기존 초음파 영상 진단은 고해상도 구현에 어려움이 있었으며, 특히 다수의 배열소자를 갖는 변환자 제조 시 균일한 성능 확보가 문제였습니다. 본 발명은 이러한 한계를 극복하기 위해 초음파 영상용 배열 변환자의 최적 제조 방법을 제시합니다. 단위 배열 변환자의 배치 간격을 정밀하게 제어하고, 그레이팅 로브 및 사이드 로브 크기 분석을 통해 가장 이상적인 배열을 찾아냅니다. 이를 통해 송수신 빔집속의 정확도를 극대화하여, 인체 내부 조직에 대한 높은 해상도와 대조도를 갖는 초음파 영상을 구현할 수 있습니다. 본 기술은 1024개 이상의 배열소자를 활용하여 신속하고 넓은 영역을 영상화하는 효과를 제공합니다. 의료 진단 기술의 혁신에 기여할 것입니다.

기존 진단 기술의 한계를 넘어, 멜라닌 나노입자를 활용한 혁신적인 광음향 영상화제가 개발되었습니다. 본 기술은 질병 병변에서 나타나는 산성 환경 또는 특정 금속 이온 존재 시 멜라닌 나노입자가 특이적으로 응집되어 광음향 신호를 현저히 증폭시키는 원리를 활용합니다. 이를 통해 암, 염증 등 진단이 어려운 질병 부위를 높은 민감도로 실시간 영상화할 수 있습니다. 특히, 인체에 안전하고 생체 내 잔류 시간이 길어 효율적인 질병 진단 및 치료에 기여할 수 있습니다. 본 발명은 정밀한 의료 영상 진단 솔루션을 제공하여 환자의 삶의 질 향상에 중요한 역할을 할 것입니다.

기존 초음파 변환자는 FPCB 사용으로 음향 특성 저하, 제작 공정 복잡, 비용 증가 문제가 있었습니다. 본 발명은 이러한 한계를 극복하고자, 신호 및 접지 라인을 하나의 FPCB에 통합하여 초음파 변환자를 제조하는 기술을 제시합니다. 이 기술은 전기적으로 분리된 압전소자 배열 아래에 일체형 FPCB를 부착하고, 그 위에 접지 물질을 도포하여 접지를 연결함으로써 초음파 프로브의 성능을 획기적으로 개선합니다. 특히, FPCB 사용을 최소화하고 접착 공정을 줄여, 진동 특성을 향상시키고 불필요한 미스매칭 효과를 제거하여 에너지 전달 효율을 극대화합니다. 결과적으로, 이 혁신적인 제조 방법은 제작 공정의 복잡성을 대폭 줄이고 생산 단가를 절감하는 동시에, 초음파 변환자의 넓은 대역폭과 높은 감도를 확보합니다. 이는 의료 영상 진단 장비의 성능 향상과 신뢰성 증대에 크게 기여할 것으로 기대됩니다.

기존 광 영상 및 치료 기술은 광산란으로 인해 깊은 조직 내부를 관찰하거나 치료하는 데 한계가 있었습니다. 본 발명은 이러한 문제점을 해결하고자 초음파 에너지를 활용하여 조직 손상 없이 광 에너지의 침투 깊이를 획기적으로 증가시키는 기술입니다. 초음파로 미세한 에어 버블을 생성, 광의 산란을 줄이고 전방 진행을 유도하여 의료 영상 진단 및 치료의 정밀도를 크게 향상시킵니다. 이 기술은 광역학 치료 등 다양한 의료 분야에서 새로운 가능성을 제시합니다.

광음향 영상은 질병 진단에 유용하지만, 비표적 흡수체나 배경에서 발생하는 노이즈로 인해 진단 정확도가 저하되는 문제가 있습니다. 본 기술은 다중 마이크로 버블 조영제를 활용, 초음파 영상으로 마스크를 생성하여 광음향 영상의 배경 노이즈를 효과적으로 제거합니다. 이를 통해 표적 흡수체를 명확히 구별하고, 신호 대 잡음비 및 대조도 대 잡음비를 향상시켜 질병 진단의 정확도를 획기적으로 높일 수 있습니다.

혈관 내 초음파 영상은 높은 샘플링 주파수와 방대한 주사선으로 인해 실시간 영상 구현 및 대용량 메모리 사용에 어려움이 있습니다. 본 발명의 디지털 스캔 컨버터는 이러한 문제점을 해결합니다. 스캔라인 데이터 저장부, 입력 컨트롤러, 룩업테이블, 복수의 버퍼, 보간부를 포함하며, 인접 스캔라인 데이터와 룩업테이블 정보를 효율적으로 활용합니다. 이 기술은 메모리 리소스를 획기적으로 절약하면서 실시간으로 고품질 초음파 영상을 생성하여, 의료 영상 분야의 기술적 한계를 극복하는 데 기여합니다.