KR102117636B1 - 초음파 치료 카트리지 및 이를 포함하는 치료 장치 - Google Patents

초음파 치료 카트리지 및 이를 포함하는 치료 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 초음파 치료 카트리지 및 이를 포함하는 치료 장치에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 치료 카트리지는 일면이 개방되어 있는 개방부를 포함하는 하우징, 하우징 내부에 위치하며, 초음파 제어신호에 기초하여 초음파를 생성하는 초음파 생성부, 그리고 초음파 생성부 아래에 위치하고 겔(gel) 형태의 매질을 포함하며, 생성된 초음파를 개방부로 전달하는 매질부를 포함한다.

Description

초음파 치료 카트리지 및 이를 포함하는 치료 장치{ULTRASOUND TREATMENT CARTRIDGE AND TREATMENT APPARATUS HAVING THE SAME}
본 발명은 초음파 치료 카트리지 및 이를 포함하는 치료 장치에 관한 것이다.
최근 외과적으로 절개하여 수술하는 치료법 대비 출혈, 감염 및 흉터 발생 위험성이 적고 치료 후 바로 일상생활이 가능한 비절개 치료에 대한 인기가 증가하고 있으며, 비절개 치료 방법으로는 레이저 치료, 집속 초음파 치료(HIFU) 및 방사선 치료 등이 있다.
집속 초음파 치료(HIFU, High Intensity Focused Ultrasound)는 인체에 무해한 초음파를 몸 안 병변에 집중시켜 선택적으로 응고, 괴사 및 사멸시키는 치료방법으로, 비침습적, 무마취 및 반복 치료가 가능하며 병변에 대한 타게팅 정확도가 높다는 점에서 종양 치료(자궁근종, 간암, 유방암 등), 지방 및 주름 제거 등 다양한 분야에서 사용되고 있다.
그러나 종래의 집속 초음파 치료장치는 물을 매질로 사용하여 초음파 빔을 인체로 투과시키는 점에서 누수 가능성이 있으며 기포 발생에 따른 초음파 빔의 전달 효율이 저하될 수 있다. 또한, 치료 부위에 따라 집속 초음파 치료장치의 핸드피스에 결합되어 있는 카트리지를 물리적으로 교체하여 초음파 주파수를 변경해야 하는 점에서 사용자의 불편 및 치료시간이 증가하며, 카트리지의 잦은 교체로 인한 핸드피스와 카트리지의 조립성 문제로 치료의 정확도가 저하될 수 있다.
한편, 관련문헌으로는 공개특허공보 10-2011-0121701호(2011.11.08.)가 있다.
본 발명의 일 실시예가 해결하려는 과제는 겔을 사용하여 초음파를 전달하는 초음파 치료 카트리지 및 이를 포함하는 치료 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예가 해결하려는 과제는 초음파와 레이저 중 적어도 하나를 병변으로 조사하는 초음파 치료 카트리지 및 이를 포함하는 치료 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예가 해결하려는 과제는 병변에 대한 X축, Y축 및 Z축의 이동 제어가 용이한 초음파 치료 카트리지 및 이를 포함하는 치료 장치를 제공하는 것이다.
상기 과제 이외에도 구체적으로 언급되지 않은 다른 과제를 달성하는 데 본 발명에 따른 실시예가 사용될 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위해 본 발명의 일 실시예는, 일면이 개방되어 있는 개방부를 포함하는 하우징, 하우징 내부에 위치하며, 초음파 제어신호에 기초하여 초음파를 생성하는 초음파 생성부, 그리고 초음파 생성부 아래에 위치하고 겔(gel) 형태의 매질을 포함하며, 생성된 초음파를 개방부로 전달하는 매질부를 포함하는 초음파 치료 카트리지를 제안한다.
상기 과제를 해결하기 위해 본 발명의 일 실시예는, 일면이 개방되어 있는 개방부를 포함하는 하우징, 하우징 내부에 위치하며, 초음파 제어신호에 기초하여 초음파를 생성하는 초음파 생성부, 파이프 형상으로 초음파 생성부를 관통하여 위치하며, 개방부로 레이저를 조사하는 레이저 조사부, 그리고 초음파 생성부 아래에 위치하고 레이저 조사부를 둘러싸고 있으며, 겔(gel) 형태의 매질을 포함하고 생성된 초음파를 개방부로 전달하는 매질부를 포함하는 초음파 치료 카트리지를 제안한다.
여기서, 초음파 생성부의 중앙부를 관통하는 마이크로 니들부를 더 포함할 수 있다.
또한, 일단이 바늘로 구현되어 있는 마이크로 니들부를 더 포함하며, 마이크로 니들부는 초음파 생성부를 관통하여 위치하며, 내부에는 레이저 조사부가 배치될 수 있다.
또한, 매질부는 하우징에 착탈 가능하며 개방부를 통해 외부에 노출될 수 있다.
또한, 하우징에 위치하며 매질부를 냉각시키는 냉각부를 더 포함할 수 있다.
또한, 하우징에 위치하는 근접센서를 더 포함할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위해 본 발명의 일 실시예는, 사용자로부터 초음파 제어신호 및 카트리지 제어신호를 입력받아 출력하는 제어부, 초음파 제어신호에 기초하여 초음파를 생성하고 생성된 초음파를 겔 형태의 매질을 통해 전달하는 카트리지, 그리고 카트리지 제어신호에 기초하여 카트리지의 X축, Y축 및 Z축 이동을 제어하는 구동부를 포함하는 카트리지 케이스, 그리고 사용자가 파지하기 용이한 형상이며 초음파 치료 카트리지 케이스에 착탈 가능한 핸드피스를 포함하는 초음파 치료 장치를 제안한다.
상기 과제를 해결하기 위해 본 발명의 일 실시예는, 사용자로부터 초음파 제어신호 및 카트리지 제어신호를 입력받아 출력하는 제어부, 초음파 제어신호에 기초하여 초음파를 생성하고 생성된 초음파를 겔 형태의 매질을 통해 전달하는 카트리지, 그리고 사용자가 파지하기 용이한 형상으로 카트리지에 결합되어 있으며, 카트리지 제어신호에 기초하여 카트리지의 X축, Y축 및 Z축 이동을 제어하는 구동부를 포함하는 핸드피스를 포함하는 초음파 치료 장치를 제안한다.
여기서, 구동부는, 제1 모터가 고정되어 있는 제1 고정부, 제1 모터와 수평방향에 위치하며 제2 모터가 고정되어 있는 제2 고정부, 제1 고정부 및 제2 고정부에 고정되어 있는 제1 가이드바, 제1 고정부 및 제2 고정부에 고정되어 있는 제2 가이드바, 제1 가이드바 및 제2 가이드바와 직교하여 형성되어 있는 제3 가이드바, 제1 가이드바 및 제2 가이드바와 직교하여 형성되어 있는 제4 가이드바, 제3 가이드바 및 제4 가이드바의 일단이 고정되어 있는 제3 고정부, 제3 가이드바 및 제4 가이드바의 다른 일단이 고정되어 있는 제4 고정부, 그리고 제1 모터와 제2 모터의 외주면을 감싸는 형태로 배치되며 제3 고정부와 제4 고정부에 고정되어 있는 와이어 밴드를 포함할 수 있다.
또한, 카트리지는 제3 고정부 또는 제4 고정부 아래에 위치할 수 있다.
또한, 구동부는 제1 모터, 제2 모터 및 제3 모터를 포함하며, 카트리지는 제1 모터, 제2 모터 및 제3 모터에 각각 연결되어 있는 제1 샤프트, 제2 샤프트 및 제3 샤프트의 회전에 대응하여 X축, Y축 및 Z축 방향으로 이동할 수 있다.
또한, 카트리지는, 일면이 개방되어 있는 개방부를 포함하는 하우징, 하우징 내부에 위치하며, 초음파 제어신호에 기초하여 초음파를 생성하는 초음파 생성부, 그리고 초음파 생성부 아래에 위치하고 겔(gel) 형태의 매질을 포함하며, 생성된 초음파를 개방부로 전달하는 매질부를 포함할 수 있다.
또한, 제어부는 사용자로부터 초음파 제어신호, 레이저 신호, 또는 카트리지 제어신호 중 적어도 하나를 입력받아 출력하며, 카트리지는 초음파 생성부를 관통하여 위치하며, 레이저 신호에 기초하여 개방부로 레이저를 조사하는 레이저 조사부를 더 포함할 수 있다.
또한, 핸드피스는 제어부와 연결되어 있으며, 초음파 제어신호와 레이저 신호 중 적어도 하나를 카트리지로 전달할 수 있다.
또한, 카트리지는 초음파 생성부를 관통하여 위치하는 마이크로 니들부를 더 포함할 수 있다.
또한, 카트리지는 하우징에 위치하며 매질부를 냉각시키는 냉각부를 더 포함할 수 있다.
또한, 매질부는 하우징에 착탈 가능하며 개방부를 통해 외부에 노출될 수 있다.
또한, 카트리지는 피부 위치를 감지하는 근접센서를 포함하며, 제어부는 감지결과에 기초하여 초음파 제어신호 및 카트리지 제어신호를 출력할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면 초음파 치료 장치의 사용 편의성 및 안전성을 향상시킬 수 있다. 또한, 치료 목적 및 부위에 따라 초음파와 레이저를 선택적으로 또는 동시에 사용하고, X축, Y축 및 Z축 방향의 이동을 정확히 제어하여 치료 효과를 향상시킬 수 있다. 또한, 초음파 전달 물질을 활용하여 치료 부위의 발열 및 환자의 통증을 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 치료 장치의 구성을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 카트리지 케이스의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 카트리지의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 4는 도 3의 초음파 생성부 및 매질부의 Z축 이동을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 카트리지의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 카트리지 케이스의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 카트리지의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 카트리지의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제5 실시예에 따른 카트리지의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 구동부의 구성을 나타내는 평면도이다.
도 11은 도 10에 따른 카트리지의 X축 이동을 나타낸다.
도 12는 도 10에 따른 카트리지의 X축 이동을 나타낸다.
도 13은 도 10에 따른 카트리지의 Y축 이동을 나타낸다.
도 14는 도 10에 따른 카트리지의 Y축 이동을 나타낸다.
도 15는 본 발명의 제3 실시예에 따른 카트리지 케이스의 구성을 나타내는 단면도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며 명세서 전체에서 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호가 사용되었다. 또한, 널리 알려진 공지기술의 경우 그 구체적인 설명은 생략한다.
본 명세서에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 어느 부분이 다른 부분의 "위에" 있다고 언급하는 경우, 이는 바로 다른 부분의 위에 있거나 그 사이에 다른 부분이 수반될 수 있다. 대조적으로 어느 부분이 다른 부분의 "바로 위에" 있다고 언급하는 경우, 그 사이에 다른 부분이 수반되지 않는다.
본 명세서에서, "…부", "…모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 치료 장치의 구성을 나타낸다.
도 1을 참고하면, 초음파 치료 장치(10)는 카트리지 케이스(100), 핸드피스(300), 그리고 제어부(500)를 포함한다.
카트리지 케이스(100)는 초음파와 레이저 중 적어도 하나를 병변으로 제공하는 카트리지를 포함하며, 핸드피스(300)에 결합 또는 분리 가능한 구조를 포함한다. 이때, 카트리지 케이스(100)는 근접센서를 더 포함하며, 근접센서를 통해 피부 위치를 감지하여 제어부(500)로 전송할 수 있다.
핸드피스(300)는 사용자가 손으로 파지하기 용이한 형상으로 구현되며, 카트리지 케이스(100)에 결합되어 제어부(500)로부터 전송되는 전원신호, 초음파 제어신호, 또는 레이저신호 중 적어도 하나를 카트리지 케이스(100) 및 카트리지로 전달한다. 또한, 카트리지 케이스(100)로부터 전송되는 피부 위치 감지 결과를 제어부(500)로 전달한다. 또한, 사용자의 조작에 따라 핸드피스(300)와 결합되어 있는 카트리지 케이스(100)를 병변 영역으로 이동시킬 수 있다.
제어부(500)는 핸드피스(300)와 유선 또는 무선으로 연결되며, 사용자 명령에 따라 전원신호, 초음파 제어신호, 또는 레이저신호 중 적어도 하나를 핸드피스(300)를 통해 카트리지 케이스(100)로 전달한다. 이때, 제어부(500)는 외부전원을 공급받아 각 구성을 제어하며, 핸드피스(300)에 의해 전달되는 피부 위치 감지 결과에 따라 초음파 제어신호 또는 레이저신호를 제어할 수 있다. 또한, 제어부(500)는 사용자 명령에 대응하는 카트리지 제어신호를 카트리지 케이스(100)로 전달한다.
사용자는 치료 목적에 따라 제어부(500)를 조작하여 초음파 제어신호와 레이저신호를 개별적으로 또는 동시에 제어하여 치료 효율을 향상시킬 수 있다.
아래에서는 도 2 내지 도 15를 참고하여 카트리지 케이스의 각 구성에 대해 상세히 설명하며, 피부 병변 치료를 예로 들어 설명한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 카트리지 케이스의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 2를 참고하면, 카트리지 케이스(100-1)는 피부에 접촉하여 초음파를 제공하는 카트리지(110), 그리고 피부 병변 영역을 기준으로 카트리지(110)의 X축, Y축 및 Z축 방향의 이동을 제어하는 구동부(120)를 포함한다. 이때, 카트리지(110)는 구동부(120)에 착탈 가능한 구조를 포함하며, 구동부(120)는 제어부(500)로부터 전송되는 카트리지 제어신호에 기초하여 카트리지(110)의 이동을 제어한다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 카트리지의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 3을 참고하면, 카트리지는 일면이 개방되어 있는 하우징(110-1), 초음파 생성부(111), 매질부(112-1), 냉각부(115), 그리고 Z축 이동부(116)를 포함한다.
초음파 생성부(111)는 하우징(110-1) 내부에 위치하며, 핸드피스(300)를 통해 전달되는 초음파 제어신호에 기초하여 초음파를 생성한다. 구체적으로, 초음파 생성부(111)는 하우징(110-1)의 개방부에 대응하여 오목한 형상을 가지며, 하우징(110-1)의 개방부를 향해 초음파를 생성한다. 예를 들어, 초음파 생성부(111)는 초음파 압전소자로 구현할 수 있다.
매질부(112-1)는 초음파 생성부(111) 아래에 위치하며, 초음파 생성부(111)에서 생성된 초음파를 병변으로 전달한다.
매질부(112-1)는 겔 형태의 매질을 수용하고 있는 겔 쉬트를 포함하며, 겔 쉬트(112-1)는 하우징(110-1)의 개방부를 통해 외부로 노출될 수 있다. 이때, 외부로 노출된 겔 쉬트(112-1)는 피부에 접촉될 수 있다.
겔 쉬트(112-1)는 착탈부(113, 114)를 통해 하우징(110-1) 내부에 결합하거나 하우징(110-1)으로부터 분리할 수 있다. 이로 인해, 치료 장치 사용 중 겔 쉬트의 파손 및 형상 변경 등의 문제가 발생하는 경우 짧은 시간 내에 겔 쉬트를 교체할 수 있다. 예를 들어, 겔 쉬트(112-1)는 도 3과 같이 끼움 체결방식으로 결합할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 별도의 결합구성을 포함하는 알루미늄 케이스 내부에 겔 쉬트를 장착하여 하우징(110-1)에 결합하는 등의 다양한 방식으로 구현할 수 있다.
냉각부(115)는 매질부(112-1)와 인접하여 위치하며, 매질부(112-1)를 냉각시킨다. 구체적으로, 냉각부(115)는 매질부(112-1)와 접촉하도록 배치하거나, 하우징(110-1) 내부에 배치하거나, 또는 하우징(110-1) 외부에 배치하며, 병변으로 인해 발열된 피부에 접촉되어 있는 겔 쉬트(112-1)를 통해 냉각 효과 및 통증 완화 효과를 제공할 수 있다.
Z축 이동부(116)는 하우징(110-1) 상부에 위치하며, 구동부(120)에 연결되어 하우징(110-1)을 Z축 방향으로 이동시킨다.
도 3에 도시되어 있지 않으나, 도 3의 카트리지는 하우징(110-1)에 위치하는 센서를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 근접센서를 통해 피부 접촉을 감지하고, 감지결과에 따라 초음파 생성 및 Z축 방향 제어를 수행하여 치료 정확도를 향상시킬 수 있다.
도 4는 도 3의 초음파 생성부 및 매질부의 Z축 이동을 나타낸다.
도 4에서는 초음파 생성부와 매질부의 이동을 나타내기 위해 도 3의 착탈부(113, 114) 및 냉각부(115) 구성은 생략한다.
도 4를 참고하면, 겔 쉬트(112-1)는 하우징(110-1)의 개방부를 통해 노출되어 피부에 접촉된다. 또한, 초음파 생성부(111)를 통해 생성된 초음파는 겔 쉬트(112-1) 및 표피층을 거쳐 진피층, 피하지방 및 근육으로 제공된다.
도 4를 참고하면, 초음파 생성부(111)는 겔 쉬트(112-1)의 탄성에 의해 수직(Z축)방향으로 이동할 수 있으므로 별도의 기계적 제어 없이 사용자의 손 조작만으로 Z축 방향의 초음파 조사 영역(깊이방향)을 제어할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 카트리지의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 5를 참고하면, 카트리지는 일면이 개방되어 있는 하우징(110-2), 초음파 생성부(111'), 매질부(112-2, 112-3), 냉각부(115), Z축 이동부(116), 그리고 마이크로 니들부(117)를 포함한다.
초음파 생성부(111')는 하우징(110-2) 내부에 위치하며, 핸드피스(300)를 통해 전달되는 초음파 제어신호에 기초하여 초음파를 생성한다. 예를 들어, 초음파 생성부(111')는 하우징(110-2)의 개방부에 대응하여 오목한 형상을 가지는 초음파 압전소자로 구현할 수 있다.
마이크로 니들부(117)는 일단이 바늘 형상이며 초음파 생성부(111')를 관통하여 위치한다. 구체적으로, 바늘 형상의 일단을 하우징(110-2)의 개방부를 통해 노출시켜 표피층을 자극한다. 이때, 마이크로 니들부(117)는 초음파 생성부(111')에 착탈 가능한 구조를 포함하며, 치료 목적에 적합한 길이 및 형상을 가지는 니들로 교체할 수 있다.
매질부(112-2, 112-3)는 초음파 생성부(111') 아래에 위치하고 마이크로 니들부(117)를 둘러싸는 형상으로 구현되며 초음파 생성부(111')에서 생성된 초음파를 병변으로 전달한다. 구체적으로, 매질부(112-2, 112-3)는 겔 형태의 매질을 포함하며, 마이크로 니들부(117)를 기준으로 좌측에 수용되는 제1 매질부(112-2)와 우측에 수용되는 제2 매질부(112-3)를 포함한다. 또한, 제1 매질부(112-2)와 제2 매질부(112-3)는 각각 착탈부(113, 114)를 통해 하우징(110-2) 내부에 결합되거나 또는 하우징(110-2)에서 분리되며, 제1 매질부(112-2)와 제2 매질부(112-3)는 하우징(110-2)의 개방부를 통해 피부에 접촉될 수 있다.
도 5에서는 제1 매질부(112-2)와 제2 매질부(112-3)를 포함하는 구성에 대해 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 중앙에 마이크로 니들부가 삽입되는 관통공을 포함하는 하나의 매질부를 이용하여 카트리지를 구현할 수도 있다.
냉각부(115)는 매질부(112-2, 112-3)와 인접하여 위치하며, 매질부(112-2, 112-3)를 냉각시킨다.
Z축 이동부(116)는 하우징(110-2) 상부에 위치하며, 구동부(120)에 연결되어 하우징(110-2)을 Z축 방향으로 이동시킨다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 카트리지 케이스의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 6을 참고하면, 카트리지 케이스(100-2)는 피부에 접촉하여 초음파 또는 레이저 중 적어도 하나를 제공하는 카트리지(130), 그리고 피부 병변 영역을 기준으로 카트리지(130)의 X축, Y축 및 Z축 방향의 이동을 제어하는 구동부(120)를 포함한다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 카트리지의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 7을 참고하면, 카트리지는 일면이 개방되어 있는 하우징(130-1), 초음파 생성부(131), 매질부(132-1, 132-2), 레이저 조사부(133), 그리고 Z축 이동부(139)를 포함한다. 이때, 매질부(132-1, 132-2)는 착탈부(113, 114)를 통해 하우징(130-1)에 결합되며, 도 7의 카트리지는 매질부(132-1, 132-2)를 냉각시키는 구성을 더 포함할 수 있다.
초음파 생성부(131)와 매질부(132-1, 132-2) 및 Z축 이동부(139)는 도 5의 초음파 생성부(111'), 매질부(112-2, 112-3), 그리고 Z축 이동부(116)와 동일한 기능을 수행하며, 아래에서는 도 5과 차이점이 있는 레이저 조사부(133)에 대해서만 설명한다.
레이저 조사부(133)는 파이프(pipe) 형상이며 초음파 생성부(131)의 중앙부를 관통하여 위치한다. 구체적으로, 레이저 조사부(133)의 일단(a')은 핸드피스(300)와 연결되어 광섬유를 통해 전송되는 레이저신호를 수신하고 다른 일단(a")을 통해 병변에 레이저를 전달한다. 예를 들어, 레이저 조사부(133)는 도파관(waveguide) 또는 광섬유(fiber)로 구현할 수 있다. 이로 인해, 파이프 형상의 광로를 이용하여 레이저 조사방향을 가이드하고 레이저가 매질부(112-2, 112-3)의 영향을 받지 않도록 할 수 있다.
도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 카트리지의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 8을 참고하면, 초음파 생성부(131)와 매질부(132-1, 132-2) 및 Z축 이동부(139)는 도 5의 초음파 생성부(111'), 매질부(112-2, 112-3), 그리고 Z축 이동부(116)와 동일한 기능을 수행하며, 아래에서는 도 5과 차이점이 있는 레이저 조사부(133) 및 마이크로 니들부(134)에 대해서만 설명한다.
도 8을 참고하면, 하우징(130-2)은 초음파 생성부(131)의 중앙부를 관통하는 레이저 조사부(133) 및 마이크로 니들부(134)를 포함한다. 구체적으로, 마이크로 니들부(134)는 초음파 생성부(131)의 중앙을 관통하여 위치하며, 레이저 조사부(133)는 마이크로 니들부(134) 내부에 위치한다. 이로 인해, 하우징(130-2)의 개방부에서 마이크로 니들부(134)를 통해 표피층을 자극하면서 레이저와 초음파 중 적어도 하나를 병변으로 제공하여 광범위한 영역의 치료가 가능하며 치료 효과를 향상시킬 수 있다.
도 9는 본 발명의 제5 실시예에 따른 카트리지의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 9를 참고하면, 카트리지는 일면이 개방되어 있는 하우징(130-3), 제1 초음파 생성부(135), 제2 초음파 생성부(136), 그리고 지지부(137)를 포함한다. 구체적으로, 하우징(130-3) 내부 중앙에 위치하는 지지부(137) 양단에 제1 초음파 생성부(135)와 제2 초음파 생성부(136)가 위치하며, 레이저 조사부(133)는 지지부(137)를 관통하여 형성된다.
매질부(132-1, 132-2)는 각각 제1 초음파 생성부(135)와 제2 초음파 생성부(136) 아래에 위치하며, 제1 초음파 생성부(135)를 통해 생성된 제1 초음파와 제2 초음파 생성부(136)를 통해 생성된 제2 초음파를 병변으로 전달한다. 이때, 제1 초음파 및 제2 초음파는 동일한 영역의 병변으로 전달될 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 구동부의 구성을 나타내는 평면도이다.
도 10의 구동부(120)는 도 2 및 도 6에 도시된 구동부(120)와 동일하며, 아래에서는 도 6의 구동부(120)를 예로 들어 설명한다. 도 6에서 보면, 카트리지(130)는 모터Z를 통해 Z축 방향으로 이동시킬 수 있으며, 아래에서는 카트리지(130)의 X축 및 Y축 방향의 이동을 제어하는 구동부(120)에 대해 설명한다.
도 10을 참고하면, 구동부(120)는 제1 구동부(210)와 제2 구동부(220)를 포함한다. 구체적으로, 제1 구동부(210)는 제1 모터(211)와 제1 모터(211)가 고정되어 있는 제1 고정부(212)를 포함하며, 제2 구동부(220)는 제2 모터(221)와 제2 모터(221)가 고정되어 있는 제2 고정부(222)를 포함한다. 여기서, 제1 가이드바(231) 및 제2 가이드바(232)는 제1 고정부(212) 및 제2 고정부(222)에 고정된다.
또한, 제3 가이드바(241) 및 제4 가이드바(242)가 제1 가이드바(231) 및 제2 가이드바(232)와 수직교차되어 형성되며, 제3 가이드바(241) 및 제4 가이드바(242)는 제3 고정부(251) 및 제4 고정부(252)를 통해 고정된다. 이때, 카트리지(130)는 제3 고정부(251) 또는 제4 고정부(252) 아래에 위치한다.
또한, 와이어 밴드(260)는 수평방향으로 제1 모터(211) 및 제2 모터(221)의 외주면을 감싸도록 배치되고 수직방향으로 제3 고정부(251) 및 제4 고정부(252)에 고정된다. 와이어 밴드(260)는 와이어 지지부(271, 272, 273, 274)를 통해 십자가 형태로 지지되며, 제1 모터(211) 및 제2 모터(221)의 구동방향에 따라 카트리지(130)를 X축 및 Y 축 방향으로 이동시킨다.
도 10의 확대 사시도를 참고하면, 제2 가이드바(232)는 제1 베어링(233-1)을 통해 직선운동을 하며, 제4 가이드바(242)는 제2 베어링(243-1)을 통해 직선운동을 한다. 이때, 제1 베어링(233-1)과 제2 베어링(243-1)은 각각 제1 바디부(234) 및 제2 바디부(224)에 고정되며, 제1 바디부(234)와 제2 바디부(224)는 연결되어 있다.
아래에서는 도 11 내지 도 14를 참고하여 제1 모터 및 제2 모터의 회전방향에 따른 카트리지의 이동을 설명한다. 여기서, 카트리지의 이동은 카트리지가 원점에 위치하는 것을 기준으로 하여 좌우이동을 X축 양/음의 방향 이동, 상하이동을 Y축 양/음의 방향 이동으로 설명한다.
도 11은 도 10에 따른 카트리지의 X축 이동을 나타낸다.
도 11을 참고하면, 제1 모터(211)와 제2 모터(221)가 동일하게 제1 방향(오른쪽)으로 회전하는 경우 제1 바디부(도 11에 도시되지 않음) 및 제2 바디부(244)는 제1 가이드바(231) 및 제2 가이드바(232)를 따라 X축 양의 방향(오른쪽)으로 이동한다. 이때, 제2 바디부(224)는 제4 가이드바(242)를 통해 제3 고정부(251) 및 제4 고정부(252)와 연결되므로, 제3 고정부(251) 또는 제4 고정부(252)에 연결되는 카트리지(130) 역시 X축 양의 방향(오른쪽)으로 이동한다.
도 12는 도 10에 따른 카트리지의 X축 이동을 나타낸다.
도 12를 참고하면, 제1 모터(211)와 제2 모터(221)가 동일하게 제2 방향(왼쪽)으로 회전하는 경우 제1 바디부(도 11에 도시되지 않음) 및 제2 바디부(244)는 제1 가이드바(231) 및 제2 가이드바(232)를 따라 X축 음의 방향(왼쪽)으로 이동한다. 이때, 제2 바디부(224)는 제4 가이드바(242)를 통해 제3 고정부(251) 및 제4 고정부(252)와 연결되므로, 제3 고정부(251) 또는 제4 고정부(252)에 연결되는 카트리지(130) 역시 X축 음의 방향(왼쪽)으로 이동한다.
도 13은 도 10에 따른 카트리지의 Y축 이동을 나타낸다.
도 13을 참고하면, 제1 모터(211)와 제2 모터(221)가 각각 제1 방향(오른쪽)과 제2 방향(왼쪽)으로 회전하는 경우 제3 고정부(251)에 연결되어 있는 와이어 밴드가 줄어들면서 제4 고정부(252)에 연결되어 있는 와이어 밴드가 연장되어 제1 바디부(도 11에 도시되지 않음) 및 제2 바디부(244)가 Y축 음의 방향(아래쪽)으로 이동한다. 이때, 제3 고정부(251) 또는 제4 고정부(252)에 연결되는 카트리지(130) 역시 Y축 음의 방향(아래쪽)으로 이동한다.
도 14는 도 10에 따른 카트리지의 Y축 이동을 나타낸다.
도 14를 참고하면, 제1 모터(211)와 제2 모터(221)가 각각 제2 방향(왼쪽)과 제1 방향(오른쪽)으로 회전하는 경우 제4 고정부(252)에 연결되어 있는 와이어 밴드가 줄어들면서 제3 고정부(251)에 연결되어 있는 와이어 밴드가 연장되어 제1 바디부(도 11에 도시되지 않음) 및 제2 바디부(244)가 Y축 양의 방향(위쪽)으로 이동한다. 이때, 제3 고정부(251) 또는 제4 고정부(252)에 연결되는 카트리지(130) 역시 Y축 양의 방향(위쪽)으로 이동한다.
도 15는 본 발명의 제3 실시예에 따른 카트리지 케이스의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 15를 참고하면, 핸드피스(400)는 카트리지(140)의 X축, Y축 및 Z축 이동을 제어하는 모터(411, 412, 413)를 포함한다. 구체적으로, 핸드피스(400)의 모터(411, 412)는 각각 샤프트(421, 422)를 통해 카트리지 케이스(100-3) 내부에 위치하는 와이어 밴드를 구동시켜 카트리지(140)를 X축 및 Y축 방향으로 이동시킬 수 있다. 또한, 핸드피스(400)의 모터(413)는 샤프트(423)를 통해 카트리지(140)와 연결되어 카트리지(140)를 Z축 방향으로 이동시킬 수 있다.
또한, 광섬유를 통해 전달되는 레이저의 조사 영역과 카트리지(140)를 이용한 초음파 조사 영역을 일치시키기 위해 핸드피스(400)와 카트리지 케이스(100-3)에 위치하는 자석(414, 101)을 이용하여 핸드피스(400)와 카트리지 케이스(100-3)를 정렬시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면 치료 목적에 따라 초음파, 레이저, 또는 마이크로 니들 중 적어도 하나를 선택적으로 적용하여 치료 효과를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면 초음파 전달 매체로 겔 쉬트를 이용하여 사용자의 편의성, 치료 장치의 안전성 및 치료 효율(초음파 에너지 손실 최소화)을 향상시키고, 초음파 및 레이저 치료에 의한 피부 발열시 냉각을 유도하고 통증을 완화시킬 수 있다. 또한, 겔 쉬트의 탄성력을 이용하여 기계적 제어 없이도 카트리지의 Z축 방향 이동을 제어할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면 최소한의 구동수단을 통해 카트리지의 전방향(X, Y, Z) 이동을 제어하여 카트리지를 교체 없이도 광범위한 영역의 치료가 가능하며, 치료장치를 소형화하고 사용자의 시야를 확보할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니며 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지로 변형 및 개량한 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속한다.
10 : 초음파 치료 장치
100, 100-1, 100-2 : 카트리지 케이스
110, 130 : 카트리지
110-1, 110-2, 130-1, 130-2 : 하우징
111, 111', 131, 135, 136 : 초음파 생성부
112-1, 112-2, 112-3, 132-1, 132-2 : 매질부
113, 114 : 착탈부
115 : 냉각부
116, 139 : Z축 이동부
117, 134 : 마이크로 니들부
133 : 레이저 조사부
137 : 지지부
120 : 구동부
300 : 핸드피스
500 : 제어부

Claims (19)

  1. 일면이 개방되어 있는 개방부를 포함하는 하우징,
    상기 하우징 내부에 위치하며, 초음파 제어신호에 기초하여 초음파를 생성하는 초음파 생성부, 그리고
    겔(gel) 형태의 매질이 채워진 탄성체로서, 상기 하우징에 착탈 가능하고, 생성된 초음파를 상기 개방부를 통해 노출된 외부로 전달하는 매질부를 포함하고,
    상기 매질부는, 상기 초음파 생성부 아래에 위치하고 상기 개방부를 통해 노출되는 부분이 피부와 직접 접촉되어 상기 초음파를 접촉된 피부로 전달하고, 상기 하우징의 움직임에 따른 압력에 의해 수축 또는 복원되어 상기 초음파의 조사 깊이를 조절하는, 초음파 치료 카트리지.
  2. 일면이 개방되어 있는 개방부를 포함하는 하우징,
    상기 하우징 내부에 위치하며, 초음파 제어신호에 기초하여 초음파를 생성하는 초음파 생성부,
    파이프 형상으로 상기 초음파 생성부를 관통하여 위치하며, 상기 개방부로 레이저를 조사하는 레이저 조사부, 그리고
    겔(gel) 형태의 매질이 채워진 탄성체로서, 상기 하우징에 착탈 가능하고, 생성된 초음파를 상기 개방부를 통해 노출된 외부로 전달하는 매질부를 포함하고,
    상기 매질부는, 상기 초음파 생성부 아래에 위치하고 상기 개방부를 통해 노출되는 부분이 피부와 직접 접촉되어 상기 초음파를 접촉된 피부로 전달하고, 상기 하우징의 움직임에 따른 압력에 의해 수축 또는 복원되어 상기 초음파의 조사 깊이를 조절하는, 초음파 치료 카트리지.
  3. 제1항에서,
    상기 초음파 생성부의 중앙부를 관통하는 마이크로 니들부를 더 포함하는 초음파 치료 카트리지.
  4. 제3항에서,
    일단이 바늘로 구현되어 있는 마이크로 니들부를 더 포함하며,
    상기 마이크로 니들부는 상기 초음파 생성부를 관통하여 위치하며, 내부에는 레이저 조사부가 배치되어 있는 초음파 치료 카트리지.
  5. 삭제
  6. 제1항 또는 제3항에서,
    상기 하우징에 위치하며 상기 매질부를 냉각시키는 냉각부를 더 포함하는 초음파 치료 카트리지.
  7. 제1항 또는 제3항에서,
    상기 하우징에 위치하는 근접센서를 더 포함하는 초음파 치료 카트리지.
  8. 사용자로부터 초음파 제어신호 및 카트리지 제어신호를 입력받아 출력하는 제어부,
    상기 초음파 제어신호에 기초하여 초음파를 생성하고 생성된 상기 초음파를 겔 형태의 매질을 통해 전달하는 카트리지,
    상기 카트리지 제어신호에 기초하여 상기 카트리지의 X축, Y축 및 Z축 이동을 제어하는 구동부를 포함하는 카트리지 케이스, 그리고
    사용자가 파지하기 용이한 형상이며 상기 카트리지 케이스에 착탈 가능한 핸드피스를 포함하고,
    상기 카트리지는
    일면이 개방되어 있는 개방부를 포함하는 하우징,
    상기 하우징 내부에 위치하며, 상기 초음파 제어신호에 기초하여 초음파를 생성하는 초음파 생성부, 그리고
    겔(gel) 형태의 매질이 채워진 탄성체로서, 상기 하우징에 착탈 가능하고, 생성된 초음파를 상기 개방부를 통해 노출된 외부로 전달하는 매질부를 포함하고,
    상기 매질부는, 상기 초음파 생성부 아래에 위치하고 상기 개방부를 통해 노출되는 부분이 피부와 직접 접촉되어 상기 생성된 초음파를 상기 피부로 전달하고, 상기 카트리지의 이동에 따른 압력에 의해 수축 또는 복원되어, 상기 초음파의 조사 깊이를 조절하는, 초음파 치료 장치.
  9. 사용자로부터 초음파 제어신호 및 카트리지 제어신호를 입력받아 출력하는 제어부,
    상기 초음파 제어신호에 기초하여 초음파를 생성하고 생성된 상기 초음파를 겔 형태의 매질을 통해 전달하는 카트리지, 그리고
    사용자가 파지하기 용이한 형상으로 상기 카트리지에 결합되어 있으며, 상기 카트리지 제어신호에 기초하여 상기 카트리지의 X축, Y축 및 Z축 이동을 제어하는 구동부를 포함하는 핸드피스를 포함하고,
    상기 카트리지는
    일면이 개방되어 있는 개방부를 포함하는 하우징,
    상기 하우징 내부에 위치하며, 상기 초음파 제어신호에 기초하여 초음파를 생성하는 초음파 생성부, 그리고
    겔(gel) 형태의 매질이 채워진 탄성체로서, 상기 하우징에 착탈 가능하고, 생성된 초음파를 상기 개방부를 통해 노출된 외부로 전달하는 매질부를 포함하고,
    상기 매질부는, 상기 초음파 생성부 아래에 위치하고 상기 개방부를 통해 노출되는 부분이 피부와 직접 접촉되어 상기 생성된 초음파를 상기 피부로 전달하고, 상기 카트리지의 이동에 따른 압력에 의해 수축 또는 복원되어, 상기 초음파의 조사 깊이를 조절하는, 초음파 치료 장치.
  10. 제8항에서,
    상기 구동부는,
    제1 모터가 고정되어 있는 제1 고정부, 상기 제1 모터와 수평방향에 위치하며 제2 모터가 고정되어 있는 제2 고정부, 상기 제1 고정부 및 상기 제2 고정부에 고정되어 있는 제1 가이드바, 상기 제1 고정부 및 상기 제2 고정부에 고정되어 있는 제2 가이드바, 상기 제1 가이드바 및 상기 제2 가이드바와 직교하여 형성되어 있는 제3 가이드바, 상기 제1 가이드바 및 상기 제2 가이드바와 직교하여 형성되어 있는 제4 가이드바, 상기 제3 가이드바 및 상기 제4 가이드바의 일단이 고정되어 있는 제3 고정부, 상기 제3 가이드바 및 상기 제4 가이드바의 다른 일단이 고정되어 있는 제4 고정부, 그리고 상기 제1 모터와 상기 제2 모터의 외주면을 감싸는 형태로 배치되며 상기 제3 고정부와 상기 제4 고정부에 고정되어 있는 와이어 밴드를 포함하는 초음파 치료 장치.
  11. 제10항에서,
    상기 카트리지는 상기 제3 고정부 또는 상기 제4 고정부 아래에 위치하는 초음파 치료 장치.
  12. 제9항에서,
    상기 구동부는 제1 모터, 제2 모터 및 제3 모터를 포함하며,
    상기 카트리지는 상기 제1 모터, 상기 제2 모터 및 상기 제3 모터에 각각 연결되어 있는 제1 샤프트, 제2 샤프트 및 제3 샤프트의 회전에 대응하여 X축, Y축 및 Z축 방향으로 이동하는 초음파 치료 장치.
  13. 삭제
  14. 제8항 또는 제9항에서,
    상기 제어부는 사용자로부터 초음파 제어신호, 레이저 신호, 또는 카트리지 제어신호 중 적어도 하나를 입력받아 출력하며,
    상기 카트리지는 상기 초음파 생성부를 관통하여 위치하며, 상기 레이저 신호에 기초하여 상기 개방부로 레이저를 조사하는 레이저 조사부를 더 포함하는 초음파 치료 장치.
  15. 제14항에서,
    상기 핸드피스는 상기 제어부와 연결되어 있으며, 상기 초음파 제어신호와 레이저 신호 중 적어도 하나를 상기 카트리지로 전달하는 초음파 치료 장치.
  16. 제8항 또는 제9항에서,
    상기 카트리지는 상기 초음파 생성부를 관통하여 위치하는 마이크로 니들부를 더 포함하는 초음파 치료 장치.
  17. 제8항 또는 제9항에서,
    상기 카트리지는 상기 하우징에 위치하며 상기 매질부를 냉각시키는 냉각부를 더 포함하는 초음파 치료 장치.
  18. 삭제
  19. 제8항 또는 제9항에서,
    상기 카트리지는 피부 위치를 감지하는 근접센서를 포함하며,
    상기 제어부는 상기 감지결과에 기초하여 상기 초음파 제어신호 및 상기 카트리지 제어신호를 출력하는 초음파 치료 장치.
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