50-MHz 혈관 내 초음파 변환자의 제작 및 특성 평가에 관한 연구
Fabrication and Evaluation of 50-MHz Intravascular Ultrasound Transducer
- 주제(키워드) 도움말 혈관 내 초음파 변환자 , IVUS transducer , Intravascular ultrasound transducer
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 장진호
- 발행년도 2014
- 학위수여년월 2014. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 도움말 일반대학원 바이오융합기술협동과정
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000053304
- 본문언어 한국어
- 저작권 서강대학교 논문은 저작권 보호를 받습니다.
초록/요약 도움말
For early detection of atherosclerosis, intravascular ultrasound is recently highlighted. For this, the fabrication of a single transducer for intravascular ultrasound is required, which has a diameter of less than 1mm and wide bandwidth with high center frequency. Furthermore, it should be costeffective because it is generally used only one time for a single use. In the general fabrication of for the conventional single element transducer, backing layer, piezoelectric material, and matching layers are stacked each other after being lapped and resized. However, it is currently challenging to achieve the best imaging performance of the intravascular ultrasound transducer due to its small size aperture and thin thickness of each layer. In this paper, the efficient fabricating process of high-frequency intravascular transducers of which bandwidth ranges from 20-100MHz is presented for high performance in a cost-effective way. In this process, each acoustic layer is firstly fabricated to have desired thickness and subsequently stacked up each other. After cutting the fabricated structure to the desired size, an intravascular ultrasound transducer can be obtained. Based on the proposed fabrication process, a 50 MHz Intravascular ultrasound transducers was made and its performance was evaluated through in vitro experiments. In vitro study was conducted with the 25um gold wire phantom immersed in distilled water. These results show that the proposed method allows for effective fabrication of a single element transducer for intravascular ultrasound imaging in terms of cost and imaging performance.
more초록/요약 도움말
본 논문은 죽상동맥경화증 진단에 사용되는 혈관 내 초음파 영상의 핵심 소자인 고주파수 초음파(20-100MHz)변환자의 효율적인 제작 방법에 관한 것이다. 혈관 내 초음파는 변환자를 혈관에 삽입하여 혈관 안에 발병한 질병을 영상화 하는 기술로서, 변환자의 지름은 1mm 이내여야 하며, 고해상도 영상을 획득하기 위해서는 20-100MHz 대역의 고주파수 초음파를 송수신할 수 있어야 한다. 소형이면서 높은 동작주파수를 갖는 혈관 내 초음파 변환자는 주로 일회용으로 사용하기 때문에 그 제작 단가가 낮아야 한다. 이러한 이유로 높은 성능을 갖는 혈관 내 초음파 변환자를 효율적이며 경제적으로 제작할 수 있는 기술은 필수적으로 개발 되어야 하며, 이는 혈관 내 초음파 영상기기의 현존하는 핵심 기술 장벽이 된다. 일반적인 단일 소자 변환자의 제작은 필요한 후면층(Backing layer), 압전소자(Piezoelectric material), 정합층(Matching layer)의 각 재료들을 각각 원하는 크기 및 두께에 맞게 lapping 및 절삭 한 뒤 각각을 접착제로 정합하는 방법으로 제작하고 있다. 하지만 혈관 내 변환자는 각 재료의 두께가 얇고, 크기가 작아서 일반적인 단일 소자 변환자 제작 방법을 이용하여 원하는 변환자의 특성을 획득하기 어렵다. 본 논문은 후면층, 압전소자 및 정합층의 각 재료들을 원하는 두께로 먼저 제작한 후 정합하여 절삭을 통해 여러 개의 개별 혈관 내 변환자를 한 번에 제작 할 수 있는 효율적이며 경제적인 공정 기술에 관한 연구이다. 제안한 방법으로 혈관 내 영상을 위한 고주파 초음파 변환자를 직접 제작 하였으며 변환자는 중심 주파수 49.5MHz, -6dB 대역폭 48%의 특성을 나타냈다. 추가적으로 혈관 내 초음파 영상을 위해 제작한 지그에 25um gold wire 를 고정시켜 초음파 영상을 획득하였다.
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