KR20200142674A - 심박 검출용 초음파 프로브 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 초음파 신호를 체내의 타겟 위치에 집중시킴으로써 검출 정확도를 향상시킬 수 있는 심박 검출용 초음파 프로브를 제공하기 위한 것이다. 본 발명에 따른 심박 검출용 초음파 프로브는, 사용자의 피부와 마주할 수 있는 신호 송수신면을 갖는 하우징과, 초음파를 발생하여 신호 송수신면을 통해 사용자의 체내로 송출하기 위해 하우징의 내측에 설치되는 센터 초음파 트랜스듀서와, 초음파를 발생하여 신호 송수신면을 통해 사용자의 체내로 송출하기 위해 하우징의 내측에 센터 초음파 트랜스듀서로부터 이격되어 센터 초음파 트랜스듀서의 둘레를 따라 배치되는 복수의 사이드 초음파 트랜스듀서와, 센터 초음파트랜스듀서 및 복수의 사이드 초음파 트랜스듀서와 전기적으로 연결되도록 하우징의 내측에 설치되는 회로기판을 포함하되, 복수의 사이드 초음파 트랜스듀서는 각각의 초음파 송출 방향이 센터 초음파 트랜스듀서의 초음파 송출 방향에 대해 사전 설정된 경사각만큼씩 기울어지도록 배치된다.

Description

심박 검출용 초음파 프로브{ULTRASOUND PROBE FOR DETECTING HEARTBEAT}
본 발명은 초음파 프로브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 체내의 타겟으로 초음파 신호를 송출하고 타겟으로부터 반사되는 초음파 반사 신호를 수신하여 심박을 검출할 수 있는 심박 검출용 초음파 프로브에 관한 것이다.
초음파를 이용하는 의료 장치는 매우 다양한 것이 개발되어 사용되고 있다. 초음파를 이용하는 의료 장치는 대상체의 피부로부터 체내의 목표 부위를 향하여 초음파 신호를 송출하고, 반사된 초음파 신호의 정보를 이용하여 체내 상태를 확인할 수 있다. 이러한 초음파를 이용하는 의료 장치는 X선 진단 장치, X선 CT스캐너, MRI, 핵의학 진단 장치 등의 다른 의료 장치와 비교할 때, 소형이고 저렴하며, 실시간으로 표시 가능하며, X선 등의 피폭이 없어 안전성이 높은 장점을 갖고 있기 때문에, 매우 다양한 분야에서 널리 이용되고 있다.
일예로, 산부인과에서 사용되는 초음파 의료 장치는 산모와 태아의 상태를 무침습 방식으로 감시할 수 있다. 태아의 상태를 검사하기 위해 반드시 필요한 것이 태아의 심박수이다. 태아의 심박수는 태아의 건강 상태를 나타내는 중요한 정보를 포함하고 있으며, 이는 중요한 진단 도구가 된다.
임신 7주가 되면 태아의 심장이 완전히 형성되고, 내부 기관이 빠르게 만들어지는데, 이때 심장은 좌심실과 우심실로 나누어지고, 심장 박동수는 분당 150회 정도로 빠르게 뛰다가 만삭에 가까워질수록 점차 줄어들어 분당 120회 정도가 된다. 따라서, 태아의 심박을 측정함으로써 태아의 건강을 확인할 수 있고, 주수별로 태아 심박수의 추이를 확인함으로써 태아가 산모의 뱃속에서 정상적으로 성장하고 있는지의 여부를 확인할 수 있다.
일반적으로, 초음파 의료 장치는, 대상체로의 초음파의 송신과, 대상체로부터의 에코 신호를 수신하기 위한 초음파 프로브를 포함한다. 초음파 프로브는 초음파 신호와 전기적 신호를 상호 변환하는 초음파 트랜스듀서를 포함한다. 이러한 초음파 의료 장치는 초음파 신호에 의한 도플러 원리를 이용하여 태아의 심박수를 측정하게 된다. 즉, 태아의 심장에 초음파 신호를 송출한 후에 그 반사되는 도플러 신호를 감지하고, 이 감지된 도플러 신호로부터 태아의 심박수를 추출하는 방식이 이용되고 있다.
초음파 신호에 의해 태아의 심음과 태아의 심박수를 높은 정밀도로 측정하기 위해서는 초음파 신호를 타겟 위치에 집중시키고 그 반사 신호를 수신할 필요가 있다.
그런데 종래의 초음파 프로브는 태아를 향해 송출되는 초음파 신호가 분산되는 경향이 있어 검출 정확도가 떨어지는 문제점이 있었다.
등록특허공보 제0961855호 (2010. 06. 09.)
본 발명은 상술한 바와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 초음파 신호를 체내의 타겟 위치에 집중시킴으로써 검출 정확도를 향상시킬 수 있는 심박 검출용 초음파 프로브를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위한 본 발명에 따른 심박 검출용 초음파 프로브는, 사용자의 피부와 마주할 수 있는 신호 송수신면을 갖는 하우징; 초음파를 발생하여 상기 신호 송수신면을 통해 사용자의 체내로 송출하기 위해 상기 하우징의 내측에 설치되는 센터 초음파 트랜스듀서; 초음파를 발생하여 상기 신호 송수신면을 통해 사용자의 체내로 송출하기 위해 상기 하우징의 내측에 상기 센터 초음파 트랜스듀서로부터 이격되어 상기 센터 초음파 트랜스듀서의 둘레를 따라 배치되는 복수의 사이드 초음파 트랜스듀서; 및 상기 센터 초음파트랜스듀서 및 상기 복수의 사이드 초음파 트랜스듀서와 전기적으로 연결되도록 상기 하우징의 내측에 설치되는 회로기판;을 포함하되, 상기 복수의 사이드 초음파 트랜스듀서는 각각의 초음파 송출 방향이 상기 센터 초음파 트랜스듀서의 초음파 송출 방향에 대해 사전 설정된 경사각만큼씩 기울어지도록 배치된다.
상기 신호 송수신면은 평면형으로 이루어질 수 있다.
상기 신호 송수신면은 곡면형으로 이루어질 수 있다.
상기 센터 초음파 트랜스듀서의 크기는 상기 사이드 초음파 트랜스듀서의 크기보다 큰 것이 좋다.
상기 하우징은, 상기 센터 초음파 트랜스듀서가 안착되는 센터 안착홈과, 상기 복수의 사이드 초음파 트랜스듀서가 각각 안착될 수 있도록 상기 센터 안착홈의 둘레를 따라 배치되는 복수의 사이드 안착홈을 구비하는 하우징 베이스와, 상기 하우징 베이스의 상부를 덮도록 상기 하우징 베이스와 결합되는 하우징 커버를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 심박 검출용 초음파 프로브는, 상기 회로기판과 상기 하우징을 전기적으로 연결하기 위해 상기 하우징의 내측에 배치되어 상기 회로기판을 상기 하우징에 접지시키는 접지부재;를 포함할 수 있다.
상기 접지부재는 전도성 소재로 이루어지는 코일 스프링 구조로 이루어질 수 있다.
상기 접지부재는, 탄성 변형 가능한 소재로 이루어지는 탄성 바디와, 상기 회로기판과 상기 하우징을 전기적으로 연결하기 위해 상기 탄성 바디의 외면에 결합되는 전도성 외피를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 심박 검출용 초음파 프로브는 초음파 신호를 발생할 수 있는 센터 초음파 트랜스듀서와 복수의 사이드 초음파 트랜스듀서를 포함하되, 복수의 사이드 초음파 트랜스듀서는 각각의 초음파 송출 방향이 센터 초음파 트랜스듀서의 초음파 송출 방향에 대해 사전 설정된 경사각만큼씩 기울어지도록 배치됨으로써, 센터 초음파 트랜스듀서에서 발생하는 초음파 신호와 복수의 사이드 초음파 트랜스듀서에서 각각 발생하는 초음파 신호를 체내의 타겟에 안정적으로 포커싱시킬 수 있다. 따라서, 타겟에 대한 검출 감도를 높일 수 있고, 종래에 비해 검출 정확도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 심박 검출용 초음파 프로브는 센터 초음파 트랜스듀서 및 복수의 사이드 초음파 트랜스듀서와 전기적으로 연결되는 회로기판을 접지부재를 통해 하우징과 접지시킴으로써, 노이즈 신호를 줄일 수 있고, 더욱 정밀한 검출 신호를 획득할 수 있으며, 검출 정확도를 높일 수 있는 효과가 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 심박 검출용 초음파 프로브를 나타낸 사시도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 심박 검출용 초음파 프로브를 나타낸 분해도이다.
도 5는 도 3의 일부 부분을 발췌하여 나타낸 것이다.
도 6은 도 4의 일부 부분을 발췌하여 나타낸 것이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 심박 검출용 초음파 프로브를 나타낸 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 심박 검출용 초음파 프로브의 일부 구성을 나타낸 평면도이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 심박 검출용 초음파 프로브의 사용예를 나타낸 것이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 심박 검출용 초음파 프로브를 나타낸 단면도이다.
이하, 본 발명에 따른 심박 검출용 초음파 프로브를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 심박 검출용 초음파 프로브를 나타낸 사시도이고, 도 3 및 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 심박 검출용 초음파 프로브를 나타낸 분해도이고, 도 5는 도 3의 일부 부분을 발췌하여 나타낸 것이고, 도 6은 도 4의 일부 부분을 발췌하여 나타낸 것이며, 도 7 및 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 심박 검출용 초음파 프로브를 나타낸 단면도이다.
도면에 나타낸 것과 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 심박 검출용 초음파 프로브(100)는 하우징(110)과, 초음파 신호를 발생할 수 있도록 하우징(110)의 내측에 설치되는 센터 초음파 트랜스듀서(140) 및 복수의 사이드 초음파 트랜스듀서(145)와, 센터 초음파 트랜스듀서(140) 및 복수의 사이드 초음파 트랜스듀서(145)와 전기적으로 연결되도록 하우징(110)의 내측에 설치되는 회로기판(150)과, 회로기판(150)을 하우징(110)에 접지시키기 위한 복수의 접지부재(170)(173)(175)(178)를 포함한다. 이러한 심박 검출용 초음파 프로브(100)는 심박을 검출하는데 이용될 수 있다. 즉, 심박 검출용 초음파 프로브(100)는 타겟이 되는 심장에 초음파 신호를 송출한 후에 초음파 반사 신호를 수신하고, 감지된 초음파 반사 신호로부터 심장의 심박수 또는 심음을 추출할 수 있다. 본 실시예에서는 심박 검출용 초음파 프로브(100)가 태아의 심장을 타겟(T)으로 하여 태아의 심박을 검출하고, 검출 신호를 유선 방식으로 검사장치 본체(미도시)에 송신하는 것으로 예를 들어 설명한다.
하우징(110)은 센터 초음파 트랜스듀서(140)와, 복수의 사이드 초음파 트랜스듀서(145)와, 회로기판(150)과, 복수의 접지부재(170)(173)(175)(178)를 수용하고 보호한다. 하우징(110)은 상부가 개방된 하우징 베이스(111)와, 하우징 베이스(111) 위에 결합되는 하우징 커버(125)를 포함한다. 하우징 베이스(111)와 하우징 커버(125)의 사이에는 센터 초음파 트랜스듀서(140)와, 복수의 사이드 초음파 트랜스듀서(145)와, 회로기판(150)과, 복수의 접지부재(170)(173)(175)(178) 등이 수용되는 공간이 마련된다.
하우징 베이스(111)는 사용자의 피부(S)와 마주할 수 있는 신호 송수신면(112)을 갖는다. 신호 송수신면(112)은 하우징 베이스(111)의 하측에 평면 형태로 구비된다. 신호 송수신면(112)이 사용자의 피부와 마주한 상태에서 하우징(110) 내측의 센터 초음파 트랜스듀서(140)와 복수의 사이드 초음파 트랜스듀서(145)에서 발생하는 초음파 신호가 신호 송수신면(112)을 통해 사용자 체내의 타겟(T)으로 입사될 수 있다. 또한, 사용자의 체내의 타겟(T)에서 반사되는 초음파 반사 신호가 신호 송수신면(112)을 통해 하우징(110) 내측의 센터 초음파 트랜스듀서(140)와 복수의 사이드 초음파 트랜스듀서(145)에 도달할 수 있다. 하우징 베이스(111) 내측의 대략 중심부에는 센터 초음파 트랜스듀서(140)가 안착될 수 있는 센터 안착홈(114)이 구비되고, 하우징 베이스(111) 내측의 센터 안착홈(114) 둘레로는 복수의 사이드 초음파 트랜스듀서(145)가 각각 안착될 수 있는 복수의 사이드 안착홈(115)이 마련된다.
또한, 하우징 베이스(111)의 내측에는 복수의 접지부재(170)(173)(175)(178) 중에서 일부 접지부재(170)(173)의 설치를 위한 하우징 접속홈(117) 및 하우징 접속돌기(119)와, 하우징 커버(125)와의 결합을 위한 복수의 결합 보스(121)가 구비된다. 결합 보스(121)에는 결합 보스홈(122)이 마련된다. 하우징 접속홈(117) 및 하우징 접속돌기(119)에는 접지부재(170)(173)와 전기적으로 연결되는 도전부가 배치되고, 접지부재(170)(173)가 하우징 접속홈(117) 및 하우징 접속돌기(119)에 각각 결합됨으로써 전자기 차폐를 위해 하우징 베이스(111)에 마련되는 쉴드부재(미도시)에 접속할 수 있다.
하우징 커버(125)는 하우징 베이스(111)의 상측에 결합되어 하우징 커버(125)의 개방된 상부를 덮는다. 하우징 커버(125)의 내측에는 복수의 접지부재(170)(173)(175)(178) 중에서 일부 접지부재(175)(178)의 설치를 위한 위한 하우징 접속홈(126) 및 하우징 접속돌기(128)가 구비된다. 하우징 접속홈(126) 및 하우징 접속돌기(128)에는 접지부재(175)(178)와 전기적으로 연결되는 도전부가 배치되고, 접지부재(175)(178)가 하우징 접속홈(126) 및 하우징 접속돌기(128)에 각각 결합됨으로써 전자기 차폐를 위해 하우징 커버(125)에 마련되는 쉴드부재(미도시)에 접속할 수 있다.
또한, 하우징 커버(125)에는 하우징 베이스(111)와 하우징 커버(125)를 고정하기 위한 복수의 고정부재(132)가 삽입될 수 있는 복수의 삽입홀(130)이 마련된다. 하우징 커버(125)는 하우징 베이스(111)를 덮도록 하우징 베이스(111)와 접한 상태에서 고정부재(132)가 삽입홀(130)을 통과하여 하우징 베이스(111)의 결합 보스홈(122)에 삽입됨에 따라 하우징 베이스(111)에 단단히 고정될 수 있다.
하우징 베이스(111)와 하우징 커버(125)의 사이에는 실링부재(134)가 개재된다. 실링부재(134)는 하우징 베이스(111)와 하우징 커버(125) 사이의 틈새를 막는다. 실링부재(134)의 작용으로 하우징 베이스(111)와 하우징 커버(125)가 안정적인 밀폐 상태를 유지할 수 있다.
하우징 커버(125)의 상측에는 서브 커버(136)와, 후크(138)가 결합된다. 서브 커버(136)는 하우징 커버(125)에 구비되는 복수의 삽입홀(130)이 외부로 드러나지 않도록 하우징 커버(125)의 상부를 덮는다. 후크(138)는 서브 커버(136)의 대략 중앙 부분에 상측으로 돌출되도록 구비된다. 후크(138)는 하우징(110)을 사용자의 신체에 고정하기 위한 고정 벨트 등을 연결하는데 이용될 수 있다.
센터 초음파 트랜스듀서(140)는 초음파를 발생하여 신호 송수신면(112)을 통해 사용자의 체내로 송출하기 위해 하우징(110)의 센터 안착홈(114)에 결합된다. 센터 초음파 트랜스듀서(140)는 초음파 신호를 외측으로 송출하고, 사용자의 신체로부터 반사되는 초음파 반사 신호를 수신하기 위한 신호 송수신부(141)를 갖는다. 센터 초음파 트랜스듀서(140)는 평평한 신호 송수신면(112)에 대해 수직 방향으로 초음파 신호를 송출할 수 있도록 그 신호 송수신부(141)가 신호 송수신면(112)과 평행하게 마주하도록 배치된다. 센터 초음파 트랜스듀서(140)로는 압전 물질의 압전 효과를 이용한 압전 초음파 트랜스듀서, 자성체의 자왜효과를 이용하는 자왜 초음파 트랜스듀서, 미세 가공된 수백 또는 수천 개의 박막의 진동을 이용하여 초음파를 송수신하는 정전용량형 미세가공 초음파 트랜스듀서 등 전기 신호를 초음파로, 초음파 신호를 다시 전기 신호로 바꿀 수 있는 공지된 다양한 구조의 것이 이용될 수 있다.
복수의 사이드 초음파 트랜스듀서(145)는 초음파를 발생하여 신호 송수신면(112)을 통해 사용자의 체내로 송출할 수 있도록 하우징(110)에 마련되는 복수의 사이드 안착홈(115)에 각각 결합된다. 복수의 사이드 초음파 트랜스듀서(145)는 센터 초음파 트랜스듀서(140)로부터 이격되어 센터 초음파 트랜스듀서(140) 주위를 둘러싸도록 배치된다.
복수의 사이드 초음파 트랜스듀서(145)는 센터 초음파 트랜스듀서(140)의 주위에 일정한 간격으로 이격되는 것이 좋다. 또한, 복수의 사이드 초음파 트랜스듀서(145)는 각각 센터 초음파 트랜스듀서(140)로부터 일정한 간격으로 이격 배치되는 것이 좋다. 즉, 도 9에 나타낸 것과 같이, 센터 초음파 트랜스듀서(140)와 복수의 사이드 초음파 트랜스듀서(145)를 하우징(110)의 신호 송수신면(112)과 평행한 가상의 평면 상에 투영하여 나타낼 경우, 복수의 사이드 초음파 트랜스듀서(145) 각각의 중심(Cs)은 센터 초음파 트랜스듀서(140)의 중심(Cc)을 중심으로 하는 가상의 원(Cv) 위에 놓이는 것이 좋다. 이러한 센터 초음파 트랜스듀서(140)와 복수의 사이드 초음파 트랜스듀서(145)의 배치를 통해, 센터 초음파 트랜스듀서(140)와 복수의 사이드 초음파 트랜스듀서(145)에서 발생하는 초음파 신호를 타겟(T)에 더욱 안정적으로 포커싱시킬 수 있어 검출 정확도를 높일 수 있다.
사이드 초음파 트랜스듀서(145)는 초음파 신호를 외측으로 송출시키고, 사용자의 신체로부터 반사되는 초음파 반사 신호를 수신하기 위한 신호 송수신부(146)를 갖는다. 사이드 초음파 트랜스듀서(145)는 평평한 신호 송수신면(112)에 대해 경사진 방향으로 초음파 신호를 송출할 수 있도록 그 신호 송수신부(146)가 신호 송수신면(112)에 대해 기울어지게 배치된다.
따라서, 도 10에 나타낸 것과 같이, 복수의 사이드 초음파 트랜스듀서(145) 각각의 초음파 송출 방향은 센터 초음파 트랜스듀서(140)의 초음파 송출 방향에 대해 사전 설정된 경사각(α)만큼씩 기울어지게 되며, 센터 초음파 트랜스듀서(140)에서 발생하는 초음파 신호와 복수의 사이드 초음파 트랜스듀서(145)에서 각각 발생하는 초음파 신호는 사전 설정된 거리에서 수렴하게 된다. 이와 같이, 복수의 사이드 초음파 트랜스듀서(145)를 센터 초음파 트랜스듀서(140)의 둘레에 센터 초음파 트랜스듀서(140)에 대해 기울어지게 배치함으로써, 센터 초음파 트랜스듀서(140)의 초음파 신호와 복수의 사이드 초음파 트랜스듀서(145) 각각의 초음파 신호를 타겟(T)에 수렴시킬 수 있다. 따라서, 센터 초음파 트랜스듀서(140)의 초음파 신호와 복수의 사이드 초음파 트랜스듀서(145) 각각의 초음파 신호를 타겟(T)에 포커싱시킬 수 있고, 타겟(T)에 포커싱된 초음파 신호에 대한 초음파 반사 신호를 수신함으로써 검출 감도를 높일 수 있고, 종래에 비해 검출 정확도를 향상시킬 수 있다.
센터 초음파 트랜스듀서(140)의 초음파 송출 방향과 사이드 초음파 트랜스듀서(145)의 초음파 송출 방향 간의 경사각(α)은 심박 검출용 초음파 프로브(100)가 검사하고자 하는 타겟(T)의 목표 거리(D)에 따라 다양하게 설정될 수 있다. 즉, 심박 검출용 초음파 프로브(100)의 목표 거리(D)가 상대적으로 짧으면 센터 초음파 트랜스듀서(140)의 초음파 송출 방향과 사이드 초음파 트랜스듀(145)의 초음파 송출 방향 간의 경사각(α)을 상대적으로 크게 설정할 수 있다. 반면, 심박 검출용 초음파 프로브(100)의 목표 거리(D)가 상대적으로 길면 센터 초음파 트랜스듀서(140)의 초음파 송출 방향과 사이드 초음파 트랜스듀서(145)의 초음파 송출 방향 간의 경사각(α)을 상대적으로 작게 설정할 수 있다.
센터 초음파 트랜스듀서(140)로는 압전 물질의 압전 효과를 이용한 압전 초음파 트랜스듀서, 자성체의 자왜효과를 이용하는 자왜 초음파 트랜스듀서, 미세 가공된 수백 또는 수천 개의 박막의 진동을 이용하여 초음파를 송수신하는 정전용량형 미세가공 초음파 트랜스듀서 등 전기 신호를 초음파로, 초음파 신호를 다시 전기 신호로 바꿀 수 있는 공지된 다양한 구조의 것이 이용될 수 있다.
회로기판(150)은 하우징(110)의 내측에 설치되어 센터 초음파 트랜스듀서(140)와 복수의 사이드 초음파 트랜스듀서(145)를 전기적으로 연결된다. 회로기판(150)에는 복수의 접지부재(170)(173)(175)(178)와 전기적으로 연결되는 복수의 접속부(151)(152)(154)(155)가 구비된다. 이하에서, 복수의 접속부(151)(152)(154)(155) 중 회로기판(150)의 하면에 배치되는 것을 하부 접속부(151)(152)로, 회로기판(150)의 상면에 배치되는 것을 상부 접속부(154)(155)로 구분하여 설명하기로 한다. 본 실시예에서 하부 접속부(151)(152)와 상부 접속부(154)(155)는 각각 두 개씩 구비될 수 있다.
또한, 회로기판(150)에는 센터 초음파 트랜스듀서(140) 및 복수의 사이드 초음파 트랜스듀서(145)에 작동 신호를 제공하기 위한 신호발생부와, 센터 초음파 트랜스듀서(140) 및 복수의 사이드 초음파 트랜스듀서(145)가 수신하는 초음파 반사 신호를 처리하기 위한 신호처리부가 구비될 수 있다. 여기에서, 신호처리부는 증폭부와 필터부를 포함할 수 있다. 신호발생부는 센터 초음파 트랜스듀서(140) 및 복수의 사이드 초음파 트랜스듀서(145)가 초음파 신호를 발생하기 위한 펄스 신호를 생성하여 센터 초음파 트랜스듀서(140) 및 복수의 사이드 초음파 트랜스듀서(145)에 제공할 수 있다. 증폭부는 센터 초음파 트랜스듀서(140) 및 복수의 사이드 초음파 트랜스듀서(145)가 수신하는 초음파 반사 신호를 증폭하는 역할을 한다. 필터부는 고역통과 필터 및 저역 통과필터로 구성될 수 있고, 증폭부에서 증폭된 신호에서 노이즈를 제거하는 역할을 할 수 있다. 신호처리부에서 1차 처리된 신호는 검사장치 본체로 전송되어 2차 처리되어 심박 신호로 변환된 후 스피커나 디스플레이를 통해 출력될 수 있다.
이와 같이, 초음파 반사 신호로부터 심박 신호를 획득하는 처리 방법은 공지된 것이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
회로기판(150)은 커넥터(160)를 통해 검사장치 본체와 통신 가능하게 연결된다. 커넥터(160)에는 검사장치 본체와 연결되는 케이블(165)이 결합된다. 케이블(165)을 통해 심박 검출용 초음파 프로브(100)에서 검출한 신호가 유선 방식으로 검사장치 본체로 송신되고, 케이블(165)를 통해 심박 검출용 초음파 프로브(100)가 검사장치 본체의 입력 신호를 유선 방식으로 수신할 수 있다.
도 3 내지 도 6, 도 8에 나타낸 것과 같이, 복수의 접지부재(170)(173)(175)(178)는 회로기판(150)과 하우징(110)을 전기적으로 연결하기 위해 하우징(110)의 내측에 배치되어 회로기판(150)을 하우징(110)에 접지시킨다. 이하에서, 복수의 접지부재(170)(173)(175)(178) 중 회로기판(150)의 하측에 배치되는 것을 하부 접지부재(170)(173)로, 회로기판(150)의 상측에 배치되는 상부 접지부재(175)(178)로 구분하여 설명하기로 한다. 하부 접지부재(170)(173)는 회로기판(150)을 하우징 베이스(111)에 접지시키고, 상부 접지부재(175)(178)는 회로기판(150)을 하우징 커버(125)에 접지시킨다.
하부 접지부재(170)(173)는 하우징 베이스(111)의 하우징 접속홈(117)에 삽입되는 블록 형태의 하부 접지부재(170)와, 하우징 베이스(111)의 하우징 접속돌기(119)에 결합되는 코일 스프링 형태의 하부 접지부재(173)로 구분될 수 있다.
블록 형태의 하부 접지부재(170)는 탄성 변형 가능한 소재로 이루어지는 탄성 바디(171)와, 회로기판(150)과 하우징 베이스(111)를 전기적으로 연결하기 위해 탄성 바디(171)의 외면에 결합되는 전도성 외피(172)를 포함한다. 전도성 외피(172)는 금속 박막 등 탄성 바디(171)의 변형에 맞춰 변형될 수 있는 다양한 전도성 소재로 이루어질 수 있다. 이러한 블록 형태의 하부 접지부재(170)는 일단부가 하우징 접속홈(117)에 삽입됨으로써 하우징 베이스(111)에 안정적으로 접속된 상태를 유지할 수 있고, 타단부가 회로기판(150)의 하면에 구비되는 하부 접속부(151)에 접하여 다소 압축되면서 하부 접속부(151)와 안정적이 접속 상태를 유지할 수 있다. 따라서, 하부 접지부재(170)는 회로기판(150)을 하우징 베이스(111)에 안정적으로 접지시킬 수 있다.
코일 스프링 형태의 하부 접지부재(173)는 일단부가 하우징 접속돌기(119)에 결합됨으로써 하우징 베이스(111)에 안정적으로 접속된 상태를 유지할 수 있고, 타단부가 회로기판(150)의 하면에 구비되는 하부 접속부(152)에 접하여 다소 압축되면서 하부 접속부(152)와 안정적이 접속 상태를 유지할 수 있다. 따라서, 하부 접지부재(173)는 회로기판(150)을 하우징 베이스(111)에 안정적으로 접지시킬 수 있다.
상부 접지부재(175)(178)는 하우징 커버(125)의 하우징 접속홈(126)에 삽입되는 블록 형태의 상부 접지부재(175)와, 하우징 커버(125)의 하우징 접속돌기(128)에 결합되는 코일 스프링 형태의 상부 접지부재(178)로 구분될 수 있다.
블록 형태의 상부 접지부재(175)는 상술한 블록 형태의 하부 접지부재(170)와 같이, 탄성 변형 가능한 소재로 이루어지는 탄성 바디(176)와, 회로기판(150)과 하우징 커버(125)를 전기적으로 연결하기 위해 탄성 바디(176)의 외면에 결합되는 전도성 외피(177)를 포함한다. 전도성 외피(177)는 금속 박막 등 탄성 바디(176)의 변형에 맞춰 변형될 수 있는 다양한 전도성 소재로 이루어질 수 있다. 이러한 블록 형태의 상부 접지부재(175)는 일단부가 하우징 접속홈(126)에 삽입됨으로써 하우징 커버(125)에 안정적으로 접속된 상태를 유지할 수 있고, 타단부가 회로기판(150)의 상면에 구비되는 상부 접속부(154)에 접하여 다소 압축되면서 상부 접속부(154)와 안정적이 접속 상태를 유지할 수 있다. 따라서, 상부 접지부재(175)는 회로기판(150)을 하우징 커버(125)에 안정적으로 접지시킬 수 있다.
코일 스프링 형태의 상부 접지부재(178)는 일단부가 하우징 접속돌기(128)에 결합됨으로써 하우징 커버(125)에 안정적으로 접속된 상태를 유지할 수 있고, 타단부가 회로기판(150)의 하면에 구비되는 상부 접속부(155)에 접하여 다소 압축되면서 상부 접속부(155)와 안정적이 접속 상태를 유지할 수 있다. 따라서, 상부 접지부재(178)는 회로기판(150)을 하우징 커버(125)에 안정적으로 접지시킬 수 있다.
이와 같이, 접지부재(170)(173)(175)(178)가 회로기판(150)을 하우징(110)과 전기적으로 연결하여 회로기판(150)을 하우징(110)에 접지시킴으로써, 노이즈 신호를 줄일 수 있고, 센터 초음파 트랜스듀서(140) 및 복수의 사이드 초음파 트랜스듀서(145)를 통한 검출 정확도를 높일 수 있다.
또한, 접지부재(170)(173)(175)(178)는 일부가 하우징 베이스(111)에 결합되고, 다른 일부가 하우징 커버(125)에 결합되어 회로기판(150)과 하우징 베이스(111) 및 하우징 커버(125)를 조립하는 과정에서 자연스럽게 회로기판(150)을 하우징(110)에 접지시킬 수 있다. 따라서, 조립 시간이 단축될 수 있다.
상술한 것과 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 심박 검출용 초음파 프로브(100)는 초음파 신호를 발생할 수 있는 센터 초음파 트랜스듀서(140)와 복수의 사이드 초음파 트랜스듀서(145)를 포함하되, 복수의 사이드 초음파 트랜스듀서(145)는 각각의 초음파 송출 방향이 센터 초음파 트랜스듀서(140)의 초음파 송출 방향에 대해 사전 설정된 경사각(α)만큼씩 기울어지도록 배치됨으로써, 센터 초음파 트랜스듀서(140)에서 발생하는 초음파 신호와 복수의 사이드 초음파 트랜스듀서(145)에서 각각 발생하는 초음파 신호를 체내의 타겟(T)에 안정적으로 포커싱시킬 수 있다. 따라서, 타겟(T)에 대한 검출 감도를 높일 수 있고, 종래에 비해 검출 정확도를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 심박 검출용 초음파 프로브(100)는 센터 초음파 트랜스듀서(140) 및 복수의 사이드 초음파 트랜스듀서(145)와 전기적으로 연결되는 회로기판(150)을 접지부재(170)(173)(175)(178)를 통해 하우징(110)과 접지시킴으로써, 노이즈 신호를 줄일 수 있고, 더욱 정밀한 검출 신호를 획득할 수 있고, 검출 정확도를 높일 수 있다.
한편, 도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 심박 검출용 초음파 프로브를 나타낸 단면도이다.
도 11에 나타낸 심박 검출용 초음파 프로브(200)는 하우징(210)과, 초음파 신호를 발생할 수 있도록 하우징(210)의 내측에 설치되는 센터 초음파 트랜스듀서(140) 및 복수의 사이드 초음파 트랜스듀서(145)와, 센터 초음파 트랜스듀서(140) 및 복수의 사이드 초음파 트랜스듀서(145)와 전기적으로 연결되도록 하우징(210)의 내측에 설치되는 회로기판(150)과, 회로기판(150)을 하우징(110)에 접지시키기 위한 복수의 접지부재(미도시)를 포함한다. 이러한 심박 검출용 초음파 프로브(200)는 앞서 설명한 심박 검출용 초음파 프로브(100)와 비교하여 하우징(210)의 구조가 다소 변형된 것으로, 나머지 구성은 상술한 것과 같다.
하우징(210)은 센터 초음파 트랜스듀서(140) 및 복수의 사이드 초음파 트랜스듀서(145)에서 발생하는 초음파 신호를 사용자의 체내로 송신하고 사용자의 체내에서 반사되는 초음파 반사 신호를 수신하기 위해 사용자의 피부(S)와 마주할 수 있는 신호 송수신면(211)을 구비하되, 신호 송수신면(211)은 사용자의 피부(S) 형태에 대응하는 곡면 형태로 이루어진다. 센터 초음파 트랜스듀서(140)와 복수의 사이드 초음파 트랜스듀서(145)는 곡면 형태의 신호 송수신면(211)과 마주하도록 배치됨으로써 각각에서 발생하는 초음파 신호를 체내의 타겟에 포커싱시킬 수 있다.
이상 본 발명에 대해 바람직한 예를 들어 설명하였으나 본 발명의 범위가 앞에서 설명되고 도시되는 형태로 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 센터 초음파 트랜스듀서(140) 및 복수의 사이드 초음파 트랜스듀서(145)에서 발생하는 초음파 신호를 사용자의 체내로 송신하고 사용자의 체내에서 반사되는 초음파 반사 신호를 수신하기 위해 하우징에 구비되는 신호 송수신면의 형상은 도시된 것을 한정되지 않고 다양하게 변경될 수 있다.
또한, 도면에는 센터 초음파 트랜스듀서(140) 및 사이드 초음파 트랜스듀서(145)가 원형으로 이루어지되, 센터 초음파 트랜스듀서(140)의 직경이 사이드 초음파 트랜스듀서(145)의 직경보다 큰 것으로 나타냈으나, 센터 초음파 트랜스듀서나 사이드 초음파 트랜스듀서의 형태나 크기는 다양하게 변경될 수 있다.
또한, 도면에는 회로기판(150)을 하우징에 접지시키기 위한 접지부재가 회로기판(150)의 하측 및 회로기판(150)의 상측에 각각 복수로 배치되는 것으로 나타냈으나, 접지부재의 설치 위치와 개수는 다양하게 변경될 수 있다. 그리고 접지부재는 도시된 것과 같이, 탄성 바디와 탄성 바디의 외면에 결합되는 전도성 외피를 포함하는 블록 형태나, 코일 스프링 형태 이외에, 회로기판(150)을 하우징에 접지시킬 수 있는 다양한 다른 구조로 변경될 수 있다.
또한, 앞서서는 본 발명에 따른 심박 검출용 초음파 프로브(100)가 케이블(165)을 통한 유선 방식으로 검사장치 본체와 통신하는 것으로 설명하였으나, 심박 검출용 초음파 프로브는 검사장치 본체와 무선 방식으로 통신하는 구조를 가질 수 있다.
또한, 앞서서는 본 발명에 따른 심박 검출용 초음파 프로브(100)가 태아의 심장을 타겟으로 하여 태아의 심박을 측정하는 것으로 설명하였으나, 심박 검출용 초음파 프로브는 태아 이외 사용자의 심장을 타겟으로 하여 사용자의 심박을 검출하는데 이용될 수 있다.
이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 청구범위의 사상 및 범위를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
100, 200 : 심박 검출용 초음파 프로브
110, 210 : 하우징 111 : 하우징 베이스
112, 211 : 신호 송수신면 114 : 센터 안착홈
115 : 사이드 안착홈 117, 126 : 하우징 접속홈
119, 128 : 하우징 접속돌기 125 : 하우징 커버
132 : 고정부재 134 : 실링부재
136 : 서브 커버 138 : 후크
140 : 센터 초음파 트랜스듀 141, 146 : 신호 송수신부
145 : 사이드 초음파 트랜스듀서 150 : 회로기판
151, 152 : 하부 접속부 154, 155 : 상부 접속부
160 : 커넥터 165 : 케이블
170, 173 : 하부 접지부재 175, 178 : 상부 접지부재

Claims (8)

  1. 사용자의 피부와 마주할 수 있는 신호 송수신면을 갖는 하우징;
    초음파를 발생하여 상기 신호 송수신면을 통해 사용자의 체내로 송출하기 위해 상기 하우징의 내측에 설치되는 센터 초음파 트랜스듀서;
    초음파를 발생하여 상기 신호 송수신면을 통해 사용자의 체내로 송출하기 위해 상기 하우징의 내측에 상기 센터 초음파 트랜스듀서로부터 이격되어 상기 센터 초음파 트랜스듀서의 둘레를 따라 배치되는 복수의 사이드 초음파 트랜스듀서; 및
    상기 센터 초음파트랜스듀서 및 상기 복수의 사이드 초음파 트랜스듀서와 전기적으로 연결되도록 상기 하우징의 내측에 설치되는 회로기판;을 포함하되,
    상기 복수의 사이드 초음파 트랜스듀서는 각각의 초음파 송출 방향이 상기 센터 초음파 트랜스듀서의 초음파 송출 방향에 대해 사전 설정된 경사각만큼씩 기울어지도록 배치되는 것을 특징으로 하는 심박 검출용 초음파 프로브.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 신호 송수신면은 평면형으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 심박 검출용 초음파 프로브.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 신호 송수신면은 곡면형으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 심박 검출용 초음파 프로브.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 센터 초음파 트랜스듀서의 크기는 상기 사이드 초음파 트랜스듀서의 크기보다 큰 것을 특징으로 하는 심박 검출용 초음파 프로브.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징은,
    상기 센터 초음파 트랜스듀서가 안착되는 센터 안착홈과, 상기 복수의 사이드 초음파 트랜스듀서가 각각 안착될 수 있도록 상기 센터 안착홈의 둘레를 따라 배치되는 복수의 사이드 안착홈을 구비하는 하우징 베이스와,
    상기 하우징 베이스의 상부를 덮도록 상기 하우징 베이스와 결합되는 하우징 커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 심박 검출용 초음파 프로브.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 회로기판과 상기 하우징을 전기적으로 연결하기 위해 상기 하우징의 내측에 배치되어 상기 회로기판을 상기 하우징에 접지시키는 접지부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 심박 검출용 초음파 프로브.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 접지부재는 전도성 소재로 이루어지는 코일 스프링 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 심박 검출용 초음파 프로브.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 접지부재는,
    탄성 변형 가능한 소재로 이루어지는 탄성 바디와,
    상기 회로기판과 상기 하우징을 전기적으로 연결하기 위해 상기 탄성 바디의 외면에 결합되는 전도성 외피를 포함하는 것을 특징으로 하는 심박 검출용 초음파 프로브.
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