KR101231926B1 - Ultrasound system with image projector - Google Patents

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Abstract

초음파 영상을 투사하는 영상 투사부를 구비하는 초음파 시스템이 개시된다. 이 시스템에 따르면, 초음파 진단부가 초음파 신호를 대상체에 송신하고 대상체로부터 반사되는 초음파 신호를 수신하여 대상체의 초음파 영상에 해당하는 초음파 영상신호를 형성하고, 영상 투사부가 초음파 영상신호를 이용하여 초음파 영상을 투사한다.An ultrasound system having an image projector for projecting an ultrasound image is disclosed. According to this system, the ultrasound diagnosis unit transmits an ultrasound signal to an object and receives an ultrasound signal reflected from the object to form an ultrasound image signal corresponding to the ultrasound image of the object, and the image projector generates an ultrasound image using the ultrasound image signal. Project.

초음파, 영상 투사, 빔 프로젝터, 헬리오 디스플레이, 홀로그램 디스플레이 Ultrasound, Image Projection, Beam Projector, Helio Display, Hologram Display

Description

영상 투사부를 구비하는 초음파 시스템{ULTRASOUND SYSTEM WITH IMAGE PROJECTOR}Ultrasonic system with an image projection unit {ULTRASOUND SYSTEM WITH IMAGE PROJECTOR}

본 발명은 초음파 시스템에 관한 것으로, 특히 초음파 영상을 투사하는 영상 투사부를 구비하는 초음파 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an ultrasound system, and more particularly, to an ultrasound system having an image projector for projecting an ultrasound image.

초음파 시스템은 무침습 및 비파괴 특성을 가지고 있어, 대상체 내부의 정보를 얻기 위한 의료분야에 널리 이용되고 있다. 초음파 시스템은 대상체를 직접 절개하여 관찰하는 외과 수술의 필요 없이, 대상체 내부 조직의 고해상도의 영상을 의사에게 제공할 수 있으므로 의료분야에 매우 중요하게 이용되고 있다.Ultrasound systems have non-invasive and non-destructive properties and are widely used in the medical field for obtaining information inside an object. Ultrasound systems are very important in the medical field because they can provide a doctor with a high-resolution image of the internal tissue of a subject without the need for a surgical operation to directly incise and observe the subject.

일반적으로, 초음파 시스템은 초음파 신호를 대상체를 향하여 송신하고 대상체로부터 반사되는 초음파 신호를 수신하여 대상체의 2차원 또는 3차원 영상을 형성한다. 초음파 시스템은 디스플레이부를 통해 대상체의 초음파 영상을 디스플레이한다.In general, an ultrasound system transmits an ultrasound signal toward an object and receives an ultrasound signal reflected from the object to form a two-dimensional or three-dimensional image of the object. The ultrasound system displays an ultrasound image of the object through the display unit.

종래에는 디스플레이부가 초음파 시스템의 일측면에 장착되어 있다. 이로 인해 수술 또는 진단시 사용자(예를 들어, 의사)의 시선은 대상체와 다소 이격된 위치에 있는 디스플레이부를 향하게 되어, 수술 또는 진단에 어려움이 있는 문제점이 있다.Conventionally, the display unit is mounted on one side of the ultrasonic system. As a result, the gaze of the user (for example, a doctor) may be directed toward the display unit at a position slightly spaced from the subject during surgery or diagnosis, which may cause difficulty in surgery or diagnosis.

본 발명은 초음파 영상을 주사하는 영상 투사부를 구비하는 초음파 시스템을 제공한다.The present invention provides an ultrasound system having an image projector for scanning an ultrasound image.

본 발명에 따른 초음파 시스템은, 초음파 신호를 대상체에 송신하고 상기 대상체로부터 반사되는 초음파 신호를 수신하여 상기 대상체의 초음파 영상에 해당하는 초음파 영상신호를 형성하도록 동작하는 초음파 진단부; 및 상기 초음파 영상신호를 이용하여 초음파 영상을 투사하도록 동작하는 영상 투사부를 포함한다.According to an aspect of the present invention, an ultrasound system includes: an ultrasound diagnosis unit configured to transmit an ultrasound signal to an object and receive an ultrasound signal reflected from the object to form an ultrasound image signal corresponding to an ultrasound image of the object; And an image projector operable to project an ultrasound image using the ultrasound image signal.

본 발명에 의하면, 영상 투사부를 통해 초음파 영상을 사용자로부터 근접한 위치에 제공할 수 있어, 사용자가 초음파 영상을 보면서 대상체의 수술 또는 진단을 용이하게 수행할 수 있다.According to the present invention, the ultrasound image may be provided at a position close to the user through the image projector, so that the user may easily perform surgery or diagnosis of the object while viewing the ultrasound image.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 초음파 시스템(100)의 구성을 보이는 블록도이다. 본 발명의 실시예에 따른 초음파 시스템(100)은 감지부(110), 초음파 진단부(120) 및 영상 투사부(130)를 포함한다.1 is a block diagram showing the configuration of an ultrasound system 100 according to an embodiment of the present invention. The ultrasound system 100 according to the exemplary embodiment of the present invention includes a detector 110, an ultrasound diagnosis unit 120, and an image projector 130.

감지부(110)는 초음파 진단부(120)의 일측 외면 또는 내면 및 진단실(도시하 지 않음)의 벽면 중 적어도 하나에 설치되어, 사용자의 움직임 변화를 감지하고 그에 따른 감지신호를 형성한다. 여기서, 사용자 움직임 변화는 사용자의 손, 머리, 몸, 팔다리, 눈동자 등의 위치 및 각도 변화 중 적어도 하나를 포함한다. 본 실시예에서 감지부(110)는 스테레오 카메라를 이용하여 사용자를 다양한 각도로 각각 촬상하여 디지털 영상을 형성하고 각 디지털 영상을 이용하여 사용자의 움직임 변화를 감지하고 그에 따른 감지신호를 형성한다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 감지부의 구성을 보이는 블록도이다. 스테레오 카메라(112a, 112b)는 사용자 얼굴(도시하지 않음)을 소정 각도로 각각 연속적으로 촬상하여 디지털 영상을 형성한다. 본 실시예에서는 2개의 카메라를 이용하는 것으로 설명하였지만, 그것만으로 국한되지 않고 다수의 카메라를 이용할 수도 있다. 영상 처리부(114)는 스테레오 카메라(112a)로부터의 디지털 영상(이하, 제1 디지털 영상이라 함)에서 눈 및 입의 위치를 검출하고 그에 따른 위치 정보(제1 위치 정보라 함)를 형성한다. 영상 처리부(114)는 스테레오 카메라(112a)로부터의 디지털 영상(이하, 제2 디지털 영상이라 함)에서 제1 디지털 영상에서 검출된 눈 및 입에 해당하는 눈 및 입의 위치를 검출하고 그에 따른 위치 정보(이하, 제2 위치 정보라 함)를 형성한다. 감지신호 형성부(116)는 제1 위치 정보 및 제2 위치 정보를 이용하여 사용자의 얼굴 회전 및 이동을 계산하고 그에 따른 감지신호를 형성한다. 이때, 사용자의 얼굴 회전 및 이동 계산은 어파인 변환(affine transform)을 통해 수행될 수 있다.The detector 110 is installed on at least one of an outer surface or an inner surface of the ultrasound diagnosis unit 120 and a wall surface of a diagnosis room (not shown) to detect a change in a user's movement and form a detection signal accordingly. Here, the user's movement change includes at least one of the position and the angle change of the user's hand, head, body, limbs, and pupils. In this embodiment, the sensing unit 110 forms a digital image by capturing the user at various angles using a stereo camera, and detects a change in the user's movement using each digital image, and forms a detection signal accordingly. 2 is a block diagram showing a configuration of a sensing unit according to an embodiment of the present invention. The stereo cameras 112a and 112b continuously photograph the user's face (not shown) at predetermined angles to form a digital image. Although the present embodiment has been described as using two cameras, a plurality of cameras may be used without being limited thereto. The image processor 114 detects the positions of the eyes and the mouth from the digital image (hereinafter referred to as the first digital image) from the stereo camera 112a and forms position information (called first position information) accordingly. The image processor 114 detects the positions of the eyes and the mouth corresponding to the eyes and the mouth detected in the first digital image from the digital image (hereinafter, referred to as a second digital image) from the stereo camera 112a, and thereby positions Information (hereinafter referred to as second position information). The detection signal forming unit 116 calculates a user's face rotation and movement by using the first location information and the second location information and forms a detection signal accordingly. In this case, the user's face rotation and movement calculation may be performed through an affine transform.

이와 더불어, 감지부(110)는 주변 밝기 변화 및 영상 투사 거리 변화를 감지하고 그에 따른 감지신호를 형성한다. 여기서, 영상 투사 거리 변화는 영상 투사 부(130)와 영상 투사부(130)에서 투사된 초음파 영상이 디스플레이되는 스크린(이때, 스크린은 벽면, 대상체 등을 더 포함한다) 간의 거리 변화를 나타낸다. 한편, 감지부(110)는 사용자의 뇌파 및 음성 중 적어도 하나를 감지하고 그에 따른 감지신호를 형성할 수도 있다.In addition, the detector 110 detects a change in ambient brightness and a change in image projection distance and forms a detection signal accordingly. Here, the change in the image projection distance refers to the change in distance between the image projector 130 and the screen on which the ultrasound image projected by the image projector 130 is displayed (the screen further includes a wall, an object, etc.). Meanwhile, the detector 110 may detect at least one of an EEG and a voice of a user and form a detection signal accordingly.

초음파 진단부(120)는 초음파 신호를 대상체에 송신하고 대상체로부터 반사되는 초음파 신호(즉, 초음파 에코신호)를 수신하여 대상체의 초음파 영상에 해당하는 초음파 영상신호를 형성한다. 이와 더불어, 초음파 진단부(120)는 감지부(110)로부터의 감지신호에 따라 영상 투사부(130)의 동작을 제어한다. 본 발명의 일실시예에 따라, 초음파 진단부(120)는 감지신호에 따라 영상 투사부(130)의 초음파 영상 투사 각도, 방향 및 위치를 제어한다. 본 발명의 다른 실시예에 따라, 초음파 진단부(120)는 감지신호에 따라 영상 투사부(130)의 초점 조절을 제어한다. 본 발명의 또 다른 실시예에 따라, 초음파 진단부(120)는 감지신호에 따라 영상 투사부(130)의 초음파 영상 밝기 조절을 제어한다. 초음파 진단부(120)는 도시하지 않았지만, 초음파 신호를 송수신하도록 동작하는 다수의 변환소자(transducer element)를 포함하는 프로브, 초음파 신호의 송신 집속 및 수신 집속을 수행하도록 동작하는 빔 포머, 수신신호를 이용하여 초음파 영상신호를 형성하도록 동작하는 신호 처리부 및 초음파 신호의 송수신, 수신신호 및 초음파 영상신호의 형성 및 영상 투사부(130)의 동작을 제어하도록 동작하는 제어부를 포함한다. The ultrasound diagnosis unit 120 transmits an ultrasound signal to the object and receives an ultrasound signal (that is, an ultrasound echo signal) reflected from the object to form an ultrasound image signal corresponding to the ultrasound image of the object. In addition, the ultrasound diagnosis unit 120 controls the operation of the image projector 130 according to the detection signal from the detection unit 110. According to an embodiment of the present invention, the ultrasound diagnosis unit 120 controls the ultrasound image projection angle, direction, and position of the image projector 130 according to the detection signal. According to another embodiment of the present invention, the ultrasound diagnosis unit 120 controls the focus adjustment of the image projector 130 according to the detection signal. According to another embodiment of the present invention, the ultrasound diagnosis unit 120 controls the adjustment of the brightness of the ultrasound image of the image projector 130 according to the detection signal. Although not shown, the ultrasound diagnosis unit 120 may include a probe including a plurality of transducer elements operable to transmit and receive an ultrasound signal, a beamformer operable to transmit and receive an ultrasound signal, and a receive signal. And a control unit operable to control the operation of the image projector 130, the signal processing unit operative to form the ultrasonic image signal using the transmission and reception of the ultrasonic signal, the reception signal and the ultrasonic image signal.

영상 투사부(130)는 초음파 진단부(120)의 일측 외면 또는 내면 및 진단실의 벽면 중 적어도 하나에 설치되어, 초음파 진단부(120)로부터의 초음파 영상신호를 이용하여 초음파 영상을 투사한다. 본 발명의 일실시예에 따라, 영상 투사부(130)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 진단실의 벽면에 설치되어 초음파 영상을 스크린 및 대상체 중 적어도 하나에 투사하도록 동작하는 빔 프로젝터(131)를 포함한다. 전술한 실시예에서는 빔 프로젝터(131)가 진단실의 벽면에 설치된 것으로 설명하였지만 그것만으로 국한되지 않고 초음파 진단부(120)에 설치될 수도 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따라, 영상 투사부(130)는 도 5에 도시된 바와 같이 에어 스크린 형성부(132b)를 통해 형성된 에어 스크린(132c)에 초음파 영상을 투사하는 헬리오 디스플레이(132a)를 포함한다. 본 발명의 다른 실시예에 따라, 영상 투사부(130)는 초음파 영상을 입체적으로 투사하도록 동작하는 홀로그램 디스플레이를 포함한다. 한편, 영상 투사부(130)는 초음파 진단부(120)의 제어에 따라 초음파 영상 투사 각도, 방향 및 위치, 초점, 초음파 영상의 밝기 및 스크린(이때, 스크린은 벽면, 대상체, 에어 스크린 등을 더 포함함)과의 거리를 조절한다.The image projector 130 is installed on at least one of an outer surface or an inner surface of the ultrasound diagnosis unit 120 and a wall surface of the diagnosis room to project an ultrasound image by using an ultrasound image signal from the ultrasound diagnosis unit 120. According to an embodiment of the present invention, the image projector 130 is installed on the wall of the diagnostic room as shown in FIGS. 3 and 4, the beam projector 131 operable to project the ultrasound image to at least one of the screen and the object ). In the above-described embodiment, the beam projector 131 has been described as being installed on the wall of the diagnosis room, but the present invention is not limited thereto, and may be installed in the ultrasound diagnosis unit 120. According to another exemplary embodiment of the present invention, the image projector 130 may display the helio display 132a for projecting an ultrasound image onto the air screen 132c formed through the air screen forming unit 132b as shown in FIG. 5. Include. According to another embodiment of the present invention, the image projector 130 includes a hologram display operative to project an ultrasound image in three dimensions. The image projector 130 may control the ultrasound image projection angle, direction and position, focus, brightness of the ultrasound image, and a screen (in this case, the screen may further include a wall, an object, an air screen, etc.) under the control of the ultrasound diagnosis unit 120. The distance between the camera and the camera).

본 발명이 바람직한 실시예를 통해 설명되고 예시되었으나, 당업자라면 첨부된 특허청구범위의 사항 및 범주를 벗어나지 않고 여러 가지 변형 및 변경이 이루어질 수 있음을 알 수 있을 것이다.While the invention has been described and illustrated by way of preferred embodiments, those skilled in the art will recognize that various modifications and changes can be made without departing from the spirit and scope of the appended claims.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 초음파 시스템의 구성을 보이는 블록도.1 is a block diagram showing the configuration of an ultrasonic system according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 감지부의 구성을 보이는 블록도.Figure 2 is a block diagram showing the configuration of a sensing unit according to an embodiment of the present invention.

도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 영상 투사부로서 빔 프로젝터를 보이는 예시도.3 and 4 are exemplary views showing a beam projector as an image projector according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 영상 투사부로서 헬리오 디스플레이를 보이는 예시도.5 is an exemplary view showing a helio display as an image projector according to an embodiment of the present invention.

Claims (9)

초음파 시스템으로서,As an ultrasonic system, 초음파 신호를 대상체에 송신하고 상기 대상체로부터 반사되는 초음파 신호를 수신하여 상기 대상체의 초음파 영상에 해당하는 초음파 영상신호를 형성하도록 동작하는 초음파 진단부; 및An ultrasound diagnosis unit operable to transmit an ultrasound signal to an object and receive an ultrasound signal reflected from the object to form an ultrasound image signal corresponding to an ultrasound image of the object; And 상기 초음파 영상신호를 이용하여 초음파 영상을 상기 대상체 상에 투사하도록 동작하는 영상 투사부An image projector operable to project an ultrasound image onto the object using the ultrasound image signal 를 포함하는 초음파 시스템.Ultrasound system comprising a. 제1항에 있어서, 상기 영상 투사부는 빔 프로젝터, 헬리오 디스플레이 및 홀로그램 디스플레이중 적어도 하나를 포함하는 초음파 시스템.The ultrasound system of claim 1, wherein the image projector comprises at least one of a beam projector, a helio display, and a hologram display. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 사용자의 움직임 변화를 감지하고 그에 따른 감지신호를 형성하도록 동작하는 감지부A sensing unit operable to detect a change in a user's movement and form a detection signal accordingly 더 포함하는 초음파 시스템.Ultrasonic system further comprising. 제3항에 있어서, 상기 사용자 움직임 변화는 상기 사용자의 손, 머리, 몸, 팔다리 및 눈동자의 위치 변화 중 적어도 하나를 포함하는 초음파 시스템.The ultrasound system of claim 3, wherein the user movement change comprises at least one of a position change of the user's hand, head, body, limbs, and pupil. 제3항에 있어서, 상기 초음파 진단부는 상기 감지신호에 따라 상기 영상 투사부의 초음파 영상 투사 각도, 방향 및 위치를 제어하도록 동작하는 초음파 시스템.The ultrasound system of claim 3, wherein the ultrasound diagnosis unit is configured to control an ultrasound image projection angle, direction, and position of the image projector according to the detection signal. 제1항 또는 제2항에 있어서, The method according to claim 1 or 2, 주변 밝기 변화를 감지하고 그에 따른 감지신호를 형성하도록 동작하는 감지부A sensing unit operable to detect a change in ambient brightness and to form a detection signal accordingly 를 더 포함하는 초음파 시스템.Ultrasonic system further comprising. 제6항에 있어서, 상기 초음파 진단부는 상기 감지신호에 따라 상기 영상 투사부의 초음파 영상 밝기 조절을 제어하도록 동작하는 초음파 시스템.The ultrasound system of claim 6, wherein the ultrasound diagnosis unit is configured to control an ultrasound image brightness adjustment of the image projector according to the detection signal. 제1항 또는 제2항에 있어서, The method according to claim 1 or 2, 영상 투사 거리 변화를 감지하고 그에 따른 감지신호를 형성하도록 동작하는 감지부A detector operable to detect a change in image projection distance and to form a detection signal accordingly 를 더 포함하는 초음파 시스템.Ultrasonic system further comprising. 제8항에 있어서, 상기 초음파 진단부는 상기 감지신호에 따라 상기 영상 투사부의 초점 조절을 제어하도록 동작하는 초음파 시스템.The ultrasound system of claim 8, wherein the ultrasound diagnosis unit is configured to control focus adjustment of the image projector in response to the detection signal.
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