Forward-Looking Ultrasound Imaging Transducer : I. Analysis and Design

전향 초음파 영상 트랜스듀서 : I. 해석 및 설계

The transducer section of the forward-looking ultrasound imaging catheter (FLUIC) consists of a circular piezoelectric element as a vibrator and a conical acoustic mirror as a perfect reflector. A small diameter piezoelectric transducer element is mounted on the side of a catheter's rotating shaft. The unique design of FLUIC provides the capability to form a two-dimensional image of a cross-section of vessel in front of the catheter, which is lacking in the present generation of intravascular ultrasound (IVUS) transducers, as well as a conventional side view image. The mirror configuration for the transducer section of the FLUIC is designed using an approximated ray tracing techniques. The diffraction transfer function approach [1] developed for the field prediction from primary sources is generalized and extended to predict the secondary diffraction characterstics from an acoustic mirror. The extended model is verified by simulation and experiment through a simple plane reflector and employed to analyzed the field characteristics of a FLUIC.

전향 초음파 영상 캐서터의 트랜스듀스 (FLUIC) 부분은 진동자인 원형 전기음향 소자와 원뿔꼴 반사체인 음향 반사체로 구성된다. 소형의 전기음향 소자는 캐서터의 회전자 축 측면에 탑재된다. 전향 초음파 영상 캐서터의 특징은 기존의 IVUS 트랜스듀서가 제공할 수 없는 캐서터 전단에서 혈관의 단층 2-D 영상과 종래의 측면 영상을 동시에 제공하는 것이다. FLUIC의 트랜스듀서에 사용된 음향 반사체를 설계하기 위해 근사화된 레이 추적 기법을 이용하였다. 음향 반사체로부터 2차 외절 특성을 예측하기 위해 회절전달함수방식에[1] 의한 1차 음원으로 부터의 장 예측모델을 확장하여 일반화 하였다. 확장된 모델은 단순한 평판 반사체에 적용하여 시뮬레이션과 실험에 의해 검증되었으며 FLUIC의 잘 특성을 해석하는데 사용되었다.