KR101028355B1 - Ultrasound diagnostic device and method of forming scan line data - Google Patents
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Abstract
채널과 스캔라인 데이터 형성부 사이의 데이터 라인 수를 감소시켜 칩 구조를 단순화시킬 수 있는 초음파 진단 장치 및 그를 이용한 스캔라인 데이터 형성방법을 제공한다. 초음파 진단 장치는, 다수의 채널 그룹, 다수 스캔라인의 데이터를 형성하기 위한 스캔라인 데이터 형성부, 스캔라인 데이터 형성부 내에 구비되어 채널 그룹에 일대일 대응하며 다수 스캔라인 중 담당하는 일부 스캔라인의 서브 스캔라인 데이터를 형성하는 서브 스캔라인 데이터 형성부를 포함한다. 이 초음파 진단 장치의 스캔라인 데이터 형성 방법은 다수의 서브 스캔라인 데이터 형성부 중 적어도 하나의 제1 서브 스캔라인 데이터 형성부가 다수의 채널 그룹 중 적어도 하나의 채널 그룹으로부터 수신 데이터를 제공받는 단계; 다수의 서브 스캔라인 데이터 형성부 중 적어도 하나의 제2 서브 스캔라인 데이터 형성부가 제1 서브 스캔라인 데이터 형성부를 통하여 수신 데이터를 제공받는 단계; 서브 스캔라인 데이터 형성부 각각이 대응하는 채널 그룹의 수신 데이터를 이용하여 스캔라인들의 부분 데이터를 형성하는 단계; 및 스캔라인 각각의 부분 데이터를 합하여 스캔라인 각각의 데이터를 형성하는 단계를 포함한다.An ultrasonic diagnostic apparatus capable of simplifying a chip structure by reducing the number of data lines between a channel and a scan line data forming unit and a method of forming scan line data using the same are provided. The ultrasound diagnosis apparatus includes a plurality of channel groups, a scan line data forming unit for forming data of a plurality of scan lines, and a scan line data forming unit, which correspond to the channel groups one-to-one, and serve a part of a plurality of scan lines. And a sub scan line data forming unit for forming scan line data. The scanline data forming method of the ultrasound diagnostic apparatus may include receiving at least one first subscanline data forming unit from among at least one channel group among the plurality of channel groups; Receiving at least one second sub scan line data forming unit of the plurality of sub scan line data forming units through the first sub scan line data forming unit; Forming, by each of the sub scan line data forming units, partial data of the scan lines using received data of a corresponding channel group; And adding the partial data of each scan line to form data of each scan line.
초음파, 영상, 채널, 수신 데이터, 전송, 데이터 라인, 부분 데이터 Ultrasound, image, channel, received data, transmission, data line, partial data
Description
본 발명은 초음파 진단 장치에 관한 것으로, 특히 스캔라인 데이터 형성부 및 채널 사이에 수신 데이터 전송라인을 구비하는 초음파 진단 장치 및 스캔라인 데이터 형성 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an ultrasound diagnosis apparatus, and more particularly, to an ultrasound diagnosis apparatus and a scanline data forming method including a reception data transmission line between a scanline data forming unit and a channel.
초음파 진단 장치의 변환자에서 송신된 초음파 신호는 대상체 내부의 음향 임피던스(acoustic impedance) 불연속면(반사체 표면)에서 반사되고, 변환자는 수신된 반사 초음파 신호를 전기적 수신신호로 변환한다. 대상체의 내부 상태를 보이는 초음파 영상은 수신신호를 이용하여 형성된다. 초음파 영상의 해상도를 개선하기 위해 어레이 형태의 다수의 변환자(transducer array)가 이용된다. 다수의 변환자를 이용할 경우 하나의 변환자만을 이용할 때보다 초음파가 퍼지는 것을 효과적으로 방지할 수 있고, 초음파 빔을 전자적으로 집속할 수 있으며 감도를 향상시킬 수 있다.The ultrasonic signal transmitted from the transducer of the ultrasonic diagnostic apparatus is reflected at an acoustic impedance discontinuous surface (reflector surface) inside the object, and the transducer converts the received reflected ultrasonic signal into an electrical received signal. An ultrasound image showing the internal state of the object is formed using the received signal. Multiple transducer arrays in the form of arrays are used to improve the resolution of ultrasound images. In the case of using a plurality of transducers, it is possible to effectively prevent the spread of ultrasonic waves, and to focus the ultrasonic beam electronically and to improve the sensitivity than when using only one transducer.
초음파의 집속은 송신집속과 수신집속으로 나뉜다. 송신집속시 각 변환자와 집속점 사이의 거리 차이를 반영하여 변환자들의 초음파 송신순서를 정한다. 이에 따라, 1회의 초음파 송수신(하나의 스캔라인 형성)에 기여하는 모든 변환자로부터 송신된 초음파가 동시에 한 집속점에서 동일한 위상으로 더해짐으로써 송신 초음파의 진폭이 최대가 된다. 수신집속에서는 집속점으로부터 반사되는 초음파가 각 변환자에 동시에 도달한 것과 같은 효과를 보이도록 각 변환자에 도달된 초음파 신호에 시간지연을 가하여 동일 위상을 갖도록 한다.The focusing of the ultrasonic wave is divided into transmission focusing and reception focusing. During transmission focusing, the ultrasonic transmission order of the transducers is determined by reflecting the difference in distance between each transducer and the focusing point. Accordingly, the ultrasonic waves transmitted from all transducers contributing to one ultrasonic wave transmission / reception (forming one scan line) are simultaneously added in the same phase at one focal point, thereby maximizing the amplitude of the transmitted ultrasonic waves. In the reception focusing, the ultrasonic wave received by each transducer is delayed to have the same phase so that the ultrasonic waves reflected from the focusing point simultaneously reach each transducer.
해상도를 높이기 위해서는 집속점이 많아야 하지만, 한장의 영상을 얻기 위해 동일한 신호처리 과정을 집속점의 수만큼 반복해야 하기 때문에 집속점이 많아지면 프레임 레이트(frame rate)가 감소된다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해, 송신 집속점 수는 고정시키고, 수신 집속점 수를 늘려 세밀하게 집속하는, 동적 수신집속(receive dynamic focusing)을 이용할 수 있다. 그러나, 송신 집속점 수가 고정됨에 따라 해상도 향상에 한계가 있다. "미국특허 6,231,511"에서는 인접한 다른 송신 스캔라인(scan lines)의 송신집속 신호들을 모두 이용하여 해당 스캔라인의 데이터를 얻는 시스템 및 방법이 제시되었다.In order to increase the resolution, the focusing point should be large, but the same signal processing process has to be repeated by the number of focusing points in order to obtain a single image. As the focusing point increases, the frame rate decreases. In order to solve this problem, it is possible to use dynamic dynamic focusing, in which the number of transmission focus points is fixed and the number of reception focus points is increased to finely focus. However, as the number of transmission focus points is fixed, there is a limit in improving the resolution. In US Pat. No. 6,231,511, a system and method for obtaining data of a corresponding scan line using all transmission focus signals of adjacent adjacent transmission scan lines are presented.
초음파 영상의 측방향 해상도(lateral resolution)와 SNR(signal to noise ratio)를 향상시키기 위해서는, 1회의 수신에 기여한 모든(full aperture) 변환자(채널)로부터 얻어진 수신신호(보다 정확히는 수신신호로부터 얻어진 RF 데이터)를 신호 집속부, 빔형성부(beam forming unit)로 전달하여 최대 프레임 레이트(full frame rate)로 SAI(synthetic aperture imaging)을 구현하는 것이 이상적이다. 그러나, 모든 변환자로부터 수신된 신호를 이용하여 최대 프레임 레이트로 SAI를 수행하기 위해서는, 모든 스캔라인에 대응하는 LRI(low resolution image)가 동시에 형성되어야 하고, LRI들을 이용하여 이전에 형성된 HRI(high-resoultion image)를 갱신(update)해야한다. 따라서, 1회의 수신에 기여한 모든 변환자의 수신신호를 스캔라인 전체와 대응시켜야하므로 하드웨어(H/W)의 구성이 매우 복잡해진다.In order to improve the lateral resolution and signal-to-noise ratio (SNR) of an ultrasound image, the received signal from the full aperture transducer (channel) that contributed to one reception (more accurately, the RF obtained from the received signal) It is ideal to implement synthetic aperture imaging (SAI) at a full frame rate by transmitting data to a signal focusing unit and a beam forming unit. However, in order to perform SAI at the maximum frame rate using the signals received from all transducers, a low resolution image (LRI) corresponding to all scan lines must be formed simultaneously, and the HRI (high previously formed using LRIs) -resoultion image) should be updated. Therefore, since the reception signals of all the transducers that contributed to one reception must be corresponded to the entire scan line, the hardware H / W configuration becomes very complicated.
채널의 수가 N, 스캔라인 데이터 형성부의 수가 M인 경우, 집속지연(focusing delay) 및 아포디제이션(apodization)을 고려할 때 채널과 스캔라인 데이터 형성부 사이의 데이터 라인(data line)은 M×N 개, 스캔라인의 저장 및 업데이트에 필요한 RF 버퍼(buffer)와 누산기(accumulator)는 M개씩 필요하다. 일예로, N=M=128이면 도 1에 보인 채널(CH0~CH7)과 스캔라인 데이터 형성기(SC0~SC7)의 연결구조에서 16384개의 데이터 라인이 필요하다. 반도체 공정기술의 발전 수준을 고려하더라도, 도 1과 같이 복잡한 연결구조를 PCB(printed circuit board) 상에 구현하는 것은 쉽지 않다.When the number of channels is N and the number of scan line data forming units is M, when considering focusing delay and apodization, the data line between the channel and the scan line data forming units is M × N. M RF buffers and accumulators are required for storing and updating the number of scan lines and scan lines. For example, if N = M = 128, 16384 data lines are required in the connection structure between the channels CH0 to CH7 and the scanline data generators SC0 to SC7 shown in FIG. 1. Considering the development level of semiconductor processing technology, it is not easy to implement a complex connection structure on a printed circuit board (PCB) as shown in FIG.
채널과 스캔라인 데이터 형성부 사이의 데이터 라인 수를 감소시켜 칩 구조를 단순화시킬 수 있는 초음파 진단 장치 및 스캔라인 데이터 형성방법을 제공한다. An ultrasonic diagnostic apparatus and a scanline data forming method capable of simplifying a chip structure by reducing the number of data lines between a channel and a scanline data forming unit are provided.
본 발명의 실시예에 따른 초음파 진단 장치는, 수신 데이터를 제공하는 다수의 채널; 상기 수신 데이터를 이용하여 스캔라인들의 서브 스캔라인 데이터를 형성하기 위한 다수의 서브 스캔라인 데이터 형성 그룹 및 상기 서브 스캔라인 데이터 를 합하여 스캔라인 데이터를 형성하는 데이터 합산기를 포함하는 스캔라인 데이터 형성부; 및 상기 스캔라인 데이터를 이용하여 초음파 영상을 형성하는 영상처리부를 포함한다. 상기 서브 스캔라인 데이터 형성 그룹은, 상기 수신 데이터를 이용하여 상기 스캔라인 각각의 부분 스캔라인 데이터를 형성하고, 상기 수신 데이터의 전송 경로를 제공하는 다수의 서브 스캔라인 데이터 형성부; 상기 다수의 서브 스캔라인 데이터 형성부 중 적어도 일부의 서브 스캔라인 데이터 형성부와 상기 다수의 채널 사이에서 상기 수신 데이터를 전송하는 제1 데이터 라인; 및 이웃하는 상기 서브 스캔라인 데이터 형성부들 사이에서 상기 수신 데이터를 전송하는 제2 데이터 라인을 포함한다.Ultrasonic diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention, a plurality of channels for providing received data; A scan line data forming unit including a plurality of sub scan line data forming groups for forming sub scan line data of scan lines using the received data and a data adder for adding the sub scan line data to form scan line data; And an image processor configured to form an ultrasound image by using the scan line data. The sub scan line data forming group may include a plurality of sub scan line data forming units which form partial scan line data of each of the scan lines using the received data and provide a transmission path of the received data; A first data line configured to transmit the received data between at least some of the plurality of sub scan line data forming units and the plurality of channels; And a second data line transmitting the received data between neighboring sub-scan line data forming units.
본 발명의 실시예에 따른 스캔라인 데이터 형성 방법은, 다수의 채널그룹으로부터 제공되는 수신 데이터를 이용하여 스캔라인 데이터를 형성하는 방법으로서, 상기 채널 그룹 각각에서 제공되는 수신 데이터를 이용하여 상기 스캔라인 각각의 부분 데이터를 형성하는 단계; 및 상기 모든 채널 그룹의 수신 데이터로부터 형성된 상기 스캔라인 각각의 부분 데이터를 합하여 상기 스캔라인의 스캔라인 데이터를 형성하는 단계를 포함한다.The scanline data forming method according to an embodiment of the present invention is a method of forming scanline data using received data provided from a plurality of channel groups, wherein the scanline is provided using received data provided from each of the channel groups. Forming respective piece of data; And adding partial data of each scan line formed from the received data of all channel groups to form scan line data of the scan line.
본 발명의 실시예에 따른 스캔라인 데이터 형성 방법은, 다수의 채널 그룹, 다수 스캔라인의 데이터를 형성하기 위한 스캔라인 데이터 형성부, 상기 스캔라인 데이터 형성부 내에 구비되어 상기 채널 그룹에 일대일 대응하며 상기 다수 스캔라인 중 담당하는 일부 스캔라인의 서브 스캔라인 데이터를 형성하는 서브 스캔라인 데이터 형성부를 포함하는 초음파 진단 장치의 스캔라인 데이터 형성 방법으로서, 상기 다수의 서브 스캔라인 데이터 형성부 중 적어도 하나의 제1 서브 스캔라인 데이터 형성부가 상기 다수의 채널 그룹 중 적어도 하나의 채널 그룹으로부터 수신 데이터를 제공받는 단계; 상기 다수의 서브 스캔라인 데이터 형성부 중 적어도 하나의 제2 서브 스캔라인 데이터 형성부가 상기 제1 서브 스캔라인 데이터 형성부를 통하여 상기 수신 데이터를 제공받는 단계; 상기 서브 스캔라인 데이터 형성부 각각이 대응하는 채널 그룹의 상기 수신 데이터를 이용하여 상기 스캔라인들의 부분 데이터를 형성하는 단계; 및 상기 스캔라인 각각의 부분 데이터를 합하여 상기 스캔라인 각각의 데이터를 형성하는 단계를 포함한다.According to an exemplary embodiment of the present invention, a scanline data forming method includes a plurality of channel groups, a scanline data forming unit for forming data of a plurality of scanlines, and a scanline data forming unit corresponding to the channel group. A method of forming scan line data in an ultrasound diagnostic apparatus, the method comprising: a sub scan line data forming unit configured to form sub scan line data of a part of the plurality of scan lines; Receiving, by a first sub-scanline data forming unit, received data from at least one channel group of the plurality of channel groups; Receiving at least one second sub scan line data forming unit of the plurality of sub scan line data forming units through the first sub scan line data forming unit; Forming, by each of the sub scan line data forming units, partial data of the scan lines using the received data of a corresponding channel group; And adding the partial data of each scan line to form data of each scan line.
스캔라인 데이터 형성부에 포함되는 다수의 서브 스캔라인 데이터 형성부 중 일부만 채널로부터 수신 데이터를 직접 수신하고, 이웃하는 서브 스캔라인 데이터 형성부들 사이에 별도의 데이터 라인을 구비하여 모든 서브 스캔라인 데이터 형성부에 수신 데이터가 전송되도록 함으로써 채널과 스캔라인 데이터 형성부 사이의 데이터 라인 수를 줄이고 칩 면적 및 소모 전력량을 감소시킬 수 있다.Only a portion of the plurality of sub scan line data forming units included in the scan line data forming unit directly receive the received data from the channel, and a separate data line is provided between neighboring sub scan line data forming units to form all the sub scan line data. By receiving the received data to the unit, the number of data lines between the channel and the scan line data forming unit can be reduced, and the chip area and power consumption can be reduced.
참조예Reference Example
도 2를 참조하면, 1회의 초음파 신호 수신에 기여하는 채널들(CH0~CH7)과 스캔라인 데이터 형성기(SC0~SC7)는 다수의 그룹(G1, G2)으로 나뉜다. 그룹(G1, G2) 별로 독립된 ASIC(application-specific integrated circuit) 상에 다수의 스캔라인 데이터 형성기(SC0~SC7)가 구현될 수 있다. 동일 그룹의 채널에서 형성된 수신 데이터는 동일 그룹의 스캔라인 데이터 형성기에 전송된다. 예컨대, 도 2에 보인 바와 같이, 그룹 G1 채널(CH0~CH3)의 수신 데이터는 그룹 G1의 스캔라인 데이터 형성기(SC0~SC3)에 전송되고, 마찬가지로 그룹 G2 채널(CH4~CH7)의 수신 데이터는 그룹 G2의 스캔라인 데이터 형성기(SC4~SC7)에 전송된다. 채널수가 일정할 때, 그룹 수가 많을수록 하나의 스캔라인 데이터 형성기에 대응되는 채널 수는 감소하므로, 채널과 스캔라인 데이터 형성기 간의 데이터 라인 수 또한 감소된다. 그러나, 도 2에 보인 연결구조에서는 그룹(G1, G2) 간에 데이터가 서로 공유되지 않으므로, 1회의 초음파 신호 수신에 기여하는 모든 채널(full aperture)(CH0~CH7)의 수신 데이터가 각 스캔라인의 데이터 형성시 반영될 수 없다.Referring to FIG. 2, the channels CH0 to CH7 and the scanline data generators SC0 to SC7 that contribute to one ultrasonic signal reception are divided into a plurality of groups G1 and G2. A plurality of scanline data generators SC0 to SC7 may be implemented on independent application-specific integrated circuits (ASICs) for each of the groups G1 and G2. Received data formed on channels of the same group are transmitted to the scanline data formers of the same group. For example, as shown in FIG. 2, the received data of the group G1 channels CH0 to CH3 is transmitted to the scanline data generators SC0 to SC3 of the group G1, and similarly, the received data of the group G2 channels CH4 to CH7 is received. It is transmitted to the scanline data formers SC4 to SC7 of the group G2. When the number of channels is constant, as the number of groups increases, the number of channels corresponding to one scanline data generator decreases, so that the number of data lines between the channel and the scanline data generator also decreases. However, in the connection structure shown in FIG. 2, since the data is not shared between the groups G1 and G2, the received data of all channels CH0 to CH7 contributing to the reception of one ultrasonic signal is included in each scan line. It cannot be reflected in data formation.
이하, 채널과 스캔라인 데이터 형성부 간의 데이터 라인 수, 칩면적 및 전력 소모를 감소시킬 수 있는 초음파 진단 장치 및 스캔라인 데이터 형성 방법의 실시예를 설명한다.Hereinafter, embodiments of an ultrasound diagnosis apparatus and a scanline data forming method capable of reducing the number of data lines, chip area, and power consumption between the channel and the scanline data forming unit will be described.
도 3은 본 발명에 따라 다수의 스캔라인으로 초음파 영상을 형성하는 초음파 진단 장치(100)의 구성예를 보인다. 초음파 진단 장치의 채널(10)은 변환자(11)와 아날로그-디지털 변환기(analog-digital converter, ADC)(12)를 포함한다. 변환자(11)로부터 출력되는 수신신호는 ADC(12)에 의해 디지털 수신 데이터(RF 데이터)로 변환된다. 변환자(11)로부터 출력되는 신호를 증폭하여 ADC(12)에 출력하기 위한 증폭기(도시하지 않음)를 더 포함할 수 있다. 또한, 도 3에는 도시되지 않았지만, 초음파 진단 장치(100)는 초음파 신호 송수신에 필요한 송신빔 형성부 및 수신 빔 형성부 등을 더 포함한다.Figure 3 shows an example of the configuration of the ultrasound
스캔라인 데이터 형성부(20)는 수신 데이터를 이용하여 스캔라인 데이터를 형성하고, 영상처리부(30)는 스캔라인 데이터를 이용하여 초음파 영상을 형성한다. 디스플레이부(40)는 초음파 영상을 디스플레이한다.The scan line
도 4를 참조하면, 1회의 초음파 송수신에 동시에 참여하는 채널들(CH0~CH127)은 다수의 제1 채널그룹(CGA, CGB, CGG, CGD)으로 분할된다. 스캔라인 데이터 형성부(20)는 다수의 서브 스캔라인 데이터 형성 그룹(GA, GB, GC, GD)를 포함한다. 다수의 서브 스캔라인 데이터 형성 그룹(GA~GD)은 제1 채널 그룹(CGA~CGD)에 일대일 대응하고, 대응하는 제1 채널 그룹의 데이터로부터 다수 스캔라인의 서브 스캔라인 데이터를 형성한다. 서브 스캔라인 데이터 형성 그룹(GA~GD)은 스캔라인 데이터 형성부(20)가 형성하고자 하는 스캔라인의 데이터를 분담한다. 예를 들어, 스캔라인 데이터 형성부(20)가 1회의 초음파 신호 송수신에 기여하는 채널들(CH0~CH127)의 수신 데이터를 이용하여 128개 스캔라인의 데이터를 형성하고자 할 때, 4개의 서브 스캔라인 데이터 형성 그룹(GA~GD)은 일대일로 대응되는 제1 채널 그룹(CGA~CGD)의 데이터를 이용하여 각각 128개의 스캔라인의 부분 데이터를 형성한다. 따라서, 다수의 서브 스캔라인 데이터 형성 그룹(GA~GD)으로부터 스캔라인 각각의 부분 데이터가 출력된다. 도 4의 예와 같이 4개의 서브 스캔라인 데이터 형성 그룹(GA~GD)을 포함하는 스캔라인 데이터 형성부(20)에서 하나의 스캔라인 마다 4개의 서브 스캔라인 데이터(PAn, PBn,PCn,PDn)가 형성된다. 데이터 합산기(AC1, AC2, AC3)는 스캔라인 별 서브 스캔라인 데이터(PAn, PBn,PCn,PDn)를 합산하여 스캔라인 데이터를 출력한다. Referring to FIG. 4, channels CH0 to CH127 simultaneously participating in one ultrasonic transmission and reception are divided into a plurality of first channel groups CGA, CGB, CGG, and CGD. The scanline
제1 채널 그룹은 다수의 제2 채널 그룹으로 분할되고, 서브 스캔라인 데이터 형성 그룹(GA~GD) 각각은 다수의 서브 스캔라인 데이터 형성부를 포함한다. 도 5에 보인 예와 같이, 제1 채널 그룹(CGA)은 다수의 제2 채널 그룹(CG0, CG1, CG2, CG3)로 분할되고, 하나의 서브 스캔라인 데이터 형성그룹(GA)은 다수의 서브 스캔라인 데이터 형성부(21, 22, 23, 24)를 포함한다. 제1 채널 그룹(CGA)과 서브 스캔라인 데이터 형성 그룹(GA)의 사이의 수신 데이터 전송을 위해 적어도 하나의 제1 데이터 라인(CA0, CA1, CA2, CA3)이 마련된다. 제1 데이터 라인(CA0, CA1, CA2, CA3)은 저전압차등시그널링(low-voltatge difference signaling, LVDS) 드라이버 블록(driver block)으로 구현되어 채널(10)과 서브 스캔라인 데이터 형성부(21~24) 사이의 ADC 인터페이스로서 역할할 수 있다.The first channel group is divided into a plurality of second channel groups, and each of the sub scan line data forming groups GA to GD includes a plurality of sub scan line data forming units. As shown in FIG. 5, the first channel group CGA is divided into a plurality of second channel groups CG0, CG1, CG2, and CG3, and one sub scanline data forming group GA is divided into a plurality of subchannels. The scan line
동일한 제2 채널그룹(CG0~CG3) 내의 채널들은 동일한 제1 데이터 라인(CA0~CA3)을 공유한다. 예를 들어, 채널 그룹 CG0의 8개 채널 CH0~CH7은 데이터 라인 CA0를 공유하고, 채널 그룹 CG1의 채널 CH8~CH15는 데이터 라인 CA1을 공유하고, 채널 그룹 CG2의 채널 CH16~CH23은 데이터 라인 CA2을 공유하며, 채널 그룹 CG3의 채널 CH24~CH31은 데이터 라인 CA3을 공유한다. Channels in the same second channel group CG0 to CG3 share the same first data line CA0 to CA3. For example, eight channels CH0 to CH7 of channel group CG0 share data line CA0, channels CH8 to CH15 of channel group CG1 share data line CA1, and channels CH16 to CH23 of channel group CG2 represent data line CA2. Channel CH24 to CH31 of the channel group CG3 share the data line CA3.
서브 스캔라인 데이터 형성 그룹(GA) 상에 구현된 모든 서브 스캔라인 데이터 형성부(21~24) 중 일부의 서브 스캔라인 데이터 형성부(21, 24)만이 제1 데이터 라인(CA0, CA1, CA2, CA3)을 거쳐 전송된 수신 데이터를 입력받는다. 예를 들어 채널그룹 CG0, CG1의 수신데이터는 4개의 제1 데이터 라인(CA0, CA1, CA2, CA3) 중 두개의 데이터 라인(CA0, CA1)을 통해 서브 스캔라인 데이터 형성부(21)에 전송되고, 채널그룹 CG2, CG3의 수신데이터는 제1 데이터 라인(CA2, CA3)을 통해 서브 스캔라인 데이터 형성부(24)에 전송될 수 있다. 서브 스캔라인 데이터 형성부(22, 23)는 제1 데이터 라인(CA0~CA3)을 통해 수신데이터를 입력받지 않고, 제2 데이터 라인(CB0~CB3)을 통해 이웃하는 서브 스캔라인 데이터 형성부(21, 24)를 거쳐 수신 데이터를 입력받는다. 이처럼, 서브 스캔라인 데이터 형성 그룹(GA) 상의 서브 스캔라인 데이터 형성부(21~24)는 제1 데이터 라인(CA0~CA3)과 직접 연결되는 적어도 하나의 제1 서브 스캔라인 데이터 형성부(21, 24)와 제1 데이터 라인(CA0~CA3)과 연결되지 않는 제2 서브 스캔라인 데이터 형성부(22, 23)로 나뉘어진다. Only some of the sub scan line
제1 데이터 라인(CA0, CA1)을 통해 서브 스캔라인 데이터 형성부(21)에 전송된 수신 데이터는 서브 스캔라인 데이터 형성 그룹(GA)의 다른 서브 스캔라인 데이터 형성부(22~24)에 순차적으로 전달된다. 마찬가지로, 제1 데이터 라인(CA2, CA3)을 통해 서브 스캔라인 데이터 형성부(24)에 전송된 수신 데이터는 서브 데이터 스캔라인 데이터 형성부(23~21)에 순차적으로 전달된다. 이를 위해, 도 6에 보인 바와 같이 서브 스캔라인 데이터 형성부(21~24) 내에는 제1 데이터 라인(CA0~CA4)에 일대일 대응하는 내부 데이터 라인(I0, I1, I2, I3)이 구비된다. 내부 데이터 라인(I0, I1, I2, I3)을 거쳐 서브 스캔라인 데이터 형성부(21~24)로부터 출력되는 수신 데이터는 두 서브 스캔라인 데이터 형성부(21 과 22, 22와 23, 23과 24) 사이 에 마련된 제2 데이터 라인(CB0, CB1, CB2, CB3)으로 출력되고, 제2 데이터 라인(CB0, CB1, CB2, CB3)을 거친 수신 데이터는 이웃하는 서브 스캔라인 데이터 형성부(21 과 22, 22와 23, 23과 24)로 전달된다. 제2 데이터 라인(CB0~CB3)은 LVDS 드라이버 블록으로 구현되어 버스 인터페이스로서 역할할 수 있다. Received data transmitted to the sub scan line
제2 채널 그룹(CG0~CG3), 제1 데이터 라인(CA0~CA3), 내부 경로(I0~I3) 및 제2 데이터 라인(CB0~CB3)은 서로 일대일 대응하는 경로이다. 제1 데이터 라인(CA0~CA3), 내부 경로(I0~I3) 및 제2 데이터 라인(CB0~CB3)의 데이터 입출력 및 전송 방향은 서브 스캔라인 데이터 형성 그룹(GA)에 수신된 모든 수신 데이터가 모든 서브 스캔라인 데이터 형성부(21~24)에 전달되고 서브 스캔라인 데이터 형성 그룹(GA) 및 서브 스캔라인 데이터 형성부(21~24)의 면적과 전력소모를 최대한 감소시킬 수 있도록 결정되는 것이 바람직하다. The second channel group CG0 to CG3, the first data lines CA0 to CA3, the internal paths I0 to I3, and the second data lines CB0 to CB3 correspond to one-to-one paths. The data input / output and transmission directions of the first data lines CA0 to CA3, the internal paths I0 to I3, and the second data lines CB0 to CB3 are all received data received in the sub scan line data formation group GA. It is transmitted to all the sub scan line
서브 스캔라인 데이터 형성 그룹 GB, GC, CD 역시 서브 스캔라인 데이터 형성 그룹 GA와 동일한 구성을 갖는다. 서브 스캔라인 데이터 형성 그룹(GA, GB, GC, CD) 각각의 서브 스캔라인 데이터 형성부(21, 22, 23, 24)는 수신 데이터의 전송 경로를 제공할 뿐만 아니라, 대응하는 제2 채널 그룹(CG0~CG3)의 수신 데이터를 이용하여 스캔라인 각각의 부분 데이터(PXn)를 형성한다. "PXn" 에서 "X"는 서브 스캔라인 데이터 형성 그룹의 식별자이고, n은 스캔라인을 나타낸다. 예를 들어, "PA0"은 도 4에 보인 바와 같이 식별자 "A"로 표현되는 서브 스캔라인 데이터 형성 그룹(GA)에서 형성된 스캔라인 0의 부분 데이터를 나타낸다.The sub scanline data formation group GB, GC, and CD also have the same configuration as the sub scanline data formation group GA. The sub-scanline
도 7을 참조하여 서브 스캔라인 데이터 형성부 (21~24)의 구성을 설명한다. 예로서, 서브 스캔라인 데이터 형성부(22)에 마련되는 스캔라인32...스캔라인63의 부분 데이터 형성부(A32~A63)의 수는 서브 스캔라인 데이터 형성부(22)가 담당하는 스캔라인(SC32~SC63)의 수와 동일하다. 부분 데이터 형성부(A32~A63)는, 도 6을 참조하면, 서브 스캔라인 데이터 형성부(21, 22) 사이의 제2 데이터 라인(CB0, CB1)을 거쳐 입력된 수신 데이터와 서브 스캔라인 데이터 형성부(22, 23) 사이의 제2 데이터 라인(CB2, CB3)을 거쳐 입력된 수신 데이터를 이용하여 부분 데이터(PA32~PA63)를 형성한다.A configuration of the sub scan line
부분 데이터 형성부(Xn)은 채널(k)들로부터 제공된 수신 데이터(Rk)를 제1 데이터 라인 또는 제2 데이터 라인을 통해 입력받고, 스캔라인n과 채널k의 관계가 반영된 가중치 wnk를 수신 데이터(Rk)에 곱하고, 수학식1과 같이 모든 채널(k)의 가중치가 반영된 수신 데이터를 합하여 부분 데이터 PXn을 형성한다.The partial data forming unit Xn receives the received data R k provided from the channels k through the first data line or the second data line, and receives the weight w nk reflecting the relationship between the scan line n and the channel k. The received data R k is multiplied, and as shown in
예를 들어, 제2 채널 그룹(CG0~CG3)의 32개 채널(CH0~CH31)로부터 제공되는 수신 데이터들(R0, R1...R31)이 서브 스캔라인 데이터 형성부(22)에 입력되면, 부분 데이터 형성부 A32는 스캔라인 32와 채널(CH0~CH31)의 관계에 따라 미리 결정된 가중치 wnk를 곱하고(w320R0, w321R1 ... w3231R31), 가중치가 반영된 수신데이터를 합하여 스캔라인32의 부분 데이터 PA32를 형성한다(PA32 = w320R0 + w321 R1+...+ w3231R31).For example, the received data R 0 , R 1 ... R 31 provided from the 32 channels CH0 to CH31 of the second channel group CG0 to CG3 may be stored in the sub scan line
서브 스캔라인 데이터 형성부(22)의 부분 데이터 형성부(An)에서 형성된 스캔라인 각각의 부분 데이터(PAn)는 도 4에 보인 데이터 합산기(AC1)로 출력된다. 서브 스캔라인 데이터 형성부(21, 23~24)도 담당하는 스캔라인과 제1 데이터 라인 또는 제2 데이터 라인만 다를 뿐 도 7에 보인 바와 같이 서브 스캔라인 데이터 형성부(22)와 동일하다. 바람직하게, 서브 스캔라인 데이터 형성부(21~24)는 ASIC (application-specific Integrated circuit)으로 구현될 수 있다. 도 7에서 도면부호 "22a"는 데이터 수신부(Rx)를 나타내고, "22b"는 데이터 송신부(Tx)를 나타낸다.The partial data P An of each scan line formed by the partial data forming unit An of the sub scan line
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 서브 스캔라인 데이터 형성 그룹과 스캔라인 데이터 형성부 사이의 데이터 제공 구조를 보이는 개략도로서, 스캔라인0 내지 스캔라인 127의 스캔라인 데이터가 서브 스캔라인 데이터 형성 그룹(GA~GD)에서 각각 형성된 부분 데이터의 합으로써 형성됨을 보인다. 8 is a schematic diagram illustrating a data providing structure between a sub scan line data forming group and a scan line data forming unit according to an embodiment of the present invention, in which scan line data of
도 5 및 도 6에 보인 실시예에서는, 일부 서브 스캔라인 데이터 형성부(21, 24)가 제1 데이터 라인(CA0~CA4)을 통하여 수신 데이터를 입력받는 것을 보이나, 도 9의 서브 스캔라인 데이터 형성 그룹(GA-1)과 같이 서브 스캔라인 데이터 형성부(21~24)가 제1 데이터 라인(CA0~CA3)과 일대일 대응하여 제 1 데이터 라인(CA0~CA3)으로부터 직접 수신 데이터를 전송받을 수 있다. 서브 스캔라인 데이 터 형성부(21~24) 각각은 대응하는 채널 그룹(CG0~CG3)로부터는 제1 데이터 라인(CA0~CA3)를 통해 수신 데이터를 입력받고, 대응하지 않는 채널 그룹의 수신 데이터는 서브 스캔라인 데이터 형성부들 사이에 마련된 제2 데이터 라인(CB0~CB3)를 통해 수신 데이터를 입력받는다.In the embodiment shown in FIGS. 5 and 6, it is shown that some of the sub scan line
도 10은 32 채널의 수신 데이터로부터 256개 스캔라인의 데이터를 형성하기 위한 스캔라인 데이터 형성 그룹(GA-2)의 구성 예를 보인다. 128개 스캔라인의 부분 데이터를 형성하는 스캔라인 데이터 형성 그룹(GA 또는 GA-1)은 32개 스캔라인의 서브 데이터를 형성하는 서브 스캔라인 데이터 형성부(21~24)가 4개 구비되는데 반하여, 스캔라인 데이터 형성 그룹(GA-2)은 32개 스캔라인의 부분 데이터를 형성하는 서브 스캔라인 데이터 형성부(21~28)가 8개로 증가된다. 이와 같이, ASIC의 형태로 구현되는 서브 스캔라인 데이터 형성부를 스캔라인의 수에 따라 자유롭게 변경할 수 있어 초음파 진단 장치의 설계 및 변경이 용이하다.FIG. 10 shows an example of a configuration of a scanline data forming group GA-2 for forming 256 scanline data from 32 channels of received data. In the scan line data forming group GA or GA-1 forming partial data of 128 scan lines, four sub scan line
본 발명은 1회 초음파 수신에 기여하는 모든(full aperture) 채널의 수신 데이터를 이용하여 최대 프레임 레이트로 SAI(synthetic aperture imaging)을 수행하는 시스템에서 하드웨어(H/W), 특히 채널과 메인 스캔라인 데이터 형성부들 사이의 데이터 라인 수 및 구조가 간단하고, 메인 스캔라인 데이터 내부의 서브 스캔라인 데이터 형성부들 간의 데이터 송수신이 가능하여 칩의 면적 및 소모 전력을 감소시킬 수 있다.The present invention relates to hardware (H / W), especially channels and main scanlines, in systems that perform synthetic aperture imaging (SAI) at full frame rate using received data of all channels that contribute to one-time ultrasound reception. The number and structure of data lines between the data forming units are simple, and data transmission and reception between the sub scan line data forming units within the main scan line data is possible, thereby reducing the area and power consumption of the chip.
본 발명의 다른 실시예에는 다수의 채널그룹으로부터 제공되는 수신 데이터를 이용하여 스캔라인 데이터를 형성하는 방법으로서, 채널 그룹 각각에서 제공되 는 수신 데이터를 이용하여 스캔라인 각각의 부분 데이터를 형성하고, 모든 채널 그룹의 수신 데이터로부터 형성된 스캔라인별 부분 데이터를 합하여 스캔라인 각각의 스캔라인 데이터를 형성한다.In another embodiment of the present invention, a method of forming scanline data using received data provided from a plurality of channel groups, wherein the partial data of each scanline is formed using received data provided from each channel group. The scanline data of each scanline is formed by adding the partial data for each scanline formed from the received data of the channel group.
전술한 스캔라인 데이터 형성 방법은 도 4 내지 도 6 등에 보인 초음파 진단 장치를 이용하여 구현될 수 있다. 즉, 다수의 채널 그룹, 다수 스캔라인의 데이터를 형성하기 위한 스캔라인 데이터 형성부, 상기 스캔라인 데이터 형성부 내에 구비되어 상기 채널 그룹에 일대일 대응하며 상기 다수 스캔라인 중 담당하는 일부 스캔라인의 서브 스캔라인 데이터를 형성하는 서브 스캔라인 데이터 형성부를 포함하는 초음파 진단 장치를 이용하여 스캔라인 데이터를 형성한다. 즉, 다수의 서브 스캔라인 데이터 형성부 중 적어도 하나의 제1 서브 스캔라인 데이터 형성부가 다수의 채널 그룹 중 적어도 하나의 채널 그룹으로부터 수신 데이터를 제공받는다. 다수의 서브 스캔라인 데이터 형성부 중 제2 서브 스캔라인 데이터 형성부가 제1 서브 스캔라인 데이터 형성부를 통하여 수신 데이터를 제공받는다. 서브 스캔라인 데이터 형성부 각각이 대응하는 채널 그룹의 수신 데이터를 이용하여 스캔라인의 부분 데이터를 형성하고, 스캔라인 각각의 부분 데이터를 합하여 상기 스캔라인 각각의 데이터를 형성한다. 이와 같은 스캔라인 데이터 형성 방법들을 이용하여 수신 데이터 제공부와 스캔라인 데이터 형성부 간의 데이터 라인 수를 감소시킬 수 있다.The aforementioned scanline data forming method may be implemented using the ultrasound diagnostic apparatus shown in FIGS. 4 to 6. That is, a plurality of channel groups, a scan line data forming unit for forming data of a plurality of scan lines, and the scan line data forming unit are provided in the scan line data forming unit to correspond to the channel group one-to-one, and serve as a sub scan part of the plurality of scan lines. Scan line data is formed using an ultrasound diagnostic apparatus including a sub scan line data forming unit configured to form scan line data. That is, at least one first sub scan line data forming unit of the plurality of sub scan line data forming units receives received data from at least one channel group of the plurality of channel groups. The second sub scan line data forming unit of the plurality of sub scan line data forming units receives the received data through the first sub scan line data forming unit. Each of the sub scan line data forming units forms partial data of a scan line using received data of a corresponding channel group, and combines the partial data of each scan line to form data of each of the scan lines. By using such scanline data forming methods, the number of data lines between the reception data providing unit and the scanline data forming unit may be reduced.
상술한 실시예는 본 발명의 원리를 응용한 다양한 실시예의 일부를 나타낸 것에 지나지 않음을 이해해야 한다. 본 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질로부터 벗어남이 없이 여러 가지 변형이 가능함을 명백히 알 수 있을 것이다.It is to be understood that the above described embodiments are merely illustrative of some of the various embodiments employing the principles of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications may be made without departing from the spirit of the invention.
도 1은 종래 채널과 스캔라인 데이터 형성부 사이의 연결구조를 보이는 개략도.1 is a schematic diagram showing a connection structure between a conventional channel and a scan line data forming portion.
도 2는 참조예에 따른 채널과 스캔라인 데이터 형성부 사이의 연결구조를 보이는 개략도.2 is a schematic view showing a connection structure between a channel and a scan line data forming portion according to a reference example.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 초음파 진단 장치의 블럭도.Figure 3 is a block diagram of the ultrasonic diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 제1 채널 그룹에 일대일 대응하는 다수의 서브 스캔라인 데이터 형성 그룹을 포함하는 스캔라인 데이터 형성부의 개략도.4 is a schematic diagram of a scan line data forming unit including a plurality of sub scan line data forming groups one-to-one corresponding to a first channel group according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제2 채널 그룹과 서브 스캔라인 데이터 형성부 사이의 연결구조를 보이는 개략도.5 is a schematic diagram illustrating a connection structure between a second channel group and a sub scan line data forming unit according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 스캔라인 데이터 형성부의 내부 데이터 라인의 구성 예를 보이는 개략도. 6 is a schematic diagram showing an example of the configuration of an internal data line of a scan line data forming unit according to an embodiment of the present invention;
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 서브 스캔라인 데이터 형성부의 구성을 보이는 개략도. 7 is a schematic diagram showing a configuration of a sub scan line data forming unit according to an embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 서브 스캔라인 데이터 형성 그룹과 스캔라인 데이터 형성부 사이의 데이터 제공 구조를 보이는 개략도. 8 is a schematic diagram showing a data providing structure between a sub scanline data forming group and a scanline data forming unit according to an embodiment of the present invention;
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 서브 스캔라인 데이터 형성 그룹과 제2 채널 그룹의 연결구조를 보이는 개략도. 9 is a schematic diagram illustrating a connection structure of a sub scan line data forming group and a second channel group according to an embodiment of the present invention.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 서브 스캔라인 데이터 형성 그룹 내의 서브 스캔라인 데이터 형성부 수의 증가를 보이는 개략도. 10 is a schematic diagram showing an increase in the number of sub scan line data forming portions in a sub scan line data forming group according to an embodiment of the present invention.
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