KR100714318B1

KR100714318B1 - 초음파 프루브의 트랜스듀서 이동 가이드장치

Info

Publication number: KR100714318B1
Application number: KR1020050064278A
Authority: KR
Inventors: 황원순
Original assignee: 주식회사 메디슨
Priority date: 2005-07-15
Filing date: 2005-07-15
Publication date: 2007-06-08
Also published as: US7334478B2; JP2007021172A; JP4853009B2; EP1744179A1; DE602005012254D1; US20070012114A1; KR20070009190A; EP1744179B1

Abstract

본 발명은 트랜스듀서의 왕복이동시 불필요한 마찰발생을 억제하여 트랜스듀서의 원활한 이동을 도모하고 피검부위에 대한 정확한 화상을 얻을 수 있도록 하는 초음파 프루브의 트랜스듀서 이동 가이드장치에 관한 것이다. 트랜스듀서 이동 가이드장치는 트랜스듀서의 양단과 소정 간격을 두고 대향하여 설치되는 한 쌍의 가이드 레일과, 트랜스듀서의 양단에 각각 대향하는 가이드 레일의 측면에 길이방향으로 형성되고 측벽과 하벽을 가지는 가이드홈과, 트랜스듀서의 양단에 설치되고 가이드홈 내에 수용되어 가이드홈의 하벽에 접촉하여 구름운동하는 베어링과, 트랜스듀서의 양단에 설치되고 가이드홈 내에 수용되는 제1 영구자석과, 가이드홈의 측벽을 따라 제1 영구자석과 대향하며 소정 간격을 두고 설치되는 제2 영구자석을 포함한다. 제1 영구자석과 제2 영구자석은 상호 동일 극성이 마주보도록 배치된다.

초음파, 프루브, 트랜스듀서, 베어링, 영구자석

Description

초음파 프루브의 트랜스듀서 이동 가이드장치{DEVICE FOR GUIDING MOVEMENT OF TRANSDUCER FOR ULTRASONIC PROBE}

도 1은 종래의 초음파 프루브의 내부구조를 보인 사시도,

도 2는 종래의 초음파 프루브의 이동 가이드구조를 보인 사시도,

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 프루브의 이동 가이드장치를 보인 사시도,

도 4는 도 3의 일부 정단면도,

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 초음파 프루브의 이동 가이드장치를 보인 사시도,

도 6은 도 5의 일부 정단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 트랜스듀서

12: 브라켓

16: 베어링

22: 가이드 레일

24: 가이드홈

30: 모터

42: 제1 영구자석

44: 제2 영구자석

52: 홀더

56: 보조 베어링

본 발명은 초음파 프루브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 피검체 내 3차원 영역의 에코데이터를 얻을 수 있는 초음파 프루브의 트랜스듀서 이동 가이드장치에 관한 것이다.

초음파 진단장치는 초음파 프루브(probe)를 통해 피검체에 초음파를 송수신함으로써 얻어지는 에코데이터를 처리하여 피검체 내의 단층화상 또는 혈류화상 등을 나타내는 장치이다. 초음파 프루브는 초음파 신호와 전기신호를 상호 변환하는 트랜스듀서를 포함하는데, 종래의 프루브에서는 트랜스듀서가 프루브 내부에 고정적으로 배치되고, 에코데이터를 얻는 위치를 바꾸기 위해서는 피검체의 표면에 접촉시킨 프루브 자체를 기울여야만 했다.

최근, 화상처리기술의 발달로 3차원 초음파 화상을 표시할 수 있는 초음파 진단장치가 개발되고 있으며, 3차원 초음파 화상을 얻기 위한 방법으로서 프루브의 트랜스듀서를 요동(搖動)시킴으로써 평면상의 주사면(走査面)을 이동시켜 주사면의 이동범위인 3차원 영역에 대해 에코데이터를 얻는 방법이 적용되고 있다.

도 1 및 도 2는 각각 종래 기술에 따른 초음파 프루브의 내부구조 및 트랜스듀서 이동 가이드구조를 보인 사시도이다.

도시된 바와 같이, 종래의 초음파 프루브(이하, 프루브라고 칭함)의 내부에는 트랜스듀서(10)와, 트랜스듀서(10)를 이동시키기 위한 구동력을 발생시키는 모터(30)와, 모터(30)의 구동력을 트랜스듀서(10)에 전달하기 위한 동력전달수단(도시되지 않음)이 설치된다. 이 구성요소들은 프레임(20)에 장착되어 고정된다.

프레임(20)의 상부는 대략 직사각형의 테두리를 가지며, 테두리 상에는 트랜스듀서(10)의 양단과 소정 간격을 두고 대향하여 트랜스듀서(10)의 이동을 가이드하기 위한 한 쌍의 가이드 레일(22)이 설치된다. 서로 마주보는 한 쌍의 가이드 레일(22)의 측면에는 가이드홈(24)이 길이방향으로 형성된다. 가이드홈(24)은 상벽, 측벽 및 하벽을 포함하여 가이드 레일(22)은 대략 "ㄷ"형상의 단면을 가진다.

트랜스듀서(10)의 양단에는 수평연장된 복수의 지지축(14)과 지지축(14)에 회전가능하게 결합되는 복수의 베어링(16)이 장착된 브라켓(12)이 결합된다. 각 지지축(14)은 가이드 레일(22)의 가이드홈(24)을 향해 연장되고, 베어링(16)은 가이드홈(24)내에 수용된다. 브라켓(12)은 가이드 레일(22)의 측면으로부터 소정 간격 이격되어 불필요한 마찰발생을 방지한다. 모터(30)의 구동력이 동력전달수단을 통해 트랜스듀서(10)에 전달되면, 가이드 레일(22)의 가이드홈(24) 내에 수용되는 베어링(16)에 의해 트랜스듀서(10)는 가이드홈(24)을 따라 왕복이동하게 된다. 이 때, 베어링(16)은 가이드홈(24)의 하벽에 밀착되어 구름운동한다.

그러나, 종래의 프루브의 트랜스듀서 이동 가이드구조에 있어서, 트랜스듀서의 왕복이동시 모터의 진동 또는 제조 및 조립오차 등의 이유로 트랜스듀서의 양 단, 정확하게는 베어링을 지지하는 브라켓의 측면이 가이드 레일의 측면과 접촉하거나 또는 베어링의 측면이 가이드홈의 측벽에 접촉되는 경우가 빈번히 발생한다. 이러한 불필요한 마찰에 의해, 구성요소들의 마모와 변형, 또는 작동소음과 진동이 유발됨은 물론, 트랜스듀서의 원활한 이동이 이루어지지 않기 때문에 조영간격이 불규칙해지고, 피검체의 피검부위에 대한 정확한 화상 획득이 어려워지는 문제점이 있다.

본 발명은 이러한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 트랜스듀서의 왕복이동시 불필요한 마찰발생을 억제하여 트랜스듀서의 원활한 이동을 도모하고 피검부위에 대한 정확한 화상을 얻을 수 있도록 하는 초음파 프루브의 트랜스듀서 이동 가이드장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 초음파 프루브의 트랜스듀서 이동 가이드장치는 초음파신호와 전기신호를 상호 변환하는 트랜스듀서와 트랜스듀서를 이동시키기 위한 구동력을 발생시키는 모터를 포함하는 초음파 프루브에 있어서, 트랜스듀서의 양단과 소정 간격을 두고 대향하여 설치되는 한 쌍의 가이드 레일과; 트랜스듀서의 양단에 각각 대향하는 가이드 레일의 측면에 길이방향으로 형성되고, 측벽과 하벽을 가지는 가이드홈과; 트랜스듀서의 양단에 설치되고, 가이드홈 내에 수용되어 가이드홈의 하벽에 접촉하여 구름운동하는 베어링과; 트랜스듀서의 양단과 가이드 레일 사이의 간격을 일정하게 유지시키기 위한 수단을 포함한다.

본 발명의 일실시예에 따른 상기 수단은 트랜스듀서의 양단에 설치되고 가이드홈 내에 수용되는 제1 영구자석과, 가이드홈의 측벽을 따라 제1 영구자석과 대향하며 소정 간격을 두고 설치되는 제2 영구자석을 포함한다. 제1 영구자석과 제2 영구자석이 상호 동일 극성이 마주보도록 배치된다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 상기 수단은 트랜스듀서의 양단에 설치되고 가이드홈 내에 수용되어 가이드홈의 측벽에 접촉하여 구름운동하는 보조 베어링이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대한 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 프루브의 이동 가이드장치를 보인 사시도이고, 도 4는 도 3의 일부 정단면도이다. 종래의 초음파 프루브와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조번호를 부여하고 상세한 설명은 생략한다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 트랜스듀서(10)의 이동을 가이드하기 위한 한 쌍의 가이드 레일(22)이 트랜스듀서(10)의 양단에 각각 인접하여 설치된다. 트랜스듀서(10)의 양단에 대향하는 가이드 레일(22)의 측면에 가이드홈(24)이 길이방향으로 형성된다. 도 3에서 가이드 레일(22)과 가이드홈(24)이 볼록(convex)형태로 도시되어 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 트랜스듀서(10)의 양단에는 수평연장된 복수의 지지축(14)과 지지축(14)에 회전가능하게 결합되는 복수의 베어링(16)이 장착된 브라켓(12)이 결합된다. 각 지지축(14)은 가이드 레일(22)의 가이드홈(24)을 향해 연장되고, 베어링(16)은 가이드홈(24)내에 수용된다. 브라켓(12)은 가이드 레일(22)의 측면으로부터 소정 간격(g) 이격되어 불필요한 마찰발생을 방지한다.

본 발명의 일실시예에 따른 트랜스듀서 이동 가이드장치는 트랜스듀서(10)의 양단에 결합된 브라켓(12)과 가이드 레일(22)의 측면 사이의 간격(g)을 일정하게 유지시키기 위한 수단을 더 포함한다. 이러한 수단으로서, 브라켓(12)과 가이드홈(24)의 측벽(24a)에 각각 제1 및 제2 영구자석(42, 44)이 설치된다. 자세히 설명하면, 트랜스듀서(10)의 양단에 결합되는 각 브라켓(12)의 일측에 베어링(16)에 인접하여 적어도 하나의 제1 영구자석(42)이 설치된다. 제1 영구자석(42)은 대략 원통형의 형상을 가지고, 가이드홈(24) 내로 수용가능한 크기를 가진다. 바람직하게는, 제1 영구자석(42)의 개수는 트랜스듀서(10)의 양단부에 각각 한 쌍씩 구비되어 모두 4개의 제1 영구자석(42)이 대칭으로 배치된다.

또한, 가이홈(24)의 측벽(24a)에는 그 전체길이에 걸쳐 트랜스듀서(10)측 제1 영구자석(42)과 대향하도록 제2 영구자석(44)이 고정 설치된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 영구자석(42)과 제2 영구자석(44)은 상호 반발력(척력)이 작용되도록 동일 극성(N극 대 N극, 또는 S극 대 S극)끼리 마주 보도록 하여 소정 간격(g')을 두고 설치된다.

상기와 같은 구성에 의해, 모터(30, 도 1참조)의 구동력이 동력전달수단을 통해 트랜스듀서(10)에 전달되어 트랜스듀서(10)가 왕복이동할 때, 트랜스듀서(10)의 양단에 장착된 베어링(16)이 가이드홈(24)의 하벽(24b)에 밀착되어 구름운동한다. 동시에, 트랜스듀서(10)의 브라켓(12)에 설치된 제1 영구자석(42)과 가이드홈(24)의 측벽(24a)을 따라 제1 영구자석(42)과 동일 극성으로 대향하여 설치된 제2 영구자석(44) 사이에 척력이 발생한다. 이러한 척력은 트랜스듀서(10)의 양단 근처에서 균등하게 발생되기 때문에, 제1 및 제2 영구자석(42, 44) 사이의 간격(g')뿐만 아니라, 브라켓(12)과 가이드 레일(22)의 측면 사이의 간격(g)이 일정하게 유지된다. 이와 같이, 트랜스듀서(10)의 왕복이동시, 제1 영구자석(42)과 제2 영구자석(44) 사이의 척력에 의해 모터(30)의 진동 등에 의한 트랜스듀서(10)의 좌우요동을 방지함으로써 트랜스듀서(10)의 양단에 결합된 브라켓(12)이 가이드 레일(22)의 측면에 접촉되는 현상을 방지할 수 있게 된다. 이러한 본 발명의 작용효과는 가이드 레일(22)과 가이드홈(24)의 형상에 상관없이 발휘될 수 있다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 초음파 프루브의 이동 가이드장치를 보인 사시도이고, 도 6은 도 5의 일부 정단면도이다.

이들에 도시된 바와 같이, 트랜스듀서(10), 보다 정확하게는 트랜스듀서(10)의 양단에 결합된 베어링 지지용 브라켓(12)과 이에 대향하는 가이드 레일(22)의 측면 사이의 간격(g)을 일정하게 유지시키기 위한 수단은 브라켓(12)에 부가적으로 장착되는 복수의 보조 베어링(56)이다.

상세히 설명하면, 브라켓(12)에 장착된 기존의 베어링(16, 이하, "주 베어링"이라 칭함)은 트랜스듀서(10)에 작용하는 상하방향의 하중을 지탱하며 트랜스듀서(10)의 이동을 돕기 위해 베어링(16)의 회전중심축, 즉 지지축(14)이 가이드홈(24)의 측벽(24a)을 향해 수평방향으로 연장형성되어 있다. 따라서, 주 베어링(16)은 가이드홈(24)의 하벽(24b)에 밀착되어 구름운동을 한다.

반면, 본 발명에 따른 보조 베어링(56)은 그 회전중심축이 주 베어링(16)의 회전중심축(즉, 지지축(14))과 직각을 이루도록 배치된다. 이를 위해, 각 브라켓(12)의 양측단에는 수직방향으로 연장되는 지지축(54)과, 지지축(54)에 결합되는 보조 베어링(56)을 고정하기 위한 홀더(52)가 구비된다. 이와 같이, 수직방향의 회전중심축을 가지는 보조 베어링(56)은 가이드홈(24)의 측벽(24a)에 접촉하여 구름운동한다. 바람직하게는, 홀더(52)와 보조 베어링(56)은 가이드홈(24) 내로 수용가능한 두께를 갖는다. 바람직하게는, 보조 베어링(56)의 개수는 트랜스듀서(10)의 양단부에 각각 한 쌍씩 구비되어 모두 4개의 보조 베어링(56)이 대칭으로 배치된다.

또한, 트랜스듀서(10)의 일단에 구비되는 하나의 보조 베어링(56)의 테두리의 한 점으로부터 트랜스듀서(10)의 타단에 구비되는 다른 하나의 보조 베어링(56)의 테두리의 한 점까지의 최대거리(d)는 서로 마주보는 두 가이드홈(24)의 측벽(24a) 사이의 거리와 동일하게 설정된다.

상기와 같은 구성에 의해, 모터(30, 도 1참조)의 구동력이 동력전달수단을 통해 트랜스듀서(10)에 전달되어 트랜스듀서(10)가 왕복이동할 때, 트랜스듀서(10)의 양단에 장착된 주 베어링(16)이 가이드홈(24)의 하벽(24b)에 밀착되어 구름운동하고, 동시에 보조 베어링(56)은 각각 두 가이드홈(24)의 측벽(24a)에 동시에 접촉되어 구름운동함으로써, 모터(30)의 진동 등에 의한 트랜스듀서(10)의 좌우요동을 방지하게 된다. 더욱이, 트랜스듀서(10)의 양단에 장착되는 베어링 지지용 브라켓(12)과 가이드 레일(22)의 측면 사이의 간격(g)이 일정하게 유지되어 브라켓(12)이 가이드 레일(22)의 측면에 접촉되는 현상 또는 주 베어링(16)이 가이드홈(24)의 측벽(24a)에 접촉되는 현상을 방지할 수 있게 된다. 이러한 본 발명의 작용효과는 가이드 레일(22)과 가이드홈(24)의 형상에 상관없이 발휘될 수 있다.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형이 가능할 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 초음파 프루브의 트랜스듀서 이동 가이드장치에 있어서, 트랜스듀서가 모터의 구동력을 전달받아 가이드 레일의 가이드홈을 따라 왕복이동할 때 트랜스듀서의 양단부, 정확하게는 베어링이 장착되는 브라켓과, 이에 대향하는 가이드 레일의 측면 사이의 간격을 유지시켜 주기 위한 수단(제1 및 제2 영구자석, 또는 보조 베어링)을 구비하여 구성요소들간의 불필요한 접촉 및 마찰을 방지 또는 저감시킴으로써, 구성요소들의 마모, 변형, 소음 및 진동발생을 억제하고, 트랜스듀서의 원활한 이동을 도모하여 피검부위에 대한 정확한 화상을 얻을 수 있도록 하는 효과가 있다.

Claims

초음파신호와 전기신호를 상호 변환하는 트랜스듀서와 상기 트랜스듀서를 이동시키기 위한 구동력을 발생시키는 모터를 포함하는 초음파 프루브에서 상기 트랜스듀서의 이동을 가이드하기 장치로서,

상기 트랜스듀서의 양단과 소정 간격을 두고 대향하여 설치되는 한 쌍의 가이드 레일과;

상기 트랜스듀서의 양단에 각각 대향하는 상기 가이드 레일의 측면에 길이방향으로 형성되고, 측벽과 하벽을 가지는 가이드홈과;

상기 트랜스듀서의 양단에 설치되고, 상기 가이드홈 내에 수용되어 상기 가이드홈의 하벽에 접촉하여 구름운동하는 베어링과;

상기 트랜스듀서의 양단과 상기 가이드 레일 사이의 간격을 일정하게 유지시키기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 프루브의 트랜스듀서 이동 가이드장치.
제1항에 있어서, 상기 수단이 상기 트랜스듀서의 양단에 설치되고 상기 가이드홈 내에 수용되는 제1 영구자석과, 상기 가이드홈의 측벽을 따라 상기 제1 영구자석과 대향하며 소정 간격을 두고 설치되는 제2 영구자석을 포함하고,

상기 제1 영구자석과 상기 제2 영구자석이 상호 동일 극성이 마주보도록 배치되는 것을 특징으로 하는 초음파 프루브의 트랜스듀서 이동 가이드장치.
제1항에 있어서, 상기 수단이 상기 트랜스듀서의 양단에 설치되고 상기 가이드홈 내에 수용되어 상기 가이드홈의 측벽에 접촉하여 구름운동하는 보조 베어링인 것을 특징으로 하는 초음파 프루브의 트랜스듀서 이동 가이드장치.