□ 연구개요 • 본 연구에서는 녹내장을 발생시키는 주요 원인인 안압 이상 현상을 조기에 진단하고, 녹내장 치료 시점을 정확하게 예측하기 위해 초음파 음향 방사력을 기반으로 안압을 측정하는 요소 기술을 개발함. 이를 위해 물질의 탄성을 측정할 수 있는 초음파 음향 방사력을 이용해서 안압을 측정할 수 있는 새로운 메커니즘을 제안하고, 선행 연구를 통해 확보한 분극 역전 기반 고성능 초음파 프로브 제작 기술과 분할 초점 초음파 프로브 제작 기술을 적용시켜 제안된 메커니즘의 성능 최적화를 통해 녹내장 진단 시 실시간으로 정확한 안압 정보를 제공하는 것을 목표로 함. □ 연구 목표대비 연구결과 • 초음파 음향 방사력을 이용한 안압 측정 메커니즘 개발을 위해, 유한 요소 해석 시뮬레이션 및 실험을 통해 기전 연구를 진행한 결과, 초음파 음향 방사력으로 대상의 탄성 측정이 가능하다는 것을 확인함. 또한, 시스템의 복잡도를 낮추는 동시에 빔의 너비를 조절할 수 있는 새로운 구조의 프로브인 위상 제어 기술 기반 분할 초점 초음파 프로브를 제안하고 그 성능을 검증하여 메커니즘의 정확도를 향상시킴. 연구를 통해 측정한 안구 팬텀의 변위는 기존에 사용되는 상용 안압계 측정 결과와 높은 상관관계를 보이는 것을 확인하였음. • 본 연구팀에서 선행 연구를 통해 축적한 분극역전 기술이 빔의 주파수 및 너비를 조절함으로써 더욱 정확한 안압 측정을 가능케 함을 확인함. 음향 방사력 증진을 위해 새로운 구조의 1-3형 압전 복합체를 적용한 분극역전 기술 기반 초음파 프로브를 제안하고 그 성능을 검증한 결과, 주파수 대역폭 및 감도를 높여 안압 측정 결과의 정확도가 증가함을 증명하였음. • 안압 측정 프로세스 제어 모듈 개발 위해 DAQ 보드 설치 및 LabVIEW 프로그램을 이용한 제어 코드 작성을 진행했으며, 성공적으로 구현되어 본 연구에서 진행된 실험 결과를 얻는 데에 활용됨. 또한, 펄스압축 신호처리 알고리즘을 개발 및 검증하여 음향 방사력의 최대전력 및 전달 깊이를 조절함으로써 각막까지 충분한 음향 방사력이 전달될 것이라는 가능성을 확인하였음. □ 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) • 안압의 정확한 측정은 녹내장의 조기 진단 및 치료 경과 관찰 과정에 매우 중요시됨. 기존 안압계의 경우, 환자가 눈을 뜬 상태에서 각막에 물리적 접촉 또는 압축된 공기를 통해 외력을 가하기 때문에 환자의 통증과 불편함을 야기하며 정확도 또한 낮아 정확도 향상을 위한 추가적인 과정이 불가피함. 초음파 음향 방사력은 인체에 무해하며 눈꺼풀과 같은 조직을 통과하여 충분한 힘을 발생시키므로 기존 안압계들이 가진 단점을 해결 가능함. • 본 연구개발 결과, 초음파 음향 방사력 기반 안압계가 기존 시장에 진출해 있는 안압계의 단점을 보완하는 동시에 고성능 및 높은 신뢰성을 갖는 새로운 안압 측정 의료기기로 사용될 수 있으며, 관련된 원천 기술 확보가 가능할 것임을 증명함. (출처 : 연구결과 요약문 2p)
- 연구책임자 : 정종섭
- 주관연구기관 : 동국대학교
- 발행년도 : 20210300
- Keyword : 1. 초음파;음향 방사력;안압;분극 역전 기술;펄스압축; 2. Ultrasound;Acoustic Radiation Force;Intraocular Pressure;Polarization Inversion Technique;Pulse Compression;
