KR102671818B1 - 멀티 피에조를 이용한 체외충격파 치료기용 다초점 충격파 출력핸들유닛 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 멀티 피에조를 이용한 체외충격파 치료기용 다초점 충격파 출력핸들유닛에 관한 것으로, 고강도 집속 초음파(HIFU, High Intensity Focused Ultrasound)를 발생시켜 전방측에 단일 초점을 기준으로 소정의 범위 내 형성된 타원체 형상의 제1초음파 자극영역을 제공하는 고강도 집속 초음파 발생부; 상기 손잡이 전단에 연결되며, 소정의 곡률을 갖춘 구관(球冠) 형태로 마련되어 전방 내측에 상기 제1삽입홀을 거쳐 삽입된 상기 고강도 집속 초음파 발생부 측방을 둘러싸는 커버부; 상기 커버부의 전단에 연결되며, 소정의 곡률을 갖춘 구관(球冠) 형태로 마련되어 후방 외측의 곡면과 상기 커버부의 전방 내측의 곡면 간에 소정의 이격공간을 형성하는 방사면 베이스부; 상기 커버부의 전방 내측의 곡면 또는 상기 방사면 베이스부의 후방 외측 곡면의 구관 형상을 따라 배열 설치되며, 인가되는 전기신호를 기반으로 초음파를 발생시키는 다수의 압전 세라믹(Piezo Electric Ceramic)부; 및 중앙에 구비된 제3삽입홀에 상기 고강도 집속 초음파 발생부가 삽입되어 상기 방사면 베이스부의 전단에 연결되어, 상기 고강도 집속 초음파 발생부 측방을 감싸고 전방에 피부 접촉면을 제공하는 겔(Gel) 패드부;를 포함한다.
Description
본 발명은 멀티 피에조를 이용한 체외충격파 치료기용 다초점 충격파 출력핸들유닛에 관한 것이다.
체외충격파기기는 신장 및 요로 결석과 근골격계 질환의 치료를 위해 주로 사용되고 있으며, 사용목적에 따라 크게 체외충격파쇄석기(ESWL)와 체외충격파치료기(ESWT)로 구분된다.
이러한 체외충격파쇄석기 및 체외충격파치료기는 체외에서 발생시킨 충격파를 비침습적으로 투과시켜 요로, 신장내의 결석을 제거하고, 근육의 이완을 도와 근골격계 질환의 치료가 가능한 기기이다.
구체적으로, 이러한 기기를 기반으로 한 생체치료효과를 내는 핵심기전은 수분으로 이루어진 매질에 충격파를 전달하면, 충격파의 압력변화로 수분내의 기체로 인해 순식간에 기포가 생성, 파열되는 캐비테이션(Cavitation) 현상이며, 이와 같은 캐비테이션 현상은 충격파를 발생시켰을 때 체내 석회화로 뭉친 근육, 혹은 결석 내부에서 발생해 퇴적물의 해체와 붕괴를 유발시켜 치료를 돕는 역할을 한다.
이 중 체외충격파치료기는 통증의 완화 등의 목적으로 충격파를 발생하여 체내에 기계적인 자극을 가하는 기구로서, 피에조(Piezo) 방식으로 구현된 기기의 경우 압전 방식으로 충격파를 발생시켜 체내에 가함으로써 근골격계의 통증완화를 일으킨다.
이러한 피에조 방식을 이용하는 체외충격파치료기의 경우, 단일 초점을 기준으로 한 충격파의 출력을 통해 치료를 수행하는 과정에서 실질적으로 환자에게 이용됨에 한계와 문제점이 다수 존재하여 이에 대한 극복이 요구되고 있다.
이와 관련하여, 충격파 초점을 변화시킬 수 있게 하여 단 한 종류의 젤 패드만으로도 무리 없이 충격파 시술을 할 수 있도록 하고 사용 중에도 초점을 가변시킴으로써 보다 입체적이고, 다각적인 시술 차원 충격파 시술을 구현 가능하도록 하기 위해 마련된 종래기술에 대한 선행문헌에는 대한민국 등록특허공보 KR 제10-2410514호의 "다초점 체외 충격파 치료기"(이하, '종래기술'이라고 함)이 있다.
하지만 종래기술을 비롯한 기존의 피에조 방식의 체외충격파치료기의 경우, 단순히 단일 초점의 적용 범위를 확장하거나 축소시키는 방식에 그칠 뿐, 실질적으로 초점의 다변화를 통해 신체의 다양한 부위 및 통증의 수준에 맞춰 여러 형태 및 레벨의 초음파 출력이 이루어질 수 있도록 하지 못하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로써, 본 발명의 목적은 초음파 자극영역의 형태 및 출력전압 수준이 치료를 적용하고자 하는 신체 부위 및 해당 부위의 통증 정도에 맞춰 적합하게 대응되어 변화 적용시켜 사용할 수 있는 충격파 치료기용 다초점 충격파 출력핸들유닛을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 멀티 피에조를 이용한 체외충격파 치료기용 다초점 충격파 출력핸들유닛은, 파지 가능한 형태로 마련된 손잡이 전단에 설치되며, 인가되는 전기신호를 기반으로 고강도 집속 초음파(HIFU, High Intensity Focused Ultrasound)를 발생시켜 전방측에 단일 초점을 기준으로 소정의 범위 내 형성된 타원체 형상의 제1초음파 자극영역을 제공하는 고강도 집속 초음파 발생부; 중앙에 구비된 제1삽입홀에 상기 고강도 집속 초음파 발생부가 삽입되어 상기 손잡이 전단에 연결되며, 소정의 곡률을 갖춘 구관(球冠) 형태로 마련되어 전방 내측에 상기 제1삽입홀을 거쳐 삽입된 상기 고강도 집속 초음파 발생부 측방을 둘러싸는 커버부; 중앙에 구비된 제2삽입홀에 상기 고강도 집속 초음파 발생부가 삽입되어 상기 커버부의 전단에 연결되며, 소정의 곡률을 갖춘 구관(球冠) 형태로 마련되어 전방 내측에 상기 제2삽입홀을 거쳐 삽입된 상기 고강도 집속 초음파 발생부 측방을 둘러싸며, 후방 외측의 곡면과 상기 커버부의 전방 내측의 곡면 간에 소정의 이격공간을 형성하는 방사면 베이스부; 상기 커버부의 전방 내측의 곡면 또는 상기 방사면 베이스부의 후방 외측 곡면의 구관 형상을 따라 배열 설치되며, 인가되는 전기신호를 기반으로 초음파를 발생시키는 다수의 압전 세라믹(Piezo Electric Ceramic)부; 및 중앙에 구비된 제3삽입홀에 상기 고강도 집속 초음파 발생부가 삽입되어 상기 방사면 베이스부의 전단에 연결되어, 상기 고강도 집속 초음파 발생부 측방을 감싸고 전방에 피부 접촉면을 제공하는 겔(Gel) 패드부;를 포함하며, 상기 다수의 압전 세라믹부는 구관 형상을 따라 배열 설치된 상기 커버부의 전방 내측의 곡면 또는 상기 방사면 베이스부의 후방 외측 곡면의 곡률에 의해 발생되는 초음파가 상기 방사면 베이스부 및 상기 겔 패드부를 거쳐 전방측에 다중 초점을 기준으로 소정의 범위 내 형성된 고리 형상의 제2초음파 자극영역을 제공한다.
여기서. 상기 다수의 압전 세라믹부는 초음파 발생을 통해 제공되는 제2초음파 자극영역의 최대 출력전압이 상기 고강도 집속 초음파 발생부를 통해 제공되는 제1초음파 자극영역의 최대 출력전압의 10% 내지 40%에 해당한다.
또한, 상기 다수의 압전 세라믹부는 상기 커버부의 전방 내측의 곡면 또는 상기 방사면 베이스부의 후방 외측 곡면의 구관 형상을 따라 배열 설치됨에 있어 전방으로부터 후방에 이르기까지 다수의 열을 형성하며, 설치되는 위치가 후방측으로 갈수록 제2초음파자극영역이 형성되는 평면을 기준으로 초음파가 발생되는 조사각의 기울기가 커진다.
아울러, 상기 다수의 압전 세라믹부는 상기 커버부의 전방 내측의 곡면 또는 상기 방사면 베이스부의 후방 외측 곡면의 구관 형상을 따라 60개 내지 120개의 개수로 배열 설치된다.
또한, 상기 커버부의 전방 내측의 곡면 또는 상기 방사면 베이스부의 후방 외측 곡면의 곡률은 구관 형상을 따라 배열 설치된 상기 다수의 압전 세라믹부를 통해 제공되는 제2초음파 자극영역의 고리 형상이 5mm 내지 30mm의 환형 직경, 1mm 내지 20mm의 단면 직경을 갖추도록 마련된다.
또한, 상기 다수의 압전 세라믹부는 초음파 발생을 통해 제공되는 제2초음파 자극영역의 최대 출력전압은 25mV 내지 105mV에 해당한다.
그리고 상기 체외충격파 치료기용 다초점 충격파 출력핸들유닛은, 상기 손잡이 내측에 설치되며, 상기 고강도 집속 초음파 발생부 및 상기 다수의 압전 세라믹부 중 적어도 하나 이상의 초음파 발생을 위한 전기신호의 인가여부를 조절하는 제어부;를 더 포함한다.
본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 단일 초점 기반의 제1초음파 자극영역 및 환형 다중 초점 기반의 제2초음파 자극영역 중 적어도 하나 이상의 이용해 치료를 적용하고자 하는 신체 부위 및 해당 부위의 통증 정도에 맞춰 적합한 자극영역을 선택적으로 적용할 수 있다.
둘째, 단일 초점 기반의 제1초음파 자극영역을 이용할 시 피부 깊숙이 침투하여 근골격계의 초음파 자극이 이루어지도록 할 수 있고, 환형 다중 초점 기반의 제2초음파 자극영역을 이용할 시 낮은 에너지 밀도로 표피층에 얕게 침투하도록 이용 할 수 있다.
셋째, 단일 초점 기반의 제1초음파 자극영역을 이용해 특정 부위를 집중적으로 자극할 수도 있고, 환형 다중 초점 기반의 제2초음파 자극영역을 이용하여 표피를 넓게 자극할 수도 있어 손으로 러빙을 수행할 시 간격을 멀리하여 넓은 범위를 효율적으로 자극할 수도 있다.
도1은 본 발명에 따른 체외충격파 치료기용 다초점 충격파 출력핸들유닛의 구조를 도시한 사시도이다.
도2는 본 발명에 따른 체외충격파 치료기용 다초점 충격파 출력핸들유닛의 세부구조를 도시한 분해 사시도이다.
도3은 본 발명에 따른 체외충격파 치료기용 다초점 충격파 출력핸들유닛의 세부구조 및 연결형태를 도시한 단면도이다.
도4는 본 발명에 따른 체외충격파 치료기용 다초점 충격파 출력핸들유닛 내 고강도 집속 초음파 발생부 및 다수의 압전 세라믹을 통한 초음파 자극영역의 제공 형태를 설명하기 위한 단면도이다.
도5는 본 발명에 따른 체외충격파 치료기용 다초점 충격파 출력핸들유닛 내 다수의 압전 세라믹의 배열 설치 형태를 도시한 평면도이다.
도6은 본 발명에 따른 체외충격파 치료기용 다초점 충격파 출력핸들유닛 내 고강도 집속 초음파 발생부 및 다수의 압전 세라믹을 통한 초음파 자극영역의 제공 형태를 설명하기 위한 사시도이다.
도7은 본 발명에 따른 체외충격파 치료기용 다초점 충격파 출력핸들유닛을 이용한 제2초음파 자극영역의 범위 및 출력 전압을 측정하기 위한 실험의 진행사진이다.
도8 및 도9는 본 발명에 따른 체외충격파 치료기용 다초점 충격파 출력핸들유닛을 이용한 제2초음파 자극영역의 범위 및 출력 전압을 측정하기 위한 실험의 진행결과를 도시한 그래프이다.
도10 및 도11은 종래의 체외충격파 치료기용 충격파 출력핸들유닛을 이용한 초음파 자극영역의 범위 및 출력 전압을 측정하기 위한 실험의 진행결과를 도시한 그래프이다.
도2는 본 발명에 따른 체외충격파 치료기용 다초점 충격파 출력핸들유닛의 세부구조를 도시한 분해 사시도이다.
도3은 본 발명에 따른 체외충격파 치료기용 다초점 충격파 출력핸들유닛의 세부구조 및 연결형태를 도시한 단면도이다.
도4는 본 발명에 따른 체외충격파 치료기용 다초점 충격파 출력핸들유닛 내 고강도 집속 초음파 발생부 및 다수의 압전 세라믹을 통한 초음파 자극영역의 제공 형태를 설명하기 위한 단면도이다.
도5는 본 발명에 따른 체외충격파 치료기용 다초점 충격파 출력핸들유닛 내 다수의 압전 세라믹의 배열 설치 형태를 도시한 평면도이다.
도6은 본 발명에 따른 체외충격파 치료기용 다초점 충격파 출력핸들유닛 내 고강도 집속 초음파 발생부 및 다수의 압전 세라믹을 통한 초음파 자극영역의 제공 형태를 설명하기 위한 사시도이다.
도7은 본 발명에 따른 체외충격파 치료기용 다초점 충격파 출력핸들유닛을 이용한 제2초음파 자극영역의 범위 및 출력 전압을 측정하기 위한 실험의 진행사진이다.
도8 및 도9는 본 발명에 따른 체외충격파 치료기용 다초점 충격파 출력핸들유닛을 이용한 제2초음파 자극영역의 범위 및 출력 전압을 측정하기 위한 실험의 진행결과를 도시한 그래프이다.
도10 및 도11은 종래의 체외충격파 치료기용 충격파 출력핸들유닛을 이용한 초음파 자극영역의 범위 및 출력 전압을 측정하기 위한 실험의 진행결과를 도시한 그래프이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명하되, 이미 주지된 기술적 부분에 대해서는 설명의 간결함을 위해 생략하거나 압축하기로 한다.
도1 및 도2을 참조하여 설명하면, 본 발명의 멀티 피에조를 이용한 체외충격파 치료기용 다초점 충격파 출력핸들유닛(100)은 단일 초점 기반의 제1초음파 자극영역 및 환형 다중 초점 기반의 제2초음파 자극영역 중 적어도 하나 이상의 선택적 제공이 가능하도록 위해 손잡이(110); 고강도 집속 초음파 발생부(120); 커버부(130); 압전 세라믹부(140); 방사면 베이스부(150); 겔 패드부(160); 제어부(170); 및 호스부(180);를 포함한다.
손잡이(110)는 본 발명의 멀티 피에조를 이용한 체외충격파 치료기용 다초점 충격파 출력핸들유닛(100)을 이용해 치료를 수행하고자 하는 사용자의 파지가 가능한 형태로 마련되어 외측에 별도의 파지공간을 제공하기 위한 구성체이자, 전방측으로 초음파 발생과 관련한 실질적인 구성들이 장착되고, 내부에는 추후 설명될 제어부(170)가 설치되는 구성에 해당한다.
또한, 손잡이(110)의 후방측으로는 호스부(180)가 연결되어 내부에 체외충격파 치료기의 본체(미도시)와 전기적 연결을 이루는 케이블이 내장되고, 이러한 케이블을 제이부(170)와 연결된다.
고강도 집속 초음파 발생부(120)는 손잡이(110) 전단에 설치되며, 인가되는 전기신호를 기반으로 고강도 집속 초음파(HIFU, High Intensity Focused Ultrasound)를 발생시켜 전방측에 단일 초점을 기준으로 소정의 범위 내 형성된 타원체 형상의 제1초음파 자극영역(S1)을 제공한다.
아울러, 고강도 집속 초음파 발생부(120)의 내부에는 강도 집속 초음파(HIFU, High Intensity Focused Ultrasound)를 발생시켜 전방측에 단일 초점을 기준으로 소정의 범위 내 형성된 타원체 형상의 제1초음파 자극영역(S1)을 제공하기 위해 도3 및 도4에 도시된 바와 같이 반구형 혹은 구관(球冠)형 압전세라믹 부재(121)가 설치된다.
여기서, 고강도 집속 초음파 발생부(120)를 통해 제공되는 제1초음파 자극영역(S1)은 완전한 타원체형이 아니라 단일 초점을 기준을 일정 X,Y,Z축 반경을 달리 갖춘 타원체에 가까운 형상까지 포함하는 의미로 해석됨이 바람직하다,
구체적으로, 고강도 집속 초음파 발생부(120)를 통해 제공되는 제1초음파 자극영역(S1)은 피부 깊숙이 침투하여 근골격계에 초음파 자극을 통해 치료를 일으킬 수 있으며, 이를 위해 200mV 내지 300mV의 최대 출력전압을 나타내며, 최대 출력전압 대비 50%의 감소를 보이는 지점의 초점크기로 해석되는 침투 깊이의 수준은 1mm 내지 20mm로 설정됨이 바람직하다.
또한, 고강도 집속 초음파 발생부(120)는 중공을 갖춘 커버부재(125)에 삽입되어 측방이 보호되도록 설치된다.
커버부(130)는 도2에 도시된 바와 같이 중앙에 구비된 제1삽입홀(130H)에 고강도 집속 초음파 발생부(120)가 삽입되어 손잡이(110) 전단에 연결되는 형태로 설치가 이루어지며, 구조적으로 소정의 곡률을 갖춘 구관(球冠) 형태로 마련된다.
이러한 커버부(130)는 손잡이(110) 전단에 연결되는 형태로 설치 시 전방 내측에 제1삽입홀(130H)을 거쳐 삽입된 고강도 집속 초음파 발생부(120) 측방을 둘러싸는 형태를 갖춘다.
방사면 베이스부(150)는 도2에 도시된 바와 같이 중앙에 구비된 제2삽입홀(150H)에 고강도 집속 초음파 발생부(120)가 삽입되어 커버부(130)의 전단에 연결되는 형태로 설치가 이루어지며, 소정의 곡률을 갖춘 구관(球冠) 형태로 마련된다.
이러한 방사면 베이스부(150)는 커버부(130)의 전단에 연결되는 형태로 설치 시 전방 내측에 제2삽입홀(150H)을 거쳐 삽입된 고강도 집속 초음파 발생부(120) 측방을 둘러싸는 형태를 갖춘다.
또한, 방사면 베이스부(150)의 후방 외측의 곡면과 커버부(130)의 전방 내측의 곡면 간에 소정의 이격공간을 형성하고 있으며, 이러한 이격공간 내에 아래 설명될 압전 세라믹부(140)가 접착 설치된다.
겔 패드부(160)는 중앙에 구비된 제3삽입홀(160H)에 고강도 집속 초음파 발생부(120)가 삽입되어 방사면 베이스부(150)의 전단에 연결되어, 고강도 집속 초음파 발생부(120) 측방 또는 커버부재(125)을 감싸고 전방에 피부 접촉면을 제공한다.
따라서 실질적으로 치료대상이 되는 환자의 피부에 접촉하는 부분은 겔 패드부(160)의 전단면이 된다.
압전 세라믹부(140)는 인가되는 전기신호를 기반으로 초음파를 발생시키는 다수의 압전 세라믹(Piezo Electric Ceramic) 모듈로서, 다수개로 마련되어 도5에 도시된 바와 같이 커버부(130)의 전방 내측의 곡면 또는 방사면 베이스부(150)의 후방 외측 곡면의 구관 형상을 따라 배열 설치된다.
구체적으로, 커버부(130)의 전방 내측의 곡면 또는 방사면 베이스부(150)의 후방 외측 곡면의 구관 형상을 따라 하나씩 점착되어 배열 설치되는 압전 세라믹부(140)는 도5에 도시된 바와 같이 전방으로부터 후방에 이르기까지 다수의 열을 형성하며 방사형태를 갖추게 된다.
아울러, 커버부(130)의 전방 내측의 곡면 또는 방사면 베이스부(150)의 후방 외측 곡면의 구관 형상을 따라 하나씩 점착되어 배열 설치되는 압전 세라믹부(140)는 도6에 도시된 바와 같이 설치된 곡면의 곡률 및 곡률반경에 의해 발생되는 초음파가 방사면 베이스부(150) 및 겔 패드부(160)를 거쳐 전방측에 다중 초점을 기준으로 소정의 범위 내 형성된 고리 형상의 제2초음파 자극영역(S2)을 제공하게 된다.
이를 위해, 다수의 압전 세라믹부(141, 142. 143, 144)는 커버부(130)의 전방 내측의 곡면 또는 방사면 베이스부의(150) 후방 외측 곡면의 구관 형상을 따라 전방에서 후방으로 다수의 열을 형성함에 있어, 설치되는 위치가 후방측으로 갈수록 제2초음파 자극영역(S2)이 형성되는 평면을 기준으로 초음파가 발생되는 조사각의 기울기가 커지게 된다.
구체적으로, 도3 및 도4에 도시된 바와 같이 다수의 압전 세라믹부(141, 142. 143, 144) 중 가장 전방측에 배치되는 제1열의 압전 세라믹부(141)의 제2초음파 자극영역(S2)이 형성되는 평면을 기준으로 한 초음파 조사각의 기울기(A1), 다음 제2열의 압전 세라믹부(142)의 제2초음파 자극영역(S2)이 형성되는 평면을 기준으로 한 초음파 조사각의 기울기(A2), 다음 3열의 압전 세라믹부(143)의 제2초음파 자극영역(S2)이 형성되는 평면을 기준으로 한 초음파 조사각의 기울기(A3), 마지막 가장 후방측에 배치되는 제4열의 압전 세라믹부(144)의 제2초음파 자극영역(S2)이 형성되는 평면을 기준으로 한 초음파 조사각의 기울기(A4)를 상호 비교해보면 점점 기울기가 커지는 것을 확인할 수 있으며, 이러한 배치 구조를 통해 다중 초점을 기준으로 소정의 범위 내 형성된 고리 형상의 제2초음파 자극영역(S2)을 제공할 수 있게 된다.
이러한, 다수의 압전 세라믹부(140)는 총 60개 내지 120개의 개수로 마련되어 커버부(130)의 전방 내측의 곡면 또는 방사면 베이스부(150)의 후방 외측 곡면의 구관 형상을 따라 열을 갖추며 방사형으로 배열 설치됨이 바람직하다.
또한, 다수의 압전 세라믹부(140)는 초음파 발생을 통해 제공되는 제2초음파 자극영역(S2)의 최대 출력전압이 고강도 집속 초음파 발생부(120)를 통해 제공되는 제1초음파 자극영역(S1)의 최대 출력전압에 비해 낮게 마련되며, 바람직하게는 최대 출력전압이 25mV 내지 105mV에 해당된다.
실시에 따라, 다수의 압전 세라믹부(140)는 초음파 발생을 통해 제공되는 제2초음파 자극영역(S2)의 최대 출력전압이 고강도 집속 초음파 발생부(120)를 통해 제공되는 제1초음파 자극영역(S1)의 최대 출력전압의 10% 내지 40% 수준으로 낮게 마련된다.
이러한 제1초음파 자극영역(S1) 및 제2초음파 자극영역(S2)의 적정 최대출력전압의 비율 및 범위를 기반으로, 다수의 압전 세라믹부(140)를 통해 제공되는 고리 형상의 제2초음파 자극영역(S2) 구조는 5mm 내지 30mm의 환형 직경(D), 1mm 내지 20mm의 단면 직경을 갖추도록 마련됨이 바람직하다.
이와 관련하여, 도7에 도시된 바와 같이 본 발명의 멀티 피에조를 이용한 체외충격파 치료기용 다초점 충격파 출력핸들유닛(100)과 Needle Probe Hydrophone을 수조에 설치하여 약 4000V 임펄스의 출력으로 구동회로를 작동하여 오실로스코프로 출력전압값을 측정하는 실험을 진행하였다.
이러한 출력 전압값의 측정 형태는 도6과 같은 제2초음파 자극영역(S2)의 고리형태를 고려하여 X, Y, Z 축으로 이동하여 반복 측정하였으며, 그 결과는 도8 및 도9와 같다.
도8을 살펴보면, 실제 본 발명의 멀티 피에조를 이용한 체외충격파 치료기용 다초점 충격파 출력핸들유닛(100) 내 커버부(130)의 전방 내측의 곡면 또는 방사면 베이스부(150)의 후방 외측 곡면의 구관 형상을 따라 하나씩 점착되어 배열 설치되는 압전 세라믹부(140)를 통해 최대 출력전압이 80mV로 측정됨을 확인하였고, 고리 형상의 제2초음파 자극영역(S2) 구조 상 X축(Y축 동일)을 기준으로 한 환형 직경(D)은 24.7mm로 측정되었으며, 최대 출력전압의 50%의 지점을 기준으로 한 폭은 5.7mm로 측정되었다.
또한 도9를 살펴보면, 실제 본 발명의 멀티 피에조를 이용한 체외충격파 치료기용 다초점 충격파 출력핸들유닛(100) 내 커버부(130)의 전방 내측의 곡면 또는 방사면 베이스부(150)의 후방 외측 곡면의 구관 형상을 따라 하나씩 점착되어 배열 설치되는 압전 세라믹부(140)를 통해 최대 출력전압이 80mV로 측정됨을 확인하였고, 고리 형상의 제2초음파 자극영역(S2) 구조 상 Z축을 기준으로 한 최대 출력전압의 50%의 지점을 기준으로 한 폭으로서의 침투 깊이는 13.5mm로 측정되었다.
이와 비교해 앞 서 진행된 실험을 종래의 체외충격파 치료기용 충격파 출력핸들유닛과 Needle Probe Hydrophone을 수조에 설치하여 약 4000V 임펄스의 출력으로 구동회로를 작동하여 오실로스코프로 출력전압값을 측정하는 실험을 진행한 결과는 도10 및 도11과 같다.
도10 및 도11을 살펴보면, 종래의 체외충격파 치료기용 충격파 출력핸들유닛의 단일 초점을 기준으로 한 최대 출력전압이 260mV로서, 이를 본 발명의 멀티 피에조를 이용한 체외충격파 치료기용 다초점 충격파 출력핸들유닛(100)를 통한 제2초음파 자극영역(S2)의 최대 출력전압인 80mV와 비교하면 30.8%에 해당하는 수치로, 타 종래기기와 비교하여 최대 출력전압이 10% 내지 40%의 수준으로 낮아 낮은 에너지 밀도로 표피층에 얕게 침투하도록 사용 가능하다.
제어부(170)는 손잡이(110) 내측에 설치되며, 고강도 집속 초음파 발생부(120) 및 다수의 압전 세라믹부(140) 중 적어도 하나 이상의 초음파 발생을 위한 전기신호의 인가여부를 조절한다.
본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의해서 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 보호범위는 아래 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 체외충격파 치료기용 다초점 충격파 출력핸들유닛
110 : 손잡이
120 : 고강도 집속 초음파 발생부
121 : 반구형 압전세라믹 부재
125 : 커버부재
130 : 커버부 140 : 압전 세라믹부
150 : 방사면 베이스부 160 : 겔 패드부
170 : 제어부 180 : 호스부
110 : 손잡이
120 : 고강도 집속 초음파 발생부
121 : 반구형 압전세라믹 부재
125 : 커버부재
130 : 커버부 140 : 압전 세라믹부
150 : 방사면 베이스부 160 : 겔 패드부
170 : 제어부 180 : 호스부
Claims (7)
- 파지 가능한 형태로 마련된 손잡이 전단에 설치되며, 인가되는 전기신호를 기반으로 고강도 집속 초음파(HIFU, High Intensity Focused Ultrasound)를 발생시켜 전방측에 단일 초점을 기준으로 소정의 범위 내 형성된 타원체 형상의 제1초음파 자극영역을 제공하는 고강도 집속 초음파 발생부;
중앙에 구비된 제1삽입홀에 상기 고강도 집속 초음파 발생부가 삽입되어 상기 손잡이 전단에 연결되며, 소정의 곡률을 갖춘 구관(球冠) 형태로 마련되어 전방 내측에 상기 제1삽입홀을 거쳐 삽입된 상기 고강도 집속 초음파 발생부 측방을 둘러싸는 커버부;
중앙에 구비된 제2삽입홀에 상기 고강도 집속 초음파 발생부가 삽입되어 상기 커버부의 전단에 연결되며, 소정의 곡률을 갖춘 구관(球冠) 형태로 마련되어 전방 내측에 상기 제2삽입홀을 거쳐 삽입된 상기 고강도 집속 초음파 발생부 측방을 둘러싸며, 후방 외측의 곡면과 상기 커버부의 전방 내측의 곡면 간에 소정의 이격공간을 형성하는 방사면 베이스부;
상기 커버부의 전방 내측의 곡면 또는 상기 방사면 베이스부의 후방 외측 곡면의 구관 형상을 따라 배열 설치되며, 인가되는 전기신호를 기반으로 초음파를 발생시키는 다수의 압전 세라믹(Piezo Electric Ceramic)부; 및
중앙에 구비된 제3삽입홀에 상기 고강도 집속 초음파 발생부가 삽입되어 상기 방사면 베이스부의 전단에 연결되어, 상기 고강도 집속 초음파 발생부 측방을 감싸고 전방에 피부 접촉면을 제공하는 겔(Gel) 패드부;를 포함하며,
상기 다수의 압전 세라믹부는 구관 형상을 따라 배열 설치된 상기 커버부의 전방 내측의 곡면 또는 상기 방사면 베이스부의 후방 외측 곡면의 곡률에 의해 발생되는 초음파가 상기 방사면 베이스부 및 상기 겔 패드부를 거쳐 전방측에 다중 초점을 기준으로 소정의 범위 내 형성된 고리 형상의 제2초음파 자극영역을 제공하며,
상기 다수의 압전 세라믹부는 초음파 발생을 통해 제공되는 제2초음파 자극영역의 최대 출력전압이 상기 고강도 집속 초음파 발생부를 통해 제공되는 제1초음파 자극영역의 최대 출력전압에 비해 낮게 마련되며,
상기 다수의 압전 세라믹부는 상기 커버부의 전방 내측의 곡면 또는 상기 방사면 베이스부의 후방 외측 곡면의 구관 형상을 따라 배열 설치됨에 있어 전방으로부터 후방에 이르기까지 다수의 열을 형성하며, 설치되는 위치가 후방측으로 갈수록 제2초음파자극영역이 형성되는 평면을 기준으로 초음파가 발생되는 조사각의 기울기가 커지며,
상기 커버부의 전방 내측의 곡면 또는 상기 방사면 베이스부의 후방 외측 곡면의 곡률은 구관 형상을 따라 배열 설치된 상기 다수의 압전 세라믹부를 통해 제공되는 제2초음파 자극영역의 고리 형상이 5mm 내지 30mm의 환형 직경, 1mm 내지 20mm의 단면 직경을 갖추도록 마련되며,
상기 다수의 압전 세라믹부는 초음파 발생을 통해 제공되는 제2초음파 자극영역의 최대 출력전압은 25mV 내지 105mV에 해당하는 것을 특징으로 하는
멀티 피에조를 이용한 체외충격파 치료기용 다초점 충격파 출력핸들유닛.
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 다수의 압전 세라믹부는 상기 커버부의 전방 내측의 곡면 또는 상기 방사면 베이스부의 후방 외측 곡면의 구관 형상을 따라 60개 내지 120개의 개수로 배열 설치되는 것을 특징으로 하는
멀티 피에조를 이용한 체외충격파 치료기용 다초점 충격파 출력핸들유닛.
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 체외충격파 치료기용 다초점 충격파 출력핸들유닛은,
상기 손잡이 내측에 설치되며, 상기 고강도 집속 초음파 발생부 및 상기 다수의 압전 세라믹부 중 적어도 하나 이상의 초음파 발생을 위한 전기신호의 인가여부를 조절하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
멀티 피에조를 이용한 체외충격파 치료기용 다초점 충격파 출력핸들유닛.
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| KR1020230031354A KR102671818B1 (ko) | 2023-03-09 | 2023-03-09 | 멀티 피에조를 이용한 체외충격파 치료기용 다초점 충격파 출력핸들유닛 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
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