KR100264970B1

KR100264970B1 - 위치검출이 가능한 초음파탐촉자

Info

Publication number: KR100264970B1
Application number: KR1019970069307A
Authority: KR
Inventors: 배무호
Original assignee: 이민화; 주식회사메디슨
Priority date: 1997-12-16
Filing date: 1997-12-16
Publication date: 2001-05-02
Also published as: KR19990050232A; EP0927539A1; JPH11235344A

Abstract

본 발명은 저가(低價)의 위치검출센서를 채용하여 초음파에코신호를 획득하고, 이 획득된 신호를 이용하여 초음파3차원영상을 획득할 수 있는 초음파탐촉자 및 이를 이용한 초음파3차원영상화방법에 관한 것이다. 본 발명은 위치검출센서를 구비한 초음파탐촉자를 포함한다. 본 발명은 저가의 위치검출센서가 구비된 초음파탐촉자를 이용하여 이 센서가 검출할 수 있는 범위내에서 사용자가 수동으로 환자의 검사부위를 스캐닝한다. 이러한 스캐닝을 통해 수신된 초음파에코신호를 이용하여 초음파3차원영상을 구성한다. 따라서, 본 발명은 저가의 위치검출센서를 채용한 초음파탐촉자에 의해 전체적으로 가격이 낮춰진 3차원초음파영상화장치를 제공하는 효과가 있다.

Description

위치검출이 가능한 초음파탐촉자

본 발명은 위치검출이 가능한 초음파탐촉자(ultrasonic probe)에 관한 것으로, 특히 각속도검출센서를 위치검출센서로 채용하여 초음파에코신호를 수신하고, 이 초음파에코신호를 이용하여 초음파3차원영상을 획득할 수 있는 위치검출이 가능한 초음파탐촉자에 관한 것이다.

초음파영상화장치는 초음파를 이용하여 검사체내부의 단면구조를 보여주는 것으로서, 내과, 소아과, 산부인과 등의 모든 의학분야에 널리 사용되고 있다. 특히, 검사체내부의 단면구조를 관찰할 수 있는 B-모드 영상화장치와 움직이는 물체에서 반사될 때 일어나는 초음파 도플러 현상을 이용하여 검사체내의 혈류 정보를 영상으로 제공하는 영상화장치가 가장 널리 사용되고 있다. 최근에 와서는 이러한 초음파정보를 3차원 영상으로 제공하는 초음파3차원영상화장치의 개발이 시도되고 있다.

일반적으로, 초음파3차원영상화장치는 한 평면을 스캔하였을 때 한 직선의 영상(image)을 구하고, 이 직선상의 점들의 밝기를 초음파에코신호의 세기로 매핑(mapping)한다. 초음파에코신호의 세기는 검사체의 초음파 반사율, 검사체면에서의 초음파 진행방향에 대한 기울기 등으로 결정된다. 한 평면을 스캔한 후에는 평면을 측면(lateral)방향으로 조금씩 이동한 후, 다시 상술한 바와같은 동작을 반복 수행한다. 이렇게 얻어진 여러개의 직선 영상을 모아 검사체 표면의 형상을 나타내는 3차원 영상을 얻는다.

이러한 초음파3차원영상화장치에서, 검사체의 한 평면을 스캐닝하는데 여러가지 방법이 있다. 그 중 하나는 초음파탐촉자를 기계적으로 균등하게 이동시켜 초음파빔을 발사하고, 검사체로부터 되돌아오는 초음파에코신호를 획득하여 초음파3차원영상을 얻는 방법이다. 또 하나의 방법은 초음파탐촉자를 자유롭게 이동시키되 정밀한 위치검출센서를 채용하여 탐촉자의 정확한 위치 및 각도 등을 검출하여 이때 스캐닝된 초음파에코신호를 통해 초음파3차원영상을 얻는 방법이 있다.

상술한 바와같이 기계적으로 균등하게 이동하는 초음파탐촉자는 이러한 기계적인 이동을 위한 프로그램의 구동 및 장치의 다양화를 필요로 하므로 가격이 상승하게 되는 문제점이 있었다. 또한, 자유롭게 이동하여 스캐닝하는 초음파탐촉자는 정확한 위치 및 각도를 검출하는 고가(高價)의 정밀한 센서를 채용하는데 있어서 비용이 상승하게 되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 한쪽방향의 각속도를 검출하여 위치정보를 검출하는 각속도검출센서를 위치검출센서로 채용하고, 이 위치검출센서가 부착된 초음파탐촉자를 통해 획득된 초음파에코신호를 이용하여 초음파3차원영상을 획득하는 위치검출이 가능한 초음파탐촉자를 제공함에 있다.

제1도는 본 발명에 따른 위치검출이 가능한 초음파탐촉자의 구성도.

제2도는 본 발명의 다른 실시예에 따른 초음파탐촉자를 도시한 도면.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

10 : 초음파탐촉자 12 : 본체

13 : 위치검출센서 14 : 변환기

20 : 초음파3차원영상구성부 30 : 디스플레이부

위와같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은 초음파탐촉자에 있어서, 검사체에 초음파빔을 발사하고, 검사체로부터 되돌아오는 초음파에코신호를 수신하여 전기적인신호로 변환하는 변환기와, 변환기로부터 발사되는 초음파빔의 영역에서 한쪽 방향의 각속도를 검출하여 위치정보를 검출하는 위치검출센서 및 변환기에 연결되며 위치검출센서가 부착된 본체를 포함한 위치검출이 가능한 초음파탐촉자에 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하겠다.

도 1은 본 발명의 위치검출이 가능한 초음파탐촉자에 대한 구성도이다. 도 1을 참조하면, 초음파탐촉자(10)는 측정자가 손으로 잡을 수 있는 봉 모양의 본체(12)와 본체(12)의 후단에 연결된 트랜스듀서의 변환소자들을 구비한 반구형 모양의 변환기(14)를 포함한다. 본체(12)에는 위치검출이 가능한 위치검출센서(13) 예를들어, 압전(piezoelectric)현상을 이용한 각속도검출센서가 부착된다. 이러한 각속도검출센서는 한쪽 방향의 각속도를 검출하여 검사체의 위치정보를 검출하게 된다. 도면상에서는 위치검출센서(13)를 본체(12)의 외부에 부착하였다. 이 위치검출센서(13)는 본체(12)의 내부에 포함시켜 구성할 수도 있다. 이러한 변환기(14)는 반구형 모양으로 검사체 표면에 그 일면이 접촉되어 초음파빔을 검사체 내부로 발사한다. 변환기(14)는 검사체 내부로부터 되돌아오는 초음파에코신호를 전기적인 신호로 변환한다. 도 1에서는, 검사체표면 아래에 영상으로 부채꼴 모양의 초음파빔이 발사되는 범위를 나타내었다. 초음파3차원영상구성부(20)는 변환기(14)로부터 인가되는 초음파에코신호를 초음파3차원영상으로 구성한다. 디스플레이부(30)는 얻어진 초음파3차원영상을 측정자가 현시할 수 있도록 모니터에 디스플레이한다.

상술된 구성부를 포함하는 본원발명의 위치검출이 가능한 초음파탐촉자에 대한 동작과정을 설명하자면 다음과 같다.

먼저, 측정자(예 : 의사, 의료기사등)는 한 방향의 이동정보만을 감지할 수 있는 위치검출센서(13)를 채용한 초음파탐촉자(10)의 본체(12)를 잡고, 도 1에 도시된 바와같이, 반구형 모양의 변환기(14)를 검사체표면에 접촉시킨다. 이렇게 접촉시킨후, 접촉점의 한 축을 중심으로 한 방향으로 소정 각도만큼 회전시켜 스캐닝을 한다. 변환기(14)는 이러한 스캐닝 순서대로 초음파빔을 검사체내부로 발사하고, 검사체내부로부터 되돌아오는 초음파에코신호를 수신하여 전기적인 신호로 변환한다. 초음파3차원영상구성부(20)는 위치검출센서(13)로부터 검출된 위치정보에 의해 초음파가 스캐닝한 평면의 위치를 알 수 있다. 따라서, 초음파3차원영상구성부(20)는 이 위치검출센서(13)로부터의 위치 이동량 검출신호를 참고로하여 변환기(14)에서 전기적인 신호로 변환된 초음파에코신호를 3차원신호처리알고리즘을 통해 초음파3차원영상으로 구성한다. 이와같은 초음파3차원영상구성부(20)는 이미 알려져 있으므로, 구체적인 설명은 생략한다. 디스플레이부(30)는 초음파3차원영상구성부(20)로부터 형성된 초음파3차원영상을 측정자가 현시할 수 있도록 모니터상에 디스플레이한다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 위치검출이 가능한 초음파탐촉자를 도시한 도면이다. 도면에 표시된 도면부호는 도 1과 동일하므로 그 자세한 설명은 생략하겠다. 도 2에 도시한 초음파탐촉자는 통상 산부인과에서 사용하는 초음파탐촉자로서 변환기(14)를 포함한 부분이 검사체에 삽입되어 초음파신호를 발사한다. 이러한 변환기(14)는 초음파빔을 발사하는 부분이 일렬 형태로 배열된 어레이 엘리먼트(array element)로 구성되어 검사체 내부에 삽입시 부채꼴 모양의 이미지 영역을 형성하게 된다. 그리고, 변환기(14)의 한 축을 중심으로 본체가 원형 모양으로 360도 회전되어 스캐닝하게 된다. 또한, 변환기(14)는 검사체로부터 되돌아오는 초음파에코신호를 수신한다. 초음파3차원영상구성부(20)는 위치검출센서(13)로부터의 위치의 이동량 검출신호를 참고로하여 변환기(14)에서 전기적인 신호로 변환된 초음파에코신호를 3차원신호처리알고리즘을 통해 초음파3차원영상으로 구성한다. 디스플레이부(30)는 초음파3차원영상구성부(20)로부터 형성된 초음파3차원영상을 측정자가 현시할 수 있도록 모니터상에 디스플레이한다. 따라서, 한쪽 방향의 각속도를 검출하는 위치검출센서 예를들어, 각속도검출센서를 채용한 초음파탐촉자를 한 방향으로 회전하여 전체의 단면영상을 얻을 수 있다.

상술한 바와같이, 본 발명은 한쪽 방향의 각속도를 검출하여 위치정보를 검출하도록 하는 각속도검출센서를 위치검출센서로 채용하고, 이 위치검출센서가 부착된 초음파탐촉자를 측정자가 검사체표면의 접촉점의 한 축을 중심으로 한방향으로만 소정 각도 회전하여 검사체내부로 초음파빔을 발사한다. 또한, 검사체 내부로부터의 초음파에코신호를 수신하여 3차원영상으로 표시가능하게 된다.

따라서, 본 발명은 한쪽 방향의 각속도만을 검출하는 각속도검출센서를 위치검출센서로 채용한 초음파탐촉자에 의해 전체적으로 가격이 낮춰진 초음파영상화장치를 제공한다.

Claims

초음파탐촉자에 있어서, 검사체에 초음파빔을 발사하고, 검사체로부터 되돌아오는 초음파에코신호를 수신하여 전기적인신호로 변환하는 변환기; 상기 변환기로부터 발사되는 초음파빔의 영역에서 한쪽 방향의 각속도를 검출하여 위치정보를 검출하는 위치검출센서; 및 상기 변환기에 연결되며 상기 위치검출센서가 부착된 본체를 포함하는 위치검출위치검출이 가능한 초음파탐촉자.
제1항에 있어서, 상기 위치검출센서는 압전현상을 이용한 각속도검출센서인 것을 특징으로 하는 위치검출이 가능한 초음파탐촉자.
제1항에 있어서, 상기 변환기는 반구형의 형태로 구성되어 상기 본체의 일부에 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 위치검출이 가능한 초음파탐촉자.
제3항에 있어서, 상기 변환기는 축을 중심으로 한 방향으로 소정 각도 회전이동하여 초음파에코신호를 수신하는 것을 특징으로 하는 위치검출이 가능한 초음파탐촉자.
제1항에 있어서, 상기 변환기는 초음파빔을 발사하는 부분이 일렬로 배열된 어레이 엘리먼트(array element)로 이루어짐을 특징으로 하는 위치검출이 가능한 초음파탐촉자.
제6항에 있어서, 상기 변환기는 한 축을 중심으로 360도 회전하여 초음파에코신호를 수신하는 것을 특징으로 하는 위치검출이 가능한 초음파탐촉자.