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한국표준과학연구원은 초음파 검사 장비의 초점거리를 손쉽게 조절할 수 있는 탈부착형 음향렌즈를 개발했다고 29일 밝혔다.
초음파 검사 장비는 인체에 초음파를 투과한 뒤 반사되는 신호를 분석해 내부 구조를 이미지화하는 장치이다.
그중에서도 'C-스캔' (C-scan) 방식은 높은 해상도의 이미지를 얻을 수 있어 암 조직 검사 등 의료 진단 장비, 항공기·지하 배관 결함 평가를 위한 비파괴 검사 장비 등에 널리 쓰인다.
고해상도의 초음파 이미지를 생성하려면 초음파의 강도를 높이고 초점거리를 정확히 맞춰야 하는데, 이를 위해 C-스캔 장비에는 넓게 퍼지는 초음파 에너지를 집중시키기 위한 집속 초음파 변환기가 쓰인다.
다만 초음파 변환기마다 조절할 수 있는 초점거리가 고정돼 있어, 초점거리 별로 변환기를 구입해야 하는 등 비용이 많이 들고 미세 조정이 쉽지 않다는 한계가 있다.
연구팀은 별도의 장비 교체 없이 초음파 변환기에 음향렌즈를 붙이는 것만으로도 초점거리를 가깝거나 멀게 조절할 수 있는 기술을 개발했다.
개발한 렌즈는 비구면으로 설계돼 구면렌즈에 비해 더 선명한 초점과 해상도를 제공한다.
일반적인 음향렌즈는 형태의 특성상 가장자리로 갈수록 초점이 흐려지는 문제가 있었다.
연구팀은 해상도가 낮은 평면형 초음파 변환기에 음향렌즈를 부착, 집속 초음파 변환기와 동일한 성능을 내는 데 성공했다.
이번에 개발한 음향렌즈를 C-스캔 초음파 검사 장비에 부착, 25㎛(마이크로미터·100만분의 1ｍ) 수준의 미세 구조를 이미징 분석하는 데 성공했다. 같은 초점거리에서 음향렌즈를 부착하지 않았을 때보다 1.5배 높은 해상도다.
김용태 책임연구원은 "초음파 검사 장비의 해상도를 검사 목적에 맞게 최적화할 수 있어 의료 진단과 산업 안전 검사의 정확도를 높이는 데 기여할 것"이라고 말했다.
- 연합뉴스
- 저작권자 2025-06-02 ⓒ ScienceTimes
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