KR101953309B1 - 초음파 진단 장치용 프로브 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 초음파를 송수신하는 트랜스듀서 모듈을 구비하는 초음파 진단 장치용 프로브에 관한 것으로서, 일 실시예에 따른 초음파 진단 장치용 프로브는, 초음파를 송수신하는 트랜스듀서가 구비된 트랜스듀서 모듈, 상기 트랜스듀서 모듈의 하부에 배치되어 상기 트랜스듀서 모듈을 지지하는 제1 케이스부, 상기 제1 케이스부의 둘레부를 따라 연장되며, 상기 제1 케이스부와 일체형으로 결합되는 제2 케이스부, 및 상기 트랜스듀서 모듈의 하부 및 상기 제1 케이스부의 상부에 배치되는 박판 형상의 히트 스프레더를 포함할 수 있다.

Description

초음파 진단 장치용 프로브{Probe for ultrasonic diagnostic apparatus}
본 개시는 피검체의 진단을 위한 초음파 영상을 획득할 수 있는 초음파 진단 장치용 프로브에 대한 것이다.
일반적으로 초음파 진단장치는 대상체의 체표로부터 체내의 진단하고자 하는 부위를 향하여 초음파를 조사하고, 반사된 초음파를 통해 연부 조직의 단층 또는 혈류에 관한 화상을 얻는 장치이다.
이러한 초음파 진단장치는 몸체와, 대상체에 초음파 신호를 송신하고 대상체에서 반사된 신호를 수신하는 초음파 진단 장치용 프로브와, 몸체의 상측에 배치되며 수신된 초음파를 통해 얻어진 진단 결과를 화상으로 디스플레이하는 디스플레이 유닛과, 디스플레이유닛의 전방측에 배치되어 사용자가 초음파 진단장치를 조작할 수 있도록 하는 컨트롤패널 등의 구성을 포함할 수 있다.
초음파를 송수신하는 초음파 진단 장치용 프로브에 구비된 트랜스듀서 모듈에서는 상당한 열량이 생성될 수 있다. 초음파 진단 장치용 프로브의 하우징 내부에는, 상술한 바와 같은 열량을 외부로 방출하기 위한 방열부 및 열 전달부가 배치될 수 있다. 다만, 이와 같은 방열부 및 열 전달부의 배치로 인해 초음파 진단 장치용 프로브의 구조상의 복잡성, 전체 크기 및 무게가 상당히 증가될 수 있으며, 이에 따른 설계상의 어려움 등으로 인해 초음파 진단 장치용 프로브의 제조와 사용에 어려움이 따른다는 단점이 있다.
본 개시는 피검체의 진단을 위한 초음파 영상을 획득할 수 있는 초음파 진단 장치용 프로브를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 진단용 프로브는, 초음파를 송수신하는 트랜스듀서가 구비된 트랜스듀서 모듈; 상기 트랜스듀서 모듈의 하부에 배치되어 상기 트랜스듀서 모듈을 지지하는 제1 케이스부; 상기 제1 케이스부의 둘레부를 따라 연장되며, 상기 제1 케이스부와 일체형으로 결합되는 제2 케이스부; 및 상기 트랜스듀서 모듈의 하부 및 상기 제1 케이스부의 상부에 배치되는 박판 형상의 히트 스프레더;를 포함할 수 있다.
상기 제1 케이스부 및 상기 제2 케이스부는 폴리 페닐렌 설파이드(Poly Phenylene Sulfide: PPS), 폴리아미드 66+글래스 파이버(Polyamide66+Glass Fibler: PA66+GF), 폴리프탈아미드 글래스파이버 중합체(Polyphtalamide+Glass Fiber; PPA+GF), 테라플탈릭 산 글래스 파이버 중합체(Teraphthalic acid + Glass Fiber ; TPA+GF), 폴리에텔에텔 케톤 글래스 파이버 중합체(Polyetheretherketone +Glass Fiber; PEEK+GF), 폴리아미드66 탄소 장섬유 중합체(Polyamide66+ Long Carbon Fiber; PA66+LCF), 폴리아미드66 강화 글래스 파이버 중합체(Polyamide66+ Long Glass Fiber reinforced;PA66+LGF), 폴리카보네이트 글래스 파이버 중합체(Polycarbonate+Glass Fiber; PC+GF, PC+CF), 폴리에텔에텔케톤 글래스 파이버 중합체(Polyetheretherketone +Glass Fiber; PEEK+GF),　폴리에텔에텔케톤(Polyetheretherketone ; PEEK), 폴리페닐렌 술폰(Polyphenylene Sulfone;PPSU), 폴리술폰(Polysulfone ;PSU), 폴리페닐렌 설파이드 글래스 파이버 멜라민 수지 중합체(Poly Phenylene Sulfide+Glass Fiber+ Melamine resin; PPS+GF+MF), 나일론-6 엘라스토머 중합체(Nylon-6+Elastomer), 나일론-6 엘라스토머 글래스 파이버 중합체(Nylon-6+Elastomer+GF) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 제1 케이스부 및 상기 제2 케이스부는 일체로 사출 성형될 수 있다.
상기 히트 스프레더의 두께는 3mm 이상 10mm 이하일 수 있다.
상기 트랜스듀서 모듈은, 상기 트랜스듀서의 후면에 마련되며 상기 트랜스듀서의 후방으로 전달되는 초음파를 반사시키는 음향 반사층; 및 상기 음향 반사층의 후면에 마련되어 상기 트랜스듀서의 후방으로 초음파가 전달되는 것을 방지하기 위한 흡음층;을 더 포함할 수 있다.
상기 제2 케이스부에 결합되고, 사용자가 파지하는 핸들 형상의 제3 케이스부;를 더 포함할 수 있다.
상기 히트 스프레더와 접촉하여 열을 전달받는 방열부; 를 더 포함할 수 있다.
상기 방열부는 평면 형상의 하나 이상의 방열판을 구비할 수 있다.
상기 제1 케이스부는 상기 하나 이상의 방열판의 일부가 통과하는 방열부 관통홀을 구비할 수 있다.
상기 하나 이상의 방열판은 그래파이트 층일 수 있다.
상기 제2 케이스부에 배치되며, 공기 보다 큰 열 전도율을 구비하는 절연유를 더 포함할 수 있다.
상기 절연유는 상기 방열부의 일부에 접촉되어 열을 전달할 수 있다.
상기 트랜스듀서와 전기적으로 연결되는 인쇄 회로 기판; 및 상기 인쇄 회로 기판을 지지하며, 상기 제2 케이스부와 일체형으로 결합되는 지지 프레임;을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 케이스부, 상기 제2 케이스부 및 상기 지지 프레임은 폴리 페닐렌 설파이드(Poly Phenylene Sulfide: PPS), 폴리아미드 66+글래스 파이버(Polyamide66+Glass Fibler: PA66+GF), 폴리프탈아미드 글래스파이버 중합체(Polyphtalamide+Glass Fiber; PPA+GF), 테라플탈릭 산 글래스 파이버 중합체(Teraphthalic acid + Glass Fiber ; TPA+GF), 폴리에텔에텔 케톤 글래스 파이버 중합체(Polyetheretherketone +Glass Fiber; PEEK+GF), 폴리아미드66 탄소 장섬유 중합체(Polyamide66+ Long Carbon Fiber; PA66+LCF), 폴리아미드66 강화 글래스 파이버 중합체(Polyamide66+ Long Glass Fiber reinforced;PA66+LGF), 폴리카보네이트 글래스 파이버 중합체(Polycarbonate+Glass Fiber; PC+GF, PC+CF), 폴리에텔에텔케톤 글래스 파이버 중합체(Polyetheretherketone +Glass Fiber; PEEK+GF),　폴리에텔에텔케톤(Polyetheretherketone ; PEEK), 폴리페닐렌 술폰(Polyphenylene Sulfone;PPSU), 폴리술폰(Polysulfone ;PSU), 폴리페닐렌 설파이드 글래스 파이버 멜라민 수지 중합체(Poly Phenylene Sulfide+Glass Fiber+ Melamine resin; PPS+GF+MF), 나일론-6 엘라스토머 중합체(Nylon-6+Elastomer), 나일론-6 엘라스토머 글래스 파이버 중합체(Nylon-6+Elastomer+GF) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 제1 케이스부, 상기 제2 케이스부 및 상기 지지 프레임은 일체로 사출 성형될 수 있다.
본 개시의 일 예시에 따르면, 초음파 진단 장치용 프로브에 트랜스듀서 모듈로부터 발생된 열을 방열부로 전달하기 위한 기구부가 추가로 배치되지 않을 수 있다. 따라서 초음파 진단 장치용 프로브의 소형화 및 경량화를 달성할 수 있으며, 트랜스듀서 모듈을 지지하기 위한 케이스부가 일체로 형성됨으로써 제조 공정이 단순화될 수 있다.
본 발명은, 다음의 자세한 설명과 그에 수반되는 도면들의 결합으로 쉽게 이해될 수 있으며, 참조 번호(reference numerals)들은 구조적 구성요소(structural elements)를 의미한다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 초음파 진단장치용 프로브의 사시도이다.
도 2는 도 1에 개시된 초음파 진단장치용 프로브의 분리 사시도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 트랜스듀서 모듈의 개략 단면도이다.
도 4a는 본 개시의 일 실시예에 따른 상부 케이스부의 사시도이다.
도 4b는 도 4a에 도시된 상부 케이스부를 A-A'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 4c는 도 4a에 도시된 상부 케이스부를 B-B'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 초음파 진단장치용 프로브의 정면 개략도이다.
본 명세서는 본 발명의 권리범위를 명확히 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 실시할 수 있도록, 본 발명의 원리를 설명하고, 실시예들을 개시한다. 개시된 실시예들은 다양한 형태로 구현될 수 있다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 본 명세서가 실시예들의 모든 요소들을 설명하는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 일반적인 내용 또는 실시예들 간에 중복되는 내용은 생략한다. 명세서에서 사용되는 '부'(part, portion)라는 용어는 소프트웨어 또는 하드웨어로 구현될 수 있으며, 실시예들에 따라 복수의 '부'가 하나의 요소(unit, element)로 구현되거나, 하나의 '부'가 복수의 요소들을 포함하는 것도 가능하다. 이하 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명의 작용 원리 및 실시예들에 대해 설명한다.
본 명세서에서 '대상체(object)'는 촬영의 대상이 되는 것으로서, 사람, 동물, 또는 그 일부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 대상체는 신체의 일부(장기 또는 기관 등; organ) 또는 팬텀(phantom) 등을 포함할 수 있다.
명세서 전체에서 "초음파 영상"이란 대상체로 송신되고, 대상체로부터 반사된 초음파 신호에 근거하여 처리된 대상체(object)에 대한 영상을 의미한다.
이하에서는 도면을 참조하여 실시 예들을 상세히 설명한다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 초음파 진단장치용 프로브의 사시도이다. 도 2는 도 1에 개시된 초음파 진단장치용 프로브의 분리 사시도이다. 도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 트랜스듀서 모듈의 개략 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 초음파 진단용 프로브(1)는 초음파 신호를 진단하고자 하는 대상체에 송신하며 대상체로부터 반사된 신호를 수신하는 진단용 장치로서, 초음파를 송수신하는 트랜스듀서(110)를 구비하는 트랜스듀서 모듈(10), 트랜스듀서 모듈(10)을 지지하는 상부 케이스부(20), 사용자가 파지하여 초음파 진단용 프로브(1)를 사용할 수 있도록 하는 핸들 케이스인 제3 케이스부(30), 트랜스듀서 모듈(10)로부터 발생되는 열을 외부에 방출하는 방열부(40), 트랜스듀서 모듈(10)로부터 발생되는 열을 방열부(40)로 전달하는 히트 스프레더(50), 트랜스듀서(110)와 전기적으로 연결되는 인쇄회로기판(60)을 포함할 수 있다.
트랜스듀서 모듈(10)은 대상체로 초음파를 송신하고 대상체로부터 반사된 초음파를 수신하는 트랜스듀서(110), 트랜스듀서(110)의 전면에 배치되는 매칭 레이어(120, 130), 트랜스듀서(110)의 후방측에 차례로 배치되는 음향 반사층(140) 및 흡음층(150)을 포함할 수 있다.
일 예시로서, 트랜스듀서(110)는 트랜스듀서(110)에 전달된 전기 에너지를 초음파로 변환하여 그 전방측으로 송신하거나 대상체에서 반사된 초음파를 수신하여 전기 에너지로 변환하는 역할을 수행한다. 예를 들어, 트랜스듀서(110)는 자성체의 자왜효과를 이용하는 자왜 초음파 트랜스듀서(Magnetostrictive Ultrasonic Transducer)나, 압전 물질의 압전 효과를 이용한 압전 초음파 트랜스듀서(Piezoelectric Ultrasonic Transducer) 등이 이용될 수 있으며, 미세 가공된 수백 또는 수천 개의 박막의 진동을 이용하여 초음파를 송수신하는 정전용량형 미세가공 초음파 트랜스듀서(Capacitive Micromachined Ultrasonic Transducer, 이하 cMUT으로 약칭한다)도 사용될 수도 있다. 이하에서는 트랜스듀서(110)가 압전 초음파 트랜스듀서를 사용하는 경우를 가정하여 설명한다. 그러나, 본 개시에 따른 초음파　진단용 프로브(1)에 적용되는 트랜스듀서(110)가 압전 초음파 트랜스듀서에 한정되는 것은 아니다.
매칭 레이어(120, 130; matching layer)는 트랜스듀서(110)와 대상체 사이에 배치될 수 있으며, 트랜스듀서(110)와 대상체 사이의 음향 임피던스를 정합시켜 트랜스듀서(110)에서 발생되는 초음파 신호가 피검사체로 효율적으로 전달되도록 하는 역할을 수행한다. 이를 위해, 트랜스듀서(110)의 음향 임피던스와 피검사체의 음향 임피던스의 중간값는 재질, 예를 들어 유리 또는 수지 재질을 포함할 수 있으나 본 개시가 이에 제한되는 것은 아니다. 일 예시로서, 매칭 레이어(120, 130)는 서로 다른 음향 임피던스를 갖는 제 1 매칭 레이어(120)와 제 2 매칭 레이어(130)를 포함할 수 있으며, 이와 같이 서로 다른 음향 임피던스를 갖는 복수의 매칭 레이어(120, 130)를 차례로 배치할 경우 음향 임피던스 차이를 단계적으로 감소시킬 수 있다.
음향 반사층(140)은 트랜스듀서(110)의 후방에 배치되어 트랜스듀서(110)에서 생성된 진동 에너지를 종폭시킬 수 있다. 일 예로서, 음향 반사층(140)은 후방으로 조사된 진동 에너지를 다시 전방으로 반사시킴으로써 트랜스듀서(110)로부터 조사된 초음파를 증폭시킬 수 있다. 즉, 음향 반사층(140)은 트랜스듀서(110)로부터 조사된 초음파의 음압 강도를 증가시킬 수 있다. 또한, 일 예로서, 음향 반사층(140)은 트랜스듀서(110) 보다 큰 음향 임피던스를 구비하는 물질을 포함할 수 있다.
흡음층(150)은 음향 반사층(140)의 후방에 배치된 채, 트랜스듀서(110)의 자유 진동을 억제하여 초음파의 펄스폭을 감소시키며, 초음파가 불필요하게 트랜스듀서(110)의 후방으로 전파되는 것을 차단시켜 영상 왜곡을 방지할 수 있다. 일 예시로서, 흡음층(150)의 각 음향 임피던스는 설계에 따라 서로 같거나 어느 하나가 다른 하나에 비해 크게 형성하는 등 다양하게 조합할 수 있으며, 이에 따라 초음파를 흡수 또는 반사할 수 있는 음향 임피던스의 조합을 용이하게 확보할 수 있다.
음향렌즈(160)는 매칭 레이어(120, 130)의 전방에 배치된다. 음향렌즈(160)는 전방으로 진행하는 초음파 신호를 특정 지점에 집중시킨다. 음향렌즈(160)는 대상체의 곡면을 따라 진단할 수 있도록 곡면 형상을 구비할 수 있다.
상부 케이스부(20)는 트랜스듀서 모듈(10)을 지지하는 제1 케이스부(21)와 제1 케이스부(21)에 일체형으로 결합되는 제2 케이스부(25)를 포함할 수 있다. 일 예로서, 제1 케이스부(21)는 트랜스듀서 모듈(10)을 지지하기 위한 지지부로서, 트랜스듀서 모듈(10)의 형상에 대응하도록 소정의 곡률을 구비하는 평면 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 제2 케이스부(25)는 제1 케이스부(21)의 둘레부를 따라 연장되며, 제1 케이스부(21)에 결합된 하우징으로서, 제2 케이스부(25)는 후술하게 될 유체 형태의 히트 스프레더(50)를 수용할 수 있다. 일 예로서, 제1 케이스부(21) 및 제2 케이스부(25)는 일체형으로 형성될 수 있으며, 예를 들어 폴리 페닐렌 설파이드(Poly Phenylene Sulfide: PPS), 폴리아미드 66+글래스 파이버(Polyamide66+Glass Fibler: PA66+GF), 폴리프탈아미드 글래스파이버 중합체(Polyphtalamide+Glass Fiber; PPA+GF), 테라플탈릭 산 글래스 파이버 중합체(Teraphthalic acid + Glass Fiber ; TPA+GF), 폴리에텔에텔 케톤 글래스 파이버 중합체(Polyetheretherketone +Glass Fiber; PEEK+GF), 폴리아미드66 탄소 장섬유 중합체(Polyamide66+ Long Carbon Fiber; PA66+LCF), 폴리아미드66 강화 글래스 파이버 중합체(Polyamide66+ Long Glass Fiber reinforced;PA66+LGF), 폴리카보네이트 글래스 파이버 중합체(Polycarbonate+Glass Fiber; PC+GF, PC+CF), 폴리에텔에텔케톤 글래스 파이버 중합체(Polyetheretherketone +Glass Fiber; PEEK+GF),　폴리에텔에텔케톤(Polyetheretherketone ; PEEK), 폴리페닐렌 술폰(Polyphenylene Sulfone;PPSU), 폴리술폰(Polysulfone ;PSU), 폴리페닐렌 설파이드 글래스 파이버 멜라민 수지 중합체(Poly Phenylene Sulfide+Glass Fiber+ Melamine resin; PPS+GF+MF), 나일론-6 엘라스토머 중합체(Nylon-6+Elastomer), 나일론-6 엘라스토머 글래스 파이버 중합체(Nylon-6+Elastomer+GF) 중 하나 이상의 수지 재료를 포함함에 따라, 사출 성형 공정을 통해 제조될 수 있다. 상부 케이스부(20)와, 트랜스듀서 모듈(10) 및 히트 스프레더(50)의 배치 관계는 도 4 및 도 5를 참조하여 보다 자세하게 후술한다.
제3 케이스부(30)는 상부에 상부 케이스부(20)가 배치되며, 사용자가 파지할 수 있는 핸들 형상으로 마련될 수 있다. 일 예로서, 제3 케이스부(30)는 상부 케이스부(20)와 동일한 재질을 포함하거나 상이한 재질을 포함할 수도 있다. 이때, 제3 케이스부(30)는, 예를 들어 폴리 페닐렌 설파이드(Poly Phenylene Sulfide: PPS), 폴리아미드 66+글래스 파이버(Polyamide66+Glass Fibler: PA66+GF), 폴리프탈아미드 글래스파이버 중합체(Polyphtalamide+Glass Fiber; PPA+GF), 테라플탈릭 산 글래스 파이버 중합체(Teraphthalic acid + Glass Fiber ; TPA+GF), 폴리에텔에텔 케톤 글래스 파이버 중합체(Polyetheretherketone +Glass Fiber; PEEK+GF), 폴리아미드66 탄소 장섬유 중합체(Polyamide66+ Long Carbon Fiber; PA66+LCF), 폴리아미드66 강화 글래스 파이버 중합체(Polyamide66+ Long Glass Fiber reinforced;PA66+LGF), 폴리카보네이트 글래스 파이버 중합체(Polycarbonate+Glass Fiber; PC+GF, PC+CF), 폴리에텔에텔케톤 글래스 파이버 중합체(Polyetheretherketone +Glass Fiber; PEEK+GF),　폴리에텔에텔케톤(Polyetheretherketone ; PEEK), 폴리페닐렌 술폰(Polyphenylene Sulfone;PPSU), 폴리술폰(Polysulfone ;PSU), 폴리페닐렌 설파이드 글래스 파이버 멜라민 수지 중합체(Poly Phenylene Sulfide+Glass Fiber+ Melamine resin; PPS+GF+MF), 나일론-6 엘라스토머 중합체(Nylon-6+Elastomer), 나일론-6 엘라스토머 글래스 파이버 중합체(Nylon-6+Elastomer+GF) 중 하나 이상의 수지 재료를 포함할 수 있으며, 사출 성형 공정을 통해 제조될 수 있다. 제3 케이스부(30)의 내부에는 후술하게 될 방열부(40) 및 인쇄회로기판(60)이 수용 및 지지될 수 있다.
방열부(40)는 후술하게 될 히트 스프레더(50)로부터 전달받은 열을 초음파　진단용 프로브(1)의 외측으로 전달하는 통로로서 역할을 할 수 있다. 일 예로서, 방열부(40)은 제1　방열판(410)과 제2　방열판(420)을 포함할 수 있다. 제1　방열판(410)과 제2　방열판(420)은 각각 제2 케이스부(25) 및 제3 케이스부(30)의 내부에서 전방과 후방에 위치할 수 있으며, 이에 따라, 제1　방열판(410)과 제2　방열판(420)의 일 단은 히트 스프레더(50)와 접촉하도록 배치되고, 제1　방열판(410)과 제2　방열판(420)의 타 단은 제3 케이스부(30)의 하부에 배치된 히트 싱크(미도시)와 접촉하도록 배치될 수 있다. 일 예로서, 제1　방열판(410)과 제2　방열판(420)는 그래파이트 층(graphite layer)로 형성될 수 있으나, 본 개시가 이에 제한되는 것은 아니다.
히트 스프레더(50)는 트랜스듀서 모듈(10)에서 발생된 열을 흡수하여 방열부(40)로 전달하는 열 전달부이다. 일 예로서, 히트 스프레더(50)는 트랜스듀서 모듈(10)의 하부 및 제1 케이스부(21)의 상부에 배치되며, 트랜스듀서 모듈(10) 및 제1 케이스부(21)의 형상에 상응하는 형상으로 마련될 수 있다. 또한, 히트 스프레더(50)는 소정의 두께를 구비하는 열 전도층일 수 있다. 예를 들어 히트 스프레더(50)는 열 전도성이 우수한 금속, 예를 들어 알루미늄을 포함하는 박판 형상으로 마련될 수 있으며, 이때, 히트 스프레더(50)의 두께(t)는 3mm이상 10mm이하일 수 있다. 다만, 본 개시가 이에 제한되는 것은 아니며, 공기 보다 열 전도율이 높은 다른 금속층이 사용되어도 무방하다.
인쇄회로기판(60; Printed Circuit Board)은 제3 케이스부(30)의 내부에 배치되며, 트랜스듀서(110)에 구비된 전극부(미도시)와 와이어 본딩 방식으로 연결될 수 있다. 일 예로서, 인쇄회로기판(60)은 제3 케이스부(30)의 내부로 연장되도록 배치되며, 이때, 인쇄회로기판(60)은 제2 케이스부(25)에 일체형으로 배치된 지지 프레임(26)에 의해 지지될 수 있다. 또한, 인쇄회로기판(60)은 연결 부재(미도시)를 더 포함할 수 있다. 연결 부재 (미도시)는 형상이 유동 가능한 연성(flexible) 인쇄회로기판(60; FPCB: Flexible Printed Circuit)으로 마련될 수도 있다.
도 4a는 본 개시의 일 실시예에 따른 상부 케이스부의 사시도이다. 도 4b는 도 4a에 도시된 상부 케이스부를 A-A'선을 따라 절단한 단면도이다. 도 4c는 도 4a에 도시된 상부 케이스부를 B-B'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 4a를 참조하면, 상부 케이스부(20)는 트랜스듀서 모듈(10) 및 히트 스프레더(50)를 지지하는 제1 케이스부(21)와 상기 제1 케이스부(21)의 둘레부를 따라 연장된 제2 케이스부(25) 및 제1 케이스부(21)의 하부에 배치된 지지 프레임(26)을 구비할 수 있다. 일 예로서, 제1 케이스부(21)에는 트랜스듀서 모듈(10) 및 히트 스프레더(50)를 지지하기 위한 소정의 곡률을 구비하는 평면 형상의 베이스부(210)와 상기 베이스부(210)의 연장방향을 따라 돌출된 지지 가이드부(215)를 포함할 수 있다. 이에 따라 상술한 바와 같이 히트 스프레더(50)가 소정의 두께(t)를 구비하는 박판 형상으로 마련된 경우, 베이스부(210) 상에 트랜스듀서 모듈(10) 및 히트 스프레더(50)가 차례로 적층될 수 있으며, 지지 가이드부(215)에 의해 베이스부(210) 상에 고정되도록 지지될 수 있다.
또한, 베이스부(210)와 지지 가이드부(215) 사이에는 베이스부(210)의 길이 방향을 따라 연장된 장공 형상의 하나 이상의 방열부 관통홀(217)이 배치될 수 있다. 이에 따라 도 4b에 도시된 바와 같이 제1 방열판(410)의 일부가 상기 방열부 관통홀(217)을 통과하여 베이스부(210)의 상부로 노출될 수 있다. 이때, 상술한 제1 방열판(410)의 일부는 히트 스프레더(50)와 접촉되도록 배치될 수 있으며, 이에 따라 히트 스프레더(50)로부터 제1 방열판(410)으로 열이 전달될 수 있다. 방열부 관통홀(217)에 의한 제2 방열판(420)의 노출 및 제2 방열판(420)과 히트 스프레더(50) 사이의 열 전달 방식 또한 제1 방열판(410)과 히트 스프레더(50) 사이의 열 전달 방식과 실질적으로 동일하므로 서술의 편의상 설명을 생략한다.
제2 케이스부(25)는 제1 케이스부(21)의 둘레부를 따라 연장된 수용부이다. 일 예로서, 제2 케이스부(25)는 제1 케이스부(21)의 둘레부를 따라 연장된 외벽부를 포함할 수 있다. 이때 제2 케이스부(25)의 내측에는 초음파 진단용 프로브(1)에 구비될 수 있는 기타 구성에 대한 수용부가 형성될 수 있다. 상술한 바와 같이, 히트 스프레더(50)가 제1 케이스부(21)의 상부에 배치됨에 따라 제1 케이스부(21)와 제2 케이스부(25)가 일체로 형성될 수 있으므로, 제조 공수가 감소하는 이점이 있다. 더불어, 히트 스프레더(50)를 지지하기 위한 별도의 지지 구조가 불필요하므로, 제2 케이스부(25)의 내부　공간을 효율적으로 활용할 수 있다.
또한, 제1 케이스부(21)의 하부, 보다 구체적으로 베이스부(210)의 하부에는 일 방향을 따라 연장된 지지 프레임(26)이 배치될 수 있다. 일 예로서, 지지 프레임(26)은 제1 케이스부(21) 및 제2 케이스부(25)와 동일한 재질, 예를 들어 폴리 페닐렌 설파이드(Poly Phenylene Sulfide: PPS), 폴리아미드 66+글래스 파이버(Polyamide66+Glass Fibler: PA66+GF), 폴리프탈아미드 글래스파이버 중합체(Polyphtalamide+Glass Fiber; PPA+GF), 테라플탈릭 산 글래스 파이버 중합체(Teraphthalic acid + Glass Fiber ; TPA+GF), 폴리에텔에텔 케톤 글래스 파이버 중합체(Polyetheretherketone +Glass Fiber; PEEK+GF), 폴리아미드66 탄소 장섬유 중합체(Polyamide66+ Long Carbon Fiber; PA66+LCF), 폴리아미드66 강화 글래스 파이버 중합체(Polyamide66+ Long Glass Fiber reinforced;PA66+LGF), 폴리카보네이트 글래스 파이버 중합체(Polycarbonate+Glass Fiber; PC+GF, PC+CF), 폴리에텔에텔케톤 글래스 파이버 중합체(Polyetheretherketone +Glass Fiber; PEEK+GF),　폴리에텔에텔케톤(Polyetheretherketone ; PEEK), 폴리페닐렌 술폰(Polyphenylene Sulfone;PPSU), 폴리술폰(Polysulfone ;PSU), 폴리페닐렌 설파이드 글래스 파이버 멜라민 수지 중합체(Poly Phenylene Sulfide+Glass Fiber+ Melamine resin; PPS+GF+MF), 나일론-6 엘라스토머 중합체(Nylon-6+Elastomer), 나일론-6 엘라스토머 글래스 파이버 중합체(Nylon-6+Elastomer+GF) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 이때, 지지 프레임(26)은. 예를 들어 사출 성형 방식을 이용하여 제1 케이스부(21) 및 제2 케이스부(25)와 일체로 형성될 수 있다. 지지 프레임(26)이 제1 케이스부(21) 및 제2 케이스부(25)에 일체로 형성됨에 따라, 도 4c에 도시된 바와 같이 인쇄회로기판(60)이 지지 프레임(26)에 직접 지지될 수 있다. 이로 인해, 지지 프레임(26)과 제1 케이스부(21) 및 제2 케이스부(25)을 분리 구조로 형성하지 않을 수 있으며, 지지 프레임(26)을 지지하기 위한 별도의 추가 구성이 불필요할 수 있다.
상술한 바와 같이, 히트 스프레더(50)가 제1 케이스부(21)의 상부에 배치됨에 따라, 지지 프레임(26)이 제1 및 제2 케이스부(21, 25)와 일체로 형성되어 지지될 수 있다. 따라서, 지지 프레임(26)만을 지지하기 위한 추가적인 구성이 불필요할 수 있으므로 초음파 진단용 프로브(1) 내부　공간을 효율적으로 활용할 수 있으며, 또한, 초음파 진단용 프로브(1) 내부에 형성된 다른 구성들과의 물리적인 간섭이 방지하여 제품의 신뢰성을 강화시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 초음파 진단장치용 프로브의 정면 개략도이다. 상술한 실시예에 개시된 구성과 실질적으로 동일한 구성에 대한 서술은 설명의 편의상 생략한다.
상술한 실시예에서 서술한 바와 같이, 히트 스프레더(50)는 트랜스듀서 모듈(10)에서 발생된 열을 흡수하여 방열부(40)로 전달하는 열 전달부이다. 본 개시의 일 예시에 따른 히트 스프레더(50)는 박판 형상으로 구비될 수 있으며, 이로 인해 트랜스듀서 모듈(10)로부터 방열부(40)로의 열 전달이 원활하지 않을 수 있다.
도 5를 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 초음파 진단 장치용 프로브(1)는 트랜스듀서 모듈(10)의 하부에 배치되어 제2 케이스부(25)에 수용될 수 있는 유체 형태로 마련된 절연유(80)를 더 포함할 수 있다. 일 예로서, 절연유(80)는 공기 보다 우수한 열 전도율을 구비하고 있는 유체, 예를 들어 공기의 열 전도율의 약 5 배인 0.128W/mk의 열 전도율을 구비한 유체일 수 있다. 또한, 제2 케이스부(25)의 내부에 배치되어 방열부(40) 예를 들어, 제1 방열판(410)과 접촉되도록 배치됨으로써, 트랜스듀서 모듈(10)로부터 발생된 열을 보다 효율적으로 방열부(40)로 전달할 수 있다.
더불어, 유체 형태로 마련된 절연유(80)가 제1 및 제2 케이스부(21, 25)의 내부에 배치됨에 따라, 지지 프레임(26)의 배치 또한 자유롭게 이루어질 수 있다. 일 예로서, 지지 프레임(26)이 제1 케이스부(21)와 일체로 형성되어 제1 케이스부(21)의 하부에 배치되는 경우에도, 절연유(80)는 제1 및 제2 케이스부(21, 25)의 내부에 배치될 수 있다. 이때, 지지 프레임(26)은 제1 및 제2 케이스부(21, 25)에 분리되도록 배치되지 않을 수 있으며, 이에 따라, 지지 프레임(26)만을 지지하기 위한 추가적인 구성이 불필요할 수 있으므로 초음파 진단용 프로브(1) 내부　공간을 효율적으로 활용할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (12)

  1. 초음파를 송수신하는 트랜스듀서가 구비된 트랜스듀서 모듈;
    상기 트랜스듀서 모듈의 하부에 배치되어 상기 트랜스듀서 모듈을 지지하는 제1 케이스부;
    상기 제1 케이스부의 둘레부를 따라 연장되며, 상기 제1 케이스부와 일체형으로 결합되는 제2 케이스부;
    상기 트랜스듀서 모듈과 상기 제1 케이스부 사이에 배치되는 박판 형상의 히트 스프레더;
    상기 트랜스듀서와 전기적으로 연결되는 인쇄 회로 기판; 및
    상기 인쇄 회로 기판을 지지하며, 상기 제1 케이스부 및 상기 제2 케이스부와 일체형으로 결합되는 지지 프레임; 를 포함하고,
    상기 박판 형상의 히트 스프레더의 두께는 3mm 이상 10mm 이하이며,
    상기 제1 케이스부는 소정의 곡률을 구비하는 평면 형상의 베이스부 및 상기 베이스부의 둘레부를 따라 돌출되는 지지 가이드부를 포함하고,
    상기 트랜스듀서 모듈과 상기 히트 스프레더는 상기 베이스부 상에 적층되고, 상기 지지 프레임은 상기 베이스부의 하부에 배치되는,
    초음파 진단 장치용 프로브.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 케이스부, 상기 제2 케이스부 및 상기 지지 프레임은 폴리 페닐렌 설파이드(Poly Phenylene Sulfide: PPS), 폴리아미드 66+글래스 파이버(Polyamide66+Glass Fibler: PA66+GF), 폴리프탈아미드 글래스파이버 중합체(Polyphtalamide+Glass Fiber; PPA+GF), 테라플탈릭 산 글래스 파이버 중합체(Teraphthalic acid + Glass Fiber ; TPA+GF), 폴리에텔에텔 케톤 글래스 파이버 중합체(Polyetheretherketone +Glass Fiber; PEEK+GF), 폴리아미드66 탄소 장섬유 중합체(Polyamide66+ Long Carbon Fiber; PA66+LCF), 폴리아미드66 강화 글래스 파이버 중합체(Polyamide66+ Long Glass Fiber reinforced;PA66+LGF), 폴리카보네이트 글래스 파이버 중합체(Polycarbonate+Glass Fiber; PC+GF, PC+CF), 폴리에텔에텔케톤 글래스 파이버 중합체(Polyetheretherketone +Glass Fiber; PEEK+GF),　폴리에텔에텔케톤(Polyetheretherketone ; PEEK), 폴리페닐렌 술폰(Polyphenylene Sulfone;PPSU), 폴리술폰(Polysulfone ;PSU), 폴리페닐렌 설파이드 글래스 파이버 멜라민 수지 중합체(Poly Phenylene Sulfide+Glass Fiber+ Melamine resin; PPS+GF+MF), 나일론-6 엘라스토머 중합체(Nylon-6+Elastomer), 나일론-6 엘라스토머 글래스 파이버 중합체(Nylon-6+Elastomer+GF) 중 하나 이상을 포함하는,
    초음파 진단 장치용 프로브.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 케이스부, 상기 제2 케이스부 및 상기 지지 프레임은 일체로 사출 성형되는,
    초음파 진단 장치용 프로브.
  4. 삭제
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 트랜스듀서 모듈은,
    상기 트랜스듀서의 후면에 마련되며 상기 트랜스듀서의 후방으로 전달되는 초음파를 반사시키는 음향 반사층; 및
    상기 음향 반사층의 후면에 마련되어 상기 트랜스듀서의 후방으로 초음파가 전달되는 것을 방지하기 위한 흡음층;을 더 포함하는,
    초음파 진단 장치용 프로브.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 케이스부에 결합되고, 사용자가 파지하는 핸들 형상의 제3 케이스부;를 더 포함하는,
    초음파 진단 장치용 프로브.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 히트 스프레더와 접촉하여 열을 전달받는 방열부; 를 더 포함하는,
    초음파 진단 장치용 프로브.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 방열부는 평면 형상의 하나 이상의 방열판을 구비하는,
    초음파 진단 장치용 프로브.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 케이스부는 상기 하나 이상의 방열판의 일부가 통과하는 방열부 관통홀을 구비하는,
    초음파 진단 장치용 프로브.
  10. 제8 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 방열판은 그래파이트 층인,
    초음파 진단 장치용 프로브.
  11. 제7 항에 있어서,
    상기 제2 케이스부에 배치되며, 공기 보다 큰 열 전도율을 구비하는 절연유를 더 포함하는,
    초음파 진단 장치용 프로브.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 절연유는 상기 방열부의 일부에 접촉되어 열을 전달하는,
    초음파 진단 장치용 프로브.
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