방광 측정을 위한 웨어러블 2-D 초음파 트랜스듀서 어레이 설계

Abstract

본 논문에서는 의료용으로 사용되는 초음파 진단기에서 방광을 진단하기 어려운 환자들을 위해 착용이 가능한 형태로 진단기에 사용할 수 있는 트랜스듀서 설계를 다룬다. 넓은 영역을 조사하면서도 저가의 이미징 시스템에 적용하기 위해, 70 mm × 60 mm의 크기에 5 × 5 형태의 트랜스듀서를 제안하였다. 각 채널은 2 MHz의 중심주파수를 가지며, 주파수 특성을 이용한 해석을 통하여 이론 결과와 시뮬레이션 결과를 비교하였다. 해당 트랜스듀서는 PZT계의 압전소자를 사용하며, 좁은 대역폭을 갖고 있기 때문에 전, 후방에 정합층과 흡음층을 적용하여 대역폭을 증가시켰다. 같은 모델을 가지고 시간 영역 특성으로 분석한 결과를 주파수 특성과 비교하여 일치하는 것을 확인하였으며, 시뮬레이션을 통해 설계된 모델을 가지고 실제 제작한 진단기를 이용한 초음파 검사 시 실시간으로 환자들의 방광을 측정할 수 있는 가능성을 보여주었다.