KR101824462B1 - 초음파 카트리지와 이를 이용한 초음파 치료용 헤드 - Google Patents
초음파 카트리지와 이를 이용한 초음파 치료용 헤드 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 초음파 카트리지와 이를 이용한 초음파 치료용 헤드에 관한 것으로 초음파 트랜스듀서부가 하부 측에 연결되는 피봇축부의 피봇운동을 피봇축부의 회전 반경보다 큰 반경의 곡률을 가지는 곡선 이동으로 변환하여 초음파의 초점을 원하는 균일한 깊이에서 이동시킴으로써 치료부위에 균일한 에너지를 인가하여 치료 성능을 향상시킬 수 있고, 초음파 헤더의 위치가 고정된 상태에서 피부 내 초음파의 초점 깊이를 조절할 수 있고, 조절된 깊이에서 균일한 깊이에서 이동시킴으로 치료 성능을 더 향상시키고 피부 내 초음파의 치료부위를 더 확장시킬 수 있다.
Description
본 발명은 초음파 카트리지와 이를 이용한 초음파 치료용 헤드에 관한 것으로 더 상세하게는 고강도 집속형 초음파(HIFU)를 이용한 비만 치료장치에 사용되며 작동로드의 피봇운동을 피봇 운동 시 반경보다 더 큰 반경의 곡률로 형성된 레일을 따라 이동시켜 초음파의 초점 깊이를 피부 내에서 일정하게 유지할 수 있도록 하는 초음파 카트리지와 이를 이용한 초음파 치료용 헤드에 관한 것이다.
최근들어, 식생활이 서구화되면서 비만이 급속하게 증가하여 국민건강과 미용을 해치는 가장 큰 원인이 되었고, 이를 치료하기 위한 다양한 다이어트 프로그램과 초음파 비만 치료장치들이 개발되어 널리 사용되고 있다.
고강도 집속형 초음파(HIFU; High Intensity Focused Ultrasound) 비만치료 기술은 본래 비침습적으로 내부 장기 종양을 선택적으로 고온 응고시켜 암세포를 파괴하는 항암치료 목적으로 사용되었으나 미국의 솔타 메디컬이 인체의 복부비만 치료 목적으로 HIFU가 장착된 리포소닉(Liposonix)이라는 장비를 최초로 개발하였다. HIFU(high intensity focused ultrasound)를 이용한 지방파괴의 과정은 집적 초음파가 지방세포의 어느 일정 지점에 포커싱되면 조직의 온도가 65℃ ~100℃까지 순간적으로 올라가며, 이로 인해 조직이 파괴되도록 하는 것이다. HIFU 장비는 다른 피부과 장비들 예컨대, 레이저 및 RF 고주파 장비와는 달리 피부표면에 아무런 손상을 발생시키지 않으면서도 비침습적으로 선택된 부분에 HIFU 에너지를 집중시켜 지방을 응고괴사(coagulation necrosis)가 일어나도록 유도한다. 이렇게 괴사된 지방세포는 우리 몸의 손상부분 복구 메커니즘에 의해 자연스럽게 제거된다.
알려진 초음파 비만 치료장치로는 출원번호 제10-2007-7027898호로 출원된 '지방조직을 파괴하기 위한 장치 및 방법'이 있다. 제10-2007-7027898호는 적어도 하나의 초음파 변환기를 갖는 헤드와, 헤드를 지지하기 위한 현수장치와, 초음파 변환기를 제어하기 위한 제어기로 구성되어 초음파 에너지로 피하 지방을 조직 변형시켜 비침습적으로 비만을 치료하도록 되어 있다. 또한 출원번호 제10-2011-7017983호로 출원된 '조직 이미징 및 치료 시스템'은 손으로 작동하는 핸드 완드와, 초음파 트랜스듀서가 있는 착탈식 에미터-리시버 모듈과, 핸드 완드와 연결되어 이미징 모드에서 피부 영상을 디스플레이에 표시하고 치료 모드에서 피부 표면 아래 3mm~4.5mm(SMAS층)를 초음파로 쏘아 피부에 탄력을 갖게 하고 주름을 개선하는 것이다.
한편, 이러한 초음파 비만치료장치들은 컨트롤러의 제어에 따라 HIFU를 발생하여 환자의 피하 지방을 분해하기 위한 헤드 혹은 핸드피스를 구비하고 있다.
초음파 비만치료를 위한 초음파 치료용 헤드는 초음파 치료의 효율성을 향상시키고 치료 시 편의성을 향상시키기 위해 초음파 트랜스듀서를 이동시키는 기술들이 제안되고 있고, 초음파 트랜스듀서를 이동시키는 선행기술로는 아래와 같은 특허들이 있다.
국내특허등록 제10-1188930호 '가동제어가 있는 초음파 치료헤드'(2012.10.08.공고)는 창을 구비하는 엔클로져와, 엔클로져 내에 메달린 HIFU 트랜스듀서와, HIFU 트랜스듀서가 창을 통해 HIFU로 피하지방에 에너지를 제공하도록 X축과 Y축 방향으로 이동시키는 액추에이터로 구성되어 있다. 그리고 출원번호 제10-2010-7019552호로 출원된 '초음파 시스템을 이용한 치료 헤드'는 엔클로저와, 윈도우가 부착된 하부 격실과 상부 격실을 분리시키는 파티션과, 파티션의 개구부와, 개구부에 설치되고 이동 가능한 컨트롤 아암과, 상부 격실내에 위치되고 컨트롤 아암을 제어하는 작동 조립체와, 컨트롤 아암의 하단부에 결합되는 HIFU 트랜스듀서로 구성된다.
또한 본 출원인이 선출원하여 특허 등록번호 제10-1177691호로 등록 받은 "고강도 집속형 초음파를 이용한 비침습성 피하지방 감소 장치의 3축 제어 헤드"는 컨트롤러의 제어에 따라 3축으로 초음파 트랜스듀서의 이동을 제어하여 시술자의 지방층에 초음파를 3차원으로 제공하도록 되어 있다.
또한, 국내특허등록 제1578490호 '깊이조절이 가능한 초음파 핸드피스용 카트리지와 이를 갖춘 초음파 핸드피스'에서 초음파 비만치료를 위한 초음파 헤드는 초음파 트랜스듀서를 직선 왕복 이동시킴으로써 초음파의 초점 깊이를 조절하도록 되어 있다.
초음파 치료용 헤드는 내부에 초음파 전달용 매질 즉, 액체가 채워지고, 액체 내에 초음파를 발생시키는 초음파 트랜스듀서가 배치된 초음파 카트리지가 구비된다.
또한, 초음파 치료용 헤드는 초음파 카트리지 내 초음파 트랜스듀서를 이동시켜 초음파 트랜스듀서의 초점위치를 변경하고 있고, 상기 초음파 트랜스듀서는 초음파 카트리지의 상면에 자유롭게 접혀졌다 펼쳐지는 재질로 형성되는 자바라에 의해 설치되어 트랜스듀서 액추에이터부의 작동에 의해 자유롭게 이동되는 구조를 가진다.
그러나, 종래 초음파 카트리지는 상면에 중공부가 형성되고 상기 중공부에 초음파 트랜스듀서를 운동 가능하게 하도록 자유롭게 접혀지고 펼쳐질 수 있는 자바라가 고정되는 구조를 가지며, 상기 자바라는 자유롭게 접혀지고 펼쳐질 수 있는 방수천재질로 형성되므로 작동 중 찢어지는 사고가 발생하는 문제점이 있었던 것이다.
고강도집속형 초음파를 이용한 비만치료에는 헤드를 이용하여 환자의 지방층에 제공하는 과정이 필요한데, 종래의 헤드에 의한 초음파 제공시에는 피봇 구동의 특성상 곡면(원호)으로 초음파의 제공이 이루어지고 있다.
그런데, 피봇 구동의 반경은 초음파 치료용 헤드의 크기에 맞게 제한될 수 밖에 없고, 제한된 곡률의 반경으로 초음파 트랜스듀서가 피봇 구동하는 경우 주변부로 갈수록 피부로 제공하는 에너지가 감소하고, 촛점 깊이가 심하게 변경되어 균일한 치료가 이루어지지 못하는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 피봇 운동 시 반경보다 더 큰 반경의 곡률로 초음파 트랜스듀서를 곡선 이동시켜 초음파의 초점 깊이를 피부 내에서 일정하게 유지할 수 있도록 하는 초음파 카트리지와 이를 이용한 초음파 치료용 헤드를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 초음파 카트리지의 일 실시 예는 하부에 초음파가 투과되는 초음파 투과 윈도우가 구비되는 카트리지 하우징, 상기 카트리지 하우징의 내부에 구비되며 상기 초음파 투과 윈도우를 통해 초음파를 치료영역으로 제공하고 치료영역에 초점을 형성하는 초음파 트랜스듀서부, 상기 초음파 트랜스듀서부가 단부에 장착되며 일 측에 구비되는 힌지부를 중심으로 피봇운동하는 피봇축부 및 상기 카트리지 하우징 내부에 구비되며 상기 피봇축부의 피봇운동을 변환하여 상기 초음파 트랜스듀서부를 상기 피봇축부의 회전반경과 다른 곡률을 가지는 곡선을 따라 이동시키는 곡선이동 변환부를 포함한다.
본 발명에서 상기 곡선이동 변환부는 상기 피봇축부의 회전반경보다 큰 반경의 곡률을 가지는 곡선으로 초음파 트랜스듀서부를 이동시킬 수 있다.
본 발명에서 상기 힌지부는 상기 카트리지 하우징의 상부면에 회전 가능하게 결합되는 제1볼조인트부이고, 상기 피봇축부의 하단부에는 상기 초음파 트랜스듀서부와 회전 가능하게 결합되는 제2볼조인트부가 구비될 수 있다.
본 발명에서 상기 곡선이동 변환부는 X축 방향으로 배치되고 상기 초음파 트랜스듀서부가 이동 가능하게 결합되는 제1곡선이동 레일부재 및 Y축 방향으로 배치되고 상기 제1곡선이동 레일부재가 이동 가능하게 결합되는 제2곡선이동 레일부재를 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 제1곡선이동 레일부재와 상기 제2곡선이동 레일부재는 중앙이 가장 높이가 낮도록 상기 피봇축부의 회전반경보다 큰 반경의 곡률을 가지는 곡선으로 휘어져 상기 초음파 트랜스듀서부를 상기 피봇축부의 회전반경보다 큰 반경의 곡률로 곡선 이동시킬 수 있다.
본 발명에서 상기 곡선이동 변환부는 상기 초음파 트랜스듀서부 또는 상기 제1곡선이동 레일부재가 장착되며 상기 제1곡선이동 레일부재와 상기 제2곡선이동 레일부재에 이동 가능하게 결합되는 곡선 이동부를 더 포함하고, 상기 제1곡선이동 레일부재와 제2곡선이동 레일부재는 각각 양 측면에 상기 피봇축부의 회전반경보다 큰 반경의 곡률을 가지는 곡선으로 휘어져 형성되어 상기 곡선 이동부가 이동 가능하게 결합되는 곡선이동 레일홈부가 구비될 수 있다.
본 발명에서 상기 곡선 이동부는 상기 제1곡선이동 레일부재 또는 상기 제2곡선이동 레일부재의 양 측면과 마주보도록 이격된 롤지지용 측면부가 구비된 롤러 브라켓트부재; 및 상기 롤지지용 측면부의 안쪽에 회전 가능하게 구비되어 상기 곡선이동 레일홈부 내에 위치되는 이동 롤부재를 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 이동 롤부재는 콘형상으로 형성되고, 상기 곡선이동 레일홈부는 이동 롤부재가 접촉되어 구르는 상, 하부면이 상기 이동 롤부재의 경사면에 대응되는 경사면으로 형성될 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 초음파 치료용 헤드의 일 실시 예는 내부에 초음파 트랜스듀서의 위치를 이동시키는 작동부를 구비한 헤드몸체 및 상기 헤드몸체의 하부에 결합되며 초음파를 발생시키는 초음파 카트리지를 포함하며, 상기 초음파 카트리지는 하부에 초음파가 투과되는 초음파 투과 윈도우가 구비되는 카트리지 하우징, 상기 카트리지 하우징의 내부에 구비되며 상기 초음파 투과 윈도우를 통해 초음파를 치료영역으로 제공하고 치료영역에 초점을 형성하는 초음파 트랜스듀서부, 상기 초음파 트랜스듀서부가 단부에 장착되며 상부 측에 구비되는 힌지부를 중심으로 피봇운동하는 피봇축부 및 상기 카트리지 하우징 내부에 구비되며 상기 피봇축부의 피봇운동을 변환하여 상기 초음파 트랜스듀서부를 상기 피봇축부의 회전반경과 다른 곡률을 가지는 곡선을 따라 이동시키는 곡선이동 변환부를 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 곡선이동 변환부는 상기 피봇축부의 회전반경보다 큰 반경의 곡률을 가지는 곡선으로 초음파 트랜스듀서부를 이동시킬 수 있다.
본 발명에서 상기 힌지부는 상기 카트리지 하우징의 상부면에 회전 가능하게 결합되는 제1볼조인트부이고, 상기 피봇축부의 하단부에는 상기 초음파 트랜스듀서부와 회전 가능하게 결합되는 제2볼조인트부가 구비될 수 있다.
본 발명에서 상기 곡선이동 변환부는 X축 방향으로 배치되고 상기 초음파 트랜스듀서부가 이동 가능하게 결합되는 제1곡선이동 레일부재 및 Y축 방향으로 배치되고 상기 제1곡선이동 레일부재가 이동 가능하게 결합되는 제2곡선이동 레일부재를 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 제1곡선이동 레일부재와 상기 제2곡선이동 레일부재는 중앙이 가장 높이가 낮도록 상기 피봇축부의 회전반경보다 큰 반경의 곡률을 가지는 곡선으로 휘어져 상기 초음파 트랜스듀서부를 상기 피봇축부의 회전반경보다 큰 반경의 곡률로 곡선 이동시킬 수 있다.
본 발명에서 상기 헤드몸체의 내부에 구비되며 상기 피봇축부를 피봇운동시키는 작동부를 포함하고, 상기 작동부는 상기 피봇축부를 X축과 Y축 방향으로 각각 피봇운동시키는 제1액추에이터와 제2액추에이터를 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 곡선이동 변환부는 상기 초음파 트랜스듀서부 또는 상기 제1곡선이동 레일부재가 장착되며 상기 제1곡선이동 레일부재와 상기 제2곡선이동 레일부재에 이동 가능하게 결합되는 곡선 이동부를 더 포함하고, 상기 제1곡선이동 레일부재와 제2곡선이동 레일부재는 각각 양 측면에 상기 피봇축부의 회전반경보다 큰 반경의 곡률을 가지는 곡선으로 휘어져 형성되어 상기 곡선 이동부가 이동 가능하게 결합되는 곡선이동 레일홈부가 구비될 수 있다.
본 발명에서 상기 곡선 이동부는 상기 제1곡선이동 레일부재 또는 상기 제2곡선이동 레일부재의 양 측면과 마주보도록 이격된 롤지지용 측면부가 구비된 롤러 브라켓트부재; 및 상기 롤지지용 측면부의 안쪽에 회전 가능하게 구비되어 상기 곡선이동 레일홈부 내에 위치되는 이동 롤부재를 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 이동 롤부재는 콘형상으로 형성되고, 상기 곡선이동 레일홈부는 이동 롤부재가 접촉되어 구르는 상, 하부면이 상기 이동 롤부재의 경사면에 대응되는 경사면으로 형성될 수 있다.
본 발명은 피봇축부의 회전반경보다 큰 반경의 곡률을 가지는 곡선으로 초음파 트랜스듀서를 이동시켜 초음파의 초점을 원하는 균일한 깊이에서 이동시킴으로써 치료부위에 균일한 에너지를 인가하여 치료 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 초음파의 초점을 X축과 Y축 방향으로 기설정된 범위 내에서 이동시켜 넓은 면적에 초음파의 에너지를 고르고 균일하게 인가하여 치료 성능을 더 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 초음파 헤더의 위치가 고정된 상태에서 피부 내 초음파의 초점 깊이를 조절할 수 있고, 조절된 깊이에서 균일한 깊이에서 이동시킴으로 치료 성능을 더 향상시키고 피부 내 초음파의 치료부위를 더 확장시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 초음파 치료용 헤드의 일 실시예를 도시한 사시도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 초음파 치료용 헤드의 일 실시예를 도시한 분해 사시도이다.
도 4는 도 2의 A-A'단면도이다.
도 5는 도 2의 B-B'단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 제1곡선이동 레일부재와 제2곡선이동 레일부재의 일 실시예를 도시한 분해사시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 제1곡선이동 레일부재와 제2곡선이동 레일부재의 일 실시예를 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 초음파 카트리지의 사용 예를 도시한 도면.
도 9는 본 발명에 따른 초음파 카트리지의 비교 예에 대한 사용 예를 도시한 도면.
도 10은 본 발명에 따른 초음파 카트리지가 헤드몸체의 작동부와 분리된 예를 도시한 단면도이다.
도 11은 본 발명에 따른 초음파 치료용 헤드에서 작동부의 일 실시예를 확인할 수 있는 측면도이다.
도 12는 본 발명에 따른 초음파 치료용 헤드에서 작동부의 일 실시 예를 확인할 수 있는 사시도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 초음파 치료용 헤드의 일 실시예를 도시한 분해 사시도이다.
도 4는 도 2의 A-A'단면도이다.
도 5는 도 2의 B-B'단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 제1곡선이동 레일부재와 제2곡선이동 레일부재의 일 실시예를 도시한 분해사시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 제1곡선이동 레일부재와 제2곡선이동 레일부재의 일 실시예를 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 초음파 카트리지의 사용 예를 도시한 도면.
도 9는 본 발명에 따른 초음파 카트리지의 비교 예에 대한 사용 예를 도시한 도면.
도 10은 본 발명에 따른 초음파 카트리지가 헤드몸체의 작동부와 분리된 예를 도시한 단면도이다.
도 11은 본 발명에 따른 초음파 치료용 헤드에서 작동부의 일 실시예를 확인할 수 있는 측면도이다.
도 12는 본 발명에 따른 초음파 치료용 헤드에서 작동부의 일 실시 예를 확인할 수 있는 사시도이다.
이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니된다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 본 발명에 따른 초음파 치료용 헤드(10)의 일 실시예를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 초음파 치료용 헤드(10)의 일실시예를 도시한 분해 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참고하면 본 발명에 따른 초음파 치료용 헤드(10)는 전체적인 형상이 시술자(예:의사)의 손으로 잡아 환자의 피부에 접촉시켜 치료하기 용이하도록 제작된다.
초음파 치료용 헤드(10)는 내부에 액추에이터가 헤드몸체(100)와, 헤드몸체(100)에 착탈 가능한 구조로서 헤드몸체(100)의 작동에 따라 초음파를 발생하고, 치료 영역인 피부를 따라 이동하면서 초음파를 조사하기 위한 초음파 카트리지(200)로 구성된다.
헤드몸체(100)의 하부에는 초음파를 발생시키는 초음파 트랜스듀서부(220)가 내부에 구비되는 초음파 카트리지(200)가 결합된다.
초음파 카트리지(200)는 헤드몸체(100)의 하부에 결합되는 카트리지 하우징(210)을 포함하고, 카트리지 하우징(210)은 초음파 트랜스듀서부(220)를 내부에 수용하면서 액체를 밀봉하는 구조를 가지는 것으로 하기에서 더 상세하게 설명한다.
여기서, 치료 영역인 피부는 대체로 허벅지 등과 같이 평평한 형상을 가지며, 넓은 피부면적을 가진 부위일 수도 있다.
그러나, 복부, 둔부 등과 같이 곡선 형상을 갖는 부위인 경우, 시술자가 헤드의 하부(초음파 카트리지(200)의 하면)로 피시술자의 치료 영역을 가볍게 눌러주어 치료 영역이 평평하게 한 후 시술하는 것이 바람직하다.
본 발명은 상기와 같이 피부를 따라 이동되면서 초음파를 조사하여 피하지방으로 초음파를 조사할 수 있는 것이 특징이다. 이에 따라, 항상 일정한 깊이로 초음파를 조사하여 침투시킬 수 있다.
또한, 헤드몸체(100)의 내부에는 초음파 카트리지(200) 내 초음파 트랜스듀서부(220)를 운동시키는 즉, 피봇축부(230)를 피봇운동시키는 작동부가 구비되며, 작동부는 복수의 액추에이터 즉, 제1액추에이터(110)와 제2액추에이터(120)를 포함하는 것을 일 예로 한다.
제1액추에이터(110)와 제2액추에이터(120)는 초음파 트랜스듀서부(220)를 서로 다른 방향으로 이동시키기 위한 것으로 본 발명에서는 초음파 트랜스듀서부(220)를 X축 방향과, Y축방향으로 각각 이동시키기 위해 피봇축부(230)를 X축과 Y축 방향으로 각각 피봇운동시키는 것을 일 예로 하며, 이는 하기에서 더 상세하게 설명함을 밝혀둔다.
헤드몸체(100)에는 사용자와의 인터페이스를 제공하기 위한 터치스크린(10a), 기설정된 작동 알고리즘에 따라 프로그밍된 소프트웨어를 실행하여 액추에이터 즉, 제1액추에이터(110)와 제2액추에이터(120)의 작동 및 초음파 트랜스듀서부(220)의 작동을 제어하기 위한 컨트롤보드(미도시)가 구비될 수 있다.
제1액추에이터(110)와 제2액추에이터(120)는 서로 다른 방향으로 직선 왕복운동되는 구조를 가지는 것을 일 예로 하고 이는 하기에서 더 상세하게 설명한다.
헤드몸체(100)에는 카트리지(200)가 올바르게 결합되어 있는지 확인할 수 있는 센서가 구비될 수 있고, 센서에서 전달받은 신호로 카트리지가 올바르게 결합되지 않은 경우 경고음 등으로 출력하여 시술자 즉, 의사가 용이하게 확인할 수 있도록 한다.
상기와 같이 외부에 별도로 컨트롤러를 두는 경우에 헤드몸체(100)와 외부의 컨트롤러는 유선 케이블 등으로 연결될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 초음파 카트리지(200)는 헤드몸체(100)의 하부에 결합되어 사용된다.
도 3은 본 발명에 따른 초음파 카트리지(200)의 일 실시예를 도시한 분해사시도이고, 도 4는 도 2의 A-A'단면도이고, 도 5는 도 2의 B-B'단면도이다.
도 4 및 도 5를 참고하면 본 발명에 따른 초음파 카트리지(200)는 내부에 초음파 트랜스듀서부(220)가 위치되는 카트리지 하우징(210)을 포함한다.
카트리지 하우징(210)은 하부면에 초음파가 투과될 수 있는 개방부가 구비되고, 개방부를 커버하며 초음파가 투과되는 초음파 투과 윈도우(212a)가 구비된다.
초음파 투과 윈도우(212a)는 플렉시블한 투명 또는 반투명 합성수지 필름재로 제조되어 제조원가를 절감함과 동시에 피부와의 밀착도를 향상시킨다.
카트리지 하우징(210)의 내부에는 초음파의 매질로 액체가 채워지게 된다.
카트리지 하우징(210)은 상면부(211)와 하면부(212), 상면부(211)와 하면부(212) 사이에서 내부 공간을 둘러싸는 측면부를 포함하여 내부가 밀폐되는 구조를 가지며, 밀폐된 내부에 초음파의 매질 역할을 하며 초음파의 손실이 최소화되는 액체가 채워진다. 본 발명에 따른 초음파 카트리지(200)에서 액체는 초음파 손실계수가 낮은 물인 것을 일 예로 하며, 물 이외에도 초음파의 파동을 전달하는 매질 역할을 하는 어떠한 액체로도 변형실시 가능함을 밝혀둔다.
카트리지 하우징(210)의 상부면에는 하단부 측에 초음파 트랜스듀서부(220)가 연결되는 피봇축부(230)가 관통되어 결합된다.
피봇축부(230)는 일측에 즉, 상부 측에 카트리지 하우징(210)의 상부면에 회전 가능하게 결합되는 힌지부가 구비된다.
힌지부는 제1볼조인트부(230a)인 것을 일 예로 하여 360도 전방향에서 피봇축부(230)를 자유롭게 회전 가능하게 한다.
피봇축부(230)는 카트리지 하우징(210)의 상부면으로 상단부 측 일부분이 돌출되어 작동부에 연결되어 작동부의 작동에 의해 힌지부 즉, 제1볼조인트부(230a)를 중심으로 회전하여 피봇운동한다.
초음파 트랜스듀서부(220)는 초음파 투과 윈도우(212a)를 통해 초음파를 치료영역으로 제공하고 치료영역에 초점을 형성한다.
카트리지 하우징(210)의 내부에는 피봇축부(230)의 피봇운동을 변환하여 초음파 트랜스듀서부(220)를 기설정된 곡률을 가지는 곡선으로 이동시키는 곡선이동 변환부(240)가 구비된다.
피봇축부(230)의 하단부에는 초음파 트랜스듀서부(220)와 회전 가능하게 결합되는 제2볼조인트부(232a)가 구비된다.
초음파 트랜스듀서부(220)는 피봇축부(230)의 하단부에 제2볼조인트부(232a)로 결합되어 피봇축부(230)의 피봇운동이 곡선이동 변환부(240)를 통해 다른 곡률을 가지는 곡선이동이 원활하게 이루어질 수 있게 된다.
곡선이동 변환부(240)는 피봇축부(230)의 회전반경과 다른 곡률을 가지는 곡선을 따라 초음파 트랜스듀서부(220)를 이동시킨다.
더 상세하게 곡선이동 변환부(240)는 피봇축부(230)의 회전반경보다 큰 반경의 곡률을 가지는 곡선으로 초음파 트랜스듀서부(220)를 이동시킨다.
곡선이동 변환부(240)는 중앙이 가장 높이가 낮도록 초음파가 조사되는 방향을 향해 휘어지며 피봇축부(230)의 회전반경(R1)보다 큰 반경(R2)의 곡률을 가지는 곡선으로 형성된다.
곡선이동 변환부(240)의 곡선은 플렉시블한 투명 또는 반투명 합성수지 필름재로 제조된 초음파 투과 윈도우(212a)가 카트리지 하우징(210) 내 채워진 액체의 하중에 의해 아래로 볼록하게 변형될 때 초음파 투과 윈도우(212a)의 곡률과 최대한 유사한 곡률(R2)을 가지도록 형성되고, 바람직하게는 동일한 곡률로 형성된다.
곡선이동 변환부(240)는 X축 방향으로 배치되고 초음파 트랜스듀서부(220)가 이동 가능하게 결합되는 제1곡선이동 레일부재(241) 및 Y축 방향으로 배치되고 제1곡선이동 레일부재(241)가 이동 가능하게 결합되어 제1곡선이동 레일부재(241)를 피봇축부(230)의 회전반경(R1)보다 큰 반경(R2)의 곡률로 곡선 이동시키는 제2곡선이동 레일부재(242)를 포함한다.
제1곡선이동 레일부재(241)와 제2곡선이동 레일부재(242)는 중앙이 가장 높이가 낮도록 초음파가 조사되는 방향을 향해 피봇축부(230)의 회전반경(R1)보다 큰 반경(R2)의 곡률을 가지는 곡선으로 휘어져 초음파 트랜스듀서부(220)를 피봇축부(230)의 회전반경(R1)보다 큰 반경(R2)의 곡률로 곡선 이동시킨다.
작동부의 제1액추에이터(110)와 제2액추에이터(120)는 피봇축부(230)의 상단부 측에 구비되는 작동 볼조인트부(131)로 피봇축부(230)와 연결되어 피봇축부(230)의 상단부를 X축방향과 Y축방향으로 이동시키면서 피봇축부(230)를 제1볼조인트부(230a)를 중심으로 회전시키게 된다.
피봇축부(230)의 X축 방향의 피봇운동에 의해 초음파 트랜스듀서부(220)는 제1곡선이동 레일부재(241)를 따라 X축 방향으로 곡선이동하게 된다.
또한, 피봇축부(230)의 Y축 방향의 피봇운동에 의해 제1곡선이동 레일부재(241)는 제2곡선이동 레일부재(242)를 따라 방향으로 Y축 방향으로 곡선이동하게 되고, 이 때 초음파 트랜스듀서부(220)는 제1곡선이동 레일부재(241)와 함께 Y축 방향으로 곡선이동하게된다.
도 6은 본 발명에 따른 제1곡선이동 레일부재(241)와 제2곡선이동 레일부재(242)의 일 실시예를 도시한 분해사시도이고, 도 7은 본 발명에 따른 제1곡선이동 레일부재(241)와 제2곡선이동 레일부재(242)의 일 실시예를 도시한 단면도이다.
도 6 및 도 7을 참고하면, 곡선이동 변환부(240)는 초음파 트랜스듀서부(220) 또는 제1곡선이동 레일부재(241)가 장착되며 제1곡선이동 레일부재(241)와 제2곡선이동 레일부재(242)에 이동 가능하게 결합되는 곡선 이동부(243)를 더 포함할 수 있다.
제1곡선이동 레일부재(241)와 제2곡선이동 레일부재(242)는 각각 양 측면에 피봇축부(230)의 회전반경보다 큰 반경의 곡률을 가지는 곡선으로 휘어져 형성되어 곡선 이동부(243)가 이동 가능하게 결합되는 곡선이동 레일홈부(240a)가 구비된다.
곡선 이동부(243)는 제1곡선이동 레일부재(241) 또는 제2곡선이동 레일부재(242)의 양 측면과 마주보도록 이격된 롤지지용 측면부(243b)가 구비된 롤러 브라켓트부재(243a), 롤지지용 측면부(243b)의 안쪽에 회전 가능하게 구비되어 곡선이동 레일홈부(240a) 내에 위치되는 이동 롤부재(243c)를 포함한다.
이동 롤부재(243c)는 곡선이동 레일홈부(240a) 내에서 제1곡선이동 레일부재(241) 또는 제2곡선이동 레일부재(242)에 접촉되어 구르면서 즉, 곡선이동 레일홈부(240a)의 상부면과 하부면에 각각 접촉되어 구르면서 롤러 브라켓트부재(243a)가 원활하게 곡선 이동할 수 있도록 한다.
또한, 이동 롤부재(243c)는 콘형상으로 형성되고, 곡선이동 레일홈부(240a)는 이동 롤부재(243c)가 접촉되어 구르는 상, 하부면이 이동 롤부재(243c)의 경사면에 대응되는 경사면으로 형성되어 이동 시 하중을 분산 지지함과 아울러 정해진 공간 내에서 이동 롤부재(243c)의 외주면과 곡선 이동 레일홈부의 접촉면을 극대화할 수 있어 롤러 브라켓트부재(243a)가 안정적으로 곡선 이동될 수 있게 한다.
도 8은 본 발명에 따른 초음파 카트리지의 사용 예를 도시한 도면이고, 도 8을 참고하면 본 발명에 따른 초음파 카트리지(200)의 하부면이 치료대상의 피부 부위에 밀착된 경우에 초음파 카트리지(200)의 하부면을 형성하는 초음파 투과 윈도우(212a)는 카트리지 하우징(210) 내 채워진 액체의 하중에 의해 아래로 볼록하게 변형되어 피부를 가압하게 된다.
피부는 초음파 치료용 헤드의 자체 하중과 시술자에 의한 가압력에 의해 눌려지고, 초음파 투과 윈도우(212a)의 곡률과 최대한 유사한 곡률을 가지도록 눌려지게 된다.
이 때 초음파 트랜스듀서부(220)는 제1액추에이터(110)와 제2액추에이터(120)에 의해 피봇운동되는 피봇축부(230)의 하단부 측에서 제1곡선이동 레일부재(241)를 따라 곡선 이동되거나 또는 제1곡선이동 레일부재(241)가 제2곡선이동 레일부재(242)를 따라 곡선이동할 때 함께 곡선이동되어 피부 내 최대한 균일한 깊이에서 초점이 이동되게 된다.
또한, 제1곡선이동 레일부재(241)와 제2곡선이동 레일부재(242)는 중앙부가 하향으로 볼록하게 휘어진 것으로 중앙부에서 초음파 초점의 깊이가 가장 깊고, 양 측단에서 초음파 초점의 깊이가 가장 낮게 된다.
이에 제1곡선이동 레일부재(241)가 제2곡선이동 레일부재(242)의 중앙부에 위치된 상태에서 초음파 트랜스듀서부(220)가 제1곡선이동 레일부재(241)를 따라 이동할 때의 초음파의 초점 깊이는 제1곡선이동 레일부재(241)가 제2곡선이동 레일부재(242)의 양 측단 중 어느 한 측에 위치한 상태에서 초음파 트랜스듀서부(220)가 제1곡선이동 레일부재(241)를 따라 이동할 때의 초음파의 초점 깊이보다 깊게 위치하게 된다.
그리고, 초음파 트랜스듀서부(220)가 제1곡선이동 레일부재(241)의 중앙부에 위치된 상태에서 제1곡선이동 레일부재(241)가 제2곡선이동 레일부재(242)를 따라 이동할 때의 초음파의 초점 깊이는 초음파 트랜스듀서부(220)가 제1곡선이동 레일부재(241)의 양 측단 중 어느 한 측에 위치한 상태에서 제1곡선이동 레일부재(241)가 제2곡선이동 레일부재(242)를 따라 이동할 때의 초음파의 초점 깊이보다 깊게 위치하게 된다.
제2곡선이동 레일부재(242)에서 제1곡선이동 레일부재(241)의 위치에 따라 제1곡선이동 레일부재(241)를 따라 초음파 트랜스듀서부(220)가 곡선 이동될 때 초음파 트랜스듀서부(220)의 초점 깊이가 조절될 수 있다. 또한, 제1곡선이동 레일부재(241)에서 초음파 트랜스듀서부(220)의 위치에 따라 제2곡선이동 레일부재(242)를 따라 제1곡선이동 레일부재(241)가 곡선 이동될 때 초음파 트랜스듀서부(220)의 초점 깊이가 조절될 수 있다.
이에 본 발명은 초음파 헤더 즉, 초음파 카트리지의 위치가 치료부위에 밀착되어 고정된 상태에서 피부 내 초음파의 초점 깊이를 조절할 수 있고, 조절된 깊이에서 균일한 깊이에서 이동시킴으로 치료 성능을 더 향상시키고 피부 내 초음파의 치료부위를 더 확장시킬 수 있다.
도 9는 본 발명에 따른 초음파 카트리지의 비교 예에 대한 사용 예를 도시한 도면으로 도 9는 피봇축부(230)의 피봇운동에 대해 초음파 트랜스듀서부(220)가 직선 이동변환 레일부(240b)에 의해 직선이동으로 변환되어 초음파의 초점이 횡방향으로 직선이동하는 예를 도시하고 있다.
도 9를 참고하면 초음파 치료용 헤드의 자체 하중과 시술자에 의한 가압력에 의해 초음파 투과 윈도우(212a)의 볼록한 표면에 피부가 눌려진 상태에서 초음파 트랜스듀서부(220)가 직선 이동변환 레일부(240b)에 의해 직선이동하는 경우 이에 따라 초음파의 초점도 직선이동하게 된다.
따라서, 초음파의 초점은 오목하게 가압된 피부 내에서 직선 이동하게 되므로 실질적으로 피부 내에서 균일한 높이로 이동하지 못하게 된다.
또한, 도 9의 본 발명의 비교예와 같이 피봇축부(230)의 피봇 운동에 의해 초음파 트랜스듀서부(220)가 직선이동하는 경우 초음파 헤더 즉, 초음파 카트리지의 위치가 치료부위에 밀착되어 고정된 상태에서 피부 내 초음파의 초점 깊이를 조절할 수 없다.
도 10은 본 발명에 따른 초음파 카트리지가 헤드몸체의 작동부와 분리된 예를 도시한 단면도이다.
상면부(211)는 제1볼조인트부(230a)가 관통되어 결합되는 제1볼조인트 결합부(211d)가 구비된 메인 상부플레이트(211a), 제1볼조인트부(230a)가 관통되어 결합되되 제1볼조인트부(230a)를 걸어 지지하는 제2볼조인트 결합부(211e)가 구비되며 메인 상부 플레이트부의 상면 또는 하면에 장착 고정되는 볼조인트 마운팅 블록(211b), 제1볼조인트 결합부(211d)의 내주면과 제2볼조인트 결합부(211e)의 내주면 중 적어도 어느 한 측에 구비되어 제1볼조인트부(230a)의 사이를 실링하는 오링(211c)을 포함하는 것을 일 예로 한다.
볼조인트 마운팅 블록(211b)은 상기 메인 상부플레이트(211a)에 볼트로 체결되어 장착되는 것을 일 예로 한다
카트리지 하우징(210)에는 내부의 액체를 배출시키는 액체 배출라인(미도시)이 연결되는 배출라인 연결부(213), 내부에 액체를 공급하는 액체 공급라인(미도시)이 연결되는 공급라인 연결부(214)가 구비된다.
배출라인 연결부(213)은 액체 배출라인을 통해 배출된 액체를 저장하는 액체 저장부(미도시)에 연결되고, 액체 공급라인은 공급라인 연결부(214)는 액체 공급라인을 통해 액체 저장부(미도시)에 연결되고 액체를 냉각시키는 냉각부가 구비되어 카트리지 하우징(210) 내의 액체를 순환시켜 카트리지 하우징(210) 내 액체 온도를 조절할 수 있는 것을 일 예로 한다.
또한, 배출라인 연결부(213)은 액체 배출라인을 통해 배출된 액체를 저장하는 액체 저장부(미도시)에 연결되고, 공급라인 연결부(214)는 액체 공급라인을 통해 별도의 액체 공급부(미도시)에 연결되어 액체 공급부로 카트리지 하우징(210) 내부로 공급되는 액체에 의해 카트리지 하우징(210) 내 액체의 온도를 조절할 수 있는 것을 다른 예로 한다.
즉, 초음파 치료 시 초음파 트랜스듀서부(220)에서 발생되는 초음파에 의해 카트리지 하우징(210) 내부의 액체가 가열되며, 가열된 액체는 액체 배출라인을 통해 외부로 배출되고, 카트리지 하우징(210) 내에 액체 공급라인을 통해 낮은 온도, 즉, 액체 배출라인을 통해 배출되는 액체보다 낮은 온도를 가지는 액체가 공급되어 카트리지 하우징(210) 내 액체의 온도를 기설정된 온도 이하로 유지시킬 수 있게 된다.
상면부(211)는 플레이트 형상으로 피봇축부(230)의 피봇운동을 지지하는 강성을 가지도록 형성되므로 카트리지 하우징(210) 내 액체를 공급하고 배출시키는 과정에서 발생되는 카트리지 하우징(210) 내 압력 차이에 의해 변형되지 않는다.
피봇축부(230)는 카트리지 하우징(210) 내 액체를 공급하고 배출시키는 것과 관계없이 상면부(211)에 결합된 제1볼조인트부(230a)를 중심으로 안정적으로 피봇 운동하게 된다.
본 발명과 다른 예로 상면부에 중공부를 형성하고 중공부에 자유롭게 접혀지고 펼쳐질 수 있는 자바라를 통해 초음파 트랜스듀서부(220)를 장착시킴으로써 자바라가 자유롭게 접혀지고 펼쳐지면서 초음파 트랜스듀서부(220)의 운동을 지지하는 구성을 가질 수 있다.
그러나, 자바라는 카트리지 하우징(210) 내에 액체를 공급하고 배출시키는 과정에서 발생하는 카트리지 하우징(210) 내 압력변화로 팽창되어 초음파 트랜스듀서부(220)의 운동하는데 방해가 될 수도 있다.
또한, 작동부는 제2액추에이터(120)와 작동 볼조인트부(131)로 피봇운동 가능하게 결합되고 피봇축부(230)와 분리 가능하게 결합되는 작동축부(130)를 더 포함할 수 있다.
피봇축부(230)와 작동축부(130) 중 어느 한 측에는 다른 한 측의 단부 측 일부분이 내부로 삽입되어 이동 가능하게 결합되는 작동축 결합부(230b)가 구비된다.
본 발명에서 작동축 결합부(230b)가 피봇축부(230)에 제1볼조인트부(230a)의 상단으로 개방되어 작동축부(130)의 일부분이 내부로 삽입되어 결합되는 형태로 형성되는 것을 일 예로 한다.
도시하지는 않았지만, 작동축부(130)의 하단부로 개방된 형태의 작동축 결합부(230b)가 작동축부(130)에 구비되고 피봇축부(230)는 제1볼조인트부(230a)의 상부로 작동축 결합부(230b)로 이동 가능하게 결합되는 결합축부가 돌출된 형태를 가질 수도 있음을 밝혀둔다.
작동축부(130)는 피봇축부(230)의 작동축 결합부(230b) 내부로 이동 가능하게 결합된다.
작동축부(130)는 작동부의 하부로 돌출되어 작동축 결합부(230b) 내부로 삽입되어 결합되고, 카트리지 하우징(210)의 외측에서 작동부의 제2액추에이터(120)와 작동 볼조인트부(131)로 피봇운동 가능하게 결합된다.
작동축부(130)가 작동 볼조인트부(131)로 제2액추에이터(120)에 결합되고 피봇축부(230)가 상면부(211)에 제1볼조인트부(230a)로 결합되므로, 피봇축부(230)는 작동부의 작동에 의해 원활하게 피봇운동이 가능한 것이다.
피봇축부(230)는 제1볼조인트부(230a)의 하부로 돌출되어 형성되는 제1피봇축부재(231), 제1피봇축부재(231)에 이동 가능하게 결합되며 하단부에 초음파 트랜스듀서부(220)에 피봇 운동 가능하게 결합되는 제2볼조인트부(232a)를 구비하는 제2피봇축부재(232)를 포함하는 것을 일 예로 한다.
제1피봇축부재(231)와 제2피봇축부재(232) 중 어느 한측에는 다른 한 측의 일부분이 내부로 이동가능하게 삽입되어 결합되는 피봇축 결합부(233)가 구비된다.
피봇축 결합부(233)에는 외부와 연통되는 압력조절 구멍(233a)이 형성되어 제1피봇축부재(231)와 제2피봇축부재(232) 중 어느 한측이 이동될 때 피봇축 결합부(233)가 압축되거나 팽창될 때 피봇축 결합부(233) 내 압력을 조절하여 제1피봇축부재(231)와 제2피봇축부재(232) 중 어느 한측이 원활하게 이동될 수 있도록 한다.
본 발명에서는 제2피봇축부재(232)의 내부에 상부로 개방된 형태의 피봇축 결합부(233)가 형성되는 것을 일 예로 하며, 도시하지는 않았지만 제1피봇축부재(231)의 하부에 하부로 개방된 형태의 피봇축 결합부(233)가 형성될 수도 있음을 밝혀둔다.
또한, 작동부는 제2액추에이터(120)와 작동 볼조인트부(131)로 피봇운동 가능하게 결합되고 피봇축부(230)와 분리 가능하게 결합되는 작동축부(130)를 더 포함할 수 있다.
피봇축부(230)와 작동축부(130) 중 어느 한 측에는 다른 한 측의 단부 측 일부분이 내부로 삽입되어 이동 가능하게 결합되는 작동축 결합부(230b)가 구비된다.
본 발명에서 작동축 결합부(230b)가 피봇축부(230)에 제1볼조인트부(230a)의 상단으로 개방되어 작동축부(130)의 일부분이 내부로 삽입되어 결합되는 형태로 형성되는 것을 일 예로 한다.
도시하지는 않았지만, 작동축부(130)의 하단부로 개방된 형태의 작동축 결합부(230b)가 작동축부(130)에 구비되고 피봇축부(230)는 제1볼조인트부(230a)의 상부로 작동축 결합부(230b)로 이동 가능하게 결합되는 결합축부가 돌출된 형태를 가질 수도 있음을 밝혀둔다.
작동축부(130)는 피봇축부(230)의 작동축 결합부(230b) 내부로 이동 가능하게 결합된다.
작동축부(130)는 작동부의 하부로 돌출되어 작동축 결합부(230b) 내부로 삽입되어 결합되고, 카트리지 하우징(210)의 외측에서 작동부의 제2액추에이터(120)와 작동 볼조인트부(131)로 피봇운동 가능하게 결합된다.
작동축부(130)가 작동 볼조인트부(131)로 제2액추에이터(120)에 결합되고 피봇축부(230)가 상면부(211)에 제1볼조인트부(230a)로 결합되므로, 피봇축부(230)는 작동부의 작동에 의해 원활하게 피봇운동이 가능한 것이다.
본 발명에서는 제2피봇축부재(232)의 내부에 상부로 개방된 형태의 피봇축 결합부(233)가 형성되는 것을 일 예로 하며, 도시하지는 않았지만 제1피봇축부재(231)의 하부에 하부로 개방된 형태의 피봇축 결합부(233)가 형성될 수도 있음을 밝혀둔다.
또한, 피봇축부(230)의 작동축 결합부(230b)에서 작동축부(130)가 분리 가능하므로 본 발명에 따른 초음파 카트리지(200)는 헤드몸체(100)에서 분리 가능한 것이다.
또한, 피봇축부(230)의 작동축 결합부(230b)에서 작동축부(130)가 분리 가능하므로 본 발명에 따른 초음파 카트리지(200)는 헤드몸체(100)에서 분리 가능한 것이다.
즉, 본 발명에 따른 초음파 카트리지(200)는 헤드몸체(100)의 작동부에서 분리됨으로써 헤드몸체(100)에서 분리 가능한 것이다.
더 상세하게 본 발명에 따른 초음파 카트리지(200)는 작동축부(130)에서 피봇축부(230)를 분리함으로써 즉, 작동축 결합부(230b)에 삽입된 작동축부(130)를 분리함으로써 카트리지 하우징(210)을 헤드몸체(100)에서 분리할 수 있다. 반면에 카트리지 하우징(210)은 피봇축부(230)의 작동축 결합부(230b)에 작동축부(130)를 결합시킴으로써 헤드몸체(100)의 하부에 결합되어 장착될 수 있다.
즉, 본 발명에 다른 초음파 치료용 헤드(10)는 해당 치료부위 또는 해당 치료부위의 치료목적에 따라 다른 초점 깊이를 가지는 초음파 트랜스듀서부(220)가 적용된 본 발명에 따른 초음파 카트리지(200)를 교체하여 사용할 수 있는 것이다.
도 11은 본 발명에 따른 초음파 치료용 헤드에서 작동부의 일 실시예를 확인할 수 있는 측면도이고, 도 12는 본 발명에 따른 초음파 치료용 헤드에서 작동부의 일 실시 예를 확인할 수 있는 사시도이다.
도 11 및 도 12를 참고하면, 본 발명에 따른 치료용 헤드의 작동부는 피봇축부(230)를 피봇운동시키는 제1액추에이터(110)와 제2액추에이터(120)를 포함하는 것을 일 예로 하며, 피봇축부(230)는 제1액추에이터(110)와 제2액추에이터(120)의 작동에 의해 제1볼조인트부(230a)를 중심으로 피봇운동한다.
피봇축부(230)는 제1볼조인트부(230a)를 중심으로 피봇운동 시 제1피봇축부재(231)와 작동축부(130)의 이동 및 제1피봇축부재(231)와 제2피봇축부재(232)의 이동으로 길이가 단축되거나 길어지면서 원활하게 피봇운동 가능한 것이다.
제1액추에이터(110)는 헤드몸체(100) 내에 장착되는 베이스 패널부재(110a), 베이스 패널부재(110a)에 장착되며 양방향 회전이 가능한 제1회전모터(111), 제1회전모터(111)의 회전력을 전달받아 제1회전모터(111)의 회전 방향에 따라 직선 왕복 이동하는 제1작동 몸체부재(112)를 포함하며, 제2액추에이터(120)는 제1작동 몸체부재(112)에 장착되며 양방향 회전이 가능한 제2회전모터(121), 제2회전모터(121)의 회전 방향에 따라 제1작동 몸체부재(112)와 다른 방향으로 직선 왕복 이동하며 작동축부(130)의 작동 볼조인트부(131)가 피봇운동 가능하게 결합되는 제2작동 몸체부재(122)를 포함하는 것을 일 예로 한다. 즉, 제1액추에이터(110)와 제2액추에이터(120)는 서로 다른 방향으로 직선 왕복 운동한다.
제1작동 몸체부재(112)는 좌, 우방향으로 직선 왕복 이동하고, 제2작동 몸체부재(122)는 전, 후로 직선 왕복 이동하는 것을 일 예로 한다.
제1작동 몸체부재(112)의 좌, 우 이동방향(X축 방향) 및 제2작동 몸체부재(122)의 전, 후 이동방향(Y축 방향)은 특정한 기준으로 한정되는 것이 아닌 상면부(211)와 나란하며 서로 다른 방향으로 즉, 서로 수직 방향으로 이동하는 예를 설명하기 위한 표현임을 밝혀둔다.
제1회전모터(111)의 모터 샤프트에는 제1피니언 기어(113)가 구비되고, 제1작동 몸체부재(112)의 상단에는 제1피니언 기어(113)가 맞물려 제1피니언 기어(113)의 회전에 의해 직선 왕복 이동하는 제1레크기어(114)가 구비되는 것을 일 예로 한다.
제1작동 몸체부재(112)는 세워져 배치되며 상부면에 제1레크기어(114)가 구비되는 제1이동 측판(112a), 제1이동 측판(112a)의 하단부에 가로로 배치되어 고정되고, 상면에 제2회전모터(121)가 장착되는 모터마운팅용 하판(112b)을 포함할 수 있다.
또한, 제2회전모터(121)의 모터 샤프트에는 제2피니언 기어(123)가 구비되고, 제2작동 몸체부재(122)에는 제2피니언 기어(123)가 맞물려 제2피니언 기어(123)의 회전에 의해 직선 왕복 이동하는 레크기어가 구비되는 것을 일 예로 한다.
또한, 제1액추에이터(110)는 제1작동 몸체부재(112)의 직선 왕복이동을 안내하는 제1이동 가이드부(115)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
제1이동 가이드부(115)는 베이스 패널부재(110a)와 제1작동 몸체부재(112) 중 어느 한측에 구비되며 제1작동 몸체부재(112)의 이동 방향으로 배치되는 제1가이드 레일(115a), 베이스 패널부재(110a)와 제1작동 몸체부재(112) 중 다른 한 측에 구비되며 제1가이드 레일(115a)에 이동 가능하게 결합되어 제1가이드 레일(115a)을 따라 이동하면서 제1작동 몸체부재(112)의 직선 왕복이동을 안내하는 제1가이드 이동체(115b)를 포함할 수 있다.
제1이동 가이드부(115)는 복수로 구비되어 제1작동 몸체부재(112)의 직선 이동을 더 안정적으로 안내하도록 할 수 있다.
제1이동 가이드부(115)에는 제1작동 몸체부재(112)의 직선 왕복이동범위를 제한하는 제1스토퍼가 구비될 수 있다.
제1스토퍼는 제1이동 가이드부(115)와 별도로 헤드몸체(100)의 내측면에 고정되어 구비될 수도 있음을 밝혀둔다.
제1스토퍼는 제1가이드 레일(115a)에 구비되며 제1가이드 이동체(115b)가 걸려 제1가이드 이동체(115b)의 이동을 제한하는 다양한 구조로 변형 실시될 수 있음을 밝혀둔다.
제1스토퍼는 제1가이드 이동체(115b)의 이동범위를 제한함으로써 제1작동 몸체부재(112)의 직선 왕복 이동범위를 제한하는 것을 일 예로 한다.
또한, 제2액추에이터(120)는 제2작동 몸체부재(122)의 직선 왕복이동을 안내하는 제2이동 가이드부(125)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
제2이동 가이드부(125)는 제1작동 몸체부재(112)와 제2작동 몸체부재(122) 중 어느 한측에 구비되며 제2작동 몸체부재(122)의 이동 방향으로 배치되는 제2가이드 레일(125a), 제1작동 몸체부재(112)와 제2작동 몸체부재(122) 중 다른 한 측에 구비되며 제2가이드 레일(125a)에 이동 가능하게 결합되어 제2가이드 레일(125a)을 따라 이동하면서 제2작동 몸체부재(122)의 직선 왕복이동을 안내하는 제2가이드 이동체(125b)를 포함할 수 있다.
제2이동 가이드부(125)에는 제2작동 몸체부재(122)의 직선 왕복이동범위를 제한하는 제2스토퍼가 구비될 수 있다.
제2스토퍼는 제2이동 가이드부(125)와 별도로 헤드몸체(100)의 내측면에 고정되어 구비될 수도 있음을 밝혀둔다.
제2스토퍼는 제2가이드 레일(125a)에 구비되며 제2가이드 이동체(125b)가 걸려 제1가이드 이동체(125b)의 이동을 제한하는 다양한 구조로 변형 실시될 수 있음을 밝혀둔다.
제2스토퍼는 제2가이드 이동체(125b)의 이동범위를 제한함으로써 제2작동 몸체부재(122)의 직선 왕복 이동범위를 제한하는 것을 일 예로 한다.
제1스토퍼와 제2스토퍼는 제1작동 몸체부재(112)와 제2작동 몸체부재(122)의 이동범위를 제한하여 피봇축부(230)를 설계 시 설정된 회전범위 내에서 안정적으로 피봇운동 가능하게 한다.
제1회전모터(111)의 작동에 의해 제1작동 몸체부재(112)가 X축 방향으로 직선 왕복이동하면 제2작동 몸체부재(122)는 제1작동 몸체부재(112)와 함께 직선 왕복이동하며 피봇축부(230)를 제1볼조인트부(230a)를 중심으로 피봇운동시킨다.
이 때 제1곡선이동 레일부재(241)는 제2곡선이동 레일부재(242)에서 위치가 고정된 상태이고, 초음파 트랜스듀서부(220)는 제1곡선이동 레일부재(241)를 따라 X축 방향으로 곡선 이동하게 된다.
또한, 제2회전모터(121)의 작동에 의해 제2작동 몸체부재(122)가 직선 왕복이동하면 피봇축부(230)는 제2작동 몸체부재(122)의 직선 왕복 이동에 의해 제1볼조인트부(230a)를 중심으로Y축 방향으로 피봇운동한다.
이 때 제1곡선이동 레일부재(241)는 제2곡선이동 레일부재(242)를 따라 방향으로 Y축 방향으로 곡선이동하게 되고, 초음파 트랜스듀서부(220)는 제1곡선이동 레일부재(241)와 함께 Y축 방향으로 곡선이동하게 된다.
제1액추에이터(110) 또는 제2액추에이터(120)에 의한 X축 방향의 직선이동 또는 Y축 방향의 직선이동이 발생할 때 작동축부(130)는 제1피봇축부재(231)의 내부에서 길이방향으로 이동하고, 제1피봇축부재(231)는 제2피봇축부재의 내부에서 길이방향으로 이동하여 제1피봇축부재와 제2피봇축부재를 포함하는 피봇축부(230)가 제1볼조인트부(230a)를 중심으로 원활하게 피봇운동될 수 있다.
제1액추에이터(110) 또는 제2액추에이터(120)에 의해 피봇축부(230)를 X축 방향 또는 Y축 방향으로 피봇운동 시킬 때 초음파 트랜스듀서부(220)가 제1곡선이동 레일부재(241) 또는 제2곡선이동 레일부재(242)를 따라 X축 방향으로 곡선이동하거나 Y축 방향으로 곡선이동하는 것은 상기에서 상세하게 설명한 바 중복 기재로 생략함을 밝혀둔다.
제1액추에이터(110)와 제2액추에이터(120)는 피봇축부(230)를 서로 다른 방향으로 피봇운동시키는 공지의 다양한 실시 예로 변형하여 실시할 수 있음을 밝혀둔다.
본 발명은 피봇축부(230)의 회전반경보다 큰 반경의 곡률을 가지는 곡선으로 초음파 트랜스듀서부(220)를 이동시켜 초음파의 초점을 원하는 균일한 깊이에서 이동시킴으로써 치료부위에 균일한 에너지를 인가하여 치료 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 초음파의 초점을 X축과 Y축 방향으로 기설정된 범위 내에서 이동시켜 넓은 면적에 초음파의 에너지를 고르고 균일하게 인가하여 치료 성능을 더 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 초음파 헤더의 위치가 고정된 상태에서 피부 내 초음파의 초점 깊이를 조절할 수 있고, 조절된 깊이에서 균일한 깊이에서 이동시킴으로 치료 성능을 더 향상시키고 피부 내 초음파의 치료부위를 더 확장시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 상기한 실시 예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지에 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있으며 이는 본 발명의 구성에 포함됨을 밝혀둔다.
100 : 헤드몸체 110 : 제1액추에이터
110a : 베이스 패널부재 111 : 제1회전모터
112 : 제1작동 몸체부재 112a : 제1이동 측판
112b : 모터마운팅용 하판 113 : 제1피니언 기어
114 : 제1레크기어 115 : 제1이동 가이드부
115a : 제1가이드 레일 115b : 제1가이드 이동체
120 : 제2액추에이터 121 : 제2회전모터
122 : 제2작동 몸체부재 123 : 제2피니언 기어
124 : 제2레크기어 125 : 제2이동 가이드부
125a : 제2가이드 레일 125b : 제2가이드 이동체
130 : 작동축부 131 : 작동 볼조인트부
200 : 초음파 카트리지 210 : 카트리지 하우징
211 : 상면부 211a : 메인 상부플레이트
211b : 볼조인트 마운팅 블록 211c : 오링
211d : 제1볼조인트 결합부 211e : 제2볼조인트 결합부
212 : 하면부 212a : 초음파 투과 윈도우
213 : 배출라인 연결부 214 : 공급라인 연결부
220 : 초음파 트랜스듀서부 230 : 피봇축부
230a : 제1볼조인트부 230b : 작동축 결합부
231 : 제1피봇축부 232 : 제2피봇축부
232a : 제2볼조인트부 233 : 피봇축 결합부
240 : 곡선이동 변환부 240a : 곡선이동 레일홈부
241 : 제1곡선이동 레일부재 242 : 제2곡선이동 레일부재
243 : 곡선 이동부 243a : 롤러 브라켓트부재
243b : 롤지지용 측면부 243c : 이동 롤부재
110a : 베이스 패널부재 111 : 제1회전모터
112 : 제1작동 몸체부재 112a : 제1이동 측판
112b : 모터마운팅용 하판 113 : 제1피니언 기어
114 : 제1레크기어 115 : 제1이동 가이드부
115a : 제1가이드 레일 115b : 제1가이드 이동체
120 : 제2액추에이터 121 : 제2회전모터
122 : 제2작동 몸체부재 123 : 제2피니언 기어
124 : 제2레크기어 125 : 제2이동 가이드부
125a : 제2가이드 레일 125b : 제2가이드 이동체
130 : 작동축부 131 : 작동 볼조인트부
200 : 초음파 카트리지 210 : 카트리지 하우징
211 : 상면부 211a : 메인 상부플레이트
211b : 볼조인트 마운팅 블록 211c : 오링
211d : 제1볼조인트 결합부 211e : 제2볼조인트 결합부
212 : 하면부 212a : 초음파 투과 윈도우
213 : 배출라인 연결부 214 : 공급라인 연결부
220 : 초음파 트랜스듀서부 230 : 피봇축부
230a : 제1볼조인트부 230b : 작동축 결합부
231 : 제1피봇축부 232 : 제2피봇축부
232a : 제2볼조인트부 233 : 피봇축 결합부
240 : 곡선이동 변환부 240a : 곡선이동 레일홈부
241 : 제1곡선이동 레일부재 242 : 제2곡선이동 레일부재
243 : 곡선 이동부 243a : 롤러 브라켓트부재
243b : 롤지지용 측면부 243c : 이동 롤부재
Claims (17)
- 하부에 초음파가 투과되는 초음파 투과 윈도우가 구비되는 카트리지 하우징;
상기 카트리지 하우징의 내부에 구비되며 상기 초음파 투과 윈도우를 통해 초음파를 치료영역으로 제공하고 치료영역에 초점을 형성하는 초음파 트랜스듀서부;
상기 초음파 트랜스듀서부가 단부에 장착되며 상부 측에 구비되는 힌지부를 중심으로 피봇운동하는 피봇축부; 및
상기 카트리지 하우징 내부에 구비되며 상기 피봇축부의 피봇운동을 변환하여 상기 초음파 트랜스듀서부를 상기 피봇축부의 회전반경과 다른 곡률을 가지는 곡선을 따라 이동시키는 곡선이동 변환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 카트리지. - 청구항 1에 있어서,
상기 곡선이동 변환부는 상기 피봇축부의 회전반경보다 큰 반경의 곡률을 가지는 곡선으로 초음파 트랜스듀서부를 이동시키는 것을 특징으로 하는 초음파 카트리지. - 청구항 2에 있어서,
상기 힌지부는 상기 카트리지 하우징의 상부면에 회전 가능하게 결합되는 제1볼조인트부이고,
상기 피봇축부의 하단부에는 상기 초음파 트랜스듀서부와 회전 가능하게 결합되는 제2볼조인트부가 구비되는 것을 특징으로 하는 초음파 카트리지. - 청구항 3에 있어서,
상기 곡선이동 변환부는,
X축 방향으로 배치되고 상기 초음파 트랜스듀서부가 이동 가능하게 결합되는 제1곡선이동 레일부재; 및
Y축 방향으로 배치되고 상기 제1곡선이동 레일부재가 이동 가능하게 결합되는 제2곡선이동 레일부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 카트리지. - 청구항 4에 있어서,
상기 제1곡선이동 레일부재와 상기 제2곡선이동 레일부재는 중앙이 가장 높이가 낮도록 상기 피봇축부의 회전반경보다 큰 반경의 곡률을 가지는 곡선으로 휘어져 상기 초음파 트랜스듀서부를 상기 피봇축부의 회전반경보다 큰 반경의 곡률로 곡선 이동시키는 것을 특징으로 하는 초음파 카트리지. - 청구항 4에 있어서,
상기 곡선이동 변환부는 상기 초음파 트랜스듀서부 또는 상기 제1곡선이동 레일부재가 장착되며 상기 제1곡선이동 레일부재와 상기 제2곡선이동 레일부재에 이동 가능하게 결합되는 곡선 이동부를 더 포함하고,
상기 제1곡선이동 레일부재와 제2곡선이동 레일부재는 각각 양 측면에 상기 피봇축부의 회전반경보다 큰 반경의 곡률을 가지는 곡선으로 휘어져 형성되어 상기 곡선 이동부가 이동 가능하게 결합되는 곡선이동 레일홈부가 구비되는 것을 특징으로 하는 초음파 카트리지. - 청구항 6에 있어서,
상기 곡선 이동부는 상기 제1곡선이동 레일부재 또는 상기 제2곡선이동 레일부재의 양 측면과 마주보도록 이격된 롤지지용 측면부가 구비된 롤러 브라켓트부재; 및
상기 롤지지용 측면부의 안쪽에 회전 가능하게 구비되어 상기 곡선이동 레일홈부 내에 위치되는 이동 롤부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 카트리지. - 청구항 7에 있어서,
상기 이동 롤부재는 콘형상으로 형성되고, 상기 곡선이동 레일홈부는 이동 롤부재가 접촉되어 구르는 상, 하부면이 상기 이동 롤부재의 경사면에 대응되는 경사면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 초음파 카트리지. - 내부에 초음파 트랜스듀서의 위치를 이동시키는 작동부를 구비한 헤드몸체; 및
상기 헤드몸체의 하부에 결합되며 초음파를 발생시키는 초음파 카트리지를 포함하며,
상기 초음파 카트리지는,
하부에 초음파가 투과되는 초음파 투과 윈도우가 구비되는 카트리지 하우징;
상기 카트리지 하우징의 내부에 구비되며 상기 초음파 투과 윈도우를 통해 초음파를 치료영역으로 제공하고 치료영역에 초점을 형성하는 초음파 트랜스듀서부;
상기 초음파 트랜스듀서부가 단부에 장착되며 상부 측에 구비되는 힌지부를 중심으로 피봇운동하는 피봇축부; 및
상기 카트리지 하우징 내부에 구비되며 상기 피봇축부의 피봇운동을 변환하여 상기 초음파 트랜스듀서부를 상기 피봇축부의 회전반경과 다른 곡률을 가지는 곡선을 따라 이동시키는 곡선이동 변환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 치료용 헤드. - 청구항 9에 있어서,
상기 곡선이동 변환부는 상기 피봇축부의 회전반경보다 큰 반경의 곡률을 가지는 곡선으로 초음파 트랜스듀서부를 이동시키는 것을 특징으로 하는 초음파 치료용 헤드. - 청구항 9에 있어서,
상기 힌지부는 상기 카트리지 하우징의 상부면에 회전 가능하게 결합되는 제1볼조인트부이고,
상기 피봇축부의 하단부에는 상기 초음파 트랜스듀서부와 회전 가능하게 결합되는 제2볼조인트부가 구비되는 것을 특징으로 하는 초음파 치료용 헤드. - 청구항 10에 있어서,
상기 곡선이동 변환부는,
X축 방향으로 배치되고 상기 초음파 트랜스듀서부가 이동 가능하게 결합되는 제1곡선이동 레일부재; 및
Y축 방향으로 배치되고 상기 제1곡선이동 레일부재가 이동 가능하게 결합되는 제2곡선이동 레일부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 치료용 헤드. - 청구항 12에 있어서,
상기 제1곡선이동 레일부재와 상기 제2곡선이동 레일부재는 중앙이 가장 높이가 낮도록 상기 피봇축부의 회전반경보다 큰 반경의 곡률을 가지는 곡선으로 휘어져 상기 초음파 트랜스듀서부를 상기 피봇축부의 회전반경보다 큰 반경의 곡률로 곡선 이동시키는 것을 특징으로 하는 초음파 치료용 헤드. - 청구항 12에 있어서,
상기 헤드몸체의 내부에 구비되며 상기 피봇축부를 피봇운동시키는 작동부를 포함하고,
상기 작동부는 상기 피봇축부를 X축과 Y축 방향으로 각각 피봇운동시키는 제1액추에이터와 제2액추에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 치료용 헤드. - 청구항 12에 있어서,
상기 곡선이동 변환부는 상기 초음파 트랜스듀서부 또는 상기 제1곡선이동 레일부재가 장착되며 상기 제1곡선이동 레일부재와 상기 제2곡선이동 레일부재에 이동 가능하게 결합되는 곡선 이동부를 더 포함하고,
상기 제1곡선이동 레일부재와 제2곡선이동 레일부재는 각각 양 측면에 상기 피봇축부의 회전반경보다 큰 반경의 곡률을 가지는 곡선으로 휘어져 형성되어 상기 곡선 이동부가 이동 가능하게 결합되는 곡선이동 레일홈부가 구비되는 것을 특징으로 하는 초음파 치료용 헤드. - 청구항 15에 있어서,
상기 곡선 이동부는 상기 제1곡선이동 레일부재 또는 상기 제2곡선이동 레일부재의 양 측면과 마주보도록 이격된 롤지지용 측면부가 구비된 롤러 브라켓트부재; 및
상기 롤지지용 측면부의 안쪽에 회전 가능하게 구비되어 상기 곡선이동 레일홈부 내에 위치되는 이동 롤부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 치료용 헤드. - 청구항 16에 있어서,
상기 이동 롤부재는 콘형상으로 형성되고, 상기 곡선이동 레일홈부는 이동 롤부재가 접촉되어 구르는 상, 하부면이 상기 이동 롤부재의 경사면에 대응되는 경사면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 초음파 치료용 헤드.
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