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High intensity focused ultrasound

고강도의 초음파에너지를 한 곳에 모을 때 초점에서 발생하는 65~100℃의 고열이 발생하는데 이를 고강도 집속 초음파(Hifu)라고 한다. 진단할 때 사용하는 초음파의 세기보다 약 십만 배 정도 강한 초음파를 한곳에 집속시키면 초점 부위에서 열이 발생하는데 이는 볼록렌즈로 태양빛을 모으면 초점 부위에서 열이 발생하는 것과 비슷한 원리이다.

Hifu의 대표적인 응용 분야는 피부 리프팅과 종양 제거 시술이다.
Hifu 리프팅 시술은 ​고강도 초음파 에너지를 피부 표면 아래 3~4mm 깊이의 근막층에 조사하여 작은 크기의 열 응고 부위를 만들어내면, 이 부위에서 60도 이상의 높은 열 반응이 일어난다. ​이를 통해 피부 조직이 수축하면서 피부가 리프팅되는 효과를 얻을 수 있다.

초음파 자체는 인체에 무해하고 초음파가 집중되는 초점에서만 열이 발생하므로 칼이나 바늘을 사용하지 않고 전신 마취가 필요 없이 몸 속에 있는 병변을 치료할 수 있으며, 자궁근종, 전립선 암등의 치료에 응용되고 있다.

동작원리


Disk형 압전체에서는 전파되는 초음파를 한 점에 집속시킬 수 없으므로 초음파 에너지가 분산된다.



그러나 초음파는 빛과 유사한 거동을 하므로 압전체의 형상을 바꾸면 초음파의 집속이 가능하다.
  • 압전체를 돔 형태로 만들면, 압전체의 곡률 반경 중심에 초음파가 집속
  • 초음파 에너지, 즉 초음파 강도가 급격히 증가
  • 초음파 강도는 압전체 인가전압에 비례
  • 초음파는 수분을 포함하는 세포(건전세포)재생
  • 종양은 수분이 없으므로 초음파에너지로 태워서 소멸

현재 사용되는 HIFU의 형태와 향후 시장 NEEDS



HIFU Specification

Design Parameter



Frequency Diameter Radius
MHz mm mm
2 10 30
19.6 30
19.6 38
38 38
4 10 16.4
10 25
15 25
19.6 16.4
19.6 25
7 10 16.4
15 16.4
19.6 16.4
7 - W10 19.6 16.4
10 10 16.4
19.6 16.4

당사 기술의 차별성

초음파 집속용 압전 액츄에이터 및 그 제조 방법

    특허 (등록 또는 출원 번호)

  • 10-1538896   PDF Download

구분 기성품 당사 제품
제조방법 세라믹 블록 → 렌즈연마기로 기계가공 無가공 direct 성형
제품특성
  • 가공시 내부 균열 발생
  • 작동 시 고온 발열(70℃)
  • 집속 강도 저하
  • 낮은 제조 수율 : < 10%
  • 10MHz 이상 제조 불가능
  • 가공 無 균열 無
  • 발열현상 無(30℃)
  • 균일한 집속 강도
  • 높은 제조 수율 : > 90%
  • 치수/주파수 제한 없음