KR102111103B1

KR102111103B1 - 고강도 집속 초음파 장치 및 이에 이용되는 압전구동장치의 제어방법

Info

Publication number: KR102111103B1
Application number: KR1020180109583A
Authority: KR
Inventors: 유선욱; 홍석기
Original assignee: 주식회사 이루다
Priority date: 2018-09-13
Filing date: 2018-09-13
Publication date: 2020-05-14
Also published as: US20200086145A1; US20220241618A1; KR20200030838A

Abstract

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 기술의 문제점들을 해소하기 위한 발명으로서, 핸드피스의 사이즈를 대폭 축소시켜 소형화가 가능하도록 할 수 있는 압전구동장치를 이용하여 트랜스듀서의 이동 및 치료 위치에 대한 제어를 정밀하고 안정적으로 수행할 수 있도록 하는 고강도 집속 초음파 장치 및 이에 이용되는 압전구동장치의 제어방법을 제공하기 위한 것이다.

Description

고강도 집속 초음파 장치 및 이에 이용되는 압전구동장치의 제어방법{HIGH INTENSITY FOCUSED ULTRASOUND DEVICE AND CONTROL METHOD OF PIEZO-ELECTRIC DRIVING DEVICE USED TO THE SAME}

본 발명은 고강도의 초음파 에너지를 트랜스듀서를 통해 피부 내 특정 영역의 한곳에 집중시켜 그 초점에서 발생하는 고열을 이용해 조직을 응고시키고 그 응고된 조직에 새로운 피부 조직이 재생되도록 함으로써 피부 미용, 노화 방지 등의 효과를 얻도록 하는 고강도 집속 초음파 장치 및 이에 이용되는 압전구동장치의 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 피부의 진피층에 응고 영역을 형성시키고 그 응고 영역에 콜라겐이 생성되어 채워지면서 주름 제거 등의 피부 미용 효과를 얻을 수 있는 시술이 크게 각광을 받고 있는데, 이러한 시술 방식에는 마이크로니들(microneedle) 등을 이용한 침습적인 방식과 초음파 등을 이용한 비침습적인 방식이 대표적이다.

이와 같이 비침습적인 시술을 위하여 초음파가 폭넓게 활용되고 있는데, 통상 HIFU 장비라고 일컬어지는 고강도 집속 초음파(High Intensity Focused Ultrasound:HIFU)를 이용하는 의료기기가 최근 각광받고 있다. 예컨대, 고강도 집속 초음파를 피부 조직 내부에 조사하여 페이스 리프팅(face lifting) 또는 스킨 타이트닝(skin tightening) 등 피부 미용을 위한 시술을 비침습적으로 수행할 수 있다.

일반적으로 널리 쓰이는 피부 미용을 위한 HIFU 장치의 개략적인 구성은 대부분의 경우 공통되는데, 도 1에서는 종래의 HIFU 장치의 핸드피스 구성에 관하여 나타내고 있다.

도 1에 도시된 종래의 HIFU 장치의 핸드피스는 핸드피스 본체(10)와, 상기 핸드피스 본체(10)에 탈착 가능하게 결합하는 소모품인 카트리지(20)를 포함하여 구성된다.

상기 카트리지(20)에는 초음파 에너지를 전달받아 초점 거리에 집속시키는 트랜스듀서(25)가 구비되며, 카트리지(20)가 피부에 접촉한 상태에서 그 접촉된 피부 부위 전체에 고르게 집속 초음파의 조사에 의한 열응고 지점을 형성할 수 있도록 상기 트랜스듀서(25)를 직선 방향으로 이동시키도록 하는 구동장치(11 등)가 별도로 구비되어야 한다.

상기 구동장치는, 도 1에 도시된 바와 같이 리니어모터(11)와 모터구동축(12)을 핸드피스 본체(10)에 구비하고 카트리지(20)에는 상기 모터구동축(12)과 자석(13) 등에 의해 연결되는 연결구동축(21), 상기 연결구동축에 고정되는 고정부(23) 및 트랜스듀서(25)를 상기 고정부(23)에 고정시키는 트랜스듀서 고정부(24)를 포함하도록 구성될 수 있다.

카트리지(20)는 한 번 결합시켜서 영구적으로 사용하는 것이 아니라 트랜스듀서(25)의 시술 횟수 등에 따라 소모되어 새로운 카트리지로 교체할 수 있어야 하므로(또한 카트리지에 구비되는 트랜스듀서의 초점거리가 정해져 있어서 초점거리에 따라 다양한 종류의 카트리지를 교체할 수 있어야 하므로), 카트리지를 교체할 때마다 핸드피스 본체(10)의 모터구동축(12)과 카트리지(20)의 연결구동축(21)은 자석(13)이나 별도의 연결수단에 의해 연결되어야 비로소 리니어모터(11)의 구동력을 연결구동축(21)이 전달받아서 트랜스듀서(25)를 이동시킬 수 있게 되는 것이다.

그런데, 카트리지(20) 내부에는 트랜스듀서(25)의 초음파 조사가 이루어질 수 있도록 하기 위하여 소정의 액체가 충진되어 있어야 하므로, 카트리지(20) 내부의 연결구동축(21) 등의 동력전달수단이 그 내부의 액체와 차단되어 구비될 수 있도록 벨로즈(22)를 별도로 구비하여야 한다.

이와 같이, 종래의 HIFU 장치는 카트리지 내부의 트랜스듀서를 모터가 직접 구동하는 방식이 아니라 핸드피스 본체에 구비된 모터가 카트리지 내부의 트랜스듀서를 간접적으로 구동하는 방식을 채용하는데, 이는 트랜스듀서의 정밀한 제어를 위하여 리니어모터로서 대부분 DC모터나 스텝모터를 사용하기 때문에 그와 같은 모터의 크기가 커서 카트리지 내부에 수용될 경우 카트리지 자체의 크기가 매우 커지고 카트리지의 폐기와 함께 모터 역시 폐기되어야 하므로 현실적으로 카트리지 내부에 모터를 장착하여 직접 구동 방식으로 구성하는 것이 불가능하기 때문이다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래의 HIFU 장치의 구성은, 우선 핸드피스 본체에 구비된 모터가 카트리지의 연결구동축을 간접적으로 구동하는 방식이기 때문에 직접적인 구동에 비해 제어의 정밀도가 떨어지고 안정성이 낮은 문제점이 있었다.

또한, 리니어모터의 특성 상 모터구동축을 전후 방향으로 이동시키기 때문에 리니어모터의 앞쪽 및 뒷쪽에 모터구동축의 이동 공간이 확보되어야 하므로 핸드피스 본체 역시 길이를 길게 하거나 크기를 크게 할 수밖에 없으므로 소형화에 큰 한계가 있는 문제점이 있었다.

또한, 카트리지의 경우 내부에 액체가 충진된 상태에서 수분 증발을 최대한 억제할 필요가 있는데, 상기한 바와 같은 종래의 HIFU 장치의 카트리지의 경우 핸드피스 본체의 모터구동축과 연결되어야 하는 연결구동축 등의 동력전달수단이 구비되어야 하기 때문에 벨로즈 등을 통한 수분 손실이 상당히 많이 발생하므로 별도의 밀봉을 위한 구조나 수단이 추가되어야 하는 문제점이 있었다.

이와 같은 종래의 HIFU 장치에 관한 선행기술문헌으로는, 출원번호 제10-2015-0026533호, 출원번호 제10-2017-0013457호 및 출원번호 제10-2016-0003984호 등이 공개되어 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 고강도 집속 초음파 핸드피스의 카트리지 내에 구비되는 트랜스듀서를 직선방향으로 이동시키는 압전구동장치의 제어방법은, 압전모터에 고주파 신호를 전달함으로써 상기 압전모터가 압전 초음파를 발생시키고, 상기 압전모터에 연결되는 압전구동축이 상기 압전 초음파에 의한 진동을 발생시키는 단계; 상기 트랜스듀서를 구비하는 압전작동부가 상기 압전구동축에 결합되어 상기 압전구동축의 진동에 따라 상기 압전구동축을 따라 이동하는 단계; 및 상기 트랜스듀서가 초음파를 조사하는 위치에 관한 정보를 미리 설정하며, 상기 압전작동부가 상기 압전구동축을 따라 이동하다가 상기 미리 설정된 위치에 도달한 것으로 감지한 경우 상기 압전작동부를 멈추고 상기 트랜스듀서를 통해 초음파를 조사하도록 제어하는 단계를 포함한다.

또한 바람직하게는, 상기 압전작동부를 멈추고 상기 트랜스듀서를 통해 초음파를 조사하도록 제어하는 단계는, 상기 압전작동부의 위치를 감지하는 위치감지센서의 센싱값에 대해 상기 트랜스듀서가 초음파를 조사하는 복수의 위치 각각에서의 센싱값을 미리 저장하며, 상기 압전작동부가 이동함에 따라 상기 위치감지센서가 감지한 센싱값이 미리 저장된 센싱값인 경우 상기 압전모터의 동작을 중지시킴으로써 상기 압전작동부를 멈추고 상기 트랜스듀서에서 초음파가 조사되도록 제어하는 단계를 포함하여, 상기 미리 저장된 복수의 위치 각각에서 상기 트랜스듀서가 초음파를 조사하도록, 상기 진동을 발생시키는 단계, 상기 압전구동축을 따라 이동하는 단계 및 상기 트랜스듀서에서 초음파가 조사되도록 제어하는 단계를 반복하는 것을 특징으로 한다.

또한 바람직하게는, 상기 압전작동부의 단부에 마그네트가 구비되고 상기 카트리지 내부에 복수개의 홀센서가 상기 마그네트의 자기장을 감지하도록 구비되며, 상기 압전작동부를 멈추고 상기 트랜스듀서를 통해 초음파를 조사하도록 제어하는 단계는, 상기 트랜스듀서가 초음파를 조사하는 복수의 위치 각각에서의 상기 홀센서의 센싱값을 미리 저장하며, 상기 압전작동부가 이동함에 따라 상기 홀센서가 감지한 센싱값이 미리 저장된 센싱값인 경우 상기 압전모터의 동작을 중지시킴으로써 상기 압전작동부를 멈추고 상기 트랜스듀서에서 초음파가 조사되도록 제어하는 단계를 포함하여, 상기 미리 저장된 복수의 위치 각각에서 상기 트랜스듀서가 초음파를 조사하도록, 상기 진동을 발생시키는 단계, 상기 압전구동축을 따라 이동하는 단계 및 상기 트랜스듀서에서 초음파가 조사되도록 제어하는 단계를 반복하는 것을 특징으로 한다.

또한 바람직하게는, 상기 미리 설정된 위치들 중 마지막 설정된 위치에서 상기 트랜스듀서가 초음파를 조사한 후 미리 설정된 시간 동안 상기 압전작동부를 이동시키는 단계와, 상기 압전작동부를 반대 방향으로 이동시키는 단계와, 상기 압전작동부가 상기 압전구동축을 따라 반대 방향으로 이동하다가 상기 미리 설정된 위치에 도달한 것으로 감지한 경우 상기 압전작동부를 멈추고 상기 트랜스듀서를 통해 초음파를 조사하도록 제어하는 단계를 포함함으로써, 상기 트랜스듀서를 통해 피시술부위에 초음파의 더블샷을 수행하도록 한 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 고강도 집속 초음파 핸드피스의 카트리지 내에 구비되는 트랜스듀서를 직선방향으로 이동시키는 압전구동장치의 제어방법은, 압전모터에 고주파 신호를 전달함으로써 상기 압전모터가 압전 초음파를 발생시키고, 상기 압전모터에 연결되는 압전구동축이 상기 압전 초음파에 의한 진동을 발생시키는 단계; 상기 트랜스듀서를 구비하는 압전작동부가 상기 압전구동축에 결합되어 상기 압전구동축의 진동에 따라 상기 압전구동축을 따라 이동하는 단계; 및 상기 트랜스듀서가 초음파를 조사하는 위치마다 발광 또는 수광을 하며, 상기 압전작동부가 상기 압전구동축을 따라 이동하다가 상기 발광되는 광을 수광하거나 광을 조사하여 수광시키는 경우 상기 압전작동부를 멈추고 상기 트랜스듀서를 통해 초음파를 조사하도록 제어하는 단계를 포함한다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 고강도 집속 초음파 장치는, 카트리지 내에 구비되는 트랜스듀서를 직선방향으로 이동시키고 치료를 위한 초음파를 조사하도록 제어하는 고강도 집속 초음파 장치로서, 상기 카트리지 내에 구비되며, 고주파 신호에 따라 압전 초음파를 발생시키는 압전모터와, 상기 압전모터에 연결되어 상기 압전 초음파에 의한 진동을 발생시키는 압전구동축과, 상기 트랜스듀서를 구비하며 상기 압전구동축에 결합되어 상기 압전구동축의 진동에 따라 상기 압전구동축을 따라 이동하는 압전작동부를 포함하는 압전구동장치; 상기 압전작동부의 위치를 감지하는 위치감지센서; 상기 압전모터가 압전 초음파가 발생시키도록 하는 고주파 신호를 생성하며 상기 트랜스듀서가 치료를 위한 초음파를 조사하도록 하는 고주파 신호를 생성하는 고주파 발생기; 및 상기 트랜스듀서가 초음파를 조사하는 위치에 관한 정보를 미리 설정하며, 상기 압전작동부가 상기 압전구동축을 따라 이동하다가 상기 위치감지센서의 감지에 따라 상기 미리 설정된 위치에 도달한 것으로 감지한 경우 상기 압전작동부를 멈추고 상기 트랜스듀서를 통해 초음파가 조사되도록 상기 고주파 발생기를 제어하는 제어부를 포함한다.

또한 바람직하게는, 상기 제어부는, 상기 트랜스듀서가 초음파를 조사하는 복수의 위치 각각에서의 상기 위치감지센서의 센싱값을 미리 저장하며, 상기 압전작동부가 이동함에 따라 상기 위치감지센서에서 감지한 센싱값이 상기 미리 저장된 센싱값인 경우 상기 압전모터의 동작을 중지시키고 상기 트랜스듀서에서 초음파가 조사되도록 상기 고주파 발생기를 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한 바람직하게는, 상기 압전작동부의 단부에 마그네트가 구비되고 상기 카트리지 내부의 상기 압전작동부가 이동하는 경로상의 상기 마그네트와 대향되는 위치에 상기 위치감지센서로서 홀센서를 소정 간격으로 복수개 구비하도록 구성되어, 상기 제어부는, 상기 트랜스듀서가 초음파를 조사하는 복수의 위치 각각에서의 상기 홀센서의 센싱값을 미리 저장하며, 상기 압전작동부가 이동함에 따라 상기 홀센서가 감지한 센싱값이 미리 저장된 센싱값인 경우 상기 압전모터의 동작을 중지시킴으로써 상기 압전작동부를 멈추고 상기 트랜스듀서에서 초음파가 조사되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한 바람직하게는, 상기 위치감지센서는 상기 압전구동장치의 일측에 설치되어 상기 압전작동부를 향하여 광을 조사하고 그 반사광을 수신하여 조사광과 수신광의 특성을 비교함으로써 상기 압전작동부의 위치를 감지하는 광센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 고강도 집속 초음파 장치는, 카트리지 내에 구비되는 트랜스듀서를 직선방향으로 이동시키고 치료를 위한 초음파를 조사하도록 제어하는 고강도 집속 초음파 장치로서, 상기 카트리지 내에 구비되며, 고주파 신호에 따라 압전 초음파를 발생시키는 압전모터와, 상기 압전모터에 연결되어 상기 압전 초음파에 의한 진동을 발생시키는 압전구동축과, 상기 트랜스듀서를 구비하며 상기 압전구동축에 결합되어 상기 압전구동축의 진동에 따라 상기 압전구동축을 따라 이동하는 압전작동부를 포함하는 압전구동장치; 상기 압전모터가 압전 초음파가 발생시키도록 하는 고주파 신호를 생성하며 상기 트랜스듀서가 치료를 위한 초음파를 조사하도록 하는 고주파 신호를 생성하는 고주파 발생기; 발광소자 및 수광소자 중 어느 하나를 포함하는 제1광소자와 다른 하나를 포함하는 제2광소자를 이용하여, 상기 압전작동부의 일측에 상기 제1광소자가 구비되고 상기 제1광소자와 대향되는 위치에 복수의 제2광소자에 의한 광소자어레이를 구비하여 상기 압전작동부가 상기 압전구동축을 따라 이동하다가 상기 제1광소자와 상기 제2광소자 사이에 수광이 이루어지도록 구성되는 광소자어레이장치; 및 상기 압전작동부가 상기 압전 초음파에 따른 진동에 의해 이동하도록 하고 상기 트랜스듀서를 통해 초음파가 조사되도록 상기 고주파 발생기를 제어하며, 상기 광소자어레이장치에 의해 상기 수광이 이루어지는 경우 상기 압전작동부를 멈추고 상기 트랜스듀서를 통해 초음파를 조사하도록 하는 제어부를 포함한다.

한편, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 고강도 집속 초음파 장치는, 카트리지 내에 구비되는 트랜스듀서를 직선방향으로 이동시키고 치료를 위한 초음파를 조사하도록 제어하는 고강도 집속 초음파 장치로서, 상기 카트리지 내에 구비되며, 고주파 신호에 따라 압전 초음파를 발생시키는 압전모터와, 상기 압전모터에 연결되어 상기 압전 초음파에 의한 진동을 발생시키는 압전구동축과, 상기 트랜스듀서를 구비하며 상기 압전구동축에 결합되어 상기 압전구동축의 진동에 따라 상기 압전구동축을 따라 이동하는 압전작동부를 포함하는 압전구동장치; 상기 압전모터가 압전 초음파가 발생시키도록 하는 고주파 신호를 생성하며 상기 트랜스듀서가 치료를 위한 초음파를 조사하도록 하는 고주파 신호를 생성하는 고주파 발생기; 상기 압전작동부의 일측에 구비되는 수광센서; 상기 압전작동부의 이동 경로를 따라 구비되는 센서하우징과, 상기 센서하우징 내에 구비되는 광원부와, 상기 트랜스듀서가 초음파를 조사하는 위치에 대응되는 상기 센서하우징의 위치마다 형성되는 슬릿을 포함하여 상기 각각의 슬릿마다 상기 광원부의 광이 투과되도록 구성되는 광슬릿장치; 및 상기 압전작동부가 상기 압전 초음파에 따른 진동에 의해 이동하도록 하고 상기 트랜스듀서를 통해 초음파가 조사되도록 상기 고주파 발생기를 제어하며, 상기 광슬릿장치의 상기 슬릿을 통해 투과되는 광을 상기 수광센서가 수광한 경우 상기 압전작동부를 멈추고 상기 트랜스듀서를 통해 초음파를 조사하도록 하는 제어부를 포함한다.

본 발명에 따른 고강도 집속 초음파 장치 및 이에 이용되는 압전구동장치의 제어방법은, 상기한 바와 같은 종래의 기술의 문제점들을 해소하기 위한 발명으로서, 핸드피스의 사이즈를 대폭 축소시켜 소형화가 가능하도록 할 수 있는 압전구동장치를 이용하여 트랜스듀서의 이동 및 치료 위치에 대한 제어를 정밀하고 안정적으로 수행할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 HIFU 장치의 핸드피스의 구성에 대해 나타낸 도면이다.
도 2의 (a) 및 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 고강도 집속 초음파 장치의 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 고강도 집속 초음파 장치의 내부 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 고강도 집속 초음파 장치의 카트리지를 좀 더 확대하여 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 고강도 집속 초음파 장치에 이용되는 압전구동장치의 사시도를 나타낸 도면이다.
도 6은 도 5에 도시된 압전구동장치의 분해사시도를 나타낸 도면이다.
도 7은 도 6에 도시된 압전작동부의 분해사시도를 각각 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 고강도 집속 초음파 장치의 동작에 관하여 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 고강도 집속 초음파 장치에 이용되는 압전구동장치에서 압전작동부 및 트랜스듀서에 대한 제어방법의 일 예에 관하여 설명하기 위한 도면이다.
도 10 내지 도 12는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 고강도 집속 초음파 장치에 이용되는 압전구동장치에서 압전작동부 및 트랜스듀서에 대한 제어방법의 일 예에 관하여 설명하기 위한 도면들이다.

본 발명에 따른 고강도 집속 초음파 장치 및 이에 이용되는 압전구동장치의 제어방법에 대한 구체적인 내용을 도면을 참조하여 설명하도록 한다.

먼저, 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 고강도 집속 초음파(High Intensity Focused Ultrasound) 장치(이하 "HIFU 장치"라 한다)에 관하여 설명한다. 도 2의 (a) 및 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 HIFU 장치의 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 HIFU 장치의 내부 구성을 나타낸 도면이다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 HIFU 장치는 핸드피스 본체(100), 카트리지(200) 및 상기 카트리지(200) 내부에 구비되는 압전구동장치(300)를 포함하여 구성된다.

도 2의 (a)에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 HIFU 장치에서 핸드피스 본체(100)에 카트리지(200)가 결합된 상태를 나타내고, 도 2의 (b)에서는 상기 HIFU 장치의 핸드피스 본체(100)와 카트리지(200)가 분리된 상태를 나타낸다.

상기 HIFU 장치는 별도의 본체(미도시)와 유선으로 연결되도록 구성될 수도 있고 별도의 본체 없이 무선으로 동작하도록 구성될 수도 있다.

도 2에서 도면번호 212는 카트리지(200)의 피시술자의 피부에 접촉되는 부분인 밀착헤드를 나타내고, 도면번호 210은 카트리지 몸체를, 도면번호 211은 핸드피스 결합부를, 그리고 도면번호 102는 카트리지 결합부를 각각 나타낸다.

도 2의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이 카트리지(200)의 카트리지 몸체(210)에 구비되는 핸드피스 결합부(211)가 핸드피스 본체(100)의 전방에 구비되는 카트리지 결합부(102)에 결합됨으로써 카트리지(200)에 구비되는 PCB와 핸드피스 본체(100)에 구비되는 제어부가 전기적으로 연결되어 핸드피스 본체(100)에 구비되는 상기 제어부의 제어에 따라 카트리지(200) 내부의 트랜스듀서가 이동하고 초음파를 조사할 수 있게 된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 고강도 집속 초음파 핸드피스 장치는 카트리지(200)와 핸드피스 본체(100)가 전기적인 접속이 이루어지는 것 외에는 서로 연결되는 부분이 없다. 즉 종래의 HIFU 장치와 같이 구동장치의 축이 서로 연결되는 등의 동력 연결 구성이 존재하지 않는다.

도 3에 도시된 바와 같이, 핸드피스 본체(100)는 그 내부에 고주파 발생기(120)와 상기 고주파 발생기(120)의 고주파 신호 발생을 제어하는 제어부(110)를 구비한다.

본 발명에 따른 HIFU 장치에서는 핸드피스 본체(100) 내부에 리니어모터나 모터구동축과 같은 구성요소를 구비하지 않으므로 핸드피스 본체(100)의 내부에 상당한 공간적 여유를 확보할 수 있으므로, 종래의 HIFU 장치의 핸드피스에는 구비되기 어려웠던(그래서 본체에 구비될 수밖에 없었던) 고주파 발생기(120)와 그 고주파 발생기를 제어하기 위한 제어부(110)를 핸드피스 본체(100) 내부에 설치할 수 있다는 점에서 본체의 크기를 대폭 축소시키거나 아예 없앨 수도 있고, 그렇게 하면서도 핸드피스의 크기를 오히려 더욱 소형화할 수 있다는 점에서 큰 특장점이 있다.

한편, 도 4를 참조하여 상기한 카트리지와 압전구동장치에 관한 좀 더 구체적인 구성에 대해 설명한다. 도 4는 도 3에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 HIFU 장치의 카트리지를 좀 더 확대하여 나타내고 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 HIFU 장치의 카트리지(200)는 내부에 초음파 발생을 위한 유체(W)가 충진되는 카트리지 몸체(320)와, 상기 카트리지 몸체(210)의 일측에 피시술자의 피부에 밀착되는 밀착헤드(212)를 구비하며, 상기 카트리지 몸체(210) 외부에 PCB부(220)를 구비하도록 구성될 수 있다.

상기 카트리지 몸체(210)의 내부에는 트랜스듀서(380) 및 상기 트랜스듀서(380)가 이동하도록 구동시키는 구동수단으로서 압전구동장치(300)가 구비되며, 상기 압전구동장치(300) 및 트랜스듀서(380)는 카트리지 몸체(210) 내부에 충진되는 유체(W) 속에 구비된다.

상기 카트리지 몸체(210)는 그 내부의 유체(W)가 증발 등으로 유실되지 않도록 내부를 실질적으로 완전히 밀폐시키도록 구성된다. 따라서 종래의 HIFU 장치의 카트리지가 핸드피스 본체에 구비되는 모터와 연결되는 동력 연결 구성을 가짐에 따라 내부의 유체의 유실이 발생하기 쉬운 구성임에 반하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 HIFU 장치의 카트리지는 카트리지 몸체(210)의 내부를 실질적으로 완전히 밀폐시킴으로써 그 내부의 유체의 유실이 실질적으로 발생하지 않거나 거의 발생하지 않도록 할 수 있는 특장점이 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 압전구동장치는, 도 4에 도시된 바와 같이 카트리지 몸체(210) 내부에서 유체(W) 속에 잠긴 상태에서 동작할 수 있도록 압전모터(Piezo-Electric Motor)를 구동부로써 이용한다.

압전모터는 크기를 초소형으로 제작할 수 있으면서도 구동전력이 종래의 리니어모터나 DC모터에 비해 훨씬 낮은 장점이 있다.

이러한 압전모터 자체는 종래에도 이용되고 있는 장치인데, 본 출원인은 상기한 바와 같은 압전모터를 HIFU 장치에 적용하여 HIFU 장치에 적합한 성능을 발휘할 수 있도록 압전모터를 이용한 압전구동장치를 개발하였으며, 본 발명은 카트리지의 몸체 내부의 유체 속에 구비되도록 하면서도 압전모터의 구동력에 따른 동작으로 트랜스듀서의 이동을 정밀하게 제어할 수 있도록 하는 압전구동장치를 제공한다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 압전구동장치(300)는, 카트리지 몸체(210) 내의 일측에 고정되는 구동프레임(310)과, 상기 구동프레임(310)에 결합되어 상기 고주파 발생기(120)의 고주파 신호에 따라 발생되는 압전 초음파에 의하여 구동력을 발생시키는 압전구동부(330)와, 트랜스듀서(380)가 결합되며 상기 압전구동부(330)에서 발생되는 구동력에 의하여 이동함으로써 상기 트랜스듀서(380)가 이동할 수 있도록 하는 압전작동부(350)를 포함하도록 구성될 수 있다.

상기 압전작동부(350)는 트랜스듀서(380)를 결합한 상태로 압전구동부(330)의 압전구동축(341)의 진동에 의하여 상기 압전구동축(341)을 따라서 이동하도록 구성된다.

상기한 압전구동장치(300)의 구체적인 구성에 대해서는 후술하도록 한다.

한편, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 HIFU 장치의 압전구동장치(300)는 카트리지 몸체(210) 내부의 유체(W) 속에서 구동을 하며 상기 카트리지 몸체(210)는 내부의 유체(W)가 유실되지 않도록 실질적으로 밀폐를 하도록 구성된다.

그리고 상기 카트리지 몸체(210)의 외부 상부 쪽에는, 도 4에 도시된 바와 같이 PCB부(220)가 구비되고 상기 PCB부(220)의 노출된 단부에는 핸드피스 본체(100)와의 결합시에 핸드피스 본체(100)에 구비되는 접속부(112)에 결합되어 전기적 연결이 이루어지도록 하는 연결부(224)가 구비된다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 압전구동장치(300)는 카트리지 몸체(210) 내부에 고정되고 상기 카트리지 몸체(210) 외부에 상기 압전구동장치(300)와 인접하여 구비되는 PCB부(220)는 상기 압전구동장치(300)와 전기선 등에 의해 전기적으로 연결되는데 이때 상기 전기선은 실링 처리되어 카트리지 몸체(210) 내부의 밀폐가 유지될 수 있도록 함이 바람직하다.

상기 압전구동장치(300)에는 압전구동부(330)와 트랜스듀서(380)가 각각 PCB부(220)와 실링된 전기선에 의해 전기적으로 연결되어, 카트리지(200)가 핸드피스 본체(100)에 결합되어 연결부(224)가 접속부(112)에 연결됨에 따라 핸드피스 본체(100) 내부의 제어부(110)와 연결되고, 상기 제어부(110)는 고주파 발생기(120)를 제어하여 트랜스듀서(380)에 의해 조사되는 고강도 집속 초음파를 발생시키기 위한 고주파 신호와 압전구동부(330)의 구동력인 초음파 진동을 발생시키기 위한 고주파 신호를 각각 PCB부(220)로 전송하고, PCB부(220)는 각각의 신호를 각각의 전기선을 통해 트랜스듀서(380)와 압전구동부(330)에 전달하도록 구성될 수 있다.

상기한 바와 같이 제어부(110)의 제어에 따라 고주파 발생기(120)에서 각각 발생되는 고주파 신호가 트랜스듀서(380) 및 압전구동부(330)로 전달됨에 따라, 트랜스듀서(380)는 고강도 집속 초음파를 내부의 압전세라믹의 초점거리에 따라 조사하여 피시술자의 피부 내 특정 위치에 초음파 에너지를 전달하게 되고, 또한 압전구동부(330)는 상기 고주파 신호에 따라 초음파 진동을 발생시켜서 상기한 압전작동자(350)를 이동시킴으로써 상기 트랜스듀서(380)를 이동시키게 된다.

이때, 카트리지(200)의 밀착헤드(212)의 하단은 개구되어 있고 그 개구된 부분을 특정 재질의 필름(214)이 밀봉하고 있으며, 피시술자의 피부에 초음파 시술을 할 때 상기 필름(214) 부분은 피부에 밀착시킨 상태에서 트랜스듀서(380)를 통해 조사되는 초음파 에너지는 상기 필름(214)을 관통하여 피부 내 초점거리 상의 조직에 전달이 된다.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이 압전구동장치(300)의 압전작동부(350)의 단부에는 마그네트(355)가 고정되어 있고, 이와 대향되는 위치에는 PCB부(220) 상에 구비되는 홀센서(222)와 같은 자기장 감지 센서가 소정 간격으로 복수개가 배치되어, 압전구동부(330)의 구동력에 따라 압전작동부(350)가 트랜스듀서(380)를 이동시킴에 따라 마그네트(355)가 이동하고 이때 PCB부(220) 상의 홀센서(222) 각각의 마그네트(355)의 자기장을 감지함으로써 압전작동부(350)의 이동, 즉 트랜스듀서(380)의 이동을 감지 및 추적할 수 있게 된다(각 홀센서(222)가 감지한 신호는 제어부(110)로 전달되고 상기 제어부(110)에 의해 트랜스듀서(380)의 이동 감지 및 추적에 대한 정보를 얻고 이를 토대로 고주파 신호 발생 등의 제어를 할 수 있게 된다).

한편, 도 5 내지 도 7을 참조하여 상기한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 압전구동장치(300)의 구체적인 구성에 대해 설명한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 압전구동장치(300)의 사시도를, 도 6은 도 5에 도시된 압전구동장치의 분해사시도를, 그리고 도 7은 도 6에 도시된 압전작동부의 분해사시도를 각각 나타내고 있다.

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 압전구동장치(300)는 구동프레임(310)과, 압전구동부(330) 및 압전작동부(350)를 포함하여 구성된다.

상기 구동프레임(310)은 프레임 본체(311)와, 상기 프레임 본체(311)의 일측에 구비되는 구동부 결합지지부(313)와, 상기 프레임 본체(311)의 타측에 구비되는 동작지지부(314)를 구비하며, 일단이 상기 구동부 결합지지부(313)에 고정되고 타단이 상기 동작지지부(314)에 고정되는 제1 가이드축(321) 및 제2 가이드축(322)이 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 구비됨이 바람직하다.

상기 구동부 결합지지부(313)에는 몸체결합홈(313a)과 고정홈(313b)이 각각 도 6에 도시된 바와 같이 구비됨이 바람직하며, 상기 몸체결합홈(313a)에 압전구동부(330)가 1차적으로 결합이 되면서 상기 고정홈(313b)에 대해서도 2차적으로 결합이 이루어져서 압전구동부(330)가 상기 구동부 결합지지부(313)에 견고하게 결합이 되도록 할 수 있다.

한편, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 압전구동부(330)는 핸드피스 본체에 구비되는 고주파 발생기(120, 도 3 참조)의 고주파 신호에 따라 압전 초음파를 발생시키는 압전모터(미도시)와, 상기 압전모터를 내장하며 상기 구동부 결합지지부(313)에 결합하도록 구성되는 구동부결합몸체(331)를 구비하는데, 도 5 및 도 6에서는 상기 구동부결합몸체(331) 내부에 압전모터가 구비되어 있어서 이에 대해서는 도시되지는 않았다.

압전구동부(330)가 구동부 결합지지부(313)에 결합된 상태에서 상기 압전구동부(330)의 압전모터가 초음파 진동을 발생시킴에 따라 구동프레임(310) 전체로 진동이 전달되는데, 이때 상기 구동부 결합지지부(313)의 일측에 도 6에 도시된 바와 같이 사이공간부(A)를 형성함으로써 구동프레임(310) 전체의 진동을 어느 정도 감쇠시키도록 할 수 있으며, 상기 사이공간부(A)에 진동흡수 재질의 부재를 구비시킴으로써 구동프레임(310)에 전달되는 진동이 어느 정도 흡수되도록 하는 것도 가능하다.

구동부결합몸체(331) 내부의 압전모터에는 일단이 연결되어 상기 압전모터의 압전 초음파에 의한 진동을 발생시키며 상기 구동부결합몸체부(331)가 상기 구동부 결합지지부(313)에 결합됨에 따라 타단이 상기 동작지지부(314)에 고정되는 압전구동축(341)이 구비되는 것이 바람직하다.

상기한 구동부결합몸체(331)의 일측에는 몸체결합부(332) 및 슬라이드핏 결합부(333)가 각각 구비되어, 상기 몸체결합부(332)는 구동부 결합지지부(313)의 몸체결합홈(313a)에 끼워맞춤되어 결합될 수 있고, 이와 동시에 상기 슬라이드핏 결합부(333)는 고정홈(313b)에 슬라이드 핏 방식으로 견고하게 결합될 수 있다.

한편, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 압전작동부(350)가 압전구동축(341)에 결합되어 상기 압전구동축(341)의 진동에 따라 압전구동축(341)을 따라 이동할 수 있도록 함으로써 상기 압전작동부(350)에 결합된 트랜스듀서(380)가 이동할 수 있도록 구성된다.

상기 압전작동부(350)는, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 작동몸체부(352)와, 상기 작동몸체부(352)에 구비되어 트랜스듀서(380)가 결합되도록 하는 트랜스듀서 결합부(351)와, 상기 작동몸체부(352)에 형성되는 코어수용부(353)에 구비되며 상기 압전구동축(341)을 감싸도록 구성되어 상기 압전구동축(341)과의 사이에서 진동에 따라 상기 압전구동축(341)을 따라 이동하도록 구성되는 구동코어부(360)를 포함하도록 구성됨이 바람직하다.

상기 작동몸체부(352)의 일측 단부에는 상기한 트랜스듀서 결합부(351)가 구비되어 상기 트랜스듀서(380)를 수용하도록 하며, 타측 단부에는 칼럼부(354)가 구비되어 앞서 설명한 바 있는 마그네트(355)를 수용하도록 구성될 수 있다.

상기 압전작동부의 코어수용부(353)에 구비되는 구동코어부(360)는, 작동몸체부(352)의 코어수용부(353)의 일측에 구비되며 압전구동축(341)에 대응되는 홈(h1)을 갖는 제1 구동코어(361)와, 코어수용부(353)의 타측에 상기 제1 구동코어(361)와 대응되도록 구비되며 상기 압전구동축(341)에 대응되는 홈(h2)을 갖는 제2 구동코어(362)와, 상기 제1 구동코어(361) 및 제2 구동코어(362) 각각의 홈(h1 및 h2)이 홀(H)을 형성하면서 상기 홀(H)에 상기 압전구동축(341)이 끼워진 상태가 되며 상기 제1 구동코어(361) 및 제2 구동코어(362)의 홀(H)에 상기 압전구동축(341)이 끼워진 상태를 탄성지지하는 탄성지지링(363)을 포함하도록 구성됨이 바람직하다.

상기 제1 구동코어(361) 및 제2 구동코어(362)는 특수한 재질의 금속으로써 제조될 수 있으며 상기 제1 구동코어(361) 및 제2 구동코어(362) 각각의 홈(h1 및 h2)이 형성하는 홀(H)에 압전구동축(341)이 억지끼움으로 끼워진 상태가 아니라 미세하게 간극을 이루도록 상기 압전구동축(341)이 홀(H)을 관통하여 구성되는 것이 바람직하다.

홀(H)과 압전구동축(341) 사이에 미세한 간극이 존재함으로써 상기 압전구동축(341)에서 발생되는 초음파 진동이 구동코어부(360)에 전달되어 상기 압전작동부(350)가 그 진동에 의하여 이동을 할 수 있게 된다.

이때 압전작동부(350)의 이동은 제어부(110, 도 3 참조)에 의해서 고주파 발생기(120)에서 발생되는 고주파 신호의 주파수와 펄스가 제어됨으로써 조절될 수 있다.

제어부는 시술자의 장치에 대한 조작이나 트랜스듀서의 위치 감지 등에 따라서 주파수 등을 적절히 제어함으로써 트랜스듀서(380)가 적절한 속도로 이동하도록 할 수 있다.

도 7에 도시된 바와 같이, 상기 제1 구동코어(361)에는 제1 지지홈(sh1)이 형성되고 상기 제2 구동코어(362)에는 제2 지지홈(sh2)이 각각 형성되어, 상기 제1 구동코어(361) 및 제2 구동코어(362)가 홀(H)을 형성하도록 맞닿은 상태에서 상기 제1 지지홈(sh1) 및 제2 지지홈(sh2)에 상기한 탄정지지링(363)이 구비되어 상기 제1 구동코어(361) 및 제2 구동코어(362)가 서로 맞닿은 상태를 탄성지지하도록 한다.

이와 같이 상기 탄성지지링(363)에 의해 제1 구동코어(361) 및 제2 구동코어(362)의 탄성지지가 이루어지도록 함으로써 압전구동축(341)의 진동이 상기 제1 구동코어(361) 및 제2 구동코어(362)에 전달되어 압전작동부(350)가 이동하기 용이하도록 한다.

또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 압전작동부(350)의 작동몸체부(352)의 코어수용부(353)에 상기한 구동코어부(360)가 수용된 상태를 지지하도록 코어지지커버(356)가 마련되어, 상기 코어지지커버(356)가 상기 구동코어부(360)가 코어수용부(353)에 수용된 상태에서 작동몸체부(352)에 결합됨으로써 상기 구동코어부(360)의 수용 상태를 지지하도록 구성할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 압전구동장치는, 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이 압전작동부(350)의 작동몸체부(352) 일측에 제1 슬라이드홈(371)과 타측에 제2 슬라이드홈(372)을 구비하여, 상기 제1 슬라이드홈(371)은 제1 가이드축(321)에 끼워지고 제2 슬라이드홈(372)은 제2 가이드축(322)에 끼워지도록 함으로써 상기 압전작동부(350)가 압전구동축(341) 및 구동코어부(360)에 의해 이동할 때 상기 제1 슬라이드홈(371)에 끼워진 제1 가이드축(321)과 상기 제2 슬라이드홈(372)에 끼워진 제2 가이드축(322)에 의해 각각 가이드되어 안정적인 이동이 이루어지도록 할 수 있다.

상기 제1 슬라이드홈(371) 및 제2 슬라이드홈(372) 대신 상기 제1 가이드축(321)과 제2 가이드축(322)이 각각 구멍에 끼워진 상태로 상기 압전작동부(350)가 이동할 경우, 각 가이드축(321, 322)과 구멍 사이의 마찰로 말미암아 압전작동부(350)의 이동이 효과적으로 이루어지지 않는 문제점이 있으므로, 본 발명의 일 실시예에 따른 압전구동장치의 압전작동부(350)의 제1 슬라이드홈(371) 및 제2 슬라이드홈(372)은 각각 일측이 개구되어 실질적으로 "ㄷ" 형상으로 형성되어 그 홈에 각각의 가이드축(321, 322)이 끼워지므로 마찰 없이 부드럽고 안정적으로 압전작동부(350)의 이동을 가이드할 수 있는 특징이 있다.

상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 압전구동장치 및 이를 이용한 고강도 집속 초음파 핸드피스 장치의 동작에 관하여 도 8을 참조하여 설명한다.

카트리지(200) 내에 구비되는 압전구동장치(300)에 결합된 트랜스듀서(380)는 HIFU 장치의 핵심적인 구성요소인데, 트랜스듀서(380)에 내장되는 압전세라믹의 곡률, 설치된 위치 등에 따라 초음파의 초점거리가 달라지고 초음파에 의한 피부 조직 내 치료의 깊이(치료 부위 내지는 위치)도 달라지게 된다.

트랜스듀서(380) 내에 압전세라믹을 설치하면 그 초점거리가 정해지고 그에 따라 치료의 깊이도 정해지므로, 피부 내의 SMAS층을 치료부위로 할지, 근육층을 치료부위로 할지, 진피층을 치료부위로 할지 등에 따라 각각 압전세라믹의 종류(압전세라믹의 곡률의 결정)와 설치 위치를 결정하여 구비되는 각각의 치료부위에 적합한 트랜스듀서를 장착하는 카트리지를 각각 별개로 구비하여, 치료부위에 따라 그에 맞는 카트리지를 핸드피스 본체에 장착하여 사용할 수 있다.

이때, PCB부(220)에 구비되는 메모리부(미도시)에는 트랜스듀서의 초점거리 또는 치료의 깊이에 대한 정보(압전세라믹의 트랜스듀서 내 설치 위치에 따라 이미 정해진 정보)를 저장하며, 트랜스듀서를 통해 조사되는 초음파의 발생을 위한 고주파 신호의 주파수 정보 및 압전모터의 구동을 위한 고주파 신호의 주파수 정보도 상기 메모리부에 미리 저장될 수 있다.

따라서, 카트리지(200)를 핸드피스 본체(100)에 결합하면 연결부(224)가 접속부(112)에 결합하면서 전기적으로 연결되어 카트리지(200)의 PCB부(220)의 메모리부에 저장된 상기한 바와 같은 정보가 핸드피스 본체(100)의 제어부(110)로 전달되어 상기 제어부(110)는 그 전달받은 정보에 따라 고주파 발생기(120)에서 발생되는 신호를 제어함으로써 트랜스듀서(380) 및 압전모터의 초음파 발생을 제어하게 된다.

카트리지(200)의 밀착헤드를 피부에 밀착시킨 상태에서, 제어부(110)의 제어에 따라 트랜스듀서(380)에 고주파 신호를 전달하여 초음파 에너지가 발생되어 미리 정해진 깊이에 열응고 지점을 형성하면, 제어부(110)는 압전구동부(330)에 전달되는 고주파 신호를 제어하여 압전작동부(350)를 이동시킴으로써 트랜스듀서(380)를 이동시켜 다음 위치에 동일한 방식으로 열응고 지점을 형성한다.

이와 같은 방식으로 소정의 간격으로 피부 조직 내의 치료 부위에 복수개의 열응고 지점(CA)을 생성함으로써 시술은 완료된다. 시술 후 피부 조직의 자가 치유 과정에서 열응고 지점에 콜라겐이 생성되거나 타이트닝이 이루어짐으로써 피부 리프팅 효과를 얻을 수 있게 되는 것이다.

그런데, 도 8에 도시된 바와 같이 트랜스듀서(380)에 의해 초음파가 조사되어 피부 부위에 열응고 지점(CA)을 일정한 간격(a)으로 형성시킬 필요가 있으며, 이를 위하여 제어부(110)는 고주파 발생기(120)에서 발생되는 고주파 신호를 제어하여 압전작동부(350)를 a간격만큼 이동시킨 후 멈추게 하고 트랜스듀서(380)를 통해 고강고 집속 초음파를 피부 부위 내 초점거리에 조사하여 열응고 지점을 형성시키도록 한 후 다시 압전작동부(350)를 a간격만큼 이동시키는 것을 반복적으로 진행함으로써 도 8에 도시된 바와 같은 a간격을 이루는 다수의 열응고 지점(CA)을 형성시킬 수 있다.

이하에서는 도 9 내지 도 12를 참조하여 상기한 바와 같은 일정 간격을 이루는 다수의 열응고 지점을 형성시키기 위하여 압전구동장치의 압전모터를 통해 압전작동부의 이동을 정확하게 제어하는 제어방법에 관하여 설명한다.

도 9 내지 도 12는 상기한 바와 같은 압전구동장치의 제어방법에 관한 다양한 실시예를 나타내고 있으며, 압전구동장치에서 압전작동부의 이동에 대한 제어를 설명하기 위하여 구성을 단순화하여 나타내고 있다.

먼저, 도 9를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 HIFU 장치 및 이에 이용되는 압전구동장치의 제어방법을 설명한다.

도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 HIFU 장치의 압전구동장치는 제어부(110)의 제어에 따라 압전모터(330)가 압전 초음파를 발생시켜 이에 따라 압전구동축(341)을 진동시키고 그 진동에 따라 압전작동부(350)가 상기 압전구동축(341)을 따라 화살표 방향으로 이동을 하도록 구성된다. 상기 압전작동부(350)의 단부에는 트랜스듀서(380)가 구비된다.

압전작동부(350)는 출발위치(Ps)에서 이동하여 P1 위치에서 멈추고 그 위치에서 트랜스듀서(380)를 통해 초음파를 피부에 조사하여 열응고 지점을 형성시킨 후 다시 이동하여 P2 위치에서 멈추어서 트랜스듀서(380)를 통해 초음파를 조사하여 열응고 지점을 형성시키는 방식으로 P1 ~ P8의 각 위치에서 트랜스듀서(380)를 통해 초음파를 조사하면서 각각의 간격 d만큼 이동과 멈춤을 반복하여 도착위치(Pe)까지 이동하게 된다. 각각의 위치의 간격을 실질적으로 d 간격을 유지하는 것이 필요하다.

이러한 압전작동부(350)의 d간격만큼씩의 이동은 제어부(110)가 압전모터(330)로 전송하는 고주파 신호의 주파수 및 펄스의 제어에 의해 가능하다.

즉, 압전작동부(350)의 이동을 위하여 압전모터(330)에 전달하는 고주파 신호의 주파수를 일정하게 하고 압전작동부(350)가 d간격을 이동하는데 필요한 펄스수를 미리 설정하여, 제어부(110)가 압전모터(330)에 상기 미리 설정된 펄스를 가하면 압전작동부(350)가 d간격만큼 이동하여 멈추고 이때 트랜스듀서(380)에 초음파 조사를 위한 고주파 신호를 전달하여 피부 부위에 열응고 지점이 형성되도록 한다. 이를 반복함에 따라 압전작동부(350)는 이동하면서 P1 ~ P8 위치 각각에서 이동을 멈추고 트랜스듀서(380)를 통해 초음파를 조사할 수 있다.

예컨대, 압전작동부(350)가 d간격씩 이동하는데 50kHz의 주파수에서 120pulse가 적용된다면, 제어부(110)는 압전모터(330)에 50kHz의 120pulse 신호를 전달한 후 트랜스듀서(380)에 고주파 신호를 전달하여 초음파 조사가 이루어지게 할 수 있고 이를 반복함으로써 P1 ~ P8 위치마다 일정한 간격의 열응고 지점을 피부 부위에 형성할 수 있게 되는 것이다. 여기서 도 9에서는 P1 ~ P8의 8군데 위치에서 트랜스듀서가 초음파를 조사하는 것으로 예시를 하였으나 이에 한정되지 않고 몇 군데의 위치에서 초음파를 조사하게 할 것인지는 설정할 수 있는 부분이다.

그런데, 압전구동축(341)의 일단에 압전모터(330)가 연결되어 있기 때문에 동일한 펄스를 가했을 때 압전작동부(350)가 항상 d간격만큼씩 이동하는 것은 아니다.

예컨대, 압전작동부(350)가 Ps위치에서 P1위치로 이동할 때는 120pulse 신호에 따라 정확하게 이동하였다가도 P3위치에서 P4위치로 이동할 때는 120pulse 신호에 따라 d간격만큼 이동하지 않아 P4 위치에 정확하게 압전작동부(350)가 멈추지 못하게 될 수 있고 이는 뒤로 갈수록 더욱 심해질 수 있다.

따라서, Ps -> P1 -> P2 ...P8 -> Pe 위치로 각각 이동할 때 얼마만큼의 펄스가 필요한지 미리 측정하여 각각의 위치 이동시마다 해당 간격에 대해 미리 측정한 펄스 신호를 가하여 압전작동부(350)가 실질적으로 d간격만큼 정확하게 이동할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

한편, 도 10을 참조하여 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 HIFU 장치 및 이에 이용되는 압전구동장치의 제어방법에 관하여 설명한다.

앞서 도 9에 도시된 실시예에서는 압전모터로 전달되는 고주파 신호의 주파수와 펄스 제어로 압전작동부의 이동을 제어하는 방법에 관한 것으로서 정밀한 제어가 쉽지 않은 문제점에 대해서도 설명하였었다.

도 10에 도시된 실시예는 상기 도 9에서 설명한 실시예의 문제점을 해소하고 더욱 정확하고 안정적인 압전작동부의 이동에 대한 제어방법을 제공한다.

즉, 도 10에 도시된 실시예에서는 압전구동장치에 위치감지센서를 구비하여 압전작동부의 이동에 따른 위치를 상기 위치감지센서가 감지하고 그 감지된 센싱값에 기초하여 정확한 위치(P1 ~ P8)에서 압전작동부가 이동을 멈추고 초음파를 조사할 수 있도록 제어하는 방법을 제공한다.

도 10에서 출발위치(Ps)부터 도착위치(Pe) 사이에 트랜스듀서(380)가 초음파를 조사하는 위치인 P1 ~ P8 위치에 관한 사항은 도 9를 통해 이미 설명한 바와 동일하므로 이에 대한 설명은 생략하도록 한다.

본 실시예에 따른 압전구동장치의 제어방법은, 제어부(110)가 압전모터(330)에 고주파 신호를 전달함으로써 압전모터(330)가 압전 초음파를 발생시키고, 압전모터(330)에 연결되는 압전구동축(341)이 상기한 압전 초음파에 의한 진동을 발생시키고, 압전작동부(350)가 압전구동축(341)에 결합되어 압전구동축(341)의 진동에 따라 압전구동축(341)을 따라 이동하며, 제어부(110)가 트랜스듀서(380)가 초음파를 조사하는 위치(P1 ~ P8 위치)에 관한 정보를 미리 설정하며, 압전작동부(350)가 압전구동축(341)을 따라 이동하다가 미리 설정된 위치(P1 ~ P8)에 도달한 것으로 감지한 경우 해당 위치에서 압전작동부(350)를 멈추고 트랜스듀서(380)를 통해 초음파를 조사하도록 제어하는 프로세스를 진행하며, 이와 같은 압전작동부의 이동 및 멈춤(동시에 트랜스듀서를 통한 초음파 조사)은 미리 설정된 P1 위치에서부터 P8 위치까지 반복하게 된다.

여기서, 상기한 압전작동부를 멈추고 트랜스듀서를 통해 초음파를 조사하도록 제어하는 것은, 압전작동부(350)의 위치를 감지하는 위치감지센서의 센싱값에 대해 P1 ~ P8 위치 각각에서의 위치감지센서의 센싱값을 제어부(110)가 미리 설정 또는 저장해 놓고, 압전작동부(350)가 압전구동축(341)을 따라 이동함에 따라 위치감지센서가 감지한 센싱값이 상기 미리 저장된 센싱값에 해당하는 경우, 제어부(110)가 압전모터(330)의 동작을 중지시킴으로써 압전작동부(350)를 멈추고 트랜스듀서(380)에서 초음파가 조사되도록 제어하는 것이며, 미리 저장된 복수의 위치(P1 ~ P8) 각각에에서 상기한 바와 같은 프로세스를 반복 진행한다.

좀 더 구체적으로, 도 10의 (a)에 도시된 바와 같이 압전작동부(350)의 단부에 마그네트(355)가 구비되고 카트리지 내부에 구비되는 PCB부(220)에 복수개의 홀센서(222)가 상기 마그네트(355)의 자기장을 감지하도록 구비되는 구성에서, 제어부(110)는 P1 ~ P8 위치 각각에서의 홀센서의 센싱값을 미리 저장(이는 제어부에서 그 정보를 미리 저장할 수도 있고 PCB부의 메모리에 저장된 것을 제어부로 로딩된 정보일 수도 있다)한다.

그리고, 제어부(110)는 도 10의 (a)에 도시된 화살표 방향으로 압전작동부(350)가 이동하도록 압전모터(330)에 고주파 신호를 전달하여 압전작동부(350)를 이동시키며 그 이동 과정에서 홀센서(222)가 감지한 센싱값이 미리 저장된 센싱값에 해당하는 것으로 판단한 경우, 도 10의 (b)에 도시된 바와 같이 압전모터(330)의 동작을 중지시킴으로써 상기 압전작동부(350)를 멈추고 트랜스듀서(380)에서 초음파가 조사되도록 제어함으로써 피부 부위에 열응고 지점(CA)을 형성시킬 수 있으며, P1 ~ P8 위치 각각에 대해 상기한 바와 같이 감지된 센싱값과 미리 저장된 센싱값을 비교하여 트랜스듀서(380)를 통해 초음파가 조사되도록 함으로써 P1 ~ P8 위치 각각에서 d간격을 두고 일정하게 열응고 지점(CA)을 형성시킬 수 있다.

한편, 미리 설정된 위치들(P1 ~ P8) 중 마지막 설정된 위치인 P8 위치에서 트랜스듀서(380)가 초음파를 조사한 후 미리 설정된 시간 동안 압전작동부(350)를 이동시킴으로써 Pe 위치에 위치하도록 함으로써 일렬의 열응고 지점 형성이 완료되는데, 여기서 Pe 위치는 P8 위치에서 d간격을 이루는 위치가 아니고 P8위치에서 소정의 시간 동안 이동한 위치일 수도 있다.

일렬의 열응고 지점을 형성한 후 다시 각각의 해당 위치에 열응고 지점을 재차 형성하는 더블샷이 진행될 수 있으며, 이는 압전작동부(350)가 Pe 위치에서 반대방향으로 이동하면서 P8 위치에서 P1 위치로 역순으로 초음파의 조사가 이루어지도록 할 수 있다.

한편, 도 11을 참조하여 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 HIFU 장치 및 이에 이용되는 압전구동장치의 제어방법에 관하여 설명한다.

도 11에 도시된 실시예 역시 상기한 도 9에서 설명한 실시예의 문제점을 해소하고 더욱 정확하고 안정적인 압전작동부의 이동에 대한 제어방법을 제공한다.

도 11에 도시된 실시예에서는 압전구동장치에 광소자어레이장치를 구비하는 구성에 관한 것인데, 여기서 광소자어레이장치는 발광소자 및 수광소자 중 어느 하나를 포함하는 제1광소자와 다른 하나를 포함하는 제2광소자를 이용하여, 압전작동부(350)의 일측에 상기 제1광소자(358)가 구비되고 상기 제1광소자(358)와 대향되는 위치에 복수의 제2광소자(225a)에 의한 광소자어레이(225)를 구비하여 압전작동부(350)가 압전구동축(341)을 따라 이동하다가 제1광소자(358)와 제2광소자(225a) 사이에 수광(Receiving Light)이 이루어지도록 구성된다.

도 11의 (a)에 도시된 바와 같이, PCB부(220)에 소정 간격으로 배치되는 다수의 발광소자(225a)로 구성되는 광소자어레이(225) 및 상기 발광소자(225a)의 광을 수광하기 위한 수광소자(358)가 압전작동부(350)의 단부에 구비되는 경우에 관하여 나타내었는데, 반대로 광소자어레이(225)를 다수의 수광소자로 구현하고 압전작동부(350)의 단부에 발광소자를 구비하도록 구성하는 것도 가능하다.

도 11의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기한 바와 같은 광소자어레이(225)를 구성하는 각각의 발광소자(225a)는 트랜스듀서(380)가 초음파를 조사하는 위치인 P1 ~ P8 위치 각각에 대응되는 위치에 구비되는 것이 바람직하다.

본 실시예에 따른 압전구동장치의 제어방법은, 도 11의 (b)에 도시된 바와 같이 제어부(110)가 압전모터(330)에 고주파 신호를 전달함으로써 압전모터(330)가 압전 초음파를 발생시키고, 압전모터(330)에 연결되는 압전구동축(341)이 상기한 압전 초음파에 의한 진동을 발생시키고, 압전작동부(350)가 압전구동축(341)에 결합되어 압전구동축(341)의 진동에 따라 압전구동축(341)을 따라 이동하며, 압전작동부(350)가 압전구동축(341)을 따라 이동하다가 수광소자(358)가 발광소자(225a)의 광(L)을 수광하면, 제어부(110)는 상기 수광소자(358)의 수광에 따라 그 수광한 위치(P1 ~ P8 위치 중 하나가 될 것임)에서 압전작동부(350)를 멈추고 트랜스듀서(380)를 통해 초음파를 조사하도록 제어하는 프로세스를 진행하며, 이와 같은 압전작동부의 이동 및 멈춤(동시에 트랜스듀서를 통한 초음파 조사)은 P1 위치에서부터 P8 위치까지 반복하게 되며(즉, 압전작동부가 이동하다가 각각의 발광소자(225a)의 광을 수광소자(358)가 수광할 때마다 멈추어서 트랜스듀서(380)의 초음파 조사가 이루어짐), P1 ~ P8 위치 각각에서 d간격을 두고 일정하게 열응고 지점(CA)을 형성시킬 수 있다.

일렬의 열응고 지점을 형성한 후 다시 각각의 해당 위치에 열응고 지점을 재차 형성하는 더블샷이 진행될 수 있다는 점은 앞서 도 10에 도시된 실시예와 동일하므로 이에 대한 설명은 생략한다.

한편, 도 12를 참조하여 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 HIFU 장치 및 이에 이용되는 압전구동장치의 제어방법에 관하여 설명한다.

도 12에 도시된 실시예 역시 상기한 도 9에서 설명한 실시예의 문제점을 해소하고 더욱 정확하고 안정적인 압전작동부의 이동에 대한 제어방법을 제공한다.

도 12에 도시된 실시예에서는 압전구동장치에 광슬릿장치를 구비하는 구성에 관한 것인데, 여기서 광슬릿장치는 압전작동부(350)의 이동 경로를 따라 구비되는 센서하우징(228)과, 센서하우징(228) 내에 구비되는 광원부(227)와, 트랜스듀서(380)가 초음파를 조사하는 위치(P1 ~ P8)에 대응되는 센서하우징(228)의 위치마다 형성되는 슬릿(229)을 포함하여 상기 각각의 슬릿(229)마다 광원부(227)의 광(L)이 투과되도록 구성되는 구성요소이다.

압전구동장치는 전체적으로 그 크기가 매우 작기 때문에 P1 ~ P8 위치마다 발광소자를 구비하는 것이 상기 발광소자의 크기상 어려운 경우가 있을 수 있는데, 이러한 경우에도 본 실시예와 같이 하나의 광원이 둘 이상의 슬릿(229)을 통해 광을 투과할 수 있도록 구성함으로써 크기의 문제를 해결할 수 있다.

상기한 광슬릿장치의 센서하우징(228)에 형성된 다수의 슬릿(229)를 통해 투과되는 광(L)은 압전작동부(350)의 단부에 구비되는 수광센서(359)가 각각 수광할 수 있도록 구성된다 (도 12의 (a) 참조).

도 12의 (a)에서는 PCB부(220)에 상기한 광슬릿장치의 광원부(227) 및 센서하우징(228)이 구비되며, 센서하우징(228)에 형성되는 각각의 슬릿(229)은 각각 초음파 조사 위치인 P1 ~ P8 위치와 대응하도록 구성되는 것에 관하여 나타내고 있다.

이와 같은 상태에서 제어부(110)가 압전모터(330)에 고주파 신호를 전달함으로써 압전모터(330)가 압전 초음파를 발생시키고, 압전모터(330)에 연결되는 압전구동축(341)이 상기한 압전 초음파에 의한 진동을 발생시키며, 압전작동부(350)가 압전구동축(341)에 결합되어 압전구동축(341)의 진동에 따라 압전구동축(341)을 따라 이동을 하면서, 도 12의 (b)에 도시된 바와 같이 센서하우징(228)의 슬릿(229)을 통해 투과되는 광원부(227)의 광(L)을 수광센서(359)가 수광하게 된다.

이와 같이 수광센서(359)가 광(L)을 수광하면, 제어부(110)는 그 수광한 위치(P1 ~ P8 위치 중 하나가 될 것임)에서 압전작동부(350)를 멈추고 트랜스듀서(380)를 통해 초음파를 조사하도록 제어하는 프로세스를 진행하며, 이와 같은 압전작동부의 이동 및 멈춤(동시에 트랜스듀서를 통한 초음파 조사)은 P1 위치에서부터 P8 위치까지 반복하게 되며(즉, 압전작동부가 이동하다가 각각의 슬릿(229)을 통한 광(L)을 수광센서(359)가 수광할 때마다 멈추어서 트랜스듀서(380)의 초음파 조사가 이루어짐), P1 ~ P8 위치 각각에서 d간격을 두고 일정하게 열응고 지점(CA)을 형성시킬 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 압전구동장치를 이용하여 HIFU 장치의 크기를 대폭 축소시키면서도 트랜스듀서의 이동 및 치료 위치에 대한 제어를 정밀하고 안정적으로 수행할 수 있는 특장점이 있다.

100: 핸드피스 본체, 110: 제어부
102: 카트리지 결합부, 112: 접속부
120: 고주파 발생기, 200: 카트리지
210: 카트리지 몸체, 212: 밀착헤드
220: PCB부, 224: 연결부
300: 압전구동장치, 310: 구동프레임
330: 압전구동부, 350: 압전작동부
360: 구동코어부, 380: 트랜스듀서

Claims

고강도 집속 초음파 핸드피스의 카트리지 내에 구비되는 트랜스듀서를 직선방향으로 이동시키는 압전구동장치의 제어방법으로서,
압전모터에 고주파 신호를 전달함으로써 상기 압전모터가 압전 초음파를 발생시키고, 상기 압전모터에 수평방향으로 연결되는 압전구동축이 상기 압전 초음파에 의한 진동을 발생시키는 단계;
상기 트랜스듀서를 구비하는 압전작동부가 상기 압전구동축에 결합되어 상기 압전구동축의 진동에 따라 상기 압전구동축을 따라 이동하는 단계; 및
상기 트랜스듀서가 초음파를 조사하는 복수의 위치 각각에 관한 정보를 미리 설정하며, 위치감지센서가 상기 압전작동부의 위치를 감지하여 상기 압전작동부가 상기 압전구동축을 따라 이동하다가 상기 각각의 미리 설정된 위치에 도달한 것으로 감지한 경우, 상기 압전작동부의 이동을 멈추고 상기 트랜스듀서를 통해 초음파를 조사하도록 제어하는 단계;
를 포함하는 압전구동장치의 제어방법.
제1항에 있어서, 상기 압전작동부를 멈추고 상기 트랜스듀서를 통해 초음파를 조사하도록 제어하는 단계는,
상기 위치감지센서의 센싱값에 대해 상기 트랜스듀서가 초음파를 조사하는 복수의 위치 각각에서의 센싱값을 미리 저장하며, 상기 압전작동부가 이동함에 따라 상기 위치감지센서가 감지한 센싱값이 미리 저장된 센싱값인 경우 상기 압전모터의 동작을 중지시킴으로써 상기 압전작동부를 멈추고 상기 트랜스듀서에서 초음파가 조사되도록 제어하는 단계를 포함하여,
상기 미리 저장된 복수의 위치 각각에서 상기 트랜스듀서가 초음파를 조사하도록, 상기 진동을 발생시키는 단계, 상기 압전구동축을 따라 이동하는 단계 및 상기 트랜스듀서에서 초음파가 조사되도록 제어하는 단계를 반복하는 것을 특징으로 하는 압전구동장치의 제어방법.
제1항에 있어서,
상기 압전작동부의 단부에 마그네트가 구비되고 상기 카트리지 내부에 상기 위치감지센서로서 복수개의 홀센서가 상기 마그네트의 자기장을 감지하도록 구비되며,
상기 압전작동부를 멈추고 상기 트랜스듀서를 통해 초음파를 조사하도록 제어하는 단계는,
상기 트랜스듀서가 초음파를 조사하는 복수의 위치 각각에 대해 상기 홀센서의 센싱값을 미리 저장하며, 상기 압전작동부가 이동함에 따라 상기 홀센서가 감지한 센싱값이 미리 저장된 센싱값인 경우 상기 압전모터의 동작을 중지시킴으로써 상기 압전작동부를 멈추고 상기 트랜스듀서에서 초음파가 조사되도록 제어하는 단계를 포함하여,
상기 미리 저장된 복수의 위치 각각에서 상기 트랜스듀서가 초음파를 조사하도록, 상기 진동을 발생시키는 단계, 상기 압전구동축을 따라 이동하는 단계 및 상기 트랜스듀서에서 초음파가 조사되도록 제어하는 단계를 반복하는 것을 특징으로 하는 압전구동장치의 제어방법.
삭제
제1항에 있어서,
상기 미리 설정된 위치들 중 마지막 설정된 위치에서 상기 트랜스듀서가 초음파를 조사한 후 미리 설정된 시간 동안 상기 압전작동부를 이동시키는 단계와,
상기 압전작동부를 반대 방향으로 이동시키는 단계와,
상기 압전작동부가 상기 압전구동축을 따라 반대 방향으로 이동하다가 상기 미리 설정된 위치에 도달한 것으로 감지한 경우 상기 압전작동부를 멈추고 상기 트랜스듀서를 통해 초음파를 조사하도록 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 압전구동장치의 제어방법.
고강도 집속 초음파 핸드피스의 카트리지 내에 구비되는 트랜스듀서를 직선방향으로 이동시키는 압전구동장치의 제어방법으로서,
압전모터에 고주파 신호를 전달함으로써 상기 압전모터가 압전 초음파를 발생시키고, 상기 압전모터에 수평방향으로 연결되는 압전구동축이 상기 압전 초음파에 의한 진동을 발생시키는 단계;
상기 트랜스듀서를 구비하는 압전작동부가 상기 압전구동축에 결합되어 상기 압전구동축의 진동에 따라 상기 압전구동축을 따라 이동하는 단계; 및
상기 트랜스듀서가 초음파를 조사하는 복수의 위치 각각에 관한 정보를 미리 설정하며, 상기 트랜스듀서가 초음파를 조사하는 복수의 위치 각각마다 발광 또는 수광을 하며, 상기 압전작동부가 상기 압전구동축을 따라 이동하다가 상기 발광되는 광을 수광하거나 광을 조사하여 수광시키는 경우 상기 압전작동부의 이동을 멈추고 상기 트랜스듀서를 통해 초음파를 조사하도록 제어하는 단계;
를 포함하는 압전구동장치의 제어방법.
카트리지 내에 구비되는 트랜스듀서를 직선방향으로 이동시키고 치료를 위한 초음파를 조사하도록 제어하는 고강도 집속 초음파 장치로서,
상기 카트리지 내에 구비되며, 고주파 신호에 따라 압전 초음파를 발생시키는 압전모터와, 상기 압전모터에 수평방향으로 연결되어 상기 압전 초음파에 의한 진동을 발생시키는 압전구동축과, 상기 트랜스듀서를 구비하며 상기 압전구동축에 결합되어 상기 압전구동축의 진동에 따라 상기 압전구동축을 따라 이동하는 압전작동부를 포함하는 압전구동장치;
상기 압전작동부의 위치를 감지하는 위치감지센서;
상기 압전모터가 압전 초음파가 발생시키도록 하는 고주파 신호를 생성하며 상기 트랜스듀서가 치료를 위한 초음파를 조사하도록 하는 고주파 신호를 생성하는 고주파 발생기; 및
상기 트랜스듀서가 초음파를 조사하는 복수의 위치 각각에 관한 정보를 미리 설정하며, 상기 위치감지센서가 상기 압전작동부의 위치를 감지하여 상기 압전작동부가 상기 압전구동축을 따라 이동하다가 상기 각각의 미리 설정된 위치에 도달한 것으로 감지한 경우, 상기 압전작동부의 이동을 멈추고 상기 트랜스듀서를 통해 초음파가 조사되도록 상기 고주파 발생기를 제어하는 제어부;
를 포함하는 고강도 집속 초음파 장치.
제7항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 트랜스듀서가 초음파를 조사하는 복수의 위치 각각에서의 상기 위치감지센서의 센싱값을 미리 저장하며, 상기 압전작동부가 이동함에 따라 상기 위치감지센서에서 감지한 센싱값이 상기 미리 저장된 센싱값인 경우 상기 압전모터의 동작을 중지시키고 상기 트랜스듀서에서 초음파가 조사되도록 상기 고주파 발생기를 제어하는 것을 특징으로 하는 고강도 집속 초음파 장치.
제7항에 있어서,
상기 압전작동부의 단부에 마그네트가 구비되고 상기 카트리지 내부의 상기 압전작동부가 이동하는 경로상의 상기 마그네트와 대향되는 위치에 상기 위치감지센서로서 홀센서를 소정 간격으로 복수개 구비하도록 구성되어,
상기 제어부는,
상기 트랜스듀서가 초음파를 조사하는 복수의 위치 각각에서의 상기 홀센서의 센싱값을 미리 저장하며, 상기 압전작동부가 이동함에 따라 상기 홀센서가 감지한 센싱값이 미리 저장된 센싱값인 경우 상기 압전모터의 동작을 중지시킴으로써 상기 압전작동부를 멈추고 상기 트랜스듀서에서 초음파가 조사되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 고강도 집속 초음파 장치.
제7항에 있어서,
상기 위치감지센서는 상기 압전구동장치의 일측에 설치되어 상기 압전작동부를 향하여 광을 조사하고 그 반사광을 수신하여 조사광과 수신광의 특성을 비교함으로써 상기 압전작동부의 위치를 감지하는 광센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 고강도 집속 초음파 장치.
카트리지 내에 구비되는 트랜스듀서를 직선방향으로 이동시키고 치료를 위한 초음파를 조사하도록 제어하는 고강도 집속 초음파 장치로서,
상기 카트리지 내에 구비되며, 고주파 신호에 따라 압전 초음파를 발생시키는 압전모터와, 상기 압전모터에 연결되어 상기 압전 초음파에 의한 진동을 발생시키는 압전구동축과, 상기 트랜스듀서를 구비하며 상기 압전구동축에 결합되어 상기 압전구동축의 진동에 따라 상기 압전구동축을 따라 이동하는 압전작동부를 포함하는 압전구동장치;
상기 압전모터가 압전 초음파가 발생시키도록 하는 고주파 신호를 생성하며 상기 트랜스듀서가 치료를 위한 초음파를 조사하도록 하는 고주파 신호를 생성하는 고주파 발생기;
발광소자 및 수광소자 중 어느 하나를 포함하는 제1광소자와 다른 하나를 포함하는 제2광소자를 이용하여, 상기 압전작동부의 일측에 상기 제1광소자가 구비되고 상기 제1광소자와 대향되는 위치에 복수의 제2광소자에 의한 광소자어레이를 구비하여 상기 압전작동부가 상기 압전구동축을 따라 이동하다가 상기 제1광소자와 상기 제2광소자 사이에 수광이 이루어지도록 구성되는 광소자어레이장치; 및
상기 압전작동부가 상기 압전 초음파에 따른 진동에 의해 이동하도록 하고 상기 트랜스듀서를 통해 초음파가 조사되도록 상기 고주파 발생기를 제어하며, 상기 광소자어레이장치에 의해 상기 수광이 이루어지는 경우 상기 압전작동부를 멈추고 상기 트랜스듀서를 통해 초음파를 조사하도록 하는 제어부;
를 포함하는 고강도 집속 초음파 장치.
카트리지 내에 구비되는 트랜스듀서를 직선방향으로 이동시키고 치료를 위한 초음파를 조사하도록 제어하는 고강도 집속 초음파 장치로서,
상기 카트리지 내에 구비되며, 고주파 신호에 따라 압전 초음파를 발생시키는 압전모터와, 상기 압전모터에 연결되어 상기 압전 초음파에 의한 진동을 발생시키는 압전구동축과, 상기 트랜스듀서를 구비하며 상기 압전구동축에 결합되어 상기 압전구동축의 진동에 따라 상기 압전구동축을 따라 이동하는 압전작동부를 포함하는 압전구동장치;
상기 압전모터가 압전 초음파가 발생시키도록 하는 고주파 신호를 생성하며 상기 트랜스듀서가 치료를 위한 초음파를 조사하도록 하는 고주파 신호를 생성하는 고주파 발생기;
상기 압전작동부의 일측에 구비되는 수광센서;
상기 압전작동부의 이동 경로를 따라 구비되는 센서하우징과, 상기 센서하우징 내에 구비되는 광원부와, 상기 트랜스듀서가 초음파를 조사하는 위치에 대응되는 상기 센서하우징의 위치마다 형성되는 슬릿을 포함하여 상기 각각의 슬릿마다 상기 광원부의 광이 투과되도록 구성되는 광슬릿장치; 및
상기 압전작동부가 상기 압전 초음파에 따른 진동에 의해 이동하도록 하고 상기 트랜스듀서를 통해 초음파가 조사되도록 상기 고주파 발생기를 제어하며, 상기 광슬릿장치의 상기 슬릿을 통해 투과되는 광을 상기 수광센서가 수광한 경우 상기 압전작동부를 멈추고 상기 트랜스듀서를 통해 초음파를 조사하도록 하는 제어부;
를 포함하는 고강도 집속 초음파 장치.