KR20160102243A

KR20160102243A - 초음파 프로브

Info

Publication number: KR20160102243A
Application number: KR1020167019646A
Authority: KR
Inventors: 우정동; 이수성; 이형근; 신은희; 손건호
Original assignee: 알피니언메디칼시스템 주식회사
Priority date: 2014-01-29
Filing date: 2014-01-29
Publication date: 2016-08-29
Also published as: WO2015115686A1

Abstract

본 발명의 실시예는 초음파 프로브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 동력원으로 모터 대신에 탄성부재를 사용하는 3D 초음파 프로브에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 초음파 프로브에 따르면, 기존의 스텝 모터 대신에 탄성수단으로서 어레이하우징의 와블링 운동이 가능하게 하기 때문에 저가 장비에도 사용이 가능한 효과를 제공한다.

Description

초음파 프로브 {ULTRASOUND PROBE}

본 발명의 실시예는 초음파 프로브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 동력원으로 모터 대신에 탄성부재를 사용하는 3D 초음파 프로브에 관한 것이다.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 발명의 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.

초음파 프로브는 피검체 내부의 영상을 획득하기 위한 의료기기로서 최근에는 3D 영상을 구현하는 초음파 프로브의 연구 개발이 활성화되고 있는 추세이다.

기존의 3D 영상을 구현하기 위한 방법에는 크게 1D 프로브만을 이용한 수동 스캐닝 방법과 스텝 모터를 동력원으로 1D 프로브를 기구적으로 구동시키는 와블러(wobbler)를 이용한 방법, 그리고 2D 프로브를 이용한 방법으로 구분된다. 수동 스캐닝 방법은 가장 간단한 방법이나, 진단자의 움직이는 속도 및 간격 제어에 문제가 있어 정확한 진단정보를 가질 수 없다는 단점이 있다.

또한, 와블러를 이용한 방법은 수동 스캐닝 방법에 비해 정확한 3D 영상을 획득할 수 있으나, 스텝 모터를 제어하기 위한 일련의 컨트롤러 시스템이 필요하다.

마지막으로 2D 프로브를 이용한 방법은 가장 정확한 3D 영상을 획득할 수 있으나, 수많은 개별 소자로 분리된 2D 프로브 제작 자체가 힘들고 이들 소자의 신호들을 실시간으로 처리하는 시스템의 구현도 어렵다.

본 발명의 목적은 앞서 기술한 3D 영상을 구현하기 위한 3가지 방법 중, 가장 구현이 쉬운 수동 스캐닝 방법과 와블러를 이용한 방법의 중간 난이도를 지닌 와블러 프로브를 제공함에 있다. 즉 와블러를 이용한 방법 수준의 3D 영상 획득이 가능하면서도, 기존의 스텝 모터를 이용한 와블러에 비해 훨씬 구현하기 쉬운 수동 와블러를 제공하고자 한다.

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.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예는 하우징; 상기 하우징 내부에 설치되고, 피검체와 관련한 3D 영상을 획득하기 위한 초음파를 조사하는 어레이; 탄성부재를 포함하고, 상기 탄성부재를 이용하여 상기 어레이를 회전시키기 위한 회전력을 제공하는 구동부; 상기 구동부와 연결되어, 상기 회전력을 전달받아 상기 어레이를 회전시키는 동력전달부; 상기 어레이의 제1회전위치와 제2회전위치를 센싱하는 회전위치센서; 및 상기 구동부가 일방향으로 회전될 때 회전개시위치에서 그 회전을 제한하는 회전제한수단;을 포함하는 초음파 프로브를 제공한다.

또한, 본 발명의 다른 실시예는 초음파 프로브의 하우징 내에 회전가능하게 설치되고 3D영상을 얻기 위하여 초음파를 조사하는 어레이를 회전시키는 방법에 있어서, 탄성수단이 내장된 드럼이 일방향으로 회전되면서 상기 탄성수단에 회전력이 저장되는 단계; 상기 드럼이 상기 저장된 회전력을 이용하여 상기 일방향의 반대방향으로 회전하는 단계; 및 상기 드럼과 연결된 동력전달부가 상기 드럼과 함께 회전하면서 상기 어레이를 회전시키는 단계;를 포함하는 어레이를 회전시키는 방법을 제공한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 의한 초음파 프로브에 따르면, 기존의 스텝 모터 대신에 탄성수단으로서 어레이하우징의 와블링 운동이 가능하게 하기 때문에 저가 장비에도 사용이 가능한 효과를 제공한다.

또한, 가볍고, 저렴하며, 모터에 의한 발열문제가 없는 3D 초음파 프로브를 제공할 수 있다.

이외에도, 본 발명의 효과는 실시예에 따라서 우수한 내구성을 가지는 등 다양한 효과를 가지며, 그러한 효과에 대해서는 후술하는 실시예의 설명 부분에서 명확하게 확인될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 프로브의 외관을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 프로브의 내부를 나타낸다. 도 2(a)는 사시도를 도 2(b)는 측면도를 나타낸다. 도 2는 초음파 프로브의 내부를 나타내기 위하여 하우징의 일부를 제거한 모습을 도시하였다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 프로브의 내부를 나타내는 정면도이다.
도 4는 초음파 프로브의 어레이하우징에 설치된 캡을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 드럼에 설치되는 탄성부재를 나타낸다.
도 6은 드럼과 하우징 사이에 설치된 씰링부재와 샤프트에 설치된 멤브레인을 나타낸다.
도 7은 동력전달부의 작동방식을 나타낸다.
도 8은 제1회전위치와 제2회전위치에 각각 설치된 홀센서를 가지는 회전위치센서를 나타낸다.
도 9는 걸림부재와 하우징 사이에 설치된 멤브레인을 나타낸다.
도 10은 회전제한수단의 작동방식을 나타낸다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 어레이를 회전시키는 방법을 나타낸다.

이하, 본 발명의 일 실시예를 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 그러나 이는 본 발명의 범위를 한정하려고 의도된 것은 아니다.

각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐이고, 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 프로브의 외관을 나타낸다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 프로브의 내부를 나타낸다. 도 2(a)는 사시도를 도 2(b)는 측면도를 나타낸다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 프로브의 내부를 나타내는 정면도이다.

도 2 및 도 3은 초음파 프로브의 내부를 나타내기 위하여 하우징의 일부를 제거한 모습을 도시하였다.

본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 프로브(1)는 피검체 내부의 3D 영상을 획득하기 위한 것으로 시작시점과 종료시점 사이의 시간 간격 동안 어레이의 균일한 회전을 통하여 복수의 이미지 프레임을 획득하고, 획득한 복수의 이미지 프레임을 조합하여 3D 영상을 획득할 수 있다.

먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 프로브(1)의 구성을 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 프로브(1)는 하우징(10), 어레이, 구동부(20), 동력전달부(30), 회전위치센서(40) 및 회전제한수단(50)을 포함하여 구성될 수 있다.

하우징(10)은 초음파 프로브(1)의 외면을 감싸며 설치되며, 1개 또는 복수 개의 피스로 구성될 수 있다. 하우징(10)의 내부에 전술한 구동부(20), 동력전달부(30), 회전위치센서(40) 및 회전제한수단(50)이 설치될 수 있다. 여기서 구동부(20)와 회전제한수단(50)은 그 일부가 하우징(10) 외부로 돌출되도록 설치될 수 있다.

어레이는 피검체와 관련한 3D 영상을 획득하기 위하여 피검체 내부로 초음파를 조사하고, 그 피드백을 전기적인 신호로 변환하는 역할을 할 수 있다. 어레이는 보통 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환하거나 그 역으로 에너지를 변환할 수 있는 트랜스듀서를 포함할 수 있으며, 압전효과를 가지는 재료를 포함하여 구성될 수 있다. 이러한 어레이의 일반적인 구조는 종래에 널리 알려져 있으므로 상세한 설명을 생략한다.

여기서 피검체는 본 실시예에 따른 초음파 프로브(1)를 통하여 관찰할 수 있는 인체 또는 동물의 피부 내부의 조직, 장기 또는 태아 등을 의미할 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며 초음파를 조사하여 관찰할 수 있는 그 어떠한 물체라도 모두 포함할 수 있음에 유의해야 한다.

도 4는 초음파 프로브의 어레이하우징에 설치된 캡을 나타낸다.

본 실시예는 상기 어레이를 둘러싸며 배치되는 캡(11)을 포함할 수 있다. 어레이는 후술할 어레이하우징(36)에 안착되어 설치되므로, 캡(11)은 어레이하우징(36)을 둘러싸며 배치된다고 볼 수 있다. 어레이의 내면은 초음파의 매질이 위치할 수 있도록 어레이와 간격(11a)을 유지하며 형성될 수 있다. 어레이와 캡(11) 사이의 간격(11a)에는 보통 오일 또는 물이 충진될 수 있다.

캡(11)의 외면은 피검체와 직접 맞닿을 수 있도록 매끈하게 만곡 형성된 것일 수 있다. 사용자가 초음파 프로브(1)를 사용하는 경우 캡(11)의 외면은 피검체의 피부와 직접 맞닿을 수 있으므로 피부가 쓸려 상처가 날 수도 있다. 따라서 캡(11)은 매끈한 표면을 유지할 필요가 있으며, 만곡 형성되어 피검체의 피부를 보호할 수 있다.

도 5는 본 발명의 드럼에 설치되는 탄성부재를 나타낸다.

구동부(20)는 드럼과 탄성부재(21)를 포함할 수 있다. 드럼은 원통 형상의 부재를 의미할 수 있으며, 탄성부재(21)를 이용하여 어레이를 회전시키기 위한 회전력을 제공하는 역할을 할 수 있다.드럼의 일단은 동력전달부(30)와 연결될 수 있다. 실시예에 따라서 탄성부재(21)는 드럼의 내부 또는 측면에 설치될 수 있지만, 반드시 그 위치에 설치될 필요는 없다. 드럼이 일방향으로 회전되면서 탄성부재(21)에 탄성력을 저장할 수 있고, 저장된 탄성력으로 반대방향으로 회전할 수 있다면, 어떠한 위치에 설치되어도 무방하다.

본 실시예에서는 드럼은 내부에 탄성부재(21)가 설치될 수 있는 설치공간을 포함할 수 있고, 탄성부재(21)는 이 설치공간에 삽입되어 설치될 수 있다.

탄성부재(21)는 실시예에 따라서 스파이럴 스프링을 포함할 수 있다.

탄성부재(21)의 일단은 동력전달부(30)와 연결될 수 있고, 탄성부재(21)의 타단은 드럼과 연결될 수 있다.

동력전달부(30)는 프레임(32)을 포함하여 구성될 수 있다. 프레임(32)의 일측에는 전술한 드럼이 회전가능하게 연결될 수 있다. 즉 프레임(32)의 일측에는 초음파 프로브(1)의 길이방향에 수직한 방향으로 제1회전축(31a)이 형성될 수 있고, 이 제1회전축(31a)에 드럼이 끼워져 설치될 수 있다. 드럼은 이 회전축을 중심으로 회전할 수 있다. 드럼의 내부에 설치되는 탄성부재(21)는 일단은 프레임(32)과 연결되고, 타단은 드럼과 연결될 수 있다. 실시예에 따라서 탄성부재(21)의 일단은 프레임(32)에 포함되는 제1회전축(31a)에 연결될 수 있다.

이런 구조에 의하여 드럼이 일방향으로 회전될 때 탄성부재(21)가 탄성력을 저장할 수 있게 되고, 탄성부재(21)가 저장한 탄성력은 드럼을 반대방향으로 회전시켜 회전력을 발생시킬 수 있다.

도 6은 드럼과 하우징 사이에 설치된 씰링부재와 샤프트에 설치된 멤브레인을 나타낸다.

드럼의 타단(20a)은 외부로부터 회전력을 제공받을 수 있도록 하우징(10) 밖으로 노출될 수 있다. 초음파 프로브(1)의 사용자는 외부로 노출된 드럼이 타단을 잡고 수동으로 일방향으로 회전시켜 회전력을 제공할 수 있다. 하우징(10) 외부로 노출되는 드럼의 타단(20a)은 사용자가 회전력을 제공하기 용이하도록 인체공학적인 디자인으로 형성될 수 있다.

드럼의 타단(20a)과 하우징(10) 사이에는 씰링부재(22)가 설치될 수 있다. 씰링부재(22)는 원통 형상을 포함할 수 있다. 씰링부재(22)는 내면이 드럼의 타단(20a)을 둘러싸고, 외면이 하우징(10)에 부착되도록 설치될 수 있다. 하우징(10) 외부로 노출되는 드럼의 타단(20a)과 하우징(10) 사이에는 틈새가 형성될 수 있으며, 그 틈새로 액체 등의 이물질이 유입될 수 있다. 이렇게 유입되는 이물질은 초음파 프로브(1) 내부를 부식시키거나 기계 작동의 불량을 야기할 수 있다. 씰링부재(22)는 이러한 이물질의 유입을 차단하여 제품의 내구성을 향상시킨다.

동력전달부(30)는 구동부(20)에서 발생시킨 회전력을 어레이로 전달하는 역할을 할 수 있다. 동력전달부(30)는 실시예에 따라서 프레임(32), 제1기어(31), 제2기어(33), 슬라이딩부시, 샤프트(34) 및 어레이하우징(36)을 포함하여 구성될 수 있다.

프레임(32)은 하우징(10) 내부에 고정설치될 수 있다.

제1기어(31)는 구동부(20)에서 발생한 회전력을 제2기어(33)로 전달하는 역할을 할 수 있다. 제1기어(31)는 구동부(20)와 연결될 수 있다. 제1기어(31)는 구동부(20)의 드럼과 연결될 수 있다. 실시예에 따라서 제1기어(31)는 드럼과 일체로 형성될 수 있다. 이 경우 제1기어(31)의 직경은 드럼의 직경보다 크게 형성될 수 있다. 이 경우 제1기어(31)와 드럼은 동축으로 배치되어 형성될 수 있다. 즉 제1기어(31)는 드럼의 일단에 형성될 수 있으며 제1기어(31)의 중심과 드럼의 중심은 동일한 축 상에 배치될 수 있다. 제1기어(31)와 드럼은 함께 프레임(32)의 제1회전축(31a)에 끼워져 설치될 수 있으며, 드럼이 제1회전축(31a)을 중심으로 회전하면, 제1기어(31)는 제1회전축(31a)을 중심으로 드럼과 함께 회전할 수 있다.

드럼과 제1기어(31)가 일체로 형성되는 구조는 드럼의 회전력을 제1기어(31)가 직접 받는 구조에서 내구성을 향상시키고, 제1기어(31)가 드럼과 함께 정밀하게 회전하는데 도움을 준다.

제2기어(33)는 제1기어(31)로부터 전달받은 회전력을 슬라이딩부시(35)로 전달하는 역할을 할 수 있다. 제2기어(33)는 프레임(32) 상의 회전축에 회전가능하게 연결될 수 있고, 제1기어(31)와 치합될 수 있다. 프레임(32)에는 제2회전축(33a)이 형성될 수 있으며, 제2기어(33)는 프레임(32) 상의 제2회전축(33a)에 끼워져 설치되어, 제2회전축(33a)을 중심으로 회전할 수 있다.

슬라이딩부시(35)는 제2기어(33)의 일면에 회전가능하도록 연결될 수 있다. 제2기어(33)에는 중심에 제2회전축(33a)이 끼워지는 홀이 형성될 수 있으며, 제2기어(33)의 일면에는 슬라이딩부시(35)가 회전가능하게 설치될 수 있도록 제3회전축(35a)이 형성될 수 있다. 실시예에 따라서는 제2기어(33)의 일면에는 제3회전축(35a)이 끼워져 설치될 수 있도록 홀이 형성될 수도 있다. 슬라이딩부시(35)는 이 제3회전축(35a)에 끼워져 설치될 수 있으며, 이 제3회전축(35a)을 중심으로 회전할 수 있다.

슬라이딩부시(35)는 샤프트(34)가 관통할 수 있도록 슬라이딩부시(35)의 일단과 타단을 연결하는 샤프트관통홀(35b)이 형성될 수 있다. 슬라이딩부시(35)의 외주면에는 제3회전축(35a)이 삽입될 수 있도록 홀이 형성될 수 있다. 슬라이딩부시(35)는 이 홀에 제3회전축(35a)이 끼워져 설치될 수 있다. 실시예에 따라서는 슬라이딩부시(35)의 외주면에 제3회전축(35a)이 형성될 수도 있다.

샤프트(34)는 슬라이딩부시(35)가 끼워져 샤프트(34)를 타고 슬라이딩되도록 하는 역할을 한다. 샤프트(34)의 일단은 어레이하우징(36)에 설치될 수 있고, 타단은 슬라이딩부시(35)에 끼워져 슬라이딩할 수 있다.

어레이하우징(36)은 프레임(32)의 하단에 회전가능하게 연결될 수 있다. 어레이하우징(36)은 프레임(32)의 하단에서 제4회전축(36a)을 중심으로 일정 각도 범위에서 회전가능하도록 연결될 수 있다. 본 실시예에서는 상단에 두 개의 힌지연결부가 형성되어 있고, 이 힌지연결부가 각각 프레임(32)에 회전가능하게 연결되어 있다. 여기서 제4회전축(36a)은 두 개의 힌지연결부의 힌지축을 의미할 수 있다.

어레이하우징(36)의 하단에는 어레이가 안착될 수 있도록 안착공간(36c)이 형성되어 있으며 이 안착공간(36c)에 어레이가 안착될 수 있다. 어레이하우징(36)의 안착공간(36c)의 외측으로 샤프트설치홀(36b)이 형성되어 있으며 이 샤프트설치홀(36b)에 샤프트(34)가 끼워져 설치될 수 있다. 이런 구조를 가짐으로써 샤프트(34)는 어레이하우징(36)에 설치될 수 있으며, 샤프트(34)가 회전하면 어레이하우징(36)도 함께 회전할 수 있다.

도 6을 참조하면, 샤프트(34)의 외면과 하우징(10) 사이에는 하우징(10) 내부로 이물질이 유입되는 것을 방지하기 위한 멤브레인(34a)이 설치될 수 있다. 멤브레인(34a)은 그 일단이 샤프트(34)의 외면에 부착되고, 그 타단은 하우징(10) 또는 프레임(32)에 부착되어 설치될 수 있다.

본 실시예에서 어레이하우징(36)은 제2기어(33)를 사이에 두고 제1기어(31)의 맞은편에 배치될 수 있다.

도 7은 동력전달부의 작동방식을 나타낸다. 도 7(a)는 최초의 동력전달부의 상태를 나타내며, 도 7(f)는 최후의 동력전달부의 상태를 나타낸다. 도 7(b)부터 도 7(e)까지는 제1기어가 반시계방향으로 돌면서, 제2기어를 시계방향으로 돌리고, 슬라이딩부시가 제2기어와 함께 시계방향으로 돌면서 샤프트와 어레이하우징을 도면을 바라보았을 때 우에서 좌로 와블링 운동시키는 모습을 나타낸다.

동력전달부(30)의 작동방식을 설명한다. 제1기어(31)가 회전하면 제1기어(31)에 치합된 제2기어(33)가 따라서 회전한다. 제2기어(33)가 회전하면 제2기어(33)의 일면에 회전가능하게 연결된 슬라이딩부시(35)가 함께 회전한다. 슬라이딩부시(35)는 제2기어(33)를 따라서 회전하면서 샤프트(34)를 잡고 샤프트(34)와 함께 회전한다. 슬라이딩부시(35)의 내부에 형성된 샤프트관통홀(35b)에 끼워져 슬라이딩부시(35)가 회전운동을 할 때, 샤프트(34)는 와블링(Wobbling) 운동을 하게 된다. 어레이하우징(36)은 샤프트(34)가 와블링 운동함에 따라서 함께 와블링 운동하게 된다. 그 결과 어레이하우징(36)의 안착공간(36c)에 안착된 어레이도 함께 와블링 운동하게 된다.

도 8은 제1회전위치와 제2회전위치에 각각 설치된 홀센서를 가지는 회전위치센서를 나타낸다. 도 8(a)는 어레이하우징이 제1회전위치에 위치한 상태를 나타내고, 도 8(b)는 어레이하우징이 제2회전위치에 위치한 상태를 나타낸다.

회전위치센서(40)는 어레이의 제1회전위치와 제2회전위치를 센싱하는 역할을 할 수 있다. 회전위치센서(40)는 실시예에 따라서 마그넷(41) 및 마그넷(41)과 전자기적으로 연결되는 홀센서(42)를 포함하여 구성될 수 있다. 본 실시예에서 마그넷(41)은 동력전달부(30)의 슬라이딩부시 외주면에 설치될 수 있으며, 홀센서(42)는 하우징(10) 또는 프레임(32)에 설치될 수 있다.

제1회전위치는 3D 영상을 획득하기 위하여 초음파를 조사하여 이미지 프레임을 획득하는 시작시간에서의 어레이의 회전위치(도 8(a)를 참조)일 수 있으며, 제2회전위치는 이미지 프레임을 획득하는 종료시간에서의 어레이의 회전위치(도 8(b)를 참조)일 수 있다. 즉, 제1회전위치와 제2회전위치는 이미지 프레임을 얻는 시작시간과 종료시간에 의하여 결정되는 위치며 어레이가 회전할 수 있는 최대 각도까지의 범위를 의미하는 것을 아닐 수 있다. 도 7과 도 8을 참조하여 설명하면, 도 8(a)는 도 7(b)와 대응될 수 있으며, 도 8(b)는 도 7(e)와 대응될 수 있고, 제1회전위치에서 제2회전위치까지의 이미지 프레임을 획득하는 위치는 도 7(b)로부터 도 7(e)까지일 수 있다.

어레이는 회전위치센서(40)의 측정값을 통하여, 제1회전위치와 제2회전위치 사이를 회전하는 동안, 피검체 내부와 관련된 정보를 획득할 수 있다. 여기서 피검체 내부와 관련한 정보는 예컨대 피검체가 인체인 경우는 내부 장기 등과 관련한 이미지 프레임 등을 의미할 수 있다.

회전제한수단(50)은 사용자에 의하여 구동부(20)가 일방향으로 회전될 때 회전개시위치에서 그 회전을 제한하는 역할을 할 수 있다. 회전제한수단(50)은 실시예에 따라서 제1걸림부(25)와 걸림부재를 포함할 수 있다. 제1걸림부(25)는 구동부(20)에 형성될 수 있다. 실시예에 따라서는 드럼의 외주면에 형성된 걸림면을 포함할 수 있다. 실시예에 따라서 제1걸림부(25)는 드럼의 외면에 형성된 홈을 포함할 수 있다. 걸림부재는 제1걸림부(25)와 걸림작용하여 회전개시위치에서 구동부(20)의 회전을 제한하는 역할을 할 수 있다.

실시예에 따라서 걸림부재의 일단은 제1걸림부(25)에 걸림되는 제2걸림부(51)가 형성될 수 있다. 제2걸림부(51)는 실시예에 따라서 걸림부재의 일단이 절곡되어 형성될 수 있다. 제2걸림부(51)는 로드의 형상일 수 있다.

걸림부재의 타단(50a)은 외부로부터 입력을 전달받을 수 있도록 하우징(10) 외부로 노출될 수 있다. 걸림부재의 일단과 걸림부재의 타단(50a) 사이에는 동력전달부(30)에 회전 가능하게 연결되도록 연결부(52)가 형성될 수 있다. 실시예에 따라서 연결부(52)는 동력전달부(30)의 프레임(32) 상단에 연결될 수 있다.

도 9는 걸림부재와 하우징 사이에 설치된 멤브레인을 나타낸다.

하우징(10) 외부로 노출된 걸림부재의 타단(50a)에는 이물질 유입 방지를 위한 멤브레인(55)이 둘러쌀 수 있다. 실시예에 따라서 멤브레인(55)은 그 일단이 걸림부재의 타단(50a)에 부착되고, 그 타단은 하우징(10)에 부착되어 설치될 수 있다.

도 10은 회전제한수단의 작동방식을 나타낸다. 도 10(a)부터 도 10(e)까지는 제2걸림부가 제1걸림부에 걸림된 상태에서 사용자가 드럼을 시계방향으로 회전시켜 걸림을 해제하고 탄성부재에 탄성력을 저장하는 과정을 나타낸다. 이 과정에서 드럼은 탄성부재의 탄성력에 의하여 반시계방향으로 회전되는 힘을 받는다. 도 10(a)와 도 (b)는 사용자가 드럼을 회전시키는 경우 걸림부재가 자동으로 풀려 걸림상태를 해제하는 모습을 나타낸다. 도 10(e)는 사용자가 드럼을 360도 회전시켜 제1걸림부와 제2걸림부가 다시 걸림상태로 있도록 만든 모습을 나타낸다. 즉, 도 10(e)는 회전제한수단이 드럼의 반시계방향으로의 회전을 제한한 상태를 나타낸다.

회전제한수단(50)의 작동방식을 설명한다. 최초에 걸림부재의 제2걸림부(51)가 드럼의 제1걸림부(25)에 걸림된 상태에서 사용자가 하우징(10) 외부로 돌출된 드럼의 타단(20a)을 잡고 시계방향으로 돌리면 자연스럽게 걸림된 상태가 해제되면서 탄성부재(21)에 탄성력이 저장된다. 사용자가 드럼을 360도 회전시키면 제1걸림부(25)는 한바퀴를 회전하여 다시 본래의 회전위치에 위치하게 된다. 이 회전위치가 회전개시위치를 의미할 수 있다.

드럼은 탄성부재(21)에 탄성력이 저장된 상태에서 회전개시위치에서 제2걸림부(51)에 걸림되어 회전이 제한된 상태가 된다. 이 상태에서 사용자가 하우징(10) 외부로 노출된 걸림부재의 타단(50a)을 누르면 지렛대 원리에 의하여 연결부(52)의 제5회전축(50a)을 기준으로 걸림부재의 일단에 형성된 제2걸림부(51)가 올라가며 걸림상태가 해제된다. 그러면 탄성부재(21)의 탄성력에 의하여 드럼이 반시계방향으로 회전하게 되고, 드럼과 일체로 형성된 제1기어(31)가 회전하게 되며, 어레이가 와블링 운동을 할 수 있게 된다.

도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 어레이를 회전시키는 방법을 나타낸다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 어레이를 회전시키는 방법은 초음파 프로브의 하우징 내에 회전가능하게 설치되고 3D영상을 얻기 위하여 초음파를 조사하는 어레이를 회전시키는 방법에 있어서, 탄성수단이 내장된 드럼이 일방향으로 회전되면서 상기 탄성수단에 회전력이 저장되는 회전력저장단계(S100);

상기 드럼이 상기 저장된 회전력을 이용하여 상기 일방향의 반대방향으로 회전하는 회전력제공단계(S200); 및

상기 드럼과 연결된 동력전달부가 상기 드럼과 함께 회전하면서 상기 어레이를 회전시키는 어레이회전단계(S300);를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 회전력저장단계(S100)는 상기 드럼이 상기 일방향으로 회전함에 의하여 상기 드럼에 형성된 걸림부와 걸림부재 사이에 걸림이 해제되는 단계(S100a)를 포함할 수 있다.

상기 회전력제공단계(S200)는 상기 드럼에 형성된 걸림부에 걸림부재가 걸려 상기 드럼의 상기 반대방향 회전이 제한되는 회전제한단계(S200a)를 포함할 수 있다.

또한, 회전력제공단계(S200)는 상기 회전제한단계(S200a) 이후에 상기 걸림부재의 걸림이 해제되어 상기 드럼이 상기 반대방향으로 회전하는 단계(S200b)를 포함할 수 있다.

즉, 본 발명의 다른 실시예에 따른 어레이를 회전시키는 방법은 드럼의 외면에 형성된 걸림부에 걸림부재가 걸림된 상태에서 사용자가 드럼의 일단을 일방향으로 회전시키면 걸림부재는 자동적으로 걸림부로부터 걸림이 해제되며, 드럼에 내장된 탄성수단에 회전력을 저장시킬 수 있다. 드럼이 360도 회전하여 다시 원래의 회전위치에 위치되면 드럼의 걸림부에 걸림부재가 걸림되어 드럼의 반대방향 회전을 제한할 수 있다.

사용자가 걸림부재를 눌러 걸림부재와 드럼의 걸림부의 걸림을 해제시키면 탄성부재에 저장된 탄성력으로 인하여 드럼이 반대방향으로 회전할 수 있다. 드럼이 회전하면 드럼과 연결된 동력전달부가 드럼과 함께 회전할 수 있으며, 동력전달부에 연결된 어레이가 동력전달부와 함께 회전할 수 있게 된다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.

따라서, 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1: 초음파 프로브 10: 하우징
11: 캡 11a: 간격
20: 구동부 20a: 드럼의 타단
21: 탄성부재 22: 씰링부재
25: 제1걸림부 30: 동력전달부
31: 제1기어 31a: 제1회전축
32: 프레임 33: 제2기어
33a: 제2회전축 34: 샤프트
34a: 샤프트에 설치된 멤브레인 35: 슬라이딩부
36: 어레이하우징 36a: 제4회전축
40: 회전위치센서 41: 마그넷
42: 홀센서 50: 회전제한수단
50a: 걸림부재의 타단 51: 제2걸림부
52: 연결부 55: 걸림부재에 설치된 멤브레인

Claims

하우징;
상기 하우징 내부에 설치되고, 피검체와 관련한 영상을 획득하기 위한 초음파를 조사하는 어레이;
탄성부재를 포함하고, 상기 탄성부재를 이용하여 상기 어레이를 회전시키기 위한 회전력을 제공하는 구동부;
상기 구동부와 연결되어, 상기 회전력을 전달받아 상기 어레이를 회전시키는 동력전달부; 및
상기 구동부가 일방향으로 회전될 때 회전개시위치에서 그 회전을 제한하는 회전제한수단;
을 포함하는 초음파 프로브.
제1항에 있어서,
상기 탄성부재는 스파이럴 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 프로브.
제1항에 있어서,
상기 구동부는 일단이 상기 동력전달부와 연결되고, 내부에 상기 탄성부재가 설치되는 드럼을 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 프로브.
제3항에 있어서,
상기 탄성부재는 일단이 상기 동력전달부와 연결되고 타단이 상기 드럼과 연결되는 것을 특징으로 하는 초음파 프로브.
제3항에 있어서,
상기 드럼의 타단은 외부로부터 회전력을 제공받을 수 있도록 상기 하우징 밖으로 노출되는 것을 특징으로 하는 초음파 프로브.
제5항에 있어서,
상기 드럼의 타단과 상기 하우징 사이에 설치되고, 내면이 상기 드럼의 타단을 둘러싸고, 외면이 상기 하우징에 부착되는 씰링부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 프로브.
제1항에 있어서,
상기 동력전달부는,
상기 하우징 내부에 고정 설치되는 프레임;
상기 구동부와 연결되는 제1기어;
상기 프레임 상의 회전축에 회전가능하게 연결되고, 상기 제1기어와 치합되는 제2기어;
상기 제2기어에 회전가능하게 연결되는 슬라이딩부시;
상기 슬라이딩부시가 타고 슬라이딩되는 샤프트; 및
상기 샤프트의 일측이 결합되고, 상기 프레임에 회전가능하게 연결되며, 상기 어레이가 안착되는 어레이하우징;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 프로브.
제7항에 있어서,
상기 구동부는 드럼을 포함하고, 상기 제1기어는 상기 드럼과 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 초음파 프로브.
제8항에 있어서,
상기 제1기어의 직경은 상기 드럼의 직경보다 큰 것을 특징으로 하는 초음파 프로브.
제8항에 있어서,
상기 제1기어는 상기 드럼과 동축으로 형성된 것을 특징으로 하는 초음파 프로브.
제7항에 있어서,
상기 어레이하우징은 상기 제2기어를 사이에 두고 상기 제1기어의 맞은 편에 배치된 것을 특징으로 하는 초음파 프로브.
제1항에 있어서,
상기 회전제한수단은 상기 회전개시위치에서의 회전제한을 위해 상기 구동부에 형성된 제1걸림부와 상기 제1걸림부와 걸림작용하여 상기 회전개시위치에서 상기 구동부의 회전을 제한하는 걸림부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 프로브.
제12항에 있어서,
상기 걸림부재의 일단은 상기 제1걸림부에 걸림되도록 제2걸림부가 형성되고, 타단은 외부로부터 입력을 전달받을 수 있도록 상기 하우징 외부로 노출되며, 상기 일단과 상기 타단 사이에는 상기 동력전달부에 회전 가능하게 연결되도록 연결부가 형성된 것을 특징으로 하는 초음파 프로브.
제12항에 있어서,
상기 제1걸림부는 상기 구동부의 외면에 형성된 홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 프로브.
초음파 프로브의 하우징 내에 회전가능하게 설치되고 3D영상을 얻기 위하여 초음파를 조사하는 어레이를 회전시키는 방법에 있어서,
탄성수단이 내장된 드럼이 일방향으로 회전되면서 상기 탄성수단에 회전력이 저장되는 회전력저장단계;
상기 드럼이 상기 저장된 회전력을 이용하여 상기 일방향의 반대방향으로 회전하는 회전력제공단계; 및
상기 드럼과 연결된 동력전달부가 상기 드럼과 함께 회전하면서 상기 어레이를 회전시키는 어레이회전단계;
를 포함하는 어레이를 회전시키는 방법.
제15항에 있어서,
상기 회전력저장단계는 상기 드럼이 상기 일방향으로 회전함에 의하여 상기 드럼에 형성된 걸림부와 걸림부재 사이에 걸림이 해제되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 어레이를 회전시키는 방법.
제15항에 있어서,
상기 회전력제공단계는 상기 드럼에 형성된 걸림부에 걸림부재가 걸려 상기 드럼의 상기 반대방향 회전이 제한되는 회전제한단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 어레이를 회전시키는 방법.
제17항에 있어서,
상기 회전제한단계 이후에 상기 걸림부재의 걸림이 해제되어 상기 드럼이 상기 반대방향으로 회전하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 어레이를 회전시키는 방법.
제1항에 있어서,
상기 어레이의 제1회전위치와 제2회전위치를 센싱하는 회전위치센서를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 프로브.
제19항에 있어서,
상기 어레이는 상기 회전위치센서의 측정값을 통하여 상기 제1회전위치와 상기 제2회전위치 사이를 회전하는 동안 상기 피검체 내부와 관련된 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 초음파 프로브.