휴대용 의료 초음파 프로브 적용을 위한 압전체 제조 및 특성 (Modified Piezoelectric Ceramics for Portable Ultrasonic Medical Probe Application)

서지정보

· 발행기관 : 한국전기전자재료학회
· 수록지 정보 : 전기전자재료학회논문지 / 29권 / 8호 / 483 ~ 488페이지
· 저자명 : 강동헌, 채미나, 홍세원

초록

PZT계 압전체를 이용한 초음파는 간단하고 저가이며 안전한 영상자료를 얻는데 매우 유리함으로 의료 초음파진단기로 널리 활용되고 있다. 그 중 초음파 프로브를 이용한 휴대용 진단기의 경우, 이미지 영상의 질과 전원 배터리 수명과의 관계 때문에 고감도의 프로브 제작을 위한 다양한 시도가 이뤄지고 있다. 본 연구에서는 1,050℃ 정도의 저온소결성과 적절한 압전성을 갖춘 Ti-rich PZT계 세라믹조성을 택한 후 두께 450 μm 그리고 유닛당 420 μm 폭의 총 128개 피치를 갖춘 3층 구조의 동시 소성형 초음파 소재 및 프로브를 제조하여 전기적 성질과 초음파 응답성을 조사하였다. 적절한 다층구조를 이루는 초음파프로브의 pulse-echo wave 특성을 조사한 결과, Vp-p값이 동일두께 단층구조에 비하여 3.2배 정도 증가함으로 보다 효율적인 휴대용 초음파 진단자 적용 가능성을 보였다. 이는 다층구조 형상에 따른 정전용량 증가, 임피던스 감소, 압전계수 증가 등의 영향에 기인한 것으로 이해된다.

영어초록

Ultrasound imaging by using piezoelectric materials, such as lead zirconium titanate (PZT) has been oneof the most preferred modes of imaging in the medical field due to its simple, low cost and non-ionizing radiationin comparison to other imaging techniques. Recently, the market demand for portable ultrasound is becoming largerwith applications in developing countries, disaster area, military, and emergency purposes. However, most ofultrasound probes used is bulky and high power consumable, so unsuitable for such applications. In this study, the3 layered ceramic specimen consisted of 128 pitches of 420 μm in width and 450 μm in thickness were preparedby using the Ti-rich PZT compositions co-fired at 1,050℃. Their electrical and ultrasound pulse-echo propertieswere investigated and compared to the single layer specimen. The 3 layered ultrasound probe showed 1.584 V ofVp-p, which is 3.2 times higher than single layered one, implying that it would allow effectively such a portableultrasound probe system. The result were discussed in terms of higher capacitance, lower impedance and higherdielectric coefficient of the 3 layered ultrasound probe.

참고자료

· 없음