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KR102136174B1 - 초음파 진단장치 - Google Patents

초음파 진단장치 Download PDF

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KR102136174B1
KR102136174B1 KR1020130095793A KR20130095793A KR102136174B1 KR 102136174 B1 KR102136174 B1 KR 102136174B1 KR 1020130095793 A KR1020130095793 A KR 1020130095793A KR 20130095793 A KR20130095793 A KR 20130095793A KR 102136174 B1 KR102136174 B1 KR 102136174B1
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diaphragm
transducer
probe
shaft
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황원순
진길주
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삼성메디슨 주식회사
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Abstract

본 발명은 회전 가능하게 설치된 트랜스듀서와, 트랜스듀서를 회전시키기 위한 구동장치와, 구동장치의 동력을 상기 트랜스듀서에 전달하는 적어도 하나의 와이어와, 구동장치가 수용되는 핸들 케이스와, 핸들 케이스에 결합되며 내부에 트랜스듀서가 수용되며 오일이 채워지는 캡과, 변형 가능한 재질로 형성되어 캡과 핸들 케이스 사이에 배치되는 다이어프램을 포함한 프로브를 갖는 초음파 진단장치에 있어서, 와이어는 다이어프램을 관통하여 고정 설치되어 와이어의 이동에 따라 다이어프램이 변형되도록 되어 있으므로, 캡 내부의 오일이 핸들 케이스로 누설되는 것은 방지된다.

Description

초음파 진단장치{ULTRASONIC DIAGNOSTIC APPARATUS}
본 발명은 진단하고자 하는 대상체에 초음파를 송신하고 대상체에서 반사된 초음파를 수신하는 프로브를 갖춘 초음파 진단장치에 관한 것이다.
일반적으로 초음파 진단장치는 진단 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 프로브와, 몸체의 상측에 배치되며 수신된 초음파를 통해 얻어진 진단 결과를 화상으로 디스플레이하는 디스플레이유닛과, 디스플레이유닛의 전방측에 배치되어 사용자가 초음파 진단장치를 조작할 수 있도록 하는 컨트롤패널 등의 구성을 포함한다.
상술한 구성들 중 프로브는 초음파를 송신 및 수신하는 트랜스듀서를 포함하는데, 근래에는 트랜스듀서를 회전시켜 3차원 화상을 얻을 수 있도록 한 초음파 진단장치가 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2011-0032122호(2011.03.30)
본 발명의 일 측면은 보다 간단하게 프로브의 트랜스듀서를 회전시킬 수 있는 초음파 진단장치를 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따른 프로브 및 이를 갖춘 초음파 진단장치는 회전 가능하게 설치된 트랜스듀서와, 상기 트랜스듀서를 회전시키기 위한 구동장치와, 상기 구동장치의 동력을 상기 트랜스듀서에 전달하는 적어도 하나의 와이어와, 상기 구동장치가 수용되는 핸들 케이스와, 상기 핸들 케이스에 결합되며 내부에 상기 트랜스듀서가 수용되며 오일이 채워지는 캡과, 변형 가능한 재질로 형성되어 상기 캡과 상기 핸들 케이스 사이에 배치되는 다이어프램을 포함하며, 상기 와이어는 상기 다이어프램을 관통하여 설치되되 상기 다이어프램에 고정되어 상기 와이어의 이동에 따라 상기 다이어프램이 변형된다.
상기 다이어프램은 탄성 변형하며 신축 가능한 재질로 형성된다.
또한 상기 캡과 상기 핸들 케이스 사이에 배치되어 상기 캡의 내부 공간과 상기 핸들 케이스의 내부 공간을 구획하는 구획부재를 더 포함하며, 상기 구획부재는 상기 다이어프램이 설치되는 관통공을 포함한다.
또한 상기 트랜스듀서의 회전 중심에 연결되는 축을 더 포함하며, 상기 와이어는 상기 축의 일측에 연결되어 상기 축이 제 1 방향으로 회전하도록 하는 제 1 와이어와, 상기 축의 타측에 연결되어 타측에 연결되어 상기 축이 제 2 방향으로 회전하도록 하는 제 2 와이어를 포함한다.
또한 상기 다이어프램은 상기 제 1 와이어가 관통하여 고정 설치되며 상기 제 1 와이어의 이동에 따라 변형하는 제 1 변형부와, 상기 제 2 와이어가 관통하여 고정 설치되며 상기 제 2 와이어의 이동에 따라 변형하는 제 2 변형부를 포함한다.
또한 상기 제 1 와이어가 관통하여 고정 설치되며 상기 제 1 변형부에 관통 설치되어 상기 제 1 변형부와 상기 제 1 와이어 사이를 실링하는 제 1 실링부재와, 상기 제 2 와이어가 관통하여 고정 설치되며 상기 제 2 변형부에 관통 설치되어 상기 제 2 변형부와 상기 제 2 와이어 사이를 실링하는 제 2 실링부재를 더 포함한다.
또한 상기 제 1 변형부 및 상기 제 2 변형부는 각각 벨로우즈 형태로 형성된다.
또한 상기 구동장치는 회전력을 발생시키는 구동모터와, 상기 구동모터에 의해 회전하는 이송 스크류와, 상기 이송 스크류의 회전에 따라 상기 이송 스크류의 축 방향으로 이동하는 이동부재를 포함하며, 상기 제 1 와이어 및 상기 제 2 와이어는 상기 이동부재에 연결되어 상기 이동부재의 이동에 따라 상기 제 1 와이어와 상기 제 2 와이어가 이동한다.
또한 상기 구동장치는 상기 제 2 와이어의 연장 방향 전환을 위한 전환풀리를 포함하며, 상기 제 1 와이어는 그 일단이 상기 이동부재의 일측에 연결되고 타단이 상기 축의 일측에 연결되며, 상기 제 2 와이어는 그 일단이 상기 이동부재의 타측에 연결되고 타단이 상기 축의 타단에 연결되되, 상기 제 2 와이어의 중간 부위는 상기 전환풀리에 감겨 그 이동 방향이 전환된다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 및 이를 갖춘 초음파 진단장치는 회전 가능하게 설치된 트랜스듀서와, 상기 트랜스듀서를 회전시키기 위한 구동장치와, 상기 구동장치가 수용되는 핸들 케이스와, 상기 핸들 케이스에 결합되며 내부에 상기 트랜스듀서가 수용되며 오일이 채워지는 캡과, 그 체적이 변경될 수 있도록 변형 가능한 재질로 형성되어 상기 캡 내부에 배치되는 다이어프램을 포함한다.
또한 상기 다이어프램은 내부가 비어 있는 직육면체, 원통, 반구, 삼각뿔 중 어느 하나의 형상으로 형성된다.
또한 상기 다이어프램은 적어도 하나의 주름을 포함한다.
상술한 바와 같이 트랜스듀서를 회전시키기 위한 와이어의 이동에 따라 다이어프램이 변형되며 와이어의 이동에 대응하므로 캡 내부의 오일이 핸들 케이스측으로 누설되는 것은 방지된다.
또한 상술한 바와 같이 다이어프램이 변형하며 온도에 따른 캡 내부의 오일 체적 변화에 대응할 수 있으므로 캡 내부의 오일 압력은 일정하게 유지된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 진단장치의 전면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 진단장치에 적용된 프로브의 내부 구성을 보인 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 진단장치에 적용된 프로브의 내부 구성을 보인 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 진단장치에 적용된 프로브의 구동장치를 보인 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 진단장치에 적용된 프로브의 동작을 보인 개략도이다.
도 6 내지 도 15는 본 발명의 여러 다른 실시예에 따른 프로브에 적용된 다이어프램의 사시도들이다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 진단장치를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 진단장치는 도 1에 도시한 바와 같이 몸체(10)와, 초음파 신호를 진단하고자 하는 대상체에 송신하며 대상체로부터 반사된 신호를 수신하는 프로브(20)와, 몸체(10)의 상측에 배치되며 수신된 초음파 신호를 통해 얻어진 진단 결과를 화상으로 디스플레이하는 디스플레이유닛(30)과, 사용자가 초음파 진단장치를 조작할 수 있도록 하는 컨트롤패널(40)을 포함한다.
프로브(20)는 도 2와 도 3에 도시한 바와 같이 회전 가능하게 설치된 트랜스듀서(21)와, 동력을 발생시켜 트랜스듀서(21)가 회전되도록 하는 구동장치(22)와, 내부에 구동장치(22)가 수용되며 사용자가 파지하여 프로브(20)를 사용할 수 있도록 하는 핸들 케이스(23)와, 내부에 트랜스듀서(21)가 수용되며 핸들 케이스(23)의 선단에 배치되어 진단하고자 하는 대상체에 접하는 캡(24)을 포함한다.
트랜스듀서(21)는 초음파를 송신 및 수신하는 초음파 진동자를 포함한 것으로, 상술한 바와 같이 캡(24)의 내부에 회전 가능하게 설치되어 진단하고자 하는 대상체의 3차원 화상을 읽을 수 있다. 트랜스듀서(21)는 그 회전중심을 형성하는 축을 포함하며, 축(21a)의 양단은 후술할 구획부재(25)의 두 힌지부(25a)에 회전 가능하게 설치되어, 축(21a)을 중심으로 회전하도록 되어 있다.
캡(24)은 그 내부에 설치된 트랜스듀서(21)가 회전하더라도 캡(24)의 내면과 트랜스듀서(21)의 외면 사이의 간격이 일정하게 유지될 수 있도록 회전하는 트랜스듀서(21)와 대응하는 부위가 호 형상 단면을 갖는다.
캡(24)의 내부 공간에는 트랜스듀서(21)에서 발생한 초음파가 전달될 수 있도록 매질 역할을 수행하는 오일이 채워지며, 캡(24)과 핸들 케이스(23) 사이에는 캡(24)의 내부 공간과 핸들 케이스(23)의 내부 공간을 구획하는 구획부재(25)가 배치되어, 캡(24)과 구획부재(25)에 의해 오일이 채워지는 공간이 형성된다.
핸들 케이스(23)는 상술한 바와 같이 그 선단에 구획부재(25)가 설치되며 내부에 구동장치(22)가 고정된다.
구동장치(22)는 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이 회전력을 발생시키는 구동모터(221)와, 구동모터(221)에 의해 회전하는 구동풀리(222)와, 타이밍 벨트(224)를 통해 구동풀리(222)로부터 동력을 전달받는 종동풀리(223)와, 종동풀리(223)에 연결되어 종동풀리(223)와 함께 회전하는 이송 스크류(225)와, 이송 스크류(225)의 회전에 따라 이동하는 이동부재(226)와, 이동부재(226)의 이동을 안내하는 한 쌍의 가이드로드(227)와, 이동부재(226)와 트랜스듀서(21)를 연결하여 이동부재(226)의 이동에 따라 트랜스듀서(21)가 회전하도록 하는 와이어(228A, 228B)를 포함한다.
이동부재(226)는 이송 스크류(225)가 관통하여 체결되는 체결공(226a)과, 그 양측에 마련되며 가이드로드(227)에 설치되어 이동부재(226)의 이동이 가이드로드(227)에 의해 안내되도록 하는 한 쌍의 가이드홈(226b)을 포함한다. 따라서 이동부재는 이송 스크류(225)의 회전 방향에 따라 일 방향 또는 그 반대 방향으로 이동한다.
와이어(228A, 228B)는 구획부재(25)를 관통하여 트랜스듀서(21)의 축(21a)에 연결되어 트랜스듀서(21)를 회전시킬 수 있도록 되어 있는 것으로, 구획부재(25)에는 와이어(228A, 228B)가 관통하여 설치되는 관통공(25b)이 마련된다.
와이어(228A, 228B)는 그 일단은 이동부재(226)의 일측에 연결되고 타단은 축(21a)의 일측에 연결되어 축(21a)이 제 1 방향으로 회전하도록 하는 제 1 와이어(228A)와, 일단은 이동부재(226)의 타측에 연결되고 타단은 축(21a)의 타측에 연결되어 축(21a)이 제 1 방향과 반대인 제 2 방향으로 회전하도록 하는 제 2 와이어(228B)를 포함한다.
또한 구동장치(22)는 제 2 와이어(228B)의 이동 방향을 반대로 전환하여 제 2 와이어(228B)가 제 1 와이어(228A)와는 반대 방향으로 이동하며 축(21a)에 힘을 가하도록 하는 전환풀리(229)를 포함한다. 따라서 제 2 와이어(228B)는 그 중간 부위가 전환풀리(229)에 감겨 그 이동 방향이 반대로 전환된다.
구획부재(25)는 축(21a)의 양단이 회전 가능하게 설치되는 한 쌍의 힌지부(25a)와, 와이어(228A, 228B)가 관통하여 설치되는 관통공(25b)을 포함하며, 관통공(25b)에는 변형 가능한 재질로 형성되며 와이어(228A, 228B)가 고정되어 와이어(228A, 228B)의 이동에 따라 변형되는 다이어프램(26)이 설치된다.
다이어프램(26)은 고무와 같이 탄성 변형되며 신축 가능한 재질로 형성되며, 제 1 와이어(228A)가 관통하여 고정 설치되며 제 1 와이어(228A)의 이동에 따라 변형되는 제 1 변형부(26a)와, 제 2 와이어(228B)가 관통하여 고정 설치되며 제 2 와이어(228B)의 이동에 따라 변형되는 제 2 변형부(26b)를 포함한다. 본 실시예에서 제 1 변형부(26a)와 제 2 변형부(26b)는 각각 벨로우즈 형태로 형성되어 변형이 용이하게 이루어질 수 있도록 되어 있다.
또한 와이어(228A, 228B)들과 변형부(26a, 26b)들 사이에는 와이어(228A, 228B)들과 변형부(26a, 26b)들 사이를 실링하기 위한 실링부재(27A, 27B)가 설치된다. 실링부재(27A, 27B)는 내측에 제 1 와이어(228A)가 관통하여 고정 설치되며 제 1 변형부(26a)를 관통하여 설치되어 제 1 와이어(228A)와 제 1 변형부(26a) 사이를 실링하는 제 1 실링부재(27A)와, 내측에 제 2 와이어(228B)가 관통하여 고정 설치되며 제 2 변형부(26b)를 관통하여 설치되어 제 2 와이어(228B)와 제 2 변형부(26b) 사이를 실링하는 제 2 실링부재(27B)를 포함한다.
따라서 이동부재(226)의 이동에 따라 제 1 와이어(228A) 및 제 2 와이어(228B)가 서로 반대 방향으로 이동하고, 제 1 변형부(26a) 및 제 2 변형부(26b)는 변형되면서 제 1 와이어(228A) 및 제 2 와이어(228B)의 이동에 대응하므로 캡(24) 내부에 채워진 오일이 누설되는 것은 방지된다.
본 실시예에서 다이어프램(26)은 변형부(26a, 26b)가 와이어(228A, 228B)들에 고정되어 와이어(228A, 228B)의 이동에 따라 변형되도록 되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 다이어프램이 와이어와 별도로 설치되어 온도에 따른 캡(24) 내부의 오일 체적 변화에 대응할 수 있도록 하는 것도 가능하다.
즉, 다이어프램은 상술한 바와 같이 변형 가능한 재질로 형성되어 변형되며 그 체적이 변경될 수 있으므로, 캡(24) 내부의 오일이 기준 온도 보다 낮아져 오일의 체적이 감소할 경우에는 다이어프램이 변형되며 그 체적이 증가하여 감소한 오일의 체적에 대응할 수 있게 되며, 캡(24) 내부의 오일이 기준 온도 보다 높아져 오일의 체적이 증가할 경우에는 다이어프램이 변형되며 그 체적이 감소하여 증가한 오일의 체적에 대응할 수 있게 된다. 따라서 캡(24) 내부의 오일 압력은 일정한 수준을 유지할 수 있게 된다.
이러한 동작을 수행하는 다이어프램의 여러 다른 형태가 도 6 내지 도 15에 도시되어 있다.
도 6 내지 도 10에 도시한 바와 같이 다이어프램(28a~28e)은 그 내부가 비어있는 직육면체, 원통, 반구, 삼각뿔 및 그 변형된 형태로 다양하게 형성될 수 있으며, 도 11 내지 도 15에 도시한 바와 같이 다이어프램(28f~28j)에 하나 이상의 주름을 형성하여 다이어프램(28f~28j)이 보다 용이하게 변형될 수 있도록 하는 것도 가능하다.
본 발명은 상기에서 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 사상 에서 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 수정 및 변형할 수 있다는 점은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
10: 몸체 20: 프로브
21: 트랜스듀서 22: 구동장치
221: 구동모터 222: 구동풀리
223: 종동풀리 224: 벨트
225: 이송 스크류 226: 이동부재
227: 가이드로드 228A, 228B: 와이어
229: 전환풀리 23: 핸들 케이스
24: 캡 25: 구획부재
26: 다이어프램 26a, 26b: 변형부
27A, 27B: 실링부재 30: 디스플레이유닛
40: 컨트롤패널

Claims (13)

  1. 회전 가능하게 설치된 트랜스듀서와,
    상기 트랜스듀서를 회전시키기 위한 구동장치와,
    상기 트랜스듀서의 회전중심에 연결되는 축과,
    상기 구동장치의 동력을 상기 트랜스듀서에 전달하고 상기 축의 일 측에 연결되는 적어도 하나의 와이어와,
    상기 구동장치가 수용되는 핸들 케이스와,
    상기 핸들 케이스에 결합되며 내부에 상기 트랜스듀서가 수용되며 오일이 채워지는 캡과,
    변형 가능한 재질로 형성되어 상기 캡과 상기 핸들 케이스 사이에 배치되는 다이어프램을 포함하며,
    상기 와이어는 상기 다이어프램을 관통하여 설치되되 상기 다이어프램에 고정되어 상기 와이어의 이동에 따라 상기 다이어프램이 변형되고,
    상기 와이어는 상기 축이 회전하도록 상기 축의 둘레에 감기면서 이동하고,
    상기 와이어는 상기 축의 일측에 연결되어 상기 축이 제1방향으로 회전하도록 하는 제1와이어와, 상기 축의 타측에 연결되어 상기 축이 제2방향으로 회전하도록 하는 제2와이어를 포함하는 프로브.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 다이어프램은 탄성 변형하며 신축 가능한 재질로 형성되는 프로브.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 캡과 상기 핸들 케이스 사이에 배치되어 상기 캡의 내부 공간과 상기 핸들 케이스의 내부 공간을 구획하는 구획부재를 더 포함하며,
    상기 구획부재는 상기 다이어프램이 설치되는 관통공을 포함하는 프로브.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 다이어프램은 상기 제 1 와이어가 관통하여 고정 설치되며 상기 제 1 와이어의 이동에 따라 변형하는 제 1 변형부와, 상기 제 2 와이어가 관통하여 고정 설치되며 상기 제 2 와이어의 이동에 따라 변형하는 제 2 변형부를 포함하는 프로브.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 와이어가 관통하여 고정 설치되며 상기 제 1 변형부에 관통 설치되어 상기 제 1 변형부와 상기 제 1 와이어 사이를 실링하는 제 1 실링부재와,
    상기 제 2 와이어가 관통하여 고정 설치되며 상기 제 2 변형부에 관통 설치되어 상기 제 2 변형부와 상기 제 2 와이어 사이를 실링하는 제 2 실링부재를 더 포함하는 프로브.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 변형부 및 상기 제 2 변형부는 각각 벨로우즈 형태로 형성되는 프로브.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 구동장치는 회전력을 발생시키는 구동모터와, 상기 구동모터에 의해 회전하는 이송 스크류와, 상기 이송 스크류의 회전에 따라 상기 이송 스크류의 축 방향으로 이동하는 이동부재를 포함하며,
    상기 제 1 와이어 및 상기 제 2 와이어는 상기 이동부재에 연결되어 상기 이동부재의 이동에 따라 상기 제 1 와이어와 상기 제 2 와이어가 이동하는 프로브.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 구동장치는 상기 제 2 와이어의 연장 방향 전환을 위한 전환풀리를 포함하며,
    상기 제 1 와이어는 그 일단이 이동부재의 일측에 연결되고 타단이 상기 축의 일측에 연결되며,
    상기 제 2 와이어는 그 일단이 상기 이동부재의 타측에 연결되고 타단이 상기 축의 타단에 연결되되, 상기 제 2 와이어의 중간 부위는 상기 전환풀리에 감겨 그 이동 방향이 전환되는 프로브.
  10. 회전 가능하게 설치된 트랜스듀서와,
    상기 트랜스듀서를 회전시키기 위한 구동장치와,
    상기 구동장치가 수용되는 핸들 케이스와,
    상기 핸들 케이스에 결합되며 내부에 상기 트랜스듀서가 수용되며 오일이 채워지는 캡과,
    그 체적이 변경될 수 있도록 변형 가능한 재질로 형성되어 상기 캡 내부에 배치되는 다이어프램을 포함하는 프로브.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 다이어프램은 내부가 비어 있는 직육면체, 원통, 반구, 삼각뿔 중 어느 하나의 형상으로 형성되는 프로브.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 다이어프램은 적어도 하나의 주름을 포함하는 프로브.
  13. 제 1 항의 프로브를 포함하는 초음파 진단장치.
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