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1. 주파수의 정확성 2. 공급전원 변동에 따른 초음파 출력의 안정성 3. 접촉면의 온도 안전성 4. 타이머의 정확성 5. 초점영역의 체적 6. 제어의 정확성 7. 초점영역에서의 온도의 정확성 8. 초점영역에서의 음향강도 9. 음향 출력의 정확성 10. 중간매질처리 11. 피부온도 12. 수지형 초음파 변환기의 불요 13. 수지형 치료기 헤드의 방수시험 14. 최대 자극 횟수에 대한 제품의 안정성 3. 접촉면의 온도 안전성 시험 및 판정 기준 1. 시험: 치료 헤드를 포함한 접촉이 가능한 모든 장착부의 온도 측정. 2. 판정기준: 치료 헤드를 포함한 접촉이 가능한 모든 장착부의 온도가 43 ℃를 초과하지 않으면 적합. 시험 방법 조직 유사 팬텀 표면의 온도 측정을 위해 팬텀 표면에 온도 센서를 위치시키고..

사실, 본 포스팅을 가장 먼저 했어야 했는데 순서가 뒤바뀐 상태입니다. 피부미용용도의 미용기기 및 의료기기는 용도 및 목적에 따라 사용하는 기술이 굉장히 다양하다. 현재 시장에 있는 미용기기 및 의료기기의 카테고리에 대해 천천히 알아보도록 하자. 1. HIFU (High Intensity Focused Ultrasound) 하이푸라고 불리기도 하고, 하이푸, HIFU, MFU(Micro focused ultrasound)라고도 불린다. 의료용 의료기기(피부과에서 시술 가능함)도 다양하게 존재함. 울쎄라, 클래시스, 제이시스메디칼, 하이로닉 등등 다양한 장비가 있음. 그 외에도 개인용 미용기기로도 출시되어 홈디바이스로서의 개인이 집에서 사용하는 추세가 증가하고 있다. 듀얼소닉, 더마쎄라, 홈쎄라, 마이 푸..

HIFU 설계 시, depth를 선정하였다면, 그다음으로 고려해야 할 것이 있다. 바로, 초음파 감쇠 이다. 감쇠는 Attenuation coefficient이라고 표현하며, 발생된 초음파 에너지양에 감쇠 계수를 곱해주어 피부 속 초점에서의 에너지양을 계산한다. Attuation coefficient = (dB/cm/MHz) 위와 같이 계산하며, 조직 별로 감쇠계수를 구한 표는 아래와 같다. 아래의 표를 보면 감쇠 계수는 물 < Soft tissue < Bone의 값을 갖는 것을 볼 수 있다. 감쇠 계수를 정확히 적용하기 위해서는 해당 매질에서의 초음파 이동거리를 고려려해야 한다. 예를 들어, 아래 그림과 같은 조건을 보자 - 트랜스듀서 외경: 20mm - 트랜스듀서 곡률: 16.4mm - 주파수: 4 ..

피부미용 용도의 미용기기, 의료기기들이 시장에서 인기가 굉장히 많고, 확실한 효과 덕분에 그 인기가 나날이 커지고 있으며, 많은 제조 업체들이 집속형 초음파 기기를 제작하고 있다. 하지만, 집속형 초음파 기기를 제조함에 있어 초음파 공학을 기반으로 집속형 초음파 기기를 설계하는 것은 매우 드문 일처럼 보인다. 초음파 공학이 빠진 집속형 초음파 기기는 말에서도 이상하듯, 자동차를 만드는 회사에서 엔진설계 전문가가 없는 것과 같은 말이라고 할 수 있다. 미용기기의 업계 상황(엔지니어의 인건비, 부족한 개발비 등등)으로 인해 초음파(acoustic) 엔지니어가 초기 개발에 적극 참여할 수 없는 점도 이해가 된다. 그리고 HW, mech, SW에 비해 상대적으로 생소한 초음파 엔지니어의 중요성을 놓치는 경우가 ..

피부미용 용도의 미용 기기, 의료기기들이 시장에서 인기가 굉장히 많고, 확실한 효과 덕분에 그 인기가 나날이 커지고 있으며, 많은 제조 업체들이 집속형 초음파 기기를 제작하고 있다. 하지만, 집속형 초음파 기기를 제조함에 있어 의료기기임에 식품의약처로부터의 허가는 반드시 필요하다. 허가를 받기 위한 허가 심사항목 및 방법에 대한 기준들을 식품의약처에서는 안내를 하고 있다. 하나, 처음 접하는 엔지니어가 이해하기에는 다소 어렵고 생소한 단어가 많다. 그에 따라 직접 심사를 받아보면서 공부했던 식약처 가이드라인에 대해 쉽게 풀어서 설명하려고 한다. 시작하기 전, 참고해야 할 내용 ========================================================================..

이제 금속캡의 두께 선정에 대해 알아보자. 금속캡의 재질은 초음파 진동을 피부에 직접 전달하기 위해 알루미늄 합금, 스테인리스 스틸, 티타늄, 티타늄 합금의 재료를 사용한다. 특히 압전 트랜스듀서에서 발생된 초음파를 효과적으로 전달하기 위해서는 압전 트랜스듀서에서 발생된 초음파의 주파수에 상응하도록 금속캡 두께가 설정되어야 한다. 예를 들어, 압전 트랜스듀서가 1/2 λ ( λ는 제1차 공진주파수의 파장)의 두께를 가지는 경우, 금속 캡의 두께는 아래와 같은 식을 따른다. 위 식에서 t는 금속캡이 압전 트랜스듀서에 접하는 부분의 두께를 나타내고, n은 자연수, v는 압전 트랜스듀서와 접하는 금속 캡의 음속이고, fr1은 제1차 공진 주파수를 의미한다. 예시 1) 압전 트랜스듀서의 제1차 공진 주파수가 1..

지난번 포스팅에서는 세라믹의 두께 및 외경을 선정하였다. 금속 캡에 대해 설명하기 전, 하모닉 성분의 공진 특성에 대한 얘기를 하고 넘어가는 것이 맞는 것 같아서 이러한 내용을 전달하고자 한다. 먼저 아래의 그래프를 살펴보자. 아래 그래프는 압전 세라믹, 즉 압전 트랜스듀서의 공진모드를 측정한 그래프의 예시이다. x축은 인가되는 교류 전압의 주파수를 나타내며, y축은 압전 트랜스듀서의 임피던스를 나타낸다. 주파수가 증가함에 따라, 3 MHz d에서 임피던스가 급격히 감소되는 지점이 나타난다. 이는 제1차 공진 모드로 정의할 수 있다. 이전 편에서 얘기했던 것처럼 하나의 압전 트랜스듀서에서는 복수개의 공진 모드들이 나타난다. 주파수가 증가하고, 공진모드의 차수가 증가할수록 임피던스의 감소량은 크게 나타나지..

지난번 포스팅에서 압전 세라믹의 최적의 두께 선정을 마쳤다. 압전세라믹 설계는 아직 끝나지 않았다... 압전세라믹의 외경 선정이 남았다. 외경과 두께의 비율은 진동모드( 두께방향 진동 인지? 경방향=외경방향 진동 모드인지? 기타 진동 모드 인지?)를 결정한다. 이번 포스팅의 LDM transducer의 경우, 두께방향 진동을 이용한 마사지장비이다. 원하는 주파수가 발생할 수 있도록 두께를 선정했다면 두께방향 진동모드가 가장 활발하게 일어날 수 있는 조건의 외경, 두께 비율에 맞춰 디자인해야 한다. 두께방향 진동이 일어난다고 해서 경방향, 기타 진동이 발생하지 않는 것은 아니다. 단지, 두께방향 진동이 다른 진동 모드에 비해 우세하다는 뜻이다. 여기서 설명하지 않는 다른 진동 모드는 사용하는 어플리케이션에..

Unimorph Transducer 설계 시, 가장 중요한 점은 원하는(설계 목적에 부합하는= 의도하는) 주파수가 발진되어야한다. 그리고 Transducer는 설계자가 원하는 주파수에서 최적의 공진 주파수를 가져야 한다. 공진 주파수는 물체가 진동하는 특정 주파수를 의미한다. (모든 주파수에서 진동하는 것이 아님) Unimorph Transducer 구성 요소 중 압전 세라믹이 진동을 하며, 접합된 금속캡이 그 진동을 극대화 한다. 그래서, 설계시 주요 point는 세라믹의 진동 주파수 선정이 중요하다. 그리고 그 진동 주파수가 더 잘 진동하게 해주는 금속캡의 형상 선정 또한 매우 중요하다. 금속캡이 부착된 압던 세라믹 형태는 horn Transducer 라고 불리며, 초음파 융착기, 초음파 세척기가 그..