JP7613677B2

JP7613677B2 - 超音波ボリュームの測定装置およびこれを含む超音波ボリュームの測定システム

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Publication number: JP7613677B2
Application number: JP2023563930A
Authority: JP
Inventors: ユ，ヤン・モ
Original assignee: Edgecare Inc; Sogang University Research Foundation
Current assignee: Edgecare Inc; Sogang University Research Foundation
Priority date: 2021-04-16
Filing date: 2022-03-02
Publication date: 2025-01-15
Anticipated expiration: 2042-03-02
Also published as: US12471803B2; KR102375824B1; US20250072783A1; EP4324402A4; WO2022220400A1; JP2024516593A; CN117320634A; EP4324402A1

Description

本発明は、超音波ボリュームの測定装置およびこれを含む超音波ボリュームの測定システムに関する。

人体の内部の所定の領域の体積を測定するために、一次元アレイを用いる場合、正確な体積を測定することに様々な不都合があり得る。最近、このような問題点を解決するために、様々な研究が行われている。

本発明が解決しようとする技術的課題は、第１超音波アレイが配置される第１方向と垂直な第２方向に沿って配置される複数の第２方向エレメントを含み、第１超音波アレイの一側に配置される第２超音波アレイを用いて、映像領域に含まれる測定部位の体積情報を正確に把握することができる超音波ボリュームの測定装置を提供することである。

このような課題を解決するために、本発明の実施形態による超音波ボリュームの測定装置は、第１超音波アレイ、第２超音波アレイ、アレイ制御部および体積測定部を含むことができる。第１超音波アレイは、第１方向に沿って配置される複数の第１方向エレメントを含み、第１超音波送信信号を送信することができる。第２超音波アレイは、前記第１方向と垂直な第２方向に沿って配置される複数の第２方向エレメントを含み、第２超音波送信信号を送信し、前記第１超音波アレイの一側に配置されることができる。アレイ制御部は、前記第１超音波アレイおよび前記第２超音波アレイを制御する制御信号を提供することができる。体積測定部は、前記第１超音波アレイに受信される第１超音波受信信号および前記第２超音波アレイに受信される第２超音波受信信号に基づいて生成される映像領域に含まれる測定部位の体積情報を提供することができる。

一実施形態において、前記第１超音波アレイおよび前記第２超音波アレイが人体のスキャン位置に配置される場合、前記第１超音波アレイおよび前記第２超音波アレイを順に交互にターン－オンして、前記第１超音波受信信号および前記第２超音波受信信号を受信することができる。

一実施形態において、前記第２超音波アレイは、予め定められた角度に該当するステアリング角度を有する前記第２超音波送信信号を前記映像領域に含まれる前記測定部位に送信し、前記測定部位から反射する前記第２超音波受信信号を受信することができる。

一実施形態において、前記超音波ボリュームの測定装置は、映像提供部をさらに含むことができる。映像提供部は、前記第１超音波アレイおよび前記第２超音波アレイが配置されるアレイ位置ごとに、前記第１超音波受信信号に対応する第１超音波映像および前記第２超音波受信信号に対応する第２超音波映像を提供することができる。

一実施形態において、前記体積測定部は、前記アレイ位置ごとに提供される前記第１超音波映像に基づいて、前記測定部位の広さが最大である最大広さ情報を算出し、前記第１超音波映像に対応する前記第２超音波映像に基づいて、前記測定部位の幅が最大である最大幅情報を算出して、前記測定部位の体積情報を提供することができる。

一実施形態において、前記アレイ位置から前記最大広さ情報に対応する前記第１超音波映像で最大映像深さに該当する最大映像地点までを連結する第１直線と前記第２超音波アレイの中心から前記最大映像地点までを連結する第２直線との角度は、基準角度であることができ、前記ステアリング角度は、前記基準角度より大きいことができる。

一実施形態において、前記アレイ位置は、前記第１超音波アレイの中心を基準に設定されることができる。

一実施形態において、前記超音波ボリュームの測定装置の動作モードは、スキャンモードおよびサーチモードを含むことができる。前記スキャンモードでは、前記第１超音波アレイを用いて提供される第１超音波映像によって前記映像領域に含まれる前記測定部位の前記最大広さ情報を算出することができる。前記サーチモードでは、前記第１超音波アレイを用いてスキャンしながら、前記最大広さ情報と同じ位置が感知される場合、前記第２超音波アレイを用いて、前記測定部位の最大幅の情報を算出することができる。

一実施形態において、前記ステアリング角度は、予め定められた角度間隔に応じて順に増加または減少するように設定することができる。

このような課題を解決するために、本発明の実施形態による超音波ボリュームの測定システムは、第１超音波アレイ、第２超音波アレイ、アレイ制御部、体積測定部および結果提供部を含むことができる。第１超音波アレイは、第１方向に沿って配置される複数の第１方向エレメントを含み、第１超音波送信信号を送信することができる。第２超音波アレイは、前記第１方向と垂直な第２方向に沿って配置される複数の第２方向エレメントを含み、第２超音波送信信号を送信し、前記第１超音波アレイの一側に配置されることができる。アレイ制御部は、前記第１超音波アレイおよび前記第２超音波アレイを制御する制御信号を提供することができる。体積測定部は、前記第１超音波アレイに受信される第１超音波受信信号および前記第２超音波アレイに受信される第２超音波受信信号に基づいて生成される映像領域に含まれる測定部位の体積情報を提供することができる。結果提供部は、前記測定部位の体積情報と予め定められた体積基準情報とを比較して、比較結果を提供することができる。

一実施形態において、前記アレイ制御部は、第１制御部および第２制御部を含むことができる。第１制御部は、前記第１超音波アレイに含まれる前記第１方向エレメントを制御する第１制御信号を提供することができる。第２制御部は、前記第２超音波アレイに含まれる前記第２方向エレメントを制御する第２制御信号を提供することができる。

このような課題を解決するために、本発明の実施形態による超音波ボリュームの測定装置の動作方法では、第１方向に沿って配置される複数の第１方向エレメントを含む第１超音波アレイが第１超音波送信信号を送信することができる。前記第１方向と垂直な第２方向に沿って配置される複数の第２方向エレメントを含む第２超音波アレイが第２超音波送信信号を送信することができる。アレイ制御部が前記第１超音波アレイおよび前記第２超音波アレイを制御する制御信号を提供することができる。体積測定部が前記第１超音波アレイに受信される第１超音波受信信号および前記第２超音波アレイに受信される第２超音波受信信号に基づいて生成される映像領域に含まれる測定部位の体積情報を提供することができる。

このような課題を解決するために、本発明の実施形態による超音波ボリュームの測定システムの動作方法では、第１方向に沿って配置される複数の第１方向エレメントを含む第１超音波アレイが第１超音波送信信号を送信することができる。前記第１方向と垂直な第２方向に沿って配置される複数の第２方向エレメントを含む第２超音波アレイが第２超音波送信信号を送信することができる。アレイ制御部が前記第１超音波アレイおよび前記第２超音波アレイを制御する制御信号を提供することができる。体積測定部が前記第１超音波アレイに受信される第１超音波受信信号および前記第２超音波アレイに受信される第２超音波受信信号に基づいて生成される映像領域に含まれる測定部位の体積情報を提供することができる。結果提供部が前記測定部位の体積情報と予め定められた体積基準情報とを比較して、比較結果を提供することができる。

上記で言及された本発明の技術的課題の他にも、本発明の他の特徴および利点が、以下で記述されるか、そのような技術および説明から本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者が明確に理解することができる。

以上のような本発明によると、以下のような効果がある。

本発明による超音波ボリュームの測定装置は、第１超音波アレイが配置される第１方向と垂直な第２方向に沿って配置される複数の第２方向エレメントを含み、第１超音波アレイの一側に配置される第２超音波アレイを用いて、映像領域に含まれる測定部位の体積情報を正確に把握することができる。

その他にも、本発明の実施形態により、本発明のさらに他の特徴および利点が新たに把握されることもできる。

本発明の実施形態による超音波ボリュームの測定装置を示す図である。図１の超音波ボリュームの測定装置の一実施形態を説明するための図である。図１の超音波ボリュームの測定装置の一動作を説明するための図である。図１の超音波ボリュームの測定装置の他の動作を説明するための図である。図１の超音波ボリュームの測定装置に含まれる映像提供部を説明するための図である。図１の超音波ボリュームの測定装置に含まれる第１超音波アレイを用いて生成される第１超音波映像を示す図である。図１の超音波ボリュームの測定装置に含まれる第１超音波アレイを用いて生成される第１超音波映像を示す図である。図１の超音波ボリュームの測定装置に含まれる第２超音波アレイを用いて生成される第２超音波映像を示す図である。図１の超音波ボリュームの測定装置に含まれる第２超音波アレイを用いて生成される第２超音波映像を示す図である。図１の超音波ボリュームの測定装置に適用されるステアリング角度を説明するための図である。図１の超音波ボリュームの測定装置の動作モードを説明するための図である。図１の超音波ボリュームの測定装置に適用されるステアリング角度の例を説明するための図である。本発明の実施形態による超音波映像装置を示す図である。図１３の超音波映像装置に含まれるアレイ制御部の動作を説明するための図である。本発明の実施形態による超音波装置の動作方法を示すフローチャートである。本発明の実施形態による超音波映像装置の動作方法を示すフローチャートである。

本明細書において、各図面の構成要素に参照番号を付けるに際し、同じ構成要素に限っては、仮に異なる図面上に表示されていても、できるだけ同じ番号を有するようにしていることに留意すべきである。

一方、本明細書に述べられている用語の意味は、以下のように理解すべきである。

単数の表現は、文脈上、明白に異なる意味で定義しない限り、複数の表現を含むものと理解すべきであり、これらの用語によって権利範囲が限定されてはならない。

「含む」または「有する」などの用語は、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、ステップ、動作、構成要素、部分品またはこれらを組み合わせたものなどの存在または付加可能性を予め排除しないことを理解すべきである。

以下、添付の図面を参照して、上記問題点を解決するために考案された本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態による超音波ボリュームの測定装置を示す図であり、図２は、図１の超音波ボリュームの測定装置の一実施形態を説明するための図であり、図３は、図１の超音波ボリュームの測定装置の一動作を説明するための図であり、図４は、図１の超音波ボリュームの測定装置の他の動作を説明するための図である。

図１～図４を参照すると、本発明の実施形態による超音波ボリュームの測定装置１０は、第１超音波アレイ１１０、第２超音波アレイ１２０、アレイ制御部２００および体積測定部３００を含むことができる。

第１超音波アレイ１１０は、第１方向Ｄ１に沿って配置される複数の第１方向エレメントを含み、第１超音波送信信号ＵＴ１を送信することができる。例えば、複数の第１方向エレメントは、第１＿１エレメントＥ１＿１、第１＿２エレメントＥ１＿２～第１＿ＮエレメントＥ１＿Ｎを含むことができる。第１＿１エレメント、第１＿２エレメントＥ１＿２～第１＿ＮエレメントＥ１＿Ｎは第１方向Ｄ１に沿って配置されることができ、第１超音波アレイ１１０は、第１＿１エレメントＥ１＿１、第１＿２エレメントＥ１＿２～第１＿ＮエレメントＥ１＿Ｎを用いて、第１超音波送信信号ＵＴ１を送信することができる。第２超音波アレイ１２０は、第１方向Ｄ１と垂直な第２方向Ｄ２に沿って配置される複数の第２方向エレメントを含み、第２超音波送信信号ＵＴ２を送信し、第１超音波アレイ１１０の一側ＳＤ１に配置されることができる。例えば、複数の第２方向エレメントは、第２＿１エレメントＥ２＿１、第２＿２エレメント～第２＿ＮエレメントＥ２＿Ｎを含むことができる。第２＿１エレメントＥ２＿１、第２＿２エレメント～第２＿ＮエレメントＥ２＿Ｎは、第１方向Ｄ１と垂直な第２方向Ｄ２に沿って配置されることができ、第２超音波アレイ１２０は、第１超音波アレイ１１０の一側ＳＤ１に垂直に配置されることができる。第２超音波アレイ１２０は、第２＿１エレメントＥ２＿１、第２＿２エレメント～第２＿ＮエレメントＥ２＿Ｎを用いて第２超音波送信信号ＵＴ２を送信することができる。

アレイ制御部２００は、第１超音波アレイ１１０および第２超音波アレイ１２０を制御する制御信号を提供することができる。体積測定部３００は、第１超音波アレイ１１０に受信される第１超音波受信信号ＵＲ１および第２超音波アレイ１２０に受信される第２超音波受信信号ＵＲ２に基づいて生成される映像領域に含まれる測定部位ＭＲの体積情報ＶＩを提供することができる。

一実施形態において、第１超音波アレイ１１０および第２超音波アレイ１２０が人体の所定の位置に配置される場合、第１超音波アレイ１１０および第２超音波アレイ１２０を順に交互にターン－オンして、第１超音波受信信号ＵＲ１および第２超音波受信信号ＵＲ２を受信することができる。例えば、複数の時間は、第１時間Ｔ１、第２時間Ｔ２、第３時間Ｔ３、第４時間Ｔ４および第５時間Ｔ５を含むことができる。第１時間Ｔ１から第２時間Ｔ２までの時間間隔は、第１時間間隔ＴI１であることができ、第２時間Ｔ２から第３時間Ｔ３までの時間間隔は、第２時間間隔ＴI２であることができる。また、第３時間Ｔ３から第４時間Ｔ４までの時間間隔は、第３時間間隔ＴI３であることができ、第４時間Ｔ４から第５時間Ｔ５までの時間間隔は、第４時間間隔ＴI４であることができる。

例えば、第１時間間隔ＴI１および第２時間間隔ＴI２の間に第１超音波アレイ１１０の中心が第１地点Ｐ１に配置されることができる。この場合、第１時間間隔ＴI１の間に、超音波ボリュームの測定装置１０は、第１制御信号ＣＳ１に基づいて第１超音波アレイ１１０を駆動して第１超音波送信信号ＵＴ１を送信し、対象体から反射する第１超音波受信信号ＵＲ１を受信することができる。一方、第１時間間隔ＴI１の間に、超音波ボリュームの測定装置１０は、第２制御信号ＣＳ２に基づいて第２超音波アレイ１２０をターン－オフして、駆動しないこともできる。第２時間間隔ＴI２の間に超音波装置は、第１制御信号ＣＳ１に基づいて第１超音波アレイ１１０をターン－オフして、駆動しないこともでき、一方、超音波装置は、第２制御信号ＣＳ２に基づいて第２超音波アレイ１２０を駆動して第２超音波送信信号ＵＴ２を送信し、対象体から反射する第２超音波受信信号ＵＲ２を受信することができる。一実施形態において、本発明による体積測定装置は、第１時間間隔ＴI１および第２時間間隔ＴI２の間に人体の第１地点Ｐ１に位置して、第１地点Ｐ１で撮影される対象体の第１超音波映像ＵＩ１および第２超音波映像ＵＩ２をいずれも取得することができる。第１超音波映像ＵＩ１および第２超音波映像ＵＩ２は、データベースに保存されることができ、体積測定部３００は、第１超音波アレイ１１０に受信される第１超音波受信信号ＵＲ１および第２超音波アレイ１２０に受信される第２超音波受信信号ＵＲ２に基づいて生成される映像領域に含まれる測定部位ＭＲの体積情報ＶＩを提供することができる。

次に、第３時間間隔ＴI３および第４時間間隔ＴI４の間に、第１超音波アレイ１１０の中心が、第２地点Ｐ２に配置されることができる。この場合、第３時間間隔ＴI３の間に、超音波ボリュームの測定装置１０は、第１制御信号ＣＳ１に基づいて第１超音波アレイ１１０を駆動して第１超音波送信信号ＵＴ１を送信し、対象体から反射する第１超音波受信信号ＵＲ１を受信することができる。一方、第３時間間隔ＴI３の間に、超音波ボリュームの測定装置１０は、第２制御信号ＣＳ２に基づいて第２超音波アレイ１２０をターン－オフして、駆動しないこともできる。第４時間間隔ＴI４の間に、超音波ボリュームの測定装置１０は、第１制御信号ＣＳ１に基づいて第１超音波アレイ１１０をターン－オフして、駆動しないこともでき、一方、超音波ボリュームの測定装置１０は、第２制御信号ＣＳ２に基づいて第２超音波アレイ１２０を駆動して第２超音波送信信号ＵＴ２を送信し、対象体から反射する第２超音波受信信号ＵＲ２を受信することができる。一実施形態において、本発明による体積測定装置は、第３時間間隔ＴI３および第４時間間隔ＴI４の間に人体の第２地点Ｐ２に位置して、第２地点Ｐ２で撮影される対象体の第１超音波映像ＵＩ１および第２超音波映像ＵＩ２をいずれも取得することができる。第１超音波映像ＵＩ１および第２超音波映像ＵＩ２は、データベースに保存されることができ、体積測定部３００は、第１超音波アレイ１１０に受信される第１超音波受信信号ＵＲ１および第２超音波アレイ１２０に受信される第２超音波受信信号ＵＲ２に基づいて生成される映像領域に含まれる測定部位ＭＲの体積情報ＶＩを提供することができる。

一実施形態において、第２超音波アレイ１２０は、予め定められた角度に該当するステアリング角度ＳＤを有する第２超音波送信信号ＵＴ２を映像領域に含まれる測定部位ＭＲに送信し、測定部位ＭＲから反射する第２超音波受信信号ＵＲ２を受信することができる。例えば、第２超音波アレイ１２０を用いて測定部位ＭＲを含む映像を取得するために、第２超音波アレイ１２０に含まれる複数の第２方向エレメントに適用されるディレーを変更することができる。第２方向エレメントに適用されるディレーを変更する場合、第２超音波アレイ１２０のステアリング角度ＳＤが変更されることができる。

本発明による超音波ボリュームの測定装置１０は、第１超音波アレイ１１０が配置される第１方向Ｄ１と垂直な第２方向Ｄ２に沿って配置される複数の第２方向エレメントを含み、第１超音波アレイ１１０の一側ＳＤ１に配置される第２超音波アレイ１２０を用いて、映像領域に含まれる測定部位ＭＲの体積情報ＶＩを正確に把握することができる。

上記では、時間を区分して、第１超音波アレイ１１０および第２超音波アレイ１２０を交互にスキャンする動作について説明しているが、本発明による超音波装置１０は、第１超音波アレイ１１０および第２超音波アレイ１２０を同時に用いて、超音波送信信号を送信し、対象体から反射する超音波受信信号を、第１超音波アレイ１１０および第２超音波アレイ１２０を同時に用いて受信した後、信号処理することにより超音波映像を取得することもできる。

また、本発明の実施形態による超音波ボリュームの測定装置１０は、第１超音波アレイ１１０を用いて、膀胱の最も深い部位の長さを測定し、第１超音波アレイ１１０と９０度の角度をなして配置される第２超音波アレイ１２０を用いて、膀胱から取得される映像の高さを測定することにより、膀胱の三次元ボリュームを測定することもできる。

図５は、図１の超音波ボリュームの測定装置に含まれる映像提供部を説明するための図であり、図６および図７は、図１の超音波ボリュームの測定装置に含まれる第１超音波アレイを用いて生成される第１超音波映像を示す図であり、図８および図９は、図１の超音波ボリュームの測定装置に含まれる第２超音波アレイを用いて生成される第２超音波映像ＵＩ２を示す図である。

図１～図９を参照すると、超音波ボリュームの測定装置１０は、映像提供部３１０をさらに含むことができる。映像提供部３１０は、第１超音波アレイ１１０および第２超音波アレイ１２０が配置されるアレイ位置ごとに第１超音波受信信号ＵＲ１に対応する第１超音波映像ＵＩ１および第２超音波受信信号ＵＲ２に対応する第２超音波映像ＵＩ２を提供することができる。例えば、第１超音波アレイ１１０の中心が第１地点Ｐ１に配置される場合、第１超音波アレイ１１０に受信される第１超音波受信信号ＵＲ１に基づいて生成される第１＿１超音波映像Ｕ１＿１は、図６のように図示されることができ、図６に図示される測定部位ＭＲの高さおよび幅は、Ａ１であることができる。次に、第２超音波アレイ１２０を用いて、第２超音波送信信号ＵＴ２を測定部位ＭＲに送信し、測定部位ＭＲから受信する第２超音波受信信号ＵＲ２に基づいて生成される第２＿１超音波映像Ｕ２＿１は、図８のように図示されることができ、図８に図示される測定部位ＭＲの幅は、Ａ１であることができる。

次に、第１超音波アレイ１１０および第２超音波アレイ１２０は、第２地点Ｐ２に移動することができる。第１超音波アレイ１１０の中心が第２地点Ｐ２に配置される場合、第１超音波アレイ１１０に受信される第１超音波受信信号ＵＲ１に基づいて生成される第１＿２超音波映像Ｕ１＿２は、図７のように図示されることができ、図７に図示される測定部位ＭＲの高さおよび幅は、Ａ２であることができる。次に、第２超音波アレイ１２０を用いて、第２超音波送信信号ＵＴ２を測定部位ＭＲに送信し、測定部位ＭＲから受信する第２超音波受信信号ＵＲ２に基づいて生成される第２＿２超音波映像Ｕ２＿２は、図９のように図示されることができ、図９に図示される測定部位ＭＲの幅は、Ａ２であることができる。

体積測定部３００は、第１超音波アレイ１１０に受信される第１超音波受信信号ＵＲ１に応じて生成される第１超音波映像ＵＩ１および第２超音波アレイ１２０に受信される第２超音波受信信号ＵＲ２に応じて生成される第２超音波映像ＵＩ２に基づいて、測定部位ＭＲの体積情報ＶＩを提供することができる。例えば、第１＿１超音波映像Ｕ１＿１に含まれる測定部位ＭＲの高さおよび幅、第２＿１超音波映像Ｕ２＿１に含まれる測定部の幅およびステアリング角度を含むパラメータを用いて、測定部位ＭＲの体積情報ＶＩを把握することができる。

一実施形態において、体積測定部３００は、アレイ位置ごとに提供される第１超音波映像ＵＩ１に基づいて、測定部位ＭＲの広さが最大である最大広さ情報を算出し、第１超音波映像ＵＩ１に対応する第２超音波映像ＵＩ２に基づいて、測定部位ＭＲの幅が最大である最大幅情報を算出して、測定部位ＭＲの体積情報ＶＩを提供することができる。例えば、第１超音波アレイ１１０の中心が第２地点Ｐ２に配置される場合、第１＿２超音波映像Ｕ１＿２に含まれる測定部位ＭＲの高さおよび幅が最大であることができ、第２＿２超音波映像Ｕ２＿２に含まれる測定部位ＭＲの幅が最大であることができる。この場合、体積測定部３００は、第１＿２超音波映像Ｕ１＿２に含まれる測定部位ＭＲの高さおよび幅、第２＿２超音波映像Ｕ２＿２に含まれる測定部位ＭＲの幅およびステアリング角度を含むパラメータを用いて、測定部位ＭＲの最大体積情報ＶＩを提供することができる。パラメータは、第２＿２超音波映像Ｕ２＿２に含まれる測定部位ＭＲの幅を補正するために使用されることができる。

図１０は、図１の超音波ボリュームの測定装置に適用されるステアリング角度を説明するための図であり、図１１は、図１の超音波ボリュームの測定装置の動作モードを説明するための図であり、図１２は、図１の超音波ボリュームの測定装置に適用されるステアリング角度の例を説明するための図である。

図１～図１２を参照すると、一実施形態において、アレイ位置から最大広さ情報に対応する第１超音波映像ＵＩ１で最大映像深さＭＤに該当する最大映像地点ＭＰまでを連結する第１直線ＬＮ１と、第２超音波アレイ１２０の中心ＣＡ１から最大映像地点ＭＰまでを連結する第２直線ＬＮ２との間の角度は、基準角度ＲＤであることができ、ステアリング角度ＳＤは、基準角度ＲＤより大きくなることができる。例えば、第２超音波アレイ１２０を用いて、測定部位ＭＲを含む映像を取得するために、第２超音波アレイ１２０に含まれる複数の第２方向エレメントに適用されるディレーを変更することができる。第２方向エレメントに適用されるディレーを変更する場合、第２超音波アレイ１２０のステアリング角度ＳＤが変更されることができる。第２超音波アレイ１２０のステアリング角度ＳＤは、基準角度ＲＤより大きく設定する場合、測定部位ＭＲを含む周辺のより広い第２方向超音波映像を取得することができる。一実施形態において、アレイ位置は、第１超音波アレイ１１０の中心を基準に設定されることができる。

一実施形態において、超音波ボリュームの測定装置の動作モードＯＭは、スキャンモードＳＣＭおよびサーチモードＳＥＭを含むことができる。スキャンモードＳＣＭでは、第１超音波アレイ１１０を用いて提供される第１超音波映像ＵＩ１によって映像領域に含まれる測定部位ＭＲの最大広さ情報を算出することができる。サーチモードＳＥＭでは、第１超音波アレイ１１０を用いてスキャンしながら最大広さ情報と同じ位置が感知される場合、第２超音波アレイ１２０を用いて、測定部位ＭＲの最大幅情報を算出することができる。

例えば、超音波ボリュームの測定装置１０がスキャンモードＳＣＭで動作する間に、超音波ボリュームの測定装置１０は、第１地点Ｐ１、第２地点Ｐ２および第３地点Ｐ３に移動しながら第１超音波アレイ１１０を用いて測定部位ＭＲの高さおよび幅をスキャンし、広さ情報を算出することができる。第１地点Ｐ１～第３地点Ｐ３の広さ情報は、データベースに保存されることができる。その後、超音波ボリュームの測定装置１０は、サーチモードＳＥＭで動作することができる。超音波ボリュームの測定装置１０がサーチモードＳＥＭで動作する間に、第１超音波アレイ１１０を用いてスキャンしながら最大広さ情報と同じ位置に該当する第２地点Ｐ２が探知される場合、第２超音波アレイ１２０を用いて、第２超音波送信信号ＵＴ２を測定部位ＭＲに送信し、測定部位ＭＲから受信する第２超音波受信信号ＵＲ２に基づいて、測定部位ＭＲの最大幅情報を算出することができる。

一実施形態において、ステアリング角度ＳＤは、予め定められた角度間隔に応じて順に増加または減少するように設定することができる。例えば、ステアリング角度ＳＤを第１角度に設定する場合、ステアリング角度ＳＤは、基準角度ＲＤより１５度だけ増加した角度に定められることができ、ステアリング角度ＳＤを第２角度に設定する場合、ステアリング角度ＳＤは、基準角度ＲＤより３０度だけ増加した角度に定められることができる。また、ステアリング角度ＳＤを第３角度に設定する場合、ステアリング角度ＳＤは、基準角度ＲＤより４５度だけ増加した角度に定められることができる。本発明による超音波ボリュームの測定装置１０のユーザは、測定部位ＭＲを含む周辺の適正な映像を取得するために、ステアリング角度ＳＤを調節することができる。

図１３は、本発明の実施形態による超音波映像装置を示す図であり、図１４は、図１３の超音波映像装置に含まれるアレイ制御部の動作を説明するための図である。

図１～図１４を参照すると、本発明の実施形態による超音波ボリュームの測定システムは、第１超音波アレイ１１０、第２超音波アレイ１２０、アレイ制御部２００、体積測定部３００および結果提供部４００を含むことができる。第１超音波アレイ１１０は、第１方向Ｄ１に沿って配置される複数の第１方向エレメントを含み、第１超音波送信信号ＵＴ１を送信することができる。第２超音波アレイ１２０は、第１方向Ｄ１と垂直な第２方向Ｄ２に沿って配置される複数の第２方向エレメントを含み、第２超音波送信信号ＵＴ２を送信し、第１超音波アレイ１１０の一側ＳＤ１に配置されることができる。アレイ制御部２００は、第１超音波アレイ１１０および第２超音波アレイ１２０を制御する制御信号を提供することができる。体積測定部３００は、第１超音波アレイ１１０に受信される第１超音波受信信号ＵＲ１および第２超音波アレイ１２０に受信される第２超音波受信信号ＵＲ２に基づいて生成される映像領域に含まれる測定部位ＭＲの体積情報ＶＩを提供することができる。結果提供部４００は、測定部位ＭＲの体積情報ＶＩと予め定められた体積基準情報ＶＲＩとを比較して、比較結果ＣＲを提供することができる。

一実施形態において、アレイ制御部２００は、第１制御部２１０および第２制御部２２０を含むことができる。第１制御部２１０は、第１超音波アレイ１１０に含まれる第１方向エレメントを制御する第１制御信号ＣＳ１を提供することができる。第２制御部２２０は、第２超音波アレイ１２０に含まれる第２方向エレメントを制御する第２制御信号ＣＳ２を提供することができる。例えば、第１制御部２１０は、第１制御信号ＣＳ１に基づいて、複数の第１方向エレメントに該当する第１＿１エレメントＥ１＿１、第１＿２エレメントＥ１＿２～第１＿ＮエレメントＥ１＿Ｎのうち奇数番目のエレメントのみを駆動して、第１超音波送信信号ＵＴ１を提供することができ、複数の第１方向エレメントに該当する第１＿１エレメントＥ１＿１、第１＿２エレメントＥ１＿２～第１＿ＮエレメントＥ１＿Ｎのうち第１超音波アレイの中心を基準に、両側の一部エレメントをターン－オフして、第１超音波送信信号ＵＴ１を提供することもできる。

第２制御部２２０は、第２超音波アレイ１２０に含まれる第２方向エレメントを制御する第２制御信号ＣＳ２を提供することができる。例えば、第２制御部２２０は、第２制御信号ＣＳ２に基づいて、複数の第２方向エレメントに該当する第２＿１エレメントＥ２＿１、第２＿２エレメント～第２＿ＮエレメントＥ２＿Ｎのうち偶数番目のエレメントのみを駆動して、第２超音波送信信号ＵＴ２を提供することができ、複数の第２方向エレメントに該当する第２＿１エレメントＥ２＿１、第２＿２エレメント～第２＿ＮエレメントＥ２＿Ｎのうち第２超音波アレイの中心を基準に、両側の一部エレメントをターン－オフして、第２超音波送信信号ＵＴ２を提供することもできる。

図１５は、本発明の実施形態による超音波装置の動作方法を示すフローチャートである。

図１～図１５を参照すると、本発明の実施形態による超音波ボリュームの測定装置１０の動作方法では、第１方向Ｄ１に沿って配置される複数の第１方向エレメントを含む第１超音波アレイ１１０が第１超音波送信信号ＵＴ１を送信することができる（Ｓ１００）。第１方向Ｄ１と垂直な第２方向Ｄ２に沿って配置される複数の第２方向エレメントを含む第２超音波アレイ１２０が第２超音波送信信号ＵＴ２を送信することができる（Ｓ２００）。アレイ制御部２００が第１超音波アレイ１１０および第２超音波アレイ１２０を制御する制御信号を提供することができる（Ｓ３００）。体積測定部３００が第１超音波アレイ１１０に受信される第１超音波受信信号ＵＲ１および第２超音波アレイ１２０に受信される第２超音波受信信号ＵＲ２に基づいて生成される映像領域に含まれる測定部位ＭＲの体積情報ＶＩを提供することができる（Ｓ４００）。

一実施形態において、第１超音波アレイ１１０および第２超音波アレイ１２０が人体のスキャン位置に配置される場合、第１超音波アレイ１１０および第２超音波アレイ１２０を順に交互にターン－オンして、第１超音波受信信号ＵＲ１および第２超音波受信信号ＵＲ２を受信することができる。

図１６は、本発明の実施形態による超音波映像装置の動作方法を示すフローチャートである。

図１～図１６を参照すると、本発明の実施形態による超音波ボリュームの測定システムの動作方法では、第１方向Ｄ１に沿って配置される複数の第１方向エレメントを含む第１超音波アレイ１１０が第１超音波送信信号ＵＴ１を送信することができる（Ｓ１００）。第１方向Ｄ１と垂直な第２方向Ｄ２に沿って配置される複数の第２方向エレメントを含む第２超音波アレイ１２０が第２超音波送信信号ＵＴ２を送信することができる（Ｓ２００）。アレイ制御部２００が第１超音波アレイ１１０および第２超音波アレイ１２０を制御する制御信号を提供することができる（Ｓ３００）。体積測定部３００が第１超音波アレイ１１０に受信される第１超音波受信信号ＵＲ１および第２超音波アレイ１２０に受信される第２超音波受信信号ＵＲ２に基づいて生成される映像領域に含まれる測定部位ＭＲの体積情報ＶＩを提供することができる（Ｓ４００）。結果提供部４００が測定部位ＭＲの体積情報ＶＩと予め定められた体積基準情報ＶＲＩとを比較して、比較結果ＣＲを提供することができる（Ｓ５００）。

本発明による超音波ボリュームの測定システムの動作方法では、第１超音波アレイ１１０が配置される第１方向Ｄ１と垂直な第２方向Ｄ２に沿って配置される複数の第２方向エレメントを含み、第１超音波アレイ１１０の一側ＳＤ１に配置される第２超音波アレイ１２０を用いて、映像領域に含まれる測定部位ＭＲの体積情報ＶＩを正確に把握することができる。

Claims

第１方向に沿って配置される複数の第１方向エレメントを含み、第１超音波送信信号を送信する第１超音波アレイと、
前記第１方向と垂直な第２方向に沿って配置される複数の第２方向エレメントを含み、第２超音波送信信号を送信し、前記第１超音波アレイの一側に配置される第２超音波アレイと、
前記第１超音波アレイおよび前記第２超音波アレイを制御する制御信号を提供するアレイ制御部と、
前記第１超音波アレイに受信される第１超音波受信信号および前記第２超音波アレイに受信される第２超音波受信信号に基づいて生成される映像領域に含まれる測定部位の体積情報を提供する体積測定部とを含む、超音波ボリュームの測定装置において、
前記超音波ボリュームの測定装置の動作モードは、スキャンモードおよびサーチモードを含み、
前記スキャンモードでは、前記第１超音波アレイを用いて提供される第１超音波映像によって前記映像領域に含まれる前記測定部位の最大広さ情報を算出し、
前記サーチモードでは、前記第１超音波アレイを用いてスキャンしながら前記最大広さ情報と同じ位置が感知される場合、前記第２超音波アレイを用いて、前記測定部位の最大幅情報を算出することを特徴とする、超音波ボリュームの測定装置。
前記第１超音波アレイおよび前記第２超音波アレイが人体のスキャン位置に配置される場合、
前記第１超音波アレイおよび前記第２超音波アレイを順に交互にターン－オンして、前記第１超音波受信信号および前記第２超音波受信信号を受信することを特徴とする、請求項１に記載の超音波ボリュームの測定装置。
前記第２超音波アレイは、予め定められた角度に該当するステアリング角度を有する前記第２超音波送信信号を前記映像領域に含まれる前記測定部位に送信し、前記測定部位から反射する前記第２超音波受信信号を受信することを特徴とする、請求項２に記載の超音波ボリュームの測定装置。
前記超音波ボリュームの測定装置は、
前記第１超音波アレイおよび前記第２超音波アレイが配置されるスキャン位置ごとに前記第１超音波受信信号に対応する第１超音波映像および前記第２超音波受信信号に対応する第２超音波映像を提供する映像提供部をさらに含むことを特徴とする、請求項３に記載の超音波ボリュームの測定装置。
前記体積測定部は、
前記スキャン位置ごとに提供される前記第１超音波映像に基づいて、前記測定部位の広さが最大である最大広さ情報を算出し、
前記第１超音波映像に対応する前記第２超音波映像に基づいて、前記測定部位の幅が最大である最大幅情報を算出して、前記測定部位の体積情報を提供することを特徴とする、請求項４に記載の超音波ボリュームの測定装置。
前記スキャン位置から前記最大広さ情報に対応する前記第１超音波映像で最大映像深さに該当する最大映像地点までを連結する第１直線と、前記第２超音波アレイの中心から前記最大映像地点までを連結する第２直線との間の角度は、基準角度であり、前記ステアリング角度は、前記基準角度より大きいことを特徴とする、請求項５に記載の超音波ボリュームの測定装置。
前記スキャン位置は、前記第１超音波アレイの中心を基準に設定されることを特徴とする、請求項５に記載の超音波ボリュームの測定装置。
前記ステアリング角度は、予め定められた角度間隔に応じて順に増加または減少するように設定可能であることを特徴とする、請求項７に記載の超音波ボリュームの測定装置。
第１方向に沿って配置される複数の第１方向エレメントを含み、第１超音波送信信号を送信する第１超音波アレイと、
前記第１方向と垂直な第２方向に沿って配置される複数の第２方向エレメントを含み、第２超音波送信信号を送信し、前記第１超音波アレイの一側に配置される第２超音波アレイと、
前記第１超音波アレイおよび前記第２超音波アレイを制御する制御信号を提供するアレイ制御部と、
前記第１超音波アレイに受信される第１超音波受信信号および前記第２超音波アレイに受信される第２超音波受信信号に基づいて生成される映像領域に含まれる測定部位の体積情報を提供する体積測定部と、
前記測定部位の体積情報と予め定められた体積基準情報とを比較して、比較結果を提供する結果提供部とを含む、超音波ボリュームの測定システムにおいて、
前記超音波ボリュームの測定システムの動作モードは、スキャンモードおよびサーチモードを含み、
前記スキャンモードでは、前記第１超音波アレイを用いて提供される第１超音波映像によって前記映像領域に含まれる前記測定部位の最大広さ情報を算出し、
前記サーチモードでは、前記第１超音波アレイを用いてスキャンしながら前記最大広さ情報と同じ位置が感知される場合、前記第２超音波アレイを用いて、前記測定部位の最大幅情報を算出することを特徴とする、超音波ボリュームの測定システム。
前記アレイ制御部は、
前記第１超音波アレイに含まれる前記第１方向エレメントを制御する第１制御信号を提供する第１制御部と、
前記第２超音波アレイに含まれる前記第２方向エレメントを制御する第２制御信号を提供する第２制御部とを含むことを特徴とする、請求項９に記載の超音波ボリュームの測定システム。
第１方向に沿って配置される複数の第１方向エレメントを含む第１超音波アレイが、第１超音波送信信号を送信するステップと、
前記第１方向と垂直な第２方向に沿って配置される複数の第２方向エレメントを含む第２超音波アレイが、第２超音波送信信号を送信するステップと、
アレイ制御部が、前記第１超音波アレイおよび前記第２超音波アレイを制御する制御信号を提供するステップと、
体積測定部が、前記第１超音波アレイに受信される第１超音波受信信号および前記第２超音波アレイに受信される第２超音波受信信号に基づいて生成される映像領域に含まれる測定部位の体積情報を提供するステップにおいて、スキャンモードでは、前記第１超音波アレイを用いて提供される第１超音波映像によって前記映像領域に含まれる前記測定部位の最大広さ情報を算出して、サーチモードでは、前記第１超音波アレイを用いてスキャンしながら前記最大広さ情報と同じ位置が感知される場合、前記第２超音波アレイを用いて、前記測定部位の最大幅情報を算出する、ステップとを含む、超音波ボリュームの測定装置の動作方法。
前記第１超音波アレイおよび前記第２超音波アレイが人体のスキャン位置に配置される場合、
前記第１超音波アレイおよび前記第２超音波アレイを順に交互にターン－オンして、前記第１超音波受信信号および前記第２超音波受信信号を受信することを特徴とする、請求項１１に記載の超音波ボリュームの測定装置の動作方法。
第１方向に沿って配置される複数の第１方向エレメントを含む第１超音波アレイが、第１超音波送信信号を送信するステップと、
前記第１方向と垂直な第２方向に沿って配置される複数の第２方向エレメントを含む第２超音波アレイが、第２超音波送信信号を送信するステップと、
アレイ制御部が、前記第１超音波アレイおよび前記第２超音波アレイを制御する制御信号を提供するステップと、
体積測定部が、前記第１超音波アレイに受信される第１超音波受信信号および前記第２超音波アレイに受信される第２超音波受信信号に基づいて生成される映像領域に含まれる測定部位の体積情報を提供するステップにおいて、スキャンモードでは、前記第１超音波アレイを用いて提供される第１超音波映像によって前記映像領域に含まれる前記測定部位の最大広さ情報を算出して、サーチモードでは、前記第１超音波アレイを用いてスキャンしながら前記最大広さ情報と同じ位置が感知される場合、前記第２超音波アレイを用いて、前記測定部位の最大幅情報を算出する、ステップと、
結果提供部が、前記測定部位の体積情報と予め定められた体積基準情報とを比較して、比較結果を提供するステップとを含む、超音波ボリュームの測定システムの動作方法。
前記第２超音波アレイは、予め定められた角度に該当するステアリング角度を有する前記第２超音波送信信号を前記映像領域に含まれる前記測定部位に送信し、前記測定部位から反射する前記第２超音波受信信号を受信することを特徴とする、請求項１３に記載の超音波ボリュームの測定システムの動作方法。