KR20170103106A - Periodontal Disease Therapeutic Apparatus of using Ultrasound Generation Device - Google Patents

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Abstract

Disclosed is a periodontal disease therapeutic apparatus using ultrasonic waves. A cartridge unit has a structure to be detachable from a body unit and has an ultrasound generation device provided in a dented form at the front. The ultrasound generation device generates at least two types of ultrasound signals in resonance frequency. To this end, the ultrasound generation device generates a first ultrasound signal in which a focal point is not formed through a first ultrasound generation area, and generates a second ultrasound signal having at least one focal point through a second ultrasound generation area. Accordingly, ultrasound energy can be provided to a wider area or an affected area.

Description

초음파 발생 소자를 이용한 치주 질환 치료기{Periodontal Disease Therapeutic Apparatus of using Ultrasound Generation Device}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a periodontal disease therapeutic apparatus using ultrasound generation device,

본 발명은 치주 질환 치료기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 초음파 발생 소자를 이용한 치주 질환 치료기에 관한 것이다.The present invention relates to a periodontal disease treatment apparatus, and more particularly, to a periodontal disease treatment apparatus using an ultrasonic wave generating element.

초음파를 이용하는 분야는 의료, 미용 및 환경 처리 분야로서 최근에 비침습적인 잇점으로 인해 널리 사용되고 있다. 특히, 초음파 집속 기능을 이용한 피부 미용 분야가 최근 활발히 연구되고 있다. 피부 내부로 집속되는 초음파는 주름의 근본 원인인 피부근막층(superficial musculoaponeurotic system:SMAS)에 열을 전달하고, 공급되는 열에 의해 피부 조직을 수축 또는 응고시킴을 통해 주름을 개선한다.The field of ultrasound has been widely used for medical, cosmetic and environmental treatment due to its recently non-invasive advantages. In particular, the field of skin beauty using ultrasonic focusing function has been actively researched recently. The ultrasound focused into the skin transfers heat to the superficial musculoaponeurotic system (SMAS), which is the root cause of wrinkles, and improves wrinkles by contracting or coagulating the skin tissue by the heat supplied.

초음파를 발생시키고 이를 특정의 지점에 집속시키는 초음파 집속 소자는 압전 소재로 구성되며, 광학 원리에 의해 특정의 지점에 집속된다. 이를 위해 초음파 집속 소자는 구면 렌즈 형상을 가진다. 통상적으로 구면 렌즈를 통과한 빛은 파장에 따라 다른 초점거리를 가지며, 장파장일수록 초점거리가 감소하는 특징이 있다. 이러한 광학적 원리에 따라 통상의 초음파 집속 소자에 전압이 인가되면, 두께 진동 모드에서 발생하는 초음파 에너지는 곡률 반경의 중심에 집중되며, 집속 동작이 수행된다.An ultrasonic focusing element generating an ultrasonic wave and focusing the ultrasonic wave at a specific point is composed of a piezoelectric material and is focused on a specific point by optical principle. For this purpose, the ultrasonic focusing element has a spherical lens shape. Generally, the light passing through the spherical lens has a different focal distance depending on the wavelength, and the focal distance decreases with a longer wavelength. When a voltage is applied to an ordinary ultrasonic focusing element in accordance with this optical principle, the ultrasonic energy generated in the thickness vibration mode is concentrated at the center of the radius of curvature and the focusing operation is performed.

한편, 압전 소재로 구성된 초음파 집속 소자는 공진 주파수에서 최대 변위를 가지므로, 이를 특정의 장치에 적용하여 구동할 경우, 소정의 진폭과 공진 주파수를 가진 신호가 공급되어야만 한다. 공진 주파수를 가지는 신호가 초음파 집속 소자에 공급되면, 초음파 집속 소자는 두께 방향의 변화를 통한 공진이 발생되며, 두께에 따라 공진 주파수가 변경되고, 인가된 공진 주파수와 동일한 주파수로 진동하는 초음파를 발생시킨다.On the other hand, an ultrasonic focusing element composed of a piezoelectric material has a maximum displacement at a resonance frequency. Therefore, when it is applied to a specific apparatus and driven, a signal having a predetermined amplitude and resonance frequency must be supplied. When a signal having a resonance frequency is supplied to the ultrasonic focusing element, the ultrasonic focusing element generates resonance through a change in the thickness direction, changes the resonance frequency according to the thickness, generates ultrasonic waves oscillating at the same frequency as the applied resonance frequency .

종래의 원판 형태 또는 렌즈 형태의 초음파 집속 소자를 두께 진동 모드에서 구동하는 경우, 공진점에서 두께 방향으로 최대 변위가 나타난다. 또한, 압전 소재의 종류에 따라 초음파 집속 소자는 고유의 주파수 정수를 가지며, 주파수 정수는 하기의 수학식 1로 표현될 수 있다.When a conventional disk-shaped or lens-shaped ultrasonic focusing element is driven in the thickness vibration mode, the maximum displacement appears in the thickness direction at the resonance point. Further, depending on the type of the piezoelectric material, the ultrasonic focusing element has a specific frequency constant, and the frequency constant can be expressed by the following equation (1).

Figure pat00001
Figure pat00001

상기 수학식 1에서 Nt는 주파수 정수, fr은 1차 공진 주파수, t는 시편의 두께를 나타낸다. 상기 수학식 1에 의해 시편의 두께에 따른 공진 주파수가 결정된다. 예컨대, 주파수 정수가 2100이라면, 2 MHz의 두께 방향의 공진 주파수를 가지는 압전 소재의 두께는 하기의 수학식 2와 같이 결정된다.In the equation (1), Nt is a frequency constant, f r is a first order resonance frequency, and t is a thickness of the test piece. The resonance frequency according to the thickness of the specimen is determined according to Equation (1). For example, if the frequency constant is 2100, the thickness of the piezoelectric material having the resonance frequency in the thickness direction of 2 MHz is determined by the following equation (2).

Figure pat00002
Figure pat00002

즉, 2 MHz의 두께 방향의 공진 주파수를 가지는 초음파 집속 소자를 제작하기 위해서는 이를 구성하는 압전 소재의 두께를 1.05 mm로 구성해야 함을 알 수 있다. 또한, 초음파 집속 소자를 구성하는 압전 소재의 조성 또는 재질을 변경하여 주파수 정수를 변화시킴을 통해 원하는 공진 주파수를 갖는 초음파 집속 소자를 제작할 수 있다.That is, in order to fabricate an ultrasonic focusing device having a resonance frequency in the thickness direction of 2 MHz, it is understood that the thickness of the piezoelectric material constituting the ultrasonic focusing device should be 1.05 mm. Further, by changing the composition or material of the piezoelectric material constituting the ultrasonic focusing element to change the frequency constant, an ultrasonic focusing element having a desired resonant frequency can be manufactured.

이와 같이 초음파 집속을 위한 초음파 집속 소자는 구면 렌즈의 원리와 두께 진동 모드의 주파수 정수를 이용하여 원하는 초점거리를 갖도록 설계할 수 있다. 즉, 원하는 공진 주파수를 갖도록 두께를 조절하고, 구면을 갖는 반구 형태의 소자로 제작하여, 원하는 주파수와 초점거리를 가지는 초음파 집속 소자를 제작할 수 있다.Thus, the ultrasonic focusing element for ultrasonic focusing can be designed to have a desired focal distance by using the principle of the spherical lens and the frequency constant of the thickness vibration mode. That is, it is possible to manufacture an ultrasonic focusing element having a desired frequency and a focal distance by adjusting the thickness to have a desired resonance frequency and fabricating a hemispherical element having a spherical surface.

또한, 초음파 집속이 발생되는 지점은 반구형의 초음파 집속 소자의 곡률 반경과 일치한다. 또한, 초점거리는 파장에 반비례하므로, 주파수를 변환하여 피부로부터의 초음파 집속 거리를 조절할 수 있다. 따라서, 동일한 곡률 반경을 가진 초음파 집속 소자는 발생 주파수에 따라 초점거리가 변경된다. 초점거리는 하기의 수학식 3에 따른다.The point at which the ultrasonic focusing occurs is coincident with the radius of curvature of the hemispherical ultrasonic focusing element. In addition, since the focal distance is inversely proportional to the wavelength, the frequency can be converted to adjust the ultrasonic focusing distance from the skin. Therefore, the focal length of the ultrasonic focusing element having the same radius of curvature is changed according to the generated frequency. The focal length is given by Equation (3) below.

Figure pat00003
Figure pat00003

상기 수학식 3에서 f는 초점거리, d는 렌즈의 직경, λ는 파장을 나타낸다. 상기 수학식 3에서 파장이 짧을수록 초점거리도 길어지므로, 주파수를 변경하여 피부 아래의 침투깊이를 조절할수 있다. 다만, 주파수를 증가시키면, 에어리 원판(airy disk)가 작아지면서 높은 집속도를 얻을 수 있다.In the above equation (3), f represents the focal length, d represents the diameter of the lens, and? Represents the wavelength. In Equation (3), since the focal length becomes longer as the wavelength is shorter, the penetration depth under the skin can be adjusted by changing the frequency. However, if the frequency is increased, the airy disk becomes smaller and a higher home speed can be obtained.

한편, 잇몸과 같이 피부가 약하고 면적이 좁고, 잇몸에 둘러싸여진 세라믹 재질의 치아와 같이 초음파 전달이 용이한 물질이 포함된 구강 구조의 경우, 초음파 집속 소자의 형태 및 집속 강도의 미세한 조절이 요구된다. 기존의 초음파 칫솔의 경우, 칫솔모가 삽입된 헤드부에 사각형 형상의 초음파 소자를 삽입하고, 칫솔모에 초음파 진동 에너지를 전달한다. 이러한 캐비테이션 효과를 유도하는 칫솔은 상용화된 상태이나, 초음파의 전달시 손실이 심하여 치주질환과 같은 염증에 대한 치료효과가 감소된다. 즉, 염증을 치료하기 위해서는 염증부위에 열 에너지를 인가하여 통증을 치료하는 것이 효율적이나, 기존의 칫솔모를 이용하는 경우, 특정 부위에 온열효과를 주기가 어렵다. 또한, 기존의 피부 주름 개선용으로 사용되는 초음파 집속 소자는 하나의 지점에 초음파가 집속되고, 과도한 열 에너지가 공급되어 정상적인 세포까지 괴사시키는 부작용이 있으며, 따라서, 안정성에 문제가 있다.On the other hand, in the case of an oral structure including a material having a weak skin area such as a gum, a small area, and a material that is easily transmitted with ultrasonic waves, such as a ceramic material surrounded by a gum, a fine adjustment of the shape and focusing intensity of the ultrasonic focusing element is required . In the case of a conventional ultrasonic toothbrush, a rectangular ultrasonic element is inserted into a head portion in which the bristles are inserted, and ultrasonic vibration energy is transmitted to the bristles. The toothbrush that induces such a cavitation effect is in a state of being commercialized, but the loss in the delivery of ultrasonic waves is so severe that the therapeutic effect on inflammation such as periodontal disease is reduced. That is, in order to treat inflammation, it is effective to treat pain by applying heat energy to the inflammation site. However, when using the existing bristles, it is difficult to impart a thermal effect to a specific site. In addition, an ultrasonic focusing device used for improving skin wrinkles has a side effect that ultrasound is focused at one point and excessive heat energy is supplied to necrotize normal cells. Therefore, there is a problem in stability.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 보다 넓은 환부에 초음파 에너지를 공급하여 환부를 치료할 수 있는 치주 질환 치료기를 제공하는데 있다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] The present invention provides a periodontal disease treatment device capable of treating a lesion by supplying ultrasound energy to a wider area.

상기 기술적 과제를 달성하기 위해 본 발명은 2종류의 초음파 신호를 생성하는 초음파 발생 소자를 사용한다. 초음파 발생 소자는 카트리지부의 표면으로부터 함몰된 형태로 제공되며, 이를 통해 넓은 환부에 초음파 에너지를 공급한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an ultrasonic generator for generating two kinds of ultrasonic signals. The ultrasonic wave generating element is provided in a depressed form from the surface of the cartridge part, thereby supplying ultrasound energy to the wider region.

상술한 본 발명에 따르면, 치주 질환 치료기는 평면파와 집속파를 동시에 구동할 수 있는 초음파 집속소자를 가진다. 사용자는 구강 내의 치아와 잇몸에 물 또는 젤 타입의 매질을 사용하여 치주 질환 치료기를 동작시킬 수 있다. 이를 통해 환부에서의 온열 효과와 캐비테이션 현상을 유발하고, 적절한 부위에 초음파를 집속하여 치주 질환을 치료할 수 있다.According to the present invention described above, the periodontal disease treatment apparatus has an ultrasonic focusing element capable of simultaneously driving a plane wave and a focusing wave. The user can operate the periodontal disease treatment apparatus by using a water or gel type medium in the teeth and gums in the oral cavity. This can lead to a hyperthermia and cavitation phenomenon in the affected area, and can be used to treat periodontal disease by focusing ultrasound on the appropriate site.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 치주 질환 치료기의 구조를 도시한 모식도이다.
도 2는 본 발명의 바림직한 실시예에 따른 상기 도 1의 카트리지부를 도시한 모식도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 상기 도 1의 초음파 발생 소자를 도시한 단면도 및 평면도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 상기 도 1의 초음파 발생 소자를 도시한 다른 단면도 및 평면도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 상기 도 3에 도시된 초음파 발생 소자의 동작을 도시한 모식도이다.1 is a schematic diagram showing a structure of a periodontal disease treatment apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic view showing the cartridge unit of FIG. 1 according to the preferred embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view and a plan view showing the ultrasonic wave generating element of FIG. 1 according to a preferred embodiment of the present invention.
4 is another cross-sectional view and a plan view showing the ultrasonic generating element of FIG. 1 according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a schematic diagram illustrating the operation of the ultrasonic generator shown in FIG. 3 according to a preferred embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.The present invention is capable of various modifications and various forms, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing.

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 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

실시예Example

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 치주 질환 치료기의 구조를 도시한 모식도이다.1 is a schematic diagram showing a structure of a periodontal disease treatment apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 치주 질환 치료기는 카트리지부(100)와 본체부(200)를 가진다.Referring to FIG. 1, the periodontal disease treatment apparatus according to the present embodiment includes a cartridge unit 100 and a main body 200.

카트리지부(100)는 본체부(200)와 탈착이 가능한 구조를 가지며, 본체부(200)로부터 구동신호를 수신하고, 초음파 집속 동작을 수행한다. 이를 위해 카트리지부(100)는 카트리지 하우징(110), 초음파 발생 소자(120) 및 카트리지 체결부(130)를 가진다.The cartridge unit 100 has a structure capable of being attached to and detached from the main body 200, receives a driving signal from the main body 200, and performs an ultrasonic focusing operation. To this end, the cartridge portion 100 has a cartridge housing 110, an ultrasonic generating element 120, and a cartridge engaging portion 130.

카트리지 하우징(110)은 카트리지부(100)의 외곽을 감싸며, 절연성을 가지는 소재로서 고분자 소재의 형태로 제공될 수 있다. 또한, 상기 카트리지 하우징(110)의 말단부에는 초음파 발생 소자(120)가 부착된다. 예컨대 카트리지 하우징(110)과 초음파 발생 소자(120)는 에폭시 등의 접착제에 의해 서로 부착되고, 연결된다.The cartridge housing 110 surrounds the outer periphery of the cartridge part 100 and can be provided in the form of a polymer material as a material having insulation properties. An ultrasonic wave generating element 120 is attached to the distal end of the cartridge housing 110. For example, the cartridge housing 110 and the ultrasonic generating element 120 are attached to each other by an adhesive such as epoxy or the like.

카트리지 하우징(110)의 말단부에 부착된 초음파 발생 소자(120)는 본체부(200)로부터 공급되는 구동신호에 의해 초음파를 발생한다. 상기 초음파 발생 소자(120)에 공급되는 구동신호는 초음파 발생 소자(120)가 가지는 고유의 공진 주파수를 가진다. 특히, 상기 공진 주파수는 초음파 발생 소자(120)의 재질 및 형태에 따라 2 이상의 값을 가질 수 있다. 또한, 초음파 발생 소자(120)의 양쪽 표면에는 소정의 배선이 연결될 수 있다. 예컨대, 일측 표면과 이와 대향하는 타측 표면에 2개의 배선이 연결되고, 2개의 배선 사이에 의해 정의되는 교류 신호에 의해 상기 초음파 발생 소자(120)는 초음파 발생 동작을 수행한다. 상기 배선들은 카트리지 하우징(110)에 의해 정의되는 카트리지 내부 공간을 통해 결선된다.The ultrasonic wave generating element 120 attached to the distal end of the cartridge housing 110 generates ultrasonic waves by a driving signal supplied from the main body 200. The driving signal supplied to the ultrasonic wave generating element 120 has a resonance frequency inherent to the ultrasonic wave generating element 120. In particular, the resonance frequency may have a value of two or more, depending on the material and the shape of the ultrasonic generator 120. In addition, predetermined wires can be connected to both surfaces of the ultrasonic wave generating element 120. For example, two wirings are connected to one surface and the other surface opposite to the other surface, and the ultrasonic wave generating element 120 performs an ultrasonic wave generating operation by an AC signal defined between the two wirings. The wirings are connected through an internal space of the cartridge defined by the cartridge housing 110.

카트리지 체결부(130)는 본체부(200)에 체결될 수 있다. 본체부(200)와 결합되는 양상은 다양한 형태로 제공된다. 즉, 카트리지부(100)와 본체부(200) 사이에 탈부착이 용이하고, 본체부(200)로부터 구동신호를 카트리지부(100)에 전달할 수 있는 구조라면 여하한 형태라도 가능할 것이다. 특히, 카트리지 체결부(130)를 이용하여 카트리지부(100)가 본체부(200)와 탈부착이 가능하면, 카트리지부(100)의 다양한 선택을 통하여 다양한 주파수를 제공할 수 있다. The cartridge fastening part 130 can be fastened to the main body 200. Aspects of being coupled with the body portion 200 are provided in various forms. That is, any configuration is possible as long as it is easy to attach and detach between the cartridge unit 100 and the main unit 200 and can transmit a drive signal from the main unit 200 to the cartridge unit 100. Particularly, if the cartridge unit 100 can be detached and attached to the main body 200 by using the cartridge coupling unit 130, various frequencies can be provided through various selections of the cartridge unit 100.

예컨대, 다른 공진 주파수를 가지는 초음파 발생 소자가 부착된 카트리지부를 본체부에 탈착할수도 있다. 이를 통해 치주질환의 깊이와 환부에 적절한 카트리지부를 선택하여 본체부(200)에 연결할 수 있으며, 본체부(200)로부터 공급되는 구동신호에 따라 초음파를 환부에 공급할 수 있다.For example, the cartridge portion having the ultrasonic wave generating element having a different resonance frequency may be detachably attached to the main body portion. Accordingly, the cartridge part suitable for the depth of the periodontal disease and the affected part can be selected and connected to the main body part 200, and the ultrasonic wave can be supplied to the affected part according to the driving signal supplied from the main body part 200.

본체부(200)는 본체 체결부(210), 회로부(220) 및 전원부(230)를 가진다.The main body 200 has a main body coupling part 210, a circuit part 220, and a power supply part 230.

본체 체결부(210)는 카트리지 체결부(130)와 결합된다. 또한, 결합을 통해 회로부(220)에서 공급되는 구동신호를 카트리지부(100)에 전달한다. The main body coupling portion 210 is engaged with the cartridge coupling portion 130. Further, the driving signal supplied from the circuit unit 220 is transmitted to the cartridge unit 100 through the coupling.

회로부(220)는 구동신호를 생성한다. 또한, 상기 회로부(220)는 전원부(230)로부터 공급되는 전원 신호에 대한 주파수 또는 진폭을 변경하여 구동신호를 생성한다. 또한, 상기 회로부(220)는 본체부(200)에 부착된 제어 버튼 또는 외부에서 원격으로 인가되는 제어 신호를 통해 외부로부터 제어 신호를 수신하고, 구동신호를 제어할 수 있다. The circuit unit 220 generates a driving signal. The circuit unit 220 generates a driving signal by changing the frequency or amplitude of the power supply signal supplied from the power supply unit 230. In addition, the circuit unit 220 can receive a control signal from the outside through a control button attached to the main body 200 or a remote control signal externally applied thereto, and can control a driving signal.

예컨대, 제어 신호에 의해 구동 신호의 진폭은 조절될 수 있으며, 구동 신호가 가지는 주파수 레벨도 변경될 수 있다.For example, the amplitude of the driving signal can be adjusted by the control signal, and the frequency level of the driving signal can also be changed.

또한, 상기 회로부(220)는 구동 신호를 통해 초음파 발생 소자()에 공급되는 전력을 확인하고, 인가되는 전력이 기설정된 소정의 하한값과 상한값 내의 값을 가지도록 구동 신호의 주파수 또는 진폭을 조절할 수 있다. 이는 초음파 발생 소자(120)가 압전 소재로 이루어지고, 공진 모드의 동작시 공급되는 전력을 제한하거나, 사용자 또는 시술자의 요구조건을 충족시키기 위해 구비된다.In addition, the circuit unit 220 can check the power supplied to the ultrasonic wave generating element through the driving signal, and adjust the frequency or amplitude of the driving signal so that the applied power has a predetermined lower limit value and an upper limit value have. This is because the ultrasonic wave generating element 120 is made of a piezoelectric material and is provided to limit the power supplied in the operation of the resonance mode or to meet the requirements of the user or the operator.

전원부(230)는 외부로부터 인가되는 상용 전원을 수신한다. 예컨대, 상용 전원이 60Hz의 주파수와 220V의 RMS값을 가지면, 전원부(230)는 이를 수신하고, 회로부(220)가 구동 신호를 생성하기에 필요한 전력을 공급한다. 이를 위해 상기 전원부(230)는 내부에 에너지 저장 장치를 별도로 구비할 수 있다.The power supply unit 230 receives the commercial power supplied from the outside. For example, if the commercial power source has a frequency of 60 Hz and an RMS value of 220 V, the power supply unit 230 receives it and supplies the power necessary for the circuit unit 220 to generate the drive signal. For this, the power supply unit 230 may include an energy storage device separately.

도 2는 본 발명의 바림직한 실시예에 따른 상기 도 1의 카트리지부를 도시한 모식도이다.FIG. 2 is a schematic view showing the cartridge unit of FIG. 1 according to the preferred embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 카트리지부는 카트리지 하우징(110), 초음파 발생 소자(120) 및 카트리지 체결부(130)를 가진다.2, the cartridge portion has a cartridge housing 110, an ultrasonic generating element 120, and a cartridge engaging portion 130.

특히, 카트리지 하우징(110) 내부에는 카트리지 체결부(130)로부터 연결되는 제1 배선(141) 및 제2 배선(142)이 배치된다. 제1 배선(141)은 초음파 발생 소자(120)의 배면에 전기적으로 연결되고, 제2 배선(142)은 초음파 발생 소자(120)의 전면에 전기적으로 연결된다. 제1 배선(141) 및 제2 배선(142)을 통해 교류 형태의 구동 신호는 전달된다.Particularly, inside the cartridge housing 110, a first wiring 141 and a second wiring 142, which are connected from the cartridge fastening part 130, are disposed. The first wiring 141 is electrically connected to the back surface of the ultrasonic generating element 120 and the second wiring 142 is electrically connected to the front surface of the ultrasonic generating element 120. The driving signal of the AC type is transmitted through the first wiring 141 and the second wiring 142.

또한, 초음파 발생 소자(120)는 카트리지 하우징(110)에 고정된다. 초음파 발생 소자(120)는 양면에 인가되는 교류 형태의 구동 신호에 응답하여 진동 동작을 일으키고 진동 동작에 의한 초음파 발생 동작을 수행한다. 초음파 발생 소자(120)는 고유의 진동 주파수인 공진 주파수를 가진다. 따라서, 공진 주파수와 동일하거나 이에 근접한 주파수의 구동 신호가 인가되며 진동에 따른 초음파 발생동작을 수행할 수 있다. 이를 위해 상기 초음파 발생 소자(120)는 전면과 후면에 은 또는 구리 박막이 도포될 수 있다. 도포된 금속 박막은 전극으로 지칭될 수 있다. 즉, 압전 소자인 초음파 발생 소자(120)의 배면에는 제1 전극이 형성되고, 초음파 발생 소자(120)의 전면에는 제2 전극이 형성될 수 있다. 또한, 제1 전극은 제1 배선과 전기적으로 연결되고, 제2 전극은 제2 배선과 전기적으로 연결된다.Further, the ultrasonic wave generating element 120 is fixed to the cartridge housing 110. The ultrasonic wave generating element 120 vibrates in response to the AC drive signal applied to both surfaces and performs the ultrasonic wave generating operation by the vibration operation. The ultrasonic wave generating element 120 has a resonance frequency which is an inherent vibration frequency. Therefore, a driving signal having a frequency equal to or close to the resonance frequency is applied, and the ultrasonic wave generation operation according to the vibration can be performed. For this purpose, the ultrasonic wave generating element 120 may be coated with a silver or copper thin film on the front surface and the rear surface. The applied thin metal film may be referred to as an electrode. That is, a first electrode may be formed on the back surface of the ultrasonic wave generating element 120, which is a piezoelectric element, and a second electrode may be formed on the front surface of the ultrasonic wave generating element 120. Further, the first electrode is electrically connected to the first wiring, and the second electrode is electrically connected to the second wiring.

또한, 상기 초음파 발생 소자(120)는 카트리지 하우징(110)의 표면으로부터 함몰된 형태로 제공됨이 바람직하다. 즉, 초음파 발생 소자(120)를 고정하고 지지하는 카트리지 하우징(110)의 표면에 비해 상기 초음파 발생 소자(120)는 함몰된 형태로 고정된다. 초음파 발생 소자(120)와 카트리지 하우징(110)의 접합 또는 고정은 에폭시 등의 접착제 또는 적절한 체결 수단을 통해 수행됨이 바람직하다.Further, it is preferable that the ultrasonic wave generating element 120 is provided in a recessed form from the surface of the cartridge housing 110. That is, the ultrasonic wave generating element 120 is fixed in a recessed shape compared to the surface of the cartridge housing 110 which fixes and supports the ultrasonic wave generating element 120. The ultrasonic wave generating element 120 and the cartridge housing 110 are preferably joined or fixed by an adhesive such as epoxy or a suitable fastening means.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 상기 도 1의 초음파 발생 소자를 도시한 단면도 및 평면도이다.3 is a cross-sectional view and a plan view showing the ultrasonic wave generating element of FIG. 1 according to a preferred embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 초음파 발생 소자(120)는 대략 원형의 평면 형상을 가진다. 또한, 원형의 초음파 발생 소자(120)는 중심 부위의 제1 초음파 발생영역(121)을 가지고, 외곽에는 제2 초음파 발생영역(122)을 가진다.Referring to FIG. 3, the ultrasonic wave generating element 120 has a substantially circular planar shape. The circular ultrasonic wave generating element 120 has a first ultrasonic wave generating region 121 at the central portion and a second ultrasonic wave generating region 122 at the outer portion.

제1 초음파 발생영역(121)과 제2 초음파 발생영역(122)은 상호간에 동일한 재질을 가짐이 바람직하다. 또한, 제1 초음파 발생영역(121)은 곡률 반경을 가지지 않는 평면 형상을 가진다. 또한, 제2 초음파 발생영역(122)은 소정의 곡률 반경을 가지는 곡면 형상을 가진다. 상기 제1 초음파 발생영역(121)과 제2 초음파 발생영역(122)은 상호간에 동일한 두께를 가짐이 바람직하며 물리적으로 분리되지 않고 연결된 일체의 상태로 제공됨이 바람직하다.It is preferable that the first and second ultrasonic wave generation regions 121 and 122 have the same material. Further, the first ultrasonic wave generating region 121 has a planar shape having no radius of curvature. Further, the second ultrasonic wave generating region 122 has a curved surface shape having a predetermined radius of curvature. The first and second ultrasonic wave generating regions 121 and 122 preferably have the same thickness and are provided in a state of being connected without being physically separated.

특히, 제1 초음파 발생영역(121)은 대략 원형의 평면 형상을 가진다. 따라서, 제1 초음파 발생영역(121)은 초점을 가지지 않으며, 집속파가 아닌 평면파의 초음파를 형성한다.In particular, the first ultrasonic wave generating region 121 has a substantially circular planar shape. Therefore, the first ultrasonic wave generating region 121 does not have a focal point, and forms ultrasonic waves of a plane wave, not a focusing wave.

또한, 제2 초음파 발생영역(122)은 제1 초음파 발생영역(121)의 주변부에 형성되며, 대략 구형의 단면 형상을 가진다. 따라서, 제2 초음파 발생영역(122)은 적어도 하나의 초점을 가지며, 평면파가 아닌 집속 초음파를 형성한다.The second ultrasonic wave generating region 122 is formed in the peripheral portion of the first ultrasonic wave generating region 121 and has a substantially spherical cross-sectional shape. Accordingly, the second ultrasonic wave generating region 122 has at least one focal point, and forms a focused ultrasonic wave, not a plane wave.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 상기 도 1의 초음파 발생 소자를 도시한 다른 단면도 및 평면도이다.4 is another cross-sectional view and a plan view showing the ultrasonic generating element of FIG. 1 according to a preferred embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 초음파 발생 소자(120)는 대략 사각형의 평면 형상을 가진다. 다만, 상기 도 4의 초음파 발생 소자(120)의 장축은 직선의 형상을 가지고, 단축은 일정한 곡면의 형상을 가짐이 바람직하다. Referring to FIG. 4, the ultrasonic wave generating element 120 has a substantially rectangular planar shape. However, it is preferable that the long axis of the ultrasonic wave generator 120 in FIG. 4 has a straight line shape and the short axis has a constant curved line shape.

또한, 초음파 발생 소자(120)는 중심 부위의 제1 초음파 발생영역(123)을 가지고, 외곽에는 제2 초음파 발생영역(124)을 가진다.The ultrasonic wave generating element 120 has a first ultrasonic wave generating region 123 at a central portion and a second ultrasonic wave generating region 124 at an outer perimeter.

제1 초음파 발생영역(123)과 제2 초음파 발생영역(124)은 상호간에 동일한 재질을 가짐이 바람직하다. 또한, 제1 초음파 발생영역(123)은 곡률 반경을 가지지 않는 평면 형상을 가진다. 또한, 제2 초음파 발생영역(124)은 소정의 곡률 반경을 가지는 곡면 형상을 가진다. 상기 제1 초음파 발생영역(123)과 제2 초음파 발생영역(124)은 상호간에 동일한 두께를 가짐이 바람직하며 물리적으로 분리되지 않고 연결된 일체의 상태로 제공됨이 바람직하다.It is preferable that the first and second ultrasonic wave generation regions 123 and 124 have the same material. Further, the first ultrasonic wave generation region 123 has a planar shape having no radius of curvature. Further, the second ultrasonic wave generation region 124 has a curved surface shape having a predetermined radius of curvature. The first and second ultrasonic wave generation regions 123 and 124 preferably have the same thickness and are provided in an integrated state without being physically separated from each other.

특히, 제1 초음파 발생영역(123)은 대략 원형의 평면 형상을 가진다. 따라서, 제1 초음파 발생영역(124)은 초점을 가지지 않으며, 집속파가 아닌 평면파의 초음파를 형성한다.In particular, the first ultrasonic wave generating region 123 has a substantially circular planar shape. Therefore, the first ultrasonic wave generating region 124 does not have a focal point, and forms ultrasonic waves of a plane wave not a focusing wave.

또한, 제2 초음파 발생영역(124)은 제1 초음파 발생영역(123)의 주변부에 형성되며, 대략 구형의 단면 형상을 가진다. 따라서, 제2 초음파 발생영역(124)은 적어도 하나의 초점을 가지며, 평면파가 아닌 집속 초음파를 형성한다.The second ultrasonic wave generation region 124 is formed in the peripheral portion of the first ultrasonic wave generation region 123 and has a substantially spherical cross-sectional shape. Accordingly, the second ultrasonic wave generating region 124 has at least one focal point, and forms focused ultrasonic waves, not plane waves.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 상기 도 3에 도시된 초음파 발생 소자의 동작을 도시한 모식도이다.FIG. 5 is a schematic diagram illustrating the operation of the ultrasonic generator shown in FIG. 3 according to a preferred embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 제1 초음파 발생영역(121)은 초점을 가지지 않으므로 평면파를 발생한다. 따라서, 특정 영역에서 초음파의 집속동작을 발생되지 않는다.Referring to FIG. 5, the first ultrasound generating region 121 generates a plane wave because it does not have a focal point. Therefore, the focusing operation of the ultrasonic waves does not occur in the specific region.

또한, 제2 초음파 발생영역(122)은 초점을 가지므로 초음파 집속 동작을 유발한다.In addition, the second ultrasonic wave generation region 122 has a focus, thereby causing an ultrasonic focusing operation.

또한, 제1 초음파 발생영역(121)에서 생성되는 제1 초음파(125)와 제2 초음파 발생영역(122)에서 생성되는 제2 초음파(126)는 동일 주파수를 가진다. 따라서, 제1 초음파(125)와 제2 초음파(126)가 진행하는 중첩 영역(127)에서는 파형의 중첩에 따른 상쇄 또는 간섭 현상이 발생된다. 따라서, 특정의 초점을 향하는 제2 초음파(126)의 에너지는 중첩 영역(127)을 벗어나면 상당부분 약해질 수 있다.The first ultrasonic waves 125 generated in the first ultrasonic wave generating region 121 and the second ultrasonic waves 126 generated in the second ultrasonic wave generating region 122 have the same frequency. Therefore, in the overlap region 127 where the first ultrasonic wave 125 and the second ultrasonic wave 126 travel, offset or interference occurs due to overlapping of the waveforms. Therefore, the energy of the second ultrasonic wave 126 that is directed to a specific focus can be significantly weakened beyond the overlap region 127. [

즉, 제1 초음파(125)는 평면파이고, 조사되는 환부의 영역을 결정할 수 있으며, 제2 초음파(126)는 조사되는 환부의 영역에서 제1 초음파(125)와 중첩되어 넓은 면적에 대해 에너지를 집속할 수 있다.That is, the first ultrasonic wave 125 is a plane wave, and the region of the affected part to be irradiated can be determined, and the second ultrasonic wave 126 overlaps the first ultrasonic wave 125 in the region of the affected part to be irradiated, Can be focused.

상술한 구조의 치주 질환 치료기는 평면파와 집속파를 동시에 구동할 수 있는 초음파 집속소자를 가진다. 사용자는 구강 내의 치아와 잇몸에 물 또는 젤 타입의 매질을 사용하여 치주 질환 치료기를 동작시킬 수 있다. 이를 통해 환부에서의 온열 효과와 캐비테이션 현상을 유발하고, 적절한 부위에 초음파를 집속하여 치주 질환을 치료할 수 있다.The periodontal disease treatment apparatus of the above structure has an ultrasonic focusing element capable of simultaneously driving a plane wave and a focusing wave. The user can operate the periodontal disease treatment apparatus by using a water or gel type medium in the teeth and gums in the oral cavity. This can lead to a hyperthermia and cavitation phenomenon in the affected area, and can be used to treat periodontal disease by focusing ultrasound on the appropriate site.

100 : 카트리지부 110 : 카트리지 하우징
120 : 초음파 발생 소자 200 : 본체부
210 : 본체 체결부 220 : 회로부
230 : 전원부100: cartridge portion 110: cartridge housing
120: ultrasonic wave generating element 200:
210: main body fastening part 220: circuit part
230:

Claims (8)

구동신호를 발생하기 위한 본체부; 및
상기 본체부에 전기적으로 연결되고, 상기 구동신호를 수신하여 표면으로부터 함몰된 형태로 제공되는 초음파 발생 소자를 동작시키기 위한 카트리지부를 포함하는 치주 질환 치료기.A main body unit for generating a driving signal; And
And a cartridge unit electrically connected to the main body unit and operating the ultrasonic wave generating element provided in a recessed form from the surface by receiving the drive signal. 제1항에 있어서, 상기 본체부는
상기 카트리지부와 접속되고, 탈착이 이루어지고,, 체결을 통해 상기 구동신호를 상기 카트리지부에 전달하기 위한 본체 체결부;
상기 본체 체결부에 상기 구동신호를 전달하고, 상기 구동신호를 생성하기 위한 회로부; 및
외부로부터 전원을 공급받고, 상기 회로부의 동작에 필요한 전력을 공급하기 위한 전원부를 포함하는 것을 특징으로 하는 치주 질환 치료기.2. The apparatus of claim 1,
A body fastening part connected to the cartridge part, detachably attached thereto, and for transmitting the drive signal to the cartridge part through fastening;
A circuit unit for transmitting the driving signal to the body fastening unit and generating the driving signal; And
And a power supply unit for receiving power from the outside and supplying power necessary for the operation of the circuit unit. 제1항에 있어서, 상기 카트리지부는
상기 카트리지부의 외곽을 감싸고 절연성 소재로 이루어진 카트리지 하우징;
상기 카트리지 하우징에 부착되고, 상기 카트리지 하우징의 표면으로부터 함몰된 형태로 제공되며, 초음파를 발생하기 위한 상기 초음파 발생 소자; 및
상기 본체부로부터 공급되는 상기 구동신호를 수신하고, 상기 본체부와 체결되는 카트리지 체결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 치주 질환 치료기.The cartridge according to claim 1,
A cartridge housing enclosing an outer periphery of the cartridge part and made of an insulating material;
An ultrasonic wave generating element attached to the cartridge housing and provided in a depressed form from a surface of the cartridge housing, for generating ultrasonic waves; And
And a cartridge fastening part for receiving the drive signal supplied from the main body part and fastened to the main body part. 제3항에 있어서, 상기 초음파 발생 소자에는 제1 배선 및 제2 배선이 연결되고, 상기 제1 배선은 상기 초음파 발생 소자의 배면에 연결되고, 상기 제2 배선은 상기 초음파 발생 소자의 전면에 연결되는 것을 특징으로 하는 치주 질환 치료기.The ultrasonic generator of claim 3, wherein the first wiring and the second wiring are connected to the ultrasonic wave generating element, the first wiring is connected to the back surface of the ultrasonic wave generating element, and the second wiring is connected to the front surface of the ultrasonic wave generating element Wherein said periodontal disease treatment apparatus comprises: 제3항에 있어서, 상기 초음파 발생 소자는
곡률 반경을 가지지 않는 평면 형상을 가지는 제1 초음파 발생영역; 및
상기 제1 초음파 발생영역의 주변부에 형성되고, 곡률 반경을 가지는 곡면 형상의 제2 초음파 발생영역을 포함하는 치주 질환 치료기.The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 3, wherein the ultrasonic wave generating element
A first ultrasonic wave generating region having a planar shape having no radius of curvature; And
And a second ultrasonic wave generating region formed in a peripheral portion of the first ultrasonic wave generating region and having a curved surface having a radius of curvature. 제5항에 있어서, 상기 제1 초음파 발생영역은 원형의 평면 형상을 가지고, 평면파의 초음파를 발생하는 것을 특징으로 하는 치주 질환 치료기.6. The periodontal disease treatment device according to claim 5, wherein the first ultrasonic wave generation region has a circular planar shape and generates ultrasonic waves of plane waves. 제5항에 있어서, 상기 제2 초음파 발생영역은 적어도 하나의 초점을 가지고, 집속 초음파를 형성하는 것을 특징으로 하는 치주 질환 치료기.6. The periodontal disease treatment device according to claim 5, wherein the second ultrasonic wave generating region has at least one focal point, and forms focused ultrasonic waves. 제5항에 있어서, 상기 제1 초음파 발생영역과 상기 제2 초음파 발생영역은 동일한 두께를 가지고, 물리적으로 일체ㅔ로 연결된 형태로 제공되는 것을 특징으로 하는 치주 질환 치료기.[Claim 6] The apparatus for treating periodontal disease according to claim 5, wherein the first ultrasonic wave generation region and the second ultrasonic wave generation region have the same thickness and are provided in a physically connected state.
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