KR101247520B1 - 의학적 응용을 위한 도플러 측정 사용 방법 및 장치 - Google Patents

의학적 응용을 위한 도플러 측정 사용 방법 및 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101247520B1
KR101247520B1 KR1020087001041A KR20087001041A KR101247520B1 KR 101247520 B1 KR101247520 B1 KR 101247520B1 KR 1020087001041 A KR1020087001041 A KR 1020087001041A KR 20087001041 A KR20087001041 A KR 20087001041A KR 101247520 B1 KR101247520 B1 KR 101247520B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
distance
doppler
display
distance ranges
doppler signal
Prior art date
Application number
KR1020087001041A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20080057216A (ko
Inventor
단 마노
엘리 레비
아디 요셉
Original Assignee
비아시스 아일랜드 리미티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 비아시스 아일랜드 리미티드 filed Critical 비아시스 아일랜드 리미티드
Publication of KR20080057216A publication Critical patent/KR20080057216A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101247520B1 publication Critical patent/KR101247520B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/02—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems using reflection of acoustic waves
    • G01S15/50—Systems of measurement, based on relative movement of the target
    • G01S15/58—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems
    • G01S15/586—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems using transmission of continuous unmodulated waves, amplitude-, frequency-, or phase-modulated waves and based upon the Doppler effect resulting from movement of targets
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/06—Measuring blood flow
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/46—Ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic devices with special arrangements for interfacing with the operator or the patient
    • A61B8/461—Displaying means of special interest
    • A61B8/463—Displaying means of special interest characterised by displaying multiple images or images and diagnostic data on one display
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/02—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems using reflection of acoustic waves
    • G01S15/50—Systems of measurement, based on relative movement of the target
    • G01S15/58—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems
    • G01S15/582—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems using transmission of interrupted pulse-modulated waves and based upon the Doppler effect resulting from movement of targets
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
    • G01S7/52017—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00 particularly adapted to short-range imaging
    • G01S7/52053—Display arrangements
    • G01S7/52057—Cathode ray tube displays
    • G01S7/52058—Cathode ray tube displays displaying one measured variable; A-scan display
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
    • G01S7/52017—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00 particularly adapted to short-range imaging
    • G01S7/52053—Display arrangements
    • G01S7/52057—Cathode ray tube displays
    • G01S7/52074—Composite displays, e.g. split-screen displays; Combination of multiple images or of images and alphanumeric tabular information
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
    • G01S7/56—Display arrangements
    • G01S7/62—Cathode-ray tube displays
    • G01S7/6209—Cathode-ray tube displays providing display of one measured variable
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
    • G01S7/56—Display arrangements
    • G01S7/62—Cathode-ray tube displays
    • G01S7/6281—Composite displays, e.g. split-screen, multiple images

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)

Abstract

도플러 초음파 시스템의 도플러 데이터를 나타내고 분석하는데 사용하는 새로운 방법 및 장치가 제시된다. 초음파 빔(ultrasound beam)을 따라서 하나 이상의 거리 범위가 제어된다. 상기 하나 이상의 거리 범위는 상기 초음파 빔에 따른 제 1 거리와 상기 초음파 빔에 따른 제2 거리 사이에 복수의 연속 위치를 포함한다. 상기 하나 이상의 거리 범위 내에서 상기 복수 위치의 도플러 신호 스펙트럼 표시는 하나 이상의 디스플레이창에 각각 나타내어진다.
도플러 측정, 초음파 빔, 송신 빔

Description

의학적 응용을 위한 도플러 측정 사용 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR USE WITH DOPPLER MEASUREMENTS IN MEDICAL APPLICATIONS}
본 발명은 일반적으로 혈류 속도의 측정에 관한 의학 기술분야에 해당하며, 도플러 신호의 모니터링 및 측정을 최적화하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
수년간, 의학적 응용에서 생리 신호의 측정을 위한 도플러 효과의 응용이 사용되어 왔다. 특히, 상기 도플러 효과는 환자의 상태를 진단하고 평가하기 위한 심혈관 순환의 혈류 속도를 측정하기 위하여 사용되어 왔다. 일반적으로, 혈류 속도용 도플러 기술의 응용은 특수 변환기로 빔, 일반적으로 초음파 빔을 목적 혈관을 향하여 일반 방향으로 환자의 신체에 송신시키는 것을 기초로 한다. 상기 빔은 일반적으로 일정한 반송 주파수를 가진다. 상기 빔은, 상기 빔 방향에 있는 이동 입자 속도의 성분에 비례하는 주파수 편이(frequency shift)에 의해 그의 통로를 따라 존재하는 임의의 이동 입자에 의해 반사되며 상기 변환기 내에 위치한 수신기로 돌아온다. 혈류 속도의 측정에 관한 응용에서, 반사 입자는 전형적으로 혈세포이다.
의학 도플러 장치는 수신 신호상에서 필요한 필터링 및 주파수 변환을 이행할 수 있고, 그래픽 방식으로 결과 속도 또는 도플러 편이 주파수를 표시하며, 이 로써 X축은 시간(일반적으로 초 단위의)에 관한 것이며, Y축은 도플러 편이 주파수(일반적으로 킬로헤르츠 단위의) 또는 속도(일반적으로 초당 센티미터 단위의)를 표시하고 있다. 속도 또는 주파수의 확장범위(Full Range)가 주어진 시간에 표시되는 경우, 결과 표시는 스펙트럼 분석으로 불려진다.
혈류속도측정을 위한 의학적 시험에서, 특히 대부분의 비침습형 의료 절차 동안에는, 시험자는 상기 혈관을 육안으로 볼 수 없다. 그러므로, 상기 시험자는 환자의 신체내 혈관 추정 위치의 일반 방향을 향하여 상기 변환기 및 상기 송신빔(transmitted beam)을 겨냥하는 것이 필요하다. 상기 혈관은 일반적으로 도플러 신호가 수신되고, 속도 또는 도플러 편이 주파수 신호 또는 스펙트럼이 표시되는 경우 확인된다.
두 개의 일반 작동 모드는 혈류 측정을 위한 도플러 방법의 응용에 알려져 있다. 제 1 모드는 연속파 도플러(CW)로서, 제 2 모드는 맥파 도플러(PW)로서 알려져 있다.
CW 모드로, 변환기는 일반적으로 2개의 송신/수신 요소를 수용하며, 이로써 제1 요소(송신 요소)는 연속적으로 빔을 송신하고, 제2 요소는 수신기(수신 요소)로서 기능하며, 연속적으로 반사 신호를 수신한다. 따라서, CW 모드에서 상기 수신된 도플러 신호는 상기 송신 빔의 통로를 지나 모든 사이트(site)로부터 입자의 이동을 반사한다. CW 모드의 주요한 이점은 도플러 신호를 다소 신속하게 수신할 수 있다는 것이다. 그러나, 상기 모드의 주요 한계는, 상기 도플러 신호는 상기 모든 혈관 및 상기 빔의 통로를 지나는 기타 생리 이동으로부터 수신되므로, CW 모드를 통해 시험자가 다른 혈관들을 식별할 수 없다는 것이며, 상기 변환기의 거리에는 특이성이 없다. 또한, 신체 조직내에 연속적인 빔 송신로 인해, 상기 빔 진폭은 일반적으로 조직 인소네이션(insonation)의 잠재적 위험 결과를 최소화하도록 작아지는 것이 필요하며, 따라서 뇌혈류(transcranial)속도 측정용 두개골의 투과와 같은, 고 빔(high beam) 투과 에너지를 필요로 하는 의학적 응용은 매우 어렵다.
상기 PW 모드는, CW 도플러의 상기 제한을 극복하기 위한 대안적인 도플러 솔루션이다. PW 모드로, 상기 변환기는 일반적으로 단지 하나의 단일 송신/수신 요소를 수용한다. 상기 송신기는 웨이브 버스트(wave bursts)을 보내고, 다른 주어진 주파수, 상기 펄스 반복 주파수(PRF)로 반복되며, 상기 버스트(burst)는 주어진 반송 주파수와 함께 몇몇의 파형(파형의 행렬)으로 구성된다. 상기 송신 버스트 이후, 변환기는 상기 반사된 도플러 신호를 수신하기 위한 수신기로 작용한다. 상기 송신 버스트의 시작부터 상기 시간을 측정함에 의해, 상기 지속시간(또는 길이)은 신호가 확보되는 빔을 따라서 영역의 크기를 한정하는 한편, 도플러 신호는 상기 변환기면(transducer face)로부터 한정된 거리에서 수신될 수 있다(샘플 볼륨(sample volume)). 따라서, PW는 상기 송신된 빔의 통로를 지나는 거리 판별을 가능하게 한다. 이러한 특징은 시험자가 송신된 빔의 통로를 가로지르는 혈관의 차이를 식별하기 원하거나, 또는 뇌혈류 도플러 시험 동안 일시적인 접근에 의해 중앙 뇌동맥(middle cerebral artery)과 같은 상기 빔 방향에 있는 단일 관을 지나는 다양한 위치들 간의 차이를 식별하기 원하는 경우 특히 유익하다. 또한, 상기 빔 송신은 펄스반복주기(PRI)에 비하여 지속시간이 상대적으로 짧기 때문에, 상기 송 신 파 진폭(wave amplitude)은 일반적으로 CW 모드의 것보다 커야 하며, 이에 따라, 축두골과 같은 다른 영역의 투과를 가능하게 한다. PW 모드의 주요 제한은, 사용자가 당장 상기 혈관의 추정 위치를 겨냥해야 할 뿐 아니라, 샘플 볼륨으로부터 도플러 신호가 수신되는 변환기면으로부터 특수한 거리를 설정해야 하기 때문에 측정 절차가 다소 어려워진다는 것이다. 따라서, 상기 변환기 방향이 정확할 수는 있지만, 상기 설정 거리는 정확하지 않으며, 시험자는 이 정보를 수용할 수 없을 것이다.
상기 최종 제한 극복하기 위하여 그리고 기타 몇몇의 응용을 언급하기 위하여, 여러 가지의 도플러 시스템은 시험자가 속도 스펙트럼의 여러 가지 그래픽 디스플레이를 연속적으로 볼 수 있게 하는 멀티게이팅 옵션(multigating option)을 제공하며, 이로써 각각의 디스플레이는 변환기면으로부터 특정한 거리에서 속도 스펙트럼을 표시한다.
멀티케이팅 도플러 및 복합 그래픽 디스플레이의 사용은, 측정 절차 간에 변환기 방향(orientation)과 빠른 신호 확인에 도움이 되지만, 여전히 몇몇의 특정 사용자한정 거리에서 샘플 볼륨 크기의 기능으로서 속도 스펙트럼을 표시한다는 제한이 있다.
본 발명은 도플러 측정 절차 간, 시험자에게 도플러 측정을 제공하고 표시하는 신규 방법 및 장치를 제공한다. 이는 특히, 혈관 내 혈류 속도의 측정에 유용하다. 본 발명에 의한 신규 도플러 시험 모드는 단일 혈류 속도 시험에서 CW 및 PW 양쪽의 이점을 이용한다. 이러한 신규 시험 모드에 의하여, 캐리어 빔(carrier beam), 일반적으로 초음파를 따라서 복수의 연속 위치 또는 거리로부터 도플러 신호 정보는 함께 통합되고, 각각의 거리 범위로부터 도플러 신호를 제시하도록 분석된다. 비교하자면, 펄스파 도플러 모드는 상기 빔을 따라서 단일 위치로부터 도플러 신호를 제시하게 하고, 한편 연속파 도플러 모드는 변환기면으로부터 무한대로 획득된 도플러 데이타를 나타낸다.
또한, 본 발명은, 복수의 거리 범위로부터의 도플러 디스플레이 및 이 거리 범위 중 하나로 획득된 최적 신호를 대응하는 주요 윈도우 디스플레이를 포함하는 다양한 프리젠테이션 모드를 제공한다.
본 발명에서, 변환기는 일반적으로 PW 도플러 모드에 사용되며, 따라서 단일 요소 변환기를 사용한다. 상기 수신기는 송신된 웨이브 버스트(wave bursts) 간에 계속적으로 열려있고, 실제적으로 상기 변환기면으로부터 시작되며 활성 PRF에 의해 허용되는 최대 거리까지 빔 통로를 따라서 도플러 신호를 수신한다. 상기 도플러 신호는 상기 빔을 따라서 최대 거리가 되기까지 복합 위치로부터 획득된다. 전형적인 PW 모드에서, 이 복합 위치 중 하나는 분석되고 속도 또는 도플러 편이 스펙트럼으로서 그래프식으로 표시된다.
여기에 사용된 상기 용어인 위치는 변환기면으로부터 도플러 데이타가 획득되고 분석되는 특정한 거리로 정의한다. 이 데이타는 이 특정한 거리를 대표하는 도플러 속도 스펙트럼으로서 표시된다. 여기에 사용된 상기 용어인 거리 범위는 상기 변환기면으로부터 한 특정 거리에서 시작되고, 상기 변환기면으로부터 제2 특정 거리에서 종료되는 복수의 위치로 정의한다. 설정 거리 범위는 사용자 한정 거리 범위를 기술하는데 사용된다. 본 발명에 의해 가능한 최소 제1 특정 거리는 상기 변환기면이며, 한편, 최소 제2 특정 거리는 일반적으로 상기 활성 PRF에 의해 제한되고 있다.
본 발명은 사용자가 선호 거리 범위를 선택적으로 하나 이상 설정할 수 있게한다. 다른 크기의 관심 범위가 한정될 수 있으며, 더욱이 상기 범위들이 오버랩(overlap)될 수도 있다. 비교하자면, 상기 멀티게티팅 옵션은 설정 거리 범위로부터 단일 그래픽 디스플레이에서 도플러 속도 스펙트럼을 표시할 수 있지만, 주어진 단일 스펙트럼 위치로부터에서만 어느 정도의 도플러 속도 스펙트럼이 표시할 수 있다.
상기 각각의 설정 거리 범위를 위하여, 상기 속도 또는 도플러 편이 스펙트럼의 그래픽 표시가 만들어지며, 이는 설정 거리 범위에 대응하는 복수의 위치로부터 수신된 통합 신호로 구성된다. 따라서, 이를 테면 상기 선택된 범위가 시험자에 의해 거리 범위가 최대가 되도록 설정되는 경우, 기본적으로 PW 모드로 작업하는 동안 상기 CW 도플러 모드와 본질적으로 유사한 도플러 신호가 획득된다.
이 발명은 일요소 변환기의 사용을 가능하게 하며, 다른 위치들을 투과할 수 있고 상기 빔을 따라서 다양한 위치로부터 신호를 선택적으로 식별하는 가능성을 가지며 상기 CW 모드의 것과 유사한 방식으로 그래픽 속도 스펙트럼 디스플레이를 시각화할 수 있는 능력을 여전히 유지하고 있는 고 에너지 PW 도플러 버스트를 인소네이팅(insonating)한다.
본 발명은 특히, 환자의 신체에 인소네이션(insonation)간에 유익하고, 이로써, 상기 사용자는 목적 혈관의 위치를 빠르게 확인하도록 최대한 열린 설정 거리 범위로 시작하기를 선택하며, 이후에 작아진 그래픽 스펙트럼 디스플레이, 상기 빔을 따라서 더 많은 관심 특정 거리를 바라보는 상기 신체를 향하여 상기 변환기의 방향을 최적화한다.
본 발명은 시험자가 상기 선택된 최대 거리 범위를 선택 수의 그래픽 디스플레이 부분으로 나누어, 별개의 선택 거리 범위로부터 스펙트럼 디스플레이를 각각 제공하는 경우 더 유익할 수 있다. 시험 간, 모든 그래픽 디스플레이는 각각의 상기 선택 거리 범위 내 통합된 속도 스펙트럼을 동시에 표시할 수 있으며, 따라서 상기 시험자가 바람직한 관심 범위를 신속히 확인하고 집중할 수 있게 한다.
실시예에 의하여, 임시적 접근으로 뇌혈류(Transcranial) 도플러 시험 동안에, 상기 선택 설정 거리 범위는 중앙 뇌동맥 도플러 속도 스펙트럼이 나타나는 하나 이상의 범위에, 그리고 상기 중앙 및 전방 뇌동맥의 분기점이 나타나는 추가 범위에, 그리고 상기 전방 뇌동맥을 상징하는 상기 도플러 속도 스펙트럼이 나타나는 추가 범위에 있을 수도 있다. 따라서, 상기 시험자는 신속하게 바람직한 관심 범위에 집중 및/또는 일반 PW 작용으로 관찰되는 병리를 확인할 수 있다.
본 발명의 추가 이점은 선택 거리 범위를 따라서 중앙 디스플레이 영역에 나란히 디스플레이한 그래픽 스펙트럼 디스플레이의 연속 디스플레이에 관한 것이며, PW 또는 CW로 흔히 있듯이 상기 선택 거리 범위 중 하나의 범위 내에 놓인 상기 변환기면의 특정 위치로부터 상기 도플러 속도 스펙트럼을 표시한다.
또한, 조작기는 상기 선택 거리 범위 도플러 속도 스펙트럼 디스플레이 및 설정 범위 또는 특정 위치의 주요한 도플러 속도 스펙트럼 디스플레이에 관련하도록 추가될 수 있다. 상기 조작기는 형태화될 수 있지만, 터치 스크린에 한정되는 것은 아니며, 이에 의해 상기 관심 범위 디스플레이를 접촉하거나 이를 마우스로 클릭하거나 또는 리모트 콘트롤을 사용하는 것은, 상기 관심 선택 범위에 포함된 거리들 중 하나에 대응하는 최적 속도 스펙트럼을 나타내는 주요 스펙트럼 디스플레이를 업데이트하는 결과를 가져온다. 또한, 포인터가, 상기 주요 스펙트럼 디스플레이에 현재 나타난 상기 디스플레이와 관련한 상기 그래픽 스펙트럼 디스플레이를, 강조하도록 포함될 수 있다.
따라서 본 발명의 한 광범한 측면에 의하여, 도플러 초음파 시스템에서 도플러 데이타를 제시하고 분석하는데 사용하는 장치가 제공되며, 상기 장치는 초음파 빔을 따라서 초음파 변환기로부터 하나 이상의 거리를 조작하도록 구성된 조작기, 상기 초음파 빔을 지나는 제1 거리와 상기 초음파 빔을 지나는 제2 거리 간 복수의 연속 위치를 포함하는 상기 하나 이상의 거리 범위, 및 하나 이상의 디스플레이 창에서 상기 하나 이상의 거리 범위 내 상기 복수 위치의 도플러 신호 스펙트럼 표본을 표시하도록 구성된 표시 유니트를 각각 포함한다.
상기 장치는 바람직하게는 복수의 거리 범위를 한정하고, 동시에 복수의 디스플레이 창에서 상기 거리 범위 내 상기 도플러 신호 스펙트럼(spectra)을 표시하도록 각각 구성된다. 상기 거리 범위는 몇 개 이상 오버랩될 수 있다. 상기 거리 범위의 몇 개 이상은 상기 초음파 빔을 따라서 연속될 수 있다.
상기 표시 유니트는 상기 하나 이상의 거리 범위 내 단일 위치에 대응하는 특징적인 도플러 신호 스펙트럼을 표시하도록 구성될 수 있다. 이러한 특징적인 도플러 신호 스펙트럼은 하나 이상 분리된 그래픽 디스플레이에 표시된다. 상기 특징적인 도플러 신호 스펙트럼은 복수의 거리 범위 내 상기 단일 위치에 대응할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 의하여, 도플러 초음파 시스템에서 도플러 데이타를 제시하고 분석하는데 사용하는 방법이 제공되며, 상기 방법은 초음파 빔을 따라서 초음파 변환기로부터 하나 이상의 거리 범위를 조작하는 것, 상기 초음파 빔을 지나는 제1 거리와 상기 초음파 빔을 지나는 제2 거리 간 복수의 연속 위치를 포함하는 상기 하나 이상의 거리 범위, 및 하나 이상의 디스플레이 창에서 상기 하나 이상의 거리 범위 내 상기 복수 위치의 도플러 신호 스펙트럼 표본을 표시하는 것을 포함한다.
본 발명을 이해하고, 이가 실제로 어떻게 실행되는지 관찰하도록 다음의 첨부 도면을 참조로 하여 비-제한 실시예에 의해서만 바람직한 실시예가 지금 설명될 것이다.
도 1은, 시간의 기능으로써 복수의 위치로부터 획득된 도플러 데이타의 상기 매트릭스를 나타내고,
도 2는, D1 내지 D2 거리의 설정 범위 내 통합된 도플러 속도 스펙트럼 디스플레이의 실시예를 나타내며,
도 3은, 본 발명의 실시형태에 있어서 설정 범위 거리 내 상기 속도 스펙트럼의 가능한 하나의 디스플레이 모드를 도시하며,
도 4는, 제2 가능한 디스플레이 모드의 표본이며, 이에 의해, 도 2에 나타내어진 바와 같이, 상기 설정 범위 중 하나 내 상기 거리와 관련한 상기 속도 스펙트럼의 주요 그래픽 디스플레이 창이 도시된다.
하기의 기재는 일반적으로 환자의 혈관에서 혈류 속도를 측정하는 도플러 측정 절차에서 시험자에게 도플러 측정을 나타내고 제공하는 새로운 방법 및 장치를 설명하고 있다. 본 발명으로부터 독자를 방해하는 불필요한 정보를 피하기 위하여, 전기회로 및 도면, 조작 장치(unit), 일반적인 도플러 알고리즘 및 소프트웨어 조작과 같은, 이 분야의 당업자에게 분명한 구체적인 세부사항은 이 설명에서 피하기로 한다.
도 1은, 도플러 측정 간 획득된 상기 도플러 데이타의 도식 표본이다. 일반적으로, 각 송신 버스트 i를 위하여, 복수의 위치 j로부터 복수의 신호가 수신된다. 따라서, 일반적으로 (101) 및 상기 제1 위치에서 상기 제1 송신 버스트로부터 수신된 신호는 Aij 이고, 상기 제2 위치에서 수신된 신호는 Ai,j+1 이며 신호 Aij+n 에 대응하는 최대 위치 n까지이다. 상기 제1 위치에서 상기 제2 송신 버스트로부터 수신된 상기 신호는 Ai+1,j이고, 제2 위치에서는 Ai+1,j+1이며, 위치 n까지이다. 이러한 과정은 새로운 열(row)에서 송신 버스트 각각을 위하여 반복된다. 일반적으로 (120)에서, 각 열은 상기 빔의 통로를 지나는 모든 위치를 목적으로 한 특정 단일 버스트로부터 수신된 신호들을 나타내는 데이타 벡터이다. 각각의 칼럼 (121)은 시간의 기능으로써 한 특정 위치를 목적으로 수신되는 신호들을 나타낸다. 이와 함께, 도 1에 기술된 상기 데이타 포인트는, 상기 도플러 매트릭스를 형성한다.
한 특정 위치에서 상기 도플러 속도 스펙트럼을 나타내기 위한 상기 PW 모드에서의 일반 데이타 과정은, 상기 특정 위치의 상기 데이타 칼럼 (121)에 포함된 상기 수신 신호상의 수학적 작용을 필요로 하게 한다. 상기 수학적 작용은, 일반적으로 상기 한 위치의 상기 도플러 속도 스펙트럼의 그래픽 표본이 되는 산출(output)을 통해, 상기 데이타를 시간 영역으로부터 주파수 영역으로 전환하는 변환 방법의 응용 및 데이타 필터링을 포함할 수 있다.
본 발명에서, 상기 설정 거리 범위는 먼저 위치 D1(108) 및 위치 D2(105)사이로 한정된다. 새로운 통합 데이타 칼럼이 만들어지며, 이로써, 주어진 버스트에 대응하는 상기 칼럼의 각 데이타 포인트는, 특정 버스트를 위한 D1 및 D2 간 데이타 포인트의 합계를 나타낸다. 이 통합 칼럼의 생성은 상기 수학적 작용의 어느 단계에서도 수행될 수 있다. 따라서, 상기 통합 칼럼은 상기 필터링 과정 전후 및 주파수 영역 변환 시간 전후에 생성될 수 있다. 상기 수학적 작용은 상기 통합 칼럼상에 순서대로 연속되며, 일반적으로 상기 설정 거리 범위를 위한 상기 도플러 속도 스펙트럼의 그래픽 디스플레이를 가져온다.
도 2는, 본 발명의 실시 형태에 있어서, 기본 개념의 그래픽 디스플레이이다. 도플러 속도 파형 또는 스펙트럼(104)은 그래픽 창(102)에 표시되며, 위치 D1(108)와 D2(105)간 설정 거리 범위 내 복수의 위치로부터 획득된 상기 도플러 신호의 통합을 나타낸다. D1과 D2는 전술한 바와 같이 상기 송신 빔을 따라서 상기 변환기면으로부터 측정된다. 다수의 의학적 응용에 사용된 빔은 일반적으로 초음파 빔이다. CW 모드의 유사 디스플레이는 D1=0 과 같은 값이며, D2는 무한대와 같은 값이다. PW 모드의 유사 디스플레이는 D1=D2이 필요할 것이다. 도 2에 나타난 상기 파형은 오직 실시예에 의한 것이며, 다수의 도플러 시스템으로 흔히 일반적이듯이 전속도 또는 도플러 편이 스펙트럼 분석을 나타낼 수 있다.
도 3은, 도 2의 상기 디스플레이의 연장을 나타내며, 본 발명에 의한 도플러 신호의 표본용으로 일반적인 다른 가능한 디스플레이를 묘사한다. 복수의 설정 거리 범위 D1(108) 내지 D6(109)가 나타내어진다. 복수의 그래픽 디스플레이 창(102)이 나타내어지고, 전술한 각각의 설정 거리 범위 내 복수의 위치로부터 상기 도플러의 통합에 기초해 만들어진 상기 도플러 속도 스펙트럼을 각각 표시한다. 각각의 창(102)은, 설정 거리 범위 D1(108) 내지 D6(109) 각각에 대응하며, 때문에 제 1 그래픽 창은 위치 D1(108) 내지 D2(105)로부터 획득된 상기 통합 도플러 신호 및 상기 최대 디스플레이 거리 D6(109)까지 표시한다. 수반바(106)(accompanying bar) 또는 틱마크(tic marks), 또는 일반적으로 디스플레이의 기타 다른 그래픽 형태는 각각의 그래픽 창(102)의 상기 각각의 거리 범위를 나타내도록 상기 디스플레이를 수반할 수 있다. 상기 도플러 속도 파형 또는 스펙트럼(104)은, 그래픽 창 각 각을 목적으로 일반적으로 규모 및 형상이 다르다. 상기 D1 및 D6 간, 상기 도에서 5개 그래픽 창의 선택은 오직 실시예에 의한 것이다. D1은 일반적으로 상기 변환기면에 가장 근접한 거리인 반면, D6은 일반적으로 상기 빔 통로를 따라서 상기 변환기면에서 가장 먼 거리이다. 이 특정 실시예에서, 상기 설정 거리 범위는 연속적이다. 그러나, 본 발명은 상기 선택 거리 범위 내 오버랩 또는 상기 설정 거리 범위 내 약간의 불연속성을 허용한다.
도 4는 도 2 및 도 3에 있는 상기 디스플레이의 추가 연장을 나타내며, 본 발명에 의한 도플러 신호의 표본에 일반적일 수 있는 다른 가능한 디스플레이를 묘사한다. 이 디스플레이는, PW 모드에서와 같이 특정 위치상에 집중하기를 희망하는 시험자에게 가장 유용하고, 본 발명에 의한 상기 CW 모드에서와 같이 여전히 상기 변환기를 목표로 하여 시험 결정한다. 주요 그래픽 디스플레이 창(110)은 상기 디스플레이에 포함된다. 상기 주요 창은, 일반적으로 목적 위치로부터 도플러 속도 파형 또는 스펙트럼(112)를 표시하기 때문에 일반적으로 상기 범위 디스플레이 창(102)에 비해 상대적으로 크기가 클 수 있다. 상기 디스플레이(110)는 예를 들어, 여기에 주어진 실시예의 D4 및 D5 간 거리와 같은 설정 거리 범위로부터 상기 통합 도플러 신호를 표시하는 것이 가능한 한편, PW 모드에서 일반적인 것과 같이 특정 위치로부터의 도플러 속도 또는 스펙트럼 신호는 일반 실시예에 더 많이 존재하게 될 것이다. 본 실시예에서, 상기 특정 위치는 D4 및 D5 간에 놓이며, 그의 각 위치는 화살표 또는 표시물(marker)(113)로써 더 묘사된다. 상기 바람직한 실시형태에 대안적으로 또는 부가하여, 상기 위치(깊이 xx)(115)의 특정 인디케이터는 주요 창(110)에 관한 것일 수 있다.
본 발명의 특정 실시 형태는 도시의 목적으로 기술되었으며, 본 발명의 범위 를 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변형이 만들어질 수 있다는 것이 이해되어야 할 것이다.
본 발명은 특히, 환자의 신체에 인소네이션(insonation)간에 유익하고, 이로써, 상기 사용자는 목적 혈관의 위치를 빠르게 확인하도록 최대한 열린 설정 거리 범위로 시작하기를 선택하며, 이후에 작아진 그래픽 스펙트럼 디스플레이, 상기 빔을 따라서 더 많은 관심 특정 거리를 바라보는 상기 신체를 향하여 상기 변환기의 방향을 최적화한다.
본 발명은 시험자가 상기 선택된 최대 거리 범위를 선택 수의 그래픽 디스플레이 부분으로 나누어, 별개의 선택 거리 범위로부터 스펙트럼 디스플레이를 각각 제공하는 경우 더 유익할 수 있다. 시험 간, 모든 그래픽 디스플레이는 각각의 상기 선택 거리 범위 내 통합된 속도 스펙트럼을 동시에 표시할 수 있으며, 따라서 상기 시험자가 바람직한 관심 범위를 신속히 확인하고 집중할 수 있게 한다.

Claims (18)

  1. 초음파빔을 지나는 제1 거리와 상기 초음파빔을 지나는 제2 거리 간 하나 이상의 거리 범위에서, 초음파빔을 따라 복수의 위치로부터 도플러 신호를 수득하는 초음파 변환기를 조작하도록 구성된 조작기, 및 하나 이상의 디스플레이 창에서 상기 하나 이상의 거리 범위 내 상기 복수 위치로부터 수득된 도플러 신호의 통합된 도플러 신호 스펙트럼 표본을 표시하도록 형성된 표시 유니트를 포함하는 것을 특징으로 하는 도플러 초음파 시스템에서의 도플러 데이타의 제시 및 분석용 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 조작기는
    복수의 초음파 버스트를 송신하도록 초음파 변환기를 조작하고;
    각 송신된 버스트가 상기 복수의 위치의 각 신호를 수신하도록 초음파 변환기를 조작하고;
    각 송신된 버스트가 상기 복수의 위치 중 각각에 수신된 신호의 합계를 생성하게 하고;
    각 복수의 버스트에 생성된 합계를 이용하여 상기 도플러 신호 스펙트럼을 생성하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    복수의 상기 거리 범위를 한정하고, 동시에 복수의 상기 디스플레이 창에서 상기 거리 범위 내 상기 도플러 신호 스펙트럼을 표시하도록 각각 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 표시 유니트는 상기 하나 이상의 거리 범위 내 단일 위치에 대응하는 특징적인 도플러 신호 스펙트럼을 하나 이상 분리된 그래픽 디스플레이에 표시하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 표시 유니트는 상기 거리의 하나 이상 내 단일 위치에 대응하는 특징적인 도플러 신호 스펙트럼을 하나 이상 분리된 그래픽 디스플레이에 표시하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 복수의 거리 범위의 일부는 오버랩되는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 복수의 거리 범위의 일부는 오버랩되는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제 3항에 있어서,
    상기 복수의 거리 범위의 일부는 초음파 빔을 따라서 연속되는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제 5항에 있어서,
    상기 복수의 거리 범위의 일부는 초음파 빔을 따라서 연속되는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 초음파빔을 지나는 제1 거리와 상기 초음파빔을 지나는 제2 거리 간 하나 이상의 거리 범위에서, 초음파빔을 따라 복수의 위치로부터 도플러 신호를 수득하도록 초음파 변환기를 조작하는 단계; 및 하나 이상의 디스플레이 창에서 상기 하나 이상의 거리 범위 내 상기 복수 위치로부터 수득된 도플러 신호의 통합된 도플러 신호 스펙트럼 표본을 표시하는 단계를 각각 포함하는 것을 특징으로 하는 도플러 초음파 시스템의 도플러 데이타의 제시 및 분석용 방법.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 초음파 변환기를 조작하는 단계는
    초음파 변환기를 조작하여 복수의 초음파 버스트를 송신하도록 하는 단계;
    초음파 변환기를 조작하여 각 송신된 버스트가 상기 복수의 위치의 각 신호를 수신하도록 하는 단계를 포함하고;
    상기 방법은 각 송신된 버스트에 상기 복수의 위치 각각에 수신된 신호의 합계를 생성시키는 단계; 및
    각 복수의 버스트에 생성된 합계를 이용하여 도플러 신호 스펙트럼을 생성시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 표시하는 단계는, 복수의 상기 거리 범위를 한정하고, 동시에 복수의 상기 디스플레이 창에서 상기 거리 범위 내 상기 도플러 신호 스펙트럼을 표시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 10항에 있어서,
    상기 하나 이상의 거리 범위 내 단일 위치에 대응하는 특징적인 도플러 신호 스펙트럼을 하나 이상 분리된 그래픽 디스플레이에 표시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 12항에 있어서,
    상기 거리의 하나 이상 내 단일 위치에 대응하는 특징적인 도플러 신호 스펙트럼을 하나 이상 분리된 그래픽 디스플레이에 표시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 12항에 있어서,
    상기 복수의 거리 범위의 일부는 오버랩되는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 14항에 있어서,
    상기 복수의 거리 범위의 일부는 오버랩되는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제 12항에 있어서,
    상기 복수의 거리 범위의 일부는 상기 초음파 빔을 따라서 연속되는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제 14항에 있어서,
    상기 복수의 거리 범위의 일부는 상기 초음파 빔을 따라서 연속되는 것을 특징으로 하는 방법.
KR1020087001041A 2005-06-14 2006-06-14 의학적 응용을 위한 도플러 측정 사용 방법 및 장치 KR101247520B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US69009605P 2005-06-14 2005-06-14
US60/690,096 2005-06-14
PCT/IL2006/000688 WO2006134595A2 (en) 2005-06-14 2006-06-14 Method and apparatus for use with doppler measurements in medical applications

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20080057216A KR20080057216A (ko) 2008-06-24
KR101247520B1 true KR101247520B1 (ko) 2013-03-26

Family

ID=37532698

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020087001041A KR101247520B1 (ko) 2005-06-14 2006-06-14 의학적 응용을 위한 도플러 측정 사용 방법 및 장치

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP1898794A4 (ko)
JP (1) JP2008543415A (ko)
KR (1) KR101247520B1 (ko)
CN (1) CN101277649A (ko)
WO (1) WO2006134595A2 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101023654B1 (ko) * 2008-09-29 2011-03-25 주식회사 메디슨 다수의 도플러 모드를 동시에 처리하는 초음파 시스템 및 방법
US20130184580A1 (en) * 2012-01-13 2013-07-18 General Electric Company Color flow image and spectrogram ultrasound signal sharing

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6217519B1 (en) * 1997-03-25 2001-04-17 Dwl Elektronische Systeme Gmbh Device and method for observing vessels, specially blood vessels
US20020077549A1 (en) 2000-09-29 2002-06-20 John Davidson Systems and methods for screening for adverse effects of a treatment
US6423006B1 (en) * 2000-01-21 2002-07-23 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. Method and apparatus for automatic vessel tracking in ultrasound systems

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57185839A (en) * 1981-05-09 1982-11-16 Tokyo Shibaura Electric Co Ultrasonic pulse doppler apparatus
JPS615837A (ja) * 1984-06-20 1986-01-11 松下電器産業株式会社 超音波パルスドツプラ装置
JPS6272335A (ja) * 1985-09-26 1987-04-02 株式会社島津製作所 超音波ドプラ−診断装置
US5245587A (en) * 1990-12-14 1993-09-14 Hutson William H Multi-dimensional signal processing and display
NO942222D0 (no) * 1994-06-14 1994-06-14 Vingmed Sound As Fremgangsmåte ved bestemmelse av hastighet/tid-spektrum ved blodströmning
GB2361538A (en) * 2000-04-19 2001-10-24 Robert Skidmore Sensing apparatus and method
US6409670B1 (en) * 2000-04-27 2002-06-25 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. High sample rate doppler ultrasound system
US7128713B2 (en) * 2003-07-10 2006-10-31 Spentech, Inc. Doppler ultrasound method and apparatus for monitoring blood flow and hemodynamics

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6217519B1 (en) * 1997-03-25 2001-04-17 Dwl Elektronische Systeme Gmbh Device and method for observing vessels, specially blood vessels
US6423006B1 (en) * 2000-01-21 2002-07-23 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. Method and apparatus for automatic vessel tracking in ultrasound systems
US20020077549A1 (en) 2000-09-29 2002-06-20 John Davidson Systems and methods for screening for adverse effects of a treatment
US6656122B2 (en) * 2000-09-29 2003-12-02 New Health Sciences, Inc. Systems and methods for screening for adverse effects of a treatment

Also Published As

Publication number Publication date
WO2006134595A3 (en) 2007-06-21
EP1898794A4 (en) 2009-02-25
EP1898794A2 (en) 2008-03-19
JP2008543415A (ja) 2008-12-04
CN101277649A (zh) 2008-10-01
KR20080057216A (ko) 2008-06-24
WO2006134595A2 (en) 2006-12-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9662088B2 (en) Ultrasound pulse-wave doppler measurement of blood flow velocity and/or turbulence
US7128713B2 (en) Doppler ultrasound method and apparatus for monitoring blood flow and hemodynamics
US6336899B1 (en) Ultrasonic diagnosis apparatus
US7404798B2 (en) Ultrasonic diagnostic apparatus and ultrasonic diagnostic apparatus control method
JP4801912B2 (ja) 超音波診断装置
EP1273267B1 (en) Ultrasonic diagnostic apparatus
US20060184029A1 (en) Ultrasound guiding system and method for vascular access and operation mode
US20130041250A1 (en) Methods and apparatus for locating arteries and veins using ultrasound
CN101229067B (zh) 超声波图像取得装置
US8002707B2 (en) Apparatus which displays medical trend graph and related information
JPWO2005002446A1 (ja) 超音波診断装置
JPS6247537B2 (ko)
US20070073152A1 (en) Systems and methods for acquiring images simultaneously
KR101247520B1 (ko) 의학적 응용을 위한 도플러 측정 사용 방법 및 장치
Thrush Spectral doppler ultrasound
JP2005058332A (ja) 超音波診断装置
CN114642449A (zh) 血流成像方法和超声成像设备
WO2023022133A1 (en) Physiological information processing method, physiological information processing apparatus and program
Hirji et al. Real-time and interactive virtual Doppler ultrasound
JP2007151606A (ja) 超音波診断装置及び血管形状計測方法
JPH0475645A (ja) 超音波診断装置
JPS6066732A (ja) 超音波パルスドプラ装置
JP2007000221A (ja) 超音波診断装置
KR20210119173A (ko) 초음파 프로브, 초음파 영상 장치 및 그 제어방법
JP2023532067A (ja) 超音波トランシーバを持つ介入デバイス

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160308

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161222

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171120

Year of fee payment: 6

LAPS Lapse due to unpaid annual fee