various technical modifications and variations based on this. For example, the described techniques are performed in a different order than the described method, and/or components of the described system, structure, device, circuit, etc. are combined or combined in a different form than the described method, or other components are used. Alternatively, appropriate results may be achieved even if substituted or substituted by an equivalent.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents of the claims also fall within the scope of the following claims.

Claims (4)

  1. 레이저를 생성하는 레이저 광원;A laser light source that generates a laser;
    상기 레이저 또는 충격파를 외부로 출력하는 핸드 피스;A hand piece that outputs the laser or shock wave to the outside;
    상기 레이저를 상기 핸드 피스로 전달하는 케이블Cable delivering the laser to the hand piece
    을 포함하고,Including,
    상기 핸드 피스는,The hand piece is,
    미리 정의된 모드별로 상기 레이저의 광로를 조정하는 광학계;An optical system that adjusts the optical path of the laser for each predefined mode;
    상기 광학계로부터 상기 레이저를 입력받아 충격파를 생성하는 충격파 생성부A shock wave generator that receives the laser input from the optical system and generates a shock wave.
    를 포함하고,Including,
    상기 핸드 피스는The hand piece is
    상기 광학계가 제1 모드일 때 상기 레이저를 외부로 출력하고,When the optical system is in the first mode, the laser is output to the outside,
    상기 광학계가 제2 모드일 때 상기 충격파를 외부로 출력하고,When the optical system is in the second mode, the shock wave is output to the outside,
    상기 충격파 생성부는The shock wave generator
    상기 레이저의 에너지를 전달받아 버블이 생성되고, 상기 버블이 생기거나 터질 때 상기 충격파가 생성되는 매질;A medium in which a bubble is generated by receiving the energy of the laser, and the shock wave is generated when the bubble is created or burst;
    상기 충격파를 반사시키는 소재로 이루어진 충격파 반사면;A shock wave reflecting surface made of a material that reflects the shock wave;
    상기 충격파를 통과시키는 소재로 이루어진 막A membrane made of a material that allows the shock waves to pass through
    을 포함하고,Including,
    상기 충격파 반사면과 상기 막은 폐공간을 형성하여 상기 매질을 가두고,The shock wave reflection surface and the membrane form a closed space to confine the medium,
    상기 충격파 반사면은 제1 초점 및 제2 초점을 가지는 타원면을 포함하고,The shock wave reflecting surface includes an ellipsoidal surface having a first focus and a second focus,
    상기 제1 초점은 상기 매질 내에 위치하고,The first focus is located within the medium,
    상기 제2 초점은 상기 핸드 피스 외부에 위치하는The second focus is located outside the hand piece.
    레이저 광원을 이용한 충격파 및 레이저 치료 장치.Shock wave and laser therapy device using a laser light source.
  2. 레이저를 생성하는 레이저 광원;A laser light source that generates a laser;
    상기 레이저 또는 충격파를 외부로 출력하는 핸드 피스;A hand piece that outputs the laser or shock wave to the outside;
    상기 레이저를 상기 핸드 피스로 전달하는 케이블Cable delivering the laser to the hand piece
    을 포함하고,Including,
    상기 핸드 피스는,The hand piece is,
    미리 정의된 모드별로 상기 레이저의 광로를 조정하는 광학계;An optical system that adjusts the optical path of the laser for each predefined mode;
    상기 광학계로부터 상기 레이저를 입력받아 충격파를 생성하는 충격파 생성부A shock wave generator that receives the laser input from the optical system and generates a shock wave.
    를 포함하고,Including,
    상기 핸드 피스는The hand piece is
    상기 광학계가 제1 모드일 때 상기 레이저를 외부로 출력하고,When the optical system is in the first mode, the laser is output to the outside,
    상기 광학계가 제2 모드일 때 상기 충격파를 외부로 출력하고,When the optical system is in the second mode, the shock wave is output to the outside,
    상기 충격파 생성부는The shock wave generator
    상기 레이저의 에너지를 전달받아 버블이 생성되고, 상기 버블이 생기거나 터질 때 상기 충격파가 생성되는 매질;A medium in which bubbles are generated by receiving the energy of the laser, and the shock wave is generated when the bubbles are created or burst;
    상기 충격파를 반사시키는 소재로 이루어진 충격파 반사면;A shock wave reflecting surface made of a material that reflects the shock wave;
    상기 충격파를 통과시키는 소재로 이루어진 막A membrane made of a material that allows the shock waves to pass through
    을 포함하고,Including,
    상기 충격파 반사면과 상기 막은 폐공간을 형성하여 상기 매질을 가두고,The shock wave reflection surface and the membrane form a closed space to confine the medium,
    상기 충격파 반사면은 제1 초점 및 제2 초점을 가지는 쌍곡선면을 포함하고,The shock wave reflection surface includes a hyperbolic surface having a first focus and a second focus,
    상기 제1 초점은 상기 매질 내에 위치하고,The first focus is located within the medium,
    상기 제2 초점은 상기 매질 바깥의 상기 핸드 피스 내부에 위치하는The second focus is located inside the hand piece outside the medium.
    레이저 광원을 이용한 충격파 및 레이저 치료 장치.Shock wave and laser therapy device using a laser light source.
  3. 제1항에 있어서,According to paragraph 1,
    상기 막은 편광소재를 포함하는The film contains a polarizing material.
    레이저 광원을 이용한 충격파 및 레이저 치료 장치.Shock wave and laser therapy device using a laser light source.
  4. 제2항에 있어서,According to paragraph 2,
    상기 막은 편광소재를 포함하는The film contains a polarizing material.
    레이저 광원을 이용한 충격파 및 레이저 치료 장치.Shock wave and laser therapy device using a laser light source.
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