KR20230100687A - Probe and method for preventing deterioration of transducer using the probe - Google Patents

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KR20230100687A
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transducer
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김명덕
최현필
강국진
허정민
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알피니언메디칼시스템 주식회사
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Abstract

프로브 및 이를 이용한 트랜스듀서의 열화 예방 방법이 개시된다. 일 실시 예에 따른 프로브는, 펄스 형태의 검출용 출력 초음파 신호를 송신하고 산란되는 초음파 신호를 수신하는 트랜스듀서를 포함하는 송수신부와, 트랜스듀서를 통해 수신되는 산란 초음파 신호를 검출하고 검출된 산란 초음파 신호를 대상으로 시간 도메인 또는 주파수 도메인 중 적어도 하나의 도메인에서 산란 초음파 신호의 위치 또는 분포를 분석하여 인체와의 접촉 여부를 판단하는 제어부를 포함한다.A probe and a method for preventing deterioration of a transducer using the same are disclosed. A probe according to an embodiment includes a transceiver including a transducer that transmits an output ultrasonic signal for detection in a pulse form and receives a scattered ultrasonic signal, and detects a scattered ultrasonic signal received through the transducer and scatters the detected scattering signal. and a control unit that analyzes the location or distribution of the scattered ultrasound signal in at least one of a time domain and a frequency domain for the ultrasound signal and determines whether or not it is in contact with the human body.

Description

프로브 및 이를 이용한 트랜스듀서의 열화 예방 방법 {Probe and method for preventing deterioration of transducer using the probe}Probe and method for preventing deterioration of transducer using the same {Probe and method for preventing deterioration of transducer using the probe}

본 발명은 초음파 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인체 비접촉으로 인해 발생하는 열로 인한 손상을 예방할 수 있는 프로브 기술에 관한 것이다.The present invention relates to ultrasound technology, and more particularly, to a probe technology capable of preventing damage due to heat generated due to non-contact with the human body.

초음파 장치는 대상체의 소정부위를 향하여 초음파 신호를 전달하고, 체내의 조직에서 반사된 초음파 신호의 정보를 이용하여 연부조직의 단층이나 혈류에 관한 영상을 얻는 것이다. 이러한 초음파 장치는 소형이고, 저렴하며, 실시간으로 표시 가능하다는 이점이 있다. 또한, 초음파 장치는 X선 등의 피폭이 없어 안정성이 높은 장점이 있어, X선 진단장치, CT(Computerized Tomography) 스캐너, MRI(Magnetic Resonance Image) 장치, 핵의학 진단장치 등의 다른 화상 진단장치와 함께 널리 이용되고 있다.An ultrasound device transmits an ultrasound signal toward a predetermined part of an object and obtains an image of a soft tissue slice or blood flow by using information of an ultrasound signal reflected from tissues in the body. Such an ultrasound device has advantages in that it is small, inexpensive, and can be displayed in real time. In addition, the ultrasound device has the advantage of high stability because there is no exposure to X-rays, etc. are widely used together.

초음파 이미징 장치(Ultrasonic imaging apparatus)는, 초음파를 이용하여 대상체, 예를 들어 인체 내부의 각종 조직이나 구조 등에 대한 단층 영상이나 혈류 등에 관한 영상을 획득하는 장치이다. 이와 같은 초음파 이미징 장치는, 상대적으로 소형이고 저렴하며, 실시간으로 영상을 표시할 수 있으며, 엑스선 등에 의한 피폭의 위험성이 없어 의료 분야, 예를 들어 심장, 복부, 비뇨기 및 산부인과 등에서 널리 이용되고 있다.An ultrasound imaging apparatus is a device that obtains tomographic images of various tissues or structures of an object, eg, a human body, or images related to blood flow, by using ultrasound waves. Such an ultrasound imaging device is relatively small and inexpensive, can display images in real time, has no risk of exposure to X-rays, and is widely used in the medical field, for example, in the heart, abdomen, urology, and obstetrics and gynecology.

한편, 초음파 이미징이나 치료를 위해서는 인체에 프로브를 직접 접촉하여야 하는데, 만약 인체에 접촉하지 않은 상태에서 프로브를 가동시키게 되면 트랜스듀서의 손상을 가져올 수 있어 주의가 필요하다.On the other hand, for ultrasound imaging or treatment, the probe must be in direct contact with the human body. If the probe is operated without contacting the human body, the transducer may be damaged, so caution is required.

일 실시 예에 따라, 인체 비접촉으로 인해 발생하는 열로 인한 트랜스듀서의 열화 예방이 가능한 프로브 및 트랜스듀서의 열화 예방 방법을 제안한다.According to an embodiment, a probe capable of preventing deterioration of a transducer due to heat generated due to non-contact with a human body and a method for preventing deterioration of a transducer are proposed.

일 실시 예에 따른 프로브는, 펄스 형태의 검출용 출력 초음파 신호를 송신하고 산란되는 초음파 신호를 수신하는 트랜스듀서를 포함하는 송수신부와, 트랜스듀서를 통해 수신된 산란 초음파 신호를 검출하고 검출된 산란 초음파 신호를 대상으로 시간 도메인 또는 주파수 도메인 중 적어도 하나의 도메인에서 산란 초음파 신호의 위치 또는 분포를 분석하여 인체와의 접촉 여부를 판단하는 제어부를 포함한다.A probe according to an embodiment includes a transceiver including a transducer that transmits an output ultrasonic signal for detection in a pulse form and receives a scattered ultrasonic signal, and detects a scattered ultrasonic signal received through the transducer and scatters the detected scattering signal. and a control unit that analyzes the location or distribution of the scattered ultrasound signal in at least one of a time domain and a frequency domain for the ultrasound signal and determines whether or not it is in contact with the human body.

검출용 출력 초음파 신호는 치료용 초음파 신호의 압력보다 낮은 압력의 초음파 펄스일 수 있다.The output ultrasound signal for detection may be an ultrasound pulse having a pressure lower than that of the ultrasound signal for treatment.

치료용 초음파 신호는 선형 또는 비선형 형태의 집속 초음파일 수 있다.The ultrasound signal for treatment may be a focused ultrasound signal in a linear or non-linear form.

제어부는, 프로브의 인체와의 접촉 확인 시간대에서 산란 초음파 신호의 검출 여부에 따라 인체와의 접촉 유무를 판단할 수 있다.The control unit may determine whether or not the probe is in contact with the human body according to whether the scattered ultrasound signal is detected in the contact confirmation time period.

제어부는, 시간 도메인을 제1 시간대와 제2 시간대로 나누고, 입력되는 초음파 신호를 대상으로 제1 시간대에서 초기 트랜스듀서가 생성하는 출력 초음파 신호를 검출한 후 제2 시간대에서 산란 초음파 신호를 검출하면 인체와의 비접촉으로 판단하고, 제2 시간대에서 산란 초음파 신호를 검출하지 못하면 인체와의 접촉으로 판단할 수 있다.The control unit divides the time domain into a first time zone and a second time zone, detects an output ultrasonic signal generated by the initial transducer in the first time zone for the input ultrasonic signal, and then detects a scattered ultrasonic signal in the second time zone. It is determined as non-contact with the human body, and if the scattered ultrasonic signal is not detected in the second time period, it may be determined as contact with the human body.

프로브는 산란 초음파 신호를 시간 도메인에서 주파수 도메인의 스펙트럼 밀도 값으로 변환하는 신호 처리부를 더 포함하며, 제어부는 신호 처리부를 통해 주파수 도메인으로 변환된 스펙트럼 밀도 값을 이용하여 인체와의 접촉 유무를 판단할 수 있다.The probe further includes a signal processing unit that converts the scattered ultrasound signal from a time domain to a spectral density value of a frequency domain, and the control unit determines whether or not there is contact with the human body using the spectral density value converted to the frequency domain through the signal processing unit. can

제어부는, 프로브가 인체에 접촉된 상태에서의 스펙트럼 밀도 기준 값을 미리 설정하고, 검출된 스펙트럼 밀도 값과 스펙트럼 밀도 기준 값을 비교하여, 검출된 스펙트럼 밀도 값이 스펙트럼 밀도 기준 값과 미리 설정된 범위 이내에 포함되면 인체와의 접촉으로 판단하고, 미리 설정된 범위를 벗어나면 인체와의 비접촉으로 판단할 수 있다.The control unit presets a spectral density reference value in a state in which the probe is in contact with the human body, compares the detected spectral density value with the spectral density reference value, so that the detected spectral density value is within a preset range of the spectral density reference value. If it is included, it can be determined as contact with the human body, and if it is out of a preset range, it can be determined as non-contact with the human body.

제어부는, 시간 도메인에서 검출된 초음파 신호 및 주파수 도메인에서 검출된 초음파 신호를 모두 분석하여 프로브가 인체에 접촉하였는지 여부를 판단함에 따라 판단 오류를 제거할 수 있다.The control unit may analyze both the ultrasound signal detected in the time domain and the ultrasound signal detected in the frequency domain to determine whether the probe has contacted the human body, thereby removing a judgment error.

프로브는, 공기층 또는 인체에서 산란되어 트랜스듀서로 입력되는 초음파 신호를 검출하는 센서를 더 포함할 수 있다.The probe may further include a sensor that detects an ultrasonic signal that is scattered in the air layer or the human body and is input to the transducer.

제어부는, 복수 개의 센서 중에 미리 설정된 개수 이상의 센서가 동일한 결과를 검출하는 경우 유효값으로 인정할 수 있다.The controller may recognize the value as a valid value when more than a preset number of sensors among a plurality of sensors detect the same result.

다른 실시 예에 따른 프로브를 이용한 트랜스듀서의 열화 예방 방법은, 트랜스듀서를 통해 펄스 형태의 검출용 출력 초음파 신호를 송신하는 단계와, 트랜스듀서를 통해 수신되는 산란 초음파 신호를 검출하는 단계와, 검출된 초음파 신호를 대상으로 시간 도메인 또는 주파수 도메인 중 적어도 하나의 도메인에서 산란 초음파 신호의 위치 또는 분포를 분석하여 인체와의 접촉 여부를 판단하는 단계를 포함한다.A method for preventing deterioration of a transducer using a probe according to another embodiment includes transmitting an output ultrasonic signal for detection in a pulse form through the transducer, detecting a scattered ultrasonic signal received through the transducer, and detecting the ultrasonic wave signal. and determining whether the ultrasonic signal is in contact with the human body by analyzing the position or distribution of the scattered ultrasonic signal in at least one of a time domain and a frequency domain.

프로브의 인체와의 접촉 여부를 판단하는 단계에서, 시간 도메인을 제1 시간대와 제2 시간대로 나누고, 입력되는 초음파 신호를 대상으로 제1 시간대에서 초기 트랜스듀서가 생성하는 출력 초음파 신호를 검출한 후 제2 시간대에서 산란 초음파 신호를 검출하면 인체와의 비접촉으로 판단하고, 제2 시간대에서 산란 초음파 신호를 검출하지 못하면 인체와의 접촉으로 판단할 수 있다.In the step of determining whether the probe is in contact with the human body, the time domain is divided into a first time zone and a second time zone, and an output ultrasonic signal generated by the initial transducer is detected in the first time zone based on the input ultrasonic signal. If the scattered ultrasound signal is detected in the second time period, it is determined as non-contact with the human body, and if the scattered ultrasound signal is not detected in the second time period, it may be determined as contact with the human body.

프로브의 인체와의 접촉 여부를 판단하는 단계는, 산란 초음파 신호를 시간 도메인에서 스펙트럼 밀도 형태의 주파수 도메인으로 변환하는 단계와, 변환된 스펙트럼 밀도 값과 스펙트럼 밀도 기준 값을 비교하여, 변환된 스펙트럼 밀도 값이 스펙트럼 밀도 기준 값과 미리 설정된 범위 이내에 포함되면 인체와의 접촉으로 판단하고, 미리 설정된 범위를 벗어나면 인체와의 비접촉으로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.The step of determining whether the probe is in contact with the human body includes converting the scattered ultrasound signal from the time domain to the frequency domain in the form of spectral density, comparing the converted spectral density value with the spectral density reference value, and converting the converted spectral density. When the value is within a preset range of the spectral density reference value, it is determined as contact with the human body, and when it is out of the preset range, it is determined as non-contact with the human body.

일 실시 예에 따른 프로브 및 트랜스듀서의 열화 예방 방법에 따르면, 트랜스듀서의 인체와의 접촉 여부를 판단하여 인체와 접촉하는 경우에만 초음파 치료를 진행함에 따라, 트랜스듀서의 열화를 방지하여 보다 오랫동안 트랜스듀서를 사용할 수 있다.According to a method for preventing deterioration of a probe and a transducer according to an embodiment, the ultrasonic treatment is performed only when the transducer is in contact with the human body by determining whether the transducer is in contact with the human body, thereby preventing deterioration of the transducer and transducer for a longer time. You can use a ducer.

또한. 센서와 같은 별도의 장치 없이, 시간 도메인 또는 주파수 도메인 중 적어도 하나의 도메인에서 검출 신호의 위치 또는 분포를 분석함으로써 소프트웨어적으로 인체와의 접촉 여부를 판단할 수도 있다.also. Contact with the human body may be determined by software by analyzing the location or distribution of the detection signal in at least one of the time domain and the frequency domain without a separate device such as a sensor.

도 1은 본 발명의 필요성을 설명하기 위해 프로브의 인체와의 비접촉 상태의 예를 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 센서를 사용하는 프로브의 예를 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따라 프로브가 인체와 비접촉 및 접촉인 경우의 층 구조 및 음장을 각각 시뮬레이션 한 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 프로브의 구성을 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 프로브의 인체와의 접촉 유무를 판단하기 위해 검출한 초음파 신호에 대한 시간 도메인에서의 파형 및 주파수 도메인에서의 주파수 스펙트럼을 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 트랜스듀서의 열화 예방 방법의 프로세스를 도시한 도면이다.1 is a view showing an example of a non-contact state of a probe with a human body to explain the necessity of the present invention;
2 is a view showing an example of a probe using a sensor according to an embodiment of the present invention;
3 is a diagram simulating a layer structure and a sound field when the probe is in non-contact and contact with the human body according to an embodiment of the present invention;
4 is a diagram showing the configuration of a probe according to an embodiment of the present invention;
5 is a diagram showing a waveform in the time domain and a frequency spectrum in the frequency domain of an ultrasonic signal detected to determine whether a probe is in contact with a human body according to an embodiment of the present invention;
6 is a diagram illustrating a process of a method for preventing deterioration of a transducer according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention, and methods for achieving them, will become clear with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, and only the present embodiments make the disclosure of the present invention complete, and common knowledge in the art to which the present invention belongs It is provided to fully inform the holder of the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numbers designate like elements throughout the specification.

본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이며, 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In describing the embodiments of the present invention, if it is determined that a detailed description of a known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted, and the terms described later will be used in the embodiments of the present invention. These terms are defined in consideration of the functions of and may vary depending on the user's or operator's intention or custom. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout this specification.

첨부된 블록도의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램인스트럭션들(실행 엔진)에 의해 수행될 수도 있으며, 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장치의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장치의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다.Combinations of each block of the accompanying block diagram and each step of the flowchart may be executed by computer program instructions (execution engine), and these computer program instructions are executed by a processor of a general-purpose computer, special-purpose computer, or other programmable data processing device. Since it can be mounted, the instructions executed through the processor of a computer or other programmable data processing device create means for performing the functions described in each block of the block diagram or each step of the flowchart.

이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장치를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다.These computer program instructions may also be stored in a computer usable or computer readable memory that can be directed to a computer or other programmable data processing device to implement functionality in a particular way, such that the computer usable or computer readable memory The instructions stored in are also capable of producing an article of manufacture containing instruction means for performing the functions described in each block of the block diagram or each step of the flow chart.

그리고 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장치 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장치 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장치를 수행하는 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명되는 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.And since the computer program instructions can also be loaded on a computer or other programmable data processing device, a series of operational steps are performed on the computer or other programmable data processing device to create a computer-executed process to create a computer or other programmable data processing device. It is also possible that the instructions for performing the data processing apparatus provide steps for executing the functions described in each block of the block diagram and each step of the flowchart.

또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능들을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있으며, 몇 가지 대체 실시 예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하며, 또한 그 블록들 또는 단계들이 필요에 따라 해당하는 기능의 역순으로 수행되는 것도 가능하다.In addition, each block or each step may represent a module, segment, or portion of code that includes one or more executable instructions for executing specified logical functions, and in some alternative embodiments may refer to blocks or steps. It should be noted that it is also possible for functions to occur out of order. For example, two blocks or steps shown in succession may in fact be performed substantially concurrently, or the blocks or steps may be performed in the reverse order of their corresponding functions, if necessary.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명한다. 그러나 다음에 예시하는 본 발명의 실시 예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시 예는 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공된다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the embodiments of the present invention exemplified below may be modified in many different forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. The embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art.

도 1은 본 발명의 필요성을 설명하기 위해 프로브의 인체와의 비접촉 상태의 예를 도시한 도면이다.1 is a diagram showing an example of a non-contact state of a probe with a human body to explain the necessity of the present invention.

도 1을 참조하면, 인체에 프로브(1)를 접촉하지 않는 비접촉 상태로 프로브(1)에서 초음파 신호가 출력되는 경우, 프로브(1) 내 트랜스듀서에서 열이 발생하여 열화에 의해 트랜스듀서가 손상될 우려가 있다. 따라서, 본 발명의 프로브(1)는 열화에 의해 트랜스듀서가 손상되는 문제를 방지하기 위해, 프로브(1)의 인체와의 접촉 유무를 판단한다. 이때, 프로브(1)가 인체에 접촉되는 경우에 한해 치료용 초음파 신호를 이용한 치료를 준비한다.Referring to FIG. 1, when an ultrasonic signal is output from the probe 1 in a non-contact state where the probe 1 is not in contact with the human body, heat is generated in the transducer in the probe 1 and the transducer is damaged due to deterioration. There is a risk of becoming Therefore, the probe 1 of the present invention determines whether or not the probe 1 is in contact with the human body in order to prevent the transducer from being damaged due to deterioration. At this time, treatment using the ultrasonic signal for treatment is prepared only when the probe 1 is in contact with the human body.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 센서를 사용하는 프로브의 예를 도시한 도면이다.2 is a diagram showing an example of a probe using a sensor according to an embodiment of the present invention.

트랜스듀서의 열화 예방을 위한 프로브(1)는 트랜스듀서를 통해 펄스 형태의 출력 초음파 신호를 송신한 후, 트랜스듀서를 통해 접촉면으로부터 산란되는 초음파 신호를 수신 및 검출하여, 검출된 산란 초음파 신호의 위치 또는 분포를 분석하고 분석 결과에 기초하여 프로브(1)의 인체와의 접촉 여부를 판단한다.The probe 1 for preventing deterioration of the transducer transmits an output ultrasonic signal in the form of a pulse through the transducer, receives and detects the ultrasonic signal scattered from the contact surface through the transducer, and detects the location of the detected scattered ultrasonic signal. Alternatively, the distribution is analyzed, and based on the analysis result, whether or not the probe 1 is in contact with the human body is determined.

도 2에 도시된 바와 같이, 프로브(1)는 입력되는 초음파 신호를 검출하기 위해 센서(20)가 추가로 부착될 수 있다. 센서(20)의 종류를 다양하게 할 수 있고, 센서의 부착 위치도 다양하게 할 수 있다. 센서는 일 예로, 전류 센서 또는 압력 센서를 포함하는 접촉 센서일 수 있으나, 이에 한정하지 않는다. 센서(20)를 통한 입력 초음파 신호 검출을 통해 인체와의 접촉 여부를 감지하면, 트랜스듀서의 열화를 방지하여 오래 사용할 수 있다.As shown in FIG. 2 , a sensor 20 may be additionally attached to the probe 1 to detect an input ultrasonic signal. The type of sensor 20 can be varied, and the attachment position of the sensor can also be varied. The sensor may be, for example, a contact sensor including a current sensor or a pressure sensor, but is not limited thereto. If the contact with the human body is detected through the detection of the input ultrasonic signal through the sensor 20, the transducer can be used for a long time by preventing deterioration.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따라 프로브가 인체와 비접촉 및 접촉인 경우의 층 구조 및 음장을 각각 시뮬레이션 한 도면이다.3 is a diagram simulating a layer structure and a sound field when a probe is in non-contact and contact with a human body according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 시뮬레이션을 위해 프로브가 트랜스듀서를 통해 소정의 주파수(예를 들어, 1 MHz), 소정의 초기 압력 세기(예를 들어, 100 kPa)를 가진 출력 초음파 신호를 송신하고, 접촉 센서(20)가 도 3의 (a) 및 (c)에 도시된 바와 같이 배치되며, 인체의 피부 두께는 2 mm, 공기층 두께는 2 mm로 가정한다.Referring to FIG. 3, for simulation, the probe transmits an output ultrasonic signal having a predetermined frequency (eg, 1 MHz) and a predetermined initial pressure intensity (eg, 100 kPa) through a transducer, and It is assumed that the sensor 20 is disposed as shown in (a) and (c) of FIG. 3, the thickness of human skin is 2 mm, and the thickness of the air layer is 2 mm.

도 3의 (a)에 도시된 바와 같이 트랜스듀서가 인체의 피부에 비접촉(공기층이 트랜스듀서와 피부 사이에 존재)인 경우, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이 공기층에 출력 초음파 신호가 전반사 되어 감쇠한다.As shown in (a) of FIG. 3, when the transducer is in non-contact with the human skin (an air layer exists between the transducer and the skin), the output ultrasonic signal is generated in the air layer as shown in (b) of FIG. It becomes total reflection and attenuates.

이에 비해, 도 3의 (c)에 도시된 바와 같이 트랜스듀서가 인체의 피부에 접촉된 경우, 도 3의 (d)에 도시된 바와 같이 출력 초음파 신호가 인체의 피부를 투과하여 한점으로 집속 된다. 이때, 피부로부터 약하게 반사, 흡수되는 초음파도 존재한다.In contrast, when the transducer is in contact with the human skin as shown in (c) of FIG. 3, the output ultrasonic signal passes through the skin of the human body and is focused to a single point as shown in (d) of FIG. . At this time, there are also ultrasonic waves that are weakly reflected and absorbed by the skin.

이때, 프로브는 접촉 센서 #1, #2, #3을 이용하여 공기 층 또는 피부에서 산란되는 초음파 신호를 검출하고, 검출된 초음파 신호의 위치 또는 스펙트럼 분포를 분석하여 프로브의 인체와의 접촉 유무를 판단한다.At this time, the probe detects ultrasonic signals scattered from the air layer or skin using contact sensors #1, #2, and #3, and analyzes the position or spectrum distribution of the detected ultrasonic signals to determine whether the probe is in contact with the human body. judge

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 프로브의 구성을 도시한 도면이다.4 is a diagram showing the configuration of a probe according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 프로브(1)는 초음파 발생부(10), 송수신부(11), 제어부(12), 신호 처리부(13), 영상 처리부(14), 디스플레이부(15), 저장부(16) 및 센서(20)를 포함한다.Referring to FIG. 4 , the probe 1 includes an ultrasonic generator 10, a transceiver 11, a control unit 12, a signal processor 13, an image processor 14, a display unit 15, a storage unit ( 16) and sensor 20.

송수신부(11)는 트랜스듀서(110)를 통해 펄스 형태의 검출용 출력 초음파 신호를 송신하고 산란 초음파 신호를 수신한다. 검출한 초음파 신호를 이용하여 프로브(1)의 인체와의 접촉 여부가 판단되는 경우, 송수신부(11)는 트랜스듀서(110)를 통해 치료용 초음파 신호를 인체 조직의 대상영역에 송신하고, 이미징 초음파 신호를 송신하며 이때 산란되는 이미징 초음파 신호를 수신한다. 트랜스듀서(110)는 검출용 초음파 신호, 치료용 초음파 신호, 이미징 초음파 신호를 서로 분리된 트랜스듀서 모듈을 통해 송수신할 수 있다. 치료용 초음파 신호는 비선형(예를 들어, 충격파) 또는 선형(예를 들어, 사인파) 초음파 신호일 수 있는데, 이 경우 프로브(1)는 집속 초음파 발생용 단일 또는 어레이 타입의 프로브일 수 있다. 검출용 출력 초음파 신호는 치료용 초음파 신호의 압력보다 낮은 압력의 초음파 펄스일 수 있다. 예를 들어, 압력 세기는 치료용 초음파 신호에 상용되는 입력 압력의 1/2 이하의 세기일 수 있다. 압력이 낮은 검출용 초음파 신호를 사용하는 이유는 접촉 확인 시점에서 높은 반사 압력, 압전 물질 열화에 의한 트랜스듀서의 손상을 방지하기 위함이다.The transceiver 11 transmits an output ultrasonic signal for detection in a pulse form through the transducer 110 and receives a scattered ultrasonic signal. When it is determined whether the probe 1 is in contact with the human body using the detected ultrasonic signal, the transceiver 11 transmits the ultrasonic signal for treatment to the target area of the human tissue through the transducer 110, and imaging It transmits an ultrasonic signal and receives an imaging ultrasonic signal scattered at this time. The transducer 110 may transmit and receive ultrasound signals for detection, ultrasound signals for treatment, and ultrasound signals for imaging through separate transducer modules. The ultrasound signal for treatment may be a nonlinear (eg, shock wave) or linear (eg, sine wave) ultrasound signal. In this case, the probe 1 may be a single or array type probe for generating focused ultrasound. The output ultrasound signal for detection may be an ultrasound pulse having a pressure lower than that of the ultrasound signal for treatment. For example, the pressure intensity may be 1/2 or less of the input pressure commonly used for the ultrasound signal for treatment. The reason for using the ultrasonic signal for detection with low pressure is to prevent damage to the transducer due to high reflection pressure and deterioration of the piezoelectric material at the time of contact confirmation.

초음파 발생부(10)는 트랜스듀서(110)의 구동을 위해 짧은 펄스의 전기신호를 트랜스듀서(110)에 인가한다.The ultrasonic generator 10 applies a short pulse electrical signal to the transducer 110 to drive the transducer 110 .

신호 처리부(13)는 트랜스듀서(110)를 통해 수신된 초음파 신호를 신호 처리하여 영상 처리부(14)로 전송한다. 신호 처리부(13)는 저잡음 증폭기(Low Noise Amplifier: LNA)와 A/D 변환기(Analog to Digital Converter: ADC), 고속 푸리에 변환기(Fast Fourier Transformer: FFT)를 포함할 수 있다.The signal processing unit 13 processes the ultrasonic signal received through the transducer 110 and transmits it to the image processing unit 14 . The signal processing unit 13 may include a low noise amplifier (LNA), an analog to digital converter (ADC), and a fast Fourier transformer (FFT).

영상 처리부(14)는 인체로부터 산란된 이미징 초음파 신호가 신호 처리부(13)를 통해 신호 처리되면, 신호 처리된 신호에 기초하여 영상이 형성되도록 하며, 디스플레이부(15)를 통해 초음파 영상을 출력한다. 저장부(16)는 송수신부(11)를 통해 형성된 수신신호를 저장하며, 제어부(12)의 동작을 위해 필요한 정보를 저장한다. 디스플레이부(15)를 통해 출력되는 초음파 영상으로부터 환부를 확인한 후 시술부위를 설정할 수 있다.When the imaging ultrasound signal scattered from the human body is signal-processed through the signal processing unit 13, the image processing unit 14 forms an image based on the signal-processed signal and outputs the ultrasound image through the display unit 15. . The storage unit 16 stores a received signal formed through the transmission/reception unit 11 and stores information necessary for the operation of the control unit 12 . After confirming the affected area from the ultrasound image output through the display unit 15, the treatment area may be set.

제어부(12)는 프로브(1)의 전반적인 동작을 제어한다. 일 실시 예에 따른 제어부(12)는 트랜스듀서(110)를 통해 수신되는 산란 초음파 신호를 검출하고 검출된 초음파 신호를 대상으로 시간 도메인 또는 주파수 도메인 중 적어도 하나의 도메인에서 산란 초음파 신호의 위치 또는 분포를 분석하여 인체와의 접촉 여부를 판단한다.The controller 12 controls the overall operation of the probe 1. According to an embodiment, the control unit 12 detects the scattered ultrasound signal received through the transducer 110 and uses the detected ultrasound signal as a location or distribution of the scattered ultrasound signal in at least one of a time domain and a frequency domain. is analyzed to determine whether it is in contact with the human body.

시간 도메인에서의 접촉 여부 판단 예로, 제어부(12)는 프로브(1)의 인체와의 접촉 확인 시간대에서 산란 초음파 신호의 검출 여부에 따라 인체와의 접촉 유무를 판단한다. 예를 들어, 제어부(12)는 시간 도메인을 제1 시간대와 제2 시간대(접촉 확인 시간대)로 나누고, 입력되는 초음파 신호를 대상으로 제1 시간대에서 초기 트랜스듀서가 생성하는 출력 초음파 신호를 검출한 후 제2 시간대(접촉 확인 시간대)에서 산란 초음파 신호를 검출하면 인체와의 비접촉으로 판단한다. 이에 비해, 제2 시간대에서 산란 초음파 신호를 검출하지 못하면 인체와의 접촉으로 판단한다.As an example of contact determination in the time domain, the control unit 12 determines whether the probe 1 is in contact with the human body according to whether scattered ultrasonic signals are detected in the contact confirmation time period with the human body. For example, the control unit 12 divides the time domain into a first time zone and a second time zone (contact confirmation time zone), and detects an output ultrasonic signal generated by an initial transducer in the first time zone based on an input ultrasonic signal. Then, when the scattered ultrasonic signal is detected in the second time period (contact confirmation time period), it is determined that there is no contact with the human body. In comparison, if the scattered ultrasound signal is not detected in the second time period, it is determined as contact with the human body.

주파수 도메인에서의 접촉 여부 판단 예로, 신호 처리부(13)가 산란 초음파 신호를 시간 도메인에서 주파수 도메인의 스펙트럼 밀도 값으로 변환하면, 제어부(12)는 신호 처리부(13)를 통해 주파수 도메인으로 변환된 스펙트럼 밀도 값을 이용하여 인체와의 접촉 유무를 판단한다. 예를 들어, 제어부(12)는 프로브(1)가 인체에 접촉된 상태에서의 스펙트럼 밀도 기준 값을 미리 설정하고, 검출된 스펙트럼 밀도 값과 스펙트럼 밀도 기준 값을 비교하여, 검출된 스펙트럼 밀도 값이 스펙트럼 밀도 기준 값과 미리 설정된 범위 이내에 포함되면 인체와의 접촉으로 판단한다. 이에 비해, 미리 설정된 범위를 벗어나면 인체와의 비접촉으로 판단한다.For example, if the signal processing unit 13 converts the scattered ultrasonic signal into a spectral density value of the frequency domain in the time domain, the control unit 12 converts the spectrum into the frequency domain through the signal processing unit 13. The presence or absence of contact with the human body is determined using the density value. For example, the controller 12 presets a spectral density reference value in a state in which the probe 1 is in contact with the human body, compares the detected spectral density value with the spectral density reference value, and obtains the detected spectral density value. If it is within the spectral density reference value and a preset range, it is judged as contact with the human body. On the other hand, if it is out of the preset range, it is determined as non-contact with the human body.

제어부(12)는 시간 도메인 또는 주파수 도메인에서 접촉 여부를 판단할 수 있다. 나아가, 제어부(12)는 시간 도메인에서 검출된 산란 초음파 신호 및 주파수 도메인에서 해당 신호의 스펙트럼 밀도를 모두 분석하여 프로브(1)가 인체에 접촉하였는지 여부를 판단할 수 있다. 해당 방식은 더블 체킹(double checking) 하는 방식으로, 판단 오류를 없애고 정확도를 높일 수 있는 방식이다.The control unit 12 may determine whether or not contact is made in the time domain or the frequency domain. Furthermore, the controller 12 may determine whether the probe 1 is in contact with the human body by analyzing both the detected scattered ultrasound signal in the time domain and the spectral density of the corresponding signal in the frequency domain. This method is a method of double checking, which eliminates judgment errors and increases accuracy.

센서(20)는 공기층 또는 인체에서 산란되어 트랜스듀서로 입력되는 초음파 신호를 검출할 수 있다. 이때, 센서(20)는 전류 또는 압력을 이용하는 접촉 센서일 수 있다. 제어부(12)는 복수 개의 센서 중에 미리 설정된 개수 이상의 센서가 동일한 결과를 검출하는 경우 유효값으로 인정할 수 있다. 예를 들어, 5개의 센서 중에 4개 이상의 센서에서 동일하게 초음파 신호가 검출되는 경우 유효값으로 인정한다.The sensor 20 may detect an ultrasonic signal that is scattered from an air layer or a human body and is input to the transducer. At this time, the sensor 20 may be a contact sensor using current or pressure. The controller 12 may recognize the value as a valid value when more than a preset number of sensors among a plurality of sensors detect the same result. For example, if ultrasonic signals are equally detected by 4 or more of 5 sensors, it is recognized as a valid value.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 프로브의 인체와의 접촉 유무를 판단하기 위해 검출한 초음파 신호에 대한 시간 도메인에서의 파형 및 주파수 도메인에서의 주파수 스펙트럼을 도시한 도면이다.5 is a diagram illustrating a waveform in the time domain and a frequency spectrum in the frequency domain of an ultrasound signal detected to determine whether a probe is in contact with a human body according to an embodiment of the present invention.

보다 구체적으로 도 5의 (a)는 시간 도메인(Time domain)에서 검출된 초음파 신호의 파형을 도시한 것이고, 도 5의 (b)는 주파수 도메인(Frequency domain)에서 검출된 초음파 신호의 주파수 스펙트럼(Frequency spectrum)을 도시한 도면이다.More specifically, FIG. 5 (a) shows a waveform of an ultrasonic signal detected in the time domain, and FIG. 5 (b) shows a frequency spectrum (frequency spectrum) of an ultrasonic signal detected in the frequency domain. Frequency spectrum) is shown.

도 5를 참조하면, 프로브는 시간 도메인에서 산란 초음파 신호의 검출 위치를 분석하거나, 또는 주파수 도메인에서 검출한 산란 초음파 신호의 주파수 스펙트럼 분포를 분석하여 프로브의 인체와의 접촉 유무를 판단한다. 신호 검출을 위해 도 3 및 도 4에 표시된 #1, #2, #3 센서에서 초음파 신호를 검출한 경우를 시뮬레이션 하였다.Referring to FIG. 5 , whether the probe is in contact with the human body is determined by analyzing the detection position of the scattered ultrasound signal in the time domain or by analyzing the frequency spectrum distribution of the detected scattered ultrasound signal in the frequency domain. For signal detection, a case in which ultrasonic signals were detected by sensors #1, #2, and #3 shown in FIGS. 3 and 4 was simulated.

주파수 도메인에서의 신호 검출 프로세스를 설명하면, 프로브가 인체와 접촉면에서 산란되는 초음파를 검출하면 이를 FFT 신호처리 과정을 통해 검출 신호에 대한 주파수 스펙트럼을 획득하고, Trapezoidal Method 기반 수치 적분을 수행하여 스펙트럼 밀도(spectrum density) 값을 획득한다.Describing the signal detection process in the frequency domain, when the probe detects ultrasonic waves scattered from the contact surface with the human body, the frequency spectrum of the detected signal is obtained through FFT signal processing, and the spectral density is performed by numerical integration based on the Trapezoidal Method. (spectrum density) value is obtained.

도 5의 (a)를 참조하면, 시간 도메인에서 검출되는 초음파 신호는 비접촉식(Non-contact: 검정 선)과 접촉식(Contact: 빨강 점선) 모두에서 초기 출력 초음파 신호가 제1 시간대(예를 들어, 5 μs~15 μs)에서 검출된다. 그 이후 제2 시간대(예를 들어, 15 μs 이후)에서, 접촉식의 경우 피부에서 산란 초음파 신호가 비교적 작게 확인되거나 거의 없는 수준이다. 이에 비해, 비접촉식의 경우 공기층에 의한 강한 산란 신호가 검출된다. 따라서, 프로브는 제1 시간대의 초기 출력 초음파 신호보다 뒤의 제2 시간대에 산란 초음파 신호가 검출되면 인체와의 비접촉으로 판단할 수 있다. 프로브는 비접촉으로 판단하면, 신호 송신을 중단하여 트랜스듀서의 표면 열화를 방지할 수 있다.Referring to (a) of FIG. 5, the ultrasonic signal detected in the time domain is an initial output ultrasonic signal in both non-contact (black line) and contact (red dotted line) in a first time period (eg, , 5 μs to 15 μs). After that, in the second time period (eg, after 15 μs), in the case of the contact type, the scattering ultrasound signal from the skin is confirmed to be relatively small or almost non-existent. In comparison, in the case of the non-contact type, a strong scattering signal by the air layer is detected. Accordingly, the probe may determine non-contact with the human body when the scattered ultrasound signal is detected in the second time period after the initial output ultrasound signal in the first time period. If it is determined that the probe is non-contact, it is possible to prevent surface deterioration of the transducer by stopping signal transmission.

도 5의 (b)를 참조하면, 주파수 도메인에서 스펙트럼 밀도(주파수 스펙트럼 분포의 수치 적분 값)는 접촉식이 비접촉식보다 높은 것을 확인할 수 있다. 예를 들어, #1 센서의 경우 2.32*109 (접촉식) > 1.62*109 (비접촉식)로서 약 30%의 차이가 발생한다. #2 센서의 경우 1.77*109 (접촉식) > 1.31*109 (비접촉식)로서, 약 25%의 차이가 발생한다. #3 센서의 경우 1.22*109 (접촉식) > 0.99*109 (비접촉식)로서, 약 18%의 차이가 발생한다.Referring to (b) of FIG. 5 , it can be seen that the contact type has higher spectral density (numerical integration value of the frequency spectrum distribution) in the frequency domain than the non-contact type. For example, in the case of #1 sensor, a difference of about 30% occurs as 2.32*10 9 (contact type) > 1.62*10 9 (non-contact type). In the case of the #2 sensor, 1.77*10 9 (contact type) > 1.31*10 9 (non-contact type), a difference of about 25% occurs. In the case of the #3 sensor, 1.22*10 9 (contact type) > 0.99*10 9 (non-contact type), a difference of about 18% occurs.

이때, 프로브는 프로브가 인체에 접촉된 상태에서의 스펙트럼 밀도 기준 값을 미리 설정하고, 검출된 스펙트럼 밀도 값과 스펙트럼 밀도 기준 값을 비교하여, 검출된 스펙트럼 밀도 값이 스펙트럼 밀도 기준 값과 미리 설정된 범위 이내에 포함되면 인체와의 접촉으로 판단하고, 미리 설정된 범위를 벗어나면 인체와의 비접촉으로 판단한다. 예를 들어, #1 센서에서 기준 값을 5로 설정하였을 때, 프로브 접촉을 통해 검출한 스펙트럼 밀도 값이 5와 유사하면 접촉으로 판단하고, 5보다 70% 이하 수준(3.5 이하)으로 작으면 비접촉으로 판단한다.At this time, the probe presets a spectral density reference value in a state in which the probe is in contact with the human body, compares the detected spectral density value with the spectral density reference value, so that the detected spectral density value is within a preset range with the spectral density reference value. If it is within the range, it is determined as contact with the human body, and if it is out of the preset range, it is determined as non-contact with the human body. For example, when the reference value is set to 5 in sensor #1, if the spectral density value detected through contact with the probe is similar to 5, it is judged as contact, and if it is less than 5 by 70% (3.5 or less), it is non-contact. judge by

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 트랜스듀서의 열화 예방 방법의 프로세스를 도시한 도면이다.6 is a diagram illustrating a process of a method for preventing deterioration of a transducer according to an embodiment of the present invention.

도 4 및 도 6을 참조하면, 프로브(1)는 트랜스듀서를 통해 펄스 형태의 검출용 출력 초음파 신호를 송신한다(610).Referring to FIGS. 4 and 6 , the probe 1 transmits an output ultrasonic signal for detection in the form of a pulse through the transducer (610).

이어서, 프로브(1)는 트랜스듀서를 통해 수신되는 산란 초음파 신호를 검출(620) 하고, 검출된 산란 초음파 신호를 대상으로 시간 도메인 또는 주파수 도메인 중 적어도 하나의 도메인에서 산란 초음파 신호의 위치 또는 분포를 분석하여 인체와의 접촉 여부를 판단한다(630).Next, the probe 1 detects (620) the scattered ultrasound signal received through the transducer, and determines the location or distribution of the scattered ultrasound signal in at least one domain of the time domain or the frequency domain with respect to the detected scattered ultrasound signal. It is analyzed to determine whether contact with the human body is made (630).

프로브의 인체와의 접촉 여부 판단 단계(630)에서, 프로브(1)는 시간 도메인을 제1 시간대와 제2 시간대로 나누고, 산란 초음파 신호를 대상으로 제1 시간대에서 초기 트랜스듀서가 생성하는 출력 초음파 신호를 검출한 후 제2 시간대에서 산란 초음파 신호를 검출하면 인체와의 비접촉으로 판단하고, 제2 시간대에서 산란 초음파 신호를 검출하지 못하면 인체와의 접촉으로 판단할 수 있다.In step 630 of determining whether the probe is in contact with the human body, the probe 1 divides the time domain into a first time zone and a second time zone, and uses the scattered ultrasound signals as output ultrasound waves generated by the initial transducer in the first time zone. After detecting the signal, if the scattered ultrasound signal is detected in the second time period, it is determined as non-contact with the human body, and if the scattered ultrasound signal is not detected in the second time period, it can be determined as contact with the human body.

다른 예로, 프로브의 인체와의 접촉 여부 판단 단계(630)에서, 프로브(1)는 시간 도메인의 산란 초음파 신호를 주파수 스펙트럼으로 변환한 후, 이에 대한 스펙트럼 밀도 값을 획득하여, 검출 신호에 따라 변환된 스펙트럼 밀도 값과 스펙트럼 밀도 기준 값을 비교하여, 변환된 스펙트럼 밀도 값이 스펙트럼 밀도 기준 값과 미리 설정된 범위 이내에 포함되면 인체와의 접촉으로 판단하고, 미리 설정된 범위를 벗어나면 인체와의 비접촉으로 판단할 수 있다.As another example, in the step 630 of determining whether the probe is in contact with the human body, the probe 1 converts the scattered ultrasound signal in the time domain into a frequency spectrum, obtains a spectral density value for the scattered ultrasound signal, and converts the scattered ultrasound signal according to the detection signal. By comparing the converted spectral density value with the spectral density reference value, if the converted spectral density value is within the preset range of the spectral density reference value, it is judged as contact with the human body, and if it is out of the preset range, it is judged as non-contact with the human body. can do.

이어서, 프로브(1)는 인체와의 접촉으로 판단(640) 하면, 치료 초음파, 예를 들어, 집속 초음파를 이용한 초음파 치료를 준비한다(650).Next, when it is determined that the probe 1 is in contact with the human body (640), ultrasound treatment using therapeutic ultrasound, for example, focused ultrasound, is prepared (650).

이제까지 본 발명에 대하여 그 실시 예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.So far, the present invention has been looked at mainly by its embodiments. Those skilled in the art to which the present invention pertains will be able to understand that the present invention may be implemented in a modified form without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments should be considered from a descriptive point of view rather than a limiting point of view. The scope of the present invention is shown in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the equivalent scope will be construed as being included in the present invention.

Claims (13)

펄스 형태의 검출용 출력 초음파 신호를 송신하고 산란되는 초음파 신호를 수신하는 트랜스듀서를 포함하는 송수신부; 및
상기 트랜스듀서를 통해 수신된 산란 초음파 신호를 검출하고 검출된 초음파 신호를 대상으로 시간 도메인 또는 주파수 도메인 중 적어도 하나의 도메인에서 산란 초음파 신호의 위치 또는 분포를 분석하여 인체와의 접촉 여부를 판단하는 제어부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브.a transceiver including a transducer for transmitting an output ultrasonic signal for detection in a pulse form and receiving a scattered ultrasonic signal; and
A controller that detects the scattered ultrasonic signal received through the transducer and analyzes the position or distribution of the scattered ultrasonic signal in at least one of the time domain and the frequency domain with respect to the detected ultrasonic signal to determine whether it is in contact with the human body. ;
Probe comprising a. 제 1 항에 있어서,
검출용 출력 초음파 신호는 치료용 초음파 신호의 압력보다 낮은 압력의 초음파 펄스인 것을 특징으로 하는 프로브.According to claim 1,
The probe, characterized in that the output ultrasonic signal for detection is an ultrasonic pulse having a lower pressure than the pressure of the ultrasonic signal for treatment. 제 2 항에 있어서,
치료용 초음파 신호는 선형 또는 비선형 형태의 집속 초음파인 것을 특징으로 하는 프로브.According to claim 2,
The ultrasound signal for treatment is a probe, characterized in that the focused ultrasound in a linear or non-linear form. 제 1 항에 있어서, 제어부는
프로브의 인체와의 접촉 확인 시간대에서 산란 초음파 신호의 검출 여부에 따라 인체와의 접촉 유무를 판단하는 것을 특징으로 하는 프로브.The method of claim 1, wherein the controller
A probe characterized in that the presence or absence of contact with the human body is determined according to whether or not the scattered ultrasonic signal is detected in the contact confirmation time zone of the probe with the human body. 제 4 항에 있어서, 제어부는
시간 도메인을 제1 시간대와 제2 시간대로 나누고,
입력되는 초음파 신호를 대상으로 제1 시간대에서 초기 트랜스듀서가 생성하는 출력 초음파 신호를 검출한 후 제2 시간대에서 산란 초음파 신호를 검출하면 인체와의 비접촉으로 판단하고, 제2 시간대에서 산란 초음파 신호를 검출하지 못하면 인체와의 접촉으로 판단하는 것을 특징으로 하는 프로브.The method of claim 4, wherein the controller
Divide the time domain into a first time zone and a second time zone;
After detecting the output ultrasonic signal generated by the initial transducer for the input ultrasonic signal in the first time zone and then detecting the scattered ultrasonic signal in the second time zone, it is determined that there is no contact with the human body, and the scattered ultrasonic signal is detected in the second time zone. If not detected, the probe characterized in that it is judged as contact with the human body. 제 1 항에 있어서, 프로브는
입력되는 초음파 신호를 시간 도메인에서 주파수 도메인의 주파수 스펙트럼으로 변환한 후, 스펙트럼 밀도 값을 획득하는 신호 처리부; 를 더 포함하며,
제어부는
신호 처리부를 통해 획득한 스펙트럼 밀도 값을 이용하여 인체와의 접촉 유무를 판단하는 것을 특징으로 하는 프로브.The method of claim 1, wherein the probe
a signal processing unit that converts an input ultrasonic signal from a time domain to a frequency spectrum of a frequency domain and obtains a spectral density value; Including more,
the control unit
A probe characterized in that it determines the presence or absence of contact with the human body using the spectral density value obtained through the signal processing unit. 제 6 항에 있어서, 제어부는
프로브가 인체에 접촉된 상태에서의 스펙트럼 밀도 기준 값을 미리 설정하고,
검출된 스펙트럼 밀도 값과 스펙트럼 밀도 기준 값을 비교하여, 검출된 스펙트럼 밀도 값이 스펙트럼 밀도 기준 값과 미리 설정된 범위 이내에 포함되면 인체와의 접촉으로 판단하고, 미리 설정된 범위를 벗어나면 인체와의 비접촉으로 판단하는 것을 특징으로 하는 프로브.The method of claim 6, wherein the control unit
Preset the spectral density reference value when the probe is in contact with the human body,
By comparing the detected spectral density value with the spectral density reference value, if the detected spectral density value is within the preset range of the spectral density reference value, it is judged as contact with the human body, and if it is out of the preset range, it is judged as non-contact with the human body. A probe characterized in that for determining. 제 1 항에 있어서, 제어부는
시간 도메인에서 검출된 초음파 신호 및 주파수 도메인에서 획득한 스펙트럼 밀도 값을 모두 분석하여 프로브가 인체에 접촉하였는지 여부를 판단함에 따라 판단 오류를 제거하는 것을 특징으로 하는 프로브.The method of claim 1, wherein the controller
A probe characterized in that judgment errors are eliminated by determining whether the probe is in contact with a human body by analyzing both the ultrasonic signal detected in the time domain and the spectral density value obtained in the frequency domain. 제 1 항에 있어서, 프로브는
공기층 또는 인체에서 산란되어 트랜스듀서로 입력되는 초음파 신호를 검출하는 센서;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브.The method of claim 1, wherein the probe
A sensor that detects an ultrasonic signal that is scattered in the air layer or the human body and is input to the transducer;
A probe characterized in that it further comprises. 제 9 항에 있어서, 제어부는
복수 개의 센서 중에 미리 설정된 개수 이상의 센서가 동일한 결과를 검출하는 경우 유효값으로 인정하는 것을 특징으로 하는 프로브.10. The method of claim 9, wherein the controller
A probe characterized in that when a sensor of a predetermined number or more among a plurality of sensors detects the same result, it is recognized as a valid value. 프로브를 이용한 트랜스듀서의 열화 예방 방법에 있어서,
트랜스듀서를 통해 펄스 형태의 검출용 출력 초음파 신호를 송신하는 단계;
상기 트랜스듀서를 통해 수신되는 산란 초음파 신호를 검출하는 단계; 및
검출된 산란 초음파 신호를 대상으로 시간 도메인 또는 주파수 도메인 중 적어도 하나의 도메인에서 산란 초음파 신호의 위치 또는 분포를 분석하여 인체와의 접촉 여부를 판단하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜스듀서의 열화 예방 방법.In the method for preventing deterioration of a transducer using a probe,
Transmitting an output ultrasonic signal for detection in a pulse form through a transducer;
detecting a scattered ultrasound signal received through the transducer; and
determining whether the detected scattered ultrasound signal is in contact with a human body by analyzing a position or distribution of the scattered ultrasound signal in at least one of a time domain and a frequency domain;
A method for preventing deterioration of a transducer comprising a. 제 11 항에 있어서, 프로브의 인체와의 접촉 여부를 판단하는 단계는
시간 도메인을 제1 시간대와 제2 시간대로 나누고,
입력되는 초음파 신호를 대상으로 제1 시간대에서 초기 트랜스듀서가 생성하는 출력 초음파 신호를 검출한 후 제2 시간대에서 산란 초음파 신호를 검출하면 인체와의 비접촉으로 판단하고, 제2 시간대에서 산란 초음파 신호를 검출하지 못하면 인체와의 접촉으로 판단하는 것을 특징으로 하는 트랜스듀서의 열화 예방 방법.The method of claim 11, wherein the step of determining whether the probe is in contact with the human body
Divide the time domain into a first time zone and a second time zone;
After detecting the output ultrasonic signal generated by the initial transducer for the input ultrasonic signal in the first time zone and then detecting the scattered ultrasonic signal in the second time zone, it is determined that there is no contact with the human body, and the scattered ultrasonic signal is detected in the second time zone. A method for preventing deterioration of a transducer, characterized in that if it is not detected, it is judged as contact with the human body. 제 11 항에 있어서, 프로브의 인체와의 접촉 여부를 판단하는 단계는
입력되는 초음파 신호를 시간 도메인에서 주파수 도메인의 주파수 스펙트럼 형태로 변환한 후 스펙트럼 밀도 값을 획득하는 단계; 및
변환된 스펙트럼 밀도 값과 스펙트럼 밀도 기준 값을 비교하여, 변환된 스펙트럼 밀도 값이 스펙트럼 밀도 기준 값과 미리 설정된 범위 이내에 포함되면 인체와의 접촉으로 판단하고, 미리 설정된 범위를 벗어나면 인체와의 비접촉으로 판단하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜스듀서의 열화 예방 방법.The method of claim 11, wherein the step of determining whether the probe is in contact with the human body
converting an input ultrasonic signal from a time domain to a frequency spectrum form of a frequency domain and then obtaining a spectral density value; and
By comparing the converted spectral density value and the spectral density reference value, if the converted spectral density value is within the preset range of the spectral density reference value, it is judged as contact with the human body, and if it is out of the preset range, it is judged as non-contact with the human body. judging;
A method for preventing deterioration of a transducer comprising a.
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