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KR100535159B1 - 휴대용 레이저 장치 - Google Patents

휴대용 레이저 장치 Download PDF

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KR100535159B1
KR100535159B1 KR10-2004-7002438A KR20047002438A KR100535159B1 KR 100535159 B1 KR100535159 B1 KR 100535159B1 KR 20047002438 A KR20047002438 A KR 20047002438A KR 100535159 B1 KR100535159 B1 KR 100535159B1
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케빈 비. 투섹
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스티븐 씨. 샌크스
케빈 비. 투섹
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Abstract

본 발명은 저 레벨 레이저 치료의 다양한 형태를 동시에 제공할 수 있는 향상된 휴대용 레이저 장치이다. 상기 장치는 상이한 폴스 폭, 상이한 빔의 형상 및 스폿 크기의 레이저 광을 환자의 신체에 외부에서 적용할 수 있다. 상기 장치는 다중 레이저 소스를 포함한다. 바람직한 실시예에서, 두 개의 반도체 다이오드 레이저 소소는 동시에 두 개의 별도의 레이저 빔을 제공하며, 그 중 하나의 레이저 빔은 , 한 줄의 연속적인 적색 레이저 광을 생성하며 다른 하나는 한 스폿의 펄스 레이저 광을 생성한다.

Description

휴대용 레이저 장치{Improved Hand-held laser Device}
본 발명은 일반적으로 레이저를 사용하는 장치에 관한 것으로, 구체적으로, 본 발명은 휴대용 레이저광 발생 장치의 개선에 관한 것이다.
저출력 레이저 치료(LLLT: Low energy lasser therapy)는 광범위한 질환의 치료에 사용된다. LLLT는 염증과 통증을 감소시키기 위해 지방흡입(liposuction) 수술후에 성공적으로 사용되며, 상처 치료의 향상, 부종의 감소 및 다양한 원인의 통증의 경감시킨다. LLLT는 지방흡입 시술과정중 틈새로 세포내 지방의 유출을 유발함으로써 지방의 제거를 용이하게 하는데 또한 사용된다. LLLT는 손상된 근육과 건(tendon)의 치료 및 회복에 또한 사용된다.
LLLT는 저레벨 레이저 출력을 이용하는 것으로, 즉 상기 치료는 치료한 조직에서의 즉각적인 감지할 만한 온도의 상승 및 조직 구조에서의 현미경으로 볼수 있는 변화를 유발하지 않는 투사속도로 이루어진다. 결과적으로, 치료한 조직 및 주변 조직은 열을 받지 않아 손상받지 않는다. 레이저 치료에 있어서, 레이저 빔의 파장, 레이저 빔에 영향을 받은 영역, 레이저 출력, 펄스 폭, 치료기간, 조직 특성을 포함하는 다수의 변수가 있다. 각 치료의 성공은 이러한 변수들의 관계 및 조합에 좌우된다. 예를 들면, 지방 흡입술을 주어진 파장 및 치료기간을 이용하는 하나의 처방법을 사용하여 용이하게 할 수 있는 반면, 상이한 파장 및 치료기간을 이용하는 다른 처방법을 사용하여 통증을 치료하고, 세 번째의 처방법을 사용하여 염증을 치료할 수 있다. 특정 장치는 각 치료의 형태에 맞추어 선행기술에 공지되어 있다.
한번의 치료로 다양한 형태의 문제를 가진 환자를 치료하는 것은 종종 바람직하다. 특정 치료가 상이한 처방법을 필요로 하기 때문에, 다양한 문제를 치료하는 것은 일반적으로 다수의 레이저 장치를 필요로 한다. 단일 장치를 사용하여 다양한 형태의 치료를 가능하게 하는 장치를 제공하는 것은 바람직하다. 동시에 단일 장치를 사용하여 다양한 치료를 제공할 수 있게 하는 것 또한 바람직하다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예의 전기 배선도.
도 2는 바람직한 실시예의 선형 스폿 형상의 광학 장치의 개략도.
도 3은 바람직한 실시예의 원형의 스폿 형상의 광학 장치의 개략도.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예를 이용하여 사람에게 저-레벨 레이저 방사를 실시하는 개략도.
따라서, 본 발명의 목적은 다양한 형태의 치료를 가능하게 하는 레이저 장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 동시에 이들 치료를 실시하는 단일 장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 레이저 광의 다중 빔을 동시에 방사할 수 있는 장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 다중의 상이한 펄스 폭으로 레이저 광을 동시에 방사할 수 있는 장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 다중의 빔 형상 및 스폿 크기(spot sizes)로 레이저 광을 동시에 방사할 수 있는 장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 특별한 목적은 동시에 지방 흡입술, 수술후 염증 및 통증 치료를 용이하게 하는데 사용될 수 있는 저 출력 레이저 치료하는 휴대용 레이저 장치를 제공하는 것이다.
본 발명은 저 레벨 레이저 치료의 다양한 형태를 동시에 제공할 수 있는 향상된 휴대용 레이저 장치이다. 상기 장치는 상이한 폴스 폭, 상이한 빔의 형상 및 스폿 크기의 레이저 광을 환자의 신체에 외부에서 적용할 수 있다. 상기 장치는 다중 레이저 소스를 포함한다. 바람직한 실시예에서, 두 개의 반도체 다이오드 레이저 소스는 동시에 두 개의 별도의 레이저 빔을 제공하며, 그 중 하나의 레이저 빔은, 한 줄의 연속적인 적색 레이저 광을 생성하며 다른 하나는 한 스폿의 펄스 레이저 광을 생성한다.
도면을 참조하면, 전체적으로 도면부호 10으로 지적된 휴대용 레이저 장치가 도시되어 있다. 장치는 다수의 레이저 출력 소스, 파워소스, 광학 장치, 완드(wand) 및 제어 회로를 포함한다.
도 1은 바람직한 실시예를 나타내는 것으로, 여기에서 제 1레이저 출력 소스(11) 및 제 2레이저 출력 소스(12)는 파워 소스(13)에 연결된다. 파워 소스는 양호하게 배터리에 의해 제공되는 것 처럼, 직류를 제공하지만, 대신에 종래의 빌딩전류에 의해서 제공된 것 처럼 교류를 제공해서 그리고 나서 직류로 변환할 수 있다. 별도의 제어 수단(15, 16)은 제각기 레이저 출력 소스(11, 12)에 연결되어 있으며 온/오프 스위치로서 작용하여 레이저 광이 발생하는 시간적 주기를 제어한다. 이들 레이저 출력 소스는 독립적으로 또는 일시적으로 에너지를 낼 수 있으나, 본 명세서에서는 일반적으로 동시에 낼 수 있는 작용으로 언급한다.
레이저 출력 소스는 저 레벨 레이저 치료에 사용하기 위해서 종래 기술로 알려져 있다. 이들은 632nm 파장을 가지는 헬륨-네온 레이저와 600-800nm 사이의 넓은 범위의 파장을 가진 반도체 다이오드 레이저를 포함한다. 레이저 출력 소스는 양호한 실시예에서 가시 스펙트럼의 적색 영역(red range)으로 광을 생성하는 두 개의 반도체 레이저이다. 다른 적합한 파장은 다른 특정 응용분야에 사용된다. 많은 LLLT법이 가시 레이저광을 포함하지만, 작동자가 레이저 광이 환자의 신체를 부딪칠 때 레이저 광을 볼 수 있고, 치료된 영역을 쉽게 확인할 수 있기 때문에, 가시/UV 에너지 스펙트럼내의 적어도 하나의 레이저 빔을 이용하는 것이 바람직하다. 고상 가변 반도체 레이저 다이오드(solid state and tunable semiconductor laser diodes)는 소망의 파장을 달성하는데 또한 사용될 수 있다.
다른 치료법은 여러 와트의 다이오드를 필요로 한다. 양호한 레이저 다이오드들은 각각 1와트 전력보다 적은 것을 사용해서 지방흡입술, 수술후 염증 및 수술후 통증치료를 동시에 실시한다. 다양한 다른 와트의 다이오드는 또한 정해진 처방에 맞는 소망의 레이저 출력을 달성하는데 사용될 수 있다. 더욱이, 환자는 인간 또는 동물일 수 있으며, 다른 치료법을 환자의 종에 따라서 이용할 수 있다.
제어 수단(21, 22)은 제각기 레이저 출력 소스(11, 12)에 접속되어 있어 방사된 레이저 광의 각 펄스의 지속시간(이후 펄스폭이라 함)을 제어하는 제어회로를 형성한다. 펄스가 전혀 없으면, 레이저 광의 연속 빔이 발생된다. 0 내지 100,000 Hz의 펄스폭은 환자의 조직상의 소망의 효과를 달성하는데 사용될 수 있다. LLLT법의 목표는 목적한 조직을 충분히 자극하고 인접 조직에 열 손상을 주지 않기에 충분히 짧은 펄스폭을 이용해서 목적한 조직에 레이저 에너지(출력)을 전달하는 것이다.
각 레이저 빔(41, 42)은 레이저를 방출하고 제각기 광학 장치(31, 32)을 통해서 비춰지며, 특정 형상의 빔 스폿(51, 52)을 생성한다. 이 빔 스폿은 광학 장치에서 방출되는 방사 빔의 횡단면의 형상 및 크기이다. 예를 들어, 원형 단면의 빔은 레이저 광이 환자 피부에 부딪칠 때 원형 빔 스폿을 만든다. 방사된 레이저 광이 가시 영역이면, 원형 스폿은 환자 피부상에 보여질 수 있다. 양호한 실시예에서, 제 1레이저 빔은 거의 선형 단면의 빔을 발생하는 광학 장치를 통과하여, 환자 피부상에 보여진 한줄의 레이저 광을 만든다. 제 2레이저는 원형 단면의 빔을 발생하는 광학 장치를 통과하여, 환자 피부상에 나타난 바와 같은 원형 스폿 형상을 만든다.
도 2에 도시한 바와 같이, 양호한 장치의 제 1광학 장치(31)은 조준 렌즈(34)와 선 발생 프리즘(36)을 포함한다. 조준 렌즈(34)와 선 발생 프리즘(36)은 레이저 출력 소스(11)에 직렬 관계로 배치되어 있다. 조준 렌즈(34)와 선 발생 프리즘(36)은 레이저 광의 발생 빔을 수신해서 레이저 광의 줄(L, line)으로 변형한다. 변경예서, 적합한 전기 또는 기계적 장치로 광학 장치(31)를 대체할 수 있다.
도 3에 도시한 바와 같이, 양호한 제 2광학 장치(32)는 조준 렌즈(34)를 포함한다. 제 1광학 장치와 마찬가지로, 조준 렌즈(34)는 레이저 출력 소스(12)에 직렬 관계로 배치되어 있다. 조준 렌즈(34)는 레이저 광의 발생 빔을 수신해서 레이저 광의 원형 빔 스폿(C)으로 변형한다. 변경예서, 소망의 스폿 형상을 얻는다면, 적합한 전기 또는 기계적 장치로 광학 장치(32)를 대체할 수 있다.
장치는 소망의 방사와 스폿 형상을 얻기 위해서 필요한 만큼 많은 레이저와 광학 장치를 이용할 수 있다. 예를 들어, 장치는 각각이 조준 렌즈를 가지는 두 개의 레이저 다이오드를 사용할 수 있어서, 두 개의 거의 원형 스폿 형상을 얻을 수 있다. 또는 예를 들어, 장치는 각각이 광학 장치를 가지는 두 개의 레이저 다이오드를 사용할 수 있어서, 두 개의 거의 선형 스폿 형상을 달성할 수 있다. 또는 다른 예에서, 두 개 이상의 레이저를 사용하고 광학 장치들을 설치하므로, 두 개 이상의 레이저 빔은 거의 유사한 스폿 형상을 가지며 이들이 환자 피부에 부딪치는 코인시던트(co-incident)이다.
레이저 광을 환자의 소망의 영역에 안내하기 위해서, 레이저 광은 여기서 완드(61)로 언급되는 저중량 휴대용 포인터로부터 방사된다. 도 4를 참조하라. 완드(61)는 양호하게 사용자의 손으로 쉽게 잡을 수 있게 형상되어진 내부 공동을 이루는 기다란 중공 튜브이다. 양호한 실시예에서, 레이저 출력 소스(11, 12)는 레이저 출력 소스가 원격 배치될 수 있고 광섬유 에너지 소스에 의해서 나온 레이저 광이 원격 배치될 수 있고 광섬유에 의해 나온 레이저 광이 완드에 배치될 수 있어도, 완드의 내부 공동내에 설치되어 있다. 완드는 레이저 광을 필요에 따라서 관형, T형상, 거의 구형 또는 직사각형( 텔레비젼 원격 제어 장치와 같음)과 같은 것으로 안내할 수 있으면 어떠한 형상이라도 좋다.
여기에 본 발명의 양호한 실시예라고 생각되는 것을 도시하고 설명하고 있지만, 이 분야의 숙련된 자에 의해서, 본 발명의 진정한 정신으로부터 벗어나지 않고 다양한 변경과 개량을 할 수 있고, 유사물로 대체할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 그러므로, 본 발명은 본 발명을 실시하는데 고려된 최상의 모드로서 공지된 특정 실시예에 국한되지 않고, 본 발명은 첨부의 청구범위내에 속하는 모든 실시예를 포함할 것이다.

Claims (13)

  1. 레이저 빔을 방출하며, 사용자의 손에 잡혀서 환자의 피부의 표면에 대해서 자유롭게 이동될 수 있는 완드를 포함하는 레이저 장치에 있어서,
    a) 상기 완드에 내장되어 있는, 다수의 레이저 빔을 발생하기 위한 다수의 레이저 출력 소스와,
    b) 레이저 빔을 받아 레이저 빔의 각각을 소망의 스폿 형상으로 변형하기 위해 상기 완드에 부착된 광학 장치를 특징으로 하는 레이저 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 두 개 이상의 레이저 빔이 동시에 방출되는 것을 특징으로 하는 레이저 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 다수의 레이저 출력 소스 각각에 의해서 레이저 출력의 발생을 독립적으로 제어하기 위한 제어기를 더 특징으로 하는 레이저 장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 레이저 출력 소스 각각은 1와트 이하인 것을 특징으로 하는 레이저 장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 레이저 출력 소스중 하나 이상이 반도체 다이오드인 것을 특징으로 하는 레이저 장치.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 레이저 출력 소스는 가시 영역내의 파장을 가진 레이저 빔을 발생하는 것을 특징으로 하는 레이저 장치.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 스폿 형상중 하나 이상은 거의 선형인 것을 특징으로 하는 레이저 장치.
  8. 제 1항에 있어서, 제 1스폿 형상을 가진 제 1레이저 빔과 제 2스폿 형상을 가진 제 2레이저 빔을 더 특징으로 하며, 상기 제 1스폿 형상은 거의 선형이고 상기 제 2스폿 형상은 원형인 것을 특징으로 하는 레이저 장치.
  9. 제 1항에 있어서, 각 레이저 빔의 펄스 폭을 제어하기 위한 제어 회로를 더 특징으로 하는 레이저 장치.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 레이저 빔중 하나 이상의 펄스 폭은 방출된 레이저 광이 실질적으로 연속적으로 되게 하는 것을 특징으로 하는 레이저 장치.
  11. 제 9항에 있어서, 제 1펄스 폭을 가지는 제 1레이저 빔과 제 2펄스 폭을 가지는 제 2레이저 빔을 더 특징으로 하며, 상기 제 1펄스 폭은 방출된 레이저 광이 실질적으로 연속적으로 되게 하며 상기 제 2펄스 폭은 제로가 아닌 것을 특징으로 하는 레이저 장치.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 제 2펄스 폭의 펄스 폭은 100,000Hz 이하인 것을 특징으로 하는 레이저 장치.
  13. 레이저 빔을 방출하며, 내부 공동을 가지며 사용자의 손에 잡혀서 환자의 피부의 표면에 대해서 자유롭게 이동될 수 있는 완드를 포함하는 레이저 장치에 있어서,
    a) 상기 완드에 내장되어 있는, 제 1레이저 빔을 발생하는 제 1반도체 다이오드 레이저 출력 소스와 제 2 레이저 빔을 발생하는 제 2반도체 다이오드 레이저 출력 소스와,
    b) 레이저 빔을 받아 레이저 빔의 각각을 소망의 스폿 형상으로 변형하기 위해 상기 완드의 내부 공동에 설치된 광학 장치와,
    c) 각 레이저 빔의 펄스 폭을 제어하기 위한 제어 회로를 포함하며,
    상기 레이저 빔중 하나 이상은 가시 스펙트럼의 적색 영역내의 파장을 가지며,
    상기 제 1레이저 빔의 스폿 형상은 거의 선형이고 상기 제 2레이저 빔의 스폿 형상은 거의 원형이며,
    상기 제 1레이저 빔은 연속 방사선이고 상기 제 2레이저 빔은 제로보다 큰 제 2펄스 폭을 가지는 것을 특징으로 하는 레이저 장치.
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