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KR101386137B1 - 레이저 치료 장치, 레이저 치료 장치의 제어 방법 및 레이저 치료 장치를 위한 핸드피스 장치 - Google Patents

레이저 치료 장치, 레이저 치료 장치의 제어 방법 및 레이저 치료 장치를 위한 핸드피스 장치 Download PDF

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KR101386137B1
KR101386137B1 KR1020130141893A KR20130141893A KR101386137B1 KR 101386137 B1 KR101386137 B1 KR 101386137B1 KR 1020130141893 A KR1020130141893 A KR 1020130141893A KR 20130141893 A KR20130141893 A KR 20130141893A KR 101386137 B1 KR101386137 B1 KR 101386137B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
laser
refrigerant gas
generator
handpiece
wavelength
Prior art date
Application number
KR1020130141893A
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English (en)
Inventor
이수영
김상준
김영호
Original Assignee
연세대학교 원주산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 연세대학교 원주산학협력단 filed Critical 연세대학교 원주산학협력단
Priority to KR1020130141893A priority Critical patent/KR101386137B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101386137B1 publication Critical patent/KR101386137B1/ko
Priority to PCT/KR2014/011200 priority patent/WO2015076584A1/ko

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Abstract

레이저 치료 장치는 적어도 하나 이상의 펄스를 갖는 레이저를 발생시키는 레이저 발생기, 냉매가스를 발생시키는 냉매가스 발생기, 상기 레이저가 이동하는 광섬유, 상기 냉매가스가 이동하는 튜브 및 제어신호 입출력을 위한 전선을 포함하는 연결부, 상기 연결부의 일측과 연결되며, 상기 레이저를 신체 피부의 특정 영역에 조사하고, 상기 냉매가스를 상기 특정 영역에 분사하는 핸드피스 및 상기 레이저 발생기, 상기 냉매가스 발생기, 상기 핸드피스 중 적어도 하나 이상에 제어 신호를 전송하는 제어부를 포함하며, 상기 핸드피스는 적어도 하나의 렌즈를 통해 상기 레이저를 상기 특정 영역에 조사하는 레이저 조사기, 상기 펄스에 대응하도록 상기 특정 영역에 분사되는 냉매가스를 조절하는 벨브 및 상기 튜브 내의 버블을 감지하는 버블 센서를 포함한다.

Description

레이저 치료 장치, 레이저 치료 장치의 제어 방법 및 레이저 치료 장치를 위한 핸드피스 장치{LASER THERAPHY APPARATUS, CONTROL METHOD THEREOF, AND HANDPIECE APPARATUS BEING USED FOR THE LASER THERAPHY APPARATUS}
레이저 치료 장치, 레이저 치료 장치의 제어 방법 및 레이저 치료 장치를 위한 핸드피스 장치에 관한 것이다.
일반적으로 레이저 시술은 제모, 혈관 장애와 같은 피부 질환의 치료에 효과적으로 사용되고 있다. 예를 들면, 선택된 특정 파장의 레이저를 피부의 목표 영역에 조사하여 손상된 혈관을 치료하거나, 멜라닌의 제거에 사용할 수 있고, 시술자가 제거를 원하는 헤어(Hair)를 제거, 예를 들면, 제모를 위해 사용되기도 한다. 이 밖에도, 레이저를 이용한 시술은 안과, 치과, 외과 수술 또는 피부과 등에 이용되고 있다. 일반적으로 피부에 발생하는 피부 질환 또는 혈관 질환과 같은 병변에 사용되는 레이저 치료 장치는 일정한 파장 및 세기를 갖는 레이저를 피부에 조사하여 치료 목적을 달성할 수 있다. 레이저 치료 장치와 관련하여 제2007-0108132호에는 교체 가능한 의료 레이저 치료용 팁 및 이를 사용하기 위한 방법에 대한 구성이 개시되어 있다.
한편, 레이저 시술은 시술자로 하여금 고통을 유발시킬 수 있다. 이에, 시술자의 고통을 최소화하는 방법이 요구된다. 레이저 시술자의 고통을 최소화 하는 방법의 예를 들면, 국무 마취를 이용하는 방법이 있으나, 국부 마취의 경우, 마취제를 별도로 사용하여야하기 때문에 레이저 시술과는 그 성격이 맞지 않으며, 마취에 따른 부작용이 있을 수 있다는 문제점이 있다.
레이저 치료 장비 중 피부 진피층을 열자극하는 치료 중의 통증을 완화화고, 화상으로 인한 수포나 카피 등의 표피의 손상을 억제하기 위한 피부 냉각 시스템을 제공하고자 한다. 단열냉각으로 인한 냉매의 온도 변화에 따른 피부의 과소 또는 과잉 냉각을 방지하기 위한 냉매 온도 제어 기구를 제공하고자 한다. 과소 냉각 또는 과잉 냉각으로 인한 피부의 손상을 억제하고, 적정 냉각효과를 얻기 위해 레이저의 출력에 따라 냉매의 분사량을 제어하는 기구를 제공하고자 한다. 냉매의 온도와 잔류량, 냉매용기와 분사노즐 사이의 버블의 유무 등의 데이터를 획득하고, 피드백하여 레이저 치료 장비의 가동을 제어하고자 한다. 다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 더 존재할 수 있다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명의 일 실시예는, 적어도 하나 이상의 펄스를 갖는 레이저를 발생시키는 레이저 발생기, 냉매 가스를 발생시키는 냉매가스 발생기, 레이저가 이동하는 광섬유, 냉매가스가 이동하는 튜브 및 제어신호 입출력을 위한 전선을 포함하는 연결부, 연결부의 일측과 연결되며, 레이저를 신체 피부의 특정 영역에 조사하고, 냉매가스를 특정 영역에 분사하는 핸드피스 및, 레이저 발생기, 냉매가스 발생기, 핸드피스 중 적어도 하나 이상에 제어 신호를 전송하는 제어부를 포함하되, 핸드피스는 적어도 하나의 렌즈를 통해 레이저를 특정 영역에 조사하는 레이저 조사기, 펄스에 대응하도록 특정 영역에 분사되는 냉매가스를 조절하는 벨브 및 튜브 내의 버블을 감지하는 버블 센서를 포함하는 레이저 치료 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예는 제어부에서, 적어도 하나 이상의 제어 신호를 생성하는 단계, 레이저 발생기에서, 제어 신호에 기초하여 레이저를 발생시키는 단계, 냉매가스 발생기에서, 제어 신호에 기초하여 냉매가스를 발생시키는 단계, 광섬유를 통해 발생한 레이저가 이동하는 단계, 튜브를 통해 냉매가스가 이동하는 단계, 핸드피스에서, 적어도 하나의 렌즈를 통해 레이저를 신체 피부의 특정 영역에 조사하는 단계, 핸드피스에서 튜브 내의 버블을 감지하는 단계, 핸드피스에서 펄스에 대응하도록 냉매가스를 특정 영역에 분사하는 단계를 포함하는 레이저 치료 장치의 제어 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예는, 레이저 치료 장치의 본체로부터 발생한 적어도 하나 이상의 펄스를 갖는 레이저를 핸드피스로 이동시키는 광섬유, 냉매가스 발생기에 의해 발생한 냉매가스를 핸드피스로 이동시키는 튜브 및 레이저 치료 장치의 본체로부터 발생한 제어 신호를 핸드피스로 전달하는 전선을 포함하는 연결부 및 연결부의 일측과 연결되며, 레이저를 신체 피부의 특정 영역에 조사하고, 냉매가스를 특정 영역에 분사하는 핸드피스를 포함하되, 핸드피스는 적어도 하나의 렌즈를 통해 레이저를 특정 영역에 조사하는 레이저 조사기, 펄스에 대응하도록 특정 영역에 분사되는 냉매가스를 조절하는 벨브 및 튜브 내의 버블을 감지하는 버블 센서를 포함하는 핸드피스 장치를 제공할 수 있다.
상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본 발명을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 기재된 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.
상술한 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 기존의 칩 쿨링(Chip Colling) 및 공냉식 쿨링(Air Cooling) 방식과 비교하여 냉각효과가 우수한 냉매 온도의 제어 기구를 제공할 수 있다. 열 자극에 의한 불필요한 피부 손상을 억제할 수 있다. 높은 냉각효과로 기존 레이저 치료 장치의 출력 부분을 변경하지 않고, 일부 개선 또는 개조만으로 치료 범위가 넓은 레이저 치료 장치를 제공할 수 있다. 레이저 치료 중 화상으로 인한 수포나 카피 등 표피의 손상을 억제하기 위한 피부 냉각 시스템을 제공할 수 있다. 무색 무취의 냉매가스 HFC-134a(Hydro Fluro Carbon-134a) 가스를 피부에 직접 분사함으로써, 냉각 효율을 높이고, 레이저 치료 장비의 치료 효율을 높이고, 동일 출력 레이저의 치료 영역 및 치료의 종류를 넓힐 수 있다. 치료 목적에 필요한 레이저 빔의 출력에 따라 냉매의 온도와 분사량을 제어하여 치료효과를 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 치료 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 치료 장치의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학부의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드피스의 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 신호를 전송하기 위한 인터페이스를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 펄스의 동작을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 치료 장치의 동작 흐름을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 치료 장치의 제어 방법을 나타내는 동작 흐름도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 이하에서 개시되는 실시예에서는 피부 치료용의 레이저 치료 장치를 실시예로 하여 설명한다. 다만, 본 발명의 실시예는 피부 치료용의 레이저 치료 장치뿐만 아니라 수술용 레이저 치료 장치 등 다양한 레이저 치료 장치 등에서 필요한 경우 실시될 수 있다. 즉, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 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, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본 명세서에 있어서 '부(部)'란, 하드웨어에 의해 실현되는 유닛(unit), 소프트웨어에 의해 실현되는 유닛, 양방을 이용하여 실현되는 유닛을 포함한다. 또한, 1 개의 유닛이 2 개 이상의 하드웨어를 이용하여 실현되어도 되고, 2 개 이상의 유닛이 1 개의 하드웨어에 의해 실현되어도 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 치료 장치를 도시한 도면이다. 도 1을 참조하면, 레이저 치료 장치(10)는 레이저 발생기(101), 냉매가스 발생기(102), 연결부(103), 핸드피스(104), 제어부(105), 광학부(106) 및 풋 스위치(107)을 포함한다. 다만, 도 1의 레이저 치료 장치(10)의 구성은 본 발명의 일 실시예에 불과하므로 도 1을 통해 본 발명이 한정되어 해석되서는 안된다.
레이저 발생기(101)는 적어도 하나 이상의 펄스를 갖는 레이저를 발생시킨다. 이 때, 레이저 발생기(101)는 제 1 파장의 레이저를 발생시키는 제 1 레이저 발생기 및 제 2 파장의 레이저를 발생시키는 제 2 레이저 발생기를 포함할 수 있다. 제 1 파장은 1470nm, 532nm, 1064nm 및 808nm 중 어느 하나이고, 제 2 파장은 1470nm, 532nm, 1064nm 및 808nm 중 다른 하나일 수 있다.
예를 들면, 레이저 발생기(101)는 1064nm 파장을 갖는 엔디야그 레이저(ND-YAG Laser), 532nm 파장을 갖는 그린 레이저(Green Laser), 808nm 파장의 제모레이저 및 1470nm 파장을 갖는 15W 급의 다이오드 레이저 등 피부과에서 사용하고 있는 다양한 파장의 레이저를 발생시킬 수 있다. 이 밖에도 레이저 발생기(101)는 색소 병변 치료를 위한 Q-switched Ruby laser, Q-switched Alexandrite laser, Q-switched ND-YAG laser 중의 하나를 발생시킬 수 있고, 혈관 병변 치료를 위하여 Copper vapor laser, KTP laser, Pulsed dye laser, Long pulsed Nd:YAG laser 중의 하나를 발생시킬 수 있고, 표피 제거를 위하여 Er:YAG laser 또는 CO2 laser를 발생시킬 수 있으며, 제모를 위하여 레이저 다이오드 또는 Long pulsed Nd:YAG laser를 발생시킬 수 있다. 이 때, 제 1 레이저 발생기는 엔디야그 레이저를 발생시키는 레이저 발생기가 될 수 있고, 제 2 레이저 발생기는 그린 레이저를 발생시키는 레이저 발생기가 될 수 있다.
레이저 발생기(101)는 레이저에 관한 전류를 측정하고, 측정한 정류가 임계치 범위를 넘어서는 경우, 레이저 발생기(101)의 전원을 제어하는 전류 센서를 더 포함할 수 있다.
냉매가스 발생기(102)는 냉매가스를 발생시킨다. 냉매 가스 발생기는 냉매가스 저장기, 냉매가스 관, 히터 및 압력센서를 포함할 수 있고, 냉매가스 관의 온도를 감지하는 온도 센서와, 온도 센서가 감지한 온도에 대응하는 히터의 전원을 제어하는 히터 스위치를 더 포함할 수 있다. 냉매가스는 인체에 해롭지 않은 무색 무취의 냉매가스인 HFC-134a(Hydro Fluro Carbon-134a) 가스가 될 수 있다. 이 밖에, 냉매가스는 플루오로카본 합성물(Fluorocarbon compound)이 될 수도 있다. 다만, 냉매가스의 종류가 앞서 예시된 것들로 한정되는 것은 아니며, 다양한 냉매가스를 이용할 수 있다.
냉매가스 저장기는 냉매가스를 저장하고, 냉매가스 저장기와 연결된 냉매가스 관을 통해 핸드피스(104)로 냉매가스를 이동시킬 수 있다. 히터는 냉매의 분사에 따라 온도가 변하면, 냉매가스의 압력이 변하여 냉매의 분사량이 변하게 되는 이유에서, 냉매가스 저장기 또는 냉매가스 관의 온도를 유지할 수 있다. 히터는 히터의 온도를 확인하는 온도 센서에 의해 제어되며, 온도 센서에 의해 측정된 온도에 기초하여 히터 스위치에 의해 필요 시 작동이 정지될 수 있다. 일 예로, 히터 스위치는 냉매가스가 이동하는 튜브의 온도가 최대 설정 온도 이상으로 측정되는 경우, 히터의 전원을 차단하여 히터의 동작을 정지시킬 수 있다.
연결부(103)는 레이저가 이동하는 광섬유, 냉매가스가 이동하는 튜브 및 제어신호 입출력을 위한 전선을 포함한다 레이저 발생기에서 발생되는 레이저는 광섬유를 통해 핸드피스(104)로 이동되고, 냉매가스 발생기로부터 발생되는 냉매가스? 튜브를 통해 핸드피스(104)로 이동되며, 레이저 치료 장치(10)에 대한 제어 신호는 전선을 통해 핸드피스(104)로 전송될 수 있다. 연결부(103)는 레이저 치료 장치(10)에서 레이저, 냉매가스 및 제어 신호를 핸드피스(104)에 전달하기 위해 핸드피스(104)와 연결될 수 있다. 광섬유는 복수의 서브 광섬유를 포함하며, 복수의 서브 광섬유 중 제 1 서브 광섬유를 통해 제 1 파장의 레이저가 이동될 수 있고, 복수의 서브 광섬유 중 제 2 광섬유를 통해 제 2 파장의 레이저가 이동될 수 있다.
핸드피스(104)는 연결부의 일측과 연결되며, 레이저를 신체 피부의 특정 영역에 조사하고, 냉매가스를 신체 피부의 특정 영역에 조사한다. 핸드피스(104)는 적어도 하나의 렌즈를 통해 레이저를 특정 영역에 조사하는 레이저 조사기, 레이저 펄스에 대응하도록 특정 영역에 분사되는 냉매가스를 조절하는 벨브와 냉매가스가 이동되는 튜브 내의 버블을 감지하는 버블 센서를 포함할 수 있다.
핸드피스(104)에 대한 자세한 설명은 도 4에서 자세히 설명하도록 한다.
제어부(105)는 레이저 발생기(101), 냉매가스 발생기(102), 핸드피스 중 적어도 하나 이상에 대한 제어 신호를 전송한다. 제어부(105)는 레이저의 펄스 숫자를 제어하는 제어 신호를 레이저 발생기(101)에 전송할 수 있고, 냉매가스의 발생 유무, 냉매가스의 수동 발생 등의 제어 신호를 냉매가스 발생기(102)로 전송할 수도 있다.
제어부(105)는 냉매가스 발생기(102)에서 발생되는 냉매가스의 분사시간에 기초하여 냉매가스의 사용 가능 시간, 기 사용한 시간 및 잔여 사용 시간 중 적어도 하나 이상을 계산할 수 있고, 계산 결과에 기초하여 냉매가스 발생기(102)의 냉매가스 저장기에 저장된 냉매가스가 일정 수준 이하로 떨어지는 경우, 냉매가스를 충전하여, 냉매가스 저장기를 교체하는 어려움을 줄일 수 있다. 이 때, 냉매가스의 총 사용 가능 시간, 기 사용한 시간 및 잔여 사용 가능 시간 중 적어도 하나 이상은 터치 패널 디스플레이를 통해 표시될 수 있다.
제어부(105)는 사용자 인터페이스를 통해 냉매가스에 대한 오프 신호가 입력된 경우, 냉매가스 발생기(102) 또는 벨브(1042)의 동작을 오프시키는 제어 신호를 생성할 수 있으며, 제어부(105)는 사용자 인터페이스용 터치 패널 인터페이스를 통해 사용자의 입력을 수신할 수도 있다.
제어부(105)의 이러한 동작에 대해서는 도 5에서 다시 한번 설명하도록 한다.
광학부(106)는 적어도 하나의 렌즈, 제 1 파장의 레이저를 투과시키면서, 제 2 파장의 레이저를 전반사 시키는 제 1 거울, 제 2 파장의 레이저를 전반사시키는 제 2 거울 및 제 1 파장의 레이저 및 제 2 파장의 레이저를 하나의 광섬유로 연결시키는 레이저 커넥터를 포함한다.
이와 같은 광학부(106)에 대한 자세한 설명은 이하 도 3에서 다시 한번 설명된다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학부(106)의 구성도이다. 도 3을 참조하면, 광학부(106)는 제 1 레이저 발생기 및 제 2 레이저 발생기로부터 발생되는 서로 다른 파장을 갖는 레이저를 전달받아, 제 1 레이저를 제 1 콜리메이션 렌즈(Collimation lens : 1061)를 통해 평행하게 만들고, 제 2 레이저를 제 2 콜리메이션 렌즈(1062)를 통해 평행하게 만들 수 있다. 제 1 콜리메이션 렌즈를 통해 평행하게 주사되는 제 1 레이저는 제 1 레이저의 파장을 투과시키며, 제 2 레이저의 파장을 전반사 시키는 제 1 거울(1064)을 투과하여, 포커스 렌즈(1063)로 전달되고, 제 2 콜리메이션 렌즈를 통해 평행하게 주사되는 제 2 레이저는 제 2 레이저의 파장을 전반사 시키는 제 2 거울(1065)에 전반사되고, 제 1 거울(1064)에 전반사되어 포커스 렌즈(1063)에 전달될 수 있다. 포커스 렌즈에 전달된 제 1 레이저 및 제 2 레이저는 레이저 커넥터(1066)를 하나의 광섬유에 연결되어 광섬유를 통해 핸드피스(104)로 전달될 수 있다.
풋 스위치(107)는 사용자의 발에 의한 입력을 수신할 수 있고, 레이저 발생기(101)는 풋 스위치(107)의 입력에 기초하여 레이저를 발생시킬 수 있다. 이 경우, 싱글모드에서는 하나의 펄스 레이저를 발생시킬 수 있고, 멀티모드에서는 풋 스위치(107)의 입력이 지속되는 동안 복수의 펄스의 레이저를 발생시킬 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 치료 장치(10)의 구성도이다. 도 2는 도 1에 도시된 레이저 치료 장치(10)의 구성을 간략화 하여 나타낸다. 도 2를 참조하면, 레이저 발생기(101)는 1470nm 파장 대역의 레이저 다이오드(Laser Diode)를 발생시키는 제 1 레이저 발생기 및 532nm 파장 대역의 레이저 다이오드를 발생시키는 제 2 레이저 발생기를 포함할 수 있고, 레이저 발생기(101)에서 발생되는 서로 다른 레이저는 광학부(106)에 전달되어 하나의 광섬유로 연결될 수 있으며, 연결부(103)를 통해 핸드피스(104)로 전달될 수 있다.
냉매가스 발생기(102)는 냉매가스 저장기, 냉매가스 관, 히터, 온도센서 및 압력센서를 포함할 수 있다. 냉매가스 저장기에 저장된 냉매가스는 냉매가스 관을 통해 핸드피스(104)로 전달될 수 있다. 이 때, 냉매가스의 분사에 따라 냉매가스 저장기의 압력이 변화하게 되면, 냉매가스의 압력이 변하여 냉매가스의 분사량이 변할 수 있다. 이에, 냉매가스 저장기 또는 냉매가스 관 중 하나 이상에 히터를 설치하고, 온도 센서를 통해 온도를 측정하여, 필요한 경우, 히터를 작동시킴으로써, 냉매가스 저장기 또는 냉매가스 관의 온도를 일정 범위로 유지할 수 있다. 냉매가스 관은 튜브로써, PFA(Perfluorinated Acid) 튜브가 될 수 있다.
제어부(105)는 레이저 발생기(101), 냉매가스 발생기(102), 핸드피스 중 적어도 하나 이상에 대한 제어 신호를 전송할 수 있으며, 제어 신호는 전선을 통해 전송될 수 있다.
레이저 발생기(101)에서 발생된 레이저, 냉매가스 발생기(102)에서 발생되는 냉매가스 및 제어부(105)에서 전송되는 제어 신호는 각각 광섬유, 튜브, 전선을 통해 전달되며, 연결부(103)를 통해 핸드피스(104)로 전달될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드피스(104)의 구성도이다. 도 4를 참조하면, 레이저 치료 장치(10)의 본체로부터 발생한 적어도 하나 이상의 펄스를 갖는 레이저를 핸드피스(104)로 이동시키는 광섬유, 냉매가스 발생기(102)에 의해 발생한 냉매가스를 핸드피스(104)로 이동시키는 튜브 및 레이저 치료 장치(10)의 본체로부터 발생한 제어 신호를 핸드피스(104)로 전달하는 전선을 포함하는 연결부의 일측과 연결되어, 레이저를 신체 피부의 특정 영역에 조사하고, 냉매가스를 특정 영역에 분사하는 핸드피스(104)는 레이저 조사기(1041), 벨브(1043) 및 버블 센서(1042)를 포함할 수 있다.
레이저 조사기(1041)는 연결부(103)로부터 전달된 레이저를 평행하게 조사되도록 하는 콜리메이션 렌즈(401)와, 레이저가 신체 피부의 특정 영역에 조사될 수 있도록 하는 무빙 포커스 렌즈(402)를 포함하며, 레이저가 신체 피부의 특정 영역에 집중되어 조사될 수 있도록 할 수 있다.
벨브(1043)는 솔레노이드 벨브로서, 펄스의 개수, 크기 및 시간 중 적어도 하나 이상에 기초하여 냉매가스의 양 및 분사시간 중 적어도 하나 이상을 조절할 수 있다. 한편, 벨브(1043)는 버블 센서(1402)에 의해 감지된 버블에 기초하여 냉매가스의 분사 횟수, 분사량 및 분사시간 중 적어도 하나 이상을 조절할 수도 있다.
벨브(1043)는 펄스의 개수가 N개인 경우, 냉매가스의 분사횟수를 N+1회로 조절할 수 있다. 벨브(1043)는 레이저가 분사되기 전후에 냉매가스가 분사되도록 할 수 있다. 예를 들어, 레이저 펄스의 수가 4인 경우, 벨브(1043)는 레이저 펄스가 주사되는 사이사이에 냉매가스가 분사되도록 냉매가스의 분사횟수를 조절할 수 있다. 좀 더 상세히 말하면, 냉매가스, 레이저, 냉매가스, 레이저, 냉매가스의 순서로, 레이저와 냉매가스가 교차되어 분사 또는 주사될 수 있으며, 벨브는 레이저 주사의 전후로 냉매가스가 분사될 수 있도록 조절하여, 레이저 주사 횟수보다 적어도 한번 더 냉매가스가 분사될 수 있도록 조절할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 신호를 전송하기 위한 인터페이스를 나타내는 도면이다. 도 5를 참조하면, 사용자 인터페이스를 통해 레이저 플루언스를 조절하거나 가스 출사 시간 등을 조절할 수 있다. 플루언스는 레이저의 에너지를 면적으로 나눈 값으로, 플루언스가 높다는 것은 같은 면적일 경우의 에너지가 더 높다는 것을 의미하며, 레이저의 파워 조정과 비슷한 의미로 사용될 수 있다.
한편, 레이저를 시술 부위에 주사하면, 레이저 열에 의해 화상을 입을 수 있으므로, 본원발명에서는 냉매가스를 분사하여 화상을 방지한다. 하지만, 냉각 가스를 긴 시간 동안 분사하면, 시술 부위가 얼 수 있고, 너무 적게 출사하면 화상을 입을 수 있으므로, 적절한 시간의 조정이 필요하게 된다.
가스 출사 제어 조정(501)을 살펴보면, 일반적으로는 레이저에 의한 화상을 고려하여 냉매가스를 분사하여 사용하지만, 사용자가 냉매가스의 분사를 원하지 않는 경우, 냉매가스의 분사를 정지할 수 있다. 한편, 레이저 및 가스의 펄스열을 출사하는 경우, 마지막에 가스 분사를 할지 여부(503 내지 504)를 결정할 수 있다. 또한, 냉매가스 관 내에 기포가 있으면 시술 시 냉매가스가 분사되지 않는 경우가 발생하여 화상을 입을 수 있으므로, 레이저가 주사되지 않은 상태에서 매뉴얼로 가스를 분사(505 내지 506)하여 냉매가스만을 분사함으로써, 관 내의 기포를 제거할 수 있다.
레이저의 출사와 관련하여 도 6을 통해 예를 들면, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 펄스의 동작을 나타내는 도면이다. 도 6을 참조하면, 레이저 펄스의 수가 4개이고, 냉매가스가 분사되는 경우의 펄스열을 나타낸다. 도 6에 도시된 펄스열을 1개의 샷(Shot)이라고 가정하면, 싱글(Single)모드(507)에서 풋 스위치(107)를 한번 누를 때 1개의 샷이 나가고, 멀티(Multi)모드(508)에서 풋 스위치를 누르고 있는 동안 1개의 샷이 나가고, 1초의 시간이 경과한 뒤, 1개의 샷이 연속해서 나갈 수 있다. 한 개의 샷이 나간 뒤 시간의 텀이 예시된 1초로 한정되는 것은 아니다. 싱글모드(507)에서는 풋 스위치(107)를 계속 누르고 있는 경우에도 1개의 샷 만이 나가게 된다.
레이저 출사 제어 조정(502)을 살펴보면, 레이저 펄스의 샷(507 내지 508) 및 레이저 펄스의 수(509)를 업(510)과 다운(511)로 조정할 수 있다. 도 6에 도시된 것과 같이, 레이저 펄스의 수가 변하면, 냉매가스의 분사도 같은 수로 변하거나, 설정에 따라 마지막에 냉매가스가 한번 더 분사될 수 있다.
플루언스와 냉매가스 분사시간은 레이저 펄스의 수에 영향을 받으며, 레이저 펄스의 수가 변하면, 레이저의 에너지에 해당하는 플루언스는 변한 레이저의 펄스 수만큼 레이저 파워를 변경하여 플루언스를 조절하고, 냉매가스 분사시간은 펄스 수만큼 나눠 레이저 펄스 사이에 가스 출사를 할 수 있다.
한편, 하단에는 레이저 출사의 누적 시간(512) 및 냉매가스 분사 누적시간(513)이 표시될 수 있다. 레이저 사용 시간과, 냉매가스 사용시간을 확인하여 교체 시점을 추정할 수 있다. 일반적으로 냉매가스 저장기의 교체 또는 냉매가스 저장기에 냉매가스 충전은 비교적 용이하나, 레이저를 발생시키는 레이저 다이오드의 교체는 전문가의 기술을 요하게 되어, 사용 시간을 누적하여 표시하는 것이 중요해 질 수 있다. 냉매가스 저장기 교체 또는 충전, 레이저 다이오드의 교체 시에 리셋버튼(514)을 이용하여 누적된 사용시간을 리셋할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 치료 장치의 동작 흐름을 나타내는 도면이다. 도 7을 참조하면, 레이저 치료 장치(10)가 처음 동작하면, 가스 히터가 작동(S701)하여, 냉매가스 발생기(102)가 기 설정된 압력이 되도록 하고, 목표 압력까지 압력이 증가(S702)하면, 레이저 치료 장치(10)을 스탠바이(Stand by) 상태로 전환(S703)한다.
레이저 치료 장치(10)가 스탠바이 상태로 전환되면, 시술에 사용되는 레이저의 세기, 펄스의 개수, 냉매가스의 분사 시간 등이 파라미터를 설정(S704)할 수 있고, 필요에 따라 현재 사용 중인 파라미터를 저장하거나, 기 저장되어 있는 파라미터를 호출하여 시술에 적용할 수 있다.
레이저 치료 장치(10)에 보정이 필요한 경우, 레이저의 주사와 냉매가스의 분사에 대한 보정을 수행(S706)할 수 있다. 보정이 완료되면, 레이저 치료 장치(10)는 레디(Ready) 상태로 전환(S707)된다. 레디 상태의 레이저 치료 장치(10)의 풋 스위치(107)를 통해 사용자의 입력이 수신(S708)되면, 레이저 치료 장치(10)는 레이저 및 냉매가스를 출사(S709)한다.
도 7에서 설명되는 실시예는 본 발명의 다양한 실시예 중 하나에 불과하므로, 이에 한정되어 해석되는 것은 아니다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 치료 장치의 제어 방법을 나타내는 동작 흐름도이다. 도 8에 도시된 레이저 치료 장치의 제어 방법은 앞서 도 1 내지 도 7을 통해 설명된 레이저 제어 장치(10)에 의해 수행될 수 있다. 따라서, 이하 생략된 내용이라고 하여도, 도 1 내지 도 7을 통해 레이저 치료 장치(10)에 대하여 설명된 내용은 도 8에도 적용된다.
도 8을 참조하면, 레이저 치료 장치(10)의 제어부(105)에서 적어도 하나 이상의 제어 신호를 생성(S801)되면, 레이저 치료 장치(10)의 레이저 발생기(101)에서는 생성된 제어 신호에 기초하여 레이저를 발생(S802)시키고, 냉매가스 발생기(102)에서 제어 신호에 기초하여 냉매가스를 발생(S803)시킬 수 있다.
발생된 레이저는 광섬유를 통해 이동(S804)되고, 발생된 냉매가스는 튜브를 통해 이동(S805)되어 핸드피스(104)로 전달될 수 있다.
핸드피스(104)에서, 적어도 하나의 렌즈를 통해 레이저를 신체 피부의 특정 영역에 조사(S806)하고, 핸드피스(104)에서 튜브 내 버블을 감지(S807)하여 레이저의 펄스에 대응하도록 냉매가스를 특정 영역에 분사(S808)할 수 있다.
앞서 설명된 레이저 치료 장치의 제어 방법은 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 통신 매체는 전형적으로 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈, 또는 반송파와 같은 변조된 데이터 신호의 기타 데이터, 또는 기타 전송 메커니즘을 포함하며, 임의의 정보 전달 매체를 포함한다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 레이저 치료 장치
101: 레이저 발생기
102: 냉매가스 발생기
103: 연결부
104: 핸드피스
105: 제어부
106: 광학부
107: 풋 스위치

Claims (17)

  1. 레이저 치료 장치에 있어서,
    적어도 하나 이상의 펄스를 갖는 레이저를 발생시키는 레이저 발생기;
    냉매가스를 발생시키는 냉매가스 발생기;
    상기 레이저가 이동하는 광섬유, 상기 냉매가스가 이동하는 튜브 및 제어신호 입출력을 위한 전선을 포함하는 연결부;
    상기 연결부의 일측과 연결되며, 상기 레이저를 신체 피부의 특정 영역에 조사하고, 상기 냉매가스를 상기 특정 영역에 분사하는 핸드피스; 및
    상기 레이저 발생기, 상기 냉매가스 발생기, 상기 핸드피스 중 적어도 하나 이상에 제어 신호를 전송하는 제어부를 포함하되,
    상기 핸드피스는, 적어도 하나의 렌즈를 통해 상기 레이저를 상기 특정 영역에 조사하는 레이저 조사기;
    상기 펄스에 대응하도록 상기 특정 영역에 분사되는 냉매가스를 조절하는 벨브; 및
    상기 튜브 내의 버블을 감지하는 버블 센서를 포함하는 것인, 레이저 치료 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 레이저 발생기는 제 1 파장의 레이저를 발생시키는 제 1 레이저 발생기 및 제 2 파장의 레이저를 발생시키는 제 2 레이저 발생기를 포함하는 것인, 레이저 치료 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    광학부를 더 포함하되, 상기 광학부는,
    적어도 하나 이상의 렌즈;
    상기 제 1 파장의 레이저를 투과시키면서 상기 제 2 파장의 레이저를 전반사시키는 제 1 거울;
    상기 제 2 파장의 레이저를 전반사시키는 제 2 거울; 및
    상기 제 1 파장의 레이저 및 상기 제 2 파장의 레이저를 하나의 광섬유로 연결시키는 레이저 커넥터를 포함하는 것인, 레이저 치료 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 벨브는 솔레노이드 벨브이되,
    상기 솔레노이드 벨브는 상기 펄스의 개수, 크기 및 시간 중 적어도 하나 이상에 기초하여 상기 냉매가스의 양 및 분사시간 중 적어도 하나 이상을 조절하는 것인, 레이저 치료 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 솔레노이드 벨브는 상기 버블 센서에 의해 감지된 상기 버블에 기초하여 상기 냉매가스의 분사횟수, 분사량 및 분사시간 중 적어도 하나 이상을 조절하는 것인, 레이저 치료 장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 파장은 1470 nm, 532 nm, 1064 nm 및 808 nm 중 어느 하나이고, 상기 제 2 파장은 1470 nm, 532 nm, 1064 nm 및 808 nm 중 다른 하나인 것인, 레이저 치료 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    사용자의 발에 의한 입력을 수신하는 풋 스위치를 더 포함하되,
    상기 레이저 발생기는 싱글 모드에서 상기 입력에 대응하여 하나의 펄스의 레이저를 발생시키되, 멀티 모드에서 상기 입력이 지속되는 동안 복수의 펄스의 레이저를 발생시키는 것인, 레이저 치료 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 벨브는 상기 펄스의 개수가 N개인 경우, 상기 냉매가스의 분사횟수를 N+1회로 조절하는 것인, 레이저 치료 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 광섬유는 복수의 서브 광섬유를 포함하는 것인, 레이저 치료 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 복수의 서브 광섬유 중 제 1 서브 광섬유를 통해 제 1 파장의 레이저가 이동하고, 상기 복수의 서브 광섬유 중 제 2 서브 광섬유를 통해 제 2 파장의 레이저가 이동하는 것인, 레이저 치료 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉매가스 발생기는 냉매가스 저장기, 냉매가스 관, 히터 및 압력센서를 포함하되,
    상기 제어부는 상기 냉매가스의 분사시간에 기초하여 상기 냉매가스의 총 사용 가능 시간, 기 사용한 시간 및 잔여 사용 가능 시간 중 적어도 하나 이상을 계산하되,
    상기 레이저 치료 장치는 상기 냉매가스의 총 사용 가능 시간, 기 사용한 시간 및 잔여 사용 가능 시간 중 적어도 하나 이상을 터치 패널 디스플레이를 통해 표시하는 사용자 인터페이스 장치를 더 포함하는 것인, 레이저 치료 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 냉매가스 발생기는,
    상기 냉매가스 관의 온도를 감지하는 온도 센서; 및
    상기 감지한 온도에 대응하는 상기 히터의 전원을 제어하는 히터 스위치를 더 포함하되,
    상기 레이저 발생기는 상기 레이저에 관한 전류를 측정하고, 측정한 전류가 임계치 범위를 넘어선 경우, 상기 레이저 발생기의 전원을 제어하는 전류 센서를 더 포함하는 것인, 레이저 치료 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 사용자 인터페이스를 통해 상기 냉매가스에 대한 오프 신호가 입력된 경우, 상기 냉매가스 발생기 또는 상기 벨브의 동작을 오프시키는 제어 신호를 생성하는 것인, 레이저 치료 장치.
  14. 레이저 치료 장치의 제어 방법에 있어서,
    제어부에서, 적어도 하나 이상의 제어 신호를 생성하는 단계;
    레이저 발생기에서, 상기 제어 신호에 기초하여 레이저를 발생시키는 단계;
    냉매가스 발생기에서, 상기 제어 신호에 기초하여 냉매가스를 발생시키는 단계;
    광섬유를 통해 상기 발생한 레이저가 이동하는 단계;
    튜브를 통해 상기 냉매가스가 이동하는 단계;
    핸드피스에서, 적어도 하나의 렌즈를 통해 상기 레이저를 출력하는 단계;
    핸드피스에서, 상기 튜브 내의 버블을 감지하는 단계; 및
    핸드피스에서, 펄스에 대응하도록 상기 냉매가스를 분사하는 단계를 포함하는 레이저 치료 장치의 제어 방법.
  15. 제 14 항의 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
  16. 핸드피스 장치에 있어서,
    레이저 치료 장치의 본체로부터 발생한 적어도 하나 이상의 펄스를 갖는 레이저를 핸드피스로 이동시키는 광섬유, 냉매가스 발생기에 의해 발생한 냉매가스를 상기 핸드피스로 이동시키는 튜브 및 레이저 치료 장치의 본체로부터 발생한 제어신호를 상기 핸드피스로 전달하는 전선을 포함하는 연결부; 및
    상기 연결부의 일측과 연결되며, 상기 레이저를 신체 피부의 특정 영역에 조사하고, 상기 냉매가스를 상기 특정 영역에 분사하는 핸드피스를 포함하되,
    상기 핸드피스는, 적어도 하나의 렌즈를 통해 상기 레이저를 상기 특정 영역에 조사하는 레이저 조사기;
    상기 펄스에 대응하도록 상기 특정 영역에 분사되는 냉매가스를 조절하는 벨브; 및
    상기 튜브 내의 버블을 감지하는 버블 센서를 포함하는 것인, 핸드피스 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 벨브는 솔레노이드 벨브이되,
    상기 솔레노이드 벨브는 상기 펄스의 개수, 크기 및 시간 중 적어도 하나 이상에 기초하여 상기 냉매가스의 양 및 분사시간 중 적어도 하나 이상을 조절하는 것인, 핸드피스 장치.
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