JP6200589B2 - 超音波診断装置及びその動作方法 - Google Patents

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Description

本発明は、超音波診断装置及びその動作方法に係り、さらに具体的には、複数のプローブ(probe)を活用し、同一対象体に係わる複数の断面超音波映像を獲得することができる超音波診断装置及びその動作方法に関する。
超音波診断装置は、プローブのトランスデューサ(transducer)から生成される超音波信号を対象体に照射し、対象体から反射されたエコー信号の情報を受信し、対象体内部の部位に係わる映像を得る。特に、超音波診断装置は、対象体内部の観察、異物検出及び傷害測定など医学的目的に使用される。かような超音波診断装置は、X線を利用する診断装置に比べて安定性が高く、リアルタイムで映像のディスプレイが可能であり、放射能被爆がなくて安全であるという長所があり、他の画像診断装置と共に広く利用される。
超音波診断装置は、二次元超音波映像を得ることができる二次元超音波診断装置と、三次元超音波映像を得ることができる三次元超音波診断装置とを含む。
1つのプローブを利用して、対象体を撮影する二次元超音波診断装置の場合、超音波映像を獲得するのに時間が長くかかり、体積情報を獲得するのに困難さが伴う。また、三次元超音波診断装置の場合、断面診断情報を獲得するのに困難さが伴い、具現コストが高いという問題点がある。
本発明は、複数のプローブを利用して、対象体に係わる複数の断面超音波映像を獲得し、獲得した複数の断面超音波映像に基づいて診断を行うことができる超音波診断装置及びその動作方法を提供する。
本発明の一実施形態による超音波診断装置を利用して、超音波診断を行う場合、従来の二次元 超音波診断装置及び三次元超音波診断装置に比べ、正確な診断情報を獲得することができ、超音波診断装置の具現コストが節減され、ユーザの利用便宜性が向上する。
本発明の一実施形態による超音波診断装置の構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態による超音波診断装置の構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態による超音波診断装置の動作方法を示すフローチャートである。 図3の一実施形態による超音波診断装置の動作方法について説明するために参照する図面である。 図3の一実施形態による超音波診断装置の動作方法について説明するために参照する図面である。 図3の一実施形態による超音波診断装置の動作方法について説明するために参照する図面である。 図3の一実施形態による超音波診断装置の動作方法について説明するために参照する図面である。
本発明は、複数のプローブを利用して、対象体(object)に係わる複数の断面超音波映像を獲得し、獲得した複数の断面超音波映像に基づいて診断を行うことができる超音波診断装置及びその動作方法を提供する。
本発明の一実施形態による超音波診断装置の動作方法は、互いに独立している第1超音波信号及び第2超音波信号を対象体に送信する段階、第1超音波信号に対応する第1エコー信号、及び第2超音波信号に対応する第2エコー信号を受信する段階、第1エコー信号及び第2エコー信号を分離し、第1エコー信号に対応する第1超音波データ、及び第2エコー信号に対応する第2超音波データを生成する段階、並びに第1超音波データに基づいて生成された第1超音波映像、及び第2超音波データに基づいて生成された第2超音波映像を表示する段階を含み、前記第1超音波映像は、対象体の第1断面に係わる超音波映像であり、前記第2超音波映像は、対象体の第2断面に係わる超音波映像であることを特徴とする。
本発明の一実施形態による動作方法は、第1超音波信号に対応する第1駆動信号を生成し、第2超音波信号に対応する第2駆動信号を生成し、第1プローブ及び第2プローブに印加する段階をさらに含み、第1駆動信号及び第2駆動信号は、互いに独立していることを特徴とする。
本発明の一実施形態による送信する段階は、第1プローブにおいて、第1超音波信号を対象体に送信し、第2プローブにおいて、第2超音波信号を対象体に送信する段階であることを特徴とする。
本発明の一実施形態による第1超音波データ及び第2超音波データを生成する段階は、第1エコー信号及び第2エコー信号を、第1超音波信号及び第2超音波信号の特性に基づいて分離する段階をさらに含む。
本発明の一実施形態による第1超音波データ及び第2超音波データを生成する段階は、周波数帯域分割技法及びコード化励起技法のうち少なくとも一つを利用して、第1エコー信号及び第2エコー信号を分離する段階をさらに含む。
本発明の一実施形態による第1超音波信号及び第2超音波信号は、互いに異なる周波数帯域を含む信号であることを特徴とする。
本発明の一実施形態による第1超音波信号及び第2超音波信号は、互いに直交するコードによって構成された信号であることを特徴とする。
本発明の一実施形態による、第1超音波データ及び第2超音波データを生成する段階は、第1エコー信号及び第2エコー信号を圧縮する段階をさらに含む。
本発明の一実施形態による動作方法は、第1超音波映像及び第2超音波映像を合成した合成映像を表示する段階をさらに含む。
本発明の一実施形態による合成映像は、前記対象体に係わる三次元超音波映像を含むことを特徴とする。
本発明の一実施形態による動作方法は、第1超音波映像及び第2超音波映像の断面情報を、前記三次元超音波映像に表示する段階をさらに含む。
本発明の一実施形態による超音波診断装置は、第1超音波信号を対象体に送信する第1プローブ、及び第1超音波信号と互いに独立している第2超音波信号を対象体に送信する第2プローブ;第1超音波信号に対応する第1エコー信号、及び第2超音波信号に対応する第2エコー信号を受信し、前記第1エコー信号及び第2エコー信号を分離し、第1エコー信号に対応する第1超音波データを生成し、第2エコー信号に対応する第2超音波データを生成する超音波受信部;第1超音波データに基づいて、第1超音波映像を生成し、第2超音波データに基づいて、第2超音波映像を生成する映像生成部;並びに生成された第1超音波映像及び第2超音波映像を表示するディスプレイ部;を含み、第1超音波映像は、前記対象体の第1断面に係わる超音波映像であり、第2超音波映像は、前記対象体の第2断面に係わる超音波映像であることを特徴とする。
本発明の一実施形態による前記装置は、第1超音波信号に対応する第1駆動信号を生成し、第2超音波信号に対応する第2駆動信号を生成し、第1プローブ及び第2プローブに印加する超音波送信部をさらに含み、第1駆動信号及び第2駆動信号は、互いに独立していることを特徴とする。
本発明の一実施形態による超音波受信部は、第1エコー信号及び第2エコー信号を、第1超音波信号及び第2超音波信号の特性に基づいて分離することを特徴とする。
本発明の一実施形態による超音波受信部は、周波数帯域分割技法及びコード化励起技法のうち少なくとも一つを利用して、第1エコー信号及び第2エコー信号を分離することを特徴とする。
本発明の一実施形態による超音波受信部は、第1エコー信号及び第2エコー信号を圧縮することを特徴とする。
本発明の一実施形態によるディスプレイ部は、第1超音波映像及び第2超音波映像を合成した合成映像を表示することを特徴とする。
本発明の一実施形態によるディスプレイ部は、第1超音波映像及び第2超音波映像の断面情報を、前記三次元超音波映像に表示することを特徴とする。
本発明で使用される用語は、本発明での機能を考慮しながら、可能な限り現在広く使用される一般的な用語を選択したが、それは、当分野に従事する技術者の意図、判例、または新たな技術の出現などによって異なる。また、特定の場合は、出願人が任意に選定した用語もあり、その場合、当該発明の説明部分において詳細に当該意味を記載する。従って、本発明で使用される用語は、単純な用語の名称ではない、その用語が有する意味、及び本発明の全般にわたった内容を基に定義されなければならない。
明細書全体において、ある部分がある構成要素を「含む」とするとき、それは、特別に反対となる記載がない限り、他の構成要素を除くものではなく、他の構成要素をさらに含んでもよいということを意味する。また、明細書に記載された「…部」、「…モジュール」のような用語は、少なくとも1つの機能や動作を処理する単位を意味し、それらは、ハードウェアまたはソフトウェアによって具現されるか、あるいはハードウェアとソフトウェアとの結合によって具現されるのである。
明細書全体において「超音波映像」とは、超音波を利用して獲得された対象体に係わる映像を意味する。また、対象体は、人または動物、または人または動物の一部を含む。例えば、対象体は、肝臓、心臓、子宮、脳、乳房、腹部などの臓器、または血管を含む。また、対象体は、ファントム(phantom)を含み、ファントムは生物の密度及び実効原子番号に非常に近似した体積を有する物質を意味する。
また、超音波映像は、多様に具現される。例えば、超音波映像は、Aモード(amplitude mode)映像、Bモード(brightness mode)映像、Cモード(color mode)映像、Dモード(Doppler mode)映像のうち少なくとも一つでもある。また、本発明の一実施形態よれば、超音波映像は、二次元映像または三次元映像でもある。
また、明細書全体において「ユーザ」は、医療専門家であり、医師、看護婦、臨床病理士、医療映像専門家らになり、医療装置を修理する技術者にもなるが、それらに限定されるものではない。
以下、添付された図面を参照し、本発明の実施形態について、本発明が属する技術分野で当業者が、容易に実施することができるように詳細に説明する。しかし、本発明は、さまざまに異なる形態に具現され、ここで説明する実施形態に限定されるものではない。
図1は、本発明の一実施形態による超音波診断装置1000の構成を示すブロック図である。図1を参照すれば、超音波診断装置1000は、複数のプローブ21,22、超音波受信部110及び映像処理部200を含んでもよい。また、映像処理部200は、映像生成部220及びディスプレイ部230を含んでもよい。
本発明の一実施形態によるプローブは、複数に具現される。図1では、説明の便宜のために、第1プローブ21及び第2プローブ22、すなわち、2個のプローブのみを図示しているが、それらに限定されるものではない。
第1プローブ21及び第2プローブ22を含む複数のプローブは、同一形態によって具現され、それぞれのプローブが使用される位置によって、異なる形態に具現される。
また、第1プローブ21及び第2プローブ22は、軟性材質を含む軟性プローブによって具現される。プローブが軟性プローブによって具現される場合、ユーザは、プローブを曲折した領域に容易に位置させることができる。
また、第1プローブ21及び第2プローブ22は、無線プローブで構成される。第1プローブ21及び第2プローブ22が無線プローブによって具現される場合、第1プローブ21及び第2プローブ22は、複数のトランスデューサを含み、具現形態によって、超音波受信部120の構成を一部または全部含んでもよい。
第1プローブ21及び第2プローブ22は、対象体10に超音波信号を送信し、対象体10から反射するエコー信号を受信することができる。
このとき、第1超音波信号及び第2超音波信号は、互いに独立している信号でもある。例えば、第1超音波信号及び第2超音波信号は、互いに異なる周波数帯域を有する信号でもある。
または、第1超音波信号及び第2超音波信号は、互いに直交するコードによって構成された信号でもある。例えば、第1超音波信号及び第2超音波信号は、直交性質を有するように設計されたチャープ(chirp)コードによって構成された信号であるか、直交性質を有するように設計されたゴーレイ(golay)コードによって構成された信号でもある。ただし、それらに限定されるものではなく、第1超音波信号及び第2超音波信号は、それら以外にも、すでに公知された直交コードによって構成された信号でもある。
一方、本発明の一実施形態による超音波受信部120は、第1超音波信号に対応する第1エコー信号、及び第2超音波信号に対応する第2エコー信号を受信することができる。このとき、第1エコー信号は、第1プローブ21から受信した信号であり、第2エコー信号は、第2プローブ22から受信した信号でもある。
一方、超音波受信部120は、第1超音波受信部及び第2超音波受信部を含み、第1プローブ21から獲得した信号は、第1超音波受信部に受信され、第2プローブ22から獲得した信号は、第2超音波受信部に受信される。ただし、それに限定されるものではない。
本発明の一実施形態による超音波受信部120は、第1エコー信号及び第2エコー信号を分離することができる。
このとき、第1エコー信号及び第2エコー信号は、それぞれ第1超音波信号及び第2超音波信号に対応する信号であり、第1エコー信号は、第1超音波信号の特性を含み、第2エコー信号は、第2超音波信号の特性を含む。
それにより、超音波受信部120は、第1超音波信号及び第2超音波信号の特性に基づいて、第1エコー信号及び第2エコー信号を分離することができる。
このとき、超音波受信部120は、周波数帯域分割技法を利用して、第1エコー信号及び第2エコー信号を分離することができる。
例えば、第1超音波信号は、第1周波数帯域を有し、第2超音波信号は、第2周波数帯域を有する場合、それに対応し、第1エコー信号は、第1周波数帯域を有し、第2エコー信号は、第2周波数帯域を有することができる。
従って、超音波受信部120は、第1超音波信号及び第2超音波信号の周波数帯域特性に基づいて、第1エコー信号及び第2エコー信号を分離することができる。
また、超音波受信部120は、直交コード化励起技法を利用して、第1エコー信号及び第2エコー信号を分離することができる。
例えば、第1超音波信号が、第1チャープコードによって構成された信号であり、第2超音波信号が、第1チャープコードと直交する第2チャープコードによって構成された信号である場合、第1エコー信号は、第1チャープコードの特性を含み、第2エコー信号は、第2チャープコードの特性を含んでもよい。
従って、超音波受信部120は、第1チャープコード及び第2チャープコードの特性に基づいて、第1エコー信号及び第2エコー信号を分離することができる。
また、超音波受信部120は、分離された第1エコー信号に対応する第1超音波データを生成し、第2エコー信号に対応する第2超音波データを生成することができる。
一方、本発明の一実施形態による映像生成部220は、第1超音波データに基づいて、第1超音波映像を生成し、第2超音波データに基づいて、第2超音波映像を生成することができる。
このとき、第1超音波映像は、対象体10の第1断面に係わる超音波映像であり、第2超音波映像は、対象体10の第2断面に係わる超音波映像でもある。このとき、第1断面と第2断面は、垂直面に対して互いに異なる角度で傾いた断面でもある。
本発明の一実施形態によるディスプレイ部230は、第1超音波映像及び第2超音波映像を表示することができる。また、ディスプレイ部230は、第1超音波映像及び第2超音波映像を基にして合成した合成映像をさらに表示することができる。このとき、合成映像は、三次元超音波映像を含んでもよい。
図2は、本発明の一実施形態による超音波診断装置1000の構成を図示したブロック図である。図2を参照すれば、超音波診断装置1000は、プローブ20、超音波送受信部100、映像処理部200、通信部300、メモリ400、ユーザ入力部500及び制御部600を含み、前述の多くの構成は、バス700を介して互いに連結される。
超音波診断装置1000は、カード型だけではなく、携帯型にも具現される。携帯型超音波診断装置の例としては、パックスビューア(PACS(picture archiving and communication system) viewer)、スマートフォン(smart phone)、ラップトップコンピュータ、PDA(personal digital assistant)、タブレットPC(personal computer)などがあるが、それらに制限されるものではない。
本発明の一実施形態による超音波診断装置1000は、複数のプローブ20を含んでもよい。複数のプローブ20は、超音波送受信部100から印加された駆動信号(driving signal)によって、対象体10に超音波信号を送出し、対象体10から反射されたエコー信号を受信する。複数のプローブ20それぞれは、複数のトランスデューサを含み、複数のトランスデューサは、伝達される電気的信号によって振動し、音響エネルギーである超音波を発生させる。また、プローブ20は、超音波診断装置1000の本体と、有線または無線で連結される。
超音波送信部110は、プローブ20に駆動信号を供給し、パルス生成部112、送信遅延部114及びパルサ116を含む。パルス生成部112は、所定のパルス反復周波数(PRF:pulse repetition frequency)による送信超音波を形成するためのパルスを生成する。
本発明の一実施形態と係わり、超音波送信部110は、複数によって構成される。例えば、プローブがN個で構成される場合、超音波診断装置1000は、N個の超音波送信部を含んでもよい。
また、図1で説明したように、超音波診断装置1000が、第1プローブ21及び第2プローブ22を含む場合、超音波診断装置1000は、第1パルス生成部及び第2パルス生成部を含んでもよい。第1パルス生成部は、第1パルスを生成することができ、第1パルスは、第1プローブに印加される第1駆動信号に対応する。第2パルス生成部は、第2パルスを生成することができ、第2パルスは、第2プローブに印加される第2駆動信号に対応する。このとき、第1パルスと第2パルスは、互いに独立しているパルスであり、互いに干渉を起こさないパルスでもある。
送信遅延部114は、送信志向性(transmission directionality)を決定するための遅延時間(delay time)をパルスに適用する。遅延時間が適用されたそれぞれのパルスは、プローブ20に含まれた複数の圧電振動子(piezoelectric vibrators)にそれぞれ対応する。パルサ116は、遅延時間が適用されたそれぞれのパルスに対応するタイミング(timing)で、プローブ20に、駆動信号(または、駆動パルス(driving pulse))を印加する。
このとき、駆動信号は、第1駆動信号及び第2駆動信号を含み、本発明の一実施形態による超音波送信部110は、第1駆動信号及び第2駆動信号を、それぞれ第1プローブ21及び第2プローブ22に印加することができる。
一方、第1プローブ21は、印加された第1駆動信号に対応する第1超音波信号を対象体10に送信し、第2プローブ22は、印加された第2駆動信号に対応する第2超音波信号を対象体10に送信することができる。
超音波受信部120は、プローブ20から受信されるエコー信号を処理して超音波データを生成し、増幅器122、ADC(analog digital converter)124、受信遅延部126及び合算部128を含んでもよい。増幅器122は、エコー信号を各チャネル(channel)ごとに増幅し、ADC 124は、増幅されたエコー信号をアナログ−デジタル変換する。受信遅延部126は、受信志向性(reception directionality)を決定するための遅延時間を、デジタル変換されたエコー信号に適用し、合算部128は、受信遅延部166によって処理されたエコー信号を合算することにより、超音波データを生成する。
本発明の一実施形態と係わり、超音波診断装置1000は、複数の超音波受信部を含んでもよい。例えば、プローブがN個で構成される場合、超音波診断装置1000は、N個の超音波受信部を含み、複数のプローブそれぞれからエコー信号を受信することができる。
また、本発明の一実施形態と係わり、受信部120は、パルス圧縮部127をさらに含んでもよい。パルス圧縮部127は、分離された第1超音波信号及び第2超音波信号をそれぞれ圧縮することができる。
パルス圧縮部127は、低い電圧を有する長い信号が超音波信号として使用された場合、超音波信号に対応するエコー信号に対するパルス圧縮を行うことができる。それにより、超音波診断装置1000は、高い尖頭電圧を有する短い送信信号を使用するような解像度の超音波映像を獲得することができる。
例えば、第1超音波信号及び第2超音波信号がチャープ(chirp)コードのように、長いコード列を含む場合、パルス圧縮部127は、受信された第1エコー信号及び第2エコー信号に対するパルス圧縮を行い、それにより、超音波映像の解像度が維持される。
映像処理部200は、超音波送受信部100で生成された超音波データに対するスキャン変換(scan conversion)過程を介して、超音波映像を生成して表示する。
また、本発明の実施形態と係わり、映像処理部200は、第1超音波データに対するスキャン変換過程を介して、第1超音波映像を生成し、第2超音波データに対するスキャン変換過程を介して、第2超音波映像を生成し、第1超音波映像及び第2超音波映像を表示することができる。
一方、超音波映像は、Aモード(amplitude mode)、Bモード(brightness mode)及びMモード(motion mode)によって対象体をスキャンしたグレイスケール(gray scale)の超音波映像だけではなく、対象体の動きをドップラ映像によって示すことができる。ドップラ映像は、血液の流れを示す血流ドップラ映像(または、カラードップラ映像ともいう)、組織の動きを示すティッシュドップラ映像、及び対象体の移動速度を波形に表示するスペクトルドップラ映像を含んでもよい。
Bモード処理部212は、超音波データからBモード成分を抽出して処理する。映像生成部220は、Bモード処理部212によって抽出されたBモード成分に基づいて、信号の強度が輝度(brightness)によって表現される超音波映像を生成することができる。
同様に、ドップラ処理部214は、超音波データからドップラ成分を抽出し、映像生成部220は、抽出されたドップラ成分に基づいて、対象体の動きを、カラーまたは波形によって表現するドップラ映像を生成することができる。
一実施形態の一映像生成部220は、ボリュームデータに対するボリュームレンダリング過程を経て、三次元超音波映像を生成することができ、圧力による対象体10の変形程度を映像化した弾性映像も生成することもできる。さらに、映像生成部220は、超音波映像上に、さまざまな付加情報を、テキスト、グラフィックで表現することもできる。一方、生成された超音波映像は、メモリ400に保存される。
ディスプレイ部230は、映像生成部220で生成された超音波映像を表示出力する。ディスプレイ部230は、超音波映像だけではなく、超音波診断装置1000で処理される多様な情報を、GUI(graphic user interface)を介して、画面上に表示出力することができる。一方、超音波診断装置1000は、具現形態によって2以上のディスプレイ部230を含んでもよい。
ディスプレイ部230は、液晶ディスプレイ(liquid crystal display)、薄膜トランジスタ液晶ディスプレイ(thin film transistor-liquid crystal display)、有機発光ダイオード(organic light-emitting diode)、フレキシブルディスプレイ(flexible display)、三次元ディスプレイ(3D display)、電気泳動ディスプレイ(electrophoretic display)のうち少なくとも一つを含んでもよい。
また、ディスプレイ部230とユーザ入力部500とがレイヤ構造をなしてタッチスクリーンとして構成される場合、ディスプレイ部230は、出力装置以外に、ユーザのタッチによる情報の入力が可能な入力装置としても使用される。
通信部300は、有線または無線でネットワーク30と連結され、外部デバイスやサーバと通信する。通信部300は、医療映像情報システム(PACS:picture archiving and communication system)を介して連結された病院サーバや病院内の他の医療装置とデータを送受信することができる。また、通信部300は、医療用デジタル映像及び通信(DICOM:digital imaging and communications in medicine)標準によって、データ通信を行うことができる。
通信部300は、ネットワーク30を介して、対象体の超音波映像、超音波データ、ドップラデータなど対象体の診断と係わるデータを送受信することができ、CT(computed tomography)、MRI(magnetic resonance imaging)、X−rayなど、他の医療装置で撮影した医療映像も送受信することができる。さらに、通信部300は、サーバから、患者の診断履歴や治療日程などに係わる情報を受信し、対象体の診断に活用することもできる。さらに、通信部300は、病院内のサーバや医療装置だけではなく、意思や患者の携帯端末とデータ通信を行うこともできる。
通信部300は、有線または無線でネットワーク30と連結され、サーバ32、医療装置34または携帯用端末36とデータを送受信することができる。通信部300は、外部デバイスとの通信を可能にする1以上の構成要素を含み、例えば、近距離通信モジュール310、有線通信モジュール320及び移動通信モジュール330を含んでもよい。
近距離通信モジュール310は、所定距離以内の近距離通信のためのモジュールを意味する。本発明の一実施形態による近距離通信技術には、無線LAN(wireless local area network)、Wi−Fi(wireless fidelity)、ブルートゥース(登録商標(Bluetooth))、ジグビー(ZigBee)、WFD(Wi−Fi direct)、UWB(ultra wideband)、赤外線通信(IrDA:infrared data association)、BLE(Bluetooth low energy)、NFC(near field communication)などがあるが、それらに限定されるものではない。
有線通信モジュール320は、電気的信号または光信号を利用した通信のためのモジュールを意味し、一実施形態による有線通信技術には、アケーブル(pair cable)、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、イーサネット(登録商標(ethernet))ケーブルなどが含まれる。
移動通信モジュール330は、移動通信網上で、基地局、外部の端末、サーバのうち少なくとも一つと無線信号を送受信する。ここで、無線信号は、音声コール信号、画像通話コール信号、または文字/マルチメディアメッセージ送受信による多様な形態のデータを含んでもよい。
メモリ400は、超音波診断装置1000で処理されるさまざまな情報を保存する。例えば、メモリ400は、入出力される超音波データ、超音波映像など対象体の診断に係わる医療データを保存することができ、超音波診断装置1000内で遂行されるアルゴリズムやプログラムを保存することもできる。
メモリ400は、フラッシュメモリ、ハードディスク、EEPROM(electrically erasable and programmable read only memory)など、さまざまな種類の記録媒体によって具現される。また、超音波診断装置1000は、ウェブ上でメモリ400の保存機能を遂行するウェブストレージ(web storage)またはクラウドサーバを運用することもできる。
ユーザ入力部500は、ユーザが、超音波診断装置1000の動作制御のために入力する入力データを発生させる。ユーザ入力部500は、キーパッド、マウス、タッチパッド、トラックボール、ジョグスイッチなどハードウェア構成を含んでもよいが、それらに限定されるものではなくて、心電図測定モジュール、呼吸測定モジュール、音声認識センサ、ジェスチャ認識センサ、指紋認識センサ、虹彩認識センサ、深さセンサ、距離センサなどの多様な構成をさらに含んでもよい。
特に、タッチパッドが、前述のディスプレイ部230と相互レイヤ構造をなすタッチスクリーンも含んでもよい。
このとき、本発明の一実施形態による超音波装置100は、所定モードの超音波映像及び超音波映像に係わるコントロールパネルをタッチスクリーン上に表示することができる。そして、超音波装置1000は、タッチスクリーンを介して、超音波映像に対するユーザのタッチジェスチャを感知することができる。
制御部600は、超音波診断装置1000の動作を全般的に制御する。すなわち、制御部600は、図1に図示されたプローブ20、超音波送受信部100、映像処理部200、通信部300、メモリ400及びユーザ入力部500の間の動作を制御することができる。
プローブ20、超音波送受信部100、映像処理部200、通信部300、メモリ400、ユーザ入力部500及び制御部600のうち一部または全部は、ソフトウェアモジュールによって動作することができるが、それに制限されるものではなく、前述の構成のうち一部がハードウェアによって動作することもできる。また、超音波送受信部100、映像処理部200及び通信部300のうち少なくとも一部は、制御部600に含まれもするが、かような具現形態に制限されるものではない。
一方、図2に図示された超音波診断装置1000のブロック図は、本発明の一実施例のためのブロック図である。ブロック図の各構成要素は、実際に具現される超音波診断装置の仕様によって、統合、追加または省略がなされる。すなわち、必要によって、2以上の構成要素が1つの構成要素に合わされるが、あるいは1つの構成要素が2以上の構成要素に細分されて構成される。また、各ブロックで遂行する機能は、本発明の実施形態について説明するためのものであり、その具体的な動作や装置は、本発明の権利範囲を制限するものではない。
図3は、本発明の一実施形態による超音波診断装置の動作方法を示すフローチャートであり、図4ないし図6は、図3の超音波診断装置の動作方法について説明するために参照する図面である。
図3を参照すれば、超音波診断装置1000は、互いに独立している第1超音波信号及び第2超音波信号を対象体に送信する(S310)。
図4に図示されているように、対象体に係わる超音波映像を獲得するために、ユーザは、第1プローブ21及び第2プローブ22を含む複数のプローブを、それぞれ互いに異なる第1領域A1、第2領域A2、第3領域A3及び第4領域A4のうち一つに位置させることができる。
このとき、第1領域A1ないし第4領域A4は、対象体に係わる第1断面ないし第4断面映像を獲得するための領域でもあり、既設定の領域でもある。
例えば、ユーザは、心臓の第1断面ないし第4断面の映像を獲得するために、心臓を基準に、右側領域、左側領域、上側領域及び下側領域に、複数のプローブを角度を異ならせ、それぞれ位置させることができる。
一方、超音波診断装置1000は、第1駆動信号及び第2駆動信号を生成し、それぞれ第1プローブ21及び第2プローブ22に印加することができる。
第1プローブ21は、第1駆動信号に対応する第1超音波信号を対象体に送信し、第2プローブ22は、第2駆動信号に対応する第2超音波信号を対象体に送信することができる。
このとき、第1超音波信号及び第2超音波信号は、互いに独立している信号であり、互いに干渉が起きない信号でもある。
例えば、第1超音波信号及び第2超音波信号は、互いに異なる周波数帯域を有する信号でもある。
または、第1超音波信号及び第2超音波信号は、互いに直交するコードによって構成された信号でもある。例えば、第1超音波信号及び第2超音波信号は、直交性質を有するように設計されたチャープコードによって構成された信号であるか、あるいは直交性質を有するように設計されたゴーレイ(golay)コードによって構成された信号でもある。ただし、それらに限定されるものではなく、第1超音波信号及び第2超音波信号は、それら以外にも、すでに公知された直交コードによって構成された信号でもある。
再び、図3を参照すれば、超音波診断装置1000は、第1超音波信号に対応する第1エコー信号、及び第2超音波信号に対応する第2エコー信号を受信することができる(S320)。
このとき、第1エコー信号は、第1プローブ21で受信した信号でもあり、第2エコー信号は、第2プローブ22で受信した信号でもある。
例えば、第1プローブ21は、第1超音波信号を対象体に送信し、対象体から反射された第1エコー信号を受信し、受信した第1エコー信号を超音波受信部120に伝送ことができる。また、第2プローブ22は、第2送信信号を対象体に送信し、対象体から反射された第2エコー信号を受信し、受信した第2エコー信号を超音波受信部120に伝送ことができる。
超音波診断装置1000は、受信した第1エコー信号及び第2エコー信号を分離し、第1エコー信号に対応する第1超音波データを生成し、第2エコー信号に対応する第2超音波データを生成することができる(S330)。
このとき、第1エコー信号及び第2エコー信号は、それぞれ第1超音波信号及び第2超音波信号に対応する信号であり、第1エコー信号は、第1超音波信号の特性を含み、第2エコー信号は、第2超音波信号の特性を含んでもよい。
それにより、超音波受信部120は、第1超音波信号及び第2超音波信号の特性に基づいて、第1エコー信号及び第2エコー信号を分離することができる。
このとき、超音波受信部120は、周波数帯域分割技法を利用して、第1エコー信号及び第2エコー信号を分離することができる。
例えば、第1超音波信号は、第1周波数帯域を有し、第2超音波信号は、第2周波数帯域を有する場合、第1エコー信号は、第1周波数帯域を有することができ、第2エコー信号は、第2周波数帯域を有することができる。従って、超音波受信部120は、第1超音波信号及び第2超音波信号の周波数帯域特性に基づいて、第1エコー信号及び第2エコー信号を分離することができる。
また、超音波受信部120は、直交コード化励起技法を利用して、第1エコー信号及び第2エコー信号を分離することができる。
例えば、第1超音波信号が、第1チャープコードによって構成された信号であり、第2超音波信号が、第1チャープコードと直交する第2チャープコードによって構成された信号である場合、第1エコー信号は、第1チャープコードの特性を含み、第2エコー信号は、第2チャープコードの特性を含んでもよい。従って、超音波受信部120は、第1チャープコード及び第2チャープコードの特性に基づいて、第1エコー信号及び第2エコー信号を分離することができる。
また、超音波診断装置1000は、分離された第1エコー信号に対応する第1超音波データを生成し、第2エコー信号に対応する第2超音波データを生成することができる。
超音波診断装置1000は、第1超音波データに基づいて生成された第1超音波映像、及び第2超音波データに基づいて生成された第2超音波映像を表示することができる(S340)。
このとき、超音波診断装置1000は、第1超音波データをスキャン変換し、第1超音波映像を生成することができ、第2超音波データをスキャン変換し、第2超音波映像を生成することができる。
このとき、第1超音波映像は、第1プローブ21が位置した第1領域A1から獲得された超音波映像でもあり、第2超音波映像は、第2プローブ22が位置した第2領域A2から獲得された超音波映像でもある。
また、超音波診断装置1000は、第1プローブ21及び第2プローブ22以外に、第3プローブ及び第4プローブをさらに含み、ユーザは、第1プローブないし第4プローブを、それぞれ第1領域A1ないし第4領域A4に位置させ、第1超音波映像1410ないし第4超音波映像1440を獲得することができる。
図5を参照すれば、第1超音波映像1410ないし第4超音波映像1440は、同一対象体の複数の断面に係わる超音波映像でもある。
例えば、同一対象体が心臓である場合、第1超音波映像1410ないし第4超音波映像1440は、それぞれ第1領域A1ないし第4領域A4に位置した複数のプローブから獲得した、心臓の互いに異なる断面に係わる超音波映像でもある。
例えば、第1超音波映像1410は、心臓の垂直面に対して、第1角度に傾いた断面に係わる超音波映像であり、第2超音波映像1420は、垂直面に対して、第2角度に傾いた断面に係わる超音波映像でもある。
また、超音波診断装置1000は、対象体の三次元モデリング映像1450を共に表示することができる。
また、超音波診断装置1000は、ディスプレイ部230に表示される第1超音波映像1410ないし第4超音波映像1440に対応する断面1461,1462,1463,1464を対象体の三次元モデリング映像1450にそれぞれ表示することができる。
それにより、ユーザは、対象体の三次元モデリング映像1450に表示される断面を見ながら、プローブ20の角度、位置などを調節し、適切な断面超音波映像を獲得することができる。
また、超音波診断装置1000は、対象体の三次元モデリング映像1450に表示される断面を、プローブ20の動きに対応するように移動させて表示することができる。
一方、超音波診断装置1000は、第1超音波映像1410ないし第4超音波映像1440に表示される対象体の同一構成について、色相、輝度などを同一に表示することができる。
例えば、第1超音波映像1410及び第2超音波映像1420がいずれも第1血管及び第2血管を含む場合、第1超音波映像1410及び第2超音波映像1420の第1血管は、第1色相で同一に表示し、第2血管は、第2色相で同一に表示することができる。
それにより、ユーザは、複数の断面映像において、同一構成を容易に把握することができ、同一構成について複数の断面映像を利用して、正確な診断が可能である。
図6を参照すれば、超音波診断装置1000は、対象体に係わる三次元超音波映像1510をディスプレイ部230に表示することができる。このとき、三次元超音波映像1510は、複数のプローブから獲得した複数の超音波データに基づいて、モデリングされた三次元映像でもある。
例えば、超音波診断装置は、第1領域A1ないし第4領域A4にそれぞれ位置した第1プローブないし第4プローブからエコー信号を受信し、第1超音波データないし第4超音波データを獲得することができる。
このとき、超音波診断装置1000は、第1超音波データないし第4超音波データを利用して、二次元超音波映像及び三次元超音波映像を生成することができる。例えば、第1超音波データないし第4超音波データに含まれた対象体に係わる複数の断面情報を基にして、対象体に係わる三次元超音波映像を生成することができる。
このとき、図6に図示されているように、超音波診断装置1000は、二次元超音波映像に対応する断面1521,1522を三次元超音波映像1510に表示することができる。ただし、図6では、2個の断面のみを表示したが、それらに限定されるものではなく、二次元超音波映像がN個である場合、N個の断面を表示することができる。
ユーザが、三次元超音波映像1510に表示された複数の断面1521,1522のうち一つを選択する場合、超音波診断装置1000は、選択された断面に対応する二次元超音波映像1530をディスプレイ部230に表示することができる。
また、超音波診断装置は、図5及び図6に表示された二次元超音波イメージまたは三次元超音波イメージのうち少なくとも一つに基づいて、対象体に係わる測定を行うことができる。
例えば、ユーザが対象体内の第1地点及び第2地点の間の距離を測定するために、第1地点及び第2地点を選択する場合、超音波診断装置1000は、第1地点及び第2地点を含む断面に対応する超音波映像を表示することができる。それにより、超音波診断装置1000は、表示された超音波映像に基づいて、第1地点及び第2地点の間の距離を正確に測定することができる。
図7は、本発明の一実施形態による超音波診断装置の特徴を、比較例1の超音波診断装置及び比較例2の超音波診断装置と比較して示す図面である。比較例1の超音波診断装置は、従来の単一プローブを利用する二次元超音波診断装置であり、比較例2の超音波診断装置は、三次元超音波診断装置である。
図7を参照すれば、本発明の一実施形態による超音波診断装置は、比較例1の超音波診断装置に比べ、対象体に係わるさまざまなの方向の超音波映像を同時に獲得することができ、超音波診断に必要となる時間が短縮される。
また、本発明の一実施形態による超音波診断装置は、既設定の領域に複数のプローブを位置させ、複数の超音波映像を獲得することができ、比較例1の超音波診断装置に比べ、ユーザに対する依存度が低下する。
また、本発明の一実施形態による超音波診断装置は、比較例1の超音波診断装置に比べ、同時に獲得したさまざまな方向の二次元超音波映像に基づいて、対象体の体積情報を容易に獲得することができる。
一方、本発明の一実施形態による超音波診断装置は、比較例2の三次元超音波診断装置に比べ、対象体の断面に対する診断情報を獲得することができ、同時に、複数の断面情報を獲得することが可能である。
また、本発明の一実施形態による二次元超音波診断装置は、比較例2の三次元超音波診断装置に比べ、プローブの重さが軽く、具現コストが節減される。
それにより、本発明の実施形態にによる超音波診断装置を利用して超音波診断を行う場合、従来の二次元超音波診断装置及び三次元超音波診断装置に比べ、正確な診断情報を獲得することができ、超音波診断装置の具現コストが節減され、ユーザの利用便宜性が向上する。
一方、本発明の超音波診断装置及びその動作方法は、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に、コンピュータで読み取り可能なコードでもって具現することが可能である。コンピュータで読み取り可能な記録媒体は、コンピュータシステムによって読み取り可能なデータが保存される全種の記録装置を含む。コンピュータで読み取り可能な記録媒体の例としては、ROM(read only memory)、RAM(random access memory)、CD(compact disc)−ROM、磁気テープ、フロッピー(登録商標)ディスク、光データ保存装置などがあり、またインターネットを介した伝送のようなキャリアウェーブの形態によって具現されるものも含まれる。また、コンピュータで読み取り可能な記録媒体は、ネットワークに連結されたコンピュータシステムに分散され、分散方式でプロセッサが読み取ることができるなコードが保存されて実行される。
また、以上において、本発明の実施形態について図示して説明したが、本発明は、前述の特定実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲で請求する本発明の要旨を外れることなく、当該発明が属する技術分野において、当業者によって多様な変形実施が可能であるということは言うまでもなく、かような変形実施は、本発明の技術的思想や展望から個別的に理解されるものではない。

Claims (11)

  1. 互いに直交するコードによって構成される互いに独立している第1超音波信号及び第2超音波信号を対象体に送信する段階と、
    第1超音波信号に対応する第1エコー信号、及び第2超音波信号に対応する第2エコー信号を受信する段階と、
    コード化励起技法を利用して前記第1エコー信号及び第2エコー信号を分離し、第1エコー信号に対応する第1超音波データを生成し、第2エコー信号に対応する第2超音波データを生成する段階と、
    前記第1超音波データに基づいて生成された第1超音波映像、及び前記第2超音波データに基づいて生成された第2超音波映像を表示する段階と、を含み、
    前記第1超音波映像は、前記対象体の第1断面に係わる超音波映像を含み、前記第2超音波映像は、前記対象体の第2断面に係わる超音波映像を含むことを特徴とする超音波診断装置の動作方法。
  2. 前記送信する段階は、
    第1プローブで前記第1超音波信号を前記対象体に送信し、第2プローブで前記第2超音波信号を前記対象体に送信する段階であることを特徴とする請求項1に記載の超音波診断装置の動作方法。
  3. 前記第1超音波信号は、第1周波数帯域を含み、前記第2超音波信号は、前記第1周波数帯域と異なる第2周波数帯域を含むことを特徴とする請求項に記載の超音波診断装置の動作方法。
  4. 前記第1超音波信号及び第2超音波信号は、チャープコード又はゴーレイコードによって構成された信号であることを特徴とする請求項に記載の超音波診断装置の動作方法。
  5. 前記動作方法は、
    前記第1超音波映像及び第2超音波映像を合成した合成映像を表示する段階をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の超音波診断装置の動作方法。
  6. 前記合成映像は、前記対象体に係わる三次元超音波映像を含むことを特徴とする請求項に記載の超音波診断装置の動作方法。
  7. 前記動作方法は、
    前記第1超音波映像に係わる第1断面情報、及び前記第2超音波映像に係わる第2断面情報を、前記三次元超音波映像に表示する段階をさらに含むことを特徴とする請求項に記載の超音波診断装置の動作方法。
  8. 第1超音波信号を対象体に送信する第1プローブ
    記第1超音波信号と互いに独立している第2超音波信号を前記対象体に送信する第2プローブであって、前記第1及び第2超音波信号は互いに直交するコードによって構成される、第2プローブと、
    前記第1超音波信号に対応する第1エコー信号、及び前記第2超音波信号に対応する第2エコー信号を受信し、コード化励起技法を利用して前記第1エコー信号及び第2エコー信号を分離し、第1エコー信号に対応する第1超音波データを生成し、第2エコー信号に対応する第2超音波データを生成する超音波受信部と、
    前記第1超音波データに基づいて、第1超音波映像を生成し、前記第2超音波データに基づいて、第2超音波映像を生成する映像生成部と、
    生成された第1超音波映像及び第2超音波映像を表示するディスプレイ部と、を含み、
    前記第1超音波映像は、前記対象体の第1断面に係わる超音波映像であり、前記第2超音波映像は、前記対象体の第2断面に係わる超音波映像であることを特徴とする超音波診断装置。
  9. 前記第1超音波信号は、第1周波数帯域を含み、前記第2超音波信号は、前記第1周波数帯域と異なる第2周波数帯域を含む信号であることを特徴とする請求項に記載の超音波診断装置。
  10. 前記第1超音波信号及び第2超音波信号は、チャープコード又はゴーレイコードによって構成された信号であることを特徴とする請求項に記載の超音波診断装置。
  11. 前記ディスプレイ部は、
    前記第1超音波映像及び第2超音波映像を合成した合成映像を表示することを特徴とする請求項に記載の超音波診断装置。
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