KR20170109964A

KR20170109964A - 광 치료장치

Info

Publication number: KR20170109964A
Application number: KR1020160034238A
Authority: KR
Inventors: 임성은
Original assignee: 주식회사 루트로닉
Priority date: 2016-03-22
Filing date: 2016-03-22
Publication date: 2017-10-10
Anticipated expiration: 2036-03-22
Also published as: KR102562072B1

Abstract

본 발명은 광 치료장치에 관한 것으로, 치료 위치로 조사되는 치료광을 생성하는 광원, 치료 중 상기 치료 위치와 접촉되며 적어도 일부가 상기 치료광이 통과하여 상기 치료 위치로 조사될 수 있도록 광 투과성 재질로 구성되는 접촉부, 상기 접촉부의 후측에 이격되어 배치되며 상기 접촉부를 냉각시킬 수 있도록 구성되는 제1 냉각 소자 및, 상기 제1 냉각 소자의 구동시 상기 접촉부를 냉각시킬 수 있도록 상기 제1 냉각 소자와 상기 접촉부를 열적으로 연결하는 열 전달부를 포함하는 광 치료장치를 제공한다. 본 발명에 의할 경우, 적어도 2개의 냉각 소자를 이용하여 접촉식 냉각 메커니즘을 구성함으로서, 냉각 성능을 개선시킬 수 있는 장점이 있다.

Description

광 치료장치 {A light treatment apparatus }

본 발명은 광 치료장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 치료 위치를 냉각하면서 광을 조사하여 치료를 진행하는 광 치료장치에 관한 것이다.

환자의 다양한 타겟 위치에 전자기파 등을 이용하여 에너지를 전달함으로써, 조직의 상태를 변형시키거나, 이를 제거하는 방식으로 치료하는 기술이 널리 적용되고 있다. 이러한 치료 분야에서, 가시광, RF 고주파(radio frequency wave), 극초단파(microwave) 및 초음파(ultrasound) 등의 다양한 에너지원으로 이용되고 있다.

이중 광 치료장치는 광을 이용하여 타겟 부위로 에너지를 전달하여 치료를 진행한다. 일 예로, 광 치료장치를 이용하여 피부로 치료광을 조사하면, 특정 파장을 갖는 광이 피부 내측으로 침투하면서 파장 특성에 따라 피부 내측에 위치한 콜라겐, 모낭, 헤모글로빈, 지방 세포 등의 각종 조직에 흡수된다. 흡수된 광은 조직 내에서 열 에너지로 변환하여, 해당 조직에 열적 손상을 가하거나 특정 물질을 활성화시키는 등의 방식으로 조직의 상태를 변화시킨다. 이러한 광 치료장치에 대해서는 한국공개특허공보 제10-2012-0127564호 등에서도 개시되어 있다.

이러한 광 치료장치를 이용하여 타겟 위치에 광을 조사하면, 광에 의해 전달되는 에너지에 의해 타겟 위치 이외의 조직까지도 열적 손상이 발생할 수 있다. 예를 들어, 피부 내측에 위치하는 피하 조직으로 광을 조사하게 되면, 해당 위치의 피부 표면에 열적 손상이 발생할 수 있다. 따라서, 광 치료장치를 이용하여 치료를 진행하는 경우, 치료가 진행되기 전 또는 치료가 진행되는 동안 타겟 위치의 표면을 냉각시키는 것이 일반적이다. 예를 들어, 냉매 또는 열전소자 등에 의해 저온을 유지하는 열전도성 부재를 접촉시켜 냉각하거나, 극저온의 냉각 가스를 분사하여 냉각시키는 방식 등이 주로 이용된다.

다만, 극저온 냉각 가스를 분사하는 방식은 냉각 가스 저장부 및 분사부를 별도로 구비해야 하므로 광 치료장치를 컴팩트하게 구성하는 것이 곤란하다. 또한, 열전도성 부재를 접촉시켜 냉각하는 방식은 접촉부를 소형화시키는 것이 곤란하거나, 냉각 효율이 떨어지는 단점이 있었다.

한국공개특허공보 제10-2012-0127564호

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 광 치료장치의 접촉부가 컴팩트한 구조로 구성되면서도 우수한 냉각 성능을 보유할 수 있는 광 치료장치를 제공하기 위함이다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위해, 치료 위치로 조사되는 치료광을 생성하는 광원, 치료 중 상기 치료 위치와 접촉되며 적어도 일부가 상기 치료광이 통과하여 상기 치료 위치로 조사될 수 있도록 광 투과성 재질로 구성되는 접촉부, 상기 접촉부의 후측에 이격되어 배치되며 상기 접촉부를 냉각시킬 수 있도록 구성되는 제1 냉각 소자 및, 상기 제1 냉각 소자의 구동시 상기 접촉부를 냉각시킬 수 있도록 상기 제1 냉각 소자와 상기 접촉부를 열적으로 연결하는 열 전달부를 포함하는 광 치료장치를 제공한다.

이러한 광 치료장치는 상기 접촉부와 인접한 위치에 설치되어 상기 접촉부를 냉각시키는 제2 냉각 소자를 더 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 상기 제1 냉각 소자 및 상기 제2 냉각 소자는 각각 냉각 파트와 발열 파트를 포함하는 열전 소자로 구성될 수 있다.

상기 열 전달부는 내부에 휘발성 유체를 포함하는 히트 파이프로 구성되어, 상기 제1 냉각 소자의 냉각 파트와 상기 접촉부를 열적으로 연결하도록 구성될 수 있다. 나아가, 열 전달부의 일단은 상기 제1 냉각 소자의 냉각 파트에 연결되고, 열 전달부의 타단은 일부가 상기 제2 냉각 소자의 발열 파트에 연결되고 나머지가 상기 접촉부에 연결되도록 구성될 수 있다.

여기서, 접촉부는, 상기 치료 위치와 접촉하는 부분을 형성하며 상기 치료광이 통과하는 광 투과성 재질로 구성되는 윈도우 및 열 전도성 재질로 구성되어 상기 윈도우를 고정시키기 위한 팁 마운트를 포함하여 구성되며, 상기 열 전달부 또는 상기 제2 냉각 소자는 상기 팁 마운트에 접촉되게 설치될 수 있다.

구체적으로, 상기 팁 마운트는, 내부에 상기 윈도우가 배치되는 개구가 형성된 몸체부 및, 상기 몸체부의 일측에 구비되어 상기 열 전달부 또는 상기 제2 냉각 소자와 접촉하는 접촉면이 형성된 결합부를 포함하여 구성될 수 있다.

이러한 결합부는 상기 열 전달부 또는 상기 제2 냉각 소자와 접촉하는 면을 넓힐 수 있도록 상기 몸체부의 일측으로부터 상기 광원 방향으로 연장되는 구조로 구성되며, 상기 제2 냉각 소자가 안착되기 위한 리세스가 형성될 수 있다. 그리고, 상기 리세스의 깊이는 상기 제2 냉각 소자의 두께보다 얕게 형성될 수 있다.

나아가, 상기 팁 마운트는 상기 치료 위치의 온도를 감지하거나 또는 상기 치료 위치에 접촉되었는지 여부를 감지하기 위한 센서가 배치되도록 적어도 하나의 홀(hole)을 포함하여 구성되는 것도 가능하다.

한편, 광 치료장치는 외관을 형성하며, 내부에 상기 광원이 배치되고, 상기 광이 조사되는 단부에 상기 접촉부가 설치되는 하우징을 더 포함하고, 상기 하우징은 상기 접촉부가 설치된 위치의 단면이 상기 광원이 설치된 위치의 단면보다 좁게 형성되도록 구성될 수 있다.

여기서, 상기 제2 냉각 소자는 상기 제1 냉각 소자에 비해 치료 중 상기 치료 위치와 더 인접한 위치에 배치될 수 있도록 설치되며, 상기 제2 냉각 소자는 상기 접촉부와 인접한 위치에서 컴팩트하게 설치될 수 있도록 상기 제1 냉각 소자에 비해 작은 사이즈로 구성될 수 있다.

그리고, 상기 제1 냉각 소자 및 상기 제2 냉각 소자는 각각 냉각 파트와 발열 파트를 포함하는 열전 소자로 구성되며, 상기 열 전달부는 상기 제1 냉각 소자의 냉각 파트와 상기 접촉부를 열적으로 연결하고, 상기 제1 냉각 소자의 발열부는 별도의 냉각 유로에 의해 냉각되도록 구성될 수 있다.

그리고, 상기 제1 냉각 소자의 발열부를 냉각시키는 냉각 유로는 상기 광원과 인접한 위치를 통과하여 상기 광원에서 발생되는 열을 냉각시키도록 구성되는 것도 가능하다. 나아가, 상기 냉각 유로를 순환하는 냉매를 냉각시키기 위한 제3 냉각 소자를 더 포함하는 것도 가능하다.

한편, 전술한 본 발명의 목적은, 상기 하우징의 내부에 설치되어 치료 위치로 조사되는 치료광을 생성하는 광원, 상기 하우징에서 상기 치료광이 조사되는 단부에 설치되며 치료 중 상기 치료 위치와 접촉되고, 적어도 일부가 상기 치료광이 통과하여 상기 치료 위치로 조사될 수 있도록 광 투과성 재질로 구성되는 접촉부 및 상기 치료 위치와 접촉하는 접촉부를 냉각할 수 있도록 구성되며, 열전소자 및 열전소자와 접촉부를 연결하는 열 전달부를 포함하여 구성되는 냉각부를 포함하는 광 치료장치에 의해서 달성되는 것도 가능하다.

본 발명에 의할 경우, 적어도 2개의 냉각 소자를 이용하여 접촉식 냉각 메커니즘을 구성함으로서, 냉각 성능을 개선시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 의할 경우, 두 개의 냉각 소자를 열 전달부를 이용하여 연결하고, 하나의 냉각 유로를 이용하여 냉각 소자 및 광원의 방열을 동시에 수행함으로써, 광 치료장치를 컴팩트하게 구성할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 치료장치의 사시도,
도 2는 도 1의 핸드피스 내부 구조를 도시한 단면도,
도 3은 도 1의 팁 마운트 구조를 도시한 사시도,
도 4는 도 2에서 냉각 유로의 경로를 개략적으로 도시한 도면이고,
도 5는 본 발명의 다른 시시예에 따른 핸드피스의 내부 구조를 도시한 단면도이다.

이하에서는 도면을 참고하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 광 치료장치를 구체적으로 설명한다. 아래의 설명에서 각 구성요소의 위치 관계는 원칙적으로 도면을 기준으로 설명한다. 그리고 도면은 설명의 편의를 위해 발명의 구조를 단순화하거나 과장하여 표시될 수 있다. 또한, 아래의 설명 및 도면은 발명의 기술적 사상을 설명하기 위한 것으로, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 이 이외에도 각종 장치를 부가하거나 변경 또는 생략하여 실시할 수 있음은 물론이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 치료장치의 사시도이다. 본 실시예의 광 치료장치(1)는 피부를 치료 위치로 하는 각종 병변을 치료하는 장치로서, 주름 개선, 색소 침착 개선 , 흉터 제거, 제모, 발모, 지방 제거 등의 다양한 치료를 위한 목적으로 사용될 수 있다. 다만, 본 발명이 이러한 광 치료장치에 한정되는 것은 아니며, 치료 위치를 냉각하면서 광 치료를 진행하는 장치에 널리 적용될 수 있음을 밝혀둔다(여기서, 치료 위치는 치료광이 타겟 위치로 조사되기 위해 통과하는 인체 조직의 표면 위치를 의미할 수 있음). 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 광 치료장치(1)는 본체(10), 핸드피스(30) 및 연결 유닛(20)을 포함하여 구성된다.

본체(10)는 광 치료장치의 주요 외관을 구성한다. 본체(10)의 외면에는 치료 내용을 조작할 수 있는 컨트롤 패널(11) 및 치료가 진행되는 상황을 표시할 수 있는 디스플레이(12)가 구비될 수 있다. 그리고, 본체(10)의 내부에는 광 치료장치를 구동하기 위한 전원 공급부(미도시) 및 광 치료장치를 제어하기 위한 각종 제어 장치(미도시) 등이 구비될 수 있다.

연결 유닛(20)은 본체(10)와 핸드피스(30)를 연결하는 구성이다. 연결 유닛(20)은 시술자에 의해 핸드피스(30)의 위치가 조절될 수 있도록 플렉서블한 형태로 구성되거나, 링크 형태로 구성될 수 있다. 연결 유닛(20)의 내부에는 본체(10)로부터 전원 또는 제어 신호를 핸드피스(30)로 전달하기 위한 각종 전원선(미도시) 또는 신호선(미도시) 등이 구비될 수 있다.

핸드피스(30)는 시술자에 의해 파지된 상태에서 치료 위치로 이동 가능하며, 치료 위치로 치료광을 조사하는 구성이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 핸드피스(30)의 일측은 연결 유닛(20)에 의해 본체(10)와 연결된다. 그리고, 핸드피스(30)의 다른 일측은 치료광이 조사되는 광 조사부(32)를 형성한다. 따라서, 광 조사부를 치료 위치에 위치시킨 상태에서 치료광을 조사하여 치료를 진행한다.

핸드피스(30)는 외관을 형성하는 하우징(31) 및 하우징 내부에 설치되는 각종 구성요소를 포함하여 구성된다. 하우징(31)은 시술자가 파지 가능한 사이즈로 형성되며, 하우징의 외면에는 시술자가 치료 중 핸드피스의 동작을 제어할 수 있는 조작 버튼(33)이 구비될 수 있다. 그리고, 하우징(31)의 내부에는 치료광을 발생시키고, 치료 위치를 냉각시키기 위한 각종 구성요소가 배치되며, 이에 대해서는 도 2를 참조하여 설명한다.

도 2는 도 1의 핸드피스 내부 구조를 도시한 단면도이다. 핸드피스(30)의 내부에는 치료광을 생성하는 광원(110), 치료광이 진행하는 경로를 형성하는 광 가이드(120), 치료 위치와 접촉하며 치료광이 외부로 조사되는 부분을 형성하는 접촉부(130) 및 접촉부를 냉각시키기 위한 접촉 냉각부(200)를 포함하여 구성된다.

광원(110)은 치료광을 생성하는 모듈이며, 본 실시예에서는 레이저를 치료광으로써 생성하는 모듈로 구성된다. 구체적으로, 광원(110)은 복수의 레이저 다이오드를 포함하는 레이저 다이오드 어레이 및 히트 싱크를 패키징한 모듈로 구성될 수 있다. 도 2에서는 광원(110)이 핸드피스(30) 내부에 구비되는 구조를 도시하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 이 이외에도, 광원이 본체에 구비되어, 치료광이 광 파이버를 통해 핸드피스로 전달되도록 구성되는 것도 가능하고, 또는 레이저가 아닌 다른 광을 치료광으로 이용하는 것도 가능하다.

광 가이드(120)는 광원(110)의 전방에 배치되어 치료광이 진행하는 광 경로를 형성한다(참고로, 이하에서는, 설명의 편의상, 치료광이 조사되어 치료 위치로 진행되는 방향을 전방이라고 하고, 치료광의 진행 방향과 반대되는 방향을 후방으로 한다). 광 가이드(120)는 광이 투과할 수 있는 광학 소자로 구성되며, 광원(110)에서 접촉부(130)로 향할수록 단면이 좁아지는 형상으로 구성될 수 있다.

접촉부(130)는 광 가이드(120)의 전방에 배치되며, 핸드피스(30)에서 광이 외부로 방출되는 광 조사부(32)를 구성한다(도 1 참조). 광원(110)에서 생성된 치료광은 광 가이드(120) 및 접촉부(130)를 통과하여 치료 위치로 조사된다. 따라서, 접촉부(130)의 일부는 치료광이 투과할 수 있는 광 투과성 재질로 구성된다.

또한, 접촉부(130)는 치료 중 환자의 치료 위치와 접촉되는 부분을 형성한다. 그리고, 접촉부(130)는 전부 또는 일부가 열 전도성이 우수한 재질로 구성되며, 접촉 냉각부(200)에 의해 선택적으로 냉각되도록 구성될 수 있다. 따라서, 접촉부(130)는 치료 중 접촉되는 치료 위치를 냉각시켜, 치료 위치가 치료 광에 의해 과열되어 손상되는 것을 방지할 수 있다.

구체적으로, 접촉부(130)는 윈도우(140) 및 윈도우가 설치되는 팁 마운트(150)를 포함하여 구성된다.

윈도우(140) 는 광원(110)으로부터 조사된 치료광이 진행하는 경로상에 배치되며, 치료광이 통과하여 외부로 방출되는 부분에 해당한다. 따라서, 윈도우(140) 는 광 투과성이 우수한 투명한 재질로 구성된다. 그리고, 윈도우(140) 는 치료 중 치료 위치와 접촉할 수 있도록, 윈도우의 전면은 하우징 또는 팁 마운트의 전면과 동일한 평면을 형성하거나 돌출되도록 형성된다. 그리고, 윈도우(140) 는 열 전도성이 우수한 재질로 구성되어, 전술한 접촉 냉각부(200)가 팁 마운트(150)를 냉각시키는 동안 같이 냉각되어, 접촉된 치료 위치를 냉각시키는 것이 가능하다. 본 실시예에서는, 장방형 형상을 갖는 사파이어 재질의 소자를 이용하여 윈도우를 구성하나, 이 이외에도 다양한 구조로 변경 실시할 수 있다.

팁 마운트(150)는 윈도우를 고정 설치하기 위한 구성이며, 접촉 냉각부(200)에 의해 냉각될 수 있는 구성이다. 따라서, 팁 마운트(150)는 구리, 알루미늄 등과 같이 견고하면서도 열 전도성이 우수한 재질로 구성된다. 팁 마운트(150)는 윈도우가 설치되는 몸체부(160) 및 접촉 냉각부와 열적으로 결합되는 결합부(170)를 포함하여 구성된다.

팁 마운트의 몸체부(160)는 윈도우(140) 가 배치되는 개구(162)를 포함하여 구성된다. 본 실시예에서는, 몸체부(160)가 전술한 윈도우의 형상에 상응하는 장방형 구조의 프레임(161)을 갖고, 내부에 장방형 구조의 개구(162)가 구비된다. 그리고, 프레임의 내측에는 단차 구조가 형성되어, 이에 의해 윈도우가 안착되어 고정될 수 있다. 다만, 본 실시예에서는 몸체부의 개구가 폐루프 경계(프레임)에 의해 구획되는 구조를 도시하고 있으나(도 3 참조), 개구가 개방된 경계를 갖도록 구성될 수도 있다.

나아가, 몸체부(160)는 핸드피스(30)의 하우징 또는 별도의 브라켓 구조에 고정 설치될 수 있도록 체결 구조(미도시)를 더 포함할 수 있다. 또한, 몸체부(160)는 센서 모듈(40)이 설치되기 위한 적어도 하나의 홀(163)을 더 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 센서 모듈(40)은 접촉부가 치료 위치에 접촉했는지 여부를 감지하는 접촉 센서일 수 있고, 치료 위치의 온도를 측정하는 온도 센서일 수 있다.

한편, 팁 마운트(150)의 일측에는 결합부(170)가 형성된다. 결합부는 후술할 접촉 냉각부와 열적으로 결합되는 부분을 구성하며, 결합부(170)가 냉각됨으로써 몸체부(160) 및 몸체부에 배치되는 윈도우(140) 까지 냉각될 수 있도록 구성된다. 이러한 결합부의 구조는 이하에서 보다 구체적으로 설명하도록 한다.

한편, 접촉 냉각부(200)는 팁 마운트(150)의 일측에 구비되며, 접촉부(130)를 냉각시켜 치료 중 접촉부와 접촉되는 치료 위치를 냉각시키는 구성이다. 이로 인해, 치료 중 치료 위치가 열에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있다. 이러한 접촉 냉각부는 다양한 냉각 방식을 이용하여 구성될 수 있다.

일 예로, 접촉부(130)와 인접한 부분에 냉각 유로를 형성하고, 냉각 유로를 통해 냉매를 순환시켜 접촉부를 냉각시키도록 구성될 수 있다. 다만, 이러한 수냉식 구조는 냉각 효율이 상대적으로 낮고, 접촉부를 통과하는 냉각 유로가 형성되어야하므로 광 조사부를 컴팩트하게 구성할 수 없는 단점이 있다.

또한, 접촉부(130)와 인접한 위치에 열전 소자를 설치하여, 열전 소자에 의해 접촉부를 냉각시키도록 구성하는 것도 가능하다. 이 경우, 치료 위치의 냉각 성능을 향상시키기 위해서는 열전 소자의 사이즈가 커질 수 밖에 없다. 따라서, 광 조사부의 설계를 수정하지 않고는 냉각 성능을 향상시키는데 한계가 있다.

따라서, 본 실시예의 접촉 냉각부(200)는 냉각 소자(210)와 열 전달부(220)를 포함하여 구성한다. 그리고, 주요한 냉각 기능을 수행하는 냉각 소자(210)는 접촉부(130)와 이격된 위치에 배치하고, 열 전달부(220)를 이용하여 냉각 소자(210)와 접촉부(130)를 열적으로 연결할 수 있다.

일반적으로, 핸드피스의 광 조사부(32)(즉, 접촉부)는, 치료 위치를 확인하면서 치료하는 것이 용이하도록, 치료광이 조사되는 윈도우를 제외하고는 구성 요소의 사이즈를 최소화시킬 필요가 있다. 따라서, 접촉부에 냉각 기능을 위한 공간을 확보하는 것이 한계가 있다. 이에 비해, 광원(110)이 설치되는 핸드피스의 중심부(또는, 후방부)는 광 조사부에 비해 상대적으로 넓은 단면(광 진행 경로와 수직 방향을 갖는 단면)을 갖는 구조로 구성되거나, 설계 변경에 제약이 덜하므로, 접촉 냉각을 위한 공간을 확보하는 것도 유리하다. 따라서, 본 실시예의 접촉 냉각부(200)는 주요 냉각 소자(210)를 접촉부(130)의 후측에 이격 배치하고, 접촉부와 연결되는 열 전달부(220)를 매개로하여 접촉부(130)를 냉각시킬 수 있다. 이 경우, 냉각 소자를 위한 충분한 공간 확보가 가능하므로, 필요할 경우 큰 규격의 냉각 소자를 배치하도록 설계함으로써 냉각 성능을 향상시킬 수 있다.

여기서, 냉각 소자(210)는 각각 냉각 파트(211)와 발열 파트(212)를 구비하는 열전 소자로 구성될 수 있다. 이러한 열전 소자는 전기가 인가됨에 따라 펠티어 효과에 의해 냉각 파트와 발열 파트 사이의 온도차가 발생하게 되며, 냉각 파트의 냉각 현상을 이용하여 냉각을 진행한다.

한편, 열 전달부(220)는 긴 형상의 구조를 갖는 히트 파이프(heat pipe)로 구성될 수 있다. 히트 파이프는 본체 내부에 다공질 구조가 형성되고, 휘발성 액체가 내부에 수용되는 구조로, 일반적인 금속에 비해 열전도 특성이 우수하다. 이러한 열 전달(220)의 일단은 주요 냉각 소자(210)의 냉각 파트와 결합되고, 타단은 접촉부(130)에 결합되어 접촉부(130)를 냉각시킬 수 있다. 이처럼, 열 전도성이 우수한 히트 파이프를 이용하여 이격 배치된 냉각 소자와 접촉부를 연결시킴으로써, 다른 금속 물질을 이용하여 열 전달하는 것과 비교하여 냉각 효율과 속도를 대폭 향상시킬 수 있다.

이처럼, 본 발명의 광 치료장치는 접촉부에 별도의 냉각 소자를 구비하지 않고, 열 전달부에 의해 냉각 되는 구조로 구성하는 것도 가능하다(도 5 참조). 다만, 본 실시예에서는 추가적으로 접촉부(130)에 접촉 설치되는 보조 냉각 소자(230)를 더 포함하여 구성할 수 있다. 이러한 보조 냉각 소자(230)는 접촉부(130)의 팁 마운트(150) 구조를 이용하여 광 조사부의 구조에 영향을 미치지 않을 정도의 작은 사이즈로 구성될 수 있다.

이처럼, 열 전달부(220)의 일단이 접촉부에 결합되고, 이와 별도로 보조 냉각 소자(230)가 구비되는 경우, 접촉부(130)는 주요 냉각 소자(210)에 의한 냉각과 보조 냉각 소자(230)에 의한 냉각이 둘 다 이루어지므로 냉각 성능이 개선될 수 있다.

또한, 열 전달부(220)의 일단이, 보조 냉각 소자(230)의 발열파트(232)에 결합되는 경우, 보조 냉각 소자(230)의 냉각파트의 온도를 더 낮게 형성함으로서 접촉 냉각부(200)의 냉각 성능을 향상시킬 수 있다.

따라서, 열 전달부(220)의 일부는 보조 냉각 소자의 발열파트에 결합되고, 나머지는 접촉부에 각각 결합되는 경우, 전술한 두 효과를 모두 볼 수 있는 장점이 있다. 또한, 도 5와 같이 별도의 보조 냉각 소자를 구비하지 않는 구조와 비교하여, 보다 빠른 반응 속도로 냉각 기능을 수행할 수 있는 장점이 있다.

다시, 도 2를 참조하여 설명하면, 접촉 냉각부(200)는 제1 냉각 소자(210)(전술한, 주요 냉각 소자), 열 전달부(220) 및 제2 냉각 소자(230)(전술한, 보조 냉각 소자)를 포함하여 구성된다. 그리고, 접촉부의 팁 마운트(150) 일측에는 결합부(170)가 형성된다. 결합부(170)는, 제1 냉각 소자와 연결되는 열 전달부(220) 및 제2 냉각 소자(230)가 열적으로 결합된다. 따라서, 접촉 냉각부(200)의 구동에 의해 접촉부(130)와 치료 위치를 냉각시킬 수 있다.

구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 팁 마운트(150)의 결합부(170)는 몸체부(160)의 일측에 구비되며, 후측 방향(대락적으로 광원 측 방향)으로 연장되는 구조를 형성한다. 결합부(170)의 일면은 접촉 냉각부(200)와 열접촉하는 접촉면을 형성하며, 이러한 연장 구조에 의해 접촉 냉각부(200)와 접촉하는 접촉면의 면적이 증가한다.

한편, 결합부(170)에는 제2 냉각 소자(230)가 설치되기 위한 리세스(171)가 구비된다. 여기서, 리세스(171)의 깊이는 제2 냉각 소자(230)의 두께보다 얕게 형성되어, 제2 냉각 소자(230)의 발열 파트(232)가 리세스(171) 내에 수용되지 않도록 구성될 수 있다. 그리고, 리세스(171)가 형성되지 않은 양측의 접촉면(172)은 열 전달부(220)의 단부가 접촉 결합되는 부분을 형성할 수 있다.

이러한 팁 마운트(150) 구조에 설치되는 접촉 냉각부(200)의 구성은 아래와 같다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 냉각 소자(210)는 접촉부(130)로부터 후측에 이격 배치되며, 제1 냉각 소자(210)의 냉각 파트(211)는 열 전달부(220)의 일단과 연결된다. 열 전달부(220)는 절곡된 형상으로 접촉부(130) 방향으로 연장되며, 열 전달부(220)의 일부는 팁 마운트(150)의 결합부(170)에 열전도 결합되어 접촉부(130)를 냉각시킬 수 있다.

한편, 제2 냉각 소자(230)는 제1 냉각 소자(210)와 마찬가지로 냉각 파트(231) 및 발열 파트(232)를 포함하는 열전 소자로 구성되며, 제1 냉각 소자(210)에 비해 작은 사이즈로 구성되어 작은 용량을 갖을 수 있다. 이러한 제2 냉각 소자(230)는 냉각 파트가(231) 결합부의 리세스(171)에 수용되어 결합된다. 따라서, 제2 냉각 소자(230)는 제1 냉각 소자(210)와 별개로 접촉부(130)를 냉각시키도록 구성될 수 있다. 이때, 열 전달부(220)의 일부가 제2 냉각 소자(230)의 발열 파트(232)에 연결되어 발열 파트를 냉각시킴으로서, 제2 냉각 소자(230)에 의한 냉각 성능을 더욱 개선시킬 수 있다.

여기서, 광 조사부에 해당하는 접촉부의 구조를 보다 컴팩트하게 구성할 수 있도록, 팁 마운트(150)의 결합부(170)가 연장되는 방향과 열 전달부(220)의 연장 방향이 서로 상응하도록 구성할 수 있다. 또한, 제2 냉각 소자(230)로부터 연결되는 케이블(233) 또한 열 전달부(220)의 연장 방향에 상응하는 방향으로 배치하는 것도 가능하다.

한편, 전술한 바와 같이 광원(110)은 레이저 다이오드 어레이를 이용하여 구성되므로, 광원(110)에서 발생되는 열을 냉각시키기 위한 별도의 광원 냉각부(300)가 더 구비될 수 있다. 여기서, 광원 냉각부(300)는, 광원(110)과 인접한 위치에 배치되는 제1 냉각 블록(310) 및 상기 제1 냉각 블록을 통과하는 냉각 유로(340)를 포함하여 구성될 수 있다. 따라서, 냉매가 냉각 유로(340)를 따라 순환하면서 광원(110)에서 발생되는 열을 방열할 수 있다.

그리고, 제1 냉각 소자(210) 또한 구동함에 따라 발열파트(212)의 온도가 상승하게 되며, 이에 대한 냉각이 필요하다. 따라서, 본 실시예에서는 광원 냉각부(300)의 냉각 유로(340)를 이용하여 제1 냉각 소자(210)의 발열 파트(212)를 냉각시키도록 구성된다.

도 4는 도 2에서 냉각 유로의 경로를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 냉매는 펌프(350)에 의해서 냉각 유로(340)를 순환한다. 이때, 냉각 유로(340)는 광원(110)과 인접한 위치에 배치된 제1 냉각 블록(310)을 통과하면서 광원에서 발생되는 열을 방열할 수 있다. 또한, 냉각 유로(340)는 제1 냉각 소자의 발열 파트(212)와 인접한 위치에 배치된 제2 냉각 블록(320)을 통과하면서 제1 냉각 소자(210)에서 발생되는 열을 방열할 수 있다. 그리고, 냉각 유로(340)는 제3 냉각 소자(360)의 냉각 파트(361)와 인접한 위치에 배치된 제3 냉각 블록(330)을 통과하면서, 냉각 유로의 냉매의 온도를 낮출 수 있도록 구성된다. 여기서, 제3 냉각 소자(360)는 핸드피스 하우징의 가장자리에 구비되며, 제3 냉각 소자(360)의 발열 파트(362)는 냉각핀(미도시) 등의 구조를 이용하여 공랭식으로 냉각되게 구비될 수 있다.

이상에서 설명한 것과 같이, 본 실시예에 따른 접촉 냉각부(200)는, 접촉부로부터 이격 배치되는 제1 냉각 소자(210)를 히트 파이프(220)를 이용하여 접촉부(130) 냉각에 사용함으로서 접촉부(130)의 컴팩트한 구조를 유지하면서 냉각 효율을 개선할 수 있다. 나아가, 보조적으로 제2 냉각 소자(230)를 접촉부(130)에 설치하여, 제1 냉각 소자(210)와 별도의 냉각 기능을 부가하고, 제1 냉각 소자와 조합되어 더욱 낮은 온도로 냉각을 수행할 수 있도록 동작함으로써 접촉 냉각 성능을 개선할 수 있는 장점이 있다.

그리고, 본 실시예의 광원 냉각부(300)도 공통된 하나의 냉각 유로(340)를 이용하여 광원(110) 구동시 발생하는 열과 접촉 냉각부(200)의 구동시 발생되는 열을 동시에 방열할 수 있도록 구성되어, 보다 간결하게 냉각 유로를 형성할 수 있는 장점이 있다.

이상에서는 본 발명의 일부 실시예들에 대해 상세하게 기술하였으나, 본 발명이 상기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명이 속하는 기술 분야에 대해 통상의 지식을 가진 사람이면, 첨부된 청구범위에 정의된 본 발명의 기술적 특징의 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시할 수 있음은 밝혀둔다.

110 : 광원 120 : 광 가이드
130 : 접촉부 210 : 제1 냉각 소자
220 : 열 전달부 230 : 제2 냉각소자
340 : 냉각 유로

Claims

치료 위치로 조사되는 치료광을 생성하는 광원;
치료 중 상기 치료 위치와 접촉되며, 적어도 일부가 상기 치료광이 통과하여 상기 치료 위치로 조사될 수 있도록 광 투과성 재질로 구성되는 접촉부;
상기 접촉부의 후측에 이격되어 배치되며, 상기 접촉부를 냉각시킬 수 있도록 구성되는 제1 냉각 소자; 및
상기 제1 냉각 소자의 구동시 상기 접촉부를 냉각시킬 수 있도록, 상기 제1 냉각 소자와 상기 접촉부를 열적으로 연결하는 열 전달부를 포함하는 광 치료장치.
제1항에 있어서,
상기 접촉부와 인접한 위치에 설치되어 상기 접촉부를 냉각시키는 제2 냉각 소자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 치료장치.
제2항에 있어서,
상기 제1 냉각 소자 및 상기 제2 냉각 소자는 각각 냉각 파트와 발열 파트를 포함하는 열전 소자로 구성되며,
상기 열 전달부는 내부에 휘발성 유체를 포함하는 히트 파이프로 구성되어, 상기 제1 냉각 소자의 냉각 파트와 상기 접촉부를 열적으로 연결하는 것을 특징으로 하는 광 치료장치.
제3항에 있어서,
상기 열 전달부의 일단은 상기 제1 냉각 소자의 냉각 파트에 연결되고,
상기 열 전달부의 타단은 일부가 상기 제2 냉각 소자의 발열 파트에 연결되고, 나머지가 상기 접촉부에 연결되는 것을 특징으로 하는 광 치료장치.
제2항에 있어서,
상기 접촉부는, 상기 치료 위치와 접촉하는 부분을 형성하며 상기 치료광이 통과하는 광 투과성 재질로 구성되는 윈도우 및 열 전도성 재질로 구성되어 상기 윈도우를 고정시키기 위한 팁 마운트를 포함하여 구성되며,
상기 열 전달부 또는 상기 제2 냉각 소자는 상기 팁 마운트에 접촉되게 설치되는 것을 특징으로 하는 광 치료장치.
제5항에 있어서, 상기 팁 마운트는,
내부에 상기 윈도우가 배치되는 개구가 형성된 몸체부; 및
상기 몸체부의 일측에 구비되어, 상기 열 전달부 또는 상기 제2 냉각 소자와 접촉하는 접촉면이 형성된 결합부;를 포함하는 광 치료장치.
제6항에 있어서,
상기 결합부는 상기 열 전달부 또는 상기 제2 냉각 소자와 접촉하는 면을 넓힐 수 있도록 상기 몸체부의 일측으로부터 상기 광원 방향으로 연장되는 구조로 구성되며, 상기 제2 냉각 소자가 안착되기 위한 리세스가 형성되는 것을 특징으로 하는 광 치료장치.
제7항에 있어서,
상기 리세스의 깊이는 상기 제2 냉각 소자의 두께보다 얕게 형성되는 것을 특징으로 하는 광 치료장치.
제6항에 있어서,
상기 팁 마운트는 상기 치료 위치의 온도를 감지하거나 또는 상기 치료 위치에 접촉되었는지 여부를 감지하기 위한 센서가 배치되도록 적어도 하나의 홀(hole)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 광 치료장치.
제2항에 있어서,
외관을 형성하며, 내부에 상기 광원이 배치되고, 상기 광이 조사되는 단부에 상기 접촉부가 설치되는 하우징을 더 포함하고,
상기 하우징은 상기 접촉부가 설치된 위치의 단면이 상기 광원이 설치된 위치의 단면보다 좁게 형성되는 것을 특징으로 하는 광 치료장치.
제10항에 있어서,
상기 제2 냉각 소자는 상기 제1 냉각 소자에 비해 치료 중 상기 치료 위치와 더 인접한 위치에 배치될 수 있도록 설치되며,
상기 제2 냉각 소자는, 상기 접촉부와 인접한 위치에서 컴팩트하게 설치될 수 있도록, 상기 제1 냉각 소자에 비해 작은 사이즈로 구성되는 것을 특징으로 하는 광 치료장치.
제10항에 있어서,
상기 제1 냉각 소자 및 상기 제2 냉각 소자는 각각 냉각 파트와 발열 파트를 포함하는 열전 소자로 구성되며,
상기 열 전달부는 상기 제1 냉각 소자의 냉각 파트와 상기 접촉부를 열적으로 연결하고, 상기 제1 냉각 소자의 발열부는 별도의 냉각 유로에 의해 냉각되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 광 치료장치.
제12항에 있어서,
상기 제1 냉각 소자의 발열부를 냉각시키는 상기 냉각 유로는 상기 광원과 인접한 위치를 통과하여 상기 광원에서 발생되는 열을 냉각시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 광 치료장치.
제13항에 있어서,
상기 냉각 유로를 순환하는 냉매를 냉각시키기 위한 제3 냉각 소자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 치료장치.
하우징;
상기 하우징의 내부에 설치되어, 치료 위치로 조사되는 치료광을 생성하는 광원;
상기 하우징에서 상기 치료광이 조사되는 단부에 설치되며, 치료 중 상기 치료 위치와 접촉되고, 적어도 일부가 상기 치료광이 통과하여 상기 치료 위치로 조사될 수 있도록 광 투과성 재질로 구성되는 접촉부; 및
상기 치료 위치와 접촉하는 접촉부를 냉각할 수 있도록 구성되며, 상기 접촉부와 이격되어 배치되는 열전 소자 및 상기 열전 소자의 냉각 파트와 상기 접촉부를 열적으로 연결하는 열 전달부를 포함하는 냉각부를 포함하는 광 치료장치.