KR100668092B1 - Array Probe System for Image Scanners and Controlling Method Thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 복수의 트랜스듀서 소자들이 배열된 트랜스듀서 소자 어셈블리, 프로브 식별코드 및 상기 트랜스듀서 소자의 특성 파라미터가 저장되는 메모리를 포함하는 프로브 유닛트 및 상기 프로브 유닛트에 전원을 인가하는 전력공급부와, 상기 프로브 유닛트가 연결되면 상기 메모리에 저장된 프로브 유닛트 식별코드를 읽어와 저장된 식별코드와 다르면 상기 메모리의 특성 파라미터에 근거하여 상기 트랜스듀서 소자에 인가되는 전압을 설정하는 모듈제어부를 포함하는 프로브 제어 모듈을 구비하는 영상장치의 어레이 프로브 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다. 본 발명은 프로브 유닛트를 영상장치에 연결하면 자동으로 트랜스듀서 소자의 특성 파라미터에 근거하여 상기 트랜스듀서 소자에 인가되는 전압을 조정함으로써 상기 프로브 트랜스듀서 소자의 출력 파워가 균일하게 유지되어 출력 이미지 품질이 개선되고, 최대출력을 제한하여 인체에 대한 안전성을 향상시키는 효과가 제공된다. The present invention provides a probe unit including a transducer element assembly in which a plurality of transducer elements are arranged, a probe identification code, and a memory in which characteristic parameters of the transducer element are stored, and a power supply unit for applying power to the probe unit; A probe control module including a module control unit configured to read a probe unit identification code stored in the memory when the probe unit is connected and to set a voltage applied to the transducer element based on a characteristic parameter of the memory if different from the stored identification code; The present invention relates to an array probe system of an imaging device and a control method thereof. When the probe unit is connected to the imaging device, the present invention automatically adjusts the voltage applied to the transducer element based on the characteristic parameter of the transducer element, thereby keeping the output power of the probe transducer element uniform, thereby improving output image quality. It is improved, and the effect of improving the safety to the human body by limiting the maximum power is provided.

또한, 각각의 트랜스듀서 소자에 수신된 신호를 수신감도에 반비례하는 이득으로 증폭하여, 채널간 수신이득의 차이를 최소화함으로써 출력 이미지의 품질을 개선할 수 있다.In addition, by amplifying the signal received by each transducer element with a gain inversely proportional to the reception sensitivity, the quality of the output image can be improved by minimizing the difference in reception gain between channels.

어레이프로브, 초음파, 탐촉자, 음향출력, 수신감도, 방사컨덕턴스 Array probe, ultrasonic wave, transducer, sound output, sensitivity, radiation conductance

Description

영상장치의 어레이 프로브 시스템 및 그 제어방법{Array Probe System for Image Scanners and Controlling Method Thereof}Array Probe System for Image Scanners and Controlling Method Thereof

도 1은 일반적인 초음파 영상기기의 구성을 나타낸 개략도이다.1 is a schematic view showing the configuration of a general ultrasonic imaging apparatus.

도 2는 본 발명에 의한 어레이 프로브 시스템의 구성을 나타낸 블럭도이다.2 is a block diagram showing the configuration of an array probe system according to the present invention.

도 3은 본 발명에 의한 어레이 프로브 시스템의 작동 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating an operation control method of an array probe system according to the present invention.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **** Description of symbols for the main parts of the drawing **

100 : 프로브 유닛트 110 : 트랜스듀서 소자 어셈블리100: probe unit 110: transducer element assembly

120 : 메모리 200 : 프로브 제어 모듈120: memory 200: probe control module

210 : 모듈제어부 220 : 송수신부210: module controller 220: transceiver

230 : 전력공급부 240 : 메모리부230: power supply unit 240: memory unit

본 발명은 어레이 프로브 시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 초음파 트랜스듀서 소자 각각의 특성 파라미터가 저장된 메모리를 포함하는 프로브 유닛트와 상기 프로브 유닛트가 접속되면 상기 메모리로부터 특성 파라미터를 읽어와 상기 트랜스듀서 소자에 인가되는 전압을 조절하는 프로브 제어 모듈을 포함하여 구성되어, 프로브가 교체되는 경우에도 프로브의 음향 출력 및 수신응답을 전 채널에 걸쳐 균일하게 유지시켜 프로브 채널간의 차이를 최소화시킴과 동시에 프로브의 음향출력을 허용 출력 이내로 제한하는 영상장치의 어레이 프로브 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to an array probe system and a control method thereof, and more particularly, to a probe unit including a memory in which characteristic parameters of each of the ultrasonic transducer elements are stored and to read the characteristic parameters from the memory when the probe unit is connected. It includes a probe control module that regulates the voltage applied to the transducer element, so that even when the probe is replaced, the probe's acoustic output and response are kept uniform across all channels, while minimizing the difference between probe channels. The present invention relates to an array probe system of an imaging apparatus for limiting a sound output of a probe to an allowable output and a control method thereof.

일반적으로 프로브는 측정장치, 진단장치 등에서 신호를 송신하거나 또는 감지 대상으로부터 감지신호를 수신하는 트랜스듀서 소자를 포함하는 것으로 트랜스듀서 소자가 복수개 배열되는 것을 어레이 프로브라 한다. 어레이 프로브를 구성하는 트랜스듀서 소자에는 DNA칩, 마이크로폰, 광파이버, 멀티코일, 압전소자 등 다양한 종류가 있고, 측정 및 진단 목적에 맞게 다양한 트랜스듀서 소자 중에서 선택하여 사용할 수 있다.In general, a probe includes a transducer element that transmits a signal from a measuring device, a diagnostic device, or the like, or receives a detection signal from a sensing object. An array probe includes a plurality of transducer elements. There are various types of transducer elements constituting the array probe, such as a DNA chip, a microphone, an optical fiber, a multi-coil, a piezoelectric element, and a variety of transducer elements can be selected and used for measurement and diagnostic purposes.

이와 같은 어레이 프로브 중 인체 등 진단 대상의 내부 영상을 디스플레이하기 위한 초음파 영상기기에 사용되는 어레이 프로브에는 흔히 압전소자가 사용된다. 즉, 압전소자를 이용하여 초음파를 발신하고, 측정 대상으로부터 반사파를 수신하여 진단 대상을 영상화한다.Among such array probes, piezoelectric elements are often used in array probes used in an ultrasound imaging apparatus for displaying an internal image of a diagnosis target such as a human body. That is, ultrasonic waves are transmitted using a piezoelectric element, and the reflected wave is received from the measurement target to image the diagnosis target.

음파는 매질을 구성하고 있는 입자들의 압축과 이완에 의해 에너지가 전달되는 파동 현상을 말하며, 일반적으로 진동수가 20 kHz 이상의 음파를 초음파라 한다. 초음파는 탄성 매질 내에서 역학적인 압력이나 응력의 교란에 의해 발생되며, 에너지를 가진 입자가 이웃 입자와 탄성 충돌에 의해 에너지가 전달된다.       Sound waves are wave phenomena in which energy is transmitted by compression and relaxation of particles constituting a medium. Generally, sound waves with a frequency of 20 kHz or more are called ultrasonic waves. Ultrasonic waves are generated by the disturbance of mechanical pressure or stress in the elastic medium, and the energetic particles transfer energy by elastic collision with neighboring particles.

초음파는 높은 주파수로 진동하기 때문에 빔(Beam)의 형태로 전파되며, 매질 내에서 진행하는 초음파 신호의 파장에 비해 진동원을 크게 할 수 있으므로 특정한 방향으로 음파가 집중하는 예리한 지향성의 빔을 얻을 수 있다. 또한 성질이 서로 다른 매질의 평면 경계면에 초음파가 수직으로 입사하면 일부는 경계면을 지나 투과하고 일부는 경계면에서 입사방향과 반대방향으로 반사한다. 투과 및 반사되는 음압(Acoustic Pressure) 및 강도(Intensity)는 매질의 음향 임피던스(Acoustic Impedance)에 의해 결정된다. 이 성질을 이용한 초음파 검사는 초음파 펄스가 피검체 내부에 수직 또는 경사지게 입사되어 진행하다가 피검체 내부에 존재하는 불연속면에 의해 반사되어 되돌아오는 초음파 에코를 수신하여 영상화하는 방법이다.Ultrasonic waves propagate in the form of beams because they vibrate at a high frequency, and the source of vibration can be made larger than the wavelength of the ultrasonic signal propagating in the medium. have. In addition, when ultrasonic waves enter a plane boundary plane of a medium having different properties, some of them pass through the boundary plane, and some of them reflect in the opposite direction to the incident direction at the boundary plane. The acoustic pressure and intensity transmitted and reflected are determined by the acoustic impedance of the medium. Ultrasonic examination using this property is a method of receiving and imaging ultrasonic echoes reflected by a discontinuous plane existing inside or inside a subject while the ultrasonic pulse is incident vertically or obliquely.

이러한 초음파를 이용한 진단시스템은 일반 의료분야에서 널리 사용되고 있고, 초음파 진단법은 초음파가 인체 내를 진행할 때 나타나는 음속의 변화, 반사, 산란, 흡수감쇄, 도플러 현상 등 인체 내의 음향 물리적 반응에 대한 정보를 이용한다.The ultrasound diagnosis system is widely used in general medical fields, and the ultrasound diagnosis method uses information about the acoustic physical response in the human body such as changes in sound velocity, reflection, scattering, absorption loss, and Doppler phenomenon that occur when the ultrasound proceeds in the human body. .

초음파를 이용한 진단 시스템은 다수의 트랜스듀서 소자들을 가지는 어레이 프로브와 트랜스듀서로부터의 신호를 처리하기 위한 증폭회로들, 수신 신호로부터 전송 신호를 분리하기 위한 회로들, 채널 형성 회로들, 영상 프로세서, 도플러 영상 프로세서, 영상 변환기 등을 포함한다. Ultrasonic diagnostic systems include array probes with multiple transducer elements, amplification circuits for processing signals from transducers, circuits for separating transmission signals from received signals, channel forming circuits, image processors, Doppler Image processor, image converter, and the like.

초음파를 이용한 진단 시스템의 종래 기술은, 도 1에 도시된 바와 같이, 피검자 신체에 접촉 위치되는 멀티 소자 어레이 프로브(1)를 포함하며, 일반적으로 다음과 같이 동작된다. The prior art of diagnostic systems using ultrasound includes a multi-element array probe 1 in contact with the subject's body, as shown in FIG. 1, and generally operates as follows.

어레이 프로브(1)에는 멀티플렉서(3)가 연결되고, 전위조절기(Front End Conditioning(FEC))라 지칭하는 회로들의 어셈블리(4)가 뒤이어진다. 이 어셈블리(4)에서는 어레이 프로브(1)를 통하여 초음파 관측 신호들을 방출 전송하고, 또한 피검 영역으로부터 반사된 초음파 에코는 어레이 프로브(1)의 초음파 변환 기능에 의하여 전기적 신호로 변환되고 전치 증폭 과정을 거쳐 후속 처리에 적합한 레벨로 설정된 후, 초음파 펄스 신호의 피검체내에서의 감쇄 손실을 보상하기 위해서 시간에 따라 변하는 증폭레벨로 에코들을 증폭하는 TGC(Time-Varying Gain Control)를 포함한다. The array probe 1 is connected to a multiplexer 3, followed by an assembly 4 of circuits called Front End Conditioning (FEC). The assembly 4 emits and transmits ultrasonic observation signals through the array probe 1, and the ultrasonic echo reflected from the test region is converted into an electrical signal by the ultrasonic conversion function of the array probe 1 and the preamplification process is performed. And after setting to a level suitable for subsequent processing, a TGC (Time-Varying Gain Control) for amplifying the echoes with an amplification level that changes with time to compensate for the attenuation loss in the subject of the ultrasonic pulse signal.

FEC(4)에는 다시, 아날로그 채널 수(어레이 프로브의 단위 센서 수) 만큼의 아날로그/디지털 변환기(5)가 연결되어 수신된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하고, 디지털 신호들은 빔형성기(6)에 의해 처리된다. 영상라인에 대응하는 신호는 시간함수로서 빔형성기(6)의 출력측에서 수집된다. 빔형성기(6) 다음에 흑백 영상 프로세서(7), 색혈류영상지도화(CFM) 프로세서(8), 도플러 프로세서(9) 등이 연결된다. 상기 프로세서(7,8,9)는 섹터를 형성하는 라인들을 따라 도달하여 수집된 신호를 스크린에 관측 가능한 비디오 영상으로 변환하는 영상변환기(10)에 연결된다.The FEC 4 is again connected with an analog / digital converter 5 corresponding to the number of analog channels (the number of unit sensors of the array probe) to convert the received analog signal into a digital signal, and the digital signals are transmitted to the beamformer 6. Is processed by The signal corresponding to the image line is collected at the output side of the beamformer 6 as a time function. Next to the beamformer 6, a black and white image processor 7, a color blood flow image mapping (CFM) processor 8, a Doppler processor 9 and the like are connected. The processors 7, 8 and 9 are connected to an image converter 10 which arrives along the lines forming a sector and converts the collected signal into a video image observable on the screen.

또한, 초음파 영상기기는 프로세서(6 내지 9)를 제어하는 명령 및 구동회로(14)에 의해 사용자가 기계의 파라미터를 선택하고 변경하며 모니터를 제어하기 위해 키패드(12)와 명령버튼(13)이 제공된 제어패널(11)을 포함한다. 그리고 메모리(15), 영상레코더(비디오, DVD 레코더), 모니터(2)의 스크린 상에 디스플레이 되는 영상들을 선명하게 인쇄하기 위한 복사 장치 등 다양한 주변장치를 포함할 수 있다. 이하에서는 어레이 프로브의 기능을 수행하면서 영상 기기 본체로부터 물리적으로 분리 결합 가능한 단위를 프로브 유닛트라 지칭하기로 한다.In addition, the ultrasonic imaging apparatus includes a keypad 12 and a command button 13 to control and monitor a parameter of a machine by a command and driving circuit 14 for controlling the processors 6 to 9. And a control panel 11 provided. And a peripheral device such as a memory 15, an image recorder (video, DVD recorder), a copying device for clearly printing images displayed on the screen of the monitor 2, and the like. Hereinafter, a unit that can be physically separated and coupled from an imaging apparatus main body while performing a function of an array probe will be referred to as a probe unit.

상기와 같이 구성되는 종래의 초음파 영상기기는 설정된 전압이 어레이 프로브(1)의 멀티 트랜스듀서 소자에 인가되는데, 프로브의 멀티 트랜스듀서 소자는 소자에 따라 그 내재적인 특성에 차이가 있으므로, 이 차이를 감안하여 제조시 공장에서 프로브의 트랜스듀서 음향 출력이 인체에 대한 최대 허용 레벨 이하로 되고 각 채널의 출력 수준이 균일하도록 인가전압을 설정하여 출시한다. 그런데, 프로브 유닛트는 간혹 파손, 망실되거나 고장이 발생하여 교체해야만 하는 경우가 발생한다. In the conventional ultrasound imaging apparatus configured as described above, the set voltage is applied to the multi-transducer element of the array probe 1, and since the multi-transducer element of the probe differs in its intrinsic characteristics depending on the element, this difference is eliminated. In consideration of this, the factory's transducer sound output is below the maximum allowable level for the human body and the applied voltage is set so that the output level of each channel is uniform. However, the probe unit sometimes breaks, loses or breaks down and needs to be replaced.

이와 같이 출시될 때 함께 셋팅 되어온 프로브 유닛트를 새로운 프로브 유닛트로 교체하는 경우, 새로운 프로브 유닛트의 초음파 트랜스듀서 소자들은 기존의 프로브 유닛트와 트랜스듀서들의 특성 파라미터가 일치하지 않게 된다. 따라서 이러한 불일치로 인하여 프로브 유닛트가 교체되고 나서 그 음향 출력 파워(Acoustic Output Power, 이하 AP라 칭함)가 재조정되지 않는다면, 영상 품질이 저하되는 것은 물론 인체에 위해를 끼칠 수 있는 AP가 출력되는 경우가 예상된다. 따라서 이러한 문제점을 해결하기 위해 프로브 유닛트를 교체할 때마다 새로운 프로브 유닛트와 프로브 제어 모듈 및 본체를 모두 함께 영상장치 제조사로 보내어, 설정치들을 다시 세팅하여 AP를 인체 허용수준 이하로 재조정해야 하는 불편함이 있었다. In this case, when the probe unit set together at the time of release is replaced with a new probe unit, the ultrasonic transducer elements of the new probe unit do not match characteristic parameters of the existing probe unit and the transducers. Therefore, if the Acoustic Output Power (hereinafter referred to as AP) is not readjusted after the probe unit is replaced due to this mismatch, the AP may not only degrade the video quality but also output an AP that may harm the human body. It is expected. Therefore, to solve this problem, every time the probe unit is replaced, the new probe unit, the probe control module, and the main body are all sent together to the imaging device manufacturer, and the setpoints are reset to reset the AP to below the human acceptable level. there was.

또한, 상기와 같이 제품 출하 시나 프로브 유닛트가 교체 시 영상 품질을 유 지하기 위하여 각 초음파 트랜스듀서 소자별 종합감도를 감안하여 출력 이득을 조정하는 것으로 알려져 있다. 종합감도는 각 초음파 트랜스듀서 소자의 음향 출력 특성과 수신 감도 특성에 의하여 정하여지며, 각 초음파 트랜스듀서 소자의 내재적인 특성 차이에도 불구하고 동일한 에코 조건 하에서 동일한 인가전압에 대하여 동일한 전기신호가 얻어지도록 종합감도에 따라 이득을 조정하여, 각 채널간 신호 출력의 균형을 유지시키는 변수로 활용되고 있다.In addition, as described above, in order to maintain image quality when the product is shipped or when the probe unit is replaced, it is known to adjust the output gain in consideration of the overall sensitivity of each ultrasonic transducer element. The overall sensitivity is determined by the acoustic output characteristics and the reception sensitivity characteristics of each ultrasonic transducer element, and despite the inherent differences in the characteristics of each ultrasonic transducer element, it is synthesized so that the same electrical signal is obtained for the same applied voltage under the same echo condition. By adjusting the gain according to the sensitivity, it is used as a variable to balance the signal output between each channel.

한편, 어레이 프로브에 인가되는 전압이 높을수록 영상의 품질이 향상되는 경향이 있으나, 이와 동시에 각 채널의 송출 파워가 균일하여야 각 초음파 트랜스듀서로부터 생성되는 음장의 간섭 현상이 배제되고 전체적으로 균일한 고품질의 영상이 얻어진다. 그러나 어레이 프로브의 각 트랜스듀서 소자는 음향 출력 특성과 수신감도 등의 특성 파라미터가 서로 정확히 일치하는 것은 아니므로 각 소자의 특성 파라미터에 맞는 전압을 각각 독립적으로 조정하여 인가해 주어야 할 필요성이 제기된다. 또한 송출 파워가 균일하다 하더라도 각 초음파 트랜스듀서 소자의 수신감도에 따라 수신된 전기 신호의 세기가 달라지므로 시각적으로 균일한 이미지 품질을 얻기 위하여 수신된 전기 신호의 증폭 이득을 보정하여 줄 필요성도 제기된다.On the other hand, the higher the voltage applied to the array probe, the higher the quality of the image, but at the same time the transmission power of each channel should be uniform to eliminate the interference phenomenon of the sound field generated from each ultrasonic transducer, and the overall uniform high quality An image is obtained. However, since each transducer element of the array probe does not exactly match characteristic parameters such as acoustic output characteristics and reception sensitivity, there is a need to independently adjust and apply voltages corresponding to the characteristic parameters of each element. In addition, even if the output power is uniform, the intensity of the received electrical signal varies depending on the sensitivity of each ultrasonic transducer element, so there is also a need to correct the amplification gain of the received electrical signal in order to obtain a visually uniform image quality. .

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 초음파 영상장치에 이용되는 복수개의 초음파 트랜스듀서 소자를 구비한 프로브 유닛트 및 프 로브 제어 모듈에 있어서, 상기 어레이 프로브는 각 트랜스듀서 소자의 특성 파라미터가 저장된 메모리를 포함하고 어레이 프로브가 영상장치 본체에 연결되면 자동으로 각 트랜스듀서 소자의 저장된 특성 파라미터에 따라 상기 소자들에 적합한 설정 전압이나 증폭 이득을 재조정함으로써 연결된 프로브 어레이에 적합하도록 채널 파워가 균형있게 조절되어 고품질의 영상을 생성할 뿐만 아니라 음향출력을 허용 레벨 이하로 제한하는 것을 특징으로 하는 영상장치의 어레이 프로브 시스템 및 그 제어방법을 제공하는데 목적이 있다.Accordingly, the present invention is to solve the above problems, in the probe unit and probe control module having a plurality of ultrasonic transducer elements used in the ultrasonic imaging apparatus, the array probe is a characteristic parameter of each transducer element Includes a stored memory and automatically balances the channel power to suit the connected probe array by automatically adjusting the set voltage or amplification gain appropriate for the devices according to the stored characteristic parameters of each transducer element when the array probe is connected to the imaging device body. It is an object of the present invention to provide an array probe system of an imaging apparatus and a method of controlling the same, which are controlled so as to not only generate a high quality image but also limit an audio output to an allowable level or less.

본 발명은 다수개의 트랜스듀서 소자를 어레이 형태로 구성하여 다채널로 동작되는 프로브 유닛트를 구비하는 기타의 영상 장치에 대해서도 일반적으로 적용이 가능하다.The present invention is generally applicable to other imaging devices having a plurality of transducer elements configured in an array and having a probe unit operated in a multi-channel.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 영상장치의 어레이 프로브 시스템에 있어서, 복수의 트랜스듀서 소자들이 배열된 트랜스듀서 소자 어셈블리와, 상기 트랜스듀서 소자 각각의 특성 파라미터 값이 저장되는 메모리를 포함하는 프로브 유닛트와 상기 프로브 유닛트의 트랜스듀서 소자에 구동 전압을 인가하는 전력공급부, 및 상기 프로브 유닛트의 메모리에 저장된 특성 파라미터 값을 읽고, 상기 특성 파라미터 값에 근거하여 상기 전력공급부의 인가 구동 전압을 산출하고 각 트랜스듀서 소자에 의하여 변환된 전기 신호의 증폭이득 조정치를 산출하는 모듈 제어부를 포함하는 프로브 제어 모듈을 구비하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides an array probe system of an imaging apparatus, comprising: a transducer element assembly in which a plurality of transducer elements are arranged, and a memory in which characteristic parameter values of each of the transducer elements are stored; A power supply unit for applying a driving voltage to the probe unit and the transducer element of the probe unit, and a characteristic parameter value stored in a memory of the probe unit, and calculating an applied driving voltage of the power supply unit based on the characteristic parameter value. And a probe control module including a module control unit for calculating an amplification gain adjustment value of the electrical signal converted by each transducer element.

또한 상기 전력공급부의 인가 구동 전압은 각 트랜스듀서 소자로부터 발생되는 음향 출력이 예측 가능하게 되고, 인체 허용 최대 음향 출력 이내가 되도록 설정 및 제어되는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the driving voltage applied to the power supply may be set and controlled so that the sound output generated from each transducer element becomes predictable and is within the maximum allowable sound output of the human body.

또한 상기 프로브 유닛트의 메모리에 저장된 특성 파라미터 값은 각 트랜스듀서 소자의 종합감도인 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the characteristic parameter value stored in the memory of the probe unit may be characterized in that the overall sensitivity of each transducer element.

또한 상기 전력공급부는 각 트랜스듀서 소자에 대하여 각각 별개의 구동 전압을 인가할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.The power supply unit may be configured to apply a separate driving voltage to each transducer element.

또한 상기 프로브 유닛트의 메모리에 저장된 특성 파라미터 값은 각 트랜스듀서 소자의 방사컨덕턴스 및 수신감도인 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the characteristic parameter value stored in the memory of the probe unit may be characterized in that the radiation conductance and the reception sensitivity of each transducer element.

또한 상기 프로브 제어 모듈은 메모리부를 더 포함하고, 상기 모듈제어부는 각 트랜스듀서 소자의 종합감도에 근거하여 상기 트랜스듀서 소자에 인가될 설정 전압을 산출하여 상기 메모리부에 기록하며, 또한 각 트랜스듀서 소자의 종합감도를 정규화하여 증폭이득 조정치로 상기 메모리부에 기록하는 것을 특징으로 할 수 있다.The probe control module may further include a memory unit, wherein the module control unit calculates a set voltage to be applied to the transducer element based on the overall sensitivity of each transducer element and records the set voltage in the memory unit. It is characterized in that the general sensitivity of the can be normalized and recorded in the memory unit with the amplification gain adjustment value.

또한 상기 프로브 제어 모듈은 메모리부를 더 포함하고, 상기 모듈제어부는 상기 각 트랜스듀서 소자의 방사컨덕턴스에 근거하여 상기 트랜스듀서 소자 각각에 인가될 설정 전압을 별도로 산출하여 상기 메모리부에 기록하며, 또한 각 트랜스듀서 소자의 수신감도를 정규화하여 증폭이득 조정치로 상기 메모리부에 기록하는 것을 특징으로 할 수 있다.The probe control module may further include a memory unit, and the module control unit separately calculates a set voltage to be applied to each of the transducer elements based on the radiation conductance of each transducer element, and records the set voltage in the memory unit. The reception sensitivity of the transducer element may be normalized and recorded in the memory unit at an amplification gain adjustment value.

또한 상기 프로브 유닛트의 메모리에는 프로브 유닛트 식별코드가 더 포함되 어 저장되고, 상기 프로브 제어 모듈은 상기 프로브 유닛트가 연결되면 상기 메모리에 저장된 상기 프로브 유닛트 식별코드를 읽어와 상기 프로브 제어 모듈의 메모리부에 저장되어 있는 식별코드와 동일하지 않을 경우에 한하여 상기 프로브 제어 모듈의 메모리부를 갱신하도록 하는 것을 특징으로 할 수 있다.The probe unit memory may further include a probe unit identification code, and when the probe unit is connected, the probe control module reads the probe unit identification code stored in the memory and reads the probe unit identification code into the memory unit of the probe control module. The memory unit of the probe control module may be updated only when it is not the same as the stored identification code.

또한 상기 전력공급부 인가 구동 전압은 상기 각 트랜스듀서 소자의 음향 출력이 인체 허용 최대 출력 이내에서 균일하도록 상기 트랜스듀서 소자 각각에 대하여 별도로 설정되는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the driving voltage applied to the power supply may be set separately for each of the transducer elements so that the acoustic output of each transducer element is uniform within the maximum output of the human body.

한편, 트랜스듀서 소자 각각의 특성 파라미터가 저장되는 메모리를 포함하는 프로브 유닛트 및 프로브 제어 모듈을 포함하는 어레이 프로브 시스템의 제어방법은 (a) 상기 프로브 유닛트가 프로브 제어 모듈에 접속되면 상기 특성 파라미터를 불러오는 단계; (b) 상기 특성 파라미터에 근거하여 상기 프로브 유닛트의 트랜스듀서 소자에 인가될 설정 전압을 산출하는 단계; (c) 상기 프로브 유닛트 구동시 상기 설정 전압을 상기 트랜스듀서 소자에 인가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.Meanwhile, a method of controlling an array probe system including a probe unit including a memory in which characteristic parameters of each transducer element are stored and a probe control module includes (a) retrieving the characteristic parameters when the probe unit is connected to the probe control module. step; (b) calculating a set voltage to be applied to the transducer element of the probe unit based on the characteristic parameter; (c) applying the set voltage to the transducer element when driving the probe unit.

또한 (b-1) 상기 단계 (b)에서 산출된 상기 설정 전압을 상기 프로브 제어 모듈에 포함된 메모리부에 저장하는 단계;를 상기 단계(b) 다음에 수행하고, 상기 단계(c)의 설정전압은 상기 메모리부로부터 취득하는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, (b-1) storing the set voltage calculated in the step (b) in a memory unit included in the probe control module, after the step (b), and setting the step (c). The voltage may be obtained from the memory unit.

또한 상기 프로브 유닛트의 메모리 및 상기 프로브 제어 모듈의 메모리부에는 프로브 유닛트 식별코드가 더 저장되어 있고, (a-1) 상기 프로브 유닛트가 결합되면, 상기 프로브 유닛트 식별코드를 상기 메모리로부터 불러오는 단계;와 (a-2) 상기 프로브 제어 모듈의 메모리부에 저장되어 있던 식별코드와 상기 불러온 프로브 유닛트의 식별코드가 일치하는지 판단하는 단계;를 상기 단계(a) 수행 전에 더 수행하고, 상기 식별코드가 일치할 경우 상기 단계(b) 및 단계(b-1)를 건너뛰는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the probe unit identification code is further stored in the memory of the probe unit and the memory unit of the probe control module, and (a-1) when the probe unit is combined, loading the probe unit identification code from the memory; and (a-2) determining whether the identification code stored in the memory unit of the probe control module matches the identification code of the retrieved probe unit; further performing before performing step (a), wherein the identification code is In case of coincidence, the step (b) and step (b-1) may be skipped.

또한 상기 단계(b)는, 상기 트랜스듀서 소자 각각의 음향 출력이 인체 허용 최대 출력 이내가 되도록 상기 특성 파라미터를 이용하여 상기 트랜스듀서 소자에 인가되는 전압을 설정하는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the step (b) may be characterized by setting the voltage applied to the transducer element using the characteristic parameter so that the acoustic output of each of the transducer elements is within the maximum human body output.

이와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 프로브 유닛트에 상기 프로브를 구성하는 트랜스듀서 소자 각각의 특성 파라미터를 저장하고, 새로운 프로브 유닛트가 접속되면 프로브 메모리에 저장된 특성 파라미터를 이용하여 상기 트랜스듀서 소자들에 인가될 전압을 산출하여 상기 트랜스듀서 소자의 음향 출력을 허용 범위 이내로 제어하여 전 채널에 걸쳐 균일하게 유지되도록 한다.According to the present invention configured as described above, a characteristic parameter of each transducer element constituting the probe is stored in the probe unit, and when a new probe unit is connected, it is applied to the transducer elements using the characteristic parameter stored in the probe memory. The voltage is calculated to control the acoustic output of the transducer element within an acceptable range so as to remain uniform over all channels.

본 발명의 실시 예는 다양하게 존재할 수 있으며, 이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 아래의 실시 예는 본 발명의 목적, 특징 및 장점을 보다 잘 이해할 수 있게 하기 위한 것이며, 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다. 특히 아래의 실시 예는 초음파 영상장치를 기준으로 설명되었으나 복수의 트랜스듀서 소자 어레이가 내장된 프로브 유닛트를 포함하는 일반적인 다채널 영상처리기기에 동일하게 적용할 수 있음은 물론이다.Embodiments of the invention may exist in various ways, hereinafter with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment. The following examples are provided to better understand the objects, features, and advantages of the present invention, and do not limit the scope of the present invention. In particular, the following embodiment has been described with reference to an ultrasound imaging apparatus, but it can be applied to a general multi-channel image processing apparatus including a probe unit having a plurality of transducer element arrays.

도 2는 본 발명에 의한 실시 예로서, 프로브 유닛트(100)와 프로브 유닛트(100)를 구동시키는 프로브 제어 모듈(200)의 구성을 나타낸 블록도이다. 프로브 제어 모듈(200)은 영상장치의 일부를 구성한다.2 is a block diagram illustrating a configuration of a probe control module 200 for driving the probe unit 100 and the probe unit 100 according to an exemplary embodiment of the present invention. The probe control module 200 constitutes a part of the imaging apparatus.

도시하는 바와 같이 프로브 유닛트(100)는 초음파 트랜스듀서 소자 어셈블리(110)와 메모리(120)를 포함한다. As shown, the probe unit 100 includes an ultrasonic transducer element assembly 110 and a memory 120.

트랜스듀서 소자 어셈블리(110)는 다수개의 트랜스듀서 소자가 배열(array)된 것으로, 배열되는 트랜스듀서 소자는 채널 수에 따라 결정된다. 복수회로에서 입력되는 신호 중 어느 하나의 입력신호를 선택하여 출력회로에 실어 주는 기능을 하는 멀티플렉서(도면 중 미 도시)가 더 포함될 수 있다. 본 발명에 의한 어레이 프로브가 이용되는 영상장치가 초음파 진단기기일 경우 트랜스듀서 소자 어셈블리(110)는 압전 센서가 배열된 압전 센서들의 어셈블리이다.The transducer element assembly 110 is arranged with a plurality of transducer elements, and the array of transducer elements arranged is determined according to the number of channels. A multiplexer (not shown) may further include a function of selecting one input signal among signals input from a plurality of circuits and loading the same into an output circuit. When the imaging apparatus using the array probe according to the present invention is an ultrasonic diagnostic apparatus, the transducer element assembly 110 is an assembly of piezoelectric sensors in which piezoelectric sensors are arranged.

메모리(120)에는 프로브 유닛트(100)의 식별코드와, 어셈블리(110)를 구성하는 각각의 트랜스듀서 소자들의 특성 파라미터가 저장된다. 특성 파라미터값은 트랜스듀서 소자 개개의 물리적 특성에 따라 제조 시 결정되는 값으로, 프로브 유닛트(100)의 제조 단계에서 측정되어 제공되는 것이 바람직하다. 여기서 메모리(120)에 식별코드는 생략되고 특성 파라미터만 저장되도록 할 수도 있다.The memory 120 stores the identification code of the probe unit 100 and characteristic parameters of the respective transducer elements constituting the assembly 110. The characteristic parameter value is a value determined at the time of manufacture according to the individual physical characteristics of the transducer element, and is preferably measured and provided at the manufacturing stage of the probe unit 100. Here, the identification code may be omitted and only the characteristic parameter may be stored in the memory 120.

특성 파라미터는 초음파 트랜스듀서 소자가 압전센서일 경우 통상 각 초음파 트랜스듀서의 종합감도로 표시된다. 종합감도는 각 초음파 트랜스듀서 소자에 동일한 설정 전압이 인가될 때, 동일한 에코 조건에서 각 초음파 트랜스듀서 소자로부터 얻어지는 전기 신호 크기의 상대적 비율로 정의될 수 있다. 예를 들면, 트랜스듀서가 출력소자인 동시에 감지 소자의 기능을 수행할 때, 인가전압을 Vi, 감지 신호로부터 출력되는 전압을 Vo라 할 때, 종합 감도는 20log(Vo/Vi)로 주어지며, 단위는 dB(decibel) 이다.The characteristic parameter is usually expressed as the overall sensitivity of each ultrasonic transducer when the ultrasonic transducer element is a piezoelectric sensor. The overall sensitivity may be defined as a relative ratio of the magnitude of the electrical signal obtained from each ultrasonic transducer element under the same echo condition when the same set voltage is applied to each ultrasonic transducer element. For example, when the transducer is an output element and performs a function of a sensing element, when the applied voltage is V i and the voltage output from the sense signal is V o , the overall sensitivity is 20 log (V o / V i ). Given in dB (decibel).

다른 실시 예로는 방사컨덕턴스(G) 및 수신감도를 특성 파라미터로 채택할 수 있다. 수신감도는 각 초음파 트랜스듀서 소자가 동일한 초음파 신호를 수신하여 전기 신호로 변환할 때, 그 전기 신호 크기의 상대적 비율로 정의될 수 있다. 예를 들면, 수신된 음압을 p(Pa), 출력 전기신호를 Vo(mV)라 하면 수신감도는 Vo/p의 비로 정의된다.In another embodiment, the radiated conductance G and the received sensitivity may be adopted as characteristic parameters. The reception sensitivity may be defined as a relative ratio of the magnitudes of the electrical signals when the ultrasonic transducer elements receive the same ultrasonic signals and convert them into electrical signals. For example, if the received sound pressure is p (Pa) and the output electrical signal is V o (mV), then the reception sensitivity is defined as the ratio of V o / p.

프로브 제어 모듈(200)은 외부에서 입력되는 명령에 따라 프로브 유닛트(100)를 구동시키는 것으로 모듈제어부(210), 송수신부(220), 전력공급부(230), 메모리부(240)를 포함할 수 있으며, 영상 장치 본체의 일부를 구성한다.The probe control module 200 drives the probe unit 100 according to a command input from the outside, and may include a module controller 210, a transceiver 220, a power supply 230, and a memory 240. And constitute a part of the main body of the imaging apparatus.

전력공급부(230)는 프로브 유닛트(100)와 프로브 제어 모듈(200)을 구동하도록 하는 전력원으로써 프로브 유닛트(100)에 단일의 설정 전압을 인가하거나 또는 해당 트랜스듀서 소자의 방사컨덕턴스에 의하여 산출되어진 전압 설정치에 따라 트랜스듀서 소자 어셈블리 각각에 인가될 전압을 독립적으로 조정하여 인가한다. The power supply 230 is a power source for driving the probe unit 100 and the probe control module 200 and applies a single set voltage to the probe unit 100 or is calculated by the radiated conductance of the corresponding transducer element. The voltage to be applied to each of the transducer element assemblies is independently adjusted and applied according to the voltage set value.

송수신부(220)는 프로브 유닛트(100)의 트랜스듀서 소자에 제어신호를 공급하고, 트랜스듀서 소자 어셈블리로부터 전해지는 감지신호를 수신한다.The transceiver 220 supplies a control signal to the transducer element of the probe unit 100 and receives a detection signal transmitted from the transducer element assembly.

모듈제어부(210)는 외부에서 입력되는 제어 명령에 따라 프로브 유닛트(100)를 구동하되 프로브 유닛트(100)에서 출력되는 송출 초음파 신호의 음향 출력 파워(AP)가 균일하게 유지될 수 있도록 트랜스듀서 소자의 특성 파라미터에 따라 트랜 스듀서 소자에 인가되는 전압이 출력되도록 전력공급부(230)를 제어한다. 인가 전압은 단일 값 또는 각 초음파 트랜스듀서 소자에 대하여 별도 값으로 설정될 수 있다.The module control unit 210 drives the probe unit 100 according to a control command input from the outside, but the transducer element so that the acoustic output power AP of the transmitted ultrasound signal output from the probe unit 100 can be maintained uniformly. The power supply unit 230 is controlled to output a voltage applied to the transducer element according to the characteristic parameter of the. The applied voltage can be set to a single value or to a separate value for each ultrasonic transducer element.

초음파 트랜스듀서 소자의 방사컨덕턴스를 이용하여 전압설정치를 산출하는 방법은 음향 출력 파워(AP)가 각 트랜스듀서 소자에 인가되는 전압의 제곱(V2)에 비례한다는 원리에 따른다.The method of calculating the voltage set value using the radiated conductance of the ultrasonic transducer element is based on the principle that the acoustic output power AP is proportional to the square of the voltage applied to each transducer element (V 2 ).

즉, AP ∝ V2 이므로, 여기서 비례계수를 G라 하면 다음 식이 성립된다.That is, AP AP V 2 , where the proportional coefficient is G, and the following equation is established.

AP(에너지/초) = GV2 AP (energy / sec) = GV 2

여기서, G는 방사컨덕턴스라 정의되고, V는 각 채널의 초음파 트랜스듀서 소자의 구동전압을 나타낸다. Here, G is defined as the radiated conductance, and V is the driving voltage of the ultrasonic transducer element of each channel.

각 초음파 트랜스듀서 소자에 따라 방사컨덕턴스(G) 값이 상이하므로, 전 채널에 걸쳐 균일한 AP의 초음파를 출력하기 위해서는 각 트랜스듀서 소자의 G값에 따라 각각 채널 구동전압(V)을 별도로 산출하여, 모든 채널에서 균일한 AP가 출력되도록 조정된다. 이 균일한 AP는 인체에 대한 최대 허용 음향 출력(APMAX) 이내로 제한된다. Since the radiated conductance (G) value is different for each ultrasonic transducer element, in order to output ultrasonic waves of a uniform AP over all channels, the channel driving voltage (V) is calculated separately according to the G value of each transducer element. In this case, the uniform AP is output on all channels. This uniform AP is limited to within the maximum allowable acoustic power (AP MAX ) for the human body.

따라서 각 초음파 트랜스듀서 소자의 G 값이 특성 파라미터로서 메모리(120)에 저장되고, 어레이 프로브 구동 시, 프로브 유닛트가 새로운 것으로 판단되면, 메모리에 기록된 G 값에 따라 V가 조정되도록 하여, 어떠한 임의의 프로브 유닛트 가 접속되더라도 균일한 AP의 초음파가 출력되므로 트랜스듀서 소자들 사이에 출력균형을 이룰 수 있고, 인체에 사용시에는 음향 출력을 최대 허용 출력으로 제한하여 관련 위험성을 배제할 수 있다. Therefore, the G value of each ultrasonic transducer element is stored in the memory 120 as a characteristic parameter, and when it is determined that the probe unit is new when the array probe is driven, V is adjusted according to the G value recorded in the memory. Even if the probe unit is connected, the ultrasonic wave of the uniform AP is output, so that the output balance can be achieved between the transducer elements, and when used in the human body, it is possible to limit the sound output to the maximum allowable output to eliminate related risks.

만일, 각 채널에 단일의 설정 전압이 인가되는 경우라면, 최대 방사컨덕턴스를 갖는 초음파 트랜스듀서 소자의 음향 출력이 인체에 대한 최대 허용 음향 출력(APMAX) 이내가 되도록 인가전압이 설정된다.If a single set voltage is applied to each channel, the applied voltage is set such that the acoustic output of the ultrasonic transducer element having the maximum radiated conductance is within the maximum allowable acoustic output (AP MAX ) to the human body.

모듈 제어부에는 트랜스듀서의 수신감도에 따라 수신된 감지신호의 증폭이득을 조정하는 기능이 추가될 수 있다. 각 수신감도를 정규화하여 증폭이득 조정치를 산출하고, 이를 이용하여 초음파 트랜스듀서에 의하여 변환된 전기 신호의 증폭이득을 조정함으로써 트랜스듀서의 수신감도에 따른 이미지 불균형을 보상하는 것이 가능하다.The module controller may add a function to adjust the amplification gain of the received detection signal according to the reception sensitivity of the transducer. By amplifying the gain of the amplification gain by normalizing each received sensitivity, it is possible to compensate for the image imbalance according to the received sensitivity of the transducer by adjusting the amplification gain of the electrical signal converted by the ultrasonic transducer.

메모리부(240)는 트랜스듀서 소자에 인가될 전압 설정치 및/또는 증폭 이득 조정치가 기록되며, 추가로 프로브 식별코드가 기록될 수 있다. 모듈제어부(210)는 특성 파라미터에 따라 산출된 전압 설정치를 메모리(240)로부터 읽어와, 어레이 프로브 구동 명령이 입력되면 상기 메모리부(240)에 저장된 전압 설정치에 따라 각 트랜스듀서 소자에 전압이 인가되도록 전력공급부(230)를 제어한다. 또한 메모리부에 기록된 증폭이득 조정치에 따라 변환된 전기신호의 증폭이득을 조정하는 것이 추가될 수 있다.The memory unit 240 may record a voltage set value and / or an amplification gain adjustment value to be applied to the transducer element, and in addition, a probe identification code may be recorded. The module controller 210 reads the voltage set value calculated according to the characteristic parameter from the memory 240, and when an array probe driving command is input, a voltage is applied to each transducer element according to the voltage set value stored in the memory unit 240. Control the power supply unit 230 so as to. Further, it may be added to adjust the amplification gain of the converted electric signal according to the amplification gain adjustment value recorded in the memory unit.

이와 같이 본 발명에서는 프로브 유닛트(100)가 프로브 제어 모듈(200)에 접 속되면 프로브 메모리(120)에 저장된 식별코드를 읽어와 메모리부(240)에 저장되어 있는 프로브 식별코드와 일치하는지를 판단하여 새로운 프로브로 판단되면, 프로브의 트랜스듀서 소자 각각의 특성 파라미터를 읽어와 특성 파라미터를 이용하여 트랜스듀서 소자에 인가될 전압 설정치 및 증폭이득 조정치를 메모리부(240)에서 갱신한다. As described above, when the probe unit 100 is connected to the probe control module 200, the probe unit 100 reads the identification code stored in the probe memory 120 to determine whether the probe unit 100 matches the probe identification code stored in the memory unit 240. When determined to be a new probe, the memory unit 240 reads the characteristic parameter of each transducer element of the probe and updates the voltage set value and amplification gain adjustment value to be applied to the transducer element using the characteristic parameter.

다른 실시 예로서 메모리부(240)에 식별코드가 기록되지 않을 경우에는, 프로브가 접속되면 바로 메모리(120)에 저장된 특성 파라미터를 읽어와, 프로브 제어 모듈(200)의 메모리부(240)에서 각 트랜스듀서 소자의 전압 설정치 및 증폭이득 조정치를 갱신하는 방법이 사용될 수도 있다. As another example, when the identification code is not recorded in the memory unit 240, as soon as the probe is connected, the characteristic parameter stored in the memory 120 is read and each of the memory unit 240 of the probe control module 200 is read. A method of updating the voltage setpoint and amplification gain adjustment of the transducer element may be used.

상기와 같이 구성된 어레이 프로브의 작동 제어 방법의 최적 실시 예를 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.An optimal embodiment of the operation control method of the array probe configured as described above will be described with reference to FIG. 3.

프로브 유닛트(100)가 영상장치의 프로브 제어 모듈(200)에 커넥터(도면 중 미 도시)를 통해 연결되면(S11) 프로브 제어 모듈(200)의 모듈제어부(210)는 프로브 유닛트(100)의 메모리(120)에서 프로브 유닛트 식별코드를 읽어온다(S12).When the probe unit 100 is connected to the probe control module 200 of the imaging apparatus through a connector (not shown) (S11), the module control unit 210 of the probe control module 200 may store the memory of the probe unit 100. In step 120, the probe unit identification code is read (S12).

읽어온 식별코드와 이미 저장되어있던 프로브 유닛트 식별코드를 비교하여 일치하는 것으로 판단되면 통상적인 어레이 프로브 구동모드를 수행한다(S13).If it is determined that the matching identification code and the stored probe unit identification code is matched to perform a normal array probe driving mode (S13).

일치하지 않은 것으로 판단되면 프로브 유닛트(100)의 메모리(120)에서 특성 파라미터를 읽어 와서(S14), 이를 이용하여 프로브 유닛트에 인가될 전압을 산출한다(S15). If it is determined that they do not match, the characteristic parameter is read from the memory 120 of the probe unit 100 (S14), and the voltage to be applied to the probe unit is calculated using the characteristic parameter (S15).

산출된 전압설정치를 프로브 제어 모듈(200)의 메모리부(240)에 기록한다 (S16). The calculated voltage setting value is recorded in the memory unit 240 of the probe control module 200 (S16).

프로브 구동 명령이 입력되면(S17), 메모리부(240)에 저장된 전압 설정치에 따라 각 소자에 구동 전압을 인가하여 방출 신호가 방사되도록 한다(S18).When the probe driving command is input (S17), the driving signal is applied to each device according to the voltage set value stored in the memory unit 240 to emit the emission signal (S18).

상기 작동 제어 방법에서 메모리(120)에 프로브 식별코드가 기록되지 않는 경우에는 상기 S12 및 S13 단계는 생략되고 프로브 유닛트(100)가 프로브 제어 모듈에 접속되면 바로 메모리(120)에 저장된 특성 파라미터를 불러와 이를 이용하여 프로브 제어 모듈(200)의 메모리부(240)에서 전압 설정치를 갱신한다.When the probe identification code is not recorded in the memory 120 in the operation control method, steps S12 and S13 are omitted, and when the probe unit 100 is connected to the probe control module, a characteristic parameter stored in the memory 120 is called up. The voltage setting is updated in the memory unit 240 of the probe control module 200 by using the same.

상기 작동 제어 방법에서 특성 파라미터로 전압 설정치와 증폭이득 조정치가 함께 포함될 경우, 메모리부(240)에 전압 설정치 외에 증폭이득 조정치가 함께 갱신되는 것은 물론이다.In the operation control method, when the voltage setting value and the amplification gain adjustment value are included together as the characteristic parameter, the amplification gain adjustment value is updated in addition to the voltage setting value in the memory unit 240.

본 발명에 따르면, 영상기기 사용 현장에서 프로브 유닛트를 신품으로 교체하거나, 또는 여러 개의 프로브 유닛트를 동시에 사용하고 있는 경우, 어떤 임의의 프로브 유닛트가 영상기기에 접속되더라도 트랜스듀서 소자에 인가되는 전압을 자동으로 조정하여 출력 파워를 제한함으로써 인체가 고 에너지파에 노출되는 위험을 방지하는 효과가 있다. 또한 각 채널별 송출 파워를 균일하게 유지함으로써, 초음파 음장의 간섭을 줄이고, 또한 각 초음파 트랜스듀서 소자의 수신감도를 반영함으로써 트랜스듀서 소자들 간에 균형을 이루어 어레이 프로브의 각 트랜스듀서의 내재적 특성의 변위에 따르는 영상 품질 저하 요인을 보상하여 영상 품질을 현저히 개선시키는 효과가 있다. 또한 본 발명은 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위에서 초음파 영상기기 외에도 기타 복수의 트랜스듀서 소자를 어레이 형태로 구성하여 다채널로 동작되는 프로브 유닛트를 구비하는 일반적인 다채널 영상처리기기에 적용하여도 동일한 효과가 예측됨은 자명하다.According to the present invention, when a probe unit is replaced with a new one or a plurality of probe units are used at the same time, the voltage applied to the transducer element is automatically adjusted even if any probe unit is connected to the image device. By limiting the output power by adjusting the power, the human body is prevented from being exposed to high energy waves. In addition, by maintaining the output power of each channel uniformly, it reduces the interference of the ultrasonic sound field, and also reflects the reception sensitivity of each ultrasonic transducer element to balance the transducer elements, thereby shifting the intrinsic characteristics of each transducer of the array probe. By compensating for the deterioration factor of the image quality according to the effect is to significantly improve the image quality. In addition, the present invention may be applied to a general multi-channel image processing apparatus having a probe unit operating in a multi-channel configuration by forming a plurality of other transducer elements in addition to the ultrasonic imaging apparatus without departing from the technical spirit of the present invention. It is obvious that the same effect is expected.

Claims (15)

영상장치의 어레이 프로브 시스템에 있어서,In the array probe system of the imaging device, 복수의 트랜스듀서 소자들이 배열된 트랜스듀서 소자 어셈블리와, 상기 트랜스듀서 소자 각각의 특성 파라미터 값이 저장되는 메모리를 포함하는 프로브 유닛트;와 A probe unit including a transducer element assembly in which a plurality of transducer elements are arranged and a memory in which characteristic parameter values of each of the transducer elements are stored; and 상기 프로브 유닛트의 트랜스듀서 소자에 구동 전압을 인가하는 전력공급부, 및 상기 프로브 유닛트의 메모리에 저장된 상기 트랜스듀서 소자의 특성 파라미터 값을 읽고, 상기 특성 파라미터 값에 근거하여 상기 전력공급부의 인가 구동 전압을 산출하고 각 트랜스듀서 소자에 의하여 변환된 전기 신호의 증폭 이득 조정치를 산출하는 모듈 제어부를 포함하는 프로브 제어 모듈;을 구비하는 것을 특징으로 하는 영상장치의 어레이 프로브 시스템.A power supply unit applying a driving voltage to the transducer element of the probe unit, and reading a characteristic parameter value of the transducer element stored in a memory of the probe unit, and applying the driving voltage of the power supply unit based on the characteristic parameter value. And a probe control module including a module control unit for calculating and calculating an amplification gain adjustment value of an electric signal converted by each transducer element. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전력공급부의 인가 구동 전압은 각 트랜스듀서 소자로부터 발생되는 음향 출력이 인체 허용 최대 음향 출력 이내이도록 설정되는 것을 특징으로 하는 영상장치의 어레이 프로브 시스템.The driving voltage applied to the power supply unit is set so that the sound output generated from each transducer element is within the maximum allowable sound output of the human body. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 프로브 유닛트의 메모리에 저장된 특성 파라미터 값은 각 트랜스듀서 소자의 종합감도인 것을 특징으로 하는 영상장치의 어레이 프로브 시스템.And a characteristic parameter value stored in a memory of the probe unit is a comprehensive sensitivity of each transducer element. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전력공급부는 각 트랜스듀서 소자에 대하여 각각 별개의 구동 전압을 인가할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 영상장치의 어레이 프로브 시스템.And the power supply unit is configured to apply a separate driving voltage to each transducer element. 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 프로브 유닛트의 메모리에 저장된 특성 파라미터 값은 각 트랜스듀서 소자의 방사컨덕턴스 및 수신감도인 것을 특징으로 하는 영상장치의 어레이 프로브 시스템.And a characteristic parameter value stored in a memory of the probe unit is radiation conductance and reception sensitivity of each transducer element. 제 3항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 프로브 제어 모듈은 메모리부를 더 포함하고, 상기 모듈제어부는 각 트랜스듀서 소자의 종합감도에 근거하여 상기 트랜스듀서 소자에 인가될 설정 전압을 산출하여 상기 메모리부에 기록하며, 또한 각 트랜스듀서 소자의 종합감도를 증폭 이득 조정치로 상기 메모리부에 기록하는 것을 특징으로 하는 영상장치의 어레이 프로브 시스템.The probe control module further includes a memory unit, and the module control unit calculates and writes a set voltage to be applied to the transducer element based on the overall sensitivity of each transducer element, and records the set voltage in the memory unit. And a comprehensive sensitivity is recorded in the memory unit with an amplification gain adjustment value. 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 프로브 제어 모듈은 메모리부를 더 포함하고, 상기 모듈제어부는 상기 각 트랜스듀서 소자의 방사컨덕턴스에 근거하여 상기 트랜스듀서 소자 각각에 인가될 설정 전압을 별도로 산출하여 상기 메모리부에 기록하며, 또한 각 트랜스듀서 소자의 수신감도를 증폭이득 조정치로 상기 메모리부에 기록하는 것을 특징으로 하는 영상장치의 어레이 프로브 시스템.The probe control module further includes a memory unit, and the module control unit separately calculates a set voltage to be applied to each of the transducer elements based on the radiation conductance of each transducer element, and records the set voltage in the memory unit. And receiving sensitivity of a producer element is recorded in the memory unit as an amplification gain adjustment value. 제 6항 또는 제 7항에 있어서,The method according to claim 6 or 7, 상기 프로브 유닛트의 메모리에는 프로브 유닛트 식별코드가 더 포함되어 저장되고, 상기 프로브 제어 모듈은 상기 프로브 유닛트가 연결되면 상기 메모리에 저장된 상기 프로브 유닛트 식별코드를 읽어와 상기 프로브 제어 모듈의 메모리부에 저장되어 있는 식별코드와 동일하지 않을 경우에 한하여 상기 프로브 제어 모듈의 메모리부를 갱신하도록 하는 것을 특징으로 하는 영상장치의 어레이 프로브 시스템.The probe unit memory further includes a probe unit identification code stored therein, and when the probe unit is connected, the probe control module reads the probe unit identification code stored in the memory and is stored in the memory unit of the probe control module. And updating the memory unit of the probe control module only when the identification code is not the same as the identification code. 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 전력공급부 인가 구동 전압은 상기 각 트랜스듀서 소자의 음향 출력이 인체 허용 최대 출력이내에서 균일하도록 상기 트랜스듀서 소자 각각에 대하여 별도로 설정되는 것을 특징으로 하는 영상장치의 어레이 프로브 시스템.And the driving voltage applied to the power supply unit is set separately for each of the transducer elements such that the acoustic output of each of the transducer elements is uniform within a maximum allowable output of the human body. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 트랜스듀서 소자는 초음파 압전소자인 것을 특징으로 하는 영상장치의 어레이 프로브 시스템.The transducer element is an array probe system of an imaging device, characterized in that the ultrasonic piezoelectric element. 트랜스듀서 소자 각각의 특성 파라미터가 저장되는 메모리를 포함하는 프로브 유닛트 및 프로브 제어 모듈을 포함하는 어레이 프로브 시스템의 제어방법에 있어서, A control method of an array probe system comprising a probe unit and a probe control module including a memory in which characteristic parameters of each transducer element are stored. (a) 상기 프로브 유닛트가 프로브 제어 모듈에 접속되면 상기 특성 파라미터를 불러오는 단계; (a) retrieving said characteristic parameter when said probe unit is connected to a probe control module; (b) 상기 특성 파라미터에 근거하여 상기 프로브 유닛트의 트랜스듀서 소자에 인가될 설정 전압을 산출하는 단계; (b) calculating a set voltage to be applied to the transducer element of the probe unit based on the characteristic parameter; (c) 상기 프로브 유닛트 구동시 상기 설정 전압을 상기 트랜스듀서 소자에 인가하는 단계;를 포함하는 영상장치의 어레이 프로브 시스템 제어방법and (c) applying the set voltage to the transducer element when driving the probe unit. 제 11항에 있어서,The method of claim 11, (b-1) 상기 단계 (b)에서 산출된 상기 설정 전압을 상기 프로브 제어 모듈에 포함된 메모리부에 저장하는 단계;를 상기 단계(b) 다음에 수행하고, 상기 단계(c)의 설정전압은 상기 메모리부로부터 취득하는 것을 특징으로 하는 영상장치의 어레이 프로브 시스템 제어방법.(b-1) storing the set voltage calculated in the step (b) in a memory unit included in the probe control module, after the step (b) and performing the set voltage of the step (c). Is obtained from the memory unit. 제 12항에 있어서, 상기 프로브 유닛트의 메모리 및 상기 프로브 제어 모듈의 메모리부에는 프로브 유닛트 식별코드가 더 저장되어 있고,The method of claim 12, wherein the probe unit identification code is further stored in the memory of the probe unit and the memory of the probe control module, (a-1) 상기 프로브 유닛트가 결합되면, 상기 프로브 유닛트 식별코드를 상기 메모리로부터 불러오는 단계;와(a-1) if the probe unit is coupled, retrieving the probe unit identification code from the memory; and (a-2) 상기 프로브 제어 모듈의 메모리부에 저장되어 있던 식별코드와 상기 불러온 프로브 유닛트의 식별코드가 일치하는지 판단하는 단계;를 상기 단계(a) 수행 전에 더 수행하고,(a-2) determining whether the identification code stored in the memory unit of the probe control module matches the identification code of the loaded probe unit; further performing before performing step (a), 상기 식별코드가 일치할 경우 상기 단계(b) 및 단계(b-1)를 건너뛰는 것을 특징으로 하는 영상장치의 어레이 프로브 시스템 제어방법.And if the identification codes match, skipping the steps (b) and (b-1). 제 11항에 있어서,The method of claim 11, 상기 단계(b)는, 상기 트랜스듀서 소자 각각의 음향 출력이 인체 허용 최대 출력 이내이도록 상기 특성 파라미터를 이용하여 상기 트랜스듀서 소자에 인가되는 전압을 설정하는 것을 특징으로 하는 영상장치의 어레이 프로브 시스템 제어 방법.Step (b), the array probe system control of the imaging device, characterized in that for setting the voltage applied to the transducer element by using the characteristic parameter so that the sound output of each of the transducer element is within the maximum human body acceptable output Way. 제 11항 내지 제 14항 중의 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 11 to 14, 상기 특성 파라미터는 트랜스듀서 소자의 종합감도 또는 트랜스듀서 소자의 방사컨덕턴스 및 수신감도인 것을 특징으로 하는 영상장치의 어레이 프로브 시스템 제어 방법.The characteristic parameter is a method for controlling the array probe system of an imaging apparatus, characterized in that the overall sensitivity of the transducer element or the radiation conductance and reception sensitivity of the transducer element.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100923602B1 (en) 2007-03-14 2009-10-23 가부시끼가이샤 도시바 Ultrasonic imaging apparatus
KR100948048B1 (en) * 2007-11-09 2010-03-19 주식회사 메디슨 Ultrasound diagnostic device

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100810148B1 (en) * 2007-02-08 2008-03-06 한국표준과학연구원 Oscillation capability testing system of array ultrasonic power transducers
US8033174B2 (en) 2007-09-07 2011-10-11 Medison Co. Ltd. Ultrasound diagnostic system
KR101031501B1 (en) * 2007-10-12 2011-06-14 삼성메디슨 주식회사 Connection confirmation device for probe of ultrasound diagnosis apparatus
KR101055475B1 (en) * 2008-11-19 2011-08-08 삼성메디슨 주식회사 System and method for measuring acoustic properties of ultrasonic probes
WO2015012522A1 (en) * 2013-07-26 2015-01-29 주식회사 힐세리온 Ultrasonic diagnostic device comprising separable ultrasound module
KR102518468B1 (en) 2015-10-16 2023-04-05 삼성전자주식회사 Probe apparatus, medical instrument and controlling method thereof

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0975343A (en) * 1995-09-14 1997-03-25 Fuji Photo Optical Co Ltd Ultrasonic probe
JP2002200079A (en) 2000-12-18 2002-07-16 Ge Medical Systems Global Technology Co Llc Ultrasonic imaging apparatus
KR20040103413A (en) * 2003-05-29 2004-12-08 바이오센스 웹스터 인코포레이티드 Ultrasound catheter calibration system

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0975343A (en) * 1995-09-14 1997-03-25 Fuji Photo Optical Co Ltd Ultrasonic probe
JP2002200079A (en) 2000-12-18 2002-07-16 Ge Medical Systems Global Technology Co Llc Ultrasonic imaging apparatus
KR20040103413A (en) * 2003-05-29 2004-12-08 바이오센스 웹스터 인코포레이티드 Ultrasound catheter calibration system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100923602B1 (en) 2007-03-14 2009-10-23 가부시끼가이샤 도시바 Ultrasonic imaging apparatus
KR100948048B1 (en) * 2007-11-09 2010-03-19 주식회사 메디슨 Ultrasound diagnostic device

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