KR101492608B1 - 이미지 품질을 개선하기 위한 트랜스듀서 구조 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 트랜스듀서의 일 실시예는, 치료용 초음파를 방사하는 HIFU(high intensity focused ultrasound) 방사부를 구비하는 HIFU 트랜스듀서; 및 상기 HIFU 트랜스듀서에 인접하여 설치되고, 이미지 획득용 초음파를 방사하는 이미지 트랜스듀서를 포함하는 트랜스듀서에 있어서, 상기 HIFU 방사부는, 파라볼릭(parabolic) 형상으로 형성되고, 내주면에는 상기 HIFU 방사부로 회귀하는 상기 치료용 초음파 또는 상기 이미지 획득용 초음파를 소멸시키기 위한 함몰부가 복수개로 형성되는 것일 수 있다.

Description

이미지 품질을 개선하기 위한 트랜스듀서 구조{Transducer Structure for Enhancement in Image Quality}
본 발명의 실시예는 트랜스듀서에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 이미지 트랜스듀서가 획득하는 이미지의 품질을 개선한 트랜스듀서에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 발명의 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
초음파 트랜스듀서는 대상체의 초음파 영상을 얻거나 대상체의 치료를 위하여, 초음파를 진료 부위로 방사하거나 대상체로부터 반사되어 온 에코 초음파를 수신하기 위한 것이다.
초음파 트랜스듀서는 여러 산업분야에 적용될 수 있다. 특히 대상체의 체표로부터 체내의 진료 부위를 항하여 초음파를 방사하고, 방사된 초음파로 진료부위를 치료하거나 반사된 초음파를 이용하여 연부조직의 단층이나 혈류에 관한 이미지를 무침습으로 얻는 장치인 초음파 진료장치 등 의료기기 분야에 주로 이용될 수 있다.
초음파 트랜스듀서가 초음파를 생성하는 압전체의 특성을 이용하는 것이다. 압전체란 전기적 에너지와 기계적 에너지를 상호 변환시키는 물질이다. 예를 들어 초음파 트랜스듀서에 사용되는 압전체는 그 상단 및 하단에 전극을 형성하고 전원을 인가하면 압전체가 진동하면서 전기적 신호와 음향 신호를 상호 변환시키는 역할을 한다.
초음파 트랜스듀서는 일반적으로, 대상체의 이미지 획득을 목적으로 하는 이미지 트랜스듀서, 대상체의 치료를 목적으로 하는 HIFU(high intensity focused ultrasound) 트랜스듀서 등이 있고, 진단과 치료를 동시에 수행하기 위해 이미지 트랜스듀서와, HIFU 트랜스듀서가 결합한 초음파 트랜스듀서도 사용된다.
도 1은 이미지 트랜스듀서(120)와 HIFU 트랜스듀서(110)가 결합한 트랜스듀서 구조의 일반적인 형태를 나타낸 개략도이다.
이러한 결합형 트랜스듀서는 치료용 초음파를 방사하는 HIFU 트랜스듀서(110), 이미지 획득용 초음파를 방사하는 이미지 트랜스듀서(120)를 포함하고, 이미지 트랜스듀서(120)는 HIFU 트랜스듀서(110)의 중앙부에 설치된다. HIFU 트랜스듀서(110)와 이미지 트랜스듀서(120)에는 전방부에 방사된 초음파가 대상체(100)에 용이하게 도달할 수 있도록 물 등의 유체매질(130)이 충전되고, 유체매질(130)의 누출을 방지하기 위한 멤브래인(140)이 구비된다.
HIFU 트랜스듀서(110)는 초음파를 방사하는 HIFU 방사부(111)를 구비하는데, HIFU 방사부(111)에서 방사되는 치료용 초음파는 대상체(100), 멤브래인 등에서 반사되어 HIFU 방사부(111)로 회귀하지 않는 것이 이상적이다. 또한, 이미지 트랜스듀서(120)로부터 방사되는 이미지 획득용 초음파는 대상체(100)의 진료부위에서 반사되어 이미지 트랜스듀서(120)로 회귀하고, 멤브래인 등에서 반사되어 회귀하지 않는 것이 이상적이다.
그러나, 치료용 초음파 또는 이미지 획득용 초음파는 방사된 후 유체매질(130), 멤브래인(140), 대상체(100) 표면 등의 경계면에서 반사가 일어나고, 반사된 일부 초음파는 재반사를 거듭하여 이미지 트랜스듀서(120)로 재입사하게 되고, 이러한 재입사 초음파는 초음파 이미지의 품질을 저하시키는 문제점이 있다.
한편, 초음파 트랜스듀서는 고유의 임피던스를 가지고 대상체(100)도 고유의 임피던스를 가지므로, 각 임피던스의 차이를 제거하는 임피던스 정합이 필요하고, 이를 위해 초음파 트랜스듀서는 후술하는 정합층을 구비한다.
그러나, 결합형 초음파 트랜스듀서에서는 HIFU 트랜스듀서(110)와 이미지 트랜스듀서(120) 각각의 정합층의 두께가 일치하지 않으면, 이미지 트랜스듀서(120)에서 방사된 이미지 획득용 초음파 중 멤브래인(140) 등에서 반사되어 HIFU 트랜스듀서(110)로 입사하는 초음파는 HIFU 트랜스듀서(110)의 정합층을 관통하지 않고 그 표면에서 다시 반사되어 종국적으로 이미지 트랜스듀서(120)로 입사한다. 이러한 대상체(100)를 관통하지 않고 이미지 트랜스듀서(120)로 재입사하는 이미지 획득용 초음파는, 초음파 이미지의 품질을 저하시키는 문제점이 있다.
본 발명의 실시예는, HIFU 트랜스듀서와 이미지 트랜스듀서를 결합한 초음파 트랜스듀서에서 이미지 트랜스듀서가 획득하는 초음파 이미지의 품질을 개선한 구조를 제공하는 데 목적이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 트랜스듀서의 일 실시예는, 치료용 초음파를 방사하는 HIFU(high intensity focused ultrasound) 방사부를 구비하는 HIFU 트랜스듀서; 및 상기 HIFU 트랜스듀서에 인접하여 설치되고, 이미지 획득용 초음파를 방사하는 이미지 트랜스듀서를 포함하는 트랜스듀서에 있어서, 상기 HIFU 방사부는, 상기 HIFU 방사부로 회귀하는 상기 치료용 초음파 또는 상기 이미지 획득용 초음파를 소멸시키기 위한 함몰부가 복수개로 형성되는 것일 수 있다. 이때, 상기 함몰부는, 축방향으로 일측이 열린 원통형으로 형성되는 것일 수 있다.
상기 복수개의 함몰부의 일부 또는 전부에는 상기 치료용 초음파를 발생시키는 제1압전체가 설치되고, 상기 이미지 트랜스듀서에는 상기 이미지 획득용 초음파를 발생시키는 제2압전체가 설치되는 것일 수 있다. 또한, 상기 함몰부의 전부에는, 외측에 충전재가 삽입되고, 상기 함몰부의 일부 또는 전부에는, 내측에 상기 제1압전체가 삽입되고, 상기 제1압전체와 상기 충전재 사이에 상기 제1압전체의 음향 임피던스와 초음파가 도달하는 대상체의 음향 임피던스를 정합시키는 제1정합층이 개재되고, 상기 이미지 트랜스듀서에는, 상기 제2압전체의 음향 임피던스와 상기 대상체의 음향 임피던스를 정합시키는 제2정합층이 형성되는 것일 수 있다. 또한, 상기 충전재는, 재질이 고무 또는 고분자물질로 형성되는 것일 수 있다.
전술한 실시예의 트랜스듀서는, HIFU 방사부로 회귀하는 초음파를 소멸시키거나, 정합층의 두께를 조절하여 초음파 이미지의 품질을 개선하는 효과가 있다.
도 1은 이미지 트랜스듀서와 HIFU 트랜스듀서가 결합한 트랜스듀서 구조의 일반적인 형태를 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 트랜스듀서를 나타낸 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 트랜스듀서의 HIFU 방사부를 설명하기 위한 정면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 트랜스듀서 구조의 HIFU 트랜스듀서를 설명하기 위한 개략적인 부분단면도이다.
첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하거나, 개략적인 구성을 이해하기 위하여 실제보다 축소하여 도시한 것이다.
또한, 제1 및 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 트랜스듀서를 나타낸 개략적인 단면도이다.
HIFU 트랜스듀서(210)는 대상체(200)에 치료용 초음파를 방사하고, HIFU 방사부(211)를 포함한다. HIFU 방사부(211)는 파라볼릭(parabolic) 형상으로 형성될 수 있고, 파라볼릭 형상의 내주면에서 전방으로 치료용 초음파를 방사하며, 내주면 상에는 복수개의 함몰부(2110)가 형성된다.
상기 함몰부(2110)는 예를 들어, 축방향으로 일측이 열린 원형 또는 다각형 형상의 홈으로 형성될 수 있고, 제1압전체(2111), 제1정합층(2112) 및 충전재(2113)가 구비될 수 있다. 제1압전체(2111)는 함몰부(2110)의 내측에 삽입되고, 압전물질을 포함하여 외부전원으로부터 전력을 공급받아 치료용 초음파를 발생시킨다. 제1정합층(2112)은 제1압전체(2111)와 충전재(2113) 사이에 개재되고, 제1압전체(2111)의 음향 임피던스와 대상체(200)의 음향 임피던스를 정합시켜 대상체(200)의 표면에서 초음파가 반사되는 것을 방지하는 역할을 한다. 충전재(2113)는 유체매질(230)이 초음파에 노출되는 경우 발생하는 기포가 함몰부(2110)로 유입되는 것을 방지하는 역할을 한다. 충전재(2113)는 가벼우며 물 등의 유체매질(230)에 대한 내식성이 강한 재질, 예를 들어 고무 또는 고분자물질로 형성되는 것이 적절하다. 도 2에서는 충전재(2113)가 각 함몰부(2110) 외측에 개별적으로 삽입되어 부착되는 형태로 도시되었으나 이는 일 실시예에 불과하다. 다른 실시예로 HIFU 방사부(211)의 내주면에 대응하는 형상의 파라볼릭 판 형태로 제작하여 HIFU 방사부(211)의 내주면 전체에 부착하거나, 기타 기포의 함몰부(2110) 유입을 방지할 수 있는 구조로 충전재(2113)를 HIFU 방사부(211)의 내주면에 설치할 수 있다.
함몰부(2110)는 제1압전체(2111) 또는 제2압전체(221)로부터 발생한 후 대상체(200)를 향해 방사된 초음파의 일부가 유체매질(230), 멤브래인(240), 대상체(200) 표면 등의 경계면에서 반사되어 HIFU 방사부(211)로 되돌아오는 경우, 이러한 회귀 초음파를 소멸시킨다. 즉, 회귀 초음파가 함몰부(2110)로 입사하여 함몰부(2110)의 측면과 저면에 충돌하면, 회기 초음파는 소멸하고 회기 초음파가 가진 에너지는 마찰열로 변환된다. 이러한 방식으로 HIFU 방사부(211)로 되돌아오는 회기 초음파는 함몰부(2110)에서 효과적으로 소멸되므로, HIFU 방사부(211)에서 재반사되어 이미지 트랜스듀서(220)로 재입사하여 초음파 이미지의 품질을 저하시키는 것을 방지할 수 있다.
한편, 제1압전체(2111)와 제1정합층(2112)은 복수개의 함몰부(2110) 전부에 구비될 필요는 없다. 제1압전체(2111)와 제1정합층(2112)이 함몰부(2110)에 구비되는 경우, 제1압전체(2111)와 제1정합층(2112)이 각각 형성하는 매질경계면에서 회기 초음파는 재반사될 수도 있으므로, 함몰부(2110)가 회귀 초음파를 소멸시키는 효과가 저하될 수도 있다. 따라서, 제1압전체(2111)와 제1정합층(2112)은 복수개의 함몰부(2110)에 적절한 위치와 개수를 선택하여 구비시킬 수 있다. 이 경우 제1압전체(2111)와 제1정합층(2112)이 구비되지 않은 함몰부(2110)는 회귀 초음파를 소멸시키는 역할만 한다. 반면, 제1압전체(2111)와 제1정합층(2112)이 구비되는 함몰부(2110)에서는 초음파가 방사됨과 동시에, 회기 초음파를 소멸시키는 역할을 한다.
다만, 충전재(2113)는 유체매질(230)에서 발생하는 기포가 함몰부(2110)로 유입되는 것을 방지하기 위해 설치되므로 복수개의 함몰부(2110) 전부에 설치한다.
이미지 트랜스듀서(220)는 대상체(200)의 이미지 획득용 초음파를 방사하고, 제2압전체(221) 및 제2정합층(222)을 포함한다. 제2압전체(221)는 이미지 트랜스듀서(220)에 설치되고, 압전물질을 포함하여 외부전원으로부터 전력을 공급받아 이미지 획득용 초음파를 발생시킨다. 제2정합층(222)은 이미지 트랜스듀서(220)에서 제2압전체(221)의 전면에 설치되고, 제2압전체(221)의 음향 임피던스와 대상체(200)의 음향 임피던스를 정합시켜 대상체(200)의 표면에서 초음파가 반사되는 것을 방지하는 역할을 한다. 유체매질(230)은 HIFU 트랜스듀서(210)와 이미지 트랜스듀서(220)의 전방부에 위치하고, 제1압전체(2111)와 제2압전체(221)로부터 방사된 초음파의 강도가 저하되지 않고 대상체(200)에 원활하게 도달하도록 하는 역할을 하며, 사용되는 유체로는, 예를 들어, 물 등이 있다.
멤브래인(240)은 유체를 수용하는 공간을 형성하고, 유체매질(230)의 누출을 방지하는 역할을 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 트랜스듀서의 HIFU 방사부를 설명하기 위한 정면도이다.
HIFU 방사부(211)는 전체가 정면이 내주면을 형성하는 파라볼릭 형상을 가진다. 함몰부(2110)는 HIFU 방사부(211) 전체에 복수로 고르게 배열된다. 복수개의 함몰부(2110) 각각의 배열방식은, HIFU 방사부(211)에 일정간격으로 가상의 원주를 다수 형성하고 그 원주를 따라 함몰부(2110)를 일정개수로 배열하는 등이 될 수 있다. 이때, 함몰부(2110)의 전체 개수는 HIFU 트랜스듀서(210)에 사용되는 제1압전체(2111)의 개수, 제1압전체(2111)가 설치되지 않는 함몰부(2110)의 개수 등을 고려하여 적절하게 선정한다. 한편, HIFU 방사부(211)의 중앙에는 중공부(310)가 형성되고, 중공부(310)에는 이미지 트랜스듀서(220)를 설치한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 트랜스듀서 구조의 HIFU 트랜스듀서를 설명하기 위한 개략적인 부분단면도이다.
멤브래인(240) 등에서 반사되어 회귀하는 회귀 초음파(400)가 제1정합층의 표면(2112-1)에서 반사되어 종국적으로 이미지 트랜스듀서(220)로 입사하게 되면, 이미지 트랜스듀서(220)로부터 획득되는 이미지의 품질은 저하된다. 따라서, 회귀 초음파(400)가 제1정합층의 표면(2112-1)에서 반사되지 않고 제1정합층(2112)에 흡수되도록 설계하면 이미지의 품질은 개선될 수 있고, 이는 제1정합층(2112)의 두께를 조절함으로써 가능하다.
일반적으로 회귀 초음파(400)가 제1정합층(2112)에서 반사되지 않고 제1정합층(2112)에 흡수될 수 있는 제1정합층(2112)의 두께는 회귀 초음파(400)의 파장의 4분의 1의 홀수배이다. 즉,
Figure 112013048733418-pat00001
D: 제1정합층(2112)의 두께,
λ: 제1정합층(2112)에서 초음파의 파장,
k: 양의 정수
의 식이 성립한다. 이때, 초음파의 속도는 음파의 속도와 동일하므로 제1정합층(2112)에서 초음파의 파장은,
Figure 112013048733418-pat00002
c: 제1정합층(2112)에서 음파의 속도,
f: 음파의 주파수
로 표시된다.
한편, 회귀 초음파(400)는 이미지 획득용 초음파와 치료용 초음파가 모두 존재하므로, 회귀 초음파(400)가 제1정합층의 표면(2112-1)에서 반사되지 않고 제1정합층(2112)에 흡수되려면, 이미지 획득용 초음파의 주파수를 고려하여 설정되는 제1정합층(2112)의 두께(DI)와 치료용 초음파의 주파수를 고려하여 설정되는 제1정합층(2112)의 두께(DH)가 동일해야 한다.
따라서, 이미지 트랜스듀서(220)로부터 방사되는 초음파의 파장의 4분의 1에 홀수를 곱한 값과 HIFU 트랜스듀서(210)로부터 방사되는 초음파의 파장의 4분의 1에 홀수를 곱한 값이 상호 일치하는 경우, 해당 값을 제1정합층(2112)의 두께(DI, DH)로 선정한다. 구체적으로, 제1정합층(2112)의 두께(DI, DH)는 다음의 수학식1 내지 수학식3을 만족해야 한다.
Figure 112013048733418-pat00003
Figure 112013048733418-pat00004
Figure 112013048733418-pat00005
DI: 이미지 획득용 초음파의 주파수를 고려하여 설정되는 제1정합층(2112)의 두께(단위: mm),
DH: 치료용 초음파의 주파수를 고려하여 설정되는 제1정합층(2112)의 두께(단위: mm),
c: 제1정합층(2112)에서의 음파의 속도(단위: m/s),
fIc: 이미지 트랜스듀서(220)로부터 방사되는 초음파의 중심주파수(단위: MHz),
fHc: HIFU 트랜스듀서(210)로부터 방사되는 초음파의 중심주파수(단위: MHz),
n, m: 양의 정수.
전술한 식에서 초음파의 주파수는 일정한 대역폭을 가지고 변화하므로, 중심주파수를 사용하여 제1정합층(2112)의 두께를 결정한다.
예를 들어, fIc가 3MHz이고 fHc가 1MHz라면, m이 1일 경우 n은 2가 되고 제1정합층(2112)의 두께(DI, DH)는 (c/4)x1000 mm가 된다.
한편, 이미지 트랜스듀서(220)로부터 방사되는 초음파의 파장의 4분의 1에 홀수를 곱한 값과 HIFU 트랜스듀서(210)로부터 방사되는 초음파의 파장의 4분의 1에 홀수를 제외한 양의 실수를 곱한 값이 상호 일치하는 경우, 상기 양의 실수와 가장 가까운 홀수에 HIFU 트랜스듀서(210)로부터 방사되는 초음파의 파장의 4분의 1을 곱한 값을 상기 제1정합층(2112)의 두께로 선정한다. 구체적으로, n이 양의 정수이고 m이 정수를 제외한 양의 실수인 경우, 제1정합층(2112)의 두께(DI,DH)는 다음의 수학식4 내지 수학식6을 만족해야 한다.
Figure 112013048733418-pat00006
Figure 112013048733418-pat00007
Figure 112013048733418-pat00008
DI: 이미지 획득용 초음파의 주파수를 고려하여 설정되는 제1정합층(2112)의 두께(단위: mm),
DH: 치료용 초음파의 주파수를 고려하여 설정되는 제1정합층(2112)의 두께(단위: mm),
c: 제1정합층(2112)에서의 음파의 속도(단위: m/s),
fIc: 이미지 트랜스듀서(220)로부터 방사되는 초음파의 중심주파수(단위: MHz),
fHc: HIFU 트랜스듀서(210)로부터 방사되는 초음파의 중심주파수(단위: MHz),
n: 양의 정수,
m: 정수를 제외한 양의 실수,
m': m을 반올림한 양의 정수.
예를 들면 fIc = 3.75 MHz, fHc = 1 MHz일 때,
n = 1이면 m = 0.63이고, (m' - m)/m' = 0.37이다.
n = 2이면 m = 0.9 이고, (m' - m)/m' = 0.1이다.
n = 3이면 m = 1.17이고, (m' - m)/m' = 0.17이다.
n = 1인 경우, 수학식 5를 만족하지 못하므로 제1정합층(2112)의 두께로 결정될 수 없다. 그러나 n = 2 또는 n = 3인 경우 수학식 5를 만족하므로 제1정합층(2112)의 두께로 결정될 수 있다.
이때, 예를 들어 c = 1540m/s인 경우라면, 제1정합층(2112)의 두께(DH)는,
m = 0.9이면 DH = 0.3mm이다.
m = 1.17이면 DH = 0.5mm이다.
결정된 DH는 전술한 관계식을 모두 만족하므로, 이 값으로 제1정합층(2112)을 제작하여 사용할 수 있다.
n이 양의 정수이고 m이 정수를 제외한 양의 실수인 경우, 전술한 방법으로 제1정합층(2112)의 두께를 결정하면, n과 m이 양의 정수인 경우에 비해 제1정합층(2112)에서 회귀 초음파(400)의 흡수효과가 줄어든다. 그러나, 제1정합층(2112)의 두께를 결정할 때 n과 m이 양의 정수인 경우는 제한적이므로, m이 정수가 아닌 양의 실수로 정하여 제1정합층(2112)의 두께를 결정함으로써 다양한 fIc와 fHc에서 적절한 제1정합층(2112)의 두께를 선택할 수 있는 장점이 있다. 다만, m이 정수가 아닌 양의 실수인 경우에도 제1정합층(2112)의 두께는 회귀 초음파(400)의 파장의 4분의 1의 홀수배에 근접해야 하므로, 전술한 관계식처럼 제한된 m을 사용하여 제1정합층(2112)의 두께를 결정한다.
본 발명의 실시예와 관련하여 상기와 같이 몇 가지만을 기술하였지만, 이 외에도 다양한 형태의 실시가 가능하다. 앞서 설명한 실시예들의 기술적 내용들은 서로 양립할 수 없는 기술이 아닌 이상은 다양한 형태로 조합될 수 있으며, 이를 통해 새로운 실시형태로 구현될 수도 있다.
200: 대상체
210: HIFU 트랜스듀서
211: HIFU 방사부
2110: 함몰부
2111: 제1압전체
2112: 제1정합층
2112-1: 제1정합층의 표면
2113: 충전재
220: 이미지 트랜스듀서
221: 제2압전체
222: 제2정합층
230: 유체매질
240: 멤브래인
310: 중공부
400: 회귀 초음파

Claims (7)

  1. 치료용 초음파를 방사하는 HIFU(high intensity focused ultrasound) 방사부를 구비하는 HIFU 트랜스듀서; 및 상기 HIFU 트랜스듀서에 인접하여 설치되고, 이미지 획득용 초음파를 방사하는 이미지 트랜스듀서를 포함하는 트랜스듀서에 있어서,
    상기 HIFU 방사부는,
    상기 HIFU 방사부로 회귀하는 상기 치료용 초음파 및 상기 이미지 획득용 초음파 중 일부 또는 전부를 소멸시키기 위한 함몰부가 하나이상 형성되고,
    상기 함몰부의 외측에는 충전재가 삽입되고,
    상기 함몰부의 내측의 일부 또는 전부에는 상기 치료용 초음파를 발생시키는 제1압전체가 삽입되며,
    상기 제1압전체와 상기 충전재 사이에 상기 제1압전체의 음향 임피던스와 초음파가 도달하는 대상체의 음향 임피던스를 정합시키는 제1정합층이 개재되는 것을 특징으로 하는 트랜스듀서.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 함몰부는,
    축방향으로 일측이 열린 원형 또는 다각형 형상의 홈으로 형성되는 것을 특징으로 하는 트랜스듀서.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 이미지 트랜스듀서에는 상기 이미지 획득용 초음파를 발생시키는 제2압전체를 구비하는 것을 특징으로 하는 트랜스듀서.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 이미지 트랜스듀서에는, 상기 제2압전체의 음향 임피던스와 상기 대상체의 음향 임피던스를 정합시키는 제2정합층이 형성되는 것을 특징으로 하는 트랜스듀서.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 이미지 트랜스듀서로부터 방사되는 초음파의 파장의 4분의 1에 홀수를 곱한 값과 상기 HIFU 트랜스듀서로부터 방사되는 초음파의 파장의 4분의 1에 홀수를 곱한 값이 상호 일치하는 경우, 해당 값을 상기 제1정합층의 두께로 선정하는 것을 특징으로 하는 트랜스듀서.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 이미지 트랜스듀서로부터 방사되는 초음파의 파장의 4분의 1에 홀수를 곱한 값과 상기 HIFU 트랜스듀서로부터 방사되는 초음파의 파장의 4분의 1에 홀수를 제외한 양의 실수를 곱한 값이 상호 일치하는 경우, 상기 양의 실수와 가장 가까운 홀수에 상기 HIFU 트랜스듀서로부터 방사되는 초음파의 파장의 4분의 1을 곱한 값을 상기 제1정합층의 두께로 선정하는 것을 특징으로 하는 트랜스듀서.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 충전재는,
    재질이 고무 또는 고분자물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 트랜스듀서.
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