KR102700381B1

KR102700381B1 - 고강도 집속형초음파(hifu) 4세대형 선형포커스 제어장치

Info

Publication number: KR102700381B1
Application number: KR1020230097908A
Authority: KR
Inventors: 모성희
Original assignee: (주)웨버인스트루먼트
Priority date: 2023-07-27
Filing date: 2023-07-27
Publication date: 2024-08-30
Anticipated expiration: 2043-07-27

Abstract

본 발명은 관절 등의 굴곡진 부분을 곡면을 갖는 선형구조를 형성하여 특정부분을 집중적으로 조사가 가능한 고강도 집속형초음파(HIFU) 4세대형 선형포커스 제어장치를 얻기 위한 것인 바, 환자의 인적사항, 특정부위, 좌/우측 선택, 시간을 이력 제어하는 본체제어부; 고전압을 공급하는 전원부; 초음파 발생하는 핸드피스부를 포함하는 본체부; 상기 본체부로 부터 공급되는 전원과 제어신호를 연결하는 공급선과 상기 공급선과 연결되어 집속형초음파를 발생하도록 형성한 원형 헤드피스부와 선형 헤드피스부; 상기 선형 헤드피스부는 하단에 곡면 구조를 갖는 커버부를 포함하는 외부케이스와 상기 외부케이스의 내부에는 집속형초음파를 발생하도록 형성한 선형구조로 다수개 배열한 압전소자를 포함하는 집속형초음파 발생판과 상기 집속형초음파 발생판을 고정하는 전/후방 지지대를 내부에 형성하고, 상기 집속형초음파 발생판을 조절하는 핸드피스 스위치부로 이루어져 환자의 신체부위에 맞는 곡면을 갖는 선형구조를 형성하여 특정부분을 집중적으로 조사가 가능하도록 매우 유용한 발명인 것이다.

Description

고강도 집속형초음파(HIFU) 4세대형 선형포커스 제어장치{HIGH INTENSITY FOCUSED ULTRASOUND TREATMENT APPARATUS}

본 발명은 고강도 집속형초음파(HIFU) 4세대형 선형포커스 제어장치에 관한 것으로 관절 등의 굴곡진 부분을 곡면을 갖는 선형구조를 형성하여 특정부분을 집중적으로 조사가 가능한 고강도 집속형초음파(HIFU) 4세대형 선형포커스 제어장치에 관한 것이다.

통증(痛症, pain)이란, 신체의 한 부분에 국한되는 불편감, 고통 혹은 괴로움의 감각으로, 감정적인 면과 육체적인 면이 공존하기 때문에 단순하고 간단한 감각의 경험이 아니다. 다시 말해, 통증은 신체에서 일어나는 방어반사기전(防禦反射機轉, defence reflex mechanism)으로 매우 복잡하고 주관적인 경험이라 정의할 수 있다. 현대인들은 일상생활 속에서 어떤 형태로든 앞서 언급한 통증을 경험하게 되는데, 산업의 발달과 함께 인간이 겪는 통증은 외상에 의한 급성 통증으로부터 직업적인 자세에 기인된 만성 통증, 긴장된 업무와 과로에 기인된 스트레스성 통증 및 통증을 느끼는 생리적, 감성적, 개인의 주관적인 면까지 고려한다면 통증만큼 다양한 증상도 없어서 치료적인 접근도 그만큼 복잡하고 다양하며 많은 어려움이 따른다. 한편, 통증치료를 주로 하는 물리치료에서 급성기(急性期), 염증성 통증 중 일부를 제외한 통증을 치료할 때 열치료(熱治療, thermotherapy)를 일차적으로 적용하게 된다. 이러한 열치료는 몸의 혈액순환을 증진하고 근육을 이완시켜 통증을 감소하게 하는 효과와 전기적·운동적 치료보다 높은 효과를 얻기 위한 이차적 목적에서 사용하기도 한다. 이를 위한 열투열방법으로 찜질(umschlag), 온습포(溫濕布) 등과 같은 표재열(superficial heat)은 주로 조직의 표층(表層) 부분에 열효과(thermal effect)를 내는데 반해 초음파와 같은 심부열투열방법은 근육속 깊은 곳까지 열을 전달할 수 있어서 염좌, 관절염, 근막통증후근(筋膜痛症候群), 조직유착 등과 같은 치료에 주로 활용된다.

상기 초음파(超音波, ultrasonography)란, 인간이 들을 수 있는 가청주파수 2만 사이클 이상의 음파로 써, 물리치료에서는 주로 0.75MHz 내지 3MHz의 고주파에너지가 사용되며 음파의 형태이기 때문에 전류 집중에 따른 위험성이 비교적 적다는 장점이 있다. 일반적인 침투깊이는 5cm이상으로, 심부근육을 비롯하여 인대, 관절낭(關節囊), 활액(滑液, synovial fluid) 등 관절 및 주위조직을 강하고 효과적으로 가열할 수 있으며, 통증감소, 아급성과 만성 염증감소, 근 경축, 관절의 콜라겐 조직 신장의 온열효과와 조직회복, 부종감소, 통증부위의 발통점 치료효과를 나타낸다.

또한, 집속형초음파에너지(HIFU)를 한 초점에 집중시켜 석회를 부수고, 손상된 조직을 재생시키는 통증치료 분야는 물론 피부(상처)치료, 버거씨병 등 손상된 피부층 조직의 재생치료요법에도 널리 사용되고 있다. 국내에서는 정형외과, 신경외과, 재활의학과, 통증의학과, 외과, 피부과 등 폭넓게 사용되어지고 있으나 대부분 가격이 비싼 해외 수입제품이 주를 이루고 있다.

상기와 같이 다양한 치료방식의 초음파치료기가 개발하고 있으나 좀더 정확한 환자의 통증 또는 치료부에 집중적으로 치료할 수 없는 문제점이 있었다.

(문헌 특허 001) 대한민국 특허청 등록특허 제10-1533402호(2015.06.26) (문헌 특허 002) 대한민국 특허청 등록특허 제10-1468993호(2014.11.28)

본 발명의 해결하고자 하는 과제는 관절 등의 굴곡진 부분을 곡면을 갖는 선형구조를 형성하여 특정부분을 집중적으로 조사함으로써 통증완화 등의 활용도가 광범위하게 사용할 수 있는 고강도 집속형초음파(HIFU) 4세대형 선형포커스 제어장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

삭제

또한, 본 발명은 초점사이즈가 넒어 광범위한 부위를 조사할 수 있어 시간도 단축할 수 있으며, 특히 내구성이 뛰어나고 환자에 맞춤 모드가 가능한 고강도 집속형초음파(HIFU) 4세대형 선형포커스 제어장치를 제공하는 데 있다.

또한, 곡면을 갖는 선형구조를 형성하여 특정부분을 집중적으로 조사가 가능하도록 초점을 제어할 수 있는 구조를 갖는 곡면을 갖는 고강도 집속형초음파(HIFU) 4세대형 선형포커스 제어장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 과제의 해결 수단은

환자의 인적사항, 조사부위, 좌/우측 선택, 시간을 이력 제어하는 본체제어부; 고전압을 공급하는 전원부; 초음파 발생하는 핸드피스부를 포함하는 본체부;

상기 본체부로 부터 공급되는 전원과 제어신호를 연결하는 공급선과 상기 공급선과 연결되어 집속형초음파를 발생하도록 형성한 원형 헤드피스부와 선형 헤드피스부; 상기 선형 헤드피스부는

하단에 곡면 구조를 갖는 커버부를 포함하는 외부케이스와 상기 외부케이스의 내부에는 집속형초음파를 발생하도록 형성한 선형구조로 다수개 배열한 압전소자를 포함하는 집속형초음파 발생판과 상기 집속형초음파 발생판을 고정하는 전/후방 지지대를 내부에 형성하고, 상기 집속형초음파 발생판을 조절하는 핸드피스 스위치부로 이루어지도록 달성하였다.

본 발명의 고강도 집속형초음파(HIFU) 4세대형 선형포커스 제어장치는 환자의 신체부위에 맞는 곡면을 갖는 선형구조를 형성하여 특정부분을 집중적으로 조사가 가능하도록 하는 효과가 있다.

또한, 초점을 제어할 수 있는 구조를 갖는 곡면을 갖는 고강도 집속형초음파(HIFU) 조사가 가능한 매우 유용한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예의 고강도 집속형초음파(HIFU) 4세대형 선형포커스 제어장치를 도시한 사시도.
도 2,3은 본 발명의 헤드피스를 도시한 사시도.
도 4는 본 발명의 헤드피스에 다양한 형상의 보조 실리콘부를 장착한 상태도.
도 5는 본 발명은 고강도 집속형초음파(HIFU)를 발생 상태를 도시한 상태도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예의 고강도 집속형초음파(HIFU) 4세대형 선형포커스 제어장치를 도시한 사시도.
도 7은 본 발명의 다른 실시예의 전방 집속형초음파 발생판과 후방 집속형초음파 발생판을 2단으로 배열하여 상하방향으로 이동할 수 있도록 도시한 상태도.
도 8은 본 발명은 고강도 집속형초음파(HIFU)를 발생상태를 도시한 상태도.
도 9는 본 발명의 다른 실시예의 측면적층커버의 상태도.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함하는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 이동, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 이동, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명은 다양한 변형 및 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 그중 특정 실시예를 상세한 설명과 도면의 예시를 통하여 보다 상세하게 설명하고자 한다. 아울러, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 주지 관용 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 설명을 생략한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도 1 내지 도 7에 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 9에 도시한 본 발명의 고강도 집속형초음파(HIFU) 4세대형 선형포커스 제어장치는 환자의 인적사항, 특정부위, 좌/우측 선택, 시간을 이력 제어하는 본체제어부(110); 고전압을 공급하는 전원부; 초음파 발생하는 핸드피스부를 포함하는 본체부(100);

상기 본체부로 부터 공급되는 전원과 제어신호를 연결하는 공급선(310)과 상기 공급선과 연결되어 집속형초음파를 발생하도록 형성한 원형 헤드피스부와 선형 헤드피스부; 상기 선형 헤드피스부(300)는

하단에 곡면 구조를 갖는 커버부(320)를 포함하는 외부케이스(330)와 상기 외부케이스의 내부에는 집속형초음파를 발생하도록 하는 형성한 선형구조를 갖도록 다수개 배열한 압전소자(340)를 포함하는 집속형초음파 발생판(500)과 상기 집속형초음파 발생판을 고정하는 전/후방 지지대(360,370)를 내부에 형성하고, 상기 집속형초음파 발생판에 강약을 조절하는 핸드피스 스위치부(380)로 이루어진 특징이 있다.

본 발명의 고강도 집속형초음파(HIFU) 4세대형 선형포커스 제어장치는 높은 강도의 초음파를 체내 한 점에 집중시킬 때 발생하는 열을 이용해 병변조직에 조사하는 것으로, 마치 따뜻한 햇볕을 돋보기로 모아 불을 지피는 것과 비슷한 원리로, 집속형초음파가 신체 조직을 쉽게 통과하는 특징이 있다.

또한, 목, 허리 팔, 다리 등의 신체구조는 굴곡된 구조로 형성되므로 신체부위에 맞는 선형 헤드피스부(300)를 형성한 특징이 있다.

상기 본체부는 환자의 인적사항, 특정부위, 좌/우측 선택, 시간을 이력 제어하는 본체제어부(110); 고전압을 공급하는 전원부; 초음파 발생하는 헤드피스부를 포함하여 형성하였다.

상기 본체부(100)는 이동이 편리하도록 손잡이부(120)와 바퀴부(130)와 상부에는 원형구조의 헤드피스부(150)과 선형구조의 선형 헤드피스부(300)를 안착부에 형성하고, 전체적인 제어가 가능하도록 환자의 인적사항과 현재의 상태파악과 특정부위, 좌/우측 선택, 시간을 이력 제어하도록 본체제어부(110)를 형성하였다.

상기 본체부(110)의 다른 실시예는 선형 헤드피스부(300)를 양쪽에 두 개 선택하여 설치 사용할 수 있는 특징이 있다.

상기 선형 헤드피스부(300)는 하단에 곡면 구조를 갖는 커버부(320)를 포함하는 외부케이스(330)와 상기 외부케이스의 내부에는 집속형초음파를 발생하도록 하는 형성한 선형구조를 갖도록 다수개 배열한 압전소자(340)를 포함하는 집속형초음파 발생판(500)과 상기 집속형초음파 발생판을 고정하는 전/후방 지지대(360,370)를 내부에 형성하고, 상기 집속형초음파 발생판에 제어 및 조절하는 핸드피스 스위치부(380)로 형성한 특징이 있다.

상기 압전소자(320)는 350개 이상의 소자로 이루어져 내구성과 출력의 만족 도 초점 크기가 크고 넓으며 길고 조사 부위가 넓어 만족도와 정확도가 높은 특징이 있다.

본 발명은 4세대형 선형포커스방식(Linear-Focused-type)의 고강도집속형초음파(HIFU)는 기계적 에너지(Mechanical Energy)를 화학적 에너지(Chemical Energy)로 전환 및 전달하여 물리치료 효과를 얻을 수 있다.

상기 선형 헤드피스의 커버부(320)는 다양한 모양의 실리콘부(480)를 장착할 수 있도록 커버면에 돌기(390)와 밀착홈(400)을 형성한 것을 특징이 있다.

삭제

상기 선형 헤드피스부(300)는 하부면에 감지센서부(410)를 형성하여 접촉상태와 근접상태를 확인하여 작동이 이루어지도록 한 안전에 대비하도록 형성한 특징이 있다. 특히 가압상태를 감지하여 가압상태를 본체제어부(110)에 인지하도록 형성하여 작동과 상처침투위치를 설정할 수 있다.

상기 집속형초음판 발생판(500)는 외부케이스(330)의 내부에는 집속형초음파를 발생하도록 하는 형성한 선형구조를 갖도록 다수개 배열한 압전소자(340)를 포함하는 집속형초음파 발생판(500)을 형성하였다.

상부 집속형초음파 발생판(420)과 하부 집속형초음파 발생판(430)을 2단으로 배열한 특징이 있다. 상기와 같이 2단으로 배열하여 초점위치와 범위를 넓게 형성이 가능한 특징이 있다.

본 발명의 다른 실시예의 고강도 집속형초음파(HIFU) 4세대형 선형포커스 제어장치는 환자에 맞춘 초음파 집중위치의 초점위치 세팅할 수 있도록 제어가 가능하도록 형성한 특징이 있다.

본 발명의 상기 집속형초음판 발생판(500)는, 2단으로 배열하고, 상기 전/후방 집속형초음파 발생판을 지지하도록 장착홈(440)과 상부에 기어(450)가 형성된 전/후방 지지대(360,370)와, 상기 전/후방 지지대의 이동시 슬라이딩 되도록 형성한 전/후방 가이드 레일(381,391); 상기 전/후방 지지대의 기어(450)와 연결되도록 감속기어(460)가 형성된 모터(470)를 포함하여 이루어진 특징이 있다.

상기와 같이 미세조정으로 전/후방 집속형초음파 발생판을 상하방향을 h이동이 가능하도록 형성한 특징이 있다.

상기와 같이 환자의 통증 부위를 정확히 세팅할 수 있도록 모터(470)를 회전하여 감속된 회전력을 이용하여 전/후방 집속형초음파 발생판이 고정된 전/후방 지지대를 상하방향으로 이동시 상기 전/후방 가이드 레일(381,391)에서 슬라이딩 되도록 형성한 특징이 있다.

상기와 같이 상부 집속형초음파 발생판(420)과 하부 집속형초음파 발생판(430)을 미세조정함으로서 환자의 근육의 두께와 피부의 두께의 차이를 극복할 수 있도록 한 특징이 있다.

또한, 상기와 같이 형성하여 제너레이터(High-Voltage-Generator) 기술이 핵심으로 이는 엔진 부분이라 할 수 있다. 최고 고전압(6~7kv)을 사용하여, 짧은 시간(0.7~2㎲) 동안에 350여 개의 압전소자에 동시에 인가하여 급상승한 후, 기하급수적으로 하락했다가 짧은 부압으로 이어지도록 형성하였다.

본 발명의 도 9에 다른 실시예는 상기 하단에 곡면 구조를 갖는 커버부를 포함하는 외부케이스는, 외부케이스의 양측면에 측면셔터(200)를 더 형성하고,

상기 측면셔터(200)는 절첩이 되도록 하단에는 상부에 지지봉(220)에 형성된 저면절첩바(210)와, 상기 지지봉(220)에 끼울 수 있는 걸이구(230)와 상부에는 지지봉(220)이 형성된 절첩바(250)와, 상기 절첩바의 상부에도 크기가 작은 다수개의 절첩바를 형성하고, 상기 절첩바(250)의 상부에는 지지봉에 끼울 수 있는 걸이구(230)를 형성한 상부절첩바(260)를 배열하여 이루어진 특징이 있다.

상기와 같이 집속형초음파 발생판(420)에서 발생되는 집중형 초음파를 외부로 차단할 수 있는 소재를 형성하고, 신친곡겸에 따라 상부로 이동하도록 측면셔터부를 더 형성한 특징이 있다.

100: 본체부 110: 본체제어부
120: 이동손잡이 130: 바퀴부
140: 선반 300: 선형 헤드피스부
310: 공급선 320: 커버부
330: 외부케이스 340: 압전소자
360,370: 전/후방 지지대
420: 상부 집속형초음파 발생판
430: 하부 집속형초음파 발생판
500: 집속형초음판 발생판

Claims

환자의 인적사항, 특정부위, 좌/우측 선택, 시간을 이력 제어하는 본체제어부; 고전압을 공급하는 전원부; 초음파 발생하는 핸드피스부를 포함하는 본체부;
상기 본체부로 부터 공급되는 전원과 제어신호를 연결하는 공급선과 상기 공급선과 연결되어 집속형초음파를 발생하도록 형성한 원형 헤드피스부와 선형 헤드피스부;
상기 선형 헤드피스부는
하단에 곡면 구조를 갖는 커버부를 포함하는 외부케이스와 상기 외부케이스의 내부에는 집속형초음파를 발생하도록 형성한 선형구조로 다수개 배열한 압전소자를 포함하는 집속형초음파 발생판과 상기 집속형초음파 발생판을 고정하는 전/후방 지지대를 내부에 형성하고, 상기 집속형초음파 발생판을 조절하는 핸드피스 스위치부로 이루어지고,
상기 집속형초음파 발생판은,
전방 집속형초음파 발생판과 후방 집속형초음파 발생판을 2단으로 배열하여 상하방향으로 이동할 수 있도록 형성하고,
상기 전/후방 집속형초음파 발생판을 지지하도록 장착홈과 상부에 기어가 형성된 전/후방 지지대와, 상기 전/후방 지지대의 이동시 슬라이딩 되도록 형성한 전/후방 가이드 레일; 상기 전/후방 지지대의 기어와 연결되도록 감속기어가 형성된 모터를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 고강도 집속형초음파(HIFU) 4세대형 선형포커스 제어장치.
제 1항에 있어서,
상기 커버부는
다양한 모양의 실리콘부를 장착할 수 있도록 돌기와 밀착홈을 형성한 것을 특징으로 하는 고강도 집속형초음파(HIFU) 4세대형 선형포커스 제어장치.
제 1항에 있어서,
상기 선형 헤드피스부는
하부면에 감지센서부를 형성한 것을 특징으로 하는 고강도 집속형초음파(HIFU) 4세대형 선형포커스 제어장치.
삭제
삭제
제 1항에 있어서,
상기 고전압은
최고 고전압(6~7kv)을 사용하여, 짧은 시간(0.7~2㎲) 동안에 350여 개의 압전소자에 전원을 인가하도록 형성한 것을 특징으로 하는 고강도 집속형초음파(HIFU) 4세대형 선형포커스 제어장치.
제 1항에 있어서,
상기 하단에 곡면 구조를 갖는 커버부를 포함하는 외부케이스는,
외부케이스의 양측면에 측면절첩커버를 더 형성하고,
상기 측면절첩커버는 절첩이 되도록 하단에는 상부에 지지봉에 형성된 저면절첩바와, 상기 지지봉에 끼울 수 있는 걸이구와 상부에는 지지봉이 형성된 절첩바와, 상기 절첩바의 상부에도 다수개의 절첩바를 형성하고,
상기 절첩바의 상부에는 지지봉에 끼울 수 있는 걸이구를 형성한 상부절첩바를 배열하여 이루어진 것을 특징으로 하는 고강도 집속형초음파(HIFU) 4세대형 선형포커스 제어장치.