KR101222198B1 - A structure for improved receiver sensitivity of ultrasonic transducers for medical - Google Patents

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KR101222198B1 KR1020120042373A KR20120042373A KR101222198B1 KR 101222198 B1 KR101222198 B1 KR 101222198B1 KR 1020120042373 A KR1020120042373 A KR 1020120042373A KR 20120042373 A KR20120042373 A KR 20120042373A KR 101222198 B1 KR101222198 B1 KR 101222198B1
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Abstract

PURPOSE: A structure for improving the reception of a medical ultrasonic transducer is provided to improve the sensitivity of transceiving ultrasonic waves of the ultrasonic transducer by composing a piezoelectric layer with a combination of a single-crystal having excellent reception quality and a PZT having excellent reception quality. CONSTITUTION: A piezoelectric layer(110) mutually converts a sound signal and an electric signal through a vibration of piezoelectric materials. A matching layer(120) reduces a difference of sound impedance between the piezoelectric layer and a human body to deliver ultrasonic waves generated in the piezoelectric layer to a target of the human body. A lens layer(130) concentrates the ultrasonic waves heading for the front of the piezoelectric layer on a specific spot. A backing layer(140) prevents an image distortion by blocking the ultrasonic waves heading for the rear of the piezoelectric layer.

Description

의료용 초음파 트랜스듀서의 수신감도 향상을 위한 구조{A STRUCTURE FOR IMPROVED RECEIVER SENSITIVITY OF ULTRASONIC TRANSDUCERS FOR MEDICAL}Structure for Improving Receiving Sensitivity of Medical Ultrasonic Transducer {A STRUCTURE FOR IMPROVED RECEIVER SENSITIVITY OF ULTRASONIC TRANSDUCERS FOR MEDICAL}

본 발명은 의료용 초음파 트랜스듀서의 수신감도 향상을 위한 구조에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 송신감도가 우수한 PZT와 수신감도가 우수한 단결정(Single-crystal)의 조합으로 압전층을 구성하여 초음파 트랜스듀서의 초음파 송수신의 감도가 더욱 향상될 수 있도록 하는 의료용 초음파 트랜스듀서의 수신감도 향상을 위한 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a structure for improving the reception sensitivity of a medical ultrasonic transducer, and more particularly, a piezoelectric layer is formed of a combination of PZT having excellent transmission sensitivity and single crystal having excellent reception sensitivity. The present invention relates to a structure for improving the reception sensitivity of a medical ultrasonic transducer to further improve the sensitivity of ultrasonic transmission and reception.

인간의 건강과 행복의 중요성이 날로 증가하는 사회적 변화와 함께 의료기기의 중요성은 더욱 커지고 있으며, 의료기기 관련 산업구조에서 초음파 영상 진단장치가 차지하는 비중은 더욱더 커지고 있다. 이와 같은 초음파 영상 진단 장치에서 가장 중요한 성능은 화질이며, 이러한 화질을 결정하는 가장 중요한 요소들 중의 하나가 초음파 트랜스듀서이다. 따라서 고화질의 초음파 영상 진단 장치에는 고성능의 초음파 변환기가 필수적이다.
With the ever-increasing importance of human health and happiness, medical devices are becoming more important, and the importance of ultrasound imaging devices in the industrial structure of medical devices is growing. The most important performance in such an ultrasound imaging apparatus is image quality, and one of the most important factors for determining the image quality is an ultrasonic transducer. Therefore, a high performance ultrasound transducer is essential for a high quality ultrasound imaging apparatus.

의료용으로 사용되는 초음파 장비로 가장 대표적인 것으로는 인체 내부의 장기와 태아 등을 조영하기 위하여 주로 사용되는 초음파 영상진단기를 들 수 있다. 초음파 영상진단기는 X선 촬영기, 컴퓨터단층촬영기(CT) 또는 자기공명영상촬영기(MRI)와 같은 여타의 인체 내부 조영용 의료장비와 달리 진단자가 초음파의 방사각도를 임의로 스티어링(steering)하여 진단자가 원하는 인체 내부의 특정 지점을 조영할 수 있고, 인체에 방사선 등의 피해가 없을 뿐만 아니라 다른 인체 내부 조영용 의료장비보다 상대적으로 짧은 시간 내에 영상을 획득할 수 있다는 장점이 있다. 초음파 영상진단기로 영상을 구현해내기 위해서는 초음파신호와 전기적인 신호를 상호 변환시키는 수단 및/또는 장치가 필수적이며, 당업계에서는 이를 초음파 프로브 또는 초음파 트랜스듀서라 칭한다.
The most representative of the ultrasonic equipment used for medical purposes is the ultrasonic imaging device mainly used to image the organs and the fetus inside the human body. Unlike other medical devices for internal imaging such as X-ray radiography, computed tomography (CT), or magnetic resonance imaging (MRI), an ultrasound imager can steer the radiation angle of an ultrasound to the human body. It is possible to image specific points inside, there is no damage to the human body, such as radiation, and there is an advantage that the image can be obtained in a relatively short time than other medical equipment for internal imaging. Means and / or devices for mutually converting an ultrasonic signal and an electrical signal are essential in order to implement an image with an ultrasound image diagnosis apparatus, which is called an ultrasound probe or an ultrasound transducer in the art.

도 1은 종래의 의료용 초음파 트랜스듀서의 구성을 도시한 도면이고, 도 2는 종래의 의료용 초음파 트랜스듀서의 구성을 도시한 다른 일례의 도면이다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 의료용 초음파 트랜스듀서는, 압전 물질이 진동하면서 전기적인 신호와 음향신호를 상호 변환시키는 압전층(11)과, 압전층(11)과 인체 사이의 음향 임피던스 차이를 감소시키는 정합층(12)과, 압전층(11)의 전방으로 진행하는 초음파를 집속시키기 위한 렌즈층(13)과, 압전층(11)의 후방으로 초음파가 진행하는 것을 차단시켜 영상 왜곡을 방지하는 배킹층(14)으로 구성된다. 이때, 도 1 및 도 2의 구성상 차이는 정합층(12)의 단일 또는 이중 적층의 구성에 차이가 있을 뿐 나머지 구성의 기능 및 역할은 동일하다.
1 is a view showing the configuration of a conventional medical ultrasound transducer, Figure 2 is a view of another example showing the configuration of a conventional medical ultrasound transducer. As shown in FIGS. 1 and 2, the conventional medical ultrasound transducer includes a piezoelectric layer 11 for converting an electrical signal and an acoustic signal while the piezoelectric material vibrates, and between the piezoelectric layer 11 and the human body. The matching layer 12 for reducing the acoustic impedance difference, the lens layer 13 for focusing the ultrasonic waves traveling forward of the piezoelectric layer 11, and the ultrasonic waves behind the piezoelectric layer 11 are blocked. The backing layer 14 prevents image distortion. At this time, the configuration difference of FIGS. 1 and 2 is different from the configuration of the single or double stack of the matching layer 12, the function and role of the remaining configuration is the same.

이와 같은 종래의 초음파 트랜스듀서는, 초음파 송수신을 위한 압전층(11)의 구성으로 PZT(피에조 소자) 또는 단결정(Single-crystal) 중 하나의 단일 재료를 사용함이 일반적이며, 이와 같이 PZT 또는 단결정의 단일 재료 중 하나가 적용되는 종래의 의료용의 초음파 트랜스듀서의 경우, 초음파 송신 또는 초음파 수신 중 어느 하나의 감도가 저하될 수 있으며, 초음파 송수신의 감도 저하는 초음파 트랜스듀서의 성능 저하를 야기하고, 결국에는 초음파 트랜스듀서를 통한 정밀한 영상 진단 정보를 획득하는 데에 제약으로 작용하게 된다.Such a conventional ultrasonic transducer generally uses a single material of either PZT (piezo element) or single crystal as a configuration of the piezoelectric layer 11 for ultrasonic transmission and reception. Thus, PZT or single crystal In the case of a conventional medical ultrasonic transducer to which one of the single materials is applied, the sensitivity of either the ultrasonic transmission or the ultrasonic reception may be lowered, and the degradation of the ultrasonic transmission and reception causes the performance of the ultrasonic transducer, and eventually This is a constraint on obtaining accurate image diagnosis information through an ultrasonic transducer.

본 발명은 기존에 제안된 방법들의 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 의료용 초음파 트랜스듀서를 구성함에 있어, 송신감도가 우수한 PZT와 수신감도가 우수한 단결정(Single-crystal)의 조합으로 압전층을 구성함으로써, 초음파 트랜스듀서의 초음파 송수신의 감도가 향상되고, 그를 통한 초음파 트랜스듀서의 영상 진단의 전체 성능이 향상될 수 있도록 하는, 의료용 초음파 트랜스듀서의 수신감도 향상을 위한 구조를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention has been proposed to solve the above problems of the conventionally proposed methods, in the construction of a medical ultrasonic transducer, piezoelectric in a combination of PZT with excellent transmission sensitivity and single-crystal with excellent reception sensitivity. By constructing the layer, it is possible to provide a structure for improving the reception sensitivity of the medical ultrasound transducer, so that the sensitivity of the ultrasound transmission and reception of the ultrasound transducer can be improved, and thereby the overall performance of the imaging of the ultrasound transducer can be improved. For that purpose.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 의료용 초음파 트랜스듀서의 수신감도 향상을 위한 구조는,Structure for improving the reception sensitivity of the medical ultrasound transducer according to the characteristics of the present invention for achieving the above object,

의료용 초음파 트랜스듀서에 있어서,In the medical ultrasonic transducer,

압전 물질이 진동하면서 전기적인 신호와 음향신호를 상호 변환시키기 위한 압전층;A piezoelectric layer for converting an electrical signal and an acoustic signal while the piezoelectric material vibrates;

상기 압전층에서 발생된 초음파가 인체의 목표지점에 최대한 전달될 수 있도록 상기 압전층과 인체 사이의 음향 임피던스 차이를 감소시키는 정합층;A matching layer for reducing the difference in acoustic impedance between the piezoelectric layer and the human body so that ultrasonic waves generated in the piezoelectric layer can be transmitted to the target point of the human body as much as possible;

상기 압전층의 전방으로 진행하는 초음파를 특정 지점으로 집속시키는 렌즈층; 및A lens layer for focusing the ultrasonic waves traveling forward of the piezoelectric layer to a specific point; And

상기 압전층의 후방으로 초음파가 진행하는 것을 차단시켜 영상 왜곡을 방지하는 배킹층을 포함하되,It includes a backing layer to block the progress of the ultrasonic waves behind the piezoelectric layer to prevent image distortion,

상기 압전층은,The piezoelectric layer,

초음파의 송신 감도가 우수한 PZT(피에조소자)와, 초음파의 수신 감도가 우수한 단결정(Single-crystal)의 조합으로 구성하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
The configuration features the combination of a PZT (piezo element) having excellent ultrasonic transmission sensitivity and a single crystal having excellent ultrasonic sensitivity.

바람직하게는, 상기 압전층은,Preferably, the piezoelectric layer,

상기 초음파의 수신 감도가 우수한 단결정을 중앙에 배치하고, 상기 초음파의 송신 감도가 우수한 PZT가 상기 단결정을 외부에서 감싸는 형태로 구성할 수 있다.
A single crystal having excellent reception sensitivity of the ultrasonic waves may be disposed in the center, and PZT having excellent transmission sensitivity of the ultrasonic waves may be configured to surround the single crystal from the outside.

바람직하게는, 상기 압전층은,Preferably, the piezoelectric layer,

상기 단결정을 중앙에 배치하고, 상기 PZT가 상기 단결정을 중앙에 두고 감싸는 형태로 구성하되,The single crystal is placed in the center, and the PZT is configured to wrap around the single crystal in the center,

상기 단결정은 상기 PZT에 비해 두께가 얇게 형성되어 상기 PZT와 단차진 형태로 구성할 수 있다.
The single crystal is thinner than the PZT, and thus may be formed in a stepped form with the PZT.

더욱 바람직하게는, 상기 배킹층은,More preferably, the backing layer is

상기 압전층의 단차진 형태에 대응하는 “ㅗ”형상으로 구성할 수 있다.
The piezoelectric layer may be configured in a "ㅗ" shape corresponding to the stepped shape of the piezoelectric layer.

바람직하게는, 상기 정합층은,Preferably, the matching layer,

제1 매칭 레이어(1st Matching layer)와 제2 매칭 레이어(2nd Maching layer)의 구조로 구성할 수 있다.It may be configured as a structure of a first matching layer and a second matching layer.

본 발명에서 제안하고 있는 의료용 초음파 트랜스듀서의 수신감도 향상을 위한 구조에 따르면, 의료용 초음파 트랜스듀서를 구성함에 있어, 송신감도가 우수한 PZT와 수신감도가 우수한 단결정(Single-crystal)의 조합으로 압전층을 구성함으로써, 초음파 트랜스듀서의 초음파 송수신의 감도가 향상되고, 그를 통한 초음파 트랜스듀서의 영상 진단의 전체 성능이 향상될 수 있도록 할 수 있다.According to the structure for improving the reception sensitivity of the medical ultrasonic transducer proposed in the present invention, the piezoelectric layer is composed of a combination of PZT having excellent transmission sensitivity and single crystal having excellent reception sensitivity in constructing the medical ultrasonic transducer. By configuring the, it is possible to improve the sensitivity of the ultrasonic transmission and reception of the ultrasonic transducer, through which the overall performance of the image diagnosis of the ultrasonic transducer can be improved.

도 1은 종래의 의료용 초음파 트랜스듀서의 구성을 도시한 도면.
도 2는 종래의 의료용 초음파 트랜스듀서의 구성을 도시한 다른 일례의 도면.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 의료용 초음파 트랜스듀서의 수신감도 향상을 위한 구조의 구성을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 의료용 초음파 트랜스듀서의 수신감도 향상을 위한 구조의 구성을 도시한 다른 일례의 도면.1 is a view showing the configuration of a conventional medical ultrasound transducer.
Figure 2 is a diagram of another example showing the configuration of a conventional medical ultrasound transducer.
Figure 3 is a view showing the configuration of a structure for improving the reception sensitivity of the medical ultrasound transducer according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a view of another example showing the configuration of a structure for improving the reception sensitivity of the medical ultrasonic transducer according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, in order that those skilled in the art can easily carry out the present invention. In the following detailed description of the preferred embodiments of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. In the drawings, like reference numerals are used throughout the drawings.

덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 ‘연결’ 되어 있다고 할 때, 이는 ‘직접적으로 연결’ 되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 ‘간접적으로 연결’ 되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 ‘포함’ 한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
In addition, in the entire specification, when a part is referred to as being 'connected' to another part, it may be referred to as 'indirectly connected' not only with 'directly connected' . In addition, the term 'comprising' of an element means that the element may further include other elements, not to exclude other elements unless specifically stated otherwise.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 의료용 초음파 트랜스듀서의 수신감도 향상을 위한 구조의 구성을 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 의료용 초음파 트랜스듀서의 수신감도 향상을 위한 구조의 구성을 도시한 다른 일례의 도면이다. 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 의료용 초음파 트랜스듀서의 수신감도 향상을 위한 구조는, 압전층(110), 정합층(120)과, 렌즈층(130), 및 배킹층(140)을 포함하여 구성될 수 있다.
3 is a view showing the configuration of the structure for improving the reception sensitivity of the medical ultrasound transducer according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is to improve the reception sensitivity of the medical ultrasound transducer according to an embodiment of the present invention It is a figure of another example which shows the structure of the structure for this. As shown in Figure 3 and 4, the structure for improving the reception sensitivity of the medical ultrasound transducer according to an embodiment of the present invention, the piezoelectric layer 110, matching layer 120 and the lens layer 130 , And the backing layer 140 may be configured.

본 발명의 일실시예에 따른 의료용 초음파 트랜스듀서의 수신감도 향상을 위한 구조가 적용된 초음파 트랜스듀서는, 종래의 초음파 트랜스듀서에서 초음파 송수신을 위해 PZT나 단결정(Single-crystal) 중 하나를 이용하는 단일 재료로 압전층을 구성하는 것이 아니라, 송신 감도가 우수한 PZT와 수신 감도가 우수한 단결정의 재료를 조합으로 초음파 송수신의 감도가 향상될 수 있도록 하는 구조로 구성한다.
Ultrasonic transducer with a structure for improving the reception sensitivity of the medical ultrasonic transducer according to an embodiment of the present invention, a single material using either PZT or single-crystal for ultrasonic transmission and reception in a conventional ultrasonic transducer The piezoelectric layer is not constituted by a piezoelectric layer, but a structure in which the sensitivity of ultrasonic transmission and reception is improved by combining PZT having excellent transmission sensitivity and a single crystal material having excellent reception sensitivity.

압전층(110)은, 의료용 초음파 트랜스듀서에서 압전 물질이 진동하면서 전기적인 신호와 음향신호를 상호 변환시키기 위한 역할을 한다. 이러한 압전층(110)은 초음파의 송신 감도가 우수한 PZT(피에조소자)(111)와, 초음파의 수신 감도가 우수한 단결정(Single-crystal)(112)의 조합으로 구성할 수 있다. 이때의 압전층(110)의 조합 구조는 초음파의 수신 감도가 우수한 단결정(112)을 중앙에 배치하고, 초음파의 송신 감도가 우수한 PZT(111)가 단결정(112)을 외부에서 감싸는 형태로 구성할 수 있다. 즉, 도 3 및 도 4에 도시되는 바와 같이, 압전층(110)은 단결정(112)을 중앙에 배치하고, PZT(111)가 단결정(112)을 중앙에 두고 감싸는 형태로 구성하되, 단결정(112)은 PZT(111)에 비해 두께가 얇게 형성되어 PZT(111)와 단차진 형태로 구성됨이 바람직하다. 이러한 압전층(110)의 배치 구조의 형상에 대응하여 후술할 배킹층(140)은 전체적인 형태가 압전층(110)과 치합될 수 있는 “ㅗ”형상의 구조로 구성될 수 있다.
The piezoelectric layer 110 serves to mutually convert an electrical signal and an acoustic signal while the piezoelectric material is vibrated in a medical ultrasonic transducer. The piezoelectric layer 110 may be composed of a combination of a PZT (piezo element) 111 having excellent ultrasonic sensitivity and a single crystal 112 having excellent ultrasonic sensitivity. In this case, the piezoelectric layer 110 may be configured such that the single crystal 112 having excellent ultrasonic sensitivity is disposed at the center and the PZT 111 having excellent ultrasonic transmission sensitivity surrounds the single crystal 112 from the outside. Can be. That is, as illustrated in FIGS. 3 and 4, the piezoelectric layer 110 is configured such that the single crystal 112 is disposed at the center, and the PZT 111 wraps the single crystal 112 at the center. 112 is thinner than the PZT 111 and is preferably formed in a stepped form with the PZT 111. The backing layer 140 to be described later corresponding to the shape of the arrangement of the piezoelectric layer 110 may have a “ㅗ” shape structure in which the overall shape may be engaged with the piezoelectric layer 110.

정합층(120)은, 압전층(110)에서 발생된 초음파가 인체의 목표지점에 최대한 전달될 수 있도록 압전층(110)과 인체 사이의 음향 임피던스 차이를 감소시키는 역할을 한다. 이러한 정합층(120)은 앞서 설명한 압전층(110)에서 발생되는 초음파의 효율을 좋게 피검체 내로 송수신하기 위해서 설치되며, 압전층(110)의 음향 임피던스를 단계적으로 피검체의 음향 임피던스에 가깝게 매칭하는 역할을 수행한다. 여기서, 정합층(120)은 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 매칭 레이어(1st Matching layer)와 제2 매칭 레이어(2nd Maching layer)의 이중 구조로 구성함이 바람직하다. 또한, 정합층(120)은 도 4에 도시된 바와 같이, 단일의 매칭 레이어로 구성할 수도 있다.
The matching layer 120 serves to reduce the acoustic impedance difference between the piezoelectric layer 110 and the human body so that ultrasonic waves generated in the piezoelectric layer 110 can be transmitted to the target point of the human body as much as possible. The matching layer 120 is installed to transmit / receive the ultrasonic wave generated in the piezoelectric layer 110 described above with good efficiency, and match the acoustic impedance of the piezoelectric layer 110 to the acoustic impedance of the subject step by step. It plays a role. Here, as shown in FIG. 3, the matching layer 120 may be configured as a double structure of a first matching layer and a second matching layer. In addition, the matching layer 120 may be configured as a single matching layer, as shown in FIG. 4.

렌즈층(130)은, 압전층(110)의 전방으로 진행하는 초음파를 특정 지점으로 집속시키는 역할을 한다. 이러한 렌즈층(130)은 생체에 가까운 음향 임피던스를 가진 실리콘 고무 등을 소재로 하는 음향 렌즈로 구성될 수 있다. 이때 렌즈층(130)을 형성하는 음향 렌즈의 형상은 중앙이 볼록한 렌즈, 평평한 형태의 렌즈 등 설계자의 설계에 따라 다양한 형상의 형태로 구성될 수 있다.
The lens layer 130 serves to focus the ultrasonic waves traveling forward of the piezoelectric layer 110 to a specific point. The lens layer 130 may be formed of an acoustic lens made of silicon rubber or the like having a sound impedance close to the living body. In this case, the shape of the acoustic lens forming the lens layer 130 may be configured in various shapes according to the designer's design, such as a convex center lens, a flat lens.

배킹층(140)은, 상기 압전층(110)의 후방으로 초음파가 진행하는 것을 차단시켜 영상 왜곡을 방지하는 역할을 한다. 이러한 배킹층(140)은, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 압전층(110)의 PZT(111)와 단결정(112)의 조합 구조에 따라 형성되는 압전층(110)의 단차진 형태에 대응하는 “ㅗ”형상으로 구성될 수 있다.
The backing layer 140 serves to prevent image distortion by blocking the progress of the ultrasonic waves behind the piezoelectric layer 110. As shown in FIGS. 3 and 4, the backing layer 140 has a stepped shape of the piezoelectric layer 110 formed according to a combination structure of the PZT 111 and the single crystal 112 of the piezoelectric layer 110. It may be configured in a "ㅗ" shape corresponding to the.

본 발명의 일실시예에 따른 의료용 초음파 트랜스듀서의 수신감도 향상을 위한 구조는, 앞서 설명한 바와 같이 압전층(110)과, 정합층(120)과, 렌즈층(130), 및 배킹층(140)을 포함하는 의료용 초음파 트랜스듀서에서, 일반적인 초음파 트랜스듀서의 초음파 송수신을 위해 압전층(110)에 PZT나 단결정의 단일 재료가 선택 사용됨에 따라 일부 수신감도가 저하되는 문제를 해결하기 위한 방안으로, 송신감도가 우수한 PZT(111)와 수신감도가 우수한 단결정(Single-crystal)(112)의 재료를 사용하여 압전층(110)을 구성함으로써, 의료용 초음파 트랜스듀서의 송수신 감도가 더욱 향상될 수 있도록 한다. 도 3 및 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 의료용 초음파 트랜스듀서의 수신감도 향상을 위한 구조로서 전체적인 구성 및 기능은 동일하며, 정합층(120)의 구성을 이중 또는 단일로 구성하는 것에서 차이가 있을 뿐이다. 특히, 본 발명의 일실시예에 따른 의료용 초음파 트랜스듀서의 수신감도 향상을 위한 구조는, 초음파 트랜스듀서의 초음파 송수신의 감도 향상을 위해 압전층(110)의 구조 개선에 특징이 있으며, 압전층(110)을 제외한 정합층(120), 렌즈층(130), 및 배킹층(140) 등은 통상의 초음파 트랜스듀서의 구성 및 고유 기능을 수행하는 것으로 충분하다.
The structure for improving the reception sensitivity of the medical ultrasound transducer according to an embodiment of the present invention, as described above, the piezoelectric layer 110, the matching layer 120, the lens layer 130, and the backing layer 140 In the medical ultrasound transducer comprising a), to solve the problem that the reception sensitivity is reduced as a single material of PZT or single crystal is used in the piezoelectric layer 110 for the ultrasonic transmission and reception of a general ultrasonic transducer, By constructing the piezoelectric layer 110 using a material of PZT 111 having excellent transmission sensitivity and single-crystal 112 having excellent reception sensitivity, the transmission and reception sensitivity of the medical ultrasound transducer can be further improved. . 3 and 4 is a structure for improving the reception sensitivity of the medical ultrasound transducer according to an embodiment of the present invention, the overall configuration and function is the same, the difference between the configuration of the matching layer 120 in a double or single configuration There is only. In particular, the structure for improving the reception sensitivity of the medical ultrasonic transducer according to an embodiment of the present invention, the piezoelectric layer (110) is characterized in that the structure of the piezoelectric layer (110) to improve the sensitivity of the ultrasonic transducer transmission and reception of the ultrasonic transducer ( Except for 110, the matching layer 120, the lens layer 130, the backing layer 140, and the like may be sufficient to perform the configuration and unique functions of a conventional ultrasonic transducer.

이상 설명한 본 발명은 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형이나 응용이 가능하며, 본 발명에 따른 기술적 사상의 범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.The present invention may be embodied in many other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics of the invention.

11: 압전층(PZT or Single-crystal) 12: 정합층(Matching layer)
13: 렌즈층(Lens layer) 14: 배킹층(Backer layer)
110: 압전층 111: PZT(피에조소자)
112: 단결정(Single-crystal) 120: 정합층
130: 렌즈층 140: 배킹층11: piezoelectric layer (PZT or single-crystal) 12: matching layer
13: Lens layer 14: Backer layer
110: piezoelectric layer 111: PZT (piezo element)
112: single-crystal 120: matching layer
130: lens layer 140: backing layer

Claims (5)

의료용 초음파 트랜스듀서에 있어서,
압전 물질이 진동하면서 전기적인 신호와 음향신호를 상호 변환시키기 위한 압전층(110);
상기 압전층(110)에서 발생된 초음파가 인체의 목표지점에 전달될 수 있도록 상기 압전층(110)과 인체 사이의 음향 임피던스 차이를 감소시키는 정합층(120);
상기 압전층(110)의 전방으로 진행하는 초음파를 특정 지점으로 집속시키는 렌즈층(130); 및
상기 압전층(110)의 후방으로 초음파가 진행하는 것을 차단시켜 영상 왜곡을 방지하는 배킹층(140)을 포함하되,
상기 압전층(110)은,
초음파의 송신 감도를 위한 PZT(피에조소자)(111)와, 초음파의 수신 감도를 위한 단결정(Single-crystal)(112)의 조합으로 구성하되, 상기 단결정(Single-crystal)(112)을 중앙에 배치하고, 상기 PZT(피에조소자)(111)가 상기 단결정(112)을 외부에서 감싸는 형태로 구성하는 것을 특징으로 하는, 의료용 초음파 트랜스듀서의 수신감도 향상을 위한 구조.
In the medical ultrasonic transducer,
A piezoelectric layer 110 for converting an electrical signal and an acoustic signal while the piezoelectric material vibrates;
Matching layer 120 to reduce the acoustic impedance difference between the piezoelectric layer 110 and the human body so that the ultrasonic wave generated in the piezoelectric layer 110 can be delivered to the target point of the human body;
A lens layer 130 for focusing ultrasonic waves traveling forward of the piezoelectric layer 110 to a specific point; And
Including a backing layer 140 to block the progress of the ultrasonic waves behind the piezoelectric layer 110 to prevent image distortion,
The piezoelectric layer 110,
It consists of a combination of PZT (piezo element) 111 for the transmission sensitivity of the ultrasonic wave and a single crystal (112) for the reception sensitivity of the ultrasonic wave, the center of the single crystal (112) Arrangement, characterized in that the PZT (Piezo element) 111 is configured to surround the single crystal (112) from the outside, the structure for improving the reception sensitivity of the medical ultrasonic transducer.
삭제delete 제1항에 있어서, 상기 압전층(110)은,
상기 단결정(112)을 중앙에 배치하고, 상기 PZT(111)가 상기 단결정(112)을 중앙에 두고 감싸는 형태로 구성하되,
상기 단결정(112)은 상기 PZT(111)에 비해 두께가 얇게 형성되어 상기 PZT(111)와 단차진 형태로 구성되는 것을 특징으로 하는, 의료용 초음파 트랜스듀서의 수신감도 향상을 위한 구조.
The method of claim 1, wherein the piezoelectric layer 110,
The single crystal 112 is disposed in the center, and the PZT 111 is configured to wrap around the single crystal 112 in the center,
The single crystal (112) is formed to be thinner than the PZT (111) is formed in the stepped form with the PZT (111), the structure for improving the reception sensitivity of the medical ultrasound transducer.
제3항에 있어서, 상기 배킹층(140)은,
상기 압전층(110)의 단차진 형태에 대응하는 “ㅗ”형상으로 구성되는 것을 특징으로 하는, 의료용 초음파 트랜스듀서의 수신감도 향상을 위한 구조.
The method of claim 3, wherein the backing layer 140,
The piezoelectric layer (110), characterized in that formed in the "ㅗ" shape corresponding to the stepped structure, for improving the reception sensitivity of the medical ultrasonic transducer.
제1항에 있어서, 상기 정합층(120)은,
제1 매칭 레이어(1st Matching layer)와 제2 매칭 레이어(2nd Maching layer)의 구조로 구성하는 것을 특징으로 하는, 의료용 초음파 트랜스듀서의 수신감도 향상을 위한 구조.The method of claim 1, wherein the matching layer 120,
A structure for improving the reception sensitivity of the medical ultrasound transducer, characterized in that the configuration of the first matching layer (1st Matching layer) and the second matching layer (2nd Maching layer).
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