KR101650284B1 - 백업기능이 구비된 hifu 시술장치 - Google Patents

백업기능이 구비된 hifu 시술장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 특징에 따르면, 인가되는 초음파구동신호에 따라 고강도집속 초음파를 방출하는 초음파모듈(113) 및 카트리지 특성정보를 저장하기 위한 데이터 저장공간이 마련된 메모리부(180)가 내부에 각각 장착되되, 상기 카트리지 특성정보는 카트리지 규격, 초음파방출 가능횟수 및 초음파방출 누적횟수를 포함하고, 상기 데이터 저장공간은 소스영역과 백업영역으로 구분되어 동일한 카트리지 특성정보가 각각 저장되는 카트리지(110); 상기 카트리지가 일측에 착탈 가능하게 장착되는 핸드피스(120); 및 상기 핸드피스(120)를 통해 카트리지(110)와 신호 연결되되, 상기 소스영역에 저장된 카트리지 특성정보의 데이터 오류여부를 검사하여 정상판단시에는 리딩된 카트리지 규격에 부합되는 초음파구동신호가 초음파모듈(113)에 인가되도록 제어하고 초음파의 방출횟수를 카운터하여 리딩된 초음파발진 누적횟수를 갱신저장하는 구동동작을 수행하며, 오류판단시에는 상기 백업영역에 저장된 카트리지 특성정보를 상기 소스영역에 백업하고 백업된 데이터에 따라 상기 구동동작을 수행하는 제어모듈(130);을 포함하는 백업기능이 구비된 HIFU 시술장치가 제공된다.

Description

백업기능이 구비된 HIFU 시술장치{HIGH INTENSITY FOCUSED ULTRASOUND SKIN SURGICAL OPERATION APPARATUS HAVING BACKUP FUNCTION}
본 발명은 백업기능이 구비된 HIFU 시술장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 핸드피스에 장착된 카트리지의 데이터를 리딩하면서 저장된 데이터의 왜곡이나 손실 등의 오류가 발생된 경우 자동적으로 기저장된 백업데이터로 백업하고 백업된 데이터를 이용하여 설정된 크기의 고강도집속초음파를 방출할 수 있어, 오류가 발생한 카트리지의 교체나 교환에 따른 사용자와 카트리지 공급자의 비용손실을 방지할 수 있는 백업기능이 구비된 HIFU 시술장치에 관한 것이다.
일반적으로 HIFU 시술장치는 고강도집속 초음파(High Intensity Focused Ultrasound,HIFU)를 방출하여 시술부위에 급격한 온도상승을 발생시키는 장치로서, 피부 위로 방출된 초음파는 표피층에는 작용되지 않으며 근육층의 일부인 근건막층에 작용하여 응고작용을 유도함은 물론, 진피층의 깊은 부분까지 열로 전달되면서 콜라겐의 재생을 도모하여 주름제거와 피부탄력 개선의 효과를 제공한다.
한편, 종래의 HIFU 시술장치는 트랜스듀서를 이용하여 고강도집속 초음파를 방출하는 초음파모듈이 장착된 카트리지와, 상기 카트리지가 착탈가능하게 장착되며 시술시 사용자에 의해 파지되는 핸드피스 및, 조작신호에 따라 초음파가 방출되는 타이밍 및 구동동작을 제어하는 제어모듈로 이루어졌다.
여기서, 카트리지는 트랜스듀서의 초음파 방출세기에 따라 2MH, 3.5MHz, 4MHz 및 7MHz 등과 같이 다양한 규격을 가지며, 초음파의 방출세기가 커질 수록 피부 내부에서 발열되는 위치가 더욱 깊어지기 때문에 시술목적이나 시술깊이에 따라 적절한 규격을 갖는 카트리지로 교체되어 이용하였다.
따라서, 종래의 카트리지에는 해당 카트리지의 규격정보를 포함하여 초음파방출 가능횟수 및 초음파방출 누적횟수 등의 카트리지 특성정보가 저장된 메모리가 내부에 장착되었으며, 제어모듈은 핸드피스를 통해 메모리에 저장된 데이터를 리딩함으로써 장착된 카트리지 규격에 부합되는 초음파구동신호가 방출되도록 제어하고 방출되는 초음파를 카운트하여 초음파방출 누적횟수를 갱신 저장할 수 있었다.
그러나, 시술자가 손에 들고 시술할 수 있도록 핸드피스가 소형으로 제조되고 상기 핸드피스의 일측에 장착되는 카트리지 역시 소형으로 제조되어 고강도집속 초음파를 방출하는 초음파모듈과 상기 카트리지 특성정보가 저장된 메모리소자가 카트리지 내에서 근접배치될 수 밖에 없으며, 이에 따라 고강도집속 초음파의 방출시 발생되는 전자기파 등의 전기적 영향이 메모리소자로 전달되어 오류가 발생하거나 노이즈가 혼합되면서 초음파방출 구동이 제한되거나 저장된 초음파방출 누적횟수 데이터가 소거 또는 변형되어 오류가 발생한 카트리지의 교체나 교환에 따른 사용자와 카트리지 공급자의 비용손실이 발생하는 문제점이 있었다.
예를 들어, 카트리지의 초음파방출 가능횟수(기대수명)이 5,000회이며 현재의 초음파방출 누적횟수(현재까지의 사용량)가 1,000회인 상황에서, 해당 카트리지의 데이터를 리딩하는 중에 오류발생이나 노이즈가 혼합되면서 초음파방출 누적횟수가 4,000회로 변형된 경우에는 사용자는 카트리지 공급자로부터 잔여횟수 1,000회 가량에 대한 보상만 받을 수 있어 비용손실이 발생하며, 상기 초음파방출 누적횟수가 4,000회인 상황에서 오류나 노이즈로 초음파방출 누적횟수가 0으로 소거되거나 1,000회로 변형된 경우에는 초음파방출 가능횟수가 3,000~4,000회 가량 늘어나면서 사용자의 카트리지 구매시기가 연장되며, 카트리지 공급자는 사용자의 카트리지 교체요구시 4,000회 가량에 대한 보상을 제공해야 하므로 비용손실이 발생하게 된다.
한편, 일반적으로 트랜스듀서는 반구형의 홈이 하부에 형성되고 고유진동수와 매칭되는 공진주파수가 공급되면 공명현상으로 고강도로 집속된 초음파를 생성할 수 있다.
그러나, 이러한 트랜스듀서는 도자 재질의 자재를 가공하여 성형되기 때문에 동일 규격으로 제조되더라도 경도나 진동특성이 조금씩 차이가 발생할 수 밖에 없으며, 이러한 차이로 인해 공진주파수의 편차나 입력전압에 대한 출력세기의 편차가 발생하여 동일한 주파수 성분의 전압(정현파)의 전기적인 입력을 인가함에도 불구하고 각 트랜스듀서마다 방출되는 고강도집속 초음파의 출력세기가 동일하지 않은 현상이 발생하였다. 또한, 이러한 현상으로 인해 원하는 시술부위를 벗어난 부위에 발열이 발생되어 시술효과가 저하되고 부작용이 발생될 수 있는 문제점이 있었다.
공개특허공보 제10-2015-0126082호(2015.11.11), 고강도 집속 초음파 생성 장치
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 핸드피스에 장착된 카트리지에 저장된 데이터의 왜곡이나 손실 등으로 인해 오류가 발생한 경우, 자동적으로 기저장된 백업데이터로 백업하고 백업된 데이터를 이용하여 구동시킬 수 있어 오류가 발생한 카트리지의 교체나 교환에 따른 사용자와 카트리지 공급자의 비용손실을 방지할 수 있는 백업기능이 구비된 HIFU 시술장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 다른 목적은 동일 규격의 트랜스듀서를 생산하는 공정에서 공진주파수의 편차나 입력전압에 대한 출력세기의 편차가 발생하더라도, 각 트랜스듀서별 편차 정도에 따라 출력특성을 보정함으로써 해당 규격에 설정된 에너지 세기로 고강도집속 초음파를 출력할 수 있는 HIFU 시술장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 특징에 따르면, 인가되는 초음파구동신호에 따라 고강도집속 초음파를 방출하는 초음파모듈(113) 및 카트리지 특성정보를 저장하기 위한 데이터 저장공간이 마련된 메모리부(180)가 내부에 각각 장착되되, 상기 카트리지 특성정보는 카트리지 규격, 초음파방출 가능횟수 및 초음파방출 누적횟수를 포함하고, 상기 데이터 저장공간은 소스영역과 백업영역으로 구분되어 동일한 카트리지 특성정보가 각각 저장되는 카트리지(110); 상기 카트리지가 일측에 착탈 가능하게 장착되는 핸드피스(120); 및 상기 핸드피스(120)를 통해 카트리지(110)와 신호 연결되되, 상기 소스영역에 저장된 카트리지 특성정보의 데이터 오류여부를 검사하여 정상판단시에는 리딩된 카트리지 규격에 부합되는 초음파구동신호가 초음파모듈(113)에 인가되도록 제어하고 초음파의 방출횟수를 카운터하여 리딩된 초음파발진 누적횟수를 갱신저장하는 구동동작을 수행하며, 오류판단시에는 상기 백업영역에 저장된 카트리지 특성정보를 상기 소스영역에 백업하고 백업된 데이터에 따라 상기 구동동작을 수행하는 제어모듈(130);을 포함하는 백업기능이 구비된 HIFU 시술장치가 제공된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 제어모듈(130)은, 장치의 구동시작 또는 카트리지(110)와 제어모듈(130)의 신호라인이 재연결될 때마다 상기 소스영역에 저장된 카트리지 특성정보의 데이터 오류여부를 검사하되, 정상판단시에는 상기 백업영역에 저장된 카트리지 특성정보의 데이터 오류여부를 검사하여 오류판단시 상기 소스영역에 저장된 카트리지 특성정보를 백업영역에 백업하는 것을 특징으로 하는 백업기능이 구비된 HIFU 시술장치가 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 제어모듈(130)은, 장치의 구동시작 또는 카트리지(110)와 제어모듈(130)의 신호라인이 재연결될 때마다 상기 소스영역에 저장된 카트리지 특성정보의 데이터 오류여부를 검사하되, 오류판단시에는 상기 백업영역에 저장된 카트리지 특성정보의 데이터 오류여부를 검사하여 정상판단시 상기 소스영역에 백업하고 오류판단시 상기 메모리부(180)의 동작에러 상태를 표시부(150)를 통해 외부로 표시하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 백업기능이 구비된 HIFU 시술장치가 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 메모리부(180)는, 하나의 메모리소자의 데이터 저장공간이 소스영역과 백업영역으로 구분되어 이루어진 것을 특징으로 하는 백업기능이 구비된 HIFU 시술장치가 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 메모리부(180)는, 데이터 저장공간에 소스영역이 마련된 제1메모리소자(181) 및, 데이터 저장공간에 백업영역이 마련된 제2메모리소자(182)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 백업기능이 구비된 HIFU 시술장치가 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 제어모듈(130)은, 검사합(Checksum) 방식을 적용하여 상기 카트리지 특성정보의 데이터 오류여부를 검사하는 것을 특징으로 하는 백업기능이 구비된 HIFU 시술장치.
이상에서와 같이 본 발명에 의하면,
첫째, 해당 카트리지(110)의 카트리지 특성정보가 저장되는 메모리부(180)의 데이터 저장공간은 소스영역과 백업영역으로 구분되어 동일한 카트리지 특성정보가 기저장되고, 장치의 구동시작 또는 카트리지(110)와 제어모듈(130)의 신호라인이 재연결될 때마다 상기 소스영역에 저장된 카트리지 특성정보의 데이터 오류여부를 검사하여 오류판단시 백업영역에 저장된 데이터로 백업하고 백업된 데이터를 이용하여 구동시킬 수 있어 카트리지(110)의 빈번한 교체를 방지하며 시술시간이 지체됨이 없이 보다 안정적인 시술환경을 제공할 수 있을 뿐만 아니라, 저장된 초음파방출 누적횟수 데이터가 소거 또는 변형되어 오류가 발생한 카트리지의 교체나 교환에 따른 사용자와 카트리지 공급자의 비용손실이 발생하는 최소화할 수 있다.
둘째, 상기 소스영역에 저장된 카트리지 특성정보의 데이터 오류여부를 검사하여 정상판단시에는 저장된 소스영역의 데이터로 구동동작시키며 동시에, 상기 백업영역에 저장된 카트리지 특성정보를의 데이터 오류여부를 검사하여 데이터 오류로 판단된 경우 자동적으로 소스영역에 저장된 카트리지 특성정보를 백업영역에 백업함으로써 백업영역에 저장된 데이터를 평상시 관리하여 소스영역의 데이터 오류시 정상상태의 데이터를 이용할 수 있는 여건을 제공할 수 있다.
셋째, 상기 소스영역에 저장된 데이터와 백업영역에 저장된 데이터가 모두 오류로 판단된 경우 메모리부(180)의 동작에러 상태를 표시부(150)를 통해 외부로 표시하여 즉시적으로 시술자가 이를 인지하여 타 카트리지로 교체할 수 있으므로 카트리지(110)의 메모리 데이터 오류를 확인하는데 소요되는 시간을 절감할 수 있다.
넷째, 동일 규격의 트랜스듀서를 생산하는 공정에서 공진주파수의 편차나 입력전압에 대한 출력세기의 편차가 발생하더라도, 각 트랜스듀서별 편차 정도에 따라 트랜스듀서에 입력될 초음파구동신호의 주파수값(f)과 전압값(V)을 조절하는 방식으로 출력특성을 보정함으로써 각 카트리지로부터 출력되는 고강도집속 초음파의 에너지의 세기를 모두 동일하게 할 수 있으며, 이에 따라 동급의 다른 카트리지로 교체사용하더라도 동일한 에너지 세기의 초음파를 방출하여 과도하게 방출된 에너지로 인한 피부의 화상을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 백업기능이 구비된 HIFU 시술장치의 전체 구성을 나타낸 사시도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 백업기능이 구비된 HIFU 시술장치의 기능적 구성을 나타낸 블럭도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 핸드피스와 카트리지의 결합구조를 나타낸 분리사시도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 핸드피스와 카트리지의 내부구성을 나타낸 측단면도,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 메모리부의 구성을 나타낸 개략도,
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차단판의 구성을 나타낸 측단면도,
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 카트리지의 내부 구성을 나타낸 측단면도,
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 백업기능이 구비된 HIFU 시술장치의 동작원리를 설명하기 위한 플로우챠트,
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 오류판단 방식을 설명하기 위한 개략도,
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 측정장치를 이용하여 트랜스듀서의 출력특성을 측정하는 상태를 나타낸 측면도,
도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 트랜스듀서에 공급되는 초음파구동신호의 파형 예시를 나타낸 그래프,
도 12는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 정렬감지부의 동작원리를 설명하기 위한 측단면도이다.
상술한 본 발명의 목적, 특징들 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 백업기능이 구비된 HIFU 시술장치(100)는, 카트리지(110)에 저장된 데이터의 왜곡이나 손실 등으로 인해 오류가 발생된 경우 기저장된 백업데이터로 자동 백업되고 백업된 데이터를 이용하여 구동시킬 수 있어 카트리지(110)의 빈번한 교체를 방지하며 보다 안정적인 시술환경을 제공할 수 있는 시술장치로서, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 카트리지(110), 핸드피스(120) 및 제어모듈(130)을 포함하여 구비된다.
먼저, 상기 카트리지(110)는 고강도집속 초음파를 생성하여 외부로 방출하는 수단으로서, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이 제어모듈(130)로부터 인가되는 초음파구동신호에 따라 고강도집속 초음파(이하에서는 '초음파'라 명칭함)를 방출하는 초음파모듈(113) 및, 카트리지 특성정보를 저장하기 위한 데이터 저장공간이 마련된 메모리부(180)가 내부에 각각 장착된다.
여기서, 상기 카트리지 특성정보는 카트리지의 규격에 따라 인가되는 초음파구동신호 및 초음파방출 가능횟수가 다르고 동일한 규격의 카트리지라 하더라도 현재까지 사용된 초음파방출 누적횟수가 다름에 따라 핸드피스(120)에 장착되어 사용되는 경우 이를 적용하기 위해 카트리지(110)의 내부에 저장되는 데이터로서 메모리부(180)에 저장되어 핸드피스(120)를 통해 신호연결된 제어모듈(130)에 의해 독출되면서 구동에 필요한 데이터를 제공하고 초음파 방출에 따라 카운트된 사용횟수로 갱신되어 저장된다.
또한, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 메모리부(180)의 경우 데이터 저장공간이 소스영역(A)과 백업영역(B)으로 구분되어 동일한 카트리지 특성정보가 각각 저장되며, EEPROM과 같이 전원공급이 차단된 상태에서도 저장된 데이터를 기억하는 비휘발성 기억장치를 이용하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 메모리부(180)는 도 5의 (a)와 같이 하나의 메모리소자의 데이터 저장공간이 소스영역(A)과 백업영역(B)으로 구분되어 동일한 카트리지 특성정보가 저장될 수 있으며, 제어모듈(130)은 해당 메모리소자에 신호연결되어 파티션으로 구획된 소스영역(A)과 백업영역(B)에 동일한 동일한 데이터를 입력(쓰기)하거나 각각의 데이터를 개별적으로 리딩할 수 있다.
또한, 도 5의 (b)와 같이 데이터 저장공간에 소스영역이 마련된 제1메모리소자(181) 및, 상기 제1메모리소자(181)와 구분되는 별도의 저장매체로 이루어져 데이터 저장공간에 백업영역이 마련된 제2메모리소자(182)를 포함하여 이루어질 수 있으며, 제어모듈(130)은 각 메모리소자(181,182)에 각각 신호연결되어 개별적으로 데이터를 입력하거나 리딩할 수 있다.
여기서, 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이 상기 메모리부(180)의 둘레에는 초음파모듈(113)의 구동에 따라 전달될 수 있는 전자기파 등의 전기적 영향을 차단하기 위한 차단커버(191)가 배치되거나, 초음파모듈(113)과 메모리부(180) 사이에 연장배치되어 상기 전기적 영향을 차단하는 차단판(192)이 배치되어 전기적 영향에 의해 메모리부(180)에 저장된 데이터가 리딩되는 중에 오류가 발생할 수 있는 소지를 방지할 수 있다. 상기 차단커버(191)나 차단판(192)은 납, 알루미늄, 구리 등과 같이 전자기파를 흡수 및 차단할 수 있는 금속재질로 이루어진다.
더불어, 도 3 및 4에 도시된 바와 같이 상기 카트리지(110)는 일측에 생성된 초음파를 방출하기 위한 출구인 장공의 출력공(112)이 마련된 케이스(111) 및, 상기 케이스(111) 내에서 슬라이딩 왕복이동이 가능하게 장착되며 단부에는 출력공(112)을 통해 초음파를 생성하는 트랜스듀서(114)가 장착된 초음파모듈(113)을 포함하여 구비된다.
여기서, 도 7에 도시된 바와 같이 케이스(111)의 내부에는 출력공(112)의 길이방향을 따라 연장된 레일(115)이 장착되어 초음파모듈(113)의 이동경로를 제공한다. 또한, 상기 초음파모듈(113)은 케이스(111) 내에서 레일(115)의 연장방향과 직교되는 방향으로 직립배치되어 일측이 레일(115)에 관통삽입되고 출력공(112)과 대향하는 일단에는 트랜스듀서(114)가 장착되는 바디부(116)가 구비된다.
더불어, 상기 초음파모듈(113)을 수용하는 케이스(111)의 내부공간에는 트랜스듀서(114)에서 생성된 초음파를 손실없이 방출시키기 위한 물 등의 매질이 주입되는데, 이러한 매질은 지속적인 초음파 방출구동에 의해 가열되는 트랜스듀서(114)가 가열되지 않도록 냉각시키는 기능도 병행하며, 케이스(111)의 일측에는 핸드피스(120)로부터 인가되는 제어모듈(130)의 제어신호나 전원공급모듈(134)의 초음파 발진구동전원을 전달받아 트랜스듀서(114)에 인가하기 위한 입력단자(118)가 마련된다.
그리고, 상기 케이스(111) 상에서 핸드피스(120)로 장착되는 면부에는 핸드피스(120)에 구비된 액추에이터(121)의 로드(122)가 내부로 삽입될 수 있도록 측방 개구된 통공(119b)이 형성되며 상기 출력공(112)의 외측에는 내부의 초음파매질이 외부로 누출되지 않도록 필름형태의 커버가 장착된다.
상기 핸드피스(120)는 시술시 피부상에서 초음파를 주입하기 위한 위치를 시술자가 조작할 수 있도록 마련된 핸드헬드부재로서, 도 3에 도시된 바와 같이 일측에는 장착홈(128)이 마련되어 카트리지(110)가 착탈가능하게 장착되며 내부에는 초음파모듈(113)을 밀거나 잡아당기면서 슬라이딩 이동하는데 필요한 구동력을 제공하는 액추에이터(121)가 장착된다.
여기서, 상기 액추에이터(121)는 제어모듈(130)의 제어에 따라 일정간격으로 로드(122)를 출력시키는 리니어 서보액추에이터이고 상기 로드(122)는 레일(115)의 연장된 길이방향과 평행하도록 연장배치되어 출몰하면서 초음파모듈(113)을 밀거나 잡아당기도록 동작한다.
또한, 상기 핸드피스(120)의 장착홈(128) 내에는 카트리지(110)의 입력단자(118)와 대응되는 위치에 전원입력단자(126)가 배치되어 카트리지(110)가 장착홈(128)에 장착되면서 두 단자(118,126)가 상호 전기적으로 연결되어 핸드피스(120)를 통해 인가되는 구동전원 및 제어신호가 카트리지(110)로 전달될 수 있도록 구비된다.
더불어, 상기 장착홈(128) 내에는 내부의 액추에이터(121)에 구비된 로드(122)가 외부로 출몰할 수 있도록 개구된 통공(127)이 형성되며, 도 3에 도시된 바와 같이 제어모듈(130)에는 외부로부터 인가되는 상용전원을 트랜스듀서(114)를 구동시키는데 필요한 구동전원의 형태로 변환하여 공급하는 전원공급모듈(134)이 구비된다.
그리고, 도 4 및 도 7에 도시된 바와 같이 상기 초음파모듈(113) 상에서 상기 액추에이터(121)의 로드(122)와 대향하는 위치 즉, 상기 로드(122)에 의해 가압되는 위치에는 로드(122)의 길이방향과 평행하게 연장된 연장바(119a)가 배치되어 상기 로드(122)가 출몰해야 하는 길이를 최소화시킬 수 있다.
상기 제어모듈(130)은 메모리부(180)에 저장된 데이터를 리딩하여 초음파 방출을 중앙제어하는 마이크로컨트롤러로서, 핸드피스(120)를 통해 카트리지(110)와 신호연결되어 카트리지 규격에 부합되는 초음파구동신호가 초음파모듈(113)에 인가되도록 제어하고 초음파 방출횟수를 카운터하여 리딩된 초음파발진 누적횟수를 갱신저장하는 구동동작을 수행한다.
도 8을 참고하면, 상기 제어모듈(130)은 상기 구동동작을 수행하기 이전에, 메모리부(180)에 저장된 카트리지 특성정보를 리딩하면서 소스영역에 저장된 카트리지 특성정보의 데이터 오류여부를 검사(S210)하여 여류여부를 판단(S220)하되, 정상판단시에는 리딩된 카트리지 규격에 부합되는 초음파구동신호가 초음파모듈(113)에 인가되도록 제어하고 초음파 방출횟수를 카운터하여 리딩된 초음파발진 누적횟수를 갱신하여 소스영역과 백업영역에 동일하게 저장한다.
반면에 상기 소스영역의 데이터 오류판단시에는 상기 백업영역에 저장된 카트리지 특성정보를 소스영역에 백업(S251)하고 백업된 데이터에 따라 상기 구동동작을 수행(S252)한다.
여기서, 상기 제어모듈(130)은 저장된 카트리지 특성정보의 오류여부를 판단하기 위해 소스영역 또는 백업영역에 저장된 카트리지 특성정보의 데이터가 갖는 숫자 또는 비트의 합계값과 기저장된 검사합계 기준치와 비교하여 일치하지 않는 경우 오류로 판단하고 일치하는 경우 정상으로 판단하는 검사합(Checksum) 방식을 적용하여 상기 카트리지 특성정보의 데이터 오류여부를 검사할 수 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 도 9의 (a)와 같이 오류검사 대상 데이터(n byte)를 더한 값(Data 1 + Data 2 + Data 3 + Data n)을 데이터의 Check Sum필드에 넣어 메모리부(180)에 저장한다.
이후 오류검사시 메모리부(180)에 저장된 오류검사 대상 데이터를 모두 리딩하여 Data n개의 byte를 모두 더한 값(Data 1 + Data 2 + Data 3 +...+ Data n_과 리딩한 Check Sum의 필드값이 같은 지를 비교한다. 이때, Data n개의 합산값과 Check Sum의 필드값이 같은 경우 정상으로 판단하고 일치하지 않은 경우 오류발생으로 판단한다.
예를 들어, 도 9의 (b)와 같이 오류검사 대상 데이터의 각 byte가 10, 20, 30, 12, 13인 경우, 이들 byte의 합산값인 85를 Check Sum 필드에 저장하며, 오류판시 각 byte들의 값을 리딩하여 합산하고 합산값과 Check Sum 필드값인 85와 일치하면 정상으로 일치하지 않으면 오류발생으로 판단하는 것이다.
이 밖에 데이터 오류분석 기술분야에서 저장된 데이터의 오류발생 여부를 판단하기 위한 데이터 오류판단 방식이면 상기 검사합 방식을 대신하여 이용할 수도 있다.
더불어, 도 2에 도시된 바와 같이 제어모듈(130)에는 외부로부터 인가되는 상용전원을 트랜스듀서(114)를 구동시키는데 필요한 구동전원의 형태로 변환하여 공급하는 전원공급모듈(134)이 구비되며, 제어모듈(130)은 핸드피스(120)를 통해 카트리지(110)와 제어라인(L1)으로 연결되어 초음파방출 제어를 위한 제어신호를 트랜스듀서(114)에 인가하고, 트랜스듀서(114)가 초음파를 방출하는데 필요한 구동전원은 카트리지(110)와 전원라인(L2)으로 연결되어 전원공급모듈(134)에 의해 변환된 구동전원을 트랜스듀서(114)에 인가할 수 있다. 그리고, 상기 핸드피스(120)는 제어모듈(130)이 내장된 콘솔부(160)와 케이블(161)을 통해 연결되어 제어모듈(130)의 구동제어신호를 인가받을 수 있다.
또한, 상기 제어모듈(130)은 장치의 구동시작 또는 카트리지(110)와 제어모듈(130)의 신호라인이 재연결될 때마다 소스영역에 저장된 카트리지 특성정보의 데이터 오류여부를 검사하는데, 정상판단시에는 백업영역에 저장된 카트리지 특성정보의 데이터 오류여부를 검사(S240)하여 오류판단시 상기 소스영역에 저장된 카트리지 특성정보를 백업영역에 백업(S242)하도록 동작한다.
이와 같이, 상기 소스영역에 저장된 카트리지 특성정보의 데이터 오류여부를 검사하여 정상판단시에는 저장된 소스영역의 데이터로 구동동작시키며 동시에, 상기 백업영역에 저장된 카트리지 특성정보의 데이터 오류여부를 검사하여 데이터 오류로 판단된 경우 자동적으로 소스영역에 저장된 카트리지 특성정보를 백업영역에 백업함으로써 백업영역에 저장된 데이터를 평상시 관리하여 소스영역의 데이터 오류시 정상상태의 데이터를 이용할 수 있는 여건을 제공할 수 있다.
더불어, 상기 제어모듈(130)은 상기 소스영역에 저장된 카트리지 특성정보의 데이터 오류여부를 검사하여 오류판단시에는 백업영역에 저장된 카트리지 특성정보의 데이터 오류여부를 검사(S230)하는데 정상판단시에는 소스영역에 백업(S251)하고 오류판단시에는 메모리부(180)의 동작에러 상태를 표시부(150)를 통해 외부로 표시(S260)하도록 제어한다.
상술한 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 HIFU 시술장치(100)의 각 구성 및 기능에 의해, 해당 카트리지(110)의 카트리지 특성정보가 저장되는 메모리부(180)의 데이터 저장공간은 소스영역과 백업영역으로 구분되어 동일한 카트리지 특성정보가 기저장되고, 장치의 구동시작 또는 카트리지(110)와 제어모듈(130)의 신호라인이 재연결될 때마다 상기 소스영역에 저장된 카트리지 특성정보의 데이터 오류여부를 검사하여 오류판단시 백업영역에 저장된 데이터로 백업하고 백업된 데이터를 이용하여 구동시킬 수 있어 카트리지(110)의 빈번한 교체를 방지하며 시술시간이 지체됨이 없이 보다 안정적인 시술환경을 제공할 수 있다.
또한, 상기 소스영역에 저장된 데이터와 백업영역에 저장된 데이터가 모두 오류로 판단된 경우 메모리부(180)의 동작에러 상태를 표시부(150)를 통해 외부로 표시하여 즉시적으로 시술자가 이를 인지하여 타 카트리지로 교체할 수 있으므로 카트리지(110)의 메모리 데이터 오류를 확인하는데 소요되는 시간을 절감할 수 있다.
한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 HIFU 시술장치(100)는, 동일 규격의 트랜스듀서를 생산하는 공정에서 공진주파수의 편차나 입력전압에 대한 출력세기의 편차가 발생하더라도, 각 트랜스듀서별 편차 정도에 따라 출력특성을 보정함으로써 해당 규격에 설정된 에너지 세기로 고강도집속 초음파를 출력할 수 있는 출력 보정기능을 구현할 수 있다.
이를 위해, 상기 메모리부(180)에 저장되는 카트리지 특성정보는 상기 트랜스듀서(114)의 출력특성 측정결과에 따른 주파수오프셋 보정데이터와 전압오프셋 보정데이터를 더 포함하며, 상기 제어모듈(130)은 상기 핸드피스(120)를 통해 카트리지(110)와 신호연결되어 상기 메모리부(180)에 저장된 카트리지 특성정보를 독출하고, 독출된 주파수오프셋 보정데이터와 전압오프셋 보정데이터를 기준으로 트랜스듀서(114)에 입력될 초음파구동신호의 주파수값(f)과 전압값(V)을 조절하며, 상기 조작신호에 따라 출력특성이 보정된 초음파구동신호를 트랜스듀서(114)로 출력한다.
여기서, 상기 초음파구동신호는 초음파방출 제어를 위한 제어신호와 트랜스듀서(114)가 초음파를 방출하는데 필요한 구동전원을 포함하는 신호로서, 제어모듈(130)로부터 출력되어 핸드피스(120)를 통해 카트리지(110)의 트랜스듀서(114)로 전달된다. 이하에서 언급되는 초음파구동신호의 주파수값과 전압값을 조절한다는 것은 상기 초음파구동신호에 포함된 구동전원이 갖는 주파수값과 전압값을 조절하는 것을 의미하는 것으로 해석될 수 있다.
또한, 상기 트랜스듀서(114)의 출력특성을 측정함은 트랜스듀서(114)로 입력되는 입력신호(초음파구동신호) 대비 출력되는 출력신호(초음파 에너지 세기)의 출력양상을 측정하는 것으로, 트랜스듀서(114)를 생산하는 공정에서 의도하지 않게 공진주파수의 편차와 입력전압에 대한 출력세기의 편차가 발생한 경우 각 편차에 의해 요구되는 출력신호값에서 벗어난 출력신호값을 측정하여 각 편차를 보정하기 위한 오프셋 보정데이터를 추출하기 위한 기초데이터로 이용한다.
상기 주파수오프셋 보정데이터와 전압오프셋 보정데이터를 산출하기 위해서는 어느 정도 보정할 것인가를 판단하기 위한 기준데이터가 필요한데, 이러한 기준데이터를 획득하기 위해 공진주파수의 편차나 입력전압에 대한 출력세기의 편차가 없는 것으로 확인된 기준 트랜스듀서(114)를 측정하여 획득된 출력신호와 비교대상 트랜스듀서(114)의 출력신호를 비교 분석하는 방식으로 획득할 수 있으며, 도 5에 도시된 바와 같이 측정장치(300)를 이용하여 트랜스듀서(114)의 초음파 에너지 세기를 측정할 수 있다.
도 5를 참고하면, 상기 측정장치(300)는 크게 정밀저울(310) 및 초음파파워미터(320)로 구성될 수 있으며, 상기 정밀저울(310)은 측정오차를 최소화하기 위해 0.01g 이하의 정밀도로 무게를 측정할 수 있는 것이 바람직하다.
또한, 상기 초음파파워미터(320)는 정밀저울(310)에 안착되되 상부에는 상향 개구되고 내부에 물 등의 매질이 수용된 챔버(321) 및, 상기 챔버(321)의 바닥면 중앙으로부터 콘 형상으로 상향 융기되어 배치된 알루미늄 타킷콘(322)으로 이루어질 수 있다.
동작방식으로는 도면에서와 같이 카트리지(110)를 핸드피스(120)를 거쳐 제어모듈(130)에 신호연결한 상태에서 초음파모듈(113)이 상기 알루미늄 타킷콘(322)을 지향하도록 매질에 담근 후 초음파구동신호를 입력하면 초음파모듈(113)에서는 입력된 초음파구동신호에 부합되는 초음파가 방출되며 이는 매질을 통해 알루미늄 타킷콘(322)에 전달되어 초음파 파장의 전체 파워에 비례하는 힘이 제공된다.
제공된 힘에 의해 챔버(321) 내부의 알루미늄 타킷콘(322)의 무게를 변경하고 무게의 변경은 정밀저울(310)에 의해 측정된다. 그램 판독은 별도의 소프트웨어를 통해 변환된될 수 있으며 사용자는 와트판독을 사용하면서 적절하게 초음파를 캘리브레이션할 수 있다.
이러한 방식으로, 기준 트랜스듀서(114)의 출력특성을 측정하여 기준데이터를 획득한 상태에서, 동일한 방식으로 보정대상 트랜스듀서(114)의 출력특성을 측정하여 측정데이터를 획득할 수 있다.
또한, 제어모듈(130)을 조작하여 해당 카트리지(110)에 입력되는 초음파구동신호의 주파수값과 전압값을 조금씩 변동해가면서 측정하는 과정을 반복하고 측정된 데이터들을 상기 기준데이터와 비교함으로써 해당 트랜스듀서(114)에 대한 주파수오프셋(편차값)과 전압오프셋(편차값)을 획득할 수 있으며, 이러한 오프셋들을 고려하여 해당 트랜스듀서(114)의 규격에 따라 설정된 에너지 세기의 초음파를 방출시킬 수 있도록 출력특성을 보정하기 위한 주파수오프셋 보정데이터와 전압오프셋 보정데이터를 추출할 수 있다.
여기서, 도 11에는 트랜스듀서(114)에 공급되는 초음파구동신호의 예시 파형이 도시되어 있으며, 도시된 f는 초음파구동신호의 주파수를 나타내고 V는 초음파구동신호의 전압을 나타낸다.
도 11을 참고하여 예를 들어 설명하면, 4MHz 규격을 갖는 트랜스듀서(114)의 기준 주파수(f)는 4MHz이고 기준 전압(V)은 45V이며 기설정된 방출 초음파의 에너지 세기가 1J인 경우, 우선 기준 주파수값인 4MHz와 기준 전압값 45V를 갖는 측정용 초음파구동신호를 측정대상 트랜스듀서(114)에 인가하여 방출되는 초음파의 에너지 세기를 측정한다.
측정된 초음파의 에너지 세기가 0.9J이면, 기준 주파수에서 0.1MHz 단위로 감소된 주파수값과 기준 전압값에서 1V 단위로 감소된 전압값을 측정대상 트랜스듀서(114)에 인가하여 반복적으로 방출 초음파의 세기를 측정하고, 이후 3.7MHz의 주파수값과 42V의 전압값을 갖는 초음파발진 구동전원을 인가하였을 때 측정된 방출 초음파의 세기가 1J이 되면 주파수오프셋은 0.3MHz가 되고 전압오프셋은 3V가 되는 것이다.
또한, 획득된 주파수오프셋과 전압오프셋 데이터에 따라 해당 오프셋값을 보상하기 위한 -0.3이라는 주파수오프셋 보정데이터와 -3이라는 전압오프셋 보정데이터를 추출할 수 있으며, 추출된 보정데이터는 메모리부(180)에 저장되고 해당 카트리지(110)가 제어모듈(130)과 신호연결되면 제어모듈(130)은 상기 -0.3과 -3을 독출하여 해당 트랜스듀서(114)에 인가되는 구동전원의 주파수값은 기준 주파수값으로부터 -0.3MHz 감소된 수치로 전압값은 기준 전압값으로부터 -3V 감소된 수치로 조절하여 출력할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 HIFU 시술장치(100)의 보정기능을 통해 동일 규격의 트랜스듀서를 생산하는 공정에서 공진주파수의 편차나 입력전압에 대한 출력세기의 편차가 발생하더라도, 각 트랜스듀서별 편차 정도에 따라 트랜스듀서에 입력될 초음파구동신호의 주파수값(f)과 전압값(V)을 조절하는 방식으로 출력특성을 보정함으로써 각 카트리지로부터 출력되는 고강도집속 초음파의 에너지의 세기를 모두 동일하게 할 수 있으며, 이에 따라 동급의 다른 카트리지로 교체사용하더라도 동일한 에너지 세기의 초음파를 방출하여 과도하게 방출된 에너지로 인한 피부의 화상을 방지할 수 있다.
한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 HIFU 시술장치(100)는 트랜스듀서(114)가 기설정된 초기위치에 정렬되지 않은 경우 이를 사용자에게 알림으로써 화상이나 스크레치 등의 피부손상을 미연에 방지할 수 있도록 정렬감지부(140)를 더 포함하여 구비될 수 있다.
상기 정렬감지부(140)는 초음파모듈(113)이 상기 시작정렬위치(P)에 위치하는지 여부를 감지하기 위한 감지수단으로서, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 바디부(116)의 타단에 장착되는 자성체(141) 및, 상기 초음파모듈(113)이 시작정렬위치(P)에 배치된 상태에서 상기 자성체(141)와 대향 배치되며 자성체(141)의 접근에 따른 자기장 변화에 따라 감지신호를 출력하는 홀센서(142)를 포함하여 구비될 수 있다.
또한, 지속적인 초음파 방출구동으로 가열되는 트랜스듀서(114)를 냉각하기 위해 카트리지(110)의 내부에 물 등의 매질이 충진되는 경우, 상기 트랜스듀서(114)의 시작정렬위치(P)를 감지하기 위한 감지수단으로 마그네트 재질로 이루어진 자성체(141)를 트랜스듀서(114)가 장착된 초음파모듈(113)의 상단에 장착하고, 장착된 자성체(141)와 대향하는 위치에 홀센서(142)를 장착함으로써, 매질이 충진된 공간 내에서 왕복이동하는 트랜스듀서(114)의 초기정렬위치(P)를 안정적으로 감지할 수 있다.
더불어, 도 12에 도시된 바와 같이 상기 정렬감지부(140)는, 상기 초음파모듈(113)이 시작정렬위치(P)에 배치된 상태에서 외부로 노출된 로드(122)의 일측에 배치되는 자성체(141) 및, 상기 핸드피스(120) 내에서 상기 자성체(141)와 대향 배치되며 자성체(141)의 접근에 따른 자기장 변화에 따라 감지신호를 출력하는 홀센서(142)를 포함하여 구비될 수도 있다.
즉, 상기 정렬감지부(140)는 필요에 따라 카트리지(110)의 내부에 장착되어 초음파모듈(113) 위치를 감지하면서 트랜스듀서(114)가 시작정렬위치(P)에 위치하는지 여부를 감지하거나, 상기 핸드피스(120)의 내부에 장착되어 액추에이터(121)의 로드(122) 위치를 감지하면서 트랜스듀서(114)가 시작정렬위치(P)에 위치하는지 여부를 감지할 수 있는 것이다.
한편, 도 12에 도시된 바와 같이 상기 로드(122)의 단부에는 제1마그네트(123)가 장착되고, 상기 초음파모듈(113) 상에서 상기 로드(122)와 대향하는 위치에는 제2마그네트(117)가 장착되며,상기 제1마그네트(123)와 제2마그네트(117)는 서로 다른 극성을 가져 자성에 의해 상호 부착되면서 상기 로드(122)와 초음파모듈(133)을 연결시키도록 구비될 수 있다.
따라서, 상기 로드(122)가 초음파모듈(113)을 향해 전진하는 경우 로드(122)의 단부에 의해 초음파모듈(113)이 가압되면서 레일(115)을 따라 슬라이딩 이동하게 되며, 로드(122)가 후진하는 경우 각 마그네트(123,117)의 자성에 의한 부착력으로 초음파모듈(113)이 당겨지면서 레일(115)을 따라 원위치로 슬라이딩 이동할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
100...HIFU 시술장치 110...카트리지
113...초음파모듈 114...트랜스듀서
120...핸드피스 124...조작스위치
130...제어모듈 134...전원공급모듈
180...메모리부

Claims (3)

  1. 인가되는 초음파구동신호에 따라 고강도집속 초음파를 방출하는 초음파모듈(113) 및 카트리지 특성정보를 저장하기 위한 데이터 저장공간이 마련된 메모리부(180)가 내부에 각각 장착되되, 상기 카트리지 특성정보는 카트리지 규격, 초음파방출 가능횟수 및 초음파방출 누적횟수를 포함하고, 상기 데이터 저장공간은 소스영역과 백업영역으로 구분되어 동일한 카트리지 특성정보가 각각 저장되는 카트리지(110);
    상기 카트리지(110)가 일측에 착탈 가능하게 장착되는 핸드피스(120); 및
    상기 핸드피스(120)를 통해 카트리지(110)와 신호 연결되되, 상기 소스영역에 저장된 카트리지 특성정보의 데이터 오류여부를 검사하여 정상판단시에는 리딩된 카트리지 규격에 부합되는 초음파구동신호가 초음파모듈(113)에 인가되도록 제어하고 초음파의 방출횟수를 카운터하여 리딩된 초음파발진 누적횟수를 갱신저장하는 구동동작을 수행하며, 오류판단시에는 상기 백업영역에 저장된 카트리지 특성정보를 상기 소스영역에 백업하고 백업된 데이터에 따라 상기 구동동작을 수행하는 제어모듈(130);을 포함하는 백업기능이 구비된 HIFU 시술장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제어모듈(130)은,
    장치의 구동시작 또는 카트리지(110)와 제어모듈(130)의 신호라인이 재연결될 때마다 상기 소스영역에 저장된 카트리지 특성정보의 데이터 오류여부를 검사하되, 정상판단시에는 상기 백업영역에 저장된 카트리지 특성정보의 데이터 오류여부를 검사하여 오류판단시 상기 소스영역에 저장된 카트리지 특성정보를 백업영역에 백업하는 것을 특징으로 하는 백업기능이 구비된 HIFU 시술장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제어모듈(130)은,
    장치의 구동시작 또는 카트리지(110)와 제어모듈(130)의 신호라인이 재연결될 때마다 상기 소스영역에 저장된 카트리지 특성정보의 데이터 오류여부를 검사하되, 오류판단시에는 상기 백업영역에 저장된 카트리지 특성정보의 데이터 오류여부를 검사하여 정상판단시 상기 소스영역에 백업하고 오류판단시 상기 메모리부(180)의 동작에러 상태를 표시부(150)를 통해 외부로 표시하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 백업기능이 구비된 HIFU 시술장치.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070073830A (ko) * 2004-09-29 2007-07-10 스트리커 코포레이션 복수의 수술 도구를 동시에 제어할 수 있는 제어 콘솔
JP2015515330A (ja) * 2012-04-09 2015-05-28 エシコン・エンド−サージェリィ・インコーポレイテッドＥｔｈｉｃｏｎ Ｅｎｄｏ−Ｓｕｒｇｅｒｙ，Ｉｎｃ． 超音波外科用器具のスイッチ構成
KR20150126082A (ko) 2014-05-01 2015-11-11 원텍 주식회사 고강도 집속 초음파 생성 장치
KR20160053552A (ko) * 2014-11-05 2016-05-13 주식회사 하이로닉 고강도 집속 초음파 생성 장치
KR20160056867A (ko) * 2009-05-04 2016-05-20 지멘스 메디컬 솔루션즈 유에스에이, 인크. 고강도 집속된 초음파를 위한 의료용 초음파 영상화에서의 피드백

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