KR101936890B1 - 실시간 거리 제어 및 온도 제어 기능을 구비하는 극저온 치료기 - Google Patents

실시간 거리 제어 및 온도 제어 기능을 구비하는 극저온 치료기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 실시간 거리 제어 및 온도 제어 기능을 구비하는 극저온 치료기에 관한 것으로서, 극저온 치료기의 전체적인 동작을 제어하는 제어부; 액체 상태의 냉각제를 수용하고 있다가 기체 상태의 냉각 기체를 배출하는 냉각제 용기; 터치에 의하여 입력이 가능한 입출력 수단으로서, 조작자가 원하는 치료 모드, 온도 등의 각종 설정을 수행할 수 있는 인터페이스를 제공하고, 관련된 각종 정보를 표시하는 터치패널 LCD; 및 호스에 의해 냉각제 용기와 연결되며, 조작자가 손에 쥐고 움직이면서 호스를 통해 냉각제 용기로부터 전달되는 냉각 기체를 치료 부위로 분사하도록 하는 핸드피스를 포함하고, 상기 핸드피스는, 핸드피스 내부를 통해 호스와 연결되며, 핸드피스의 단부 표면에 형성되어 치료 부위쪽으로 냉각 기체를 토출하는 노즐; 및 상기 핸드피스의 단부 표면에 배치되어 극저온 치료기가 동작할 때 제어부로부터의 제어 신호에 의해 레이저를 방사하는 2개의 레이저 모듈을 포함하고, 상기 레이저 모듈에서 방사되는 2개의 레이저는 상기 노즐의 중심을 관통하여 연장되는 수평 축을 따라 미리 설정된 거리에서 서로 교차하는 것을 특징으로 하는 극저온 치료기를 제공한다.

Description

실시간 거리 제어 및 온도 제어 기능을 구비하는 극저온 치료기{CRYOGENIC THERAPEUTIC DEVICE HAVING REAL TIME DISTANCE CONTROL AND TEMPERATURE FUNCTION}
본 발명은 극저온 치료기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 극저온 치료기의 핸드피스와 치료 부위와의 거리를 적절히 유지할 수 있도록 하고 극저온 치료기의 노즐 온도를 치료 모드, 치료 부위 등에 따라 신속하고 효율적으로 제어할 수 있는 실시간 거리 제어 및 온도 제어 기능을 구비하는 극저온 치료기에 관한 것이다.
극저온 치료기는, 극저온의 냉각 기체를 피치료자의 환부에 분사함으로써 통증의 완화, 부종 경감, 피부 질환 등의 치료에 사용되는 장치이다.
이와 같은 극저온 치료기에 의해 극저온 치료를 수행할 때 피부에 냉각 기체를 분사하게 되므로 피부의 온도가 내려가게 된다. 이 때, 한 지점에 지나치게 오래 냉각 기체를 분사하게 되면 해당 피부 조직에 동상이 걸릴 수 있으며 치료 현장에서 종종 사고로 이어지고 있다는 문제가 있다.
또한, 조작자가 핸드피스를 조작하여 환부에 냉각 기체를 분사하게 되는데 조작자의 숙련도에 따라 환부와의 거리를 적절히 유지하는 것이 어려운 경우가 있다.
또한, 극저온 치료기는 외부 온도의 변화 및 치료시의 계속적인 사용에 따라 용기 내부의 액체 질소나 탄소의 잔여량이 감소하게 되므로 이러한 변동에 대해 극저온 치료기의 노즐의 온도를 원하는 온도로 신속하고 일정하게 유지할 필요가 있으나, 종래의 극저온 치료기는 단순한 온도 조절 기능만을 가지고 있다는 한계가 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 극저온 치료기의 핸드피스와 치료 부위와의 거리를 적절히 유지할 수 있도록 하는 극저온 치료기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 극저온 치료기의 노즐 온도를 치료 모드, 치료 부위 등에 따라 신속하고 효율적으로 제어할 수 있는 극저온 치료기를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 실시간 거리 제어 및 온도 제어 기능을 구비하는 극저온 치료기에 있어서, 극저온 치료기의 전체적인 동작을 제어하는 제어부; 액체 상태의 냉각제를 수용하고 있다가 기체 상태의 냉각 기체를 배출하는 냉각제 용기; 터치에 의하여 입력이 가능한 입출력 수단으로서, 조작자가 원하는 치료 모드, 온도 등의 각종 설정을 수행할 수 있는 인터페이스를 제공하고, 관련된 각종 정보를 표시하는 터치패널 LCD; 및 호스에 의해 냉각제 용기와 연결되며, 조작자가 손에 쥐고 움직이면서 호스를 통해 냉각제 용기로부터 전달되는 냉각 기체를 치료 부위로 분사하도록 하는 핸드피스를 포함하고, 상기 핸드피스는, 핸드피스 내부를 통해 호스와 연결되며, 핸드피스의 단부 표면에 형성되어 치료 부위쪽으로 냉각 기체를 토출하는 노즐; 및 상기 핸드피스의 단부 표면에 배치되어 극저온 치료기가 동작할 때 제어부로부터의 제어 신호에 의해 레이저를 방사하는 2개의 레이저 모듈을 포함하고, 상기 레이저 모듈에서 방사되는 2개의 레이저는 상기 노즐의 중심을 관통하여 연장되는 수평 축을 따라 미리 설정된 거리에서 서로 교차하는 것을 특징으로 하는 극저온 치료기를 제공한다.
여기에서, 상기 미리 설정된 거리는, 치료 모드 및 환부의 위치를 포함하는 치료 조건에 따라 설정되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 핸드피스의 단부에 설치되어 치료 부위의 온도를 검출하여 제어부로 전달하는 비접촉 온도 센서를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 비접촉 온도 센서에 의하여 환부의 온도를 실시간으로 검출하여 미리 설정해 둔 기준 온도 이하로 내려가면 경고음이나 메시지를 발생시키고 분출되는 냉각 기체의 양을 줄일 수 있도록 하는 제어 신호를 발생시킬 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 온도 정보들과 압력 정보의 과거의 변동 프로파일(profile)을 기반으로 현재의 제어 파라미터를 유지했을 때 현재 입력된 온도 정보 및 압력 정보들이 미래 어떻게 변동할 것인지를 나타내는 경향 벡터(trend vector)와 노즐 온도의 변화량을 출력하는 경향 추정기를 더 포함하도록 구성할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 노즐 온도(Tnozzle)와 목표 온도(Ttarget)의 차의 절대값이 미리 설정되어 있는 임계치 이하가 아닌 경우 상기 경향 추정기에 의해 경향 벡터(trend vector)와 노즐 온도의 변화량을 출력하도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제어부는, 상기 출력된 경향 벡터 및 노즐 온도의 변화량과 노즐 온도(Tnozzle), 목표 온도(Ttarget), 압력 정보(P), 냉각제 용기 온도(Tvessel) 정보 및 외부 온도(Tambient) 정보 중 적어도 어느 하나 또는 이들의 조합에 기초하여 제어 파라미터(KP,KI,KD)를 재계산하고, 재계산된 제어 파라미터에 기초하여 노즐의 온도를 조절하도록 구성할 수도 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 제어 파라미터가 반영된 전달 함수를 업데이트하여 솔레노이드 밸브 또는 핸드 피스의 토출 밸브의 조작값과 히터의 조작값을 계산하고, 상기 계산된 조작값에 의해 솔레노이드 밸브 또는 토출 밸브와 히터를 조작함으로써 노즐의 온도를 조절하도록 할 수도 있다.
본 발명에 의하면, 극저온 치료기의 핸드피스와 치료 부위와의 거리를 적절히 유지할 수 있도록 하는 극저온 치료기를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 극저온 치료기의 노즐 온도를 치료 모드, 치료 부위 등에 따라 신속하고 효율적으로 제어할 수 있는 극저온 치료기를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 실시간 거리 제어 및 온도 제어 기능을 구비하는 극저온 치료기(100)의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2 및 도 3은 핸드피스(40)의 구성 및 거리 제어 기능을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명에 의한 극저온 치료기(100)의 온도 제어 동작을 나타낸 흐름도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 의한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 실시간 거리 제어 및 온도 제어 기능을 구비하는 극저온 치료기(이하, 간단히 "극저온 치료기(100)"라 한다)의 구성을 나타낸 도면이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 극저온 치료기(100)는 제어부(10), 냉각제 용기(20), 터치패널 LCD(30) 및 핸드피스(40)를 구비한다.
제어부(10)는 극저온 치료기(100)의 전체적인 동작을 제어하는 수단이다. 제어부(10)는 제어 신호를 발생시켜 후술하는 냉각제 용기(20)로부터의 냉각 기체의 배출을 조절하는 등 극저온 치료기(100)의 전체적인 동작을 제어하는 기능을 담당한다.
냉각제 용기(20)는 냉각제인 액체 상태의 이산화탄소나 질소를 기화시켜서 기체 상태의 냉각 기체를 배출하는 수단이다. 냉각제 용기(20)와 핸드피스(40)는 호스로 연결되며, 이들 사이에는 솔레노이드 밸브가 제공된다. 솔레노이드 밸브는 제어부(10)로부터의 제어 신호에 의해 개방 또는 폐쇄되고 이러한 동작에 의하여 냉각제 용기(20)로부터의 냉각 기체의 배출을 조절하게 된다.
도시하지는 않았으나, 냉각제 용기(20)에는 용기 내의 압력을 검출하는 압력 센서가 구비된다.
터치패널 LCD(30)는 터치(touch)에 의하여 입력이 가능한 입출력 수단으로서, 조작자가 원하는 치료 모드, 온도 등의 각종 설정을 수행할 수 있는 인터페이스를 제공하고, 관련된 각종 정보를 표시할 수 있다.
핸드피스(40)는 호스에 의해 냉각제 용기(20)와 연결되며, 호스를 통해 전달되는 이산화탄소나 질소 등의 냉각 기체를 분사할 수 있는 수단으로서, 조작자가 손에 쥐고 움직이면서 냉각 기체를 치료 부위로 분사할 수 있도록 하는 수단이다.
한편, 도시하지는 않았으나, 극저온 치료기(100)는 SMPS(switching mode power supply) 등과 같은 전원 공급부, 외부 전원과 연결되어 이로부터의 전력 공급을 온/오프할 수 있는 전원 스위치를 포함한다.
이러한 구성의 극저온 치료기(100)는 조작자가 핸드피스(40)를 손에 쥔 상태로 환부 주위를 움직이면서 치료하면서 제어부(10)로부터의 제어 신호에 의하여 솔레노이드 밸브의 개폐를 조절함으로써 냉각제 용기(20)로부터 냉각 기체의 분사를 제어하여 치료 효과를 높일 수 있도록 한다.
특히, 본 발명의 일실시예에 있어서는, 이러한 치료 동작을 수행하면서 최대의 치료 효과를 거둘 수 있도록 핸드피스(40)와 환부 사이의 거리를 적절히 유지할 수 있도록 하는 거리 제어 기능을 구비하는 점을 특징으로 한다.
도 2 및 도 3은 핸드피스(40)의 구성 및 거리 제어 기능을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 극저온 치료기(100)의 핸드피스(40)는 노즐(41), 레이저 모듈(42,43) 및 비접촉 온도 센서(44)를 포함한다.
노즐(41)은 핸드피스(40)의 단부 표면에 형성되어 치료 부위(환부)쪽으로 냉각 기체를 토출하는 출구로서의 기능을 수행한다. 노즐(41)은 핸드피스(40) 내부를 통해 호스와 연결되어 있다.
2개의 레이저 모듈(42,43)은 레이저를 조사하는 수단으로서, 핸드피스(40)의 단부 표면에 배치된다. 이들은 노즐(41)을 중심으로 서로 대칭되도록 배치되는 것이 바람직하다. 레이저 모듈(42,43)은 극저온 치료기(100)가 동작할 때 제어부(10)로부터의 제어 신호에 의해 레이저를 방사하는데 이 때 방사되는 2개의 레이저는 노즐(41)의 중심을 관통하여 연장되는 수평 축을 따라 미리 설정된 거리에서 서로 교차하도록 설정된다(도 3 참조).
이들 2개의 레이저가 교차하는 교차점은 치료 효율을 극대화하고 안전을 보장할 수 있는 최적의 거리를 의미하며, 이는 치료 모드, 환부의 위치 등의 여러가지 조건에 따라 제어부(10)에 미리 설정되어 있다. 예컨대, 환부가 얼굴인 경우와 팔인 경우 등과 같이 환부의 위치에 따라 레이저의 교차점은 다르게 설정될 수 있다. 또한, 치료 모드의 조건 예컨대 치료 시간이나 치료 방법 등의 여러가지 조건에 따라 같은 환부에 대해서도 서로 다른 교차점이 설정될 수 있다. 즉, 상기 미리 설정된 거리는 치료 모드, 환부의 위치 등의 치료 조건에 따라 가변적으로 설정될 수 있으며, 제어부(10)에 이에 대한 정보가 저장된다.
이와 같이, 극저온 치료기(100)가 동작할 때 레이저 모듈(42,43)에서 방사되는 레이저가 교차되는 교차점을 시각적으로 쉽게 인식할 수 있으므로, 조작자는 교차점이 환부와 일치하도록 핸드피스(40)를 조작할 수 있으므로 치료 효과를 극대화할 수 있으며 핸드피스(40)와 환부의 거리가 지나치게 가까와져 발생할 수 있는 피부 손상 등의 문제점을 간편하게 예방할 수 있다.
비접촉 온도 센서(44)는 핸드피스(40)의 단부에 설치되어 치료 부위의 온도를 검출하여 제어부(10)로 전달하는 수단이다. 이러한 비접촉 온도 센서(44)는 예컨대 적외선 등을 이용하여 비접촉 방식으로 주위 온도를 검출하는 수단으로서 이 자체는 본 발명의 직접적인 목적이 아니며 종래 기술에 의하여 알려진 것을 사용할 수 있으므로 이에 대한 상세 설명은 생략한다.
제어부(10)는 비접촉 온도 센서(44)에 의하여 환부의 온도를 실시간으로 검출하여 미리 설정해 둔 기준 온도 이하로 내려가면 경고음이나 메시지를 발생시키고 분출되는 냉각 기체의 양을 줄일 수 있도록 제어 신호를 발생하여 솔레노이드 밸브 또는 핸드피스(40)의 내부에 형성되어 있는 토출 밸브(미도시)를 폐쇄시키거나 밸브의 개방 정도를 조절하여 피부가 동상에 걸리는 등과 같은 피부 손상을 방지할 수 있다.
다음으로, 도 4 이하를 참조하여 본 발명에 의한 극저온 치료기(100)의 온도 제어 기능에 대해 설명한다.
피부 조직의 세포는 여러 종류가 있으며 각 종류에 따라 저온에서 반응 또는 사멸하는 온도가 다르다. 예를 들면 멜라닌 세포는 약 -4~-7℃정도에서 사멸한다. 반면 케라틴 세포는 약 -20~-30℃에서 죽으며 섬유모세포는 -30~-35℃도 견딘다. 따라서 멜라닌 색소를 제거하고 다른 조직에는 영향을 주지 않기 위해서는 환부에 가해지는 냉각 기체의 온도를 -4~-7℃ 정도로 제어할 필요가 있다.
본 발명은 이러한 점을 감안하여 치료 목적 및 치료 부위(환부)에 따라 극저온 치료기(100)에서 배출되는 냉각 기체의 온도를 제어하여 치료 과정 및 사후의 부작용을 최소화하고 치료 효과를 높이기 위한 구성을 제공한다. 즉, 극저온 치료기(100)의 동작시 외부 온도가 달라지거나 계속적인 사용에 따라 냉각제 용기(20) 내부에 수용되어 있는 액체 상태의 이산화탄소나 질소 등의 잔량이 감소하므로, 이러한 변동에도 냉각 기체의 최종 출력부인 노즐(41)의 온도를 원하는 온도로 일정하게 유지하도록 하는 방안을 제공한다. 이러한 방안으로서, 본 발명에서는 적응형 분산 PID(Adaptive Discrete PID) 제어 알고리즘을 사용하였다.
도 4는 본 발명에 의한 극저온 치료기(100)의 온도 제어 동작을 나타낸 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 극저온 치료기(100)가 동작을 시작하면, 제어부(10)에 저장된 치료 정보 데이터베이스(treatment database)로부터 미리 설정되어 있는 노즐(41)의 목표 온도(Target temperature, Ttarget) 정보와 제어 주기(interval) 정보를 읽어들인다(S100,S110). 노즐(41)의 목표 온도 정보 및 제어 주기 정보는 치료 모드, 환부 위치 등에 따라 미리 설정되어 치료 정보 데이터베이스에 저장되어 있다. 여기에서, 제어 주기 정보는, 후술하는 온도 제어 과정을 반복하는 주기를 나타내는 정보이다.
이와 함께, 제어부(10)는 PID 제어에 사용할 제어 파라미터(control parameter)인 KP,KI,KD를 초기화한다(S120).
그리고, 제어부(10)는 노즐(41) 온도(Tnozzle), 냉각제 용기(20) 온도(Tvessel), 외부 온도(Tambient) 등의 온도 정보를 각각의 센서로부터 획득한다(S130).
노즐(41) 온도는 비접촉 온도 센서(44)로부터 획득될 수 있다. 도 1에서 나타내지는 않았으나 냉각제 용기(20) 온도를 검출하기 위한 온도 센서가 냉각제 용기(20) 내부에 배치되고, 외부 온도를 검출하기 위한 온도 센서는 극저온 치료기(100) 외부에 배치되어, 냉각제 용기(20) 온도 및 외부 온도는 이들로부터 획득된다.
온도 정보들이 획득되면, 제어부(10)는 노즐(41) 온도(Tnozzle)가 목표 온도(Ttarget)의 차의 절대값을 구하고, 이것이 미리 설정해 둔 임계치(Tolerance) 이내인지를 판단한다(S140).
임계치 이내가 아닌 경우, 즉, 노즐(41) 온도와 목표 온도의 차이가 허용 범위 밖인 경우, 냉각제 용기(20)의 압력 센서(미도시)로부터 용기내의 압력 정보(P)를 획득하고(S150), 획득한 압력 정보(P)와 노즐(41) 온도(Tnozzle) 정보, 냉각제 용기(20) 온도(Tvessel) 정보 및 외부 온도(Tambient) 정보를 제어부(10) 내의 경향 추정기(Trend Estimator)로 전송한다.
경향 추정기(Trend Estimator)는 온도 정보들과 압력 정보의 과거의 변동 프로파일(profile)을 기반으로 현재의 제어 파라미터를 유지했을 때 현재 입력된 온도 정보 및 압력 정보들이 미래 어떻게 변동할 것인지를 나타내는 경향 벡터(trend vector)와 노즐(41) 온도의 변화량(△Tnozzle)을 출력한다(S160). 이를 위하여, 경향 추정기는 각각의 제어 파라미터들 및 온도/압력값에 대해 온도 정보들과 압력 정보들의 변동 프로파일을 미리 저장하고 있다가 입력되는 온도 정보 및 압력 정보들에 상응하는 변동량을 나타내는 경향 벡터와 노즐(41) 온도의 변화량(△Tnozzle)을 출력한다.
한편, 제어부(10)는, 밸브 및 히터의 상태 정보를 읽어 들이고, 경향 추정기로부터의 출력값(경향 벡터 및 노즐(41) 온도의 변화량(△Tnozzle)), 그리고 노즐(41) 온도(Tnozzle)의 현재값과 목표 온도(Ttarget), 압력 정보(P),냉각제 용기(20) 온도(Tvessel) 정보 및 외부 온도(Tambient) 정보 등을 이용하여 제어 파라미터(KP,KI,KD)를 다시 계산한다(S170,S180). 필요한 경우, 밸브 및 히터의 상태 정보도 제어 파라미터 계산에 활용할 수 있다.
제어 파라미터는 시간의 함수이며, 이를 계산하는 구체적인 방법 자체는, 종래 PID 제어에서 알려져 있는 방법을 사용할 수 있으며 이것 자체는 본 발명의 직접적인 목적은 아니므로 이에 대한 상세 설명은 생략한다.
여기에서, 밸브의 상태 정보는, 냉각제 용기(20)와 핸드피스(40) 사이에 제공되는 솔레노이드 밸브 또는 핸드피스(40) 내부에 제공되는 토출 밸브(미도시)의 상태 정보로서, 밸브의 개폐 여부에 대한 정보와 밸브의 개방 정도를 나타내는 정보 등과 같은 것을 포함할 수 있다.
또한, 히터의 상태 정보는, 냉각제 용기(20)에 수용되어 있는 이산화탄소나 질소 등의 냉각제의 온도를 조절하기 위해 제공되는 히터(heater, 미도시)의 온도 정보를 의미한다. 이 온도 정보는 히터에 부착되어 있는 온도 센서(미도시)로부터 획득되어 제어부(10)로 전달된다.
제어 파라미터(KP,KI,KD)가 재계산되면, 제어부(10)는 재계산된 제어 파라미터를 전달 함수(Transfer Function)에 반영하여 업데이트하고 업데이트된 전달 함수에 기초하여 밸브 및 히터의 조작을 위한 조작값을 계산한다(S190,S200). 여기에서, 전달 함수는 다음과 같은 수식으로 나타낼 수 있다.
Figure 112018035806487-pat00001
여기에서, MV(t)는 전달 함수로서 시간의 추이에 따라 노즐(41) 온도를 조절하기 위해 제어 대상이 되는 밸브 및 히터의 조작값(manipulation value)을 의미한다.
조작값이 계산되면, 해당 조작값에 기초하여 밸브와 히터를 조작하여 밸브의 개폐 여부를 변경하거나 개방 정도를 조절하고, 히터의 온도를 올리거나 내림으로써 냉각 기체의 온도를 조절한다(S210).
다음으로, 제어 주기가 경과할 때 까지 대기하고 있다가 치료가 종료되지 않았다면 다시 단계(S130)로 돌아가서 상기 설명한 바와 같은 과정을 치료가 종료될 때 까지 반복 수행한다.
한편, 상기 단계(S140)에서 노즐 온도(Tnozzle)와 목표 온도(Ttarget)의 차의 절대값이 임계치 이하인 경우 치료가 잘 이루어 지고 있음을 표시하고 단계(S150)으로 이동하여 상기한 바와 같은 과정을 수행한다.
이와 같은 과정을 통해, 극저온 치료기(100)는 각 부위의 온도 상승/하강, 압력 상승/하강 정도로부터 변화 추이를 구하고 예상되는 변화량을 제어 파라미터에 반영함으로써 노즐(41) 온도가 목표 온도에 도달하는 시간과 오차를 줄일 수 있게 한다.
이상에서 본 발명에 의한 바람직한 실시예를 참조하여 본 발명을 설명하였으나 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것이 아님은 물론이다.
100...극저온 치료기
10...제어부
20...냉각제 용기
30...터치패널 LCD
40...핸드피스
41...노즐
42,43...레이저 모듈
44...비접촉 온도 센서

Claims (7)

  1. 실시간 거리 제어 및 온도 제어 기능을 구비하는 극저온 치료기에 있어서,
    극저온 치료기의 전체적인 동작을 제어하는 제어부;
    액체 상태의 냉각제를 수용하고 있다가 기체 상태의 냉각 기체를 배출하는 냉각제 용기;
    터치에 의하여 입력이 가능한 입출력 수단으로서, 조작자가 원하는 치료 모드, 온도 등의 각종 설정을 수행할 수 있는 인터페이스를 제공하고, 관련된 각종 정보를 표시하는 터치패널 LCD;
    호스에 의해 냉각제 용기와 연결되며, 조작자가 손에 쥐고 움직이면서 호스를 통해 냉각제 용기로부터 전달되는 냉각 기체를 치료 부위로 분사하도록 하는 핸드피스
    를 포함하고,
    상기 핸드피스는,
    핸드피스 내부를 통해 호스와 연결되며, 핸드피스의 단부 표면에 형성되어 치료 부위쪽으로 냉각 기체를 토출하는 노즐; 및
    상기 핸드피스의 단부 표면에 배치되어 극저온 치료기가 동작할 때 제어부로부터의 제어 신호에 의해 레이저를 방사하는 2개의 레이저 모듈
    을 포함하고,
    상기 레이저 모듈에서 방사되는 2개의 레이저는 상기 노즐의 중심을 관통하여 연장되는 수평 축을 따라 미리 설정된 거리에서 서로 교차하고,
    상기 제어부는,
    상기 노즐의 온도 정보들과 냉각제 용기의 압력 정보의 과거의 변동 프로파일(profile)을 기반으로 현재의 제어 파라미터를 유지했을 때 현재 입력된 노즐의 온도 정보 및 냉각제 용기의 압력 정보들이 미래 어떻게 변동할 것인지를 나타내는 경향 벡터(trend vector)와 노즐 온도의 변화량을 출력하는 경향 추정기
    를 포함하고,
    상기 제어부는, 노즐의 현재 온도(Tnozzle)와 노즐의 목표 온도(Ttarget)의 차의 절대값이 미리 설정되어 있는 임계치 이하가 아닌 경우 상기 경향 추정기에 의해 경향 벡터(trend vector)와 노즐 온도의 변화량을 출력하고,
    상기 제어부는, 상기 출력된 경향 벡터 및 노즐 온도의 변화량과 노즐의 현재 온도(Tnozzle), 노즐의 목표 온도(Ttarget), 냉각제 용기의 압력 정보(P), 냉각제 용기 온도(Tvessel) 정보 및 외부 온도(Tambient) 정보 중 적어도 어느 하나 또는 이들의 조합에 기초하여 제어 파라미터(KP,KI,KD)를 재계산하고, 재계산된 제어 파라미터가 반영된 전달 함수를 업데이트하여 솔레노이드 밸브 또는 핸드 피스의 토출 밸브의 조작값과 히터의 조작값을 계산하고, 상기 계산된 조작값에 의해 솔레노이드 밸브 또는 토출 밸브와 히터를 조작함으로써 노즐의 온도를 조절하는 것을 특징으로 하는 극저온 치료기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 미리 설정된 거리는, 치료 모드 및 환부의 위치를 포함하는 치료 조건에 따라 설정되는 것을 특징으로 하는 극저온 치료기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 핸드피스의 단부에 설치되어 치료 부위의 온도를 검출하여 제어부로 전달하는 비접촉 온도 센서
    를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 비접촉 온도 센서에 의하여 환부의 온도를 실시간으로 검출하여 미리 설정해 둔 기준 온도 이하로 내려가면 경고음이나 메시지를 발생시키고 분출되는 냉각 기체의 양을 줄일 수 있도록 하는 제어 신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 극저온 치료기.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
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