WO2011074778A2 - 적외선 오피오레이저를 이용한 지방제거 방법 및 장치 - Google Patents

적외선 오피오레이저를 이용한 지방제거 방법 및 장치 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a method and apparatus for removing fat in vivo using an infrared opiolaser.
  • an infrared OPO Optical
  • a pump laser having a wavelength of about 1,064 nm
  • a method and apparatus for removing fat using an infrared opiolaser which can remove fat in vivo more effectively by directly irradiating fat in vivo with two wavelength infrared lasers of about 2,300 nm and about 1,980 nm generated from Parametric Oscillator) will be.
  • 'prior document 1' a 930 nm wavelength, 1230 nm wavelength, 1700 nm wavelength, and The 2300nm wavelength of light has absolutely high absorption in the body fat, and especially when the light of the wavelength is irradiated to the in vivo skin by using the advantage that is more than twice as high as the absorption of the corresponding wavelength for water constituting most of the body -Invasive method can be applied to heat the body fat, thereby destroying the fat tissue, suggesting that it is possible to lose weight.
  • the infrared light of 2300nm wavelength has high absorptivity in adipose tissue as well as absolute absorption in the outer skin, so it is impossible to remove the body fat without damaging the outer skin, and it is possible to dissolve the body fat only by invasive method.
  • Document 1 a method of effectively removing adipose tissue by selectively using only infrared light having a high power of 1,200 nm wavelength or 2,300 nm wavelength is proposed.
  • the Republic of Korea Patent Publication No. 798635 (Invention name: fat removal laser device; referred to as 'prior document 2') can selectively irradiate the laser beam outside and inside the skin, and at the same time of the wavelength that can be oscillated from the laser diode
  • a laser device has been proposed to efficiently remove fat by using a laser of 930 nm wavelength having a high absorption of fat.
  • the laser oscillator 110 for outputting a laser beam;
  • a first optical fiber 112 for guiding the laser beam output from the laser oscillator 110;
  • a first parallel light conversion unit (120) positioned at an output end of the first optical fiber (112) and converting the laser beam guided through the optical fiber (112) into parallel light so as not to diverge;
  • the parallel laser beam incident from the first parallel light conversion unit 120 is converted into linear polarization and transmitted, and the reflected light that is refracted and retarded after being reflected from the second optical fiber 160 is reflected by the laser oscillation unit (
  • a polarizer that prevents feedback to 110; Transmitting the linearly polarized laser beam incident from the polarizer into light of circular polarization, and converting and transmitting the circularly polarized laser beam reflected from the second optical fiber 160 to light of linear polarization.
  • Phase delay unit 140 Phase delay unit 140; A convergent lens 150 for converging a circularly polarized laser beam through the phase delay unit 140; A second optical fiber 160 for guiding the beam converged by the converging lens 150 to subcutaneous fat of the skin; And a fiber cutting timing detector 170 which measures the amount of energy of the laser beam reflected by the polarizer after being reflected at the end of the second optical fiber 160 and outputs a fiber cutting notification signal when the set amount of energy is reached. ; And an alarm 172 for outputting an alarm signal based on the fiber cutting notification signal received from the fiber cutting timing detector 170.
  • the optical fiber 160 can be selectively irradiated with the laser beam outside and in the skin by selectively providing the contact tip 194 or the cannula 180, and in the laser diode Fat can be efficiently removed by using a laser of 930nm wavelength, which has high absorption of fat among the oscillable wavelengths.
  • the laser of 930nm wavelength is only about 0.1, the absorption of fat and the difference between the absorption of water is not so large that not only the energy efficiency is reduced to remove fat tissue, but also to other organs There is a high risk of damage.
  • the inventors have used an infrared opiolaser that can remove fat in vivo in a way that is more energy efficient, faster, and at a lower risk of damaging other organs, using a laser light of a particular wavelength.
  • Inventions and methods for removing fat in vivo have been invented.
  • the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to use a laser light of a specific wavelength in a manner that is more energy efficient, faster, and at a lower risk of damaging other organs. It is to provide a method and apparatus for removing fat using an infrared opiolaser which can remove fat in vivo more effectively.
  • the present invention is provided with a pump light having a wavelength of about 1,064nm, which can output a laser light of about 1,980nm wavelength and about 2,300nm wavelength using the pump light as a light source.
  • Opiolasers A converging lens that converges the output of the opiolaser; An optical fiber capable of guiding laser light converged by the converging lens; A plastic-metal needle capable of inserting a plastic needle into which one end of the optical fiber is inserted; And a temperature controller configured to measure and monitor the skin temperature of the site where the plastic-metal needle is inserted to remove fat, and to cool the skin or stop laser irradiation when the measured temperature is equal to or greater than a predetermined safe temperature.
  • the present invention relates to a fat removal device using an infrared opiolaser.
  • the present invention includes a pump light having a wavelength in the range of about 1,054 nm to about 1,074 nm, wherein the pump light is used as a light source and a wavelength in the range of about 1,970 nm to about 1,990 nm and about 2,290 nm to about 2,310.
  • an opiolaser capable of outputting laser light in the wavelength range of nm; It is detachably positioned on the line where the output light of the opiolas travels, and reflects light in the wavelength range of about 1,970 nm to about 1,990 nm of the output light of the opiolaser, and only light in the wavelength range of about 2,290 nm to about 2,310 nm.
  • a dichroic light filter for selectively transmitting;
  • a converging lens that converges the output of the opiolaser passing through the dichroic light filter;
  • An optical fiber capable of guiding laser light converged by the converging lens;
  • a plastic-metal needle capable of inserting a plastic needle into which one end of the optical fiber is inserted.
  • the present invention includes a laser having a pump light as a source, an optical fiber for guiding the output of the laser to adipose tissue, and a needle into which one end of the optical fiber is inserted, wherein the laser is about 1,054 nm to about 1,074.
  • Infrared opi laser characterized in that the opio laser capable of receiving a pump light having a wavelength in the wavelength range of about 1,970nm to about 1,990nm and a laser light in the wavelength range of about 2,290nm to about 2,310nm
  • the present invention relates to an apparatus for removing fat using an laser.
  • the pump light is characterized in that the output light of a diode pumped solid state (Diode Pumped Solid State) laser.
  • Diode pumped solid state Diode Pumped Solid State
  • the pump light is characterized in that the output light of the fiber (Fiber) laser.
  • the opiolaser the input mirror device for receiving the pump light and reflects the infrared light generated inside the opiolaser;
  • a nonlinear crystal for generating and amplifying opiolaser light through interaction with the pump light received from the input mirror device;
  • an output mirror device which outputs a part of the infrared light generated in the nonlinear crystal and reflects the rest.
  • the non-linear crystal is a ferroelectric crystal in which the polarization is periodically inverted by receiving pump light having a wavelength of about 1,064 nm and outputting laser light having a wavelength of about 1,980 nm and about 2,300 nm.
  • the nonlinear crystal is a PPLN (linear biopolar Lithium Niobate (LiNbO3)) nonlinear crystal capable of receiving laser light having a wavelength of about 1,980 nm and about 2,300 nm by receiving pump light having a wavelength of about 1,064 nm. do.
  • PPLN linear biopolar Lithium Niobate (LiNbO3)
  • the nonlinear crystal is a PPMgSLT (periodically poled MgO-doped Stoichiometric Lithium Tantalate (LiTaO3)) nonlinear crystal capable of receiving a pump light having a wavelength of about 1,064 nm and outputting laser light having a wavelength of about 1,980 nm and about 2,300 nm. It is characterized by that.
  • PPMgSLT peripherally poled MgO-doped Stoichiometric Lithium Tantalate (LiTaO3) nonlinear crystal capable of receiving a pump light having a wavelength of about 1,064 nm and outputting laser light having a wavelength of about 1,980 nm and about 2,300 nm. It is characterized by that.
  • the plastic-metal needle the skin penetrating metal needle having a handle at one end; And a plastic needle surrounding a circumference of the metal needle and having an optical fiber fixture formed at one end and an inclined surface at the other end thereof.
  • plastic-free metal needles surrounding the needle instead of plastic-metal needles.
  • the temperature control unit comprises a camera for photographing the skin of the area where the adipose tissue is removed; A temperature sensor for measuring a temperature by receiving infrared rays emitted from the skin of the region where the adipose tissue is removed; A cooler for cooling the skin of the area where the adipose tissue is removed; And a color table and a safety temperature, which are connected to the camera, the temperature sensor and the cooler, to set the temperature in color, convert the measured temperature received from the temperature sensor into color, and if the measured temperature is equal to or greater than the safe temperature, It characterized in that it comprises a processor to control the cooler to lower the skin temperature of the area where the adipose tissue is removed or to stop the laser irradiation.
  • the temperature controller is connected to the processor for displaying a color corresponding to the measured temperature on the photographed image of the camera; characterized in that it further comprises a.
  • an output of an opiolaser which receives pump light having a wavelength ranging from about 1,054 nm to about 1,074 nm and outputs laser light having a wavelength ranging from about 1,970 nm to about 1,990 nm and a wavelength ranging from about 2,290 nm to about 2,310 nm.
  • the fat removal step of removing the fat by converging to the convergence lens to be transferred to the fat layer through the optical fiber characterized in that it relates to a fat removal method using an infrared opiolaser.
  • a temperature control step of displaying, monitoring and controlling the skin temperature of the site where the fat is removed in the fat removal step by the temperature controller;
  • a discharging step of discharging the residue of the fat removed in the fat removing step to the outside through the inside of the plastic needle.
  • the laser irradiation direction of the optical fiber inserted into the plastic needle is directed to be directed away from the patient's dermis.
  • the fat removing step is a light having a wavelength of about 1,970nm to about 1,990nm and a high degree of water for the output light of the opiolaser to remove the fat of the thick fat layer and about 2,290nm to Irradiating light at a wavelength in the range of about 2,310 nm to the center of the thick fat layer at the same time.
  • the fat removing step is to reflect the light of the wavelength range of about 1,970nm to about 1,990nm of the output light of the opiolaser between the opiolaser and the converging lens in order to remove the fat of the thin portion of the fat layer
  • the temperature control step the step of continuously receiving the skin image and the temperature of the region from which the fat is removed through the camera and the temperature sensor; A conversion step of synthesizing the color expressed on the image by converting the temperature input in the measuring step by a color table through a processor; A comparison step of determining whether the input temperature is greater than or equal to the safety temperature by comparing the temperature input in the measuring step with a safety temperature; And a control step of maintaining the temperature below the safety temperature or stopping the laser irradiation when the input temperature is greater than the safety temperature as a result of the determination of the comparison step.
  • infrared light having a wavelength of about 1,980 nm and about 2,300 nm simultaneously generated through an infrared opiolaser can be used for fat removal, energy efficiency is very high.
  • the infrared light having a wavelength of about 1,980 nm among the output light of the infrared opiolaser has a very high absorption of moisture
  • the infrared light having a wavelength of about 2,300 nm has a very high absorption of fat.
  • the present invention even when the fat layer is thin, it is possible to selectively remove fat using infrared light of about 2,300 nm wavelength by using a dichroic filter, so that the treatment equipment itself can be changed according to the size of the fat tissue changed during the fat removal procedure. It is more efficient because it does not need to be used, and the infrared light of about 2,300 nm wavelength has a very high absorption of fat, so the depth of penetration is relatively short and does not affect surrounding tissue. Therefore, even fat adjacent to skin or muscle can be removed safely. The advantage is that you can.
  • FIG. 2 is a configuration diagram schematically showing the configuration of the apparatus described in Prior Art 2;
  • FIG. 3 is a block diagram showing a specific embodiment of the fat removal device using an infrared opiolaser according to an embodiment of the present invention
  • FIGS. 4 and 5 are diagrams exemplarily illustrating a configuration of a fat removing device using an infrared opiolaser according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of a plastic-metal needle according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 7 and 8 is a configuration diagram illustrating a configuration of a temperature control unit according to the present invention.
  • FIG. 9 is an explanatory diagram for explaining a method for removing fat using a fat removal device using an infrared opiolaser according to the present invention.
  • 10 to 12 are flowcharts illustrating a fat removal method using an infrared opiolaser according to the present invention.
  • the term “about” as used herein is generally within 5%, preferably within 3%, more preferably of a given value or range. Preferably within 1%. Numerical values described herein are in the general sense, and the term “about” means that it can be estimated unless otherwise specified.
  • FIG 3 is a block diagram showing a specific embodiment of the fat removal apparatus using an infrared opiolaser according to an embodiment of the present invention
  • Figures 4 and 5 using an infrared opiolaser according to an embodiment of the present invention It is a block diagram which shows the structure of a fat removal apparatus illustratively.
  • the fat removal apparatus using an infrared opiolaser is the opiolaser 20, the converging lens 40, the optical fiber 50, the plastic-metal needle or It may include a metal needle 60 and the temperature control unit 70. Also optionally, the dichroic light filter 30 may be further included.
  • the opiolaser 20 uses about 1,970 nm to about pump light of a diode pumped solid state (DPSS) laser that outputs about 1,064 nm wavelength or a fiber laser that outputs a wavelength of about 1,054 nm to about 1,074 nm. It serves to output laser light having a wavelength of 1,990 nm and a wavelength of about 2,290 nm to about 2,310 nm.
  • DPSS diode pumped solid state
  • the converging lens 40 serves to converge the output of the opiolas 20.
  • the optical fiber 50 serves to guide the laser light converged by the converging lens 40 to the adipose tissue.
  • the plastic-metal needle 60 is configured to insert a plastic needle into which one end of the optical fiber 50 is inserted, and may optionally insert the optical fiber using only metal needles instead of the plastic-metal needles.
  • the temperature control part 70 measures and monitors the skin temperature of the site where the tissue tissue is removed by inserting the plastic-metal needle 60 by contact or non-contact, and cools the skin when the measured temperature is equal to or greater than the set safety temperature. To reduce or cut off the laser output.
  • the dichroic light filter 30 is selectively detachable and is detachably positioned on a line through which the output light of the opiolas 20 travels, and has a wavelength of about 1,970 nm to about 1,990 nm of the output light of the opiolas 20. Reflects light and selectively transmits only light having a wavelength of about 2,290 nm to about 2,310 nm.
  • the opiolas 20 receives input of pump light having a wavelength of about 1,064 nm and reflects infrared light generated inside the opiolas 20. ;
  • a nonlinear crystal 22 for generating and amplifying opiolaser light having a wavelength of about 1,980 nm and about 2,300 nm through interaction with the pump light input from the input mirror device 21; It may include an output mirror device 23 for outputting a portion of the infrared light generated in the non-linear crystal 22 and reflects the rest.
  • the aforementioned nonlinear crystal 22 receives pump light of about 1,064 nm wavelength and has about 1,980 nm wavelength and about 2,300. It is preferable to use ferroelectric crystals that invert polarization periodically, such as PPLN (periodically poled Lithium Niobate: LiNbO3) and / or PPMgSLT (periodically poled MgO-doped Stoichiometric Lithium Tantalate: LiTaO3) that outputs laser light at a wavelength of nm.
  • PPLN peripherally poled Lithium Niobate: LiNbO3
  • PPMgSLT peripheral photonic Lithium Tantalate
  • the infrared light having a wavelength of about 1,980 nm among the above-described outputs of the opiolaser 20 is light having a wavelength of high absorption in water after about 3,100 nm, as shown in FIG. 1, and about 2,300 nm. Infrared light can be seen that the wavelength of absorption of fat is the highest.
  • the adipose tissue in the living body is not merely composed of fat but contains a large amount of moisture, the adipose tissue is irradiated with infrared light of about 1,980 nm wavelength and about 2,300 nm wavelength, which are output light of the opiolaser 20 described above. In this way, fat can be destroyed in a short time with high energy efficiency.
  • a large amount of fat can be safely decomposed at the center of the thick fat by using about 1,980 nm laser having a high absorption in water and about 2,300 nm laser having a particularly high absorption in fat.
  • lipolysis of the relatively thinned fat layer 903 in the region close to the skin and the deep layer muscle is performed by using the dichroic light filter 30, as shown in FIG.
  • the light reflects and selectively transmits light of about 2,300 nm wavelength that preferentially decomposes fat, thereby outputting as much fat as possible adjacent to the skin and muscles without damaging the skin and muscles.
  • the adipose tissue has a very high absorption coefficient for both wavelengths of light, so the depth of penetration is shortened, thereby reducing the risk of damage to other tissues in the vicinity and removing the adipose tissue in a short time.
  • the plastic-metal needle 60 is a needle-shaped metal penetrating metal needle 61 having a handle 62 formed at one end thereof and a cylindrical shape surrounding the circumference of the metal needle 61. 50)
  • the fixture 64 is formed, and the other end is composed of a plastic type plastic needle 63 through which a laser that does not react to a living body having an inclined surface 65 formed thereon passes well.
  • the optical fiber 50 is inclined so that its end portion can be irradiated with laser at various angles such as 30 °, 45 °, 60 °, 90 °, 120 °, 180 °, and the end of the irradiated fiber is about 1 mm long. It consists of a variety of optical fibers 50 according to the output of the laser to irradiate and vary the length of about 40mm in the region and the thickness of the fat to be treated can be inserted into the required type of optical fiber 50 as needed will be.
  • the diameter of the metal needle 61 is preferably used 16G-24G, which will not leave a scar on the skin even if inserted into the skin.
  • this plastic-metal needle 60 is shown in FIG. 6, by inserting the plastic-metal needle 60 into the subcutaneous fat layer 903 and removing the metal needle 61 of the plastic-metal needle 60. Only the plastic needle 63 through which the inner laser can pass easily remains in the fat layer 903, and the inclined surface 65 of the end of the plastic needle 63 is designed as long as necessary so that the inclined surface 65 of the fat layer 903 Direct the fiber only to the inclined surface 65 so that the laser is directed in the deep direction of the fat layer 903, and then the lasers of about 1,980 nm and about 2,300 nm are simultaneously or sequentially oscillated as necessary to decompose fat. will be.
  • the temperature controller 70 may include a camera 71, a temperature sensor 72, a cooler 73, and a processor 74. It may also further include a display 75.
  • the camera 71 photographs the skin of the area where the fat tissue is removed.
  • the temperature sensor 72 receives the infrared rays emitted from the skin of the region where the adipose tissue is removed and serves to measure the temperature.
  • the cooler 73 serves to cool the skin of the site where the adipose tissue is removed.
  • the processor 74 is connected to the camera 71, the temperature sensor 72 and the cooler 73, and proposes a color table for expressing the temperature in color and suggests a skin temperature so as not to damage the tissues other than burns or fats.
  • the safety temperature is set to convert the measurement temperature received from the temperature sensor 72 into color, and when the measurement temperature is equal to or greater than the safety temperature, the cooler 73 is controlled to lower the skin temperature at the site where the fat tissue is removed. It plays the role of making it work.
  • the display 75 is connected to the processor 74 and displays a color corresponding to the measurement temperature on the photographed image of the camera 71.
  • the temperature control unit 70 controls to automatically stop the laser irradiation when the temperature of the skin rises above the safe temperature of 44 degrees
  • the device may be configured or a program for such operation may be included in the processor 74.
  • the temperature sensor 72 can measure the surface temperature of the skin in a non-contact manner, such as a pyrometer sensor, a radiation sensor, the skin surface and the skin
  • the method may directly include a method of directly measuring the temperature of the skin by inserting the tip of the temperature sensor 72 directly on the outermost surface of the dermal layer or fat layer 903.
  • the cooler 73 is cooled by being supplied with electricity by a temperature drop spray spraying to lower the temperature of the skin surface under the control of the processor 74 described above, or by a cooling fan or a contact cooling method in contact with the skin. Note that it may be configured as a cold plate or the like.
  • the display 75 can display a color corresponding to the measurement temperature on the photographed image of the camera 71, the display 75 is not particularly limited even if it uses a known component.
  • the temperature controller 70 acquires an image and a temperature of the skin surface of the area where the adipose tissue is removed by using the camera 71 and the temperature sensor 72, and receives the obtained image and temperature into the processor 74. Converts the temperature into a color by using a color table, synthesizes the image into an input image, displays it on the display 75, and compares the measured measured temperature with a set safe temperature (about 44 degrees) to determine that the measured temperature is higher than the safe temperature. It is configured to operate the cooler 73 to maintain the skin temperature below the safety temperature.
  • 10 to 12 are flowcharts illustrating a fat removal method using an infrared opiolaser according to the present invention.
  • 10 to 12 a method of removing a subcutaneous fat layer by using a fat removal device using an infrared opiolaser will be described. In the meantime, description of overlapping contents will be omitted.
  • the fat removing method using an infrared opiolaser includes an inlet forming step S10, an inserting step S20, and a fat removing step S30. In addition, it may further include a temperature control step (S40) and the discharge step (S50). Alternatively, instead of S10 and S20, a metal needle insertion step S10 ′ and an optical fiber insertion step S20 ′ may be included.
  • Inlet formation step (S10) is a step of forming an inlet in the patient skin and inserting the plastic-metal needle 60 into the subcutaneous fat layer.
  • the inserting step (S20) is a step of inserting the plastic-metal needle 60 subcutaneously, removing the metal needle 61 and inserting the optical fiber 50 into the inserted plastic needle 63.
  • the metal needle insertion step (S10 ') is a step of forming an inlet in the patient skin and inserting the metal needle into the subcutaneous fat layer.
  • the optical fiber insertion step (S20 ') is a step of inserting the optical fiber 50 into the metal needle.
  • the fat removal step (S30) receives the pump light having a wavelength in the range of about 1,054nm to about 1,074nm and outputs the laser light having a wavelength in the range of about 1,970nm to about 1,990nm and a wavelength in the range of about 2,290nm to about 2,310nm.
  • the output of the laser 20 is converged to the converging lens 40 to be transferred to the fat layer through the optical fiber 50 to remove fat.
  • the temperature control step (S40) is a step of displaying, monitoring and controlling the skin temperature of the site where the fat is removed in the fat removal step (S30) by the temperature control unit 70.
  • Discharge step (S50) is a step of discharging the residue of fat removed in the fat removal step (S30) to the outside through the plastic needle (63).
  • the fat removal step (S30) is input to the pump light of 1,064nm wavelength in order to remove the fat of the thick layer of fat layer 903
  • the laser outputs laser light of about 1,980 nm wavelength and about 2,300 nm wavelength through the laser, and transmits the output light into the fat layer through the fiber.
  • an output light adjusting step S31 for mounting the dichroic light filter 30 between the opiolaser 20 and the converging lens 40 is further performed.
  • the light of the wavelength range of about 1,970nm to about 1,990nm of the output light of the opiolas 20 is reflected and output only the laser light of the wavelength range of 2,290nm to about 2,310nm and through the fiber Transfer the output light into the fat layer.
  • the inclined surface 65 of the plastic needle 63 as shown in Figure 9, it is preferable to direct the output light of the opiolas 20 to be directed away from the patient's dermis.
  • In vivo fat removal method and apparatus using an infrared opiolaser according to the present invention can remove the fat present in the body more efficiently and effectively can be applied to various medical and cosmetic fields.

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Abstract

본 발명은 적외선 오피오레이저를 이용한 생체 내 지방제거 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 에너지 효율이 높고 신속한 생체 내 지방제거를 수행하기 위해, 약 1,064nm 파장의 펌프레이저를 광원으로 사용한 적외선 OPO(Optical Parametric Oscillator)로부터 발생되는 약 2,300nm 및 약 1,980nm의 두 파장 적외선 레이저를 생체 내 지방에 직접 조사함으로써, 생체 내 지방을 보다 안전하고 효과적으로 제거할 수 있는 적외선 오피오레이저를 이용한 지방제거 방법 및 장치에 관한 것이다.

Description

적외선 오피오레이저를 이용한 지방제거 방법 및 장치
본 발명은 적외선 오피오레이저를 이용한 생체 내 지방제거 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 에너지 효율이 높고 신속한 생체 내 지방제거를 수행하기 위해, 약 1,064nm 파장의 펌프레이저를 광원으로 사용한 적외선 OPO(Optical Parametric Oscillator)로부터 발생되는 약 2,300nm 및 약 1,980nm의 두 파장 적외선 레이저를 생체 내 지방에 직접 조사함으로써, 생체 내 지방을 보다 효과적으로 제거할 수 있는 적외선 오피오레이저를 이용한 지방제거 방법 및 장치에 관한 것이다.
US patent 6,605,080 B1(발명의 명칭 : METHOD AND APPARATUS FOR THESELECTIVE TARGETING OF LIPID-RICH TISSUES ; 이하 '선행문헌1'이라 함)에 의하면, 도 1로 도시한 바와 같이, 930nm 파장, 1230nm 파장, 1700nm 파장 및 2300nm 파장의 빛은 생체 지방에서 흡수가 절대적으로 높을 뿐 아니라, 특히 생체의 대부분을 구성하는 물에 대한 해당파장의 흡수보다 2배 이상 높은 이점을 이용하여 해당 파장의 빛을 생체외피에 조사하면 non-invasive한 방법으로도 체내 지방에 열을 가할수 있으며, 그로 인하여 지방조직을 파괴하여 체중감량이 가능함을 제시하였다. 그러나 임상적으로 2300nm 파장의 적외선 광의 경우 지방조직에서의 흡수율 뿐 아니라 외피에서의 절대적 흡수량이 높아 외피의 손상 없이 체내의 지방을 제거하는 것은 불가능하며 invasive한 방법으로 만 체내지방을 녹이는 것이 가능하여 선행문헌1에서도 고출력의 1,200nm 파장이나 2,300nm 파장의 적외선광 만을 선택적으로 사용하여 효과적으로 지방조직을 제거하는 방법을 제시하였다.
또한 대한민국 등록특허공보 제798635호(발명의 명칭 : 지방 제거용 레이저장치 ; 이하 '선행문헌2'라 함)는 피부 밖과 안에서 선택적으로 레이저빔을 조사할수 있고, 동시에 레이저다이오드에서 발진 가능한 파장 중 지방의 흡수도가 높은930nm 파장의 레이저를 이용함으로써 지방을 효율적으로 제거할 수 있도록 한 레이저 장치를 제안하였다.
이러한 선행문헌2는 도 2에서 보는 바와 같이, 레이저빔을 출력하는 레이저발진부(110); 상기 레이저발진부(110)에서 출력되는 레이저빔을 가이드하는 제1 광화이버(112); 상기 제1 광화이버(112)의 출력단에 위치하여 광화이버(112)를 통해서 안내된 레이저빔이 발산되지 않도록 평행광으로 변환하는 제1 평행광변환부(120); 상기 제1 평행광변환부(120)로부터 입사된 평행 레이저빔을 선형 편광(Linear Polraization)으로 변환하여 투과시키고, 제2 광화이버(160)로부터 반사된 후 굴절되고 위상 지연된 반사광이 상기 레이저발진부(110)로 피드백(feedback)되는 것을 차단하는 편광자; 상기 편광자부터 입사된 선형 편광된 레이저빔을 원형 편광(Circular Polraization)의 광으로 변환하여 투과시키며, 제2 광화이버(160)로부터 반사된 원형 편광의 레이저빔을 선형 편광의 광으로 변환하여 투과시키는 위상지연기(140); 상기 위상지연기(140)를 통과하여 원형 편광된 레이저빔을 수렴하는 수렴렌즈(Convergent lens)(150); 상기 수렴렌즈(150)에 의해 수렴된 빔을 피부 피하 지방으로 가이드하는 제2광화이버(160); 및 상기 제2 광화이버(160)의 종단에서 반사된 후 다시 상기 편광자에서 반사되는 레이저빔의 에너지양을 측정하여 설정된 에너지양에 도달한 경우 화이버절단알림신호를 출력하는 화이버절단시기검출부(170); 및 상기 화이버절단시기검출부(170)으로부터 수신한 화이버절단알림신호를 기초로 경보신호를 출력하는 경보기(172)를 포함하여 구성된다.
그로 인해, 선행문헌2의 장치에 따르면, 광화이버(160)에 선택적으로 접촉팁(194) 또는 캐뉼러(180)를 구비함으로써 피부 밖과 안에서 선택적으로 레이저빔을 조사할 수 있고, 레이저다이오드에서 발진 가능한 파장 중 지방의 흡수도가 높은 930nm파장의 레이저를 이용함으로써 지방을 효율적으로 제거할 수 있게 된다.
그러나, 930nm 파장의 레이저는 도 1에서도 확인할 수 있는 바와 같이, 지방에 대한 흡수도가 0.1 정도에 불과하고 물에 대한 흡수도와 차이가 크지 않아 지방조직을 제거하는데 에너지효율이 떨어질 뿐 아니라 다른 장기에 손상을 줄 위험이 높은 문제가 있다.
따라서, 본 발명자들은 특정한 파장의 레이저광을 이용하여, 보다 에너지 효율이 높고, 보다 신속하며, 다른 장기에 손상을 줄 위험이 매우 작은 방식으로 생체 내 지방을 제거할 수 있는 적외선 오피오레이저를 이용한 생체 내 지방제거 방법 및 장치를 발명하기에 이르렀다.
본 발명은 상술된 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 특정한 파장의 레이저광을 이용하여 보다 에너지 효율이 높고, 보다 신속하며, 다른 장기에 손상을 줄 위험이 매우 작은 방식으로 보다 효과적으로 생체 내 지방을 제거할 수 있는 적외선 오피오레이저를 이용한 지방제거 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 목적은, 제거하려는 지방 조직의 크기 및 규모 등에 따라 적외선 오피오레이저의 출력광을 선택적으로 조절함으로써 효과적으로 지방을 제거하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 하나의 양태로서 본 발명은, 약 1,064nm의 파장을 갖는 펌프광을 구비하며, 상기 펌프광을 광원으로 하여 약 1,980nm 파장 및 약 2,300nm 파장의 레이저광을 출력할 수 있는 오피오레이저; 상기 오피오레이저의 출력을 수렴하는 수렴렌즈; 상기 수렴렌즈에 의하여 수렴된 레이저광을 가이드할 수 있는 광섬유; 내부에 상기 광섬유의 일단이 삽입되는 플라스틱 니들을 삽입할 수 있는 플라스틱-메탈 니들; 및 상기 플라스틱-메탈 니들이 삽입되어 지방이 제거되는 부위의 피부 온도를 측정 및 감시하여 측정된 온도가 기설정된 안전 온도 이상이면 상기 피부를 냉각시키거나 레이저 조사를 중지시키는 온도조절부;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 적외선 오피오레이저를 이용한 지방제거 장치에 관한 것이다.
또한 다른 하나의 양태로서 본 발명은, 약 1,054nm 내지 약 1,074nm 범위의 파장을 갖는 펌프광을 구비하며, 상기 펌프광을 광원으로 하여 약 1,970nm 내지 약 1,990nm 범위의 파장 및 약 2,290nm 내지 약 2,310nm 범위의 파장의 레이저광을 출력할 수 있는 오피오레이저; 상기 오피오레이저의 출력광이 진행하는 선상에 탈착식으로 위치하며, 상기 오피오레이저의 출력광 중 약 1,970nm 내지 약 1,990nm 범위 파장의 빛은 반사시키고 약 2,290nm 내지 약 2,310nm 범위 파장의 빛만 선택적으로 투과시키는 이색광필터; 상기 이색광필터를 통과한 오피오레이저의 출력을 수렴하는 수렴렌즈; 상기 수렴렌즈에 의하여 수렴된 레이저광을 가이드할 수 있는 광섬유; 및 내부에 상기 광섬유의 일단이 삽입되는 플라스틱 니들을 삽입할 수 있는 플라스틱-메탈 니들을 포함하는 것을 특징으로 하는, 적외선 오피오레이저를 이용한 지방제거 장치에 관한 것이다.
또한 다른 하나의 양태로서 본 발명은, 펌프광을 소스로 하는 레이저, 상기 레이저의 출력을 지방 조직으로 가이드하는 광섬유, 상기 광섬유의 일단이 삽입되는 니들을 포함하며, 상기 레이저는 약 1,054nm 내지 약 1,074nm 범위의 파장을 갖는 펌프광을 입력 받아 약 1,970nm 내지 약 1,990nm 범위의 파장 및 약 2,290nm 내지 약 2,310nm 범위의 파장의 레이저광을 출력할 수 있는 오피오레이저인 것을 특징으로 하는, 적외선 오피오레이저를 이용한 지방제거 장치에 관한 것이다.
바람직하게는, 상기 펌프광은 다이오드 펌프 솔리드 스테이트(Diode Pumped Solid State) 레이저의 출력광인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 펌프광은 파이버(Fiber) 레이저의 출력광인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 오피오레이저는, 상기 펌프광을 입력받고 상기 오피오레이저 내부에서 발생하는 적외선광을 반사시키는 입력거울장치; 상기 입력거울장치로부터 입력받은 펌프광과 상호 작용을 통해 오피오레이저 광을 발생시키고 증폭시키는 비선형결정; 및 상기 비선형결정에서 발생한 적외선광의 일부를 출력시키고 나머지는 반사시키는 출력거울장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 비선형결정은 약 1,064nm 파장의 펌프광을 입력받아 약 1,980nm 파장 및 약 2,300nm 파장의 레이저 광을 출력할 수 있는 주기적으로 분극을 반전시킨 강유전체결정인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 비선형결정은 약 1,064nm 파장의 펌프광을 입력받아 약 1,980nm 파장 및 약 2,300nm 파장의 레이저 광을 출력할 수 있는 PPLN(periodically poled Lithium Niobate (LiNbO3)) 비선형결정인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 비선형결정은 약 1,064nm 파장의 펌프광을 입력받아 약 1,980nm 파장 및 약 2,300nm 파장의 레이저 광을 출력할 수 있는 PPMgSLT(periodically poled MgO-doped Stoichiometric Lithium Tantalate (LiTaO3)) 비선형결정인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 플라스틱-메탈 니들은, 일단에 핸들이 형성된 피부 관통용 메탈니들; 및 상기 메탈니들의 둘레를 둘러싸며, 일단에 광섬유 고정구가 형성되고, 타단에 경사면이 형성된 플라스틱니들; 또는 플라스틱-메탈 니들 대신에 니들을 둘러싼 플라스틱이 없는 메탈니들만을 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 온도조절부는 지방 조직이 제거되는 부위의 피부를 촬영하는 카메라; 상기 지방조직이 제거되는 부위의 피부에서 방사되는 적외선을 수광하여 온도를 측정하는 온도센서; 상기 지방조직이 제거되는 부위의 피부를 냉각시키는 냉각기; 및 상기 카메라, 온도센서 및 냉각기와 연결되고, 온도를 색으로 표현하기 위한 색테이블과 안전온도가 설정되어 상기 온도센서로부터 입력받은 측정온도를 색으로 변환하고, 상기 측정온도가 안전온도 이상이면 상기 냉각기를 제어하여 상기 지방조직이 제거되는 부위의 피부 온도를 낮추거나 레이저 조사를 중지 시키도록 하는 프로세서를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 온도조절부는, 상기 프로세서에 연결되어 상기 카메라의 촬영영상위에 측정온도에 해당하는 색을 표시하는 디스플레이;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 다른 하나의 양태로서 본 발명은,
(a) 피부에 유입구를 형성하도록 플라스틱-메탈 니들을 피하 지방 층으로 삽입하는 유입구형성단계;
(b) 상기 플라스틱-메탈 니들을 피하로 삽입 한 후 메탈니들을 빼고 삽입되어있는 플라스틱니들 내로 광섬유를 삽입하는 삽입단계; 및
(c) 약 1,054nm 내지 약 1,074nm 범위의 파장의 펌프광을 입력받아 약 1,970nm 내지 약 1,990nm 범위의 파장 및 약 2,290nm 내지 약 2,310nm 범위의 파장의 레이저광을 출력하는 오피오레이저의 출력을 수렴렌즈로 수렴하여 광섬유를 통해 지방 층 내로 이송되도록 하여 지방을 제거하는 지방제거단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 적외선 오피오레이저를 이용한 지방제거 방법에 관한 것이다.
바람직하게는, (d) 상기 지방제거단계에서 지방 제거가 이루어지는 부위의 피부 온도를 온도조절부에 의해 표시, 감시 및 조절되는 온도조절단계; 및 (e) 상기 지방제거단계에서 제거된 지방의 잔류물을 플라스틱니들 내부를 통해 외부로 배출시키는 배출단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 지방제거단계에서 상기 플라스틱니들내부로 삽입된 광섬유의 레이저 조사 방향이 환자의 진피로부터 먼쪽으로 지향시키도록 함을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 지방제거단계는 지방층이 두터운 부위의 지방을 제거하기 위하여 오피오레이저의 출력광 중 수분에대한 g수도가 높은 약 1,970nm 내지 약 1,990nm 범위의 파장의 빛과 약 2,290nm 내지 약 2,310nm 범위의 파장의 빛을 동시에 두터운 지방층의 중심부에 조사시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 지방제거단계는 지방층이 얇은 부위의 지방을 제거하기 위하여 오피오레이저와 수렴렌즈 사이에 상기 오피오레이저의 출력광 중 약 1,970nm 내지 약 1,990nm 범위의 파장의 빛은 반사시켜 버리고 약 2,290nm 내지 약 2,310nm 범위의 파장의 빛만 선택적으로 투과시키는 이색광필터를 창작시키는 출력광조절단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 온도조절단계는, 지방이 제거되는 부위의 피부 영상 및 온도를 카메라 및 온도센서를 통해 연속적으로 입력받는 측정단계; 프로세서를 통해 상기 측정단계에서 입력된 온도를 색테이블에 의해 변환하여 표현되는 색상을 상기 영상 위에 합성하는 변환단계; 상기 측정단계에서 입력된 온도를 안전온도와 비교하여 입력된 온도가 안전 온도 이상인지를 판단하는 비교단계; 및 상기 비교단계의 판단 결과 입력된 온도가 안전온도 이상이면 냉각기를 작동시켜 안전온도 이하로 유지시키거나 레이저 조사를 중지시키는 제어단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 적외선 오피오레이저를 통해 동시에 발생되는 약 1,980nm 파장 및 약 2,300nm 파장의 적외선 광을 모두 지방제거에 이용할 수 있으므로 에너지효율이 매우 높다는 효과가 있다.
더욱이 본 발명에 따르면, 적외선 오피오레이저의 출력광 중 약 1,980nm 파장의 적외선광은 수분에 대한 흡수도가 매우 높고, 약 2,300nm 파장의 적외선 광은 지방에 대한 흡수도가 매우 높은 특성이 있으므로, 수분을 많이 함유하고 있는 규모가 크거나 두꺼운 지방조직의 경우 지방조직에 포함된 수분과 함께 지방 제거가 가능하여 약 2,300nm파장의 적외선 광만으로 지방을 파괴할 때 보다 빠른 시간에 효과적으로 지방을 파괴할 수 있다는 유용한 효과가 있다.
또한 본 발명에 따르면, 지방층이 얇은 경우에도 선택적으로 이색필터를 이용하여 약 2,300nm 파장의 적외선광만으로도 지방을 제거할 수 있어서, 지방 제거 시술 중 변화되는 지방조직의 규모에 따라 시술 장비 자체를 변경할 필요가 없어 보다 효율적이며, 이러한 약 2,300nm 파장의 적외선 광은 지방에 대한 흡수도가 매우 높기 때문에 상대적으로 침투 깊이가 짧아져 주변 조직에 영향을 주지 않으므로 피부나 근육에 인접한 지방까지도 안전하게 지방만을 제거할 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 선행문헌1에 기재된 레이저광의 지방과 물에 대한 흡수도 데이터이며,
도 2는 선행문헌2에 기재된 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 구성도이며
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 오피오레이저를 이용한 지방제거 장치의 구체적인 실시예를 나타내는 구성도이며,
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 오피오레이저를 이용한 지방제거 장치의 구성을 예시적으로 도시하는 구성도이며,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라스틱-메탈 니들의 구성을 예시하는 구성도이며,
도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 온도조절부의 구성을 예시하는 구성도이며,
도 9는 본 발명에 따른 적외선 오피오레이저를 이용한 지방제거 장치를 이용하여 지방을 제거하는 방법을 설명하는 설명도이며,
도 10 내지 도 12는 본 발명에 따른 적외선 오피오레이저를 이용한 지방제거 방법을 예시하는 흐름도이다.
이하, 도면의 주요 부호에 대한 설명은 다음과 같다.
10:펌프광 출력 레이저
20:오피오 레이저
21:입력거울장치
22:비선형결정
23:출력거울장치
30:이색광필터
40:수렴렌즈
50:광섬유
60:플라스틱-메탈 니들, 메탈니들
61:메탈니들
62:핸들
63:플라스틱니들
64:고정구
65:경사면
70:온도조절부
71:카메라
72:온도센서
73:냉각기
74:프로세서
75:디스플레이
901:피부층
902:근육층
903:지방층
S10:유입구형성단계
S20:삽입단계
S30:지방제거단계
S31:출력광조절단계
S40:온도조절단계
S41:측정단계
S42:변환단계
S43:비교단계
S44:제어단계
S50:배출단계
이하, 본 발명에 따른 적외선 오피오레이저를 이용한 지방제거 방법 및 장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
한편, 본 명세서에 사용되는 용어 "약"(영어의 "around", "about" 또는 "approximately"에 해당)은 일반적으로, 주어진 값이나 범위의 5% 이내, 바람직하게는 3% 이내, 보다 바람직하게는 1% 이내임을 의미한다. 본 명세서에 기재된 수치는 대략적인 의미이며, "약"이라는 용어는 특별히 언급되어 있지 않은 한 추정할 수 있다는 의미이다.
<실시예>
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 오피오레이저를 이용한 지방제거 장치의 구체적인 실시예를 나타내는 구성도이며, 도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 오피오레이저를 이용한 지방제거 장치의 구성을 예시적으로 도시하는 구성도이다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 오피오레이저를 이용한 지방제거 장치는 오피오레이저(20), 수렴렌즈(40), 광섬유(50), 플라스틱-메탈 니들 또는 메탈니들(60) 및 온도조절부(70)를 포함할 수 있다. 또한 선택적으로, 이색광필터(30)를 더 포함할 수 있다.
오피오레이저(20)는 약 1,064 nm파장을 출력하는 DPSS(Diode Pumped Solid State) 레이저 또는 약 1,054nm 내지 약 1,074nm 파장을 출력하는 파이버(Fiber) 레이저의 펌프광을 광원으로 하여 약 1,970nm 내지 약 1,990nm 파장 및 약 2,290nm 내지 약 2,310nm 파장의 레이저 광을 출력하는 역할을 수행한다.
수렴렌즈(40)는 상기 오피오레이저(20)의 출력을 수렴하는 역할을 수행한다.
광섬유(50)는 상기 수렴렌즈(40)에 의하여 수렴된 레이저 광을 지방조직으로 가이드하는 역할을 수행한다.
플라스틱-메탈 니들(60)은 내부에 상기 광섬유(50)의 일단이 삽입되는 플라스틱 니들을 삽입할 수 있도록 구성되고, 선택적으로 플라스틱-메탈니들 대신에 메탈니들만을 사용하여 광섬유를 삽입할 수도 있다.
온도조절부(70)는 상기 플라스틱-메탈 니들(60)이 삽입되어 지장조직이 제거되는 부위의 피부 온도를 접촉식 또는 비접촉식으로 측정 및 감시하여 측정된 온도가 설정된 안전온도 이상이면 상기 피부를 냉각시키거나 또는 레이저의 출력 감소 또는 차단하는 역할을 수행한다.
이색광필터(30)는 선택적으로 탈착되는 것으로서, 상기 오피오레이저(20)의 출력광이 진행하는 선상에 탈착식으로 위치하며, 상기 오피오레이저(20) 출력광중 약 1,970nm 내지 약 1,990nm 파장의 빛은 반사시키고 약 2,290nm 내지 약 2,310nm 파장의 빛만 선택적으로 투과시키는 역할을 수행한다.
이를 각 구성요소별로 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.
상기 오피오레이저(20)는 도 4로 예시적으로 도시한 바와 같이, 약 1,064 nm파장의 펌프광을 입력받고 오피오레이저(20) 내부에서 발생하는 적외선광을 반사시켜는 입력거울장치(21); 상기 입력거울장치(21)로부터 입력받은 펌프광과 상호작용을 통해 약 1,980 nm파장과 약 2,300nm 파장의 오피오레이저 광을 발생시키고 증폭시키는 비선형결정(22); 상기 비선형결정(22)에서 발생한 적외선광의 일부를 출력시키고 나머지는 반사시키는 출력거울장치(23)를 포함할 수 있다.
따라서, 상기 구성으로 인하여, 두 가지 종류의 파장의 레이저 광을 동시에 출력할 수 있게 된다.
여기에서 전술한 약 1,064nm 파장의 펌프광으로 파이버 레이저를 사용하면 더욱 안정된 출력과 소형화가 가능하며, 이때 전술한 비선형결정(22)은 약 1,064nm 파장의 펌프광을 입력받아 약 1,980nm 파장 및 약 2,300nm 파장의 레이저 광을 출력하는 PPLN(periodically poled Lithium Niobate : LiNbO3) 및/또는 PPMgSLT(periodically poled MgO-doped Stoichiometric Lithium Tantalate : LiTaO3)와 같이 주기적으로 분극을 반전시킨 강유전체결정을 사용하는 것이 바람직하다.
이때, 전술한 오피오레이저(20)의 출력광 중 약 1,980nm 파장의 적외선 광은 도 1에서 확인할 수 있는 바와 같이 약 3,100nm 파장 다음으로 물에서 흡수가 높은 파장의 빛이며, 약 2,300nm 파장의 적외선 광은 지방에 대한 흡수도가 가장 높은 파장임을 알 수 있다.
생체 내의 지방조직은 단순히 지방으로만 이루어져 있는 것이 아니고 다량의수분을 포함하고 있음으로 전술한 오피오레이저(20)의 출력광인 약 1,980nm 파장과 약 2,300nm 파장의 적외선 광을 모두 지방조직에 조사하면 높은 에너지 효율로 빠른 시간 내에 지방파괴를 할 수 있게 된다.
즉, 지방층(903)이 두꺼운 지방부위에서는 수분에 흡수가 많은 약 1,980 nm 레이저 및 지방에 흡수가 특별히 높은 약 2,300 nm 레이저를 사용하여 두꺼운 지방의 중심부에서 안전하게 많은 양의 지방을 분해시킬 수 있다. 반면에 피부와 깊은 층의 근육에 가까운 부위의 비교적 얇아진 지방층(903)의 지방분해는 도 5로 예시한 바와 같이, 이색광필터(30)를 이용하여 전술한 두 파장 중 약 1,980nm 파장의 빛은 반사시키고 지방을 우선적으로 분해시키는 약 2,300nm 파장의 빛만 선택적으로 투과시켜 출력시키므로 피부와 근육에 손상을 주지 않으면서 피부와 근육에 인접한 지방을 가능한 많이 분해시킬 수 있게 되는 것이다.
이와 같이, 지방조직은 두 파장의 빛 모두에 대하여 흡수계수가 매우 높기 때문에 침투 깊이가 짧아져 주변의 다른 조직의 손상 위험이 적고 지방조직의 제거를 빠른 시간 내에 할 수 있게 된다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라스틱-메탈 니들의 구성을 예시하는 구성도이다. 도 6을 참조하면, 플라스틱-메탈 니들(60)은 일단에 핸들(62)이 형성된 니들형태의 피부 관통용 메탈니들(61) 및 상기 메탈니들(61)의 둘레를 감싸는 원통형으로 일단에 광섬유(50) 고정구(64)가 형성되고, 타단에 경사면(65)이 형성된 생체에 반응을 안 일으키는 레이저가 잘 통과하는 플라스틱 타입의 플라스틱니들(63)로 구성된다.
이러한 구성으로 인하여, 플라스틱-메탈 니들(60)의 메탈니들(61)을 빼면 다양한 형태의 레이저 광섬유(50)로 교체 삽입하여 지방층(903)에 레이저를 조사 할 수 있도록 하는 것이다.
여기에서 광섬유(50)는 그 끝 부분이 30°, 45°, 60°, 90°, 120°, 180° 등의 다양한 각도로 레이저를 조사할 수 있도록 경사지고, 조사하는 파이버의 끝도 약 1mm 길이에서 약 40mm 길이까지 다양하여 조사하는 레이저의 출력과 치료하는 지방의 부위와 두께에 따라 다양한 광섬유(50)들로 구성되어 있어 필요한 종류의 광섬유(50)를 필요에 따라 삽입하여 시술할 수 있게 되는 것이다.
또한 메탈니들(61)의 직경은 피부에 찔러 삽입하여도 피부에 상처를 남기지 않을 16 G - 24 G을 사용하는 것이 바람직하다.
이와 같은 플라스틱-메탈 니들(60)의 사용은 도 6에서 보는 바와 같이, 플라스틱-메탈 니들(60)을 피하 지방층(903)에 삽입하고 플라스틱-메탈 니들(60)의 메탈니들(61)을 빼내면 레이저가 쉽게 통과 할 수 있는 플라스틱니들(63)만 지방층(903)에 남게 되고, 이러한 플라스틱니들(63) 끝의 경사면(65)을 필요한 만큼 길게 디자인 하여 경사면(65)을 지방층(903)의 깊은 방향으로 향하게 하고 파이버를 경사면(65)까지만 삽입하여 레이저가 지방층(903)의 깊은 방향으로 향하게 한 후 약 1,980nm 및 약 2,300 nm의 레이저를 필요에 따라 동시에 또는 차례로 발진 시켜 지방을 분해하게 되는 것이다.
이러한 방식으로, 지방 분해 후에는 플라스틱니들(63)만을 남겨두고 광섬유(50)는 제거한 후 플라스틱니들(63)을 통해 분해된 지방용액을 흡입하여 빼낼 수 있게 된다. 이와 같이, 한 부위의 지방분해 작업이 끝나면 도 9로 예시한 바와 같이, 옆부위로 옮겨 같은 시술을 반복할 수도 있음을 유의한다. 단 이 단계에서 플라스틱니들 대신에 메탈니들만을 사용할 수도 있음을 유의한다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 오피오레이저를 이용한 장치에 사용되는 온도조절부의 구성을 예시하는 구성도이다. 도 7 및 도 8을 참조하면, 온도조절부(70)는 카메라(71), 온도센서(72), 냉각기(73) 및 프로세서(74)를 포함할 수 있다. 또한 디스플레이(75)를 더 포함할 수 있다.
카메라(71)는 지방조직이 제거되는 부위의 피부를 촬영한다.
온도센서(72)는 상기 지방조직이 제거되는 부위의 피부에서 방사되는 적외선을 수광하여 온도를 측정하는 역할을 수행한다.
냉각기(73)는 상기 지방조직이 제거되는 부위의 피부를 냉각시키는 역할을 수행한다.
프로세서(74)는 카메라(71), 온도센서(72) 및 냉각기(73)와 연결되며, 온도를 색으로 표현하기 위한 색테이블과 화상이나 지방 이외의 조직에 손상을 주지 않도록 피부 온도를 제안하는 안전 온도가 설정되어 상기 온도센서(72)로부터 입력받은 측정온도를 색으로 변환하고, 상기 측정온도가 안전온도 이상이면 상기 냉각기(73)를 제어하여 상기 지방조직이 제거되는 부위의 피부 온도를 낮추도록 하는 역할을 수행한다.
디스플레이(75)는 상기 프로세서(74)에 연결되어 상기 카메라(71)의 촬영영상 위에 측정온도에 해당하는 색을 표시하는 역할을 수행한다.
또한 선택적으로 도 7 및 도 8에 도시되지는 않았지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 온도조절부(70)는 피부의 온도가 안전온도인 44도 이상으로 상승하면 자동으로 레이저 조사를 중지시키는 제어 장치를 구성하거나 프로세서(74)에 이러한 작동을 위한 프로그램을 프로그램하여 포함 할 수도 있음을 유의한다.
이들 구성 요소에 대하여 보다 구체적으로 설명하면, 상기 온도센서(72)는 파이로미터(Pyrometer) 센서, 방사(Radiation) 센서 등과 같은 비접촉식으로 피부의 표면 온도를 측정할 수 있는 것이며, 피부 표면과 피부의 진피층 또는 지방층(903)의 가장 표면에 온도센서(72) 팁을 직접 삽입하여 접촉식으로 피부의 온도를 직접 측정할 수 있는 방법도 포함될 수 있음을 유의한다.
상기 냉각기(73)는 전술한 프로세서(74)의 제어에 따라 피부표면의 온도를 낮추기 위해 스프레이하는 온도강하 스프레이 또는 냉풍기 또는 피부에 접촉되는 접촉 냉각 방식으로 전기를 공급받아 냉각되는 펠티어(Peltier) 소자를 이용한 냉각판 등으로 구성될 수 있음을 유의한다.
상기 디스플레이(75)는 상기 카메라(71)의 촬영영상 위에 측정온도에 해당하는 색을 표시할 수 있으면 공지된 구성 요소를 사용하여도 특별히 제한되지 않는다.
지방의 분해는 시술 중 온도의 변화가 중요하므로 이를 모니터링하는 것이 중요하다. 따라서 온도조절부(70)는 카메라(71) 및 온도센서(72)를 이용하여 지방조직이 제거되는 부위의 피부 표면의 영상 및 온도를 획득하고, 획득한 영상과 온도를 입력받아 프로세서(74)에서 색테이블에 의해 온도를 색으로 변환하여 입력되는 영상에 합성하고, 이를 디스플레이(75)를 통해 표시하며, 입력받은 측정온도와 설정된 안전온도(약 44도)를 비교하여 측정온도가 안전온도 이상이면 냉각기(73)를 작동시켜 피부온도가 안전온도 이하로 유지시키도록 구성된다.
도 10 내지 도 12는 본 발명에 따른 적외선 오피오레이저를 이용한 지방제거 방법을 예시하는 흐름도이다. 도 10 내지 도 12를 참조하여, 적외선 오피오레이저를 이용한 지방제거 장치를 이용하여 피하 지방 층을 제거하는 방법을 설명하기로 한다. 한편, 중복되는 내용의 설명은 생략하기로 한다.
도 10에 도시된 바와 같이, 적외선 오피오레이저를 이용한 지방제거 방법은유입구형성단계(S10), 삽입단계(S20) 및 지방제거단계(S30)를 포함한다. 또한, 온도조절단계(S40) 및 배출단계(S50)를 더 포함할 수 있다. 또는 S10 및 S20 단계 대신에, 메탈니들삽입단계(S10') 및 광섬유삽입단계(S20')를 포함할 수 있다.
유입구형성단계(S10)는 환자 피부에 유입구를 형성하며 플라스틱-메탈 니들(60)을 피하 지방 층으로 삽입하는 단계이다. 삽입단계(S20)는 상기 플라스틱-메탈 니들(60)을 피하로 삽입 한 후 메탈니들(61)을 빼고 삽입되어있는 플라스틱니들(63) 내로 광섬유(50)를 삽입하는 단계이다.
한편, 메탈니들삽입단계(S10')는 환자 피부에 유입구를 형성하며 메탈니들을 피하 지방 층으로 삽입하는 단계이다. 광섬유삽입단계(S20')는 메탈니들 내로 광섬유(50)를 삽입하는 단계이다.
지방제거단계(S30)는 약 1,054nm 내지 약 1,074nm 범위의 파장의 펌프광을 입력받아 약 1,970nm 내지 약 1,990nm 범위의 파장 및 약 2,290nm 내지 약 2,310nm 범위의 파장의 레이저광을 출력하는 오피오레이저(20)의 출력을 수렴렌즈(40)로 수렴하여 광섬유(50)를 통해 지방 층 내로 이송되도록 하여 지방을 제거하는 단계이다.
또한 온도조절단계(S40)는 상기 지방제거단계(S30)에서 지방 제거가 이루어지는 부위의 피부 온도를 온도조절부(70)에 의해 표시, 감시 및 조절하는 단계이다.
배출단계(S50)는 상기 지방제거단계(S30)에서 제거된 지방의 잔류물을 플라스틱니들(63) 내부를 통해 외부로 배출시키는 단계이다.
여기서, 지방제거단계(S30)를 도 11을 참조하여 보다 구체적으로 설명하면, 지방제거단계(S30)는 지방층(903)이 두꺼운 부위의 지방을 제거하기 위하여 1,064nm 파장의 펌프광을 입력하고 오피오 레이저를 통하여 약 1,980nm 파장과 약 2,300nm 파장의 레이저광을 출력하고 파이버를 통해 지방층 내로 출력광을 이송한다. 이때, 지방층(903)이 얇은 부위의 지방을 제거하기를 원하는 경우에는 오피오레이저(20)와 수렴렌즈(40) 사이에 이색광필터(30)를 장착시키는 출력광조절단계(S31)를 더 포함할 수 있는데, 이 경우 오피오레이저(20)의 출력광 중 약 1,970nm 내지 약 1,990nm 범위의 파장의 빛은 반사시키고 2,290nm 내지 약 2,310nm 범위의 파장의 레이저광만을 출력하고 파이버를 통해 지방층 내로 출력광을 이송한다.
이때, 상기 플라스틱니들(63)의 경사면(65)는 도 9에서 보는바와 같이, 상기 오피오레이저(20)의 출력광을 환자의 진피로부터 먼쪽으로 지향시키도록 하여서 시술하는 것이 바람직하다.
또한 온도조절단계(S40)를 도 12를 참조하여 보다 구체적으로 설명하면, 지방이 제거되는 부위의 피부 영상 및 온도를 카메라(71)와 온도센서(72)를 통해 연속적으로 입력받는 측정단계(S41); 프로세서(74)를 통해 상기 측정단계(S41)에서 입력된 온도를 색테이블에 의해 변환하여 표현되는 색상을 상기 영상 위에 합성하는 변환단계(S42); 상기 측정단계(S41)에서 입력된 온도를 안전온도와 비교하여 입력된 온도가 안전온도 이상인지를 판단하는 비교단계(S43); 및 상기 비교단계(S43)의 판단결과 입력된 온도가 안전온도 이상이면 냉각기(73)를 작동시켜 안전온도 이하로 유지시키거나 레이저 조사를 중지시키거나 레이저 출력을 감소시키는 제어단계(S44)로 구성될 수 있음을 유의한다.
이상, 여기에서는 본 발명을 특정 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명이 그에 한정되는 것은 아니며, 이하의 특허청구의 범위는 본 발명의 정신과 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변형될 수 있다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 알 수 있다.
본 발명에 따른 적외선 오피오레이저를 이용한 생체 내 지방제거 방법 및 장치는 보다 효율적이며 효과적으로 생체 내 존재하는 지방을 제거할 수 있어 다양한 의료 분야 및 미용 분야 등에 적용될 수 있다.

Claims (17)

  1. 약 1,064nm의 파장을 갖는 펌프광을 구비하며, 상기 펌프광을 광원으로 하여 약 1,980nm 파장 및 약 2,300nm 파장의 레이저광을 출력할 수 있는 오피오레이저;
    상기 오피오레이저의 출력을 수렴하는 수렴렌즈;
    상기 수렴렌즈에 의하여 수렴된 레이저광을 가이드할 수 있는 광섬유;
    내부에 상기 광섬유의 일단이 삽입되는 플라스틱 니들을 삽입할 수 있는 플라스틱-메탈 니들 또는 메탈니들; 및
    상기 플라스틱-메탈 니들이 삽입되어 지방이 제거되는 부위의 피부 온도를 측정 및 감시하여 측정된 온도가 기설정된 안전 온도 이상이면 상기 피부를 냉각시키거나 레이저 조사를 중지시키는 온도조절부;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    적외선 오피오레이저를 이용한 지방제거 장치.
  2. 약 1,054nm 내지 약 1,074nm 범위의 파장을 갖는 펌프광을 구비하며, 상기 펌프광을 광원으로 하여 약 1,970nm 내지 약 1,990nm 범위의 파장 및 약 2,290nm 내지 약 2,310nm 범위의 파장의 레이저광을 출력할 수 있는 오피오레이저;
    상기 오피오레이저의 출력광이 진행하는 선상에 탈착식으로 위치하며, 상기 오피오레이저의 출력광 중 약 1,970nm 내지 약 1,990nm 범위 파장의 빛은 반사시키고 약 2,290nm 내지 약 2,310nm 범위 파장의 빛만 선택적으로 투과시키는 이색광필터;
    상기 이색광필터를 통과한 오피오레이저의 출력을 수렴하는 수렴렌즈;
    상기 수렴렌즈에 의하여 수렴된 레이저광을 가이드할 수 있는 광섬유; 및
    내부에 상기 광섬유의 일단이 삽입되는 플라스틱 니들 또는 메탈니들을 삽입할 수 있는 플라스틱-메탈 니들을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    적외선 오피오레이저를 이용한 지방제거 장치.
  3. 펌프광을 소스로 하는 레이저, 상기 레이저의 출력을 지방 조직으로 가이드하는 광섬유, 상기 광섬유의 일단이 삽입되는 니들을 포함하는 지방 제거 장치에 있어서,
    상기 레이저는 약 1,054nm 내지 약 1,074nm 범위의 파장을 갖는 펌프광을 입력 받아 약 1,970nm 내지 약 1,990nm 범위의 파장 및 약 2,290nm 내지 약 2,310nm 범위의 파장의 레이저광을 출력할 수 있는 오피오레이저인 것을 특징으로 하는,
    적외선 오피오레이저를 이용한 지방제거 장치.
  4. 청구항 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 펌프광은 다이오드 펌프 솔리드 스테이트(Diode Pumped Solid State) 레이저의 출력광인 것을 특징으로 하는,
    적외선 오피오레이저를 이용한 지방제거 장치.
  5. 청구항 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 펌프광은 파이버(Fiber) 레이저의 출력광인 것을 특징으로 하는,
    적외선 오피오레이저를 이용한 지방제거 장치.
  6. 청구항 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 오피오레이저는,
    상기 펌프광을 입력받고 상기 오피오레이저 내부에서 발생하는 적외선광을 반사시키는 입력거울장치;
    상기 입력거울장치로부터 입력받은 펌프광과 상호 작용을 통해 오피오레이저 광을 발생시키고 증폭시키는 비선형결정; 및
    상기 비선형결정에서 발생한 적외선광의 일부를 출력시키고 나머지는 반사시키는 출력거울장치를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    적외선 오피오레이저를 이용한 지방제거 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 비선형결정은 약 1,064nm 파장의 펌프광을 입력받아 약 1,980nm 파장 및 약 2,300nm 파장의 레이저 광을 출력할 수 있는 주기적으로 분극을 반전시킨 강유전체결정인 것을 특징으로 하는,
    적외선 오피오레이저를 이용한 지방제거 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 비선형결정은 약 1,064nm 파장의 펌프광을 입력받아 약 1,980nm 파장 및 약 2,300nm 파장의 레이저 광을 출력할 수 있는 PPLN(periodically poled Lithium Niobate (LiNbO3)) 비선형결정인 것을 특징으로 하는,
    적외선 오피오레이저를 이용한 지방제거 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 비선형결정은 약 1,064nm 파장의 펌프광을 입력받아 약 1,980nm 파장 및 약 2,300nm 파장의 레이저 광을 출력할 수 있는 PPMgSLT(periodically poled MgO-doped Stoichiometric Lithium Tantalate (LiTaO3)) 비선형결정인 것을 특징으로 하는,
    적외선 오피오레이저를 이용한 지방제거 장치.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 플라스틱-메탈 니들과 메탈니들은,
    일단에 핸들이 형성된 피부 관통용 메탈니들; 및
    상기 메탈니들의 둘레를 둘러싸며, 일단에 광섬유 고정구가 형성되고, 타단에 경사면이 형성된 플라스틱니들을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    적외선 오피오레이저를 이용한 지방제거 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 온도조절부는,
    지방 조직이 제거되는 부위의 피부를 촬영하는 카메라;
    상기 지방조직이 제거되는 부위의 피부에서 방사되는 적외선을 수광하여 온도를 측정하는 온도센서;
    상기 지방조직이 제거되는 부위의 피부를 냉각시키는 냉각기; 및
    상기 카메라, 온도센서 및 냉각기와 연결되고, 온도를 색으로 표현하기 위한 색테이블과 안전온도가 설정되어 상기 온도센서로부터 입력받은 측정온도를 색으로 변환하고, 상기 측정온도가 안전온도 이상이면 상기 냉각기를 제어하여 상기 지방조직이 제거되는 부위의 피부 온도를 낮추거나 레이저 조사를 중지 시키도록 하는 프로세서를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    적외선 오피오레이저를 이용한 지방제거 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 온도조절부는,
    상기 프로세서에 연결되어 상기 카메라의 촬영영상위에 측정온도에 해당하는 색을 표시하는 디스플레이;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    적외선 오피오레이저를 이용한 지방제거 장치.
  13. 피부에 유입구를 형성하도록 플라스틱-메탈 니들을 피하 지방 층으로 삽입하는 유입구형성단계;
    상기 플라스틱-메탈 니들을 피하로 삽입 한 후 메탈니들을 빼고 삽입되어있는 플라스틱니들 내로 광섬유를 삽입하는 삽입단계와 메탈니들만을 피하에 삽입하여 광섬유를 삽입하는 단계; 및
    약 1,054nm 내지 약 1,074nm 범위의 파장의 펌프광을 입력받아 약 1,970nm 내지 약 1,990nm 범위의 파장 및 약 2,290nm 내지 약 2,310nm 범위의 파장의 레이저광을 출력하는 오피오레이저의 출력을 수렴렌즈로 수렴하여 광섬유를 통해 지방 층 내로 이송되도록 하여 지방을 제거하는 지방제거단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    적외선 오피오레이저를 이용한 지방제거 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 지방제거단계에서 지방 제거가 이루어지는 부위의 피부 온도를 온도조절부에 의해 표시, 감시 및 조절되는 온도조절단계; 및
    상기 지방제거단계에서 제거된 지방의 잔류물을 플라스틱니들 내부를 통해 외부로 배출시키는 배출단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    적외선 오피오레이저를 이용한 지방제거 방법.
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서,
    상기 지방제거단계에서 상기 플라스틱니들내부로 삽입된 광섬유의 레이저 조사 방향이 환자의 진피로부터 먼쪽으로 지향시키도록 함을 특징으로 하는,
    적외선 오피오레이저를 이용한 지방제거 방법.
  16. 제13항 또는 제14항에 있어서,
    상기 지방제거단계는 지방층이 얇은 부위의 지방을 제거하기 위하여 오피오레이저와 수렴렌즈 사이에 상기 오피오레이저의 출력광 중 약 1,970nm 내지 약 1,990nm 범위의 파장의 빛은 반사시키고약 2,290nm 내지 약 2,310nm 범위의 파장의 빛만 선택적으로 투과시키는 이색광필터를 창작시키는 출력광조절단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    적외선 오피오레이저를 이용한 지방제거 방법.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 온도조절단계는,
    지방이 제거되는 부위의 피부 영상 및 온도를 카메라 및 온도센서를 통해 연속적으로 입력받는 측정단계;
    프로세서를 통해 상기 측정단계에서 입력된 온도를 색테이블에 의해 변환하여 표현되는 색상을 상기 영상 위에 합성하는 변환단계;
    상기 측정단계에서 입력된 온도를 안전온도와 비교하여 입력된 온도가 안전 온도 이상인지를 판단하는 비교단계; 및
    상기 비교단계의 판단 결과 입력된 온도가 안전온도 이상이면 냉각기를 작동시켜 안전온도 이하로 유지시키거나 레이저 조사를 중지시키거나 레이저 조사의 출력을 낮추는 제어단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    적외선 오피오레이저를 이용한 지방제거 방법.
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