WO2017146364A1 - 초음파 프로브 - Google Patents

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WO2017146364A1
WO2017146364A1 PCT/KR2016/014598 KR2016014598W WO2017146364A1 WO 2017146364 A1 WO2017146364 A1 WO 2017146364A1 KR 2016014598 W KR2016014598 W KR 2016014598W WO 2017146364 A1 WO2017146364 A1 WO 2017146364A1
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transducer module
ultrasonic probe
impact
shock
blocking unit
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PCT/KR2016/014598
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English (en)
French (fr)
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권기한
황원순
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삼성메디슨 주식회사
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    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
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    • A61B8/44—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device
    • A61B8/4444—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device related to the probe
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/44—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device
    • A61B8/4483—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device characterised by features of the ultrasound transducer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/02—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
    • B06B1/06—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction
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    • B06B1/0662—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using a single piezoelectric element with an electrode on the sensitive surface
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    • H10N30/85—Piezoelectric or electrostrictive active materials
    • H10N30/853—Ceramic compositions
    • H10N30/8548—Lead-based oxides
    • H10N30/8554—Lead-zirconium titanate [PZT] based

Definitions

  • the present invention relates to an ultrasonic probe for obtaining an ultrasonic image.
  • the ultrasonic imaging apparatus is an apparatus that irradiates an ultrasonic signal from a body surface of an object toward a target site in the body, and acquires an image of soft tissue tomography or blood flow in a non-invasive manner using information of a reflected ultrasonic signal (ultrasound echo signal). .
  • Ultrasonic imaging devices are compact, inexpensive, and real-time displayable when compared to other imaging devices such as X-ray diagnostics, X-ray CT scanners, magnetic resonance images, and nuclear medical diagnostics. It is widely used for the diagnosis of heart, abdomen, urology and obstetrics and gynecology because there is no high exposure to radiation, radiation and the like.
  • an ultrasonic probe provided with a buffer structure to prevent the internal parts from being damaged by an external impact.
  • the transducer module including a piezoelectric layer for generating an ultrasonic signal; A case in which one side is opened and the transducer module is accommodated; A lens provided at one side of the case; And a protection member accommodated in the case and positioned to face at least one side of the transducer module, wherein the protection member protrudes forward from the piezoelectric layer to protect the piezoelectric layer from external impact. It is provided.
  • the protective member may include an impact blocking member provided to protrude forward than the transducer module and a shock absorbing member positioned between the shock blocking member and the transducer module to cushion the shock transmitted to the shock blocking member.
  • the impact blocking member includes a first impact blocking portion and a second impact blocking portion extending stepwise from the first impact blocking portion.
  • the shock absorbing member is located between the second impact blocking unit and the transducer module.
  • the second impact blocking unit extends in front of the first impact blocking unit.
  • a plurality of second impact blocking units are provided to extend.
  • Two second shock blocking units are provided, and are positioned at both left and right sides of the transducer module.
  • the length from one end of one of the two second impact shields to the other end of the second shock shield is equal to the left and right lengths of one side of the transducer module.
  • the second impact blocking unit is provided as a single unit, and is stepped from the first impact blocking unit to extend forward.
  • the shock absorbing member is located between the second shock blocker and the transducer module.
  • the impact blocking member is provided so that the concave portion and the convex portion are alternately formed.
  • the concave portion and the convex portion are provided to extend in the front-rear direction of the transducer module.
  • the shock absorbing member is located in a space formed by the concave portion and the convex portion.
  • the shock absorbing member is made of a material including at least one of silicone rubber, PE, polymer, elastomer, and cellulose.
  • the impact blocking member is made of a metal or nonmetallic material having a tensile modulus of 2 Gpa or more.
  • an ultrasound probe may include an ultrasound probe configured to transmit and receive ultrasound to obtain an internal image of an object, the transducer including a piezoelectric layer to generate ultrasound; An impact blocking member provided on at least one side of the transducer module and protruding forward at a height equal to that of the piezoelectric layer; And a shock absorbing member positioned between the shock blocking member and the transducer module to cushion the shock transmitted to the shock blocking member.
  • the impact blocking member is provided with a stepped portion, and the shock absorbing member is positioned between the stepped portion and the transducer module.
  • the stepped portion is located in front of the transducer module.
  • the impact blocking member is provided to have the same width as one side of the transducer module.
  • the front of the transducer module is provided with a lens in contact with the object, the rigidity of the impact blocking member is provided higher than the rigidity of the lens.
  • Ultrasonic probe according to one aspect is provided with a buffer structure, it can buffer the external shock.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an ultrasound imaging apparatus according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 2 illustrates a portion of an ultrasound probe, according to an exemplary embodiment.
  • FIG 3 illustrates an internal view of an ultrasonic probe according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 4A is a cross-sectional view illustrating an ultrasound probe according to an exemplary embodiment.
  • 4B is a cross-sectional view of an ultrasonic probe according to a modification.
  • FIG. 5A illustrates a portion A of FIG. 4A.
  • FIG. 5B is a view illustrating a portion B of FIG. 4B.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a protection member provided in an ultrasonic probe according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a state when an external shock is applied to the ultrasonic probe according to one embodiment.
  • FIG. 8 is a view showing a protection member according to another embodiment.
  • FIG. 9 is a view showing a protection member according to another embodiment of FIG.
  • FIG. 10 is a view illustrating an internal view of an ultrasonic probe provided with a protection member according to another embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an ultrasound imaging apparatus according to an exemplary embodiment.
  • an ultrasound imaging apparatus 1 includes a main body 10 and an ultrasound probe 2 that transmits an ultrasound signal to an object to be diagnosed and receives a signal reflected from the object.
  • the ultrasonic probe 2 may be connected to the main body 10 by a cable.
  • the main body 10 may be provided with a display 30 for displaying a diagnosis result obtained through the received ultrasound signal.
  • An application related to the operation of the ultrasound imaging apparatus 1 may be displayed on the display 30.
  • the display 30 may display items related to the operation of the ultrasound image or the ultrasound image obtained in the ultrasound diagnosis process.
  • the display 30 may be implemented by a cathode ray tube (CRT), a liquid crystal display (LCD), or the like.
  • CTR cathode ray tube
  • LCD liquid crystal display
  • a plurality of displays 30 may be provided.
  • the display 30 may include a main display and a sub display. For example, an ultrasound image obtained in an ultrasound diagnosis process may be displayed on a main display, and items related to an operation of the ultrasound imaging apparatus may be displayed on a sub display.
  • the main body 10 may be provided with an input unit 40.
  • the input unit 40 may be provided in the form of a keyboard, a foot switch, a foot pedal, or the like. When the input unit 40 is a keyboard, the input unit 40 may be provided above the main body 10. When the input unit 40 is a foot switch or a foot pedal, the input unit 40 may be provided below the main body 10. The examination may control the operation of the ultrasound imaging apparatus 1 through the input unit 40.
  • the probe 2 may be mounted to the main body 10 by the holder 11. When the inspector does not use the ultrasound imaging apparatus 1, the inspector may store the probe 2 on the holder 11.
  • the main body 10 may be provided with a moving device 12 to move the ultrasonic imaging device 1.
  • the moving device 12 may be a plurality of casters provided on the bottom surface of the main body 10.
  • the caster may be aligned to allow the body 10 to travel in a specific direction, may be provided to be freely movable to be movable in any direction, or may be locked to stop at a specific position.
  • FIG. 2 is a view illustrating a portion of an ultrasonic probe according to an embodiment
  • FIG. 3 is a view illustrating an internal view of an ultrasonic probe according to an embodiment
  • FIG. 4a illustrates an ultrasonic probe according to an embodiment
  • 4B is a view showing an ultrasonic probe according to a modification
  • FIG. 5A is a view showing part A of FIG. 4A
  • FIG. 5B is a view showing part B of FIG. 4B.
  • the ultrasound probe 2 transmits an ultrasound signal to an object to obtain an ultrasound image of the object, receives an ultrasound signal reflected from the object, and transmits the ultrasound signal to the controller.
  • Ultrasonic probe 2 is provided in front of the case 20, the handle portion 21 is mounted on one side of the case 20, the transducer module 23 is accommodated, the transducer module 23 is accommodated on one side of the transducer module 23 And a lens 22 in direct contact with the object to be diagnosed.
  • the lens 22 may be mounted on one side of the case 20.
  • the transducer module 23 provided in the ultrasonic probe 2 includes a piezoelectric layer 231 which converts an electrical signal and an acoustic signal while the piezoelectric material vibrates.
  • the piezoelectric layer 231 generates ultrasonic waves using a resonance phenomenon, and is made of a solid solution of PZNT single crystal, magnesium niobate and lead titanate made of solid solution of lead zirconate titanate (PZT), zinc zinc niobate and lead titanate. Paper may be formed of PZMT single crystal or the like.
  • electrodes (not shown) corresponding to the anode and the cathode may be provided at the front and the rear of the piezoelectric layer 231, respectively.
  • the electrode is provided with a highly conductive metal such as gold, silver, or copper, and the electrode corresponding to the anode and the electrode corresponding to the cathode may be electrically connected to the flexible PC 25 to be supplied with electricity.
  • the transducer module 23 provided in the ultrasonic probe 2 includes a sound absorbing layer 232.
  • the sound absorbing layer 232 may be located behind the piezoelectric layer 231.
  • the sound absorbing layer 232 reduces the pulse width of the ultrasonic wave by suppressing free vibration of the piezoelectric layer 231, and prevents the ultrasonic wave from being distorted unnecessarily to the rear of the piezoelectric layer 231 to prevent the ultrasonic image from being distorted.
  • the sound absorbing layer 232 may be formed of a material including a rubber to which an epoxy resin and tungsten powder are added.
  • the transducer module 23 also includes an acoustic matching layer 230.
  • the acoustic matching layer 230 may serve to reduce the acoustic impedance difference between the piezoelectric layer 231 and the object so that ultrasonic waves generated in the piezoelectric layer 231 can be transmitted to the object as much as possible.
  • the acoustic matching layer 230 may be located in front of the piezoelectric layer 231.
  • the acoustic matching layer 230 may be provided to have an intermediate value between the acoustic impedance of the piezoelectric layer 230 and the acoustic impedance of the object, and may be formed of glass or resin.
  • the acoustic matching layers 230 having different materials may be stacked in a plurality of layers so that the acoustic impedance may gradually change from the piezoelectric layer 230 toward the object.
  • the transducer module 23 is accommodated in the case 20, and the lens 22 may be disposed in front of the transducer module 23.
  • the lens 22 positioned in front of the transducer module 23 may focus the ultrasonic waves generated by the piezoelectric layer 231.
  • the lens 22 may be made of a material such as silicon, rubber, or the like having an acoustic impedance value similar to that of the object.
  • the lens 22 may be provided as a convex type having a central convex curved surface, or may be provided as a linear type having a flat surface.
  • a protective member 3 may be provided to protect the transducer module 23 from an external impact.
  • the protection member 3 may be provided on at least one side of the transducer module 23.
  • the transducer module 23 is protected by the protective member 3, so that an external shock applied to the ultrasonic probe 2 may not be directly transmitted to the transducer module 23.
  • the protective member 3 may be provided on opposite sides of the transducer module 23, respectively.
  • the protective member 3 may be installed to surround the side of the transducer module 23.
  • the user grasps the handle part 21 and drops it while using the ultrasonic probe 2, or strongly collides with another object while using the ultrasonic probe 2, the user may experience the same.
  • the transducer module 23 located inside the ultrasonic probe 2 may be damaged by an external impact.
  • the front surface of the ultrasonic probe 2 the lens 22 is provided with a soft material including silicon, rubber and the like.
  • the lens 22 located in front of the transducer module 23 it is generally provided with a soft material including silicon, rubber, and the like. Therefore, the lens 22 may not protect the transducer module 23 located inside the ultrasonic probe 2 from external shock. Therefore, the ultrasonic probe 2 may be more susceptible to external shock transmitted through the front surface of the ultrasonic probe 2 where the lens 22 is located or through an edge portion at which the case 20 and the lens 22 are connected. .
  • the piezoelectric layer 231 may be provided in the form of an air kerf in order to maximize ultrasonic generation performance.
  • the piezoelectric layer 231 of the air cuff is vulnerable to external shock. Therefore, when the piezoelectric layer 231 in the form of an air cuff is provided, the transducer module 23 may be more easily damaged by an external impact.
  • the protective member 3 is provided on the side of the transducer module 23, so that the external shock applied to the front side or the edge side of the ultrasonic probe 2 is prevented by the protective member 3 from the transducer module ( It may not be delivered to 23, or the external shock is buffered to be delivered to the transducer module (23).
  • the protection member 3 may be provided to prevent the transducer module 23 from being damaged by an external impact.
  • the protection member 3 may be provided to have the same height as the piezoelectric layer 231.
  • the piezoelectric layer 231 is protected by external protection by the protection member 3. Can be.
  • the external shock transmitted through the edge portion of the ultrasonic probe 2 may be prevented from being transmitted to the piezoelectric layer 231.
  • the protection member 3 may be provided to have the same height as the piezoelectric layer 231 or may be provided to have a height slightly higher than that of the piezoelectric layer 231 and lower than that of the acoustic matching layer 231.
  • the protection member 3 may be provided to protrude to a predetermined height h from the piezoelectric layer 231. Since the protection member 3 is provided to protrude beyond the front surface of the piezoelectric layer 231, even when an impact is applied from the outside of the ultrasonic probe 2, an external shock is transmitted to the protection member 3, and the external shock is piezoelectric. It is not delivered directly to layer 231. External shock may be transmitted to the protection member 3, and may be buffered in the protection member 3 and transmitted to the transducer module 23.
  • the protective member 3 may be provided to protrude more than the acoustic matching layer 230, or the protective member 3 may be provided to have the same height as the acoustic matching layer 230.
  • the protective member 3 Since the protective member 3 is provided to protrude further forward than the piezoelectric layer 231, the external shock applied to the ultrasonic probe 2 may be transmitted to the protective member 3.
  • the transducer module 23 may be protected from external shock by the protection member 3.
  • the protection member 3 is provided to have the same height as the piezoelectric layer 231 or protrudes further forward than the piezoelectric layer 231, so that at least one side of the piezoelectric layer 231 is protected by the protection member 3. Can be wrapped by As a result, the piezoelectric layer 231 may be protected from external shock by the protection member 3.
  • the protective member 3 is provided to protrude more than the acoustic matching layer 230, the transducer module 23 may be protected from an external shock transmitted from the front of the ultrasonic probe 2.
  • FIG. 6 is a view illustrating a protection member provided in an ultrasonic probe according to an embodiment
  • FIG. 7 is a view illustrating an external shock applied to the ultrasonic probe according to an embodiment.
  • the protection member 3 may include an impact blocking member 31 and an impact absorbing member 32.
  • the shock blocking member 31 may be located at the side of the transducer module 23, and the shock absorbing member 32 may be located at one side of the shock blocking member 31.
  • the shock absorbing member 32 may be located between the shock blocking member 31 and the transducer module 23.
  • the impact blocking member 31 may include a first shock blocking unit 311 and a second shock blocking unit 312 provided to be stepped with the first shock blocking unit 311 positioned behind the transducer module 23. can do. As illustrated in FIG. 5, the second shock blocking unit 312 may be provided to protrude further from the front surface of the transducer module 23 by a predetermined height h.
  • the second shock blocking unit 312 may be stepped away from the side surface of the transducer module 23 than the first shock blocking unit 311. Therefore, the distance between the side of the transducer module 23 and the second impact blocking unit 312 is longer than the side of the transducer module 23 and the first impact blocking unit 311 by the step length d1.
  • a receiving part 320 in which the shock absorbing member 32 may be provided may be provided in a space between the stepped portion of the first shock blocking part 311 and one side of the second shock blocking part 312.
  • the second impact blocking unit 312 may be accommodated in the receiving unit 320 to buffer the shock transmitted to the second impact blocking unit 312.
  • the thickness d2 of the shock absorbing member 32 may be provided with the second impact blocking part 312 equal to the step length d1. Therefore, when the shock absorbing member 32 is accommodated in the accommodating part 320, one surface 311a of the first shock blocking part 311 and one surface of the shock absorbing member 32 may form the same plane. In some cases, the shock absorbing member 32 may be provided to protrude toward the transducer module 23 rather than the first impact blocking unit 311.
  • the second shock blocking unit 312 may extend from both left and right sides of the first shock blocking unit 311.
  • Two second impact shields 312 may be provided to be spaced apart from each other, and the side surface of the transducer module 23 may be exposed through the space 310 between the second impact shields 312.
  • the plurality of second impact blocking portions 312 are spaced apart from each other and provided to extend from the first impact blocking portion 311, thereby being mounted on the material cost and the second impact blocking portion 312 for the impact blocking member 31. Material cost of the shock absorbing member 32 can be reduced.
  • the two second impact blocking units 312 may extend to opposite edges of one side of the transducer module 23 in which the impact blocking member 31 is adjacently located. That is, the length from one end of one second impact blocking unit 312 to the other end of the other second impact blocking unit 312 may be equal to the left and right lengths of one side of the transducer module 23. Can be.
  • the second impact blocking unit 312 is described as extending from the first impact blocking unit 311, but the number of the second impact blocking unit 312 extending from the first impact blocking unit 311 is It is not limited to what was described.
  • the two second impact blocking units 312 may be provided such that the impact blocking member 31 surrounds opposite edges of one side of the adjacent transducer module 23.
  • the impact blocking member 31 may be made of a material having a higher rigidity than the lens 22.
  • the shock absorbing member 32 may be formed of a material having a lower rigidity than the lens 22.
  • the shock absorbing member 32 may be located at one side of the shock blocking member 31.
  • the impact blocking member 31 may be formed of a hard material to withstand the impact applied from the outside of the ultrasonic probe 2.
  • the hard material that can be the material of the impact shield member 31 has a tensile modulus of 2 Gpa defined by the American Society for Testing and Materials (ASTM D638) tensile property test (ASTM D638). It means the above metal or nonmetallic substance.
  • the external shock applied to the ultrasonic probe 2 is transmitted to the shock blocking member 31 which protrudes from the transducer module 23, and the shock blocking member 31 is not directly transmitted to the transducer module 23. Can be protected by). Since the impact blocking member 31 is made of a material having high rigidity, the deformation amount is not large due to the external impact, thereby effectively preventing the external shock from being directly transmitted to the transducer module 23.
  • the shock absorbing member 32 may be provided with a soft material so as to cushion the shock transmitted to the shock blocking member 31.
  • the material that can be the shock absorbing member 32, the hardness (shore A) is defined as the compression test (ASTM D 2240) of the American Society for Testing and Materials (ASTM D 2240) is 50 or less, the tension test (ASTM D 412) It means a material having a tensile strength of 3 Mpa or less.
  • the material capable of being the shock absorbing member 32 may be a single material or a composite material including silicone rubber, PE, polymer, elastomer, cellulose, and the like.
  • the shock absorbing member 32 may buffer the shock transmitted to the shock blocking member 31.
  • the shock transmitted to the shock blocking member 31 may be buffered by the shock absorbing member 32 to prevent the shock blocking member 31 from being transmitted to the transducer module 23 through the side surface of the shock blocking member 31.
  • the external shock applied to the ultrasonic probe 2 may be prevented from being directly transmitted to the transducer module 23 by the impact blocking member 31, and the shock transmitted to the shock blocking member 31 may absorb the shock.
  • the shock absorber may be prevented from being transmitted to the transducer module 23 through the side surface of the impact blocking member 31 by being buffered by the member 32.
  • FIG. 8 is a view showing a protection member according to another embodiment.
  • the protection member 4 may include a shock blocking member 41 and a shock blocking member 41 positioned between the transducer module 23 and the transducer module 23. It includes a shock absorbing member 42 located in.
  • the impact blocking member 41 may include a second shock blocking unit 412 provided to be stepped from the first shock blocking unit 411 and the first shock blocking unit 411 located at one side rear of the transducer module 23. ) May be included.
  • the second impact blocking unit 412 is provided to the front of the transducer module 23 by a predetermined height is similar to the case of the protective member 3 shown in FIGS. 6 and 7.
  • the second shock blocking unit 412 illustrated in FIG. 8 is provided as a single unit.
  • the second impact blocking unit 412 may have the same width as the first impact blocking unit 411 and may be formed stepped from the first impact blocking unit 411.
  • the shock absorbing member 42 may be positioned in a space formed between the front end of the first shock blocking unit 411 and the second shock blocking unit 412.
  • the impact blocking member 41 may be provided to surround all of one side of the transducer module 23.
  • External shock generated at the front or front edge side of the ultrasonic probe 2 may not be directly transmitted to the transducer module 23 by the impact blocking member 41.
  • the shock transmitted to the second shock blocking unit 412 may be prevented from being absorbed by the shock absorbing member 42 and transmitted to the transducer module 23 through the side of the second shock blocking unit 412. have.
  • Figure 10 is a view showing the inside of the ultrasonic probe with a protection member according to another embodiment.
  • the ultrasonic probe 2a includes a protection member 5 that can protect the transducer module 23 from an external impact.
  • the protective member 5 includes an impact blocking member 51 and a shock absorbing member 52.
  • the protective member 5 is located adjacent to at least one side of the transducer module 23.
  • the protection member 5 may be provided to protrude a predetermined height h from the front surface of the transducer module 23 similarly to the protection member 3 illustrated in FIGS. 4 and 5. Since the protective member 5 is provided higher than the front surface of the transducer module 23, external shocks applied from the front of the transducer module 23 are transmitted to the protective member 5 and directly transmitted to the transducer module 23. It may not be.
  • the impact blocking member 51 may be provided such that the concave portion 510 and the convex portion 511 are alternately formed.
  • the concave portion 510 and the convex portion 511 may be provided to extend in the front-rear direction of the transducer module 23.
  • the impact blocking member 51 since the impact blocking member 51 is provided such that the concave portion 510 and the convex portion 511 are alternately positioned, the impact blocking member 51 may have greater rigidity. Therefore, even if a material with a somewhat low rigidity can be designed to withstand the required amount of impact by the shape of the impact blocking member 51.
  • the shock absorbing member 52 may be positioned in a space provided by the shape of the concave portion 510 and the convex portion 511 of the impact blocking member 51.
  • the shock absorbing member 52 may be inserted into the space formed by the concave portion 510 and the convex portion 511 to absorb the shock transmitted to the shock blocking member 51. This can prevent the external shock from being transmitted to the transducer module 23.
  • the shape of the shock shield member and the shock absorbing member which can protect the transducer module 23 from external shocks is not limited to the above description.

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Abstract

외부의 충격에 의해 내부 부품이 손상되는 것을 방지할 수 있도록 완충구조가 구비되는 초음파 프로브를 제공할 수 있다. 초음파 프로브는, 초음파 신호를 송수신하는 트랜스듀서 모듈, 일측이 개방되고, 상기 트랜스듀서 모듈이 수용되는 케이스, 상기 케이스의 일측에 구비되는 렌즈 및 상기 케이스에 수용되고, 상기 트랜스듀서 모듈의 적어도 일측면과 마주하도록 위치되는 보호부재를 포함하고, 상기 보호부재는 상기 트랜스듀서 모듈보다 전방으로 돌출되어 구비된다.

Description

초음파 프로브
본 발명은 초음파 영상을 획득하기 위한 초음파 프로브에 관한 것이다.
초음파 영상장치는 대상체의 체표로부터 체내의 타겟 부위를 향하여 초음파 신호를 조사하고, 반사된 초음파 신호(초음파 에코신호)의 정보를 이용하여 연부조직의 단층이나 혈류에 관한 이미지를 무침습으로 얻는 장치이다.
초음파 영상장치는 X선 진단장치, X선 CT스캐너(Computerized Tomography Scanner), MRI(Magnetic Resonance Image), 핵의학 진단장치 등의 다른 영상진단장치와 비교할 때, 소형이고 저렴하며, 실시간으로 표시 가능하고, 방사선 등의 피폭이 없어 안전성이 높은 장점이 있으므로, 심장, 복부, 비뇨기과 및 산부인과 진단을 위해 널리 이용되고 있다.
일 실시예에 따르면, 외부의 충격에 의해 내부 부품이 손상되는 것을 방지할 수 있도록 완충구조가 구비되는 초음파 프로브를 제공할 수 있다.
일 측면에 따른 초음파 프로브는, 초음파 신호를 발생시키는 압전층을 포함하는 트랜스듀서 모듈; 일측이 개방되고, 상기 트랜스듀서 모듈이 수용되는 케이스; 상기 케이스의 일측에 구비되는 렌즈; 및 상기 케이스에 수용되고, 상기 트랜스듀서 모듈의 적어도 일측면과 마주하도록 위치되는 보호부재;를 포함하고, 상기 보호부재는 상기 압전층을 외부의 충격으로부터 보호할 수 있도록 상기 압전층보다 전방으로 돌출되어 구비된다.
상기 보호부재는, 상기 트랜스듀서 모듈보다 전방으로 돌출되도록 구비되는 충격차단부재 및 상기 충격차단부재와 상기 트랜스듀서 모듈 사이에 위치되어 상기 충격차단부재로 전달된 충격을 완충시키는 충격흡수부재를 포함한다.
상기 충격차단부재는, 제1충격차단부 및 상기 제1충격차단부로부터 단차지게 연장된 제2충격차단부를 포함한다.
상기 충격흡수부재는, 상기 제2충격차단부와 상기 트랜스듀서 모듈 사이에 위치된다.
상기 제2충격차단부는, 상기 제1충격차단부의 전방으로 연장된다.
상기 제2충격차단부는 복수 개가 연장되어 구비된다.
상기 제2충격차단부는 두 개가 구비되어, 상기 트랜스듀서 모듈의 좌우 양측에 위치된다.
두 개의 제2충격차단부 중 어느 하나의 제2충격차단부의 일단부로부터 다른 하나의 타측 단부까지의 길이는, 상기 트랜스듀서 모듈의 일측면의 좌우 길이와 동일하게 구비된다.
상기 제2충격차단부는 단일하게 구비되고, 상기 제1충격차단부로부터 단차져서 전방으로 연장된다.
상기 충격흡수부재는 상기 제2충격차단부와 상기 트랜스듀서 모듈 사이에 위치된다.
상기 충격차단부재는 오목부와 볼록부가 교번하여 형성되도록 구비된다.
상기 오목부와 볼록부는 상기 트랜스듀서 모듈의 전후 방향으로 연장되도록 구비된다.
상기 충격흡수부재는, 상기 오목부와 볼록부에 의해 형성되는 공간에 위치된다.
상기 충격흡수부재는 실리콘 고무, PE, 폴리머, 엘라스토머, 셀룰로오스 중 적어도 어느 하나를 포함하는 소재로 제조된다.
상기 충격차단부재는, 인장탄성률이 2 Gpa 이상인 금속 또는 비금속 물질로 제조된다.
일 실시예에 따른 초음파 프로브는, 대상체의 내부 이미지를 획득하기 위해 초음파를 송수신하는 초음파 프로브로서, 초음파를 발생시키는 압전층을 포함하는 트랜스듀서 모듈; 상기 트랜스듀서 모듈의 적어도 일측면에 구비되고, 상기 압전층과 동등한 높이 또는 전방으로 돌출되도록 구비되는 충격차단부재; 및 상기 충격차단부재와 상기 트랜스듀서 모듈 사이에 위치되어 상기 충격차단부재로 전달되는 충격을 완충시키는 충격흡수부재;를 포함한다.
상기 충격차단부재는 단차부가 구비되고, 상기 충격흡수부재는 상기 단차부와 상기 트랜스듀서 모듈 사이에 위치된다.
상기 단차부는 상기 트랜스듀서 모듈의 전방에 위치된다.
상기 충격차단부재는 상기 트랜스듀서 모듈의 일측면과 동일한 너비를 갖도록 구비된다.
상기 트랜스듀서 모듈의 전방에는 대상체와 접촉되는 렌즈가 구비되고, 상기 충격차단부재의 강성은 상기 렌즈의 강성보다 높게 구비된다.
일 측면에 따른 초음파 프로브는 완충구조가 구비되어, 외부의 충격을 완충시킬 수 있다.
또한, 초음파 프로브의 내부에 구비되는 부품들이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 외부의 충격에 의해 초음파 영상의 품질이 떨어지는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 초음파 영상장치를 도시한 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 초음파 프로브의 일부를 도시한 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 초음파 프로브의 내부 모습을 도시한 도면이다.
도 4a는 일 실시예에 따른 초음파 프로브를 도시한 단면도이다.
도 4b는 변형예에 따른 초음파 프로브를 도시한 단면도이다.
도 5a는 도 4a의 A부분을 도시한 도면이다.
도 5b는 도 4b의 B부분을 도시한 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 초음파 프로브에 구비되는 보호부재를 도시한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 초음파 프로브에 외부 충격이 가해졌을 때의 모습을 도시한 도면이다.
도 8은 다른 실시예에 따른 보호부재를 도시한 도면이다.
도 9는 도 10은 또 다른 실시예에 따른 보호부재를 도시한 도면이다.
도 10은 또 다른 실시예에 따른 보호부재가 구비된 초음파 프로브의 내부 모습을 도시한 도면이다.
이하, 일 실시예에 초음파 프로브에 관하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 초음파 영상장치를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 초음파 영상장치(1)는 본체(10), 초음파 신호를 진단하고자 하는 대상체에 송신하며 대상체로부터 반사된 신호를 수신하는 초음파 프로브(2)를 포함한다. 초음파 프로브(2)는 케이블에 의해 본체(10)와 연결될 수 있다.
본체(10)에는, 수신된 초음파 신호를 통해 얻어진 진단 결과를 표시하는 디스플레이(30)가 구비될 수 있다. 디스플레이(30)에는 초음파 영상장치(1)의 동작과 관련된 어플리케이션이 디스플레이될 수 있다. 일례로 디스플레이(30)에는 초음파 진단 과정에서 얻어진 초음파 영상 또는 초음파 영상장치(1)의 동작과 관련된 사항이 표시될 수 있다.
디스플레이(30)는 브라운관(Cathod Ray Tube:CRT), 액정표시장치(Liquid Crystal Display:LCD) 등으로 구현될 수 있다. 디스플레이(30)는 복수 개가 마련될 수 있다. 디스플레이(30)가 복수 개가 마련되는 경우, 디스플레이(30)는 메인 디스플레이, 서브 디스플레이를 포함할 수 있다. 일례로 메인 디스플레이에는 초음파 진단 과정에서 얻어진 초음파 영상이 표시될 수 있고, 서브 디스플레이에는 초음파 영상장치의 동작과 관련된 사항이 표시될 수 있다.
본체(10)에는 입력부(40)가 구비될 수 있다. 입력부(40)는 키보드(keyboard), 풋 스위치(foot switch), 또는 풋 페달(foot pedal) 등의 형태로 마련될 수 있다. 입력부(40)가 키보드인 경우, 본체(10)의 상부에 구비될 수 있다. 입력부(40)가 풋 스위치 또는 풋 페달인 경우, 본체(10)의 하부에 마련될 수 있다. 검사나는 입력부(40)를 통해 초음파 영상장치(1)의 동작을 제어할 수 있다.
프로브(2)는 홀더(11)에 의해 본체(10)에 거치될 수 있다. 검사자는 초음파 영상장치(1)를 사용하지 않을 때, 프로브(2)를 홀더(11)에 거치시켜 보관할 수 있다.
본체(10)에는 초음파 영상장치(1)를 이동시킬 수 있도록 이동장치(12)가 마련될 수 있다. 이동장치(12)는 본체(10)의 저면에 마련된 복수의 캐스터일 수 있다. 캐스터는 본체(10)를 특정 방향으로 주행시킬 수 있도록 정렬(allign)되거나, 자유롭게 이동가능하게 구비되어 임의의 방향으로 이동가능하게 구비되거나, 특정 위치에 정지되도록 록킹(locking)될 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 초음파 프로브의 일부를 도시한 도면이고, 도 3은 일 실시예에 따른 초음파 프로브의 내부 모습을 도시한 도면이고, 도 4a는 일 실시예에 따른 초음파 프로브를 도시한 단면도이고, 도 4b는 변형예에 따른 초음파 프로브를 도시한 도면이고, 도 5a는 도 4a의 A부분을 도시한 도면이고, 도 5b는 도 4b의 B부분을 도시한 도면이다.
도 2 내지 도 5b를 참조하면, 초음파 프로브(2)는, 대상체의 초음파 영상을 얻기 위해 초음파 신호를 대상체로 송신하고, 대상체로부터 반사된 초음파 신호를 수신하여 제어부로 전송한다.
초음파 프로브(2)는 일측이 개방되고 트랜스듀서 모듈(23)이 수용되는 케이스(20), 케이스(20)의 일측에 장착되는 핸들부(21), 트랜스듀서 모듈의(23) 전방에 구비되어 진단하고자 하는 대상체에 직접 접촉되는 렌즈(22)를 포함한다. 렌즈(22)는 케이스(20)의 일측에 장착될 수 있다.
초음파 프로브(2) 내에 구비되는 트랜스듀서 모듈(23)은, 압전 물질이 진동하면서 전기적인 신호와 음향 신호를 상호 변환시키는 압전층(231)을 포함한다. 압전층(231)은 공진 현상을 이용하여 초음파를 발생시키는 구성으로서, 지르콘산티탄산연(PZT)의 세라믹, 아연니오브산연 및 티탄산연의 고용체로 만들어지는 PZNT 단결정, 마그네슘니오브산연 및 티탄산연의 고용체로 만들어지는 PZMT 단결정 등으로 형성될 수 있다.
한편, 압전층(231)의 전방 및 후방에는 각각 양극 및 음극에 해당되는 전극(미도시)이 구비될 수 있다. 전극은 금, 은 또는 구리와 같은 고전도성 금속으로 구비되고, 양극에 해당되는 전극과 음극에 해당되는 전극은 플렉서블 피씨비(25)에 전기적으로 연결되어 전기를 공급받을 수 있다.
초음파 프로브(2) 내에 구비되는 트랜스듀서 모듈(23)은, 흡음층(232)을 포함한다. 흡음층(232)은 압전층(231)의 후방에 위치될 수 있다. 흡음층(232)은 압전층(231)의 자유 진동을 억제하여 초음파의 펄스 폭을 감소시키고, 초음파가 불필요하게 압전층(231)의 후방으로 전파되는 것을 차단하여 초음파 영상이 왜곡되는 것을 방지할 수 있다. 흡음층(232)은 에폭시 수지 및 텅스텐 파우더 등이 추가된 고무를 포함하는 재질로 구비될 수 있다.
또한 트랜스듀서 모듈(23)은 음향정합층(230)을 포함한다. 음향정합층(230)은 압전층(231)에서 발생되는 초음파가 대상체에 최대한 전달될 수 있도록 압전층(231)과 대상체 사이의 음향 임피던스 차이를 감소시키는 역할을 할 수 있다. 음향정합층(230)은 압전층(231)의 전방에 위치될 수 있다. 음향정합층(230)은 압전층(230)의 음향 임피던스와 대상체의 음향 임피던스의 중간값을 갖도록 구비될 수 있고, 유리 또는 수지 재질로 형성될 수 있다. 음향 임피던스가 압전층(230)으로부터 대상체를 향해 점진적으로 변화할 수 있도록 재질이 서로 다른 음향정합층(230)이 복수 층으로 적층되어 구비될 수 있다.
트랜스듀서 모듈(23)은 케이스(20) 내에 수용되고, 트랜스듀서 모듈(23)의 전방에는 렌즈(22)가 배치될 수 있다. 트랜스듀서 모듈(23)의 전방에 위치된 렌즈(22)는 압전층(231)에서 발생된 초음파를 집속시킬 수 있다. 렌즈(22)는 대상체의 음향 임피던스와 유사한 음향 임피던스 값을 가진 실리콘, 고무 등과 같은 물질로 구비될 수 있다. 렌즈(22)는 중앙부가 볼록한 곡면을 갖도록 형성되는 컨벡스 타입(Convex type)으로 구비되거나, 평평한 면을 갖는 리니어 타입(Linear type)으로 구비될 수도 있다.
케이스(20) 내에는 트랜스듀서 모듈(23)을 외부의 충격으로부터 보호할 수 있는 보호부재(3)가 구비될 수 있다. 보호부재(3)는 트랜스듀서 모듈(23)의 적어도 일측방에 마련될 수 있다. 보호부재(3)에 의해 트랜스듀서 모듈(23)이 보호되어, 초음파 프로브(2)에 가해지는 외부의 충격이 트랜스듀서 모듈(23)에 직접 전달되지 않을 수 있다.
보호부재(3)는 트랜스듀서 모듈(23)의 대향되는 양쪽 측면에 각각 구비될 수 있다. 보호부재(3)는 트랜스듀서 모듈(23)의 측면을 감싸도록 설치될 수도 있다.
사용자가 핸들부(21)를 잡고 초음파 프로브(2)를 사용하는 중에 떨어뜨리거나 초음파 프로브(2)의 사용 중 다른 물체와 강하게 충돌하는 경우 등이 발생할 수 있다. 초음파 프로브(2)가 외부의 물체와 충돌하면, 초음파 프로브(2) 내부에 위치한 트랜스듀서 모듈(23)이 외부의 충격에 의해 손상될 수 있다.
특히, 초음파 프로브(2)의 전면에는 실리콘, 고무 등을 포함하는 소프트한 재질로 구비되는 렌즈(22)가 위치된다. 트랜스듀서 모듈(23)의 전방에 위치한 렌즈(22)의 경우, 일반적으로 실리콘, 고무 등을 포함하는 소프트한 소재로 구비된다. 따라서 렌즈(22)는 초음파 프로브(2)의 내부에 위치된 트랜스듀서 모듈(23)을 외부의 충격으로부터 잘 보호해줄 수 없다. 따라서 초음파 프로브(2)는, 렌즈(22)가 위치된 초음파 프로브(2)의 전면이나 케이스(20)와 렌즈(22)이 연결되는 모서리 부분을 통해 전달된 외부의 충격에 더 취약할 수 있다.
압전층(231)의 경우, 초음파 발생 성능을 극대화 하기 위해 에어커프(air kerf)의 형태로 구비될 수 있는데, 이러한 에어커프 형태의 압전층(231)은 외부의 충격에 취약하다. 따라서 에어커프 형태의 압전층(231)이 구비된 경우, 트랜스듀서 모듈(23)은 외부의 충격에 의해 더 쉽게 손상될 수 있다.
본 발명의 경우, 트랜스듀서 모듈(23)의 측방에 보호부재(3)가 구비됨으로써, 초음파 프로브(2)의 전면 또는 모서리 측으로 가해지는 외부의 충격이 보호부재(3)에 의해 트랜스듀서 모듈(23)로 전달되지 않거나, 외부의 충격이 완충되어 트랜스듀서 모듈(23)에 전달되도록 할 수 있다. 이와 같이, 보호부재(3)가 구비됨으로써 트랜스듀서 모듈(23)이 외부의 충격에 의해 파손되는 것을 방지할 수 있다.
도 4a를 참조하면, 일 실시예에 따른 보호부재(3)는 압전층(231)과 동일한 높이를 갖도록 구비될 수 있다.보호부재(3)에 의해 압전층(231)이 외부의 충격으로부터 보호될 수 있다. 특히, 초음파 프로브(2)의 모서리 부분을 통해 전달되는 외부의 충격이 압전층(231)으로 전달되는 것을 방지할 수 있다.
보호부재(3)는 압전층(231)과 동일한 높이를 갖도록 구비되거나, 압전층(231)의 높이보다 다소 돌출되고 음향정합층(231)보다는 낮은 높이를 갖도록 구비될 수도 있다.
도 5b를 참조하면, 변형예에 따른 보호부재(3)는 압전층(231)보다 전방으로 소정 높이(h) 돌출되도록 구비될 수 있다. 보호부재(3)가 압전층(231)의 전면보다 돌출되도록 구비됨으로써, 초음파 프로브(2)의 외부에서 충격이 가해지더라도, 보호부재(3)에 외부의 충격이 전달되고, 외부의 충격이 압전층(231)에 직접 전달되지 않는다. 외부의 충격은 보호부재(3)로 전달되고, 보호부재(3)에서 완충되어 트랜스듀서 모듈(23)에 전달될 수 있다.
보호부재(3)는 음향정합층(230)보다 더 돌출되도록 구비되거나, 보호부재(3)는 음향정합층(230)과 동일한 높이를 갖도록 구비될 수도 있다.
보호부재(3)가 압전층(231)보다 전방으로 더 돌출되게 구비됨으로써 초음파 프로브(2)에 가해진 외부의 충격은 보호부재(3)로 전달될 수 있다. 트랜스듀서 모듈(23)은 보호부재(3)에 의해 외부의 충격으로부터 보호될 수 있다.
이와 같이, 보호부재(3)가 압전층(231)과 동일한 높이를 갖도록 구비되거나 압전층(231)보다 전방으로 더 돌출되게 구비됨으로써, 압전층(231)의 적어도 일측면은 보호부재(3)에 의해 감싸질 수 있다. 이로써 압전층(231)은 보호부재(3)에 의해 외부의 충격으로부터 보호될 수 있다. 또한, 보호부재(3)가 음향정합층(230)보다 더 돌출되게 구비되는 경우, 초음파 프로브(2)의 전방으로부터 전달되는 외부의 충격으로부터도 트랜스듀서 모듈(23)을 보호할 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 초음파 프로브에 구비되는 보호부재를 도시한 도면이고, 도 7은 일 실시예에 따른 초음파 프로브에 외부 충격이 가해졌을 때의 모습을 도시한 도면이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 일 실시예에 따른 보호부재(3)는 충격차단부재(31) 및 충격흡수부재(32)를 포함할 수 있다. 충격차단부재(31)는 트랜스듀서 모듈(23)의 측면에 위치되고, 충격흡수부재(32)는 충격차단부재(31)의 일측에 위치될 수 있다. 충격흡수부재(32)는 충격차단부재(31)와 트랜스듀서 모듈(23) 사이에 위치될 수 있다.
충격차단부재(31)는, 트랜스듀서 모듈(23)의 후방에 위치되는 제1충격차단부(311) 및 제1충격차단부(311)와 단차지게 마련된 제2충격차단부(312)를 포함할 수 있다. 제2충격차단부(312)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 트랜스듀서 모듈(23)의 전면으로부터 소정 높이(h)만큼 더 돌출되도록 구비될 수 있다.
제2충격차단부(312)는, 제1충격차단부(311)보다 트랜스듀서 모듈(23)의 측면으로부터 멀어지도록 단차질 수 있다. 따라서 트랜스듀서 모듈(23)의 측면과 제2충격차단부(312) 간의 거리는 트랜스듀서 모듈(23)의 측면과 제1충격차단부(311)보다 단차진 길이(d1)만큼 멀다.
제1충격차단부(311)의 단차진 부분과 제2충격차단부(312)의 일측면 사이의 공간에는 충격흡수부재(32)가 수용될 수 있는 수용부(320)가 마련될 수 있다. 제2충격차단부(312)는 수용부(320)에 수용되어 제2충격차단부(312)에 전달되는 충격을 완충시킬 수 있다.
충격흡수부재(32)의 두께(d2)는 제2충격차단부(312)가 단차진 길이(d1)와 동일하게 구비될 수 있다. 따라서 충격흡수부재(32)가 수용부(320)에 수용되면, 제1충격차단부(311)의 일면(311a)과 충격흡수부재(32)의 일면은 동일한 평면을 형성할 수 있다. 경우에 따라, 충격흡수부재(32)가 제1충격차단부(311)보다 트랜스듀서 모듈(23) 측으로 돌출되도록 구비되는 것도 가능하다.
제2충격차단부(312)는 제1충격차단부(311)의 좌우 양쪽으로부터 각각 연장될 수 있다. 두 개의 제2충격차단부(312)가 서로 이격되도록 구비되어, 제2충격차단부(312) 사이의 공간(310)을 통해 트랜스듀서 모듈(23)의 측면이 노출될 수 있다. 복수의 제2충격차단부(312)가 서로 이격되어 제1충격차단부(311)로부터 연장되도록 구비됨으로써, 충격차단부재(31)에 대한 재료비용 및 제2충격차단부(312)에 장착되는 충격흡수부재(32)의 재료비용을 절감할 수 있다.
두 개의 제2충격차단부(312)는, 충격차단부재(31)가 인접하게 위치되는 트랜스듀서 모듈(23)의 일측면의 대향되는 양쪽 모서리까지 연장될 수 있다. 즉, 어느 하나의 제2충격차단부(312)의 일측 단부로부터 다른 하나의 제2충격차단부(312)의 타측 단부까지의 길이는 트랜스듀서 모듈(23)의 일측면의 좌우 길이와 동일할 수 있다.
상기에서는 두 개의 제2충격차단부(312) 제1충격차단부(311)로부터 연장되는 것으로 설명하였으나, 제1충격차단부(311)로부터 연장되는 제2충격차단부(312)의 개수는 상기 기재된 바에 한정되지 않는다. 또한, 두 개의 제2충격차단부(312)는 충격차단부재(31)가 인접한 트랜스듀서 모듈(23)의 일측면의 대향되는 양쪽 모서리를 감싸도록 구비될 수도 있다.
충격차단부재(31)는 렌즈(22)보다 강성이 높은 소재로 구비될 수 있다. 충격흡수부재(32)는 렌즈(22)보다 강성이 낮은 소재로 구비될 수 있다. 충격흡수부재(32)는 충격차단부재(31)의 일측에 위치될 수 있다.
충격차단부재(31)는, 초음파 프로브(2)의 외부로부터 가해진 충격을 견딜 수 있도록 하드한 소재로 구비될 수 있다. 충격차단부재(31)의 소재가 될 수 있는 하드한 물질은, 미국재료시험협회(ASTM:American Society for Testing and Materials) 인장특성시험(ASTM D638)으로 정의된 인장탄성률(Tensile modulus)이 2 Gpa 이상인 금속 또는 비금속 물질을 의미한다.
초음파 프로브(2)에 가해진 외부의 충격은 트랜스듀서 모듈(23)보다 돌출된 충격차단부재(31)에 전달되고, 트랜스듀서 모듈(23)에 외부의 충격이 직접 전달되지 않도록 충격차단부재(31)에 의해 보호될 수 있다. 충격차단부재(31)는 강성이 높은 소재로 구비되므로 외부의 충격에 의해 변형량이 크지 않아 트랜스듀서 모듈(23)로 직접 외부의 충격이 전달되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
충격흡수부재(32)는, 충격차단부재(31)로 전달된 충격을 완충시킬 수 있도록 소프트한 소재로 구비될 수 있다. 충격흡수부재(32)가 될 수 있는 소재로는, 미국재료시험협회의 압축특성시험(ASTM D 2240)으로 정의된 경도(shore A)가 50이하이고, 인장시험(ASTM D 412)으로 정의된 인장강도가 3 Mpa 이하인 물질을 의미한다. 충격흡수부재(32)가 될 수있는 재료로는, 실리콘 고무, PE, 폴리머, 엘라스토머, 셀로로오스 등을 포함하는 단일 재료 또는 복합 재료가 될 수 있다.
충격흡수부재(32)는 충격차단부재(31)로 전달된 충격을 완충시킬 수 있다. 충격차단부재(31)에 전달된 충격은 충격흡수부재(32)에 의해 완충되어, 충격차단부재(31)의 측면을 통해 트랜스듀서 모듈(23)로 전달되는 것을 방지할 수 있다.
이와 같이, 초음파 프로브(2)에 가해진 외부의 충격은 충격차단부재(31)에 의해 트랜스듀서 모듈(23)로 직접 전달되는 것이 방지될 수 있고, 충격차단부재(31)에 전달되 충격은 충격흡수부재(32)에 의해 완충되어 충격차단부재(31)의 측면을 통해 트랜스듀서 모듈(23)로 충격이 전달되는 것을 방지할 수 있다.
도 8은 다른 실시예에 따른 보호부재를 도시한 도면이다.
도 8을 참조하면, 다른 실시예에 따른 보호부재(4)는 트랜스듀서 모듈(23)의 측면에 위치되는 충격차단부재(41) 및 충격차단부재(41)와 트랜스듀서 모듈(23)의 사이에 위치되는 충격흡수부재(42)를 포함한다.
충격차단부재(41)는, 트랜스듀서 모듈(23)의 일측면 후방에 위치되는 제1충격차단부(411) 및 제1충격차단부(411)로부터 단차지게 구비되는 제2충격차단부(412)를 포함할 수 있다. 제2충격차단부(412)는 트랜스듀서 모듈(23)의 전방으로 소정 높이만큼 더 높게 구비된다는 점은 도 6 및 도 7에 도시된 보호부재(3)의 경우와 유사하다.
충격차단부재(41) 및 충격흡수부재(42)의 소재, 설치 위치 등에 대해서는 도 4 및 도 5에 도시된 일 실시예에 따른 보호부재(3)에 관한 내용이 유사하게 적용될 수 있다. 다만, 도 4 및 도 5에 도시된 일 실시예에 따른 보호부재(3)와 상이하게, 도 8에 도시된 제2충격차단부(412)는 단일하게 구비된다. 제2충격차단부(412)는 제1충격차단부(411)와 동일한 너비를 갖고 제1충격차단부(411)로부터 단차지게 형성될 수 있다.
제1충격차단부(411)의 전방 단부와 제2충격차단부(412) 사이에 형성되는 공간에는 충격흡수부재(42)가 위치될 수 있다. 충격차단부재(41)는 트랜스듀서 모듈(23)의 일측면을 모두 감싸도록 구비될 수 있다.
초음파 프로브(2)의 전방 또는 전방 모서리 측에 발생된 외부의 충격은 충격차단부재(41)에 의해 트랜스듀서 모듈(23)에 직접 전달되지 않을 수 있다. 또한, 제2충격차단부(412)에 전달된 충격은 충격흡수부재(42)에 의해 흡수되어 제2충격차단부(412)의 측면을 통해 트랜스듀서 모듈(23)로 전달되는 것을 방지할 수 있다.
도 9는 도 10은 또 다른 실시예에 따른 보호부재를 도시한 도면이고, 도 10은 또 다른 실시예에 따른 보호부재가 구비된 초음파 프로브의 내부 모습을 도시한 도면이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 또 다른 실시예에 따른 초음파 프로브(2a)는 트랜스듀서 모듈(23)을 외부의 충격으로부터 보호할 수 있는 보호부재(5)를 포함한다. 보호부재(5)는 충격차단부재(51) 및 충격흡수부재(52)를 포함한다.
보호부재(5)는 트랜스듀서 모듈(23)의 적어도 일측면에 인접하게 위치된다. 보호부재(5)는, 도 4 및 도 5에 도시된 보호부재(3)와 유사하게, 트랜스듀서 모듈(23)의 전방면보다 소정 높이(h) 돌출되도록 구비될 수 있다. 보호부재(5)가 트랜스듀서 모듈(23)의 전방면보다 높게 구비됨으로써, 트랜스듀서 모듈(23)의 전방으로부터 가해진 외부의 충격이 보호부재(5)로 전달되고 트랜스듀서 모듈(23)로는 직접 전달되지 않을 수 있다.
충격차단부재(51)는 오목부(510)와 볼록부(511)가 교번하여 형성되도록 구비될 수 있다. 오목부(510)와 볼록부(511)는 트랜스듀서 모듈(23)의 전후 방향으로 연장되도록 구비될 수 있다. 이와 같이, 충격차단부재(51)가 오목부(510) 및 볼록부(511)가 교번하여 위치되도록 구비됨으로써, 보다 큰 강성을 가질 수 있다. 따라서 강성이 다소 낮은 재료를 사용하더라도 충격차단부재(51)의 형상에 의해 필요한 충격량을 견딜 수 있도록 설계될 수 있다.
충격차단부재(51)의 오목부(510)와 볼록부(511)의 형상에 의해 마련되는 공간에는 충격흡수부재(52)가 위치될 수 있다. 충격흡수부재(52)는 오목부(510), 볼록부(511)에 의해 형성되는 공간에 삽입되어, 충격차단부재(51)로 전달되는 충격을 흡수할 수 있다. 이로써 트랜스듀서 모듈(23)로 외부의 충격이 전달되는 것을 방지할 수 있다.
트랜스듀서 모듈(23)을 외부의 충격으로부터 보호할 수 있는 충격차단부재와 충격흡수부재의 형상은 상기 기재된 바에 한정되지 않는다.

Claims (15)

  1. 초음파 신호를 발생시키는 압전층을 포함하는 트랜스듀서 모듈;
    일측이 개방되고, 상기 트랜스듀서 모듈이 수용되는 케이스;
    상기 케이스의 일측에 구비되는 렌즈; 및
    상기 케이스에 수용되고, 상기 트랜스듀서 모듈의 적어도 일측면과 마주하도록 위치되는 보호부재;를 포함하고,
    상기 보호부재는, 상기 압전층을 외부의 충격으로부터 보호하도록 상기 압전층보다 전방으로 돌출되도록 구비되는 초음파 프로브.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 보호부재는, 상기 트랜스듀서 모듈보다 전방으로 돌출되도록 구비되는 충격차단부재 및 상기 충격차단부재와 상기 트랜스듀서 모듈 사이에 위치되어 상기 충격차단부재로 전달된 충격을 완충시키는 충격흡수부재를 포함하는 초음파 프로브.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 충격차단부재는, 제1충격차단부 및 상기 제1충격차단부로부터 단차지게 연장된 제2충격차단부를 포함하는 초음파 프로브.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 충격흡수부재는, 상기 제2충격차단부와 상기 트랜스듀서 모듈 사이에 위치되는 초음파 프로브.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제2충격차단부는, 상기 제1충격차단부의 전방으로 연장되는 초음파 프로브.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 제2충격차단부는 복수 개가 연장되어 구비되는 초음파 프로브.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2충격차단부는 두 개가 구비되어, 상기 트랜스듀서 모듈의 좌우 양측에 위치되는 초음파 프로브.
  8. 제7항에 있어서,
    두 개의 제2충격차단부 중 어느 하나의 제2충격차단부의 일단부로부터 다른 하나의 타측 단부까지의 길이는, 상기 트랜스듀서 모듈의 일측면의 좌우 길이와 동일하게 구비되는 초음파 프로브.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 제2충격차단부는 단일하게 구비되고, 상기 제1충격차단부로부터 단차져서 전방으로 연장되는 초음파 프로브.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 충격흡수부재는 상기 제2충격차단부와 상기 트랜스듀서 모듈 사이에 위치되는 초음파 프로브.
  11. 제2항에 있어서,
    상기 충격차단부재는 오목부와 볼록부가 교번하여 형성되도록 구비되는 초음파 프로브.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 오목부와 볼록부는 상기 트랜스듀서 모듈의 전후 방향으로 연장되도록 구비되는 초음파 프로브.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 충격흡수부재는, 상기 오목부와 볼록부에 의해 형성되는 공간에 위치되는 초음파 프로브.
  14. 제2항에 있어서,
    상기 충격흡수부재는 실리콘 고무, PE, 폴리머, 엘라스토머, 셀룰로오스 중 적어도 어느 하나를 포함하는 소재로 제조되는 초음파 프로브.
  15. 제2항에 있어서,
    상기 충격차단부재는, 인장탄성률이 2 Gpa 이상인 금속 또는 비금속 물질로 제조되는 초음파 프로브.
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