KR100681855B1 - A measuring method for obtaining an ultrasonic image, having improved resolution - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자체 내부에 또는 외부적으로 컴퓨터와 연결된 초음파 측정장치를 이용하여 분석하고자 하는 사물이나 신체 장기의 내부 상태를 정확하게 알 수 있는 초음파 측정방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다. 구체적으로, 본 발명의 초음파를 이용하여 사물의 내부를 측정하는 방법은, 초음파를 발산하고 수신하여 이를 분석할 수 있는 초음파 측정장치가, 상기 사물을 향하여 다수 개의 초음파 스캔파를 발산하는 단계; 상기 스캔파가 사물 내부에서 반사되는 경우 이를 수신하는 단계; 수신된 반사파의 위치 및 강도를 분석하는 단계;를 수행하는 것으로서, 상기 초음파 측정장치가 분석하는 단계는, 상기 수신된 반사파 중 인접한 반사파에 비해 그 강도가 가장 큰 기준 스캔파를 선정하는 단계; 상기 기준 스캔파를 중심으로 인접한 좌우측의 소정 개수만큼의 상기 스캔파를 분석 스캔파로 선정하는 단계; 상기 분석 스캔파 각각에 대해 상기 사물 내부의 위치하는 다수 개인 소정 지점들에서의 반사값들을 인지하는 단계; 상기 소정 지점들의 반사값의 평균인 평균값을 구하는 단계; 상기 평균값들을 이용하여 상기 사물의 표피 위치를 추정하는 단계; 를 포함하여 수행한다. It is an object of the present invention to provide an ultrasonic measuring method which can accurately know the internal state of an object or an organ to be analyzed by using an ultrasonic measuring device connected to a computer inside or outside thereof. Specifically, the method for measuring the inside of an object using the ultrasonic wave of the present invention, the ultrasonic measuring device capable of emitting and receiving the ultrasonic wave to analyze it, emitting a plurality of ultrasonic scan waves toward the object; Receiving the scan wave when it is reflected inside an object; Analyzing the position and intensity of the received reflected wave, wherein the analyzing by the ultrasonic measuring device comprises: selecting a reference scan wave having the greatest intensity as compared with the adjacent reflected wave among the received reflected waves; Selecting a predetermined number of scan waves on the left and right adjacent to the reference scan wave as an analysis scan wave; Recognizing reflection values at a plurality of predetermined points located inside the object for each of the analysis scan waves; Obtaining an average value which is an average of the reflection values of the predetermined points; Estimating the epidermal position of the object using the average values; To perform, including.
Description
도 1은 종래의 초음파 측정장치의 구조도.1 is a structural diagram of a conventional ultrasonic measuring apparatus.
도 2는 종래의 초음파 측정장치를 이용한 측정모식도.Figure 2 is a measurement schematic diagram using a conventional ultrasonic measuring device.
도 3은 종래의 초음파 측정장치를 이용한 측정에서의 문제점을 도시한 모식도.Figure 3 is a schematic diagram showing a problem in the measurement using a conventional ultrasonic measuring device.
도 4는 일반적인 초음파의 장기 표피 추정 방식에 대한 모식도.4 is a schematic diagram of a long-term epidermal estimation method of a general ultrasound.
도 5는 본 발명에서 각 스캔파를 구분한 경우를 나타낸 모식도.5 is a schematic diagram illustrating a case where each scan wave is divided in the present invention.
도 6은 특정 스캔파에 대해 반사파를 취득할 장기 내부의 특정 지점을 표시한 도면.Fig. 6 is a diagram showing specific points inside an organ to acquire reflected waves with respect to specific scan waves.
도 7은 본 발명이 작동하는 방법을 나타낸 흐름도.7 is a flowchart illustrating how the present invention works.
도 8은 본 발명을 이용하여 추정된 장기의 측벽면에 대한 모식도.8 is a schematic view of the side wall surface of the organ estimated using the present invention.
도 9는 본 발명을 수행할 수 있는 컴퓨터 프로그램의 블록도.9 is a block diagram of a computer program capable of carrying out the present invention.
본 발명은 포터블 초음파 진단장치를 이용한 측정방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 보다 정확하게 초음파를 이용하여 사물의 내부 또는 인체내부의 장기의 측벽면을 검출하기 위한 측정방법 및 그 컴퓨터 프로그램에 관한 것이다. The present invention relates to a measuring method using a portable ultrasonic diagnostic apparatus, and more particularly, to a measuring method and a computer program for detecting a side wall surface of an organ inside an object or an internal part of a human body using ultrasonic waves more precisely. .
알려진 바와 같이 초음파를 이용하여 물체의 내부 상태를 파악하는 기술은 크게 의료용과 공업용으로 나뉜다. As is known, techniques for detecting an internal state of an object using ultrasonic waves are largely divided into medical and industrial applications.
그런데 이전까지 사용해온 대부분의 초음파 진단장치들은 카트에 싣고 다녀야 할 정도로 부피와 무게가 큰 것이 대부분이었다. 하지만, 의료용의 경우에는 특히 불편함이 따르므로 이러한 무겁고 큰 초음파 진단장치를 대체하고자 하는 움직임이 있었으며, 이러한 노력의 결과로 전기면도기 정도의 부피를 가진 포터블(portable or hand-held) 형 초음파 진단장치가 개발되어, 병원 등에서 태아의 상태 판별이나 기타 인체의 내부 상태에 대해 초음파 사진을 찍는 용도로 광범위하게 사용되고 있다.However, most of the ultrasonic diagnostic devices used before were mostly bulky and heavy enough to be carried in a cart. However, in the case of medical use, there is a movement to replace such a heavy and large ultrasonic diagnostic device because of the inconvenience, and as a result of this effort, a portable (portable or hand-held) ultrasonic diagnostic device having a volume equivalent to an electric razor Has been developed and widely used in the hospital, such as to determine the state of the fetus or to take an ultrasound picture of the internal state of the human body.
도 1은 현재 사용되고 있는 포터블 초음파 진단장치의 한 예를 나타낸 도면으로서, 도 1a는 그 사시도를, 도 1b는 윈도우 내부 및 본체 내부에 구성된 내부 모듈 구성도를, 도 1c는 도 1b에 대해 화살표 방향에서 바라본 정면도를 나타낸 것이다. 1 is a view showing an example of a portable ultrasound diagnostic apparatus currently being used, Figure 1a is a perspective view thereof, Figure 1b is an internal module configuration diagram inside the window and the body, Figure 1c is an arrow direction with respect to Figure 1b It shows the front view as seen from.
도 1의 초음파 측정장치는 크게 측정부와 본체로 나뉜다. 측정부에는 초음파를 발산시키고 발산된 초음파가 인체의 내부 장기 등에서 반사되어 나오면 이를 수신하는 트랜스듀서, 이 트랜스듀서가 도시된 소정 각도만큼 제2 회전운동 즉, 스윙(swing) 하도록 지지하는 회전축을 포함한 트랜스듀서 지지대, 이 트랜스듀서의 스윙 운동을 제공하는 제2 스텝모터, 이 제 2 스텝 모터와 트랜스듀서 지지대 사이에 동력을 전달하는 기어부, 상기 트랜스듀서 지지대 기어부 및 제 2 스텝모터 전체를 지지하는 회전지지대, 그리고 상기 회전 지지대를 회전시키는 제 1 스텝모터로 구성된다.The ultrasonic measuring apparatus of FIG. 1 is largely divided into a measuring unit and a main body. The measuring unit includes a transducer which emits ultrasonic waves and receives the emitted ultrasonic waves when they are reflected from the internal organs of the human body, and a rotating shaft supporting the transducers so as to swing the second rotary motion by a predetermined angle as shown. A transducer support, a second step motor providing swing motion of the transducer, a gear portion for transmitting power between the second step motor and the transducer support, the transducer support gear portion and the second step motor as a whole And a first step motor for rotating the rotary support.
여기서 제 2 스텝모터는 회전력을 기어부에 전달하고 기어부는 이를 회전축 및 트랜스듀서 지지대에 전달하여 상기 트랜스듀서를 앞뒤로 스윙하도록 한다. 또한 이와 동시에 제 1 스텝모터에 의해서 제 1 회전 운동이 가능하므로 하면, 결과적으로 시산이 지남에 따라 상기 트랜스듀서를 꼭지점으로 한 원뿔 형태로 초음파가 발산되고 측정이 이루어진다. Here, the second step motor transmits the rotational force to the gear unit and the gear unit transmits it to the rotating shaft and the transducer support to swing the transducer back and forth. At the same time, since the first rotational motion is possible by the first step motor, ultrasonic waves are emitted in the form of a cone having the transducer as a vertex as a result of the trial, and measurement is performed.
도 1c에는 상기 기계적 구성 부분에 더하여 사용자에 의해 제어 명령이 입력되는 스위치부, 이 스위치부에 의해서 제어명령을 입력받아 상기 제 1 및 제 2 스텝모터와 상기 트랜스듀서를 제어하는 구동제어부, 상기 트랜스듀서가 반사된 초음파를 입력받으면 이 초음파를 이용하여 측정된 물체의 이미지를 생성하는 이미지처리부, 이 이미지를 외부의 모니터 등에 전송하는 이미지출력부를 포함하는 전자부품 모듈들의 블록도가 혼합되어 도시되어 있다. In FIG. 1C, a switch unit in which a control command is input by a user in addition to the mechanical component, a drive control unit receiving a control command by the switch unit, and controlling the first and second step motors and the transducer, the transformer When the producer receives the reflected ultrasonic waves, a block diagram of electronic component modules including an image processor for generating an image of an object measured using the ultrasonic waves and an image output unit for transmitting the image to an external monitor is shown. .
상기 이미지 처리부는 본 포터블 초음파 측정장치 자체에 존재하기 보다는 연결된 컴퓨터 장치에 구성될 수도 있으며, 이 경우 상기 이미지 출력부는 단순히 초음파 데이터 출력부가 된다. 도시되지는 않았지만 이러한 각 전기모듈들에 전원을 공급하는 전원부도 존재하는데, 외부의 전원으로부터 전선을 통해 전원을 공급받는 방식에 더하여 상기 포터블 측정장치 자체에 배터리가 내장된 형태도 사용된다.The image processing unit may be configured in a connected computer device rather than in the portable ultrasound measuring device itself, in which case the image output unit is simply an ultrasonic data output unit. Although not shown, there is also a power supply unit for supplying power to each of these electrical modules. In addition to the method of supplying power from an external power source via a wire, the portable measuring device itself has a built-in battery.
도2a에는 상기 초음파 측정장치가 특정 물체를 측정할 때 초음파의 발산방향이 모식적으로 그려져 있다. 상기 제2 스텝모터에 의해 트랜스듀서가 스윙하면서 도시된 방식으로 한 단면을 측정한 후, 다시 상기 제1 스텝모터에 의해 일정 각도 회전한 후 다시 측정을 행하면서 필요한 부위에 대한 전체적인 이미지데이터를 얻거나 또는 가장 화질이 좋은 각도를 찾아내어 측정하는 방식인데, 이러한 측정을 거치면 도 2b에 나타난 화상 이미지가 얻어진다. 2A schematically illustrates the direction of divergence of ultrasonic waves when the ultrasonic measuring apparatus measures a specific object. After measuring the cross section in the illustrated manner while the transducer is swinging by the second step motor, the second step motor is rotated by the first step motor and then measured again to obtain the overall image data of the required part. Or the best image quality, and then measuring the angle. After the measurement, the image shown in FIG. 2B is obtained.
이러한 종래의 초음파 측정장치는 그 편의성에도 불구하고 다음과 같은 단점을 가진다. 즉, 이 장치는 도 3a에서처럼 서로 근접해서 접촉하는 상태인 인체의 장기(臟器) A와 장기 B 중, 장기 A의 외형 및 크기를 측정하고자 할 경우, 장기 A의 측벽면의 경우 초음파 입사각이 90도에서 많이 벗어남으로 인해 그 경계가 정확하게 얻어지지 않는 것이다. This conventional ultrasonic measuring device has the following disadvantages despite its convenience. That is, when the device is to measure the appearance and size of the organ A among the organs A and B of the human body in close contact with each other, as shown in FIG. Due to the large deviation from 90 degrees, the boundary is not obtained correctly.
이를 좀 더 상세하게 설명하면, 초음파를 이용하여 장기 A의 이미지를 얻고자 할 때 장기 A의 중심부분으로 입사되는 초음파의 입사각과 장기 A의 측벽면으로 입사되는 초음파의 입사각은 그 위치에 따른 차이가 발생한다. 그에 따라 측벽면에서 반사되는 반사파의 크기는 상당히 크기가 감소된다. In more detail, in order to obtain an image of organ A using ultrasound, the angle of incidence of the ultrasonic wave incident on the central portion of organ A and the angle of incidence of the ultrasonic wave incident on the side wall surface of organ A are different depending on the position. Occurs. As a result, the magnitude of the reflected wave reflected at the side wall surface is considerably reduced.
특히 장기 A의 한쪽 측면과 인접하는 부분의 초음파 반사파의 크기가 장기 A의 내부에서 반사되는 반사파의 크기와 큰 차이가 없을 경우, 시스템내에서 장기A의 측벽면을 정확히 검출하기가 쉽지 않게 되는데, 이러한 상황은 요실금처럼 장기의 용적(volume)이 중요한 측정 지표일 경우에는 더더욱 심각한 문제가 된다. In particular, when the size of the ultrasonic reflected wave of the portion adjacent to one side of the organ A does not differ significantly from the size of the reflected wave reflected inside the organ A, it is difficult to accurately detect the side wall surface of the organ A in the system. This situation becomes even more serious when long-term volume is an important metric, such as incontinence.
또한, 이러한 문제에 더하여 종래의 초음파 측정장치는 전반적으로 물체의 경계면을 용이하게 구분할 수 있도록 높은 해상도를 갖는 초음파 사진을 얻기가 쉽지 않다. In addition, in addition to such a problem, the conventional ultrasonic measuring device is not easy to obtain an ultrasound picture having a high resolution so as to easily distinguish the interface of the object as a whole.
본 발명은 자체 내부에 또는 외부적으로 컴퓨터와 연결된 초음파 측정장치를 이용하여 분석하고자 하는 사물이나 신체 장기의 내부 상태를 정확하게 알 수 있는 초음파 측정방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide an ultrasonic measuring method which can accurately know the internal state of an object or an organ to be analyzed by using an ultrasonic measuring device connected to a computer inside or outside thereof.
본 발명은 인체내 특정 장기나 육안으로 볼 수 없는 사물 내부의 특정 장치에 대해, 그에 인접한 조직이나 부품의 초음파 반사 크기가 비슷한 경우에도 그 장기나 부품의 체적을 구하는 데 있어서 정확성을 기할 수 있도록 그 측벽면을 검출할 수 있는 초음파 측정방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.According to the present invention, it is possible to measure accuracy in obtaining a volume of an organ or a component for a specific device in a human body or an object that is not visible to the human eye, even when the size of the ultrasonic reflection of a tissue or component adjacent thereto is similar. An object of the present invention is to provide an ultrasonic measuring method capable of detecting a side wall surface.
본 발명은 분석하고자 하는 신체 장기의 부피를 정확하게 측정하는 방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다. It is another object of the present invention to provide a method for accurately measuring the volume of the organs to be analyzed.
본 발명은 자체 내부에 또는 외부적으로 컴퓨터와 연결된 초음파 측정장치를 구동시켜 분석하고자 하는 사물이나 신체 장기의 내부 상태를 정확하게 알 수 있는 초음파 측정 컴퓨터 프로그램 또는 소프트웨어의 작동 방법 및 그 구조를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.The present invention provides an operating method and structure of an ultrasonic measuring computer program or software capable of precisely knowing an internal state of an object or an organ to be analyzed by driving an ultrasonic measuring device connected to a computer internally or externally. Another purpose.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 초음파를 이용하여 사물의 내부를 측정하는 방법은, 초음파를 발산하고 수신하여 이를 분석할 수 있는 초음파 측정장치가, 상기 사물을 향하여 다수 개의 초음파 스캔파를 발산하는 단계; 상기 스캔파 가 사물 내부에서 반사되는 경우 이를 수신하는 단계; 수신된 반사파의 위치 및 강도를 분석하는 단계;를 수행하는 것으로서, Method for measuring the inside of an object using the ultrasonic wave of the present invention for achieving the above object, the ultrasonic measuring device capable of emitting and receiving the ultrasonic wave to analyze it, emits a plurality of ultrasonic scan waves toward the object Doing; Receiving the scan wave when it is reflected inside an object; Analyzing the position and intensity of the received reflected wave;
상기 초음파 측정장치가 분석하는 단계는, 상기 수신된 반사파 중 인접한 반사파에 비해 그 강도가 가장 큰 기준 스캔파를 선정하는 단계; 상기 기준 스캔파를 중심으로 인접한 좌우측의 소정 개수만큼의 상기 스캔파를 분석 스캔파로 선정하는 단계; 상기 분석 스캔파 각각에 대해 상기 사물 내부의 위치하는 다수 개인 소정 지점들에서의 반사값들을 인지하는 단계; 상기 소정 지점들의 반사값의 평균인 평균값을 구하는 단계; 상기 평균값들을 이용하여 상기 사물의 표피 위치를 추정하는 단계; 를 포함하여 수행한다. The analyzing by the ultrasonic measuring apparatus may include selecting a reference scan wave having the greatest intensity as compared with the adjacent reflected wave among the received reflected waves; Selecting a predetermined number of scan waves on the left and right adjacent to the reference scan wave as an analysis scan wave; Recognizing reflection values at a plurality of predetermined points located inside the object for each of the analysis scan waves; Obtaining an average value which is an average of the reflection values of the predetermined points; Estimating the epidermal position of the object using the average values; To perform, including.
여기서 특히, 상기 표피 위치를 추정하는 단계는 상기 평균값 중 가장 큰 값을 갖는 스캔파의 경로상에 표피가 있다고 추정하는데, 이러한 위치에 더하여 형상을 함께 추정할 수도 있다. In particular, the step of estimating the skin position estimates that the skin is on the path of the scan wave having the largest value among the average values, and the shape may be estimated together with the position.
또한, 상기 초음파 측정장치는 이미지 생성모듈을 추가로 포함하고, 이 이미지 생성모듈이 상기 추정된 표피의 위치 및 형상을 바탕으로 상기 사물의 표피에 대한 이미지를 생성하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.The ultrasound measuring apparatus may further include an image generating module, and the image generating module may further include generating an image of the skin of the object based on the estimated position and shape of the skin. .
상기 사물은 인체, 동물의 신체 및 기계의 내부에 포함된 물체일 수 있으며, 특히 배뇨전과 후의 용적이 중요한 측정지표인 사람의 방광일 수 있다. The object may be an object included in a human body, an animal body, and an inside of a machine, and in particular, may be a bladder of a person whose volume before and after urination is an important measurement index.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 장치를 포함하여 일반적인 초음파 측정장치는 도 4에 도시된 것과 같은 원리로 장기의 표피를 구분한다. 즉, 도 4a에 도시된 것처럼 장기 전체에 대 한 초음파 스캐닝 중 어느 한 스캔파에 대해서 이를 설명하면, 이 스캔파는 지점 A 내지 지점 H까지의 각 지점에서 반사되고 이 반사된 초음파들을 수신 시간별로 위치를 구분하여 그 각각의 강도를 측정하면 가령, 도 4b에 모식적으로 도시된 것같은 거리(d) 대비 강도(I)그래프가 얻어진다.A general ultrasonic measuring device including the device of the present invention distinguishes the epidermis of an organ on the principle as shown in FIG. 4. That is, when one scan wave of the ultrasonic scanning for the entire organ is described as shown in FIG. 4A, the scan wave is reflected at each point from point A to point H and the reflected ultrasonic waves are positioned by reception time. When the respective intensities are measured separately, for example, an intensity (I) graph compared to a distance (d) as schematically shown in FIG. 4B is obtained.
참고로 본 발명에서 스캔파란 분석을 위해 발산되는 초음파를 의미하며 그 중에서도 물체에 부딪쳐 반사되는 파는 특별히 반사파라 칭한다.For reference, in the present invention, the scan wave refers to an ultrasonic wave emitted for analysis, and among these waves, a wave that hits an object and is reflected is specifically called a reflected wave.
이 그래프에 의하면 상대적으로 밀한 매질에서 반사되어 강도가 센 반사파 B와 반사파 G의 반사지점에 장기의 벽이 있는 것으로 파악되고 있다. The graph shows that there are long-term walls at the reflection points of the reflected wave B and the reflected wave G, which are reflected in a relatively dense medium.
이처럼 하나의 초음파 스캔에 대해 반사되어 나온 파들을 모두 거리 및 강도별로 구분하여 이미지처리부가 이를 이미지로 변환하고 다시 전술한 제2 스텝모터에 의해 트랜스듀서의 위치가 소정 각도만큼 스윙한 다음, 다시 동일한 과정을 거쳐 이미지를 얻어 연결하면 전체적으로 앞에서 예시한 초음파 사진이 얻어지는 것이다. In this way, all the reflected waves for one ultrasonic scan are divided by distance and intensity, and the image processing unit converts them into images, and then the position of the transducer is swinged by a predetermined angle by the second step motor as described above. When the image is obtained and connected through the process, the above-mentioned ultrasound picture is obtained as a whole.
그리고 이 과정에서 도 5에 도시된 것처럼 장기의 측벽면 부분일 것이라 추측되는 부분에 닿은 반사파(6,7)들은 초음파 입사각에 의한 반사값의 크기 감소 때문에 전술한 것처럼 이미지가 불규칙하고 부정확해지는 것이다. 참고로 이 영역에서도 상기 장기의 앞벽면이나 후벽면은 측정되어 진다. In this process, as shown in FIG. 5, the
도 5는 전술한 초음파 스캔들에 대해 모식적으로 도시한 것으로서, 지면 한계상 18개의 초음파 스캔만 그려져 있지만 실제로는 약 60개 이상의 초음파 스캔이 행해진다. FIG. 5 is a schematic diagram of the above-described ultrasound scans, in which only 18 ultrasound scans are drawn on the ground limit, but about 60 ultrasound scans are actually performed.
도 5에서 장기의 측벽면부분은 불규칙한 반사 강도 및 그에 따른 불규칙한 밀도를 화면상에서 보이므로 실제로 이 불명확한 지점이 장기의 측벽면인지, 아니면 다른 장기 내부에 존재할 수 있는 다른 요인에 의해 이러한 상황이 발생하였는지를 알기 어렵다. 즉, 종래의 초음파 측정장치는 이러한 측벽면에 대한 불명확한 반사파 데이터를 얻은 상황에서도 다른 부위와 동일하게 반사된 상태 그대로 화면상에 이미지를 보여주고 더 이상의 데이터 처리나 가공을 수행하지 않는다. In FIG. 5, the side wall surface of the organ shows irregular reflection intensity and thus irregular density on the screen, so this situation is caused by whether the indefinite point is the side wall surface of the organ or other factors that may exist inside other organs. It is hard to know if you did. That is, the conventional ultrasonic measuring apparatus shows an image on the screen as it is reflected in the same state as other parts even in the case of obtaining the unclear reflected wave data on the side wall surface and does not perform any further data processing or processing.
본 발명에서는 이러한 격벽을 구분하기 위해서 다음과 같은 신규한 방법을 사용한다.In the present invention, the following novel method is used to distinguish such a partition.
우선, 상기 전체 60개의 반사파 중 이처럼 다른 부분과는 달리 밀한 매질이 나타나는 반사파, 가령 도시된 상태에서는 스캔파 6 혹은 스캔파 7 중 어느 하나를 기준으로 삼는다. 그 다음 이 스캔파를 중심으로 그 좌우에 발산된 소정 개수의 스캔파에 대해 좀 더 상세하게 그 반사 강도를 계산하는 것이다. First of all, the reflected wave in which a dense medium appears unlike other parts of the total 60 reflected waves, for example, based on either
도 6 및 도 7의 플로우차트를 참조하여 이 과정을 좀 더 상세하게 설명한다. This process will be described in more detail with reference to the flowcharts of FIGS. 6 and 7.
기준되는 스캔파를 잡는 것은 반사되는 초음파들의 강도로 판단한다. 즉, 초음파 스캔파들에 대한 반사파 중 다른 인접한 스캔파의 그것들보다 상대적으로 강한 강도를 가진 반사파들이 나타나는 스캔파가 있으면 이 스캔파가 기준파가 된다. 도 6의 경우 스캔파 7이 기준 스캔파가 된다.To capture the reference scan wave is determined by the intensity of the reflected ultrasonic waves. That is, if there is a scan wave in which reflected waves with a stronger intensity than those of other adjacent scan waves among reflected waves with respect to ultrasonic scan waves are present, this scan wave becomes a reference wave. In FIG. 6, scan
그 다음, 이 기준파를 중심으로 좌우 일정 개수의 스캔파를 분석 스캔파로 설정한다. 도 6의 경우 스캔파 3부터 스캔파 12까지를 분석 스캔파로 설정하였다.Next, a certain number of left and right scan waves are set as analysis scan waves based on the reference waves. In the case of FIG. 6, scan
각 분석 스캔파는 그 반사파에 대해서 다음의 로직을 거친다. Each analysis scan wave undergoes the following logic for the reflected wave.
먼저, 도 6에서 장기의 표피 위치가 명확히 잡히는 스캔파, 가령 스캔파 12를 확대하여 설명하면, 측정장치의 입장에서 장기 내부에서 후벽 바로 앞지점(원 표시 지점)과 장기 내부의 중간 지점(사각형 표시 지점), 그리고 이들 사이의 각 지점(삼각형 표시 지점)에 대해 모두 반사파 값을 취해 그 평균값을 구한다. First, in FIG. 6, an enlarged scan wave in which the epidermal position of an organ is clearly defined, for example, scan
보통 장기 특히 방광의 내부는 액체가 가득 차 있는 경우가 대부분인데, 이러한 경우 액체내에서는 초음파 임피던스의 변화가 거의 없기 때문에 반사되는 초음파의 크기는 굉장히 작게 된다. 따라서 장기 내부 지점에서 반사되는 초음파의 평균 강도값은 장기 벽 등에서 반사된 초음파 강도에 비해 상대적으로 작은 값을 가진다. 또한, 경험상 장기 앞벽의 표피 지점부터 장기 내부 중심점까지의 값보다는 이 중심점부터 장기 후벽 앞지점까지의 반사값이 좀 더 신뢰성을 가지므로 이 부분값들을 측정하는 것이다. Usually, the inside of the bladder is mostly filled with liquids. In this case, the reflected ultrasonic waves are extremely small because there is almost no change in the ultrasonic impedance in the liquid. Therefore, the average intensity value of the ultrasonic waves reflected from the internal organ points is relatively smaller than the ultrasonic intensity reflected from the organ walls. Experience has also shown that these values are measured because the reflections from the center point to the anterior wall of the organ are more reliable than the epidermal point of the organ front wall to the internal center of the organ.
스캔파 3에서 스캔파 12까지 혹은 그 반대의 순서로 이러한 반사파의 평균치를 구하는 단계를 순차적으로 수행한다. The steps of calculating the average value of the reflected waves in the order from
이러한 반사파를 구할 때 상기 불명확한 지점에서의 반사값 측정지점에 혼동이 발생할 수 있다. 하지만 이 불명확한 지점에서도 앞벽과 후벽의 위치를 나타내는 초음파는 미약하나마 측정해낼 수 있으며 다만 초음파 경로 방향에 대해 측면으로 선 전술한 측벽면 부분에 대한 데이터만 잡아내지 못할 뿐이다. 따라서 전술한 측정지점을 찾아내는 방식은 다른 스캔파와 동일하며 아무런 문제가 없다.In obtaining such a reflected wave, confusion may occur at a reflection point measurement point at the unknown point. However, even at this unclear point, the ultrasonic waves indicating the position of the front wall and the rear wall can be measured, but only the data about the side wall surface portion described above to the side of the ultrasonic path direction cannot be captured. Therefore, the method of finding the aforementioned measuring point is the same as other scan waves and there is no problem.
이처럼 분석 스캔파에 대해서 각 반사파들의 평균값을 구하면, 가령 아래와 같은 값을 얻을 수 있다.In this way, if the average value of each reflected wave is obtained for the analysis scan wave, the following values can be obtained.
이에 따르면 스캔파 6부터 스캔파 9까지는 다른 스캔파들과는 달리 월등히 높은 반사 평균값이 나타나는 것을 볼 수 있고, 특히 스캔파 7은 그 중에서도 높은 값을 나타낸다. 그렇다면 적어도 이러한 상황에서 스캔파 7의 경로상에 음향임피던스 차가 있는 물질이 제일 많이 배치되었을 것이라 판단할 수 있고, 이것을 장기의 벽이 위치한 지점이라고 결론지을 수 있을 것이다. According to this, scan
도 8에는 상기 표에서 나타난 평균 반사값을 이용하여 각 지점들의 모양을 추론해 본 것이다. 즉, 여러 가지 오차를 감안하더라도 상기 값들의 대소에 따라 얼마만큼 측벽면이 걸쳐져 있는지는 알 수 있고 이를 부드럽게 연결한다면 측벽면이 걸쳐지는 모양과 형상을 대충 짐작할 수 있게 되는 것이다.In FIG. 8, the shape of each point is inferred using the average reflection values shown in the above table. That is, even if various errors are taken into account, it is possible to know how much the sidewall surface is covered according to the magnitude of the above values, and if connected smoothly, it is possible to roughly guess the shape and shape of the sidewall surface.
이러한 짐작은 사람이 수행하는 것이 아니라 미리 입력된 로직에 따라 컴퓨터가 판단하는 것이다. 따라서 상기의 스캔선을 좀 더 조밀하게 하고 더 많은 측정값들을 대상으로 하여 이러한 단계를 수행하면, 거의 실제 상황에 부합하는 반사값이 얻어지고 이를 바탕으로 컴퓨터 이미지 처리부의 인공지능이 기존의 명확한 벽 선들과 조화를 이루도록 하면서 추정되는 측벽면을 그릴 수 있게 된다.These guesses are not performed by humans, but are judged by a computer based on pre-entered logic. Therefore, if these scan lines are made more dense and more measurements are taken, these steps yield a reflection value that is almost in line with the actual situation. It is possible to draw an estimated side wall surface while keeping in line with the lines.
도 9는 상기 초음파 측정장치 또는 그에 연결된 컴퓨터를 가동시켜 상기 단계들을 수행할 수 있는 컴퓨터 프로그램의 구조를 블록도로 나타낸 것이다.9 is a block diagram illustrating a structure of a computer program capable of performing the above steps by operating the ultrasonic measuring apparatus or a computer connected thereto.
도 9에는, 상기 초음파 측정장치 및 상기 컴퓨터를 이용하여 인체 장기나 기 타 기계 장치 등의 사물을 향하여 다수 개의 초음파 스캔파를 발산하고 상기 스캔파가 사물 내부에서 반사되는 경우 이를 수신하는 경우에 이용되는 것으로서,9 is used to emit a plurality of ultrasonic scan waves toward an object such as a human organ or other mechanical device by using the ultrasonic measuring device and the computer and to receive the scan waves when they are reflected from inside the object. As it becomes,
상기 수신된 반사파 중 인접한 반사파에 비해 그 강도가 가장 큰 기준 스캔파를 선정하는 기준스캔파 선정수단과, 상기 기준 스캔파를 중심으로 인접한 좌우측의 소정 개수만큼의 상기 스캔파를 분석 스캔파로 선정하는 분석스캔파 선정수단과,A reference scan wave selecting means for selecting a reference scan wave whose intensity is greater than that of an adjacent reflected wave among the received reflected waves, and a predetermined number of scan waves on the left and right adjacent to the reference scan wave as the analysis scan wave; Analysis scan wave selection means,
상기 분석 스캔파 중 상기 사물의 표피 위치를 실질적으로 정확하게 알려주는 스캔파 각각에 대해 상기 사물 내부의 위치하는 다수 개인 소정 지점들에서의 반사값들을 인식하는 반사값 인식수단과, 상기 소정 지점들의 반사값의 평균인 평균값을 구하는 평균값 계산수단과, 상기 평균값들을 이용하여 상기 사물의 표피 위치를 추정하는 사물표피 위치 계산수단을 포함한다. Reflection value recognition means for recognizing reflection values at a plurality of predetermined points located inside the object with respect to each of the scan waves that substantially inform the skin position of the object among the analysis scan waves, and reflection of the predetermined points Average value calculating means for obtaining an average value that is an average of the values, and object skin position calculating means for estimating the skin position of the object using the average values.
상기 소프트웨어는 기존에 제공되는 초음파 이미지 생성 프로그램들과 연동되어 작동할 수 있음은 물론이다.Of course, the software can operate in conjunction with existing ultrasound image generation programs.
종래에는 불규칙한 밀도를 가진 면으로부터 생성된 초음파의 반사파를 이용하여 만들어진 신체 장기의 초음파 사진으로부터 단지 의료진의 경험만으로 측벽면에 대한 대충의 윤곽을 잡아낼 수 있었던 상황임에 반해, 본 발명을 이용하면 이에 대해 좀 더 정밀하게 생성된 이미지를 얻을 수 있으므로 부정확한 진단이나 의료진의 불편함을 크게 감소시킬 수 있다.In the related art, the present invention has been able to roughly outline the sidewall surface only by the experience of medical personnel, from the ultrasound image of the organs of the body made using the reflected wave of the ultrasonic wave generated from the surface having irregular density. More precisely generated images can be obtained, which can greatly reduce inaccurate diagnosis or medical staff discomfort.
이러한 방식은, 특히 방광의 용적이 중요한 의미를 갖는 배뇨 이상 진단 또 는 요실금 등의 진단에 우선적으로 사용할 수 있다.This method can be used preferentially for the diagnosis of urination abnormalities or urinary incontinence, in which the bladder volume has an important meaning.
나아가 이러한 방식은 단순히 경계면의 측정에만 사용되지 않고 다양한 신체 장기의 형상을 구현하는데 사용할 수도 있으며, 또한 의료용 뿐 아니라 산업용으로도 사용가능하다.Furthermore, this method can be used not only for measuring the interface but also for implementing the shapes of various body organs, and can be used not only for medical use but also for industrial use.
또한, 전술한 방식에서는 측정의 정확도를 위해 신체 장기 내부의 중심점부터 후벽까지의 후반부 반사값을 이용하였지만 그 밖에도 전체 장기 내부값을 전부 다 이용하거나 혹은 전반부의 반사값을 사용할 수도 있음은 물론이다. In addition, in the above-described method, the latter half reflection value from the center point to the rear wall of the body organ is used for the accuracy of the measurement. In addition, all the internal organ values may be used or the first half reflection value may be used.
따라서 본 발명의 권리범위는 이러한 변형례들을 모두 포함하는 것으로 해석되어져야 한다.
Therefore, the scope of the present invention should be construed as including all such modifications.
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KR101874613B1 (en) | 2016-07-07 | 2018-07-04 | (주)엠큐브테크놀로지 | Apparatus and method for measuring urine amount in a bladder |
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2004
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