KR102561454B1 - 침투 깊이의 조절 및 피부 조직 손상 방지가 가능한 초음파 피부 미용 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 간단한 방식으로 초음파의 집속 거리를 조정하여 모든 시술 부위에 적용할 수 있어 호한성이 뛰어나면서도 제조 비용 또한 저렴한 피부 미용 장치에 관한 것으로서, 초음파를 생성하고, 생성된 초음파를 소정의 초점 거리에 집속하는 초음파 발생부, 초음파 발생부를 수용하는 하우징 및 하우징의 일 단부에 결합되는 집속거리 조절 캡을 포함하는 피부 미용 장치에 관한 것이다.

Description

침투 깊이의 조절 및 피부 조직 손상 방지가 가능한 초음파 피부 미용 장치{Ultrasonic skin beauty device capable of adjusting penetration depth and preventing skin tissue damage}

본 발명은 침투 깊이의 조절 및 피부 조직 손상 방지가 가능한 초음파 피부 미용 장치에 관한 것으로서, 구체적으로 초음파의 집속 거리를 조절할 수 있고 또한 피부 심부 체온에 기초하여 초음파 출력을 제어함으로써 피부 조직의 과손상을 방지할 수 있는 피부 미용 장치에 관한 것이다.

초음파 기술은 의료 및 산업, 환경처리 분야 등에 널리 사용되고 있으며, 최근에는 미용에 대한 관심이 높아지면서 피부 노화 방지, 주름 개선 또는 피부 탄력 유지를 위해 초음파를 이용한 기기들이 다양하게 등장하고 있다.

주름 부위에 조사된 초음파는 주름의 근본 원인인 피부 근막층에 에너지를 전달하여 피부 조직을 수축 또는 응고시킴으로써 주름을 개선할 수 있다. 즉, 초음파를 이용한 피부 미용 장치들은 시술하고자 하는 특정 부위에만 초음파를 집속하여 해당 특정 부위의 피부 조직만을 수축 또는 응고시키는 원리를 이용하여 미용 효과를 발휘한다.

최근에는 의료용 또는 미용을 목적으로 고강도 집속 초음파(High Intensity Focused Ultrasound, HIFU)를 이용한 초음파 장치가 이용되고 있다. 일반적으로 사용되는 HIFU 압전 소자는 광학 원리를 이용한 것으로, 주로 구면 렌즈 형상으로 가공하여 사용된다. 구면렌즈를 통과한 빛은 파장에 따라 다른　초점거리를 갖고, 장파장일수록　초점거리가 감소한다. 이러한 광학 원리로 인해 HIFU 압전소자에 전압을 인가하면 두께 모드 진동에서 발생하는 초음파 에너지가 곡률 반경의 중심에 집중되면서 초음파 진동의 집속이 이루어질 수 있다. 이렇게 구성된 HIFU 압전소자는 트랜스듀서 용기 내의 물과 격리하기 위해 플라스틱 하우징 내부에 안착된다.

종래의 피부 미용 장치에 사용되는 트랜스듀서는 피부 아래의 근막층(피부아래 4.5 ㎜), 콜라겐층(피부아래　3　㎜), 진피층(피부아래 1.5 ㎜)을 시술대상으로 하는 3가지 종류가 제조되고 있다. 이 때문에, 각 종류의 트랜스듀서가 장착된 피부 미용 장치를 모두 구비해 두고, 매 시술 시마다 시술 깊이에 맞는 피부 미용 장치를 골라 사용해야 하는 불편함이 있었다.

한편, 상술한 문제점을 극복하기 위해, 피부 미용 장치 내에서 트랜스듀서의 위치를 이동하는 메커니즘을 통하여 초음파의 집속점을 조정함으로써 1가지 종류의 트랜스듀서가 장착된 장치로도 모든 시술부위에 사용할 수 있는 방법도 고안되었다.

그러나, 상술한 방식은 트랜스듀서의 이동을 위한 기어 등의 부가적인 부품들을 요하는 바, 피부 미용 장치 내부의 용적을 과도하게 차지할 뿐만 아니라, HIFU 조사에 의해 트랜스듀서 내부의 온도가 상승하는 것을 막기 위해 트랜스듀서의 부피를 키우거나 HIFU 출력을 낮추어 사용해야 한다는 문제 등이 있다.

한편, 상술한 바와 같이, 종래의 피부 미용 장치는 시술 부위에 초음파를 집속하는 것에 의해 시술 부위의 피부 조직으로 열을 전달하는 방식을 취하는데, 장치의 결함이나 사용자의 조작 미숙 등의 이유로 인해 시술 부위 등에 과도한 에너지가 전달될 경우 시술 부위 주변의 피부 조직이 과손상될 우려가 있었다.

한국 특허출원공개공보 제2023-0008267호 한국 특허출원공개공보 제2023-0050983호 한국 특허출원공개공보 제2023-0040443호 한국 특허출원공개공보 제2023-0038982호

본 발명의 목적은, 간단한 방식으로 초음파의 집속 거리를 조정하여 모든 시술 부위에 적용할 수 있어 호환성이 뛰어나면서도, 제조 비용 또한 저렴한 피부 미용 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은, 초음파로 인해 시술 부위 등에 과도한 에너지가 전달되어 시술 부위 주변의 피부 조직이 과손상될 위험을 방지할 수 있는 피부 미용 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 피부 미용 장치는, 초음파를 생성하고, 생성된 초음파를 소정의 초점 거리에 집속하는 초음파 발생부, 초음파 발생부를 수용하는 하우징 및 하우징의 일 단부에 결합되는 집속거리 조절 캡을 포함하고, 하우징은, 환자의 피부 표면에 접촉될 수 있도록 하우징의 일 단부에 형성되고, 초음파 발생부에서 발생한 초음파가 투과하는 제1 초음파 투과부를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 피부 미용 장치에 있어서, 집속거리 조절 캡은, 원기둥 형상부 및 원추 형상부를 포함하고, 원기둥 형상부는 하우징의 일 단부에 결합되는 부분이고, 원추 형상부는 원기둥 형상부의 일 단부로부터 하우징에 대향하는 방향으로 지름이 점점 작아지며 연장되는 부분이고, 그 일 단부에는 초음파가 통과할 수 있는 제2 초음파 투과부가 형성되고, 원추 형상부는 소정의 원뿔각을 갖도록 형성되고, 집속거리 조절 캡은 원추 형상부의 길이가 서로 다른 복수 개가 마련되고, 원추 형상부의 길이에 따라 피부 밑에서 초음파의 집속점이 형성되는 위치를 다르게 설정할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 피부 미용 장치는, 심부 체온 측정부 및 초음파 출력 제어부를 더 포함하고, 심부 체온 측정부는, 제1 온도 센서, 제2 온도 센서 및 열 저항체를 포함하고, 제1 온도 센서는, 하우징의 일 단부에 있어서 제1 초음파 투과부의 외주부 및 제2 초음파 투과부의 외주부 중 적어도 어느 한 곳에 배치되어 환자의 피부 표면 온도를 측정하고, 제2 온도 센서는, 환자의 피부와 대향하는 방향으로 제1 온도 센서와 소정의 일정한 거리를 갖도록 하우징 내에 배치되며, 제1 온도 센서를 거쳐 열 저항체를 통해 전달된 열의 온도를 측정하고, 열 저항체는, 소정의 일정한 열 저항값을 갖고, 제1 온도 센서 및 제2 온도 센서 사이에 배치되고, 제1 온도 센서 및 제2 온도 센서는 서미스터를 포함하고, 심부 체온 측정부는, 열 저항체의 열 저항값, 제1 온도 센서에서 검출된 제1 온도 및 제2 온도 센서에서 검출된 제2 온도에 기초하여 환자의 피부 심부 체온를 측정하고, 제어부는, 심부 체온 측정부가 환자의 피부 심부 체온 측정을 완료한 후에 초음파가 발생하도록 초음파 발생부를 제어하고, 초음파 발생부에서 초음파를 발생하여 환자의 치료를 진행하는 도중, 심부 체온 측정부에 의해 측정된 환자의 피부 심부 체온의 변화에 기초하여, 초음파 발생부에서 발생하는 초음파의 출력을 조절한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 피부 미용 장치에 있어서, 제어부는, 초음파 발생부에서 초음파를 발생하여 환자의 치료를 진행하는 도중, 심부 체온 측정부에 의해 측정된 환자의 피부 심부 체온이 소정의 값 이상으로 증가할 경우, 초음파의 발생을 중지하도록 초음파 발생부를 제어한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 피부 미용 장치에 있어서, 하우징은 심부 체온 표시부를 더 포함하고, 심부 체온 표시부는, LED 표시부이고, 심부 체온 측정부가 측정한 심부 체온의 변화에 따라 다른 색을 표시하여 사용자가 시인할 수 있도록 함으로써, 피부 미용 시술에 의한 환자의 부상 위험성을 미리 알 수 있도록 한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 간단한 방식으로 초음파의 집속 거리를 조정하여 모든 시술 부위에 적용할 수 있어 호환성이 뛰어나면서도, 제조 비용 또한 저렴한 피부 미용 장치를 제공할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 초음파로 인해 시술 부위 등에 과도한 에너지가 전달되어 시술 부위 주변의 피부 조직이 과손상될 위험을 방지할 수 있는 피부 미용 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 피부 미용 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 피부 미용 장치의 부분 측단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 피부 미용 장치를 다른 각도에서 바라본 부분 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 피부 미용 장치의 집속거리 조절 캡을 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 피부 미용 장치의 내부 구성을 나타낸 개략도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 피부 미용 장치의 심부 체온 측정부의 구성을 나타낸 개략도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 피부 미용 장치의 제어부에 의한 제어 알고리즘을 나타낸 순서도이다.

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.

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.

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.

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.

실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다.　 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.

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.

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.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.　 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

본 발명의 실시예들에서, 별도로 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 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 발명의 실시예에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다.　 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급된 ‘포함한다’, ‘갖는다’, ‘이루어진다’ 등이 사용되는 경우 ‘~만’이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다.　 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.

구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.

위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, ‘~상에’, ‘~상부에’, ‘~하부에’, ‘~옆에’ 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, ‘바로’ 또는 ‘직접’이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.

소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층"위(on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다.　 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 크기 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 당업자가 충분히 이해할 수 있듯이 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 피부 미용 장치의 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 피부 미용 장치의 부분 측단면도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 피부 미용 장치를 다른 각도에서 바라본 부분 사시도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 피부 미용 장치는 고강도 집속 초음파(High Intensity Focused Ultrasound, HIFU)를 이용한 초음파 장치(이하, HIFU라고 칭함)로서, 초음파 발생부(10), 초음파 발생부(10)를 수용하는 하우징(20) 및 하우징의 일 단부에 결합되는 집속거리 조절 캡(30)을 포함할 수 있다.

초음파 발생부(10)는 초음파를 생성할 수 있고, 생성된 초음파가 소정의 초점 거리에 집속되도록 할 수 있다. 구체적으로, 초음파 발생부(10)는 구면 렌즈(11)를 포함하는 트랜스듀서를 포함할 수 있고, HIFU의 압전소자에 전압을 인가하면 두께 모드 진동에서 발생하는 초음파 에너지가 구면 렌즈(11)의 곡률 반경의 중심에 집중되면서 초음파 진동의 집속이 이루어진다. 즉, 초음파의 집속점(F)이 형성되는 위치는 초음파 발생부(10)의 트랜스듀서가 포함하는 구면 렌즈(11)의 곡률 반경에 의해 정해진다.

일 실시예에서, 하우징(20)은, 환자의 피부 표면에 접촉될 수 있도록 하우징(20)의 일 단부에 형성되는 제1 초음파 투과부(21)를 포함할 수 있다. 초음파 발생부(10)에서 발생한 초음파는 제1 초음파 투과부(21)를 투과하여 시술 부위로 전달될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 피부 미용 장치의 집속거리 조절 캡(30)을 도시한 사시도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 피부 미용 장치에 있어서, 집속거리 조절 캡(30)은 원기둥 형상부(31) 및 원추 형상부(32)를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 원기둥 형상부(31)는 하우징(20)의 일 단부에 결합되는 부분이고, 원추 형상부(32)는 원기둥 형상부(31)의 일 단부로부터 하우징(20)에 대향하는 방향으로 연장되는 부분일 수 있다. 원추 형상부(32)는 하우징(20)에 대향하는 방향으로 지름이 점점 작아지도록 형성될 수 있다. 원추 형상부(32)는 소정의 원뿔각을 갖도록 형성될 수 있다.

일 실시예에서, 원추 형상부(32)의 일 단부에는 초음파가 통과할 수 있는 제2 초음파 투과부(33)가 형성될 수 있다.

일 실시예에서, 원추 형상부(32)의 길이가 서로 다른 집속거리 조절 캡(30)이 복수 개 마련될 수 있다. 예컨대, 도 3(b)에 도시된 집속거리 조절 캡(30)의 원추 형상부(32)의 길이는 도 3(a)에 도시된 집속거리 조절 캡(30)의 원추 형상부(32)의 길이보다 1.5mm 짧을 수 있고, 도 3(c)에 도시된 집속거리 조절 캡(30)의 원추 형상부(32)의 길이는 도 3(b)에 도시된 집속거리 조절 캡(30)의 원추 형상부(32)의 길이보다 1.5mm 짧을 수 있다. 원추 형상부(32)의 길이가 서로 다른 복수 개의 집속거리 조절 캡(30)은, 모두 동일한 원뿔각의 원추 형상부(32)를 가질 수 있다.

하우징(20)에 집속거리 조절 캡(30)을 장착하여 시술할 경우, 집속거리 조절 캡(30)의 제2 초음파 투과부(33)가 피부에 밀착하게 된다. 그런데, 원추 형상부(32)의 길이가 다른 집속거리 조절 캡(30)으로 교체 장착하게 되면 초음파 발생부(10)와 피부와의 거리 또한 달라지는데 비하여, 초음파 발생부(10)으로부터 초음파의 집속점(F)까지의 거리는 변함이 없다. 이로 인해, 집속거리 조절 캡(30)을 교체하여 초음파의 집속점(F)의 피부 밑 침투 깊이를 조절할 수 있다. 구체적으로, 도 3(a)에 도시된 집속거리 조절 캡(30)을 도 3(b)에 도시된 집속거리 조절 캡(30)으로 교체할 경우, 원추 형상부(32)의 길이 차이로 인해 초음파 발생부(10)와 피부 표면과의 거리는 1.5mm 가까워진다. 이로 인해, 초음파의 집속점(F)은 도 3(a)에 도시된 집속거리 조절 캡(30)을 사용하는 경우보다 1.5mm 깊은 곳에 형성된다. 이와 같이, 원추 형상부(32)의 길이에 따라 피부 밑에서 초음파의 집속점(F)이 형성되는 위치를 다르게 설정할 수 있다.

상술한 실시예에 의하면, 하우징 내에서 트랜스듀서의 위치를 변경할 수 있는 복잡한 추가 구성 없이도, 하나의 HIFU로 간편하게 피부 밑의 다양한 깊이의 시술부위에 시술하는 것이 가능하다. 또한, 상술한 실시예에 의하면 집속거리 조절 캡(30)의 제조 방법이 간단하고 비용도 저렴하므로 생산성 및 시장성도 뛰어난 효과가 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 피부 미용 장치의 내부 구성을 나타낸 개략도이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 피부 미용 장치의 심부 체온 측정부(40)의 구성을 나타낸 개략도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 피부 미용 장치는, 심부 체온 측정부(40) 및 초음파 출력 제어부(50)를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 심부 체온 측정부(40)는, 제1 온도 센서(41), 제2 온도 센서(42) 및 열 저항체(43)를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 제1 온도 센서(41)는 하우징(20)의 일 단부에 있어서 제1 초음파 투과부(21)의 외주부에 배치되어 환자의 피부 표면 온도를 측정할 수 있다. 또는, 집속거리 조절 캡(30)을 장착하여 사용할 경우, 제1 온도 센서(41)는 집속거리 조절 캡(30)의 일단부에 형성된 제2 초음파 투과부(33)의 외주부에 배치되어 환자의 피부 표면 온도를 측정할 수도 있다. 또는, 제1 온도 센서(41)는, 하우징(20)의 일 단부에 있어서 제1 초음파 투과부(21)의 외주부와 제2 초음파 투과부(33)의 외주부에 모두 배치될 수도 있다.

일 실시예에서, 제2 온도 센서(42)는, 환자의 피부와 대향하는 방향으로 제1 온도 센서(41)와 소정의 일정한 거리를 갖도록 하우징(20) 내에 배치될 수 있다. 제2 온도 센서(42)는, 피부로부터 제1 온도 센서(41)를 거쳐 열 저항체(43)를 통해 전달된 열의 온도를 측정할 수 있다.

일 실시예에서, 열 저항체(43)는 소정의 일정한 열 저항값을 가질 수 있고, 제1 온도 센서(41) 및 제2 온도 센서(42) 사이에 배치될 수 있다.

일 실시예에서, 제1 온도 센서(41) 및 제2 온도 센서(42)는 일반적인 저항에 비해 온도에 따른 저항의 변화가 큰 서미스터(Thermistor)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 서미스터는, 예컨대 온도가 높아지면 저항이 감소하는 NTC 서미스터(Negative Temperature Coefficient Thermistor)일 수 있다.

일 실시예에서, 심부 체온 측정부(40)는 열 저항체(43)의 열 저항값(Ra), 제1 온도 센서(41)에서 검출된 제1 온도(T1) 및 제2 온도 센서(42)에서 검출된 제2 온도(T2)에 기초하여 환자의 피부 심부 체온(Td)을 측정할 수 있다.

이하, 심부 체온 측정부(40)가 피부 심부 체온(Td)을 측정하는 방법에 대하여 구체적으로 설명한다.

피부 심부 체온을 Td, 제1 온도 센서(41)에 접촉하는 열 저항체(43)의 표면 온도를 Ta, 제2 온도 센서(42)에 접촉하는 열 저항체(43)의 표면 온도를 Tb, 피하 조직의 열 저항값을 Rd, 열 저항체(43)의 열 저항값을 Ra라고 할 때, 이하의 수학식 (1)이 성립된다.

체표면에 열 저항체(43)를 밀착시키면, 혈류로 전달되는 체열은 피하 조직으로부터 제1 온도 센서(41) 및 열 저항체(43)를 통하여 제2 온도 센서(42)로 전달되는데, 피부 심부로부터 제2 온도 센서(42)까지의 열 전달과 제1 온도 센서(41)로부터 제2 온도 센서(42)로의 열 전달은 동일할 것이므로, 제1 온도 센서(41)에서 측정한 온도(T1)와 제2 온도 센서(42)에서 측정한 온도(T2)를 수학식 (1)에 대입하면 피부 심부 체온(Td)을 측정할 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 피부 미용 장치의 제어부(50)에 의한 제어 알고리즘을 나타낸 순서도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 피부 미용 장치에 있어서, 제어부(50)는, 심부 체온 측정부(40)가 환자의 피부 심부 체온(Td) 측정을 완료한 후에 초음파가 발생하도록 초음파 발생부(10)를 제어할 수 있다.

일 실시예에서, 제어부(50)는, 초음파 발생부(10)에서 초음파를 발생하여 환자의 치료를 진행하는 도중, 심부 체온 측정부(40)에 의해 측정된 환자의 피부 심부 체온(Td)의 변화에 기초하여 초음파 발생부(10)에서 발생하는 초음파의 출력을 조절할 수 있다.

일 실시예에서, 제어부(50)는, 초음파 발생부(10)에서 초음파를 발생하여 환자의 치료를 진행하는 도중, 심부 체온 측정부(40)에 의해 측정된 환자의 피부 심부 체온(Td)이 소정의 값 이상으로 증가할 경우, 초음파의 발생을 중지하도록 초음파 발생부(10)를 제어할 수 있다.

이하, 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(50)의 초음파 발생부(10) 제어 방식에 대해 구체적으로 설명한다.

먼저 시술을 시작하기 전에, 본 발명에 따른 피부 미용 장치를 환자의 피부에 접촉시킨 후, 심부 체온 측정부(40)에 의해 심부 체온(Td)을 측정한다. 심부 체온 측정부(40)에 의한 심부 체온(Td) 측정은, 상술한 수학식 (1)에 기초하여 측정된다. 제어부(50)는, 심부 체온(Td)이 측정되기 전에는 초음파 발생부(10)가 작동되지 않도록 제어한다.

심부 체온(Td)이 측정되면, 심부 체온 측정부(40)는 측정된 심부 체온(Td) 정보를 제어부(50)로 전송한다. 제어부(50)는 심부 체온(Td) 정보를 수신하면, 알람 등을 통하여 시술자에게 시술이 시작되어도 좋다는 신호를 보낸다. 한편, 심부 체온 측정부(40)는 시술이 시작된 후에도 심부 체온(Td) 정보를 지속적으로 측정하고, 측정된 심부 체온(Td) 정보를 제어부(50)에 실시간으로 송신한다.

제어부(50)는, 심부 체온 측정부(40)로부터 전달받은 심부 체온(Td)이 소정의 온도인 제1 기준온도(TP1)보다 작은지 여부를 체크한다. 만약 심부 체온(Td)이 소정의 온도인 제1 기준온도(TP1)보다 작다면, 시술 목표 지점인 피하 조직에 충분한 에너지가 전달되지 않고 있다고 판단하여, 초음파 발생부(10)로부터 발생하는 초음파의 출력을 증가하는 방향으로 제어한다.

심부 체온(Td)이 소정의 온도인 제1 기준온도(TP1)보다 클 경우에는, 제어부(50)는 심부 체온(Td)이 소정의 온도인 제2 기준온도(TP2)보다 큰지 여부를 체크한다. 만약 심부 체온(Td)이 소정의 온도인 제2 기준온도(TP2)보다 작다면, 시술 목표 지점인 피하 조직에 에너지가 적절하게 전달되고 있다고 판단하여, 초음파 발생부(10)로부터 발생하는 초음파의 출력을 현 상태로 유지하는 방향으로 제어한다.

반면, 만약 심부 체온(Td)이 소정의 온도인 제2 기준온도(TP2)보다 크다면, 제어부(50)는 심부 체온(Td)이 소정의 온도인 제3 기준온도(TP3)보다 큰지 여부를 체크한다. 심부 체온(Td)이 소정의 온도인 제3 기준온도(TP3)보다 작을 경우, 즉, 심부 체온(Td)이 제2 기준온도(TP2)보다 크고 제3 기준온도(TP3)보다 작은 경우, 시술 목표 지점인 피하 조직에 에너지가 필요 이상으로 전달되고 있다고 판단하여, 초음파 발생부(10)로부터 발생하는 초음파의 출력을 감소하는 방향으로 제어한다.

한편, 심부 체온(Td)이 소정의 온도인 제3 기준온도(TP3)보다도 클 경우에는, 시술 목표 지점인 피하 조직에 에너지가 과도하게 전달되어 피부 조직에 과손상을 가할 우려가 있다고 판단하여, 초음파 발생부(10)의 작동을 즉시 중단하도록 제어한다.

상술한 실시예에 따르면, 심부 체온 측정부(40)로부터 전달받은 심부 체온(Td) 정보에 기초한 제어부(50)의 제어에 의해, 시술 부위에 적절한 크기의 에너지를 전달하여 시술 효과를 높이고, 과도한 에너지 전달을 미연에 방지하여 시술 대상 피부 조직의 과손상을 방지할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 피부 미용 장치에 있어서, 하우징(20)은 심부 체온 표시부(22)를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 심부 체온 표시부(22)는 LED 표시부일 수 있다. 심부 체온 표시부(22)는, 심부 체온 측정부(40)가 측정한 심부 체온(Td)의 변화에 따라 다른 색을 표시하여 사용자가 시인할 수 있도록 함으로써, 피부 미용 시술에 의한 환자의 부상 위험성을 미리 알 수 있도록 할 수 있다.

상술한 실시예에 의해, 제어부(50)에 의한 초음파 발생부(10) 제어뿐만 아니라, 시술자에게도 심부 체온(Td) 정보를 전달하여 피부 미용 장치를 효율적이고 적절하게 조작할 수 있도록 보조하고, 또한 시술 부위에 에너지가 과도하게 전달되어 피부 조직이 과손상될 수 있는 등의 위험 상황도 시술자가 알 수 있게 하여 해당 상황에서는 즉시 작동을 중지할 수 있도록 보조할 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.

10: 초음파 발생부
20: 하우징
21: 제1 초음파 투과부
22: 심부 체온 표시부
30: 집속거리 조절 캡
31: 원기둥 형상부
32: 원추 형상부
33: 제2 초음파 투과부
40: 심부 체온 측정부
41: 제1 온도 센서
42: 제2 온도 센서
43: 열 저항체
50: 제어부

Claims (3)

1. 초음파를 생성하고, 생성된 초음파를 소정의 초점 거리에 집속하는 초음파 발생부(10);
   상기 초음파 발생부(10)를 수용하는 하우징(20); 및
   상기 하우징의 일 단부에 결합되는 집속거리 조절 캡(30);을 포함하고,
   상기 하우징(20)은, 환자의 피부 표면에 접촉될 수 있도록 상기 하우징(20)의 일 단부에 형성되고, 상기 초음파 발생부(10)에서 발생한 초음파가 투과하는 제1 초음파 투과부(21)를 포함하는,
   피부 미용 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 집속거리 조절 캡(30)은, 원기둥 형상부(31) 및 원추 형상부(32)를 포함하고,
   상기 원기둥 형상부(31)는 상기 하우징(20)의 일 단부에 결합되는 부분이고,
   상기 원추 형상부(32)는 상기 원기둥 형상부(31)의 일 단부로부터 상기 하우징(20)에 대향하는 방향으로 지름이 점점 작아지며 연장되는 부분이고, 그 일 단부에는 초음파가 통과할 수 있는 제2 초음파 투과부(33)가 형성되고,
   상기 원추 형상부(32)는 소정의 원뿔각을 갖도록 형성되고,
   상기 집속거리 조절 캡(30)은 상기 원추 형상부(32)의 길이가 서로 다른 복수 개가 마련되고,
   상기 원추 형상부(32)의 길이에 따라 피부 밑에서 초음파의 집속점이 형성되는 위치를 다르게 설정할 수 있는,
   피부 미용 장치.
3. 제2항에 있어서,
   심부 체온 측정부(40) 및 초음파 출력 제어부(50)를 더 포함하고,
   상기 심부 체온 측정부(40)는,
   제1 온도 센서(41);
   제2 온도 센서(42); 및
   열 저항체(43);를 포함하고,
   상기 제1 온도 센서(41)는, 상기 하우징(20)의 일 단부에 있어서 상기 제1 초음파 투과부(21)의 외주부 및 상기 제2 초음파 투과부(33)의 외주부 중 적어도 어느 한 곳에 배치되어 환자의 피부 표면 온도를 측정하고,
   상기 제2 온도 센서(42)는, 환자의 피부와 대향하는 방향으로 상기 제1 온도 센서(41)와 소정의 일정한 거리를 갖도록 상기 하우징(20) 내에 배치되며, 상기 제1 온도 센서(41)를 거쳐 상기 열 저항체(43)를 통해 전달된 열의 온도를 측정하고,
   상기 열 저항체(43)는, 소정의 일정한 열 저항값을 갖고, 상기 제1 온도 센서(41) 및 상기 제2 온도 센서(42) 사이에 배치되고,
   상기 제1 온도 센서(41) 및 상기 제2 온도 센서(42)는 서미스터를 포함하고,
   상기 심부 체온 측정부(40)는, 상기 열 저항체(43)의 열 저항값, 상기 제1 온도 센서(41)에서 검출된 제1 온도(T1) 및 상기 제2 온도 센서(42)에서 검출된 제2 온도(T2)에 기초하여 환자의 피부 심부 체온을 측정하고,
   상기 제어부(50)는,
   상기 심부 체온 측정부(40)가 환자의 피부 심부 체온 측정을 완료한 후에 초음파가 발생하도록 상기 초음파 발생부(10)를 제어하고,
   상기 초음파 발생부(10)에서 초음파를 발생하여 환자의 치료를 진행하는 도중, 상기 심부 체온 측정부(40)에 의해 측정된 환자의 피부 심부 체온의 변화에 기초하여, 상기 초음파 발생부(10)에서 발생하는 초음파의 출력을 조절하는,
   피부 미용 장치.