KR101398005B1 - HIFU system using by handheld type therapy ultrasonic transducer - Google Patents

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KR101398005B1
KR101398005B1 KR20120025397A KR20120025397A KR101398005B1 KR 101398005 B1 KR101398005 B1 KR 101398005B1 KR 20120025397 A KR20120025397 A KR 20120025397A KR 20120025397 A KR20120025397 A KR 20120025397A KR 101398005 B1 KR101398005 B1 KR 101398005B1
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서종범
유흥일
김경희
박동희
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연세대학교 원주산학협력단
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본 발명은 소형 초음파용 고출력 다채널 위상 어레이(phased array) 트랜스듀서를 이용한 HIFU 시스템에 관한 것으로, 보다 상세히는, 소형 초음파용 고출력 다채널 위상 어레이 트랜스듀서를 위한 빔포밍 방법 및 상기 빔포밍 방법이 구현되는 다채널 트랜스듀서 드라이빙 시스템을 구비하며, 소형 초음파용 고출력 다채널 위상 어레이 트랜스듀서를 사용하여, 시술자가 HIFU 시스템을 휴대한 상태로 수술할 수 있도록 이루어져, 암 세포가 어디에 위치하던, 어떤 형태로 존재하던, 효과적으로 접근이 가능하도록 이루어진 HIFU 시스템에 관한 것이다. The present invention is a beamforming method for a compact ultrasonic high-power multi-channel phased array (phased array) relates to a HIFU system using a transducer, and more particularly, a small ultrasonic wave high-power multi-channel phased array transducer for and the beam-forming method includes a multi-channel transducer driving system to be implemented, using a small ultrasonic wave high-power multi-channel phased array transducer for, which form the operator is made to be operative in a state of carrying the HIFU system, a cancer cell was located where relates to a HIFU system, which existed to allow effective access to.
본 발명은, 영상 트랜스듀서와 HIFU 트랜스듀서를 일체화된 초음파 트랜스듀서를 구비하는 HIFU 시스템에 있어서, HIFU 트랜스듀서는 초음파 트랜스듀서의 보드의 외곽부분에 위치되며, 영상 트랜스듀서는 초음파 트랜스듀서의 보드에서 상기 HIFU 트랜스듀서가 위치된 부분을 제외한 내측부분에 위치되는 초음파 트랜스듀서; The present invention according to the HIFU system having an ultrasonic transducer integrating the image transducer with HIFU transducers, HIFU transducers are positioned on the outer portion of the ultrasonic transducer board, image transducer board of the ultrasonic transducer an ultrasonic transducer which is located at the inner portion except for the portion above the HIFU transducers in position; 상기 영상 트랜스듀서의 각 소자들에 적용될 시간지연을 빔 스티어링(beamsteering) 공식을 통해서 구하여 초음파 빔신호를 생성하며, 상기 HIFU 트랜스듀서를 위해, 빔포커싱(beamfocusing) 공식을 이용하여 특정위치에 상기 HIFU 트랜스듀서의 초점을 형성하도록 HIFU 빔제어신호를 생성하는 빔형성기 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다. The video transport time delay applied to each element of the transducer is obtained by the beam steering (beamsteering) formula to generate an ultrasonic beam signal, for the HIFU transducers, beam focusing (beamfocusing) using the formula above HIFU to a location It characterized in that it comprises a; beamformer control unit for generate HIFU beam control signal to form a focus of the transducer.

Description

소형 치료 초음파 트랜스듀서를 이용한 고강도 집속 초음파 치료 시스템{HIFU system using by handheld type therapy ultrasonic transducer} High-intensity focused ultrasound therapeutic system using a small therapeutic ultrasound transducer {HIFU system by using handheld type ultrasonic therapy transducer}

본 발명은 소형 초음파용 고출력 다채널 위상 어레이(phased array) 트랜스듀서를 이용한 HIFU(high intensity focused ultrasound) 시스템에 관한 것으로, 보다 상세히는, 소형 초음파용 고출력 다채널 위상 어레이 트랜스듀서를 위한 빔포밍 방법 및 상기 빔포밍 방법이 구현되는 다채널 트랜스듀서 드라이빙 시스템을 구비하며, 소형 초음파용 고출력 다채널 위상 어레이 트랜스듀서를 사용하여, 시술자가 HIFU 시스템을 휴대한 상태로 수술할 수 있도록 이루어져, 암 세포가 어디에 위치하던, 어떤 형태로 존재하던, 효과적으로 접근이 가능하도록 이루어진 HIFU 시스템에 관한 것이다. How the present invention beamforming for small ultrasonic high-power multi-channel phased array (phased array) relates to a HIFU (high intensity focused ultrasound) system using transducers, in more detail is a high output for, a small ultrasonic channel phased array transducer for and made by using the beam, and the forming method is provided with a multi-channel transducer driving system is implemented, a small ultrasonic wave high-power multi-channel phased array transducer for, so that the operator is able to surgery in a state in which the portable a HIFU system, cancer cells was located where, that existed in some form, to a HIFU system, which enables the effective access.

현재의 의료 초음파는 진단기기에서부터 수술용에 이르기까지 넓은 범위에 걸쳐 있다. Current medical ultrasound are over a wide range, ranging from diagnostic equipment for the surgery.

의료 초음파는 어떤 목적으로 활용하느냐에 따라 인체 조직에 전달되는 에너지의 양이 다르며, 이에 따라서 조직에서 발생되는 생물학적 효과가 다르게 나타난다. Medical ultrasound is utilized for any purpose varies depending on the amount of energy delivered to the tissue and accordingly when different biological effects that occur in an organization.

일반적으로 낮은 에너지를 사용하면 생물학적 변화가 유도되지 않으므로, 주로 진단용 초음파에 적용된다. In general, using a lower energy by not induce biological changes, is especially true in diagnostic ultrasound. 반면에, 높은 에너지를 가하면 조직에 비가역적인 생물학적 변화를 유도하고, 그 변화로부터 회복시키거나 조직을 괴사시킬 수 있으며, 이러한 높은 에너지 수준은 치료용 초음파에 적용된다. On the other hand, Applying the high energy leads to an irreversible change in the biological tissue, and to recover from the change or be necrotic tissue, such a high energy level is applied to an ultrasound for treatment.

HIFU 수술은 체외에서 초음파 에너지를 인체 내 암 조직의 작은 초점에 집속해 60℃ 이상의 온도를 발생시켜 암 조직을 제거하는 수술이다. HIFU surgery to focused ultrasound energy in vitro in a small focus of cancer within the body tissue is surgery to remove the cancerous tissue by generating more than 60 ℃ temperature.

HIFU 수술을 효과적으로 수행하기 위해서는 초음파를 통해 전달된 에너지의 양을 통해서 조직에서 일어날 온도 변화를 예측하고 그에 따라 시간이 경과함에 따라 어느 정도 범위의 조직이 괴사할 것인가 예측하는 기술이 필요하다. In order to perform HIFU surgical technique effectively is needed to predict the temperature changes occur in the organization through the amount of energy transmitted through the ultrasonic predict will be the organization of a certain range of necrosis, as time passes it along. 또한 이러한 기술을 바탕으로 정확한 HIFU 수술을 위해서 인체 내 원하는 위치에 원하는 크기와 모양의 초점을 만들어주는 기술이 가장 핵심적이라고 할 수 있다. This technology can also be made to the desired size and shape of the human body where you want the focus to the correct surgery HIFU based on this technology is the most critical.

기존의 HIFU의 경우 HIFU 트랜스듀서가 존재할 수 있는 위치가 매우 제한적이고 환자가 취할 수 있는 자세가 제한되어 있다. For existing HIFU is very limited locations that may be present in the HIFU transducer and a patient attitude is the limit that can be taken. 따라서 현실적으로 HIFU 트랜스듀서와 환자의 몸 사이의 정확한 위치 선정이 힘들며, 환자 체내에 여러 위치에 존재할 수 있는 암의 위치에 대해 치료의 접근성이 떨어지는 단점이 있다. So in reality the exact positioning of the body between the HIFU transducer and the patient difficult, there is a disadvantage poor accessibility of care for the location of the cancer that can exist in multiple locations in the patient's body.

또한 모터시스템을 이용하여 기계적으로 초점을 조절함으로써 조작에 상당히 많은 시간이 소요되며 전체 시술시간 역시 매우 길 수 밖에 없었다. In addition, a significant amount of time spent in the operation by controlling a focal mechanically using a motor system and also had to be very long overall procedure time.

기존의 HIFU 방식에서 발생되는 또 다른 문제점은 시술자에게 해부학적 정보를 실시간으로 제공하지 않아 수술에 어려움이 있는 단점이 있다. Another problem arising from the existing HIFU approach has the disadvantage that is difficult for a surgeon to the surgery does not provide anatomical information in real time.

HIFU를 설정한 위치에 정확하게 집속하지 못할 경우 장기 손상 및 치료 안정성에 중대한 영향을 끼치기 때문에 영상 가이드(guide)를 통한 목표 암조직과 초점과의 위치 관계를 모니터링 할 수 있어야 한다. If you can not correctly focused on where you set the HIFU should be able to monitor the positional relationship of the target cancer cells through the focus and the image guide (guide) because kkichigi a significant impact on the long-term damage and treatment stability. 이러한 모니터링은 비침습적으로 이루어져야 하며 시술자에게 실시간으로 피드백을 제공할 수 있어야 한다. This monitoring should be done non-invasively and be able to provide feedback to the operator in real time.

MR과 CT와 같은 모니터링을 위한 장비들은 영상을 획득하여 구현하는데 많은 시간이 필요하며, 매우 대형 장비이며, 매우 강한 자성을 띄는 등 장비 고유의 특성에 의해 HIFU 장비와의 결합이 어려운 점이 있었다. Equipment for monitoring, such as the MR and CT are required a long time to implement and acquiring an image, and is a very large equipment and was difficult the combination of HIFU and equipment problems by the unique characteristics of the equipment, such as stand a very strong magnetism.

반면, 초음파 영상기법을 이용하는 경우 초음파 영상 자체가 해상도가 낮아 MR 및 CT영상처럼 고해상도를 제공하지는 못하지만, 영상처리 속도가 빨라서 실시간으로 해부학적인 정보를 얻을 수가 있다. On the other hand, when using ultrasound imaging ultrasound image itself While not provide a resolution as MR and CT images are low resolution, fast image processing speed can be achieved real-time anatomical information. 또한 HIFU와 초음파 영상의 그 근본적인 원리가 같아 두 장비를 결합시키는데 상대적으로 쉬우며 공간적으로도 제약이 매우 적다. In addition, like its underlying principles of HIFU and an ultrasound image is also spatially very small constraint is said to relatively easy to couple the two devices.

본 발명은 기존의 HIFU 시스템의 단점 및 제약을 극복하고, 발전시키기 위하여 영상용 초음파 트랜스듀서와 HIFU 트랜스듀서를 일체화하여 시술 시 시술자에게 실시간으로 시각적인 정보를 제공하며, 소형의 트랜스듀서를 사용하여 핸드헬드(handheld) 타입으로 프로브를 제작하여 모터시스템에 의한 제어가 아닌 시술자가 직접 손으로 직관적인 시술을 수행할 수 있도록 이루어져 있다. The invention provides a procedure when the operator by integrating an ultrasound transducer and a HIFU transducer for imaging in order to overcome the disadvantages and limitations of the existing HIFU system, and developing the visual information in real time, using a small transducer to produce a probe to the hand-held (handheld) type is made so that the operator is not controlled by the motor system to perform an intuitive procedure by hand.

또한, 본 발명은 크기가 작고 휴대가 간편한 치료 초음파용 고출력 다채널 phased array 트랜스듀서를 활용한 HIFU 시스템을 제공한다. In addition, the present invention is the high power for a small portable ultrasonic treatment size provides a HIFU system utilizing channel phased array transducer.

기존의 HIFU 시스템은 트랜스듀서의 크기가 비교적 크기 때문에 특정위치에 고정되어 있거나 모터시스템 등에 고정되어 사용되었고, 시술자가 하나의 초점위치를 기계적으로 조정하여 반복적으로 치료하는 방식으로 시술 시간과 환자의 자세 등에 많은 제약을 받았다. Existing HIFU system has been used because the size of the transducer relative size is fixed to or is fixed to a specific position motor system, the operator is one of the focal position in a manner to adjust the mechanical treatment with repeated procedure time and patient posture of I received a lot of restrictions and so on.

본 발명에서는 임의의 위치에 존재하는 임의의 형태의 암 세포에 효과적으로 접근하기 위하여 시술자가 손에 휴대한 상태로 수술할 수 있도록 소형의 고출력 다채널 위상 어레이 트랜스듀서를 사용하였다. In the present invention, the operator has used a compact high-power multi-channel phased-array transducer to surgery in a state cell in the hand in order to effectively access any type of cancer cells present in any position. 이러한 치료 초음파용 어레이 트랜스듀서를 활용하기 위해서 본 발명에서는 다채널 트랜스듀서를 위한 빔포밍 기술을 개발하였으며 또한 이를 구현할 수 있는 다채널 트랜스듀서 드라이빙(driving) 시스템을 개발하였다. In order to take advantage of such treatment an array transducer for ultrasonic waves in the present invention was the development of the beam-forming technique for the channel transducer also developed a multi-channel transducer driving (driving) system that may implement.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 소형 초음파용 고출력 다채널 위상 어레이 트랜스듀서를 위한 빔포밍 방법 및 상기 빔포밍 방법이 구현되는 다채널 트랜스듀서 드라이빙 시스템을 구비하며, 소형 초음파용 고출력 다채널 위상 어레이 트랜스듀서를 사용하여, 시술자가 HIFU 시스템을 휴대한 상태로 수술할 수 있도록 이루어져, 암 세포가 어디에 위치하던, 어떤 형태로 존재하던, 효과적으로 접근이 가능하도록 이루어진 HIFU 시스템을 제공하는 것이다. Object of the present invention, a small ultrasonic wave high-power multi-beam forming method and includes a multi-channel transducer driving system in which the beam-forming method is implemented, a small ultrasonic wave high-power multi-channel phased array for for channel phased array transducer for use the transducer to the operator providing the HIFU system, which consists of surgery to a state of the mobile HIFU system, the cancer cells to enable, access effectively, existed in some form was located.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 크기가 작고 휴대가 간편한 치료 초음파용 고출력 다채널 위상 어레이 트랜스듀서를 활용한 HIFU 시스템을 제공하는 것이다. Another object is the high power for a small portable ultrasonic treatment size to provide a HIFU system utilizing channel phased array transducer to be solved by the present invention.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 영상용 초음파 트랜스듀서와 HIFU 트랜스듀서를 일체화하여, 시술 시, 시술자에게 실시간으로 시각적인 정보를 제공하며, 소형의 트랜스듀서를 사용한 핸드헬드 타입의 프로브를 구비하여 모터시스템에 의한 제어가 아닌 시술자가 직접 손으로 직관적인 시술을 수행할 수 있도록 이루어진 HIFU 시스템을 제공하는 것이다. Another object of the present invention, the integration of the ultrasonic transducer and the HIFU transducers for imaging, during treatment, providing to the operator a visual information in real time, with a probe of the hand-held type with a compact transducer the operator, not by the motor control system to provide a HIFU system made to perform an intuitive procedure by hand to.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 치료초음파 트랜스듀서를 구동시키기 위한 적합한 펄스 생성 및 고전압을 걸어줄 수 있는 고전력 시스템(high power transducer driving system)을 구비한 HIFU 시스템을 제공하는 것이다. Another object is to provide a HIFU therapy system having a high power ultrasound transducer system (high power transducer driving system) that can hang the appropriate high-voltage pulse generation, and for driving to be solved by the present invention.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 영상 트랜스듀서를 통해 송신빔 생성과 수신빔 집속, 그리고 수신된 신호의 영상화 알고리즘을 구비한 영상 시스템(imaging system)을 구비한 HIFU 시스템을 제공하는 것이다. Another object is to image through a transducer providing a HIFU system with the imaging system (imaging system) having a transmission beam generation and the reception beam focusing, and imaging algorithm of the received signal to be solved by the present invention.

본 발명은, 영상 트랜스듀서와 HIFU 트랜스듀서가 일체화된 초음파 트랜스듀서를 구비하는 HIFU 시스템에 있어서, HIFU 트랜스듀서는 초음파 트랜스듀서의 보드의 외곽부분에 위치되며, 영상 트랜스듀서는 상기 초음파 트랜스듀서의 보드에서 상기 HIFU 트랜스듀서가 위치된 부분을 제외한 내측부분에 위치되는 것을 특징으로 한다. The present invention according to the HIFU system having an imaging transducer and the ultrasonic transducer is integrated HIFU transducers, HIFU transducers are positioned on the outer portion of the ultrasonic transducer board, the image transducer of the ultrasonic transducer the board is characterized in that at an inner portion other than the portion above the HIFU transducer position.

또한, 본 발명은, 영상 트랜스듀서와 HIFU 트랜스듀서가 합쳐져 선형적으로 배열되어, 2D 선형배열을 이루고 있는 초음파 트랜스듀서; In addition, the present invention is combined with the imaging transducer HIFU transducers are arranged linearly, the ultrasonic transducer which forms a 2D linear array; 상기 영상 트랜스듀서의 각 소자들에 적용될 시간지연을 빔 스티어링(beamsteering) 공식을 통해서 구하여 초음파 빔신호를 생성하며, 상기 HIFU 트랜스듀서를 위해, 빔포커싱(beamfocusing) 공식을 이용하여 특정위치에 상기 HIFU 트랜스듀서의 초점을 형성하도록 HIFU 빔제어신호를 생성하는 빔형성기 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다. The video transport time delay applied to each element of the transducer is obtained by the beam steering (beamsteering) formula to generate an ultrasonic beam signal, for the HIFU transducers, beam focusing (beamfocusing) using the formula above HIFU to a location It characterized in that it comprises a; beamformer control unit for generate HIFU beam control signal to form a focus of the transducer.

또한, 본 발명은, 영상 트랜스듀서와 HIFU 트랜스듀서가 일체화된 초음파 트랜스듀서를 구비하는 HIFU 시스템에 있어서, FU 트랜스듀서는 초음파 트랜스듀서의 보드의 외곽부분에 위치되며, 영상 트랜스듀서는 상기 초음파 트랜스듀서의 보드에서 상기 HIFU 트랜스듀서가 위치된 부분을 제외한 내측부분에 위치되는 초음파 트랜스듀서; In addition, the present invention according to the HIFU system having an imaging transducer and the ultrasonic transducer is integrated HIFU transducer, FU transducer is positioned on the outer portion of the ultrasonic transducer board, image transducer is the ultrasonic an ultrasonic transducer which is located at the inner portion except for the portion on which the HIFU transducer located in the transducer board; 상기 HIFU 트랜스듀서로 전송하기 위한, 연속적인 펄스를 갖는 HIFU 구동신호를 생성하는 HIFU 전송 모드부; HIFU transmission mode portion for generating a drive signal having a HIFU for transmission to the HIFU transducer, successive pulses; 상기 영상 트랜스듀서로 전송하기 위한, 단속적 펄스를 갖는 초음파 빔신호를 아날로그 신호로 변환하고 잡음을 제거하고 증폭하는 영상 전송 모드부; Image transmission mode for converting an ultrasonic signal beam having the intermittent pulse for transmitting to the image transducer to an analog signal and removes noise and amplify; 체내에서 발생된 초음파 응답신호를 수신하여 증폭하고 잡음을 제거하고 디지털 신호로 변환하는 수신 모드부;를 포함하는 것을 특징으로 한다. It characterized in that it comprises a; amplifier receives the ultrasonic response signals generated in the body and to remove the noise, and the reception mode for converting into a digital signal.

빔형성기 제어부의 전송빔 제어신호에 따라 초음파 빔신호를 생성하여, 영상 전송 모드부로 전송하는 전송 빔형성기; In accordance with the transmission beam control signal from the beamformer controller to generate the ultrasonic beam signal, the transmission beam former for transmitting part image transmission mode; 빔 형성 제어부의 수신빔 제어신호에 따라 수신 모드부에서 수신된 초음파 응답신호로 부터 빔포밍에 의해 계산된 영상신호를 생성하는 수신 빔형성기;를 더 포함한다. Received to produce an image signal calculated by a beam forming the ultrasonic waves from the response signal received by the receiving unit according to the reception mode, the beam control signals control the beam forming beam former; the further included.

수신 빔형성기에서 수신된 빔포밍에 의해 계산된 영상신호를 B 모드(B mode) 영상으로 재구성하며, 디스플레이하기 위해서 2D 어레이 형태로 변환시켜주는 주사 변환(scan conversion)을 행하는 연산처리부;를 더 포함한다. Including more; receive beam former for an image signal calculated by the reception beam forming B mode, the scan conversion operation processing performed (scan conversion) to reconstruct the (B mode) image and converts a 2D array type in order to display do.

연산처리부에서 수신된 B모드 영상으로 매핑(mapping)된 영상을 디스플레이부로 출력하며, 시술자가 HIFU 발생과 관련한 파라미터 입력 및 제어 키 입력에 대한 인터페이스를 제공하는 초음파 OS/UI 부;를 더 포함한다. Further it includes; outputs the mapping (mapping) the image portion displayed as the B mode image received by the operation processing, and ultrasonic OS / UI unit for the operator is provided with an interface to the parameter inputs and the control key input associated with HIFU occurs.

영상 트랜스듀서는 영상 전송 모드부에서 생성된 펄스에 따른 시간동안 조직 내로 음파를 전달하고 다음 펄스가 생성되기 전까지 초음파 응답신호(에코신호)를 수신하여 수신 모드부로 전송한다. Imaging transducer by passing the sound waves into the tissue for a time corresponding to the pulse generated by the imaging unit, and the transmission mode until the next pulse is created, receive ultrasound response signal (echo signal) is transferred to the receive mode.

HIFU 전송 모드부는, 초고전류 고속 MOSFET 드라이버(Ultra-high current high-speed MOSFET driver), 양극 고전압 MOSFET 증폭기(Bipolar high voltage MOSFET amplifier)를 포함한다. HIFU transmission mode unit and a ultra-high-current high-speed MOSFET drivers (Ultra-high-speed high current MOSFET driver), the positive high voltage MOSFET amplifier (Bipolar high voltage MOSFET amplifier).

영상 전송 모드부는 DA변환기, 저역통과필터(LPF), 고전압 선형 증폭기(high voltage linear amplifier)를 포함하며, 상기 저역통과필터(LPF)는 1-15MHz의 저역통과필터이다. Image transmission mode part DA converter comprises a low pass filter (LPF), a high voltage linear amplifier (high voltage linear amplifier), the low-pass filter (LPF) is a low-pass filter of 1-15MHz.

수신 모드부는 수신모드 시에만 영상 트랜스듀서와 전기적으로 연결되어 초음파 응답신호(에코신호)를 수신하는 송수신 전환기(T/R switcher)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 HIFU 시스템. Reception mode part HIFU system, characterized in that comprising an image reception mode transducer and is electrically connected to send and receive transition (T / R switcher) for receiving an ultrasonic response signal (echo signal) only at the time.

수신 모드부는 전치 증폭기, 저역통과필터, A/D 변환기를 더 포함하며, 송수신 전환기를 통해 수신된 초음파 응답신호를 증폭하는 전치 증폭기는, 수신 전환기(T/R switcher)로 부터 수신된 초음파 응답신호(에코신호)를 수신하여, 최소의 잡음 레벨로 증폭하는 저잡음 증폭기; Reception mode part preamplifier, a low pass filter, further comprising: an A / D converter, a preamplifier, receiving the turn ultrasonic response signal received from the (T / R switcher) for amplifying the ultrasonic response signal received via the transmission and reception switcher receives (echo signal), a low noise amplifier for amplifying a noise level to a minimum; 빔형성기 제어부로부터 수신된 시간이득 보상 제어신호에 의해 시간이득 보상신호를 생성하는 시간이득 보상부; Time gain compensation unit for generating a time gain compensation signal by a time gain compensation control signal received from the beamformer controller; 시간이득 보상부로부터 수신된 시간이득 보상신호에 따라 저잡음 증폭기로부터 수신된 초음파 응답신호를 시간에 따라 이득을 보상하는 전압 조정 감쇄기; According to a time gain compensation signal received from the time gain compensator voltage control attenuator for compensating a gain in accordance with the ultrasonic response signal received from the low noise amplifier in time; 전압 조정 감쇄기의 출력신호로부터 이득을 조절하여 출력하는 프로그램어블 이득 증폭기;를 포함하여 이루어지며, 상기 저역통과필터는 1-15MHz의 저역통과필터이다. Programmable-gain amplifier for adjusting the gain to the output from the output signal of the voltage control attenuator; made including, the low-pass filter is a low-pass filter of 1-15MHz.

또한 본 발명은, 영상 트랜스듀서와 HIFU 트랜스듀서가 일체화된 초음파 트랜스듀서를 구비하는 HIFU 시스템의 구동방법에 있어서 연산처리부는 영상 트랜스듀서를 인식하고 이에 따라, 영상 시스템부의 중심주파수를 설정하는 영상 트랜스듀서 설정단계; In another aspect, the present invention, a method for driving a HIFU system having an imaging transducer and the ultrasonic transducer is integrated HIFU transducer operation processing unit recognizes the image transducer, and thus, an image transformer for setting the imaging system portion center frequency Reducer setting step; B-모드, 색 흐름(color flow), M-모드, 도플러(Doppler), 혹은 이들의 결합으로 이루어진 동작모드의 설정신호에 따라 프로그램을 읽어들이는 모드 설정단계; B- mode, color flow (color flow), M- mode, a Doppler (Doppler), or reads the program according to the setting signal of the operation mode consisting of a combination thereof to a mode setting step; 스캔의 깊이를 조절하여, 디스플레이되는 영상의 관측시야(field of view)를 고정하는 스캔 깊이 조절단계; Adjusting the depth of the scan, the scan depth control method comprising: fixing the observation field of view (field of view) of the displayed image; 초점이 설정되며, 전송되는 빔의 초점거리를 설정하여(Focus or transmit focal length selection), 전송되는 빔의 초점거리(focal length) 및 위치를 관심영역으로 옮기는 초점거리 설정단계; The focus is set, by setting the focal length of the beam to be transmitted (or Focus transmit focal length selection), the focal length to move the focal distance (focal length) and location of the beam transmitted to the region of interest setting step; 시간이득 보상 설정 데이터를 초음파 OS/UI 부의 컨트롤 패널로부터 수신하고, 시간별로 도착하는 신호에 대한 이득을 다르게 적용하는 TGC 제어단계;를 포함하여 이루어진다. Receiving a time gain compensation setting data from the ultrasonic OS / UI parts of the control panel and, TGC control step of the different gains for the signals arriving over time applied; comprises a.

본 발명의 HIFU 시스템에 따르면, 소형 초음파용 고출력 다채널 위상 어레이 트랜스듀서를 위한 빔포밍 방법 및 상기 빔포밍 방법이 구현되는 다채널 트랜스듀서 드라이빙 시스템을 구비하며, 소형 초음파용 고출력 다채널 위상 어레이 트랜스듀서를 사용하여, 시술자가 HIFU 시스템을 휴대한 상태로 수술할 수 있도록 이루어져, 암 세포가 어디에 위치하던, 어떤 형태로 존재하던, 효과적으로 접근이 가능하다. According to the HIFU system of the present invention, a small ultrasonic high-power multi-channel phased-array beam forming method for a transducer and includes a multi-channel transducer driving system in which the beam-forming method is implemented, a small ultrasonic wave high-power multi-channel phased array transmitter for using the transducer, so that the operator can consist of surgery in a state where the mobile HIFU system, it is possible, effective approach that existed in some form, a cancer cell was located.

본 발명은 크기가 작고 휴대가 간편한 치료 초음파용 고출력 다채널 위상 어레이 트랜스듀서를 활용한 HIFU 시스템으로서, 시술시 휴대가 용이하며, 사용이 간편하다. The present invention provides a HIFU system size is small and portable and easy treatment utilizing high-power multi-channel phased array transducer for ultrasonic waves, and a procedure when a mobile easily, the use is convenient.

본 발명의 HIFU 시스템은, 영상용 초음파 트랜스듀서와 HIFU 트랜스듀서를 일체화하여, 시술 시, 시술자에게 실시간으로 시각적인 정보를 제공하며, 소형의 트랜스듀서를 사용하여 핸드헬드 타입으로 프로브를 제작하여 모터시스템에 의한 제어가 아닌 시술자가 직접 손으로 직관적인 시술을 수행할 수 있도록 이루어져, 기계적인 것이 아니기 때문에, 매 시술마다, 상황과 조건에 맞추어 시술이 가능하도록 이루어져 있어, 보다 적정한 시술이 가능할 수 있다. HIFU system of the present invention, the integration of the ultrasonic transducer and the HIFU transducers for imaging, surgery hours, and provided to the operator the visual information in real time, using a small transducer to produce a probe to the hand-held type motor it consists made to the operator than the control by the system can perform an intuitive procedure by hand, so that because it is not mechanical, every procedure, possible procedure according to circumstances and conditions, a more appropriate treatment can be .

본 발명은, 치료초음파 트랜스듀서를 구동시키기 위한 적합한 펄스 생성 및 고전압을 걸어줄 수 있는 고전력 시스템(high power transducer driving system)을 구비하며, 또한, 영상 트랜스듀서를 통해 송신빔 생성과 수신빔 집속, 그리고 수신된 신호의 영상화 알고리즘을 구비한 영상 시스템(imaging system)을 구비하여, 소형 초음파용 고출력 다채널 위상 어레이 트랜스듀서를 활용한 HIFU 시스템이 가능하도록 이루어져 있다. The present invention, treatment includes a ultrasonic transducer high power system (high power transducer driving system) that can hang the appropriate pulse generation, and a high voltage for driving, and, through the image transducer transmission beam generation and the reception beam focusing, and by having a having an imaging algorithm of the received signal, the imaging system (imaging system), making each of the compact ultrasound system using a HIFU a high-output multi-channel phased array transducer for enabling.

본 발명에서는 중앙에 영상용 프로브가 위치하고 주변부에 HIFU 트랜스듀서가 선형적으로 배열되어 있는 2D 선형배열 트랜스듀서를 사용하여, 기존에 영상 트랜스듀서와 치료용 트랜스듀서를 별도로 사용하거나, 기계적으로 두 개의 트랜스듀서를 회전시켜가며 사용했던 단점을 보완한다. To the present invention, the use is for imaging the probe 2D linear array transducer with the HIFU transducers in the peripheral portion are arranged linearly positioned at the center, using the imaging transducer and a therapy transducer for the existing separately, or of a mechanical two the kinks were used gamyeo by rotating the transducer.

또한, 본 발명에서는 단일 소자 트랜스듀서가 아닌 선형배열 트랜스듀서를 사용하여 초점을 전기적으로 제어할 수 있으며 다중초점 및 반초점을 활용하여 시술시간을 줄이고 주변 장기의 손상을 최소화할 수 있다. In the present invention, it can be electrically controlled to focus using a linear array transducer as opposed to a single element transducer, and reduce the procedure time by utilizing a multi-focal and focal half minimize damage to surrounding organs.

또한, 본 발명의 트랜스듀서는 실시간 해부학적 영상을 제공함과 동시에 기존의 HIFU 트랜스듀서와 비교하여 크기와 무게면에서 상당히 줄어드는 효과를 가져와서 시술자가 직접 손에 들고 직관적으로 움직여 영상을 따라가며 HIFU 수술을 수행할 수 있는 효과를 가져온다. In addition, the transducer of the present invention, real-time anatomical provide a video and at the same time, while following a moving intuitive image holding fairly hands gets the shrinking effect directly by the operator in the size and weight of cotton compared with conventional HIFU transducer HIFU surgery It produces the effect that you can perform.

본 발명은, HIFU 수술, 횡파 생성 및 횡파 영상 재구성, 음압을 이용한 생체조직 탄성도 및 경화도 측정, 치료 초음파 적용과 동시에 영상을 통한 해부학적 정보 획득 등 다양한 분야에 이용가능하다. The invention, HIFU surgery, transverse shear wave generation and image reconstruction, obtaining a biological tissue elasticity and hardening the anatomical information with the image at the same time as the measurement, an ultrasonic treatment using a negative pressure applied, etc. can be used in various fields.

도 1은 본 발명의 일실시에 의한 HIFU 시스템의 구성을 설명하기 위한 블럭도이다. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a HIFU system according to one embodiment of the present invention.
도 2는 HIFU 트랜스듀서와 영상 트랜스듀서가 결합된 핸드헬드형 트랜스듀서에 대한 설명도이다. 2 is an explanatory view for a HIFU transducer and a hand-held transducer the imaging transducer is coupled.
도 3은 도 1의 초음파 트랜스듀서의 일예이다. Figure 3 is an example of the ultrasonic transducer of Figure 1;
도 4는 도 1의 영상 트랜스듀서로 입력되는 빔신호이다. Figure 4 is a beam signal that is input to the image transducer of Figure 1;
도 5는 도 1의 HIFU 트랜스듀서로 입력되는 구동신호이다. 5 is a driving signal input to the HIFU transducer of Figure 1;
도 6은 도 1의 HIFU 전송 모드부 및 임피던스 매칭의 회로의 예이다. Figure 6 is an example of a matching circuit of the HIFU transmission mode portion and the impedance of FIG.
도 7은 본 발명의 일실시예에 의한 시간지연을 이용한 빔형성의 설명도 및 빔형성기 제어부 회로의 일예를 나타낸다. Figure 7 shows an example of beam forming and beam former explanatory diagram of the control circuit with a time delay according to one embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 HIFU 시스템의 GUI의 일예이다. 8 is an example of the HIFU System of the present invention GUI.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 초음파 트랜스듀서의 외관을 설명하기위한 설명도이다. Figures 9a and 9b are explanatory views for explaining the external appearance of the ultrasonic transducer of the present invention.
도 10은 빔포커싱 공식을 통해 특정위치에 초점을 형성할 수 있는 방법을 설명하는 설명도이다. 10 is an explanatory view for explaining a way to form a focus at a specific location through a beam focusing formula.
도 11는 초음파 트랜스듀서의 음장 시뮬레이션의 일예이다. Figure 11 is an example of a sound field simulation of the ultrasonic transducer.
도 12은 도 11의 시뮬레이션을 통해 계산된 각 소자별 진폭값의 일예를 나타낸다. Figure 12 shows an example of the amplitude value of each element calculated from the simulation of Fig.

이하 본 발명의 일 실시예에 의한 HIFU 시스템의 구성 및 동작을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. Reference to the accompanying drawings, the configuration and operation of the HIFU system by more than one embodiment of the present invention will be described in detail.

도 1은 본 발명의 일실시에 의한 HIFU 시스템의 구성을 설명하기 위한 블럭도로이다. 1 is a block road for illustrating a configuration of a HIFU system according to one embodiment of the present invention.

본 발명의 HIFU 시스템은 초음파(Ultrasound) OS/UI 부(100), 초음파 트랜스듀서(150), HIFU 전송 모드 (transmitting mode) 부(200), 영상 전송 모드 (Imaging transmitting mode) 부(300), 수신 모드 (Receiving mode) 부(400), 전단 제어부(600), 후단 제어부(500), 저장부(540), 하드 드라이브(550), 디스플레이부(560), 메인 전원부(700)을 포함하여 이루어진다. HIFU system of the present invention is ultrasound (Ultrasound) OS / UI unit 100, an ultrasonic transducer (150), HIFU transfer mode (transmitting mode) 200, an image transmission mode (Imaging transmitting mode) 300, comprises a receive mode (receiving mode) portion 400, a front end control unit 600, a rear control unit 500, storage unit 540, hard drive 550, a display unit 560, a main power unit (700) .

전단 제어부(600)는 HIFU 시스템의 전단부(예를들어 초음파 트랜스듀서(150), HIFU 전송 모드부(200), 영상 전송 모드부(300), 수신 모드부(400)에 근접하여 위치됨)에 위치되는 제어부로, 빔형성기 제어부(Beamformer Control Unit)(610), 전송 빔형성기(630), 수신 빔형성기(670)를 포함하여 이루어진다. Print control section 600 is the front end of the HIFU system (e.g. search close to position the ultrasound transducer (150), HIFU transmission mode unit 200, the image transmission mode unit 300, the reception mode section 400) a control unit which is located at the beam shaper controller (beamformer control Unit) (610), transmitting beam former 630, and comprises a receive beam former (670).

후단 제어부(500)는 HIFU 시스템의 후단부(예를들어, 초음파 OS/UI부(100), 디스플레이부(560)에 근접하여 위치됨)에 위치되는 제어부로, 연산처리부(520)를 포함하여 이루어진다. Rear control unit 500 after the HIFU system end to the controller positioned in the (e.g., ultrasound OS / UI unit 100, a display unit (as close to position 560)), including the arithmetic processing 520 achieved.

초음파 OS/UI 부(100)는 영상용 초음파와 치료용 초음파를 사용자가 제어할 수 있도록 이루어진 수단으로 연산처리부(520)에서 수신된 B모드 영상으로 매핑(mapping)된 영상을 디스플레이부(560)로 출력하며 , 시술자가 HIFU 발생과 관련한 파라미터 입력 및 제어(control) 키 입력에 대한 인터페이스를 제공하고, 입력받은 제어명령을 다른 장치로 전달한다. Ultrasonic OS / UI unit 100 displays the ultrasonic waves for ultrasonic treatment for imaging the user and mapped to the B-mode image received by the means in the calculation processing (520) made to control (mapping) image 560 it outputs it to, the operator provides an interface to input parameters and control (control) key input associated with HIFU generating and delivering the input received control command to another device.

HIFU 제어 키로는 HIFU를 시작시키는 시작키(start), HIFU를 정지시키는 정지키(stop), 정해진 주소(address)에 펄스 파라미터 데이터를 저장하는 데이터 저장키(data load + address), 미리 자주 사용하는 복수의 펄스 파라미터 데이터들을 패턴(pattern)으로 저장해 두었다가 해당 패턴(pattern) 버튼이 눌리면 데이터를 전송하는 패턴 저장키(pattern), 현재 로드(load)되어 있는 데이터(data)들을 모두 삭제하는 클리어 키(clear) 등을 구비할 수 있다. Key HIFU control is started to start the HIFU key (start), for stopping the HIFU stop key (stop), a data storage key (data load + address) for storing the pulse parameter data to a predetermined address (address), in advance frequently used you can save a plurality of pulse parameter data as a pattern (pattern) the pattern (pattern) button is pressed clear of deleting all the pattern storage key (pattern), the data that is currently loaded (load) (data) to transfer the data key ( It may be provided with a clear, etc.).

여기서 데이터 저장키(data load + address)는 정해진 주소(address)에 펄스 파라미터 데이터를 저장하되, 이 때, 복수의 펄스 파라미터 데이터를 생성하여 연속적으로 초점을 제어할 수 있고, 이를 통해 HIFU 수술을 계획 및 실행할 수 있다. Wherein a data storage key (data load + address) is, but stores the pulse parameter data to a predetermined address (address), this time, by generating a plurality of pulse parameter data, and to control the continuous focus, this plan a HIFU surgery via and it can be executed.

초음파 OS/UI 부(100)는, 획득된 영상신호, 즉, 수신 빔형성기(670)로 부터 수신된 영상신호를 연산처리부(520)에서 HIFU초점의 형태나 생성위치를 계산하여 B모드 영상으로 매핑(mapping)한 영상을 수신하여, 디스플레이부(560)로 출력하며 Ultrasonic OS / UI unit 100, the obtained image signal, that is, the reception beam former 670, the received video signal from the calculation processing unit 520 calculates the type and generation position of the HIFU focus B-mode image from the receiving mappings (mapping) the image, it outputs it to the display unit 560

즉, 본 발명의 HIFU 시스템에서 기본적으로 사용하는 영상은 B모드 스캔으로서, 초음파 OS/UI 부(100)는 획득된 영상신호를 기반으로 디스플레이에 B모드 영상으로 표시해주는 역할을 하며, HIFU초점의 형태나 생성위치를 계산하여 B모드 영상과 매핑하여 디스플레이하여 시술자에게 환자의 해부학적 영상을 제공함과 동시에 수술의 가이드(guide)를 제공한다. That is, the image used by default on HIFU system of the invention serves that a B-mode scan, ultrasonic OS / UI unit 100 displays the B-mode image on the display based on the obtained image signal, the HIFU focus to form or by calculating the generation location by mapping B-mode image display and provides a guide (guide) the surgery while providing an anatomical image of the patient to the practitioner.

초음파 트랜스듀서(150)는 수신된 구동신호인 전기적 파형을 초음파로 변환시키는 수단으로, 즉, 초음파를 발생시키고, 조직으로부터 반사되는 초음파를 검출하며, 또한 HIFU를 발생하는 수단이다. An ultrasonic transducer (150) is a means to convert the electrical waveform of the drive signal received by the ultrasonic wave, that is, to generate ultrasonic waves and detecting ultrasonic waves reflected from the tissue, and the means for generating the HIFU. 초음파 트랜스듀서(150)는 중앙에 영상 트랜스듀서(170)가 위치하고 주변부에 HIFU 트랜스듀서(190)가 선형적으로 배열되어 있는 2D 선형배열 트랜스듀서를 사용한다. An ultrasonic transducer (150) uses the image transducer 2D linear array transducer with a HIFU transducer 190 are arranged linearly in the periphery located 170 in the center. 초음파 트랜스듀서(150)는 위상 배열 형태로 이루어져 있다. An ultrasonic transducer (150) is comprised of a phased array type. 본 발명의 초음파 트랜스듀서(150)는 중심주파수 5MHz인 트랜스듀서를 사용할 수 있다. The ultrasonic transducer 150 of the present invention can be used for the center frequency of 5MHz transducer.

HIFU 트랜스듀서(190)는 HIFU 전송 모드부(200)에서 수신된 구동신호(전기 신호)를 초음파로 변환하여, 조직내로 고강도 집속된 초음파를 전달하여, 조직내에서 초음파 에너지 전달을 통한 국부조직 온도 상승을 가져오도록 하는 수단이다. HIFU transducer 190 is the local tissue temperature via the ultrasound energy transfer within converts the driving signal (electric signal) received by the HIFU transmission mode portion 200 to the ultrasonic wave, by passing a high-intensity focused ultrasound into tissue, tissue a means to bring the rise.

영상 트랜스듀서(170)는 영상 전송 모드부(300)에서 수신된 구동신호(짧은 구형파, 펄스의 전기신호)에 따라, 조직내로 초음파를 전달하고, 조직으로부터 반사되는 에코신호를 검출한다. Imaging transducer 170 according to the drive signal (short square wave electric pulses of the signal) received by the image transmission mode unit 300, a transmission ultrasonic waves into the tissue and detects the echo signal reflected from the tissue. 즉, 영상 트랜스듀서(170)는 영상 전송 모드부(300)에서 생성된 펄스에 따라 짧은 시간동안 조직 내로 음파를 전달하고 다음 펄스가 생성되기 전까지 에코신호를 수신하여 수신 모드부(400)로 전송한다. That is, transmitted to the image transducer 170 includes an image transmission mode unit 300 passes the sound waves into the tissue for a short period of time in accordance with the pulse generated at receiving the echo signal until the next pulse is generated on the receive mode portion 400 do.

HIFU 전송 모드부(200)는, 빔형성기 제어부(610)로부터 수신된 HIFU 빔제어신호에 따라, 특정 듀티(duty)를 갖는 연속적인 펄스를 갖는 구동신호를 생성하여, HIFU 트랜스듀서로 전송한다. HIFU transmission mode unit 200, in accordance with the HIFU beam control signal received from the beamformer controller 610, it generates a drive signal with a continuous pulse having a specified duty (duty), and transmits it to the HIFU transducer. HIFU 전송 모드부(200)는, 초고전류 고속 MOSFET 드라이버(Ultra-high current high-speed MOSFET driver)(220), 양극 고전압 MOSFET 증폭기(Bipolar high voltage MOSFET amplifier)(240)를 구비한다. HIFU transfer mode part 200 is provided with a high-speed ultra-high current MOSFET driver (Ultra-high-speed high current MOSFET driver) (220), the positive high voltage MOSFET amplifier (Bipolar high voltage MOSFET amplifier) ​​(240).

초고전류 고속 MOSFET 드라이버(220)는 빔형성기 제어부(610)로부터 수신된 HIFU 빔제어신호에 따라 초고전류 고속 MOSFET를 스위칭시켜, HIFU 빔제어신호에 따른 초고전류 고속 펄스신호를 생성한다. Ultra high-speed current MOSFET driver 220 by switching the ultra-high-current high-speed MOSFET in accordance with the HIFU beam control signal received from the beamformer controller 610, it generates a current super high speed pulse signals according to the HIFU beam control signal.

양극 고전압 MOSFET 증폭기(240)는 초고전류 고속 MOSFET 드라이버(220)에서 출력된 HIFU 빔제어신호에 따른 초고전류 고속 펄스신호를 증폭하여, HIFU 빔제어신호에 따른 고전압 초고전류 고속 펄스신호를 생성한다. A positive electrode high voltage MOSFET amplifier 240 amplifies the ultra-high-current high-speed pulse signal corresponding to the HIFU beam control signal output from the ultra-high-current high-speed MOSFET driver 220, and generates a high voltage super high current high-speed pulse signals according to the HIFU beam control signal. 상기 HIFU 빔제어신호에 따른 고전압 초고전류 고속 펄스신호는, HIFU 구동신호로서, HIFU 트랜스듀서(190)로 전송된다. Ultra high-speed high-voltage current pulse signal in accordance with the HIFU beam control signal, a HIFU drive signal, is transmitted to the HIFU transducer 190.

영상 전송 모드부(300)는, 전송 빔형성기(transmit bean former)(630)에서 생성된 초음파 빔신호를 수신하여, 아날로그 신호로 변환하고 잡음을 제거하고 증폭하여, 영상 트랜스듀서(170)로 전송한다. Image transmission mode unit 300, receives the ultrasound beam signals generated by the transmission beam former (transmit bean former) (630), converted into an analog signal and removes noise and amplification, transmitted to the image transducer 170 do. 상기 초음파 빔신호는 영상 트랜스듀서(170)의 구동신호로서, micro second 단위의 길이를 갖는 짧은 구형파(펄스)이다. Wherein the ultrasonic beam signal is a drive signal of the imaging transducer 170, short square wave (pulse) with a length of micro second unit. 영상 전송 모드부(300)는 DA변환기(310), 저역통과필터(LPF)(320), 고전압 선형 증폭기(high voltage linear amplifier)(340)를 구비한다. Image transmission mode unit 300 has a DA converter 310, a low pass filter (LPF) (320), the linear amplifier high voltage (high voltage linear amplifier) ​​(340).

DA변환기(310)는 전송 빔형성기(630)에서 생성된 초음파 빔신호를 아날로그 신호로 변환한다. DA converter 310 converts the ultrasonic signal beam generated by the transmission beam former 630, to an analog signal.

저역통과필터(320)는 1-15MHz의 저역통과필터로, 전송 빔형성기(630)에서 DA변환기를 거쳐 수신된 초음파 빔신호에서 잡음을 제거하고, 사용하고자 하는 주파수 대인 1 내지 15 MHz의 주파수 대의 초음파 빔신호만 남긴다. A low-pass filter 320 is one of a low-pass filter of 1-15MHz, transmission beam to remove the noise in the ultrasonic beam signal received via the DA converter in the generator 630, and the frequency in use delivery of 1 to 15 MHz frequency It left only ultrasonic beam signal.

고전압 선형 증폭기(340)는 저역통과필터(320)에서 출력된 초음파 빔신호를 증폭한다. A high voltage linear amplifier 340 amplifies the ultrasonic beam signal output from the low pass filter 320.

수신 모드부(400)는 체내에서 발생된 에코신호를 수신하여 증폭하고 잡음을 제거하고 디지털 신호로 변환한다. Reception mode section 400 is amplified by receiving the echo signals generated in the body and to remove the noise and converted to a digital signal. 즉, 영상 트랜스듀서(170)에서 조직으로부터 반사되는 에코신호를 검출한다. In other words, it detects the echo signal reflected from the tissue in the image transducer (170). 수신 모드부(400)는 송수신 전환기(T/R switcher)(410), 전치 증폭기(preamplifier)(420), 저역통과필터(460), A/D 변환기(470)를 포함한다. Reception mode section 400 includes a transmit and receive transition (T / R switcher) (410), the pre-amplifier (preamplifier), (420), the low-pass filter (460), A / D converter 470.

송수신 전환기(410)는 수신모드 시에만 영상 트랜스듀서(170)와 전기적으로 연결되어 초음파 에코신호, 즉 초음파 영상신호를 수신한다. Transmission and reception switcher 410 receives only image mode transducer 170 and is electrically connected to and receives the ultrasound echo signals, that is, the ultrasonic video signal.

전치 증폭기(preamplifier)(420)는 송수신 전환기(410)를 통해 수신된 에코신호, 즉 초음파 응답신호를 증폭한다. Pre-amplifier (preamplifier), (420) amplifies the echo signal, i.e., an ultrasonic response signal received via the transmission and reception switcher 410. 전치 증폭기(preamplifier)(420)는 저잡음 증폭기(LNA)(430), 전압 조정 감쇄기(Voltage controlled attenuator, VCA)(440), 프로그램어블 이득 증폭기(Programmable gain amplifier, PGA)(450), 시간이득 보상부(Time gain compensation, TGC)(480)를 포함한다. Pre-amplifier (preamplifier) ​​(420) is a low noise amplifier (LNA) (430), voltage control attenuator (Voltage controlled attenuator, VCA) (440), programmable gain amplifier (Programmable gain amplifier, PGA) (450), time gain compensation and a unit (Time gain compensation, TGC) (480).

저잡음 증폭기(LNA)(430)는 영상 트랜스듀서(170)로부터 수신 전환기(410)를 거쳐 초음파 에코신호, 즉 초음파 응답신호를 수신하여, 상기 수신 신호를 최소의 잡음 레벨로 증폭한다. A low noise amplifier (LNA) (430) is received via the transition 410 from the image transducer 170 receives the ultrasonic echo signal, i.e., an ultrasonic response signal, and amplifies the received signal with a minimum noise level. 여기서 저잡음 증폭기(LNA)(430)의 LNA 고정 이득이 20dB일 때, 최소잡음 레벨은 0.8nV/sqrt(Hz) 일 수 있다. Here, when the LNA fixed gain of the low noise amplifier (LNA) (430) is 20dB, the minimum noise level can be 0.8nV / sqrt (Hz).

시간이득 보상부(Time gain compensation, TGC)(480)는 빔형성기 제어부(610)로부터 수신된 시간이득 보상 제어신호에 의해 시간이득 보상신호를 생성한다. Time gain compensation unit (Time gain compensation, TGC) (480) generates the time gain compensation signal by a time gain compensation control signal received from the beamformer controller 610. 시간이득 보상부(480)는 수신신호의 시간지연에 따라 그 증폭률을 보상해주어 멀리서 돌아오는 에코신호도 충분한 크기를 가질 수 있도록 하는 보상회로이다. Time gain compensation unit 480 is a compensation circuit that allows also to have a sufficient size, the echo signals coming from a distance haejueo compensate the amplification factors according to the time delay of the received signal.

일반적으로 음파는 조직 내를 이동하면서 조직에 흡수 혹은 회절되어 신호가 손실되는데, 시간이득 보상부(TGC)(480)는 이를 보상해주기 위한 수단으로, 시간이득 보상에 대한 설정을 초음파 OS/UI 부(100)의 컨트롤 패널에서 행하여 시간별로 도착하는 신호에 대한 이득을 다르게 하여 신호레벨을 향상시킬 수가 있다. Generally, the sound waves are tissue by moving from the absorption or diffraction on the organization there is signal loss, time gain compensation unit (TGC) (480) is a means to compensate this, the ultrasonic settings for time gain compensation OS / UI unit made at the control panel of 100, it is possible to improve the signal level different from the gain for the signals arriving over time.

전압 조정 감쇄기(VCA)(440)는 시간이득 보상부(480)로부터 수신된 시간이득 보상신호에 따라 저잡음 증폭기(430)로부터 수신된 초음파 응답신호를 시간에 따라 이득을 보상한다. Voltage control attenuator (VCA) (440) compensates for the gain in accordance with the ultrasonic response signal received from low noise amplifier 430 in time according to a time gain compensation signal received from the time gain compensation unit (480).

프로그램어블 이득 증폭기(PGA)(450)는 전압 조정 감쇄기(440)의 출력신호로부터 이득을 조절하여 출력된다. Programmable gain amplifier (PGA) (450) is output by adjusting the gain from the output signal of the voltage control attenuator 440.

프로그램어블 이득 증폭기(PGA)(450)는 1에서 10000배 정도의 이득을 유저가 원하는대로 조절할 수 있으며, 이는 MUX나 디코더(Decoder)등을 통해 디지털 입력(input)으로 부터 소프트웨어적으로 이득을 결정할 수 있다. Programmable gain amplifier (PGA) (450) may have a gain of approximately 10,000 times from one user to adjust as desired, which MUX or decoder (Decoder) including a digital input (input) with from software to determine the gain by can.

저역통과필터(460)는 1-15MHz의 저역통과필터로, 전치 증폭기(420)에서 증폭된 에코신호, 즉, 초음파 응답신호에서 잡음을 제거하고, 사용하고자 하는 주파수 대인 1 내지 15 MHz의 주파수 대의 초음파 에코신호, 즉 초음파 응답신호만 남긴다. A low-pass filter 460 is a low-pass filter of 1-15MHz, the pre-amplifier 420, an echo signal, i.e., the frequency of removing the noise from the ultrasonic response signal, and the frequency in use delivery of 1 to 15 MHz band amplified in ultrasound echo signals, that is left only ultrasonic response signal.

A/D 변환기(470)는 저역통과필터(460)의 출력된 초음파 에코신호, 즉 초음파 응답신호를 디지탈신호로 변환하여, 수신 빔형성기(670)로 전송한다. A / D converter 470 converts the output ultrasound echo signals, that is, the ultrasonic response signals of the low pass filter 460 into a digital signal and transmits it to the reception beam former 670.

일반적으로 음파가 체내의 조직을 통과할 때 감쇠에 의해서 많은 에너지의 손실이 존재하며, 또한 각 조직에서 돌아오는 에코신호 역시 감쇠되어 돌아오므로 수신된 에코신호는 매우 미약하다. In general, sound waves there is a loss of a lot of energy by the attenuation as it passes through the tissue of the body, and also receives a bunched return echo signal is also attenuated to return in each tissue echo signal is very weak. 그러므로 트랜스듀서로 부터 더 먼 곳에서 돌아오는 반사신호일수록 신호의 세기는 매우 미약하다. Therefore, the more the strength of the reflected signal coming back signals at a distance from the transducer is very weak. 따라서 수신 모드부(400)에서는 수신한 미약한 반사신호를 증폭하는 역할을 한다. Therefore, the reception mode section 400 serves to amplify weak reflected signal is received.

전단 제어부(600)는 빔형성기 제어부(610), 전송 빔형성기(630), 수신 빔형성기(670)를 포함하여 이루어진다. The front end controller 600 may comprise a beam former control unit 610, a transmission beam former 630, a reception beam former (670).

빔형성기 제어부(610)는 HIFU 트랜스듀서(190)에서 HIFU 초점 형성을 하기 위해서 HIFU 빔제어신호를 생성하여 HIFU 전송 모드부(200)의 초고전류 고속 MOSFET 드라이버(220)로 전송하며, B모드 스캔을 위해서, 전송 빔형성기(630)로 전송빔 제어신호를 전송하며 수신 빔형성기(670)로 수신빔 제어신호를 전송한다. Beamformer control unit 610 and sent to the ultra-high-current high-speed MOSFET drivers 220 of HIFU transmission mode unit 200 to generate HIFU beam control signal to the HIFU focus formation in HIFU transducer (190), B-mode scanning the order, transmits a transmission beam control signal to the transmission beam former 630, and transmits the reception beam control signal to the reception beam former 670.

전송 빔형성기(630)는 빔형성기 제어부(610)의 전송빔 제어신호에 따라 초음파 빔신호를 생성하여, 영상 전송 모드부(300)로 전송된다. Transmission beamformer 630 generates an ultrasonic beam signal according to the transmission beam control signal from the beamformer controller 610, is sent to the image transmission mode (300).

수신 빔형성기(670)는 빔 형성 제어부(610)의 수신빔 제어신호에 따라 수신 모드부(400)에서 수신된 초음파 응답신호로 부터 빔포밍에 의해 계산된 영상신호를 생성하여, 연산처리부(520)로 전송한다. Reception beam former 670 and from the ultrasonic response signals received by the receiving mode portion 400 in accordance with the reception beam control signals of the beam forming control unit 610 generates an image signal calculated by the beam-forming, the calculation processing unit (520 ) and transmits it to.

빔형성기 제어부(610)는 영상 트랜스듀서(170)의 각 소자들에 적용될 시간지연은 빔 스티어링(beamsteering) 공식을 통해서 구하여 지며 특정 방향으로 평면파를 발생시킨다. Beamformer control unit 610 is a time delay applied to each element of the image transducer 170 becomes obtained through a beam-steering (beamsteering) formula to generate a plane wave in a specific direction.

HIFU 트랜스듀서(190)의 경우, 빔형성기 제어부(610)는 빔포커싱(beamfocusing) 공식을 통해 특정위치에 초점을 형성할 수 있게 된다. In the case of HIFU transducer 190, a beamformer control unit 610 can be formed on a specific position through the beam focusing (beamfocusing) formula.

빔 스티어링 공식과 빔포커싱 공식을 이용한 상기 두 방법에서 사용되는 펄스 타이밍은 계산을 통해서 구할 수 있으며, 빔형성기를 통해 각 소자들에게 전기적 신호로 전달된다. Pulse timing used in the above two methods using the beam-steering and beam focusing formula formula can be obtained through the calculation, is transmitted to the electric signal to each device via the beamformer.

도 10을 참조하여 부연 설명하면, 초점 P에서의 시간 t에 관측되는 음장은 호이겐스의 원리에 의해 각 변환소자들로부터 발생한 음장들의 간섭에 의해 구할 수 있으며, 따라서 송신빔 집속은 초점 P에서 시각 t에 각 변환소자들로부터 전달되는 음파들의 위상을 일치시킴으로써 이루어진다. Referring to amplification to Figure 10, the sound field is observed at the time t at the focal point P can be obtained by the interference of the sound field generated from each of the transducers by the principle of Huygens, thus transmitting beam focusing is a time t in the focus P in it made by matching the phase of the sound wave transmitted from each transducer. 이는 음향렌즈를 이용하거나 혹은 각 변환소자들의 입력 임펄스(xi)의 시간을 전기적으로 지연시킴(di)으로써 이룰 수 있다. This can be achieved by using an acoustic lens, or electrically Sikkim delay (di) to the time of the input impulse (xi) of each conversion element. 도 10에서 볼 때, 각 송신 변환소자 X에서 초점 P까지의 거리를 d라고 할 때, 각 송신 변환소자x에서 출발한 신호가 초점 P에 도달하는 시간은 다음과 같이 표시한다. Figure 10 as viewed from, the time when the focus as a distance to P d from the respective transmission conversion element X, a signal from each transmission transducer x reaches the focus P will be displayed as follows.

Figure 112012020109346-pat00001

위 수식에서 c는 초음파의 전달 속도 (1540 m/s)이고, dc, tc는 각각 중심 변환소자에서 초점까지의 거리와 신호 도달 시간이다. In the above formula, c is the transmission velocity (1540 m / s) of ultrasonic waves, dc, tc is the distance to the signal reaching time to focus on the center of each conversion element.

각 변환소자 xi들로부터 초점 P까지의 시간 지연차는 중심 변환소자에 대한 상대적 시간차이로 구한다. The time delay of the focus to P from each of the conversion elements xi difference obtained by the relative time difference of the center transducer.

△t i = t c - t i △ t i = t c - t i 과 같은 시간 지연을 갖는 각 변환소자들로부터의 음장들의 초점 P에서의 합은 다음과 같다 The sum of the focus P of the sound field from each of the conversion elements having the same time delay is as follows:

Figure 112012020109346-pat00002

이 수식은 초음파 빔집속의 기본 식으로써, The formula is by way of the primary ultrasonic beam focusing,

Figure 112012020109346-pat00003
는 시각 t에 관찰되는 초점 P에서의 음장이고 S i (t)는 각 변환소자들에 의해 발생되는 음장들의 전달 함수이며 W i 는 각 변환소자들의 임펄스의 크기를 조절하는 각 변환소자들에 대한 윈도우 함수이다 Sound field, and S i (t) at the focal point P are observed at time t is the transfer function of the sound field produced by the respective conversion elements W i is for each transducer to control the impulse size of each of the conversion elements a window function

후단 제어부(500)는 연산처리부(520)를 포함하여 이루어진다. Rear control unit 500 may comprise an arithmetic processor 520.

연산처리부(520)는 초음파 OS/UI 부(100)에서 입력된 파라미터 및 제어 키에 따른 제어명령을 수신하여 HIFU 시스템의 전반적인 제어를 행하며, 이 제어는 크게 2가지, 즉, 영상 제어, HIFU 제어로 대별된다. The calculation processing unit 520 receives a control command according to the parameter and a control key input from the ultrasonic OS / UI unit 100 performs overall control of the HIFU system, this control, there are two main, that is, the image control, HIFU control It is divided into. 모든 제어명령은 초음파 OS/UI 부(100), 즉 PC의 GUI를 통해 입력되어, 16bit 길이로 2진화되어 USB 직렬(usb-serial) 모듈을 통해 연산처리부(520)의 FPGA(field programmable gate array, 현장 프로그래머블 게이트 어레이)로 전달이 된다. All control commands ultrasonic OS / UI unit 100, that is input through the PC GUI, the binarizing a 16bit length USB serial (usb-serial) of the operational processor 520 through the module FPGA (field programmable gate array , it is delivered to a field programmable gate array).

연산처리부(520)는 수신 빔형성기(670)에서 수신된 빔포밍에 의해 계산된 영상신호를 B 모드 영상으로 재구성하며, 디스플레이하기 위해서 2D 어레이 형태로 변환시켜주는 주사 변환(scan conversion)을 행한다. The calculation processing unit 520 performs the scan conversion (scan conversion) that converts a 2D array type in order to reconstruct an image signal calculated by the beam-forming received by the reception beam former 670, a B-mode image, and displayed.

즉, 영상 트랜스듀서(170)를 통해 획득된 초음파 응답신호(에코신호)는 수신모드부(400)를 거치면서 디지털 신호로 변환된다. That is, the ultrasonic response signals (echo signals) obtained through the image transducer (170) goes through the reception mode section 400 is converted into a digital signal. 수신 빔형성기(670)에서 빔포밍에 의해 계산된 영상신호는 연산처리부(520)로 전달되어 B 모드 영상으로 재구성된다. In the reception beam former 670 calculated by the beam-forming image signals are transmitted to the calculation processing unit 520 is reconstructed as a B-mode image. 선형배열 초음파 트랜스듀서(150)를 통해 수신 빔형성기(670)에서 획득한 데이터는 스캔라인의 각도가 변수로 포함되어 있다. Through a linear array ultrasound transducer (150) data obtained by the receiving beam former 670 is included in the variable angle of the scan line. 따라서 연산처리부(520)는 데이터를 저장부(RAM)(540)에 저장하고 디스플레이하기 위해서 2D 어레이 형태로 변환시켜주는 주사 변환(scan conversion)이 포함된다. Therefore, the calculation processing unit 520 includes the scan conversion (scan conversion) that converts a 2D array type in order to store data in the storage unit (RAM) (540) and display.

부연설명하면, 연산처리부(520)는 RF 벡터 라인 데이터(RF vector line data)를 우리가 눈으로 볼 수 있게 만드는 것으로, 이 과정은 초음파 영상을 얻기 위한 마지막 단계라고 할 수 있으며, 신호검출 단계, 전처리(preprocess) 단계, 주사변환(scan conversion) 단계, 후처리(postprocess) 단계, D/A변환 단계를 포함하여 이루어진다. Added, will be described, the calculation processing unit 520 is an RF vector line data (RF vector line data) to make so that we can see the eye, this process can be referred to as the final step for obtaining the ultrasound image, the signal detecting step, preprocessing (preprocess) step, scan conversion (scan conversion) step, is achieved by post-treatment including (postprocess) step, D / a conversion step.

신호검출 단계는 연산처리부(520)로 수신된 신호들을 그레이 스케일(gray-scale) 범위의 최대치인 30 dB수준으로 낮춘다. Signal detection step reduces the received signals to the operation processing unit 520 to the 30 dB level, the maximum value of the gray scale (gray-scale) range. 즉, 스캔 라인(scan line)을 통해서 얻어지는 신호는 다이나믹 레인지(dynamic range)가 120 dB 수준으로 크기 때문에, 우리 눈과 뇌가 인지할 수 있는 g그레이 스케일(gray-scale) 범위의 최대치인 30 dB수준으로 낮춰주는 증폭기(amplifier)가 존재한다. That is, the scanning line signal obtained through the (scan line) is a dynamic range (dynamic range) because the size as 120 dB level, in our maximum value of the eye and g gray scales (gray-scale) range in the brain is able to recognize 30 dB there is a lowering an amplifier (amplifier) ​​to the level.

전처리 단계는 다이나믹 레인지 압축(dynamic range compression)이 이뤄지면서 약해진 신호를 약간 강조해준다. Pre-treatment step allows some emphasize weak signals while yirwoji the dynamic range compression (dynamic range compression).

주사변환 단계는 전처리 단계의 출력을 주사변황을 행한다. Scanning converting step is the main output of the pre-treatment step is carried out oblique sulfur. 그 이유는 섹터 스캔(sector scan, 부채꼴 주사)의 경우 스캔라인 벡터(scanline vector)가 대각으로 형성되어 이를 모니터와 같은 사각형 영상(rectangular image)로 옮기려면 별도의 작업이 필요하며, 이를 주사변환(scan conversion)이라고 한다. The reason for this, and move to the need for a separate operation to the sector scan scan line vector (scanline vector) is formed in the diagonal square image of it to the monitor (rectangular image) For the (sector scan, sector scanning), convert them injection ( called scan conversion). 이 과정에서 스캔라인(scan line)의 데이터와 픽셀(pixel)의 위치가 서로 맞지 않는 경우가 많기 때문에 이를 영상으로 그대로 사용할 수 없게 되며, 일반적으로는 2차원 보간(2D interpolation) 공식, 예들들어 In the process, a scan line (scan line) of the data and because in many cases the position of the pixel (pixel) that do not meet each other and can not be used as this image with, in general, contains a two-dimensional interpolation (2D interpolation) formula, examples

Figure 112012020109346-pat00004

을 이용하여 이 문제를 해결한다. To solve this problem using.

후처리 단계는 2D 형태로 정리된 데이터에 비선형 후처리 커브(nonlinear postprocessing curve)를 적용하여 낮은 전압이나 높은 전압의 신호를 강조한다. After the processing step by applying a non-linear post-processing curves (nonlinear postprocessing curve) on the data organized in the form of 2D emphasizes the low voltage signal or a high voltage. 이렇게 얻어진 최종적인 B 모드 영상에 목적에 따라 컬러 매핑(color mapping)을 할 수도 있다. To do this, the final B-mode image obtained can be a color map (color mapping) in accordance with the object.

D/A변환 단계는 후처리 단계의 출력을 D/A변환을 통해 디스플레이로 전달한다. D / A conversion stage conveys the output of the post-processing step to the display through the D / A conversion.

메인 전원부(700)는 HIFU 시스템에 전원을 제공하기위한 수단으로, 그린 모드 제어기(Greem-Mode Controller)를 구비한 AC/DC 전원부(AC/DC Supply), 시스템 전원부(System Power), 공급전압 감시부(Supply-Voltage Supervisor)를 포함한다. Main power unit 700 is a means for providing power to the HIFU system, green-mode controller (Greem-Mode Controller) the AC / DC power supply (AC / DC Supply), the system power source (System Power), the supply voltage monitor includes a and a unit (Supply-Voltage Supervisor).

저장부(540)는 연산처리부(520)에 출력된 데이터를 초음파 OS/UI 부(100)를 통해 수신하여 저장한다. The storage unit 540 receives and stores the data output to the calculation processing unit 520 through the ultrasonic OS / UI unit 100.

하드 드라이브(550)는 HIFU 시스템에서 사용되는 구동프로그램 등을 저장하고 있다. Hard drive 550 stores a program such as a driving used in the HIFU system.

디스플레이부(560)는 연산처리부(520)의 출력을 초음파 OS/UI 부(100)를 통해 수신하여 디스플레이 한다. Display unit 560 displays receives the output from the calculation processing unit 520 through the ultrasonic OS / UI unit 100.

다음은 연산처리부(520)의 제어에 대해 설명한다. The following describes the operation of the control processor 520.

연산처리부(520)의 제어는 크게 영상 제어, HIFU 제어로 대별되며, 그 중, 영상 제어는 다음과 같이 구성되어 있다. Control of the operation processing unit 520 is classified into large and image control, HIFU control, of which, the image control is configured as follows.

본 발명에서 영상 트랜스듀서, 영상 전송모드부, 수신모드부, 수신빔형성기, 빔형성기 제어부를 영상 시스템부라 하며, HIFU 트랜스듀서, HIFU 전송모드부, 전송빔형성기, 빔형성기 제어부를 HIFU 시스템부라 한다. Imaging transducer, an image transmission mode unit, the receive mode unit, bridle receive beamformer, image the beamformer controller system, in the present invention, the HIFU transducers, HIFU transmission mode unit, transmitting beam former, the beam former control and bridle HIFU System .

영상 트랜스듀서 설정단계로, 연산처리부(520)는 영상 트랜스듀서를 인식하고 이에 따라, 영상 시스템부의 중심주파수를 설정한다. To the image transducer setting step, the calculation processing unit 520 recognizes the image transducer, and thus, sets the video system center frequency portion.

일반적으로, 목적에 따라 다른 중심주파수를 갖는 영상 트랜스듀서를 사용할 수 있는데, 이를 인식하고 시스템의 중심주파수를 설정해 준다. In general, there can be used the image transducer having a different center frequency depending on the purpose, recognition and gives it to set the center frequency of the system.

모드 설정단계로, B-모드, 색 흐름(color flow), M-모드, 도플러(Doppler), 혹은 이들의 결합으로 이루어진 동작모드의 설정에 따라 이에 필요한 프로그램을 읽어들인다. In the mode setting step, deulinda B- mode, color flow (color flow), M- mode, a Doppler (Doppler), or reads the necessary program Accordingly the setting of the operating mode consisting of a combination thereof.

영상 시스템부는 여러가지의 동작모드를 제공하는데, 대표적으로 B 모드(B-mode), 색 흐름(color flow), M 모드(M-mode), 도풀러(Doppler), 혹은 이들의 결합으로 이루어진 동작모드를 제공한다. The imaging system unit to provide different modes of operation of the, typically a B-mode (B-mode), the color flow (color flow), M-mode (M-mode), Doppler (Doppler), or the operating mode consisting of a combination thereof It provides.

스캔 깊이 조절단계로, 스캔의 깊이를 조절하여, 디스플레이되는 영상의 관측시야(field of view)를 고정한다. A scan depth control step, by controlling the depth of the scan, to secure the observation field of view (field of view) of the displayed image.

초점거리 설정단계로, 초점을 설정하며, 전송되는 빔의 초점거리를 설정하여(Focus or transmit focal length selection), 전송되는 빔의 초점거리(focal length) 및 위치를 관심영역으로 옮긴다. A focal length setting step, setting the focus, and moves the focal distance (focal length) and location of the beam which is focused by setting the transfer distance, (Focus transmit focal length or selection) of the beam transmitted to the region of interest.

TGC 제어단계로, 시간이득 보상 설정 데이터를 초음파 OS/UI 부(100)의 컨트롤 패널로부터 수신하고, 이에 따라 시간별로 도착하는 신호에 대한 이득을 다르게 한다. Received by the TGC control step, a time gain compensation data set from the control panel of the ultrasound OS / UI unit 100, and different from the gain for the signals arriving over time accordingly.

일반적으로 음파는 조직 내를 이동하면서 조직에 흡수 혹은 회절되어 신호가 손실되는데, 이를 보상해주기 위한 수단이 시간이득 보상부(TGC)(480)이고, 이를 컨트롤 패널에서 조절하여 시간별로 도착하는 신호에 대한 이득을 다르게 하여 신호레벨을 향상시킬 수가 있다. Generally, the sound waves are the signals arriving in time and by moving the organization is absorbed or diffracted to the organization there is signal loss, and the means for compensate this time gain compensator (TGC) (480), adjusting this on the control panel It can be different for improving the signal level by the gain.

전송레벨을 조절하여, 영상전송모드부의 동작 전압을 조정한다. Adjusting the transmission level, and adjusts the operating voltage negative image transmission mode. 이와 관련된 몇 가지 요인(factor)들은 초음파 시스템의 음향 출력레벨(acoustic output level)을 결정하는 중요한 요인이 된다. In some of the factors (factor) involved are important factors that determine the sound power level (acoustic output level) of the ultrasound system. 즉, 음향 출력(acoustic output)은 음향측정(acoustic measurement)을 통해 측정되는데, 이는 최종 W/cm 2 형태로 측정이 된다. In other words, the acoustic output (acoustic output) is measured through the acoustic measurements (acoustic measurement), which is measured in the final W / cm 2 form. 본 발명의 초음파 트랜스듀서는 30W/cm 2 수준의 음향 출력(acoustic output)이 발생 가능하며, 이러한 음향 출력(acoustic output)은 트랜스듀서에 인가하는 펄스 신호에 따라 결정된다. An ultrasonic transducer of the present invention is determined according to the pulse signal applied to the transducer, and can be the audio output (acoustic output) of 30W / cm 2 level occurs, such sound output (acoustic output).

다음은 HIFU 제어에 대해서, 초음파 OS/UI 부(100)의 GUI를 통해 입력된 파라미터에 따라 HIFU 초점(HIFU focus)를 생성하고자 하는 위치를 시뮬레이션하며, 시뮬레이션에 의해 계산된 각 소자별 파라미터들은 데이터로 저장이 되고, 이 시뮬레이션을 기반으로 생성된 음파 파라미터들을 FPGA로 전송된다. The following is for HIFU control, ultrasound OS / UI unit 100, and simulates the location to generate HIFU focus (HIFU focus) in accordance with the parameter input through the GUI of, for each element a calculated by the simulation parameters are data and it is stored in, and transmitting the sound waves generated based on the simulation parameters to the FPGA. 이를 통해 동작 시간 및 HIFU 트랜스듀서의 구동과 정지를 제어할 수 있다. It is possible to control the starting and stopping of the operation time and the HIFU transducer through.

도 2는 HIFU 트랜스듀서와 영상 트랜스듀서가 결합된 핸드헬드형 트랜스듀서에 대한 설명도이며, 도 3은 도 1의 초음파 트랜스듀서의 일예이다. 2 is an explanatory view for a HIFU transducer and a hand-held transducer the imaging transducer is coupled, Figure 3 is an example of the ultrasonic transducer of Figure 1;

본 발명에서는 2D 선형배열 트랜스듀서를 사용하는데, 이는 중앙에 영상 트랜스듀서가 위치하고 주변부에 HIFU 트랜스듀서가 선형적으로 배열되어, 기존에 영상 트랜스듀서와 치료용 트랜스듀서를 별도로 사용하거나, 기계적으로 두 개의 트랜스듀서를 회전시켜가며 사용했던 단점을 보완한다. The present invention uses a 2D linear array transducer, which is located in the imaging transducer is HIFU transducers arranged linearly on the perimeter to the center, using the image transducer and a treatment transducer for the existing separately, or are mechanically two the rotation of the transducer to complement the shortcomings that were used gamyeo.

본 발명에서 초음파 트랜스듀서(150)는 도 9a 및 도 9b와 같은 외관을 갖으며, 중심주파수 5MHz으로, HIFU 트랜스듀서(190)의 소자는 130개이고, 영상 트랜스듀서(170)의 소자는 128개로 이루어질 수 있으며, 각 소자 크기는 6mm X 1mm 일 수 있다. Was has the appearance, such as the ultrasonic transducer 150 Figures 9a and 9b in the present invention, the center frequency of 5MHz, the elements of the HIFU transducer 190 is 130 pieces, the device of the image transducer 170 to 128 pieces may be made, size of each element may be 6mm X 1mm.

도 2에서는 중심에 영상용으로 사용될 영상 트랜스듀서(170)의 소자 128개가 배열되어 있고, 그 주변으로 HIFU용으로 사용될 HIFU 트랜스듀서(190)의 소자 130개가 배열된 형태로 제작될 수 있다. Figure 2, and a dog element 128 of the imaging transducer 170 is used for the image in the center is arranged, the dog element 130 of HIFU transducer 190 to be used for HIFU to its surrounding can be manufactured in an array form.

본 발명에서 초음파 트랜스듀서(150)들은 도 9a와 같이 플라스틱 재질의 케이스에 하우징되며, 도 9b와 같이, 케이스 내부에서 각각의 영상 트랜스듀서(170) 및 HIFU 트랜스듀서(190)의 소자와 케이블로 연결이 되어 플라스틱 케이스 후면으로 하나의 케이블로 묶여서 장비와 연결된다. In the present invention, a device and a cable of the ultrasonic transducer 150 can be housed in a casing of plastic material, as shown in Figure 9b, each of the image transducer 170 and a HIFU transducer 190 in the inside of the case as shown in Figure 9a the connection is bound to a single cable to the back of the plastic case is connected to the equipment. 도 9b와 같이, 트랜스듀서 케이블을 중심으로 열전대(Thermocouple)에 연결된 케이블이 두 개 배치되어 있고, 열전대(Thermocouple)는 트랜스듀서에 과도한 전력(power)사용으로 인해 트랜스듀서가 과열되어 파괴되는 것을 방지하기 위하여 트랜스듀서 표면의 온도변화를 감지하기 위해서 삽입되었다. As shown in Figure 9b, around the transducer cable is the cable connected to the thermocouple (Thermocouple) disposed more, and a thermocouple (Thermocouple) is prevented by the use excessive power (power) to the transducer is the transducer to overheat destruction It was inserted in order to sense the temperature changes of the transducer to the surface.

본 발명에서는 단일 소자 트랜스듀서가 아닌 선형배열 트랜스듀서를 사용하여 초점을 전기적으로 제어할 수 있으며 다중초점 및 반초점을 활용하여 시술시간을 줄이고 주변 장기의 손상을 최소화 할 수 있도록 기여할 수 있는 장점도 있다. In the present invention the advantages that can contribute to be electrically controlled to focus using a linear array transducer as opposed to a single element transducer, and reduce the procedure time by utilizing a multi-focal and half focus minimize damage to peripheral organs also have.

본 발명의 트랜스듀서에서 생성된 스캔라인과 초점의 위치는 빔포밍을 통한 시간지연을 통해 이루어진다. Position of the scan lines generated in the focus and the transducer of the present invention is achieved through the time delay through the beam-forming.

본 발명의 트랜스듀서는 실시간 해부학적 영상을 제공함과 동시에 기존의 HIFU 트랜스듀서와 비교하여 크기와 무게면에서 상당히 줄어드는 효과를 가져와서 시술자가 직접 손에 들고 직관적으로 움직여 영상을 따라가며 HIFU 수술을 수행할 수 있는 효과를 가져온다. The transducer of the present invention, a real-time anatomical provide a video and at the same time, while following a moving intuitive image holding fairly hands gets the shrinking effect directly by the operator in the size and weight of cotton compared with conventional HIFU transducers perform HIFU surgery It produces the effect can be.

도 4는 도 1의 영상 트랜스듀서로 입력되는 빔신호이고, 도 5는 도 1의 HIFU 트랜스듀서로 입력되는 구동신호이다. 4 is a beam signal that is input to the image transducer of Figure 1, Figure 5 is a driving signal input to the HIFU transducer of Figure 1;

본 발명에서 기본적으로 영상 트랜스듀서와 HIFU 트랜스듀서로 전달되는 전기신호는 구형파 형태로 같다. An electric signal delivered by default to the image transducer with the HIFU transducers in this invention is as a square wave. 사용되는 펄스의 길이는 사용목적에 따라 다르다. The length of the pulse used is different in accordance with the intended use.

도 4에서와 같이, 마이크로 초(micro second)의 길이를 갖는 짧은 구형파의 경우 영상 트랜스듀서에서 사용하고, 짧은 시간동안 조직 내로 음파를 전달하고 다음 펄스가 생성되기 전까지 에코신호를 수신하는 역할을 한다. As shown in Figure 4, in the case of a short square wave having a length of microseconds (micro second) used by the image transducer, pass sound waves into the tissue for a short period of time, and serves to receive the echo signals until the next pulse is generated .

반면, HIFU 트랜스듀서의 경우 조직내로 음파 에너지 전달을 통한 국부조직 온도 상승을 목적으로 하기 때문에, 도 5에서와 같이, 특정 듀티(duty)를 갖는 연속적인 펄스가 사용이 된다. On the other hand, since the purpose of the local tissue temperature increase with the acoustic energy delivered into the tissue when the HIFU transducer, as shown in Figure 5, which uses a continuous pulse having a specified duty (duty).

따라서 각 트랜스듀서의 용도에 따라 중심주파수 및 전력이 다르기 때문에 증폭단이 각기 다른 특성을 가진 소자로 설계되어 있다. Thus, the amplifier stage is designed in each device having different characteristics because, depending on the purpose of each transducer is different from the center frequency and power. 사용되는 소자들은 각 트랜스듀서의 중심주파수 및 사용할 파라미터에 따른 소비전력 등을 기준으로 선택된다. Elements used are selected based on the power consumption such as in accordance with the center frequency and the used parameters for each transducer.

또한 전달하고자 하는 대부분의 에너지는 중심주파수를 중심으로 일정 대여폭(bandwidth) 부근에 집중된다. In addition, most of the energy to be delivered is concentrated at a certain daeyeopok (bandwidth) around the center frequency. 따라서 대역 통과 필터(band pass filter)를 사용하여 중심주파수 대비 60% 주파수 영역을 필터링 해주는 필터가 존재한다. Therefore, using a band pass filter (band pass filter) there is a filter that filters the frequency range of 60% compared to the center frequency. 또한 각 증폭단 뒤에는 전기적 에너지의 효과적인 전달을 위해서 임피던스 매칭이 추가되며, 도 6에서와 같이, HIFU 전송 모드부(200)에서도 임피던스 매칭이 추가된다. In addition, after each amplifier stage impedance matching is added to the effective delivery of electrical energy, it is added to the impedance matching in the as shown in Figure 6, HIFU transmission mode portion 200.

도 7은 본 발명의 일실시예에 의한 시간지연을 이용한 빔형성의 설명도 및 빔형성기 제어부 회로의 일예를 나타낸다. Figure 7 shows an example of beam forming and beam former explanatory diagram of the control circuit with a time delay according to one embodiment of the present invention.

본 발명의 초음파 트랜스듀서(150)는 위상 배열 형태로 이루어져 있어, 이를 이용하여 초음파 트랜스듀서(150)의 기계적인 움직임 없이 B모드 스캔 및 HIFU 초점 형성을 하기 위해서는 빔형성기(beamformer)를 통한 빔포밍이 필요하다. The ultrasonic transducer 150 of the present invention, it consists of a phased array type, in order to use them to the B-mode scan and the HIFU focus formed without mechanical movement of the ultrasonic transducer 150, the beam through a beam former (beamformer) forming this is necessary. 영상 트랜스듀서(170)의 각 소자들에 적용될 시간지연은 빔 스티어링 공식을 통해서 구할 수 있으며 특정 방향으로 평면파를 발생시킨다. Time delay applied to each element of the image transducer 170 can be obtained through the beam steering formula to generate a plane wave in a specific direction. 그 결과로 도 7와 같이 각 소자별로 시간지연을 적용하였을 때 마치 트랜스듀서의 방향을 조절한 것 같은 효과를 가지고 온다. As a result, when a was applied to the time delay for each element as shown in Figure 7 it brings the same effect as if one would adjust the direction of the transducer. 이는 송신과 수신에 모두 적용되어 B모드 스캔라인을 형성하는 기술이 된다. This is a technique for forming a B-mode scan lines are applied to both transmission and reception. HIFU 트랜스듀서(190)의 경우 빔포커싱(beamfocusing) 공식을 통해 특정위치에 초점을 형성할 수 있게 된다. In the case of HIFU transducer 190 through the beam focusing (beamfocusing) formula can be formed on a specific location. 이 두 방법에서 사용되는 펄스 타이밍은 계산을 통해서 구할 수 있으며 빔형성기를 통해 각 소자들에게 전기적 신호로 전달된다. The pulse timing used in the two methods are available through the calculations and is passed into an electric signal to each device via the beamformer.

도 11는 초음파 트랜스듀서의 음장 시뮬레이션의 일예이며, 도 12은 도 11의 시뮬레이션을 통해 계산된 각 소자별 진폭값을 나타낸다. Figure 11 is an example of a sound field simulation of the ultrasonic transducer, Figure 12 shows the amplitude value of each element calculated from the simulation of Fig.

본 발명의 트랜스듀서를 이용하여 필드 시뮬레이션(field simulation)을 해보면 각 40, 52, 64 mm 깊이에서 도 11과 같은 음장 결과를 얻을 수 있다. Using the transducer of the present invention haebomyeon field simulation (simulation field) it is possible to obtain the same result as the sound field 11 in each of 40, 52, 64 mm deep. HIFU 시스템 구동을 위해서는 시뮬레이션을 통해 각 소자별로 파라미터를 계산하여서 전송하여야 한다. For the HIFU system drive to be transmitted hayeoseo calculating the parameters by the device through a simulation.

도 12과 같이 시뮬레이션을 통해 각 소자별로 전송될 진폭(amplitude) 값이 계산되고, 이는 FPGA로 전송되어 각 트랜스듀서 소자들을 구동하게 된다. FIG steps 12 through simulation that the amplitude (amplitude) values ​​to be transmitted for each element is calculated, which is transmitted to the FPGA to drive the respective transducer elements.

도 3과 같이 실제 트랜스듀서가 제작되었으며, 총 활성영역(total active area)는 82.9mm X 20mm이고, 생성음압은 30 W/cm 2 수준이다. The actual transducer is fabricated as shown in Figure 3, the total active region (total active area) is 82.9mm X 20mm, generating negative pressure is a 30 W / cm 2 level.

본 발명은 이상에서 설명되고 도면에 예시된 것에 의해 한정되는 것이 아니며, 당업자라면 다음에 기재되는 청구범위 내에서 더 많은 변형 및 변용예가 가능한 것임은 물론이다. The present invention is not limited to above and described by the example in the figure, a person of ordinary skill in the art, as well as following within the scope of the claims many further modifications and transformation example will be described in available.

100: 초음파OS/UI부 150:초음파 트랜스듀서 100: ultrasonic OS / UI unit 150: ultrasonic transducer
200: HIFU 전송 모드부 300:영상 전송 모드부 200: HIFU transmission mode unit 300: image transmission mode unit
400: 수신 모드부 500:후단 제어부 400: reception mode section 500: rear control
600:전단 제어부 600: Print control

Claims (17)

  1. 영상 트랜스듀서와 HIFU 트랜스듀서가 일체화된 초음파 트랜스듀서를 구비하되, But having an ultrasonic transducer of the imaging transducer and the HIFU transducers are integrated,
    HIFU 트랜스듀서는 초음파 트랜스듀서의 보드의 외곽부분에 위치되며, HIFU transducers are positioned on the outer portion of the ultrasonic transducer board,
    영상 트랜스듀서는 상기 초음파 트랜스듀서의 보드에서 상기 HIFU 트랜스듀서가 위치된 부분을 제외한 내측부분에 위치되는 HIFU 시스템에 있어서, Imaging transducer in the HIFU system is located at an inner side portion of the board of the ultrasonic transducer, except for portions to which the HIFU transducer position,
    전송 빔형성기에서 생성된 초음파 빔신호를 수신하여, 아날로그 신호로 변환하고 잡음을 제거하고 증폭하여, 영상 트랜스듀서로 전송하는 영상 전송 모드부를 더 포함하며, Transmission receives the ultrasound beam generated by the beam former signal is converted into an analog signal and removes noise, and amplifies, further comprising: a video transmission mode for transmitting to the image transducer,
    영상 트랜스듀서는 영상 전송 모드부에서 생성된 펄스에 따른 시간동안 조직 내로 음파를 전달하고 다음 펄스가 생성되기 전까지 초음파 응답신호(에코신호)를 수신하여 수신 모드부로 전송하는 것을 특징으로 하는 HIFU 시스템. Imaging transducer HIFU system, characterized in that for transmitting a sound wave into the tissue for a time corresponding to the pulse generated by the image transmission mode unit and transferred to the receiving mode for receiving the ultrasound response signal (echo signal) until the next pulse is generated.
  2. 영상 트랜스듀서와 HIFU 트랜스듀서가 합쳐져 선형적으로 배열되어, 2D 선형배열을 이루고 있는 초음파 트랜스듀서; An image transducer and a HIFU transducer combined are arranged linearly, the ultrasonic transducer which forms a 2D linear array;
    상기 영상 트랜스듀서의 각 소자들에 적용될 시간지연을 빔 스티어링(beamsteering) 공식을 통해서 구하여 초음파 빔신호를 생성하며, A time delay applied to each element of said image transducers is obtained via the beam steering (beamsteering) formula to generate the ultrasonic beam signal;
    상기 HIFU 트랜스듀서를 위해, 빔포커싱(beamfocusing) 공식을 이용하여 특정위치에 상기 HIFU 트랜스듀서의 초점을 형성하도록 HIFU 빔제어신호를 생성하는 빔형성기 제어부; Beamformer control unit for generate HIFU beam control signal for the HIFU transducers, using the beam focusing (beamfocusing) formula so as to form the focus of the HIFU transducer to a particular location;
    를 포함하는 HIFU 시스템에 있어서, In HIFU system including,
    전송 빔형성기에서 생성된 초음파 빔신호를 수신하여, 아날로그 신호로 변환하고 잡음을 제거하고 증폭하여, 영상 트랜스듀서로 전송하는 영상 전송 모드부를 더 포함하며, Transmission receives the ultrasound beam generated by the beam former signal is converted into an analog signal and removes noise, and amplifies, further comprising: a video transmission mode for transmitting to the image transducer,
    영상 트랜스듀서는 영상 전송 모드부에서 생성된 펄스에 따른 시간동안 조직 내로 음파를 전달하고 다음 펄스가 생성되기 전까지 초음파 응답신호(에코신호)를 수신하여 수신 모드부로 전송하는 것을 특징으로 하는 HIFU 시스템. Imaging transducer HIFU system, characterized in that for transmitting a sound wave into the tissue for a time corresponding to the pulse generated by the image transmission mode unit and transferred to the receiving mode for receiving the ultrasound response signal (echo signal) until the next pulse is generated.
  3. 영상 트랜스듀서와 HIFU 트랜스듀서가 일체화된 초음파 트랜스듀서를 구비하는 HIFU 시스템에 있어서, In HIFU system having a video transducer and the ultrasonic transducer is integrated HIFU transducer,
    HIFU 트랜스듀서는 초음파 트랜스듀서의 보드의 외곽부분에 위치되며, HIFU transducers are positioned on the outer portion of the ultrasonic transducer board,
    영상 트랜스듀서는 상기 초음파 트랜스듀서의 보드에서 상기 HIFU 트랜스듀서가 위치된 부분을 제외한 내측부분에 위치되는 초음파 트랜스듀서; Imaging transducer is an ultrasonic transducer which is located at an inner side portion of the board of the ultrasonic transducer, except for portions to which the HIFU transducer position;
    상기 HIFU 트랜스듀서로 전송하기 위한, 연속적인 펄스를 갖는 HIFU 구동신호를 생성하는 HIFU 전송 모드부; HIFU transmission mode portion for generating a drive signal having a HIFU for transmission to the HIFU transducer, successive pulses;
    상기 영상 트랜스듀서로 전송하기 위한, 단속적 펄스를 갖는 초음파 빔신호를 아날로그 신호로 변환하고 잡음을 제거하고 증폭하는 영상 전송 모드부; Image transmission mode for converting an ultrasonic signal beam having the intermittent pulse for transmitting to the image transducer to an analog signal and removes noise and amplify;
    체내에서 발생된 초음파 응답신호를 수신하여 증폭하고 잡음을 제거하고 디지털 신호로 변환하는 수신 모드부; Amplifier receives the ultrasonic response signals generated in the body and to remove the noise, and the reception mode for converting into a digital signal;
    영상 트랜스듀서의 각 소자들에 적용될 시간지연을 빔 스티어링(beamsteering) 공식을 통해서 구하여 초음파 빔신호를 생성하며, HIFU 트랜스듀서를 위해 빔포커싱(beamfocusing) 공식을 이용하여 특정위치에 상기 HIFU 트랜스듀서의 초점을 형성하도록 HIFU 빔제어신호를 생성하여 HIFU 전송 모드부로 전송하는 빔형성기 제어부; A time delay applied to each element of the image transducer is obtained via the beam steering (beamsteering) formula to generate an ultrasonic beam signal, for the HIFU transducers using a beam focusing (beamfocusing) formula for the HIFU transducers in specific positions beamformer control unit for HIFU transferred to the transfer mode to generate HIFU beam control signal to form a focus;
    빔형성기 제어부의 전송빔 제어신호에 따라 초음파 빔신호를 생성하여, 영상 전송 모드부로 전송하는 전송 빔형성기; In accordance with the transmission beam control signal from the beamformer controller to generate the ultrasonic beam signal, the transmission beam former for transmitting part image transmission mode;
    빔 형성 제어부의 수신빔 제어신호에 따라 수신 모드부에서 수신된 초음파 응답신호로 부터 빔포밍에 의해 계산된 영상신호를 생성하는 수신 빔형성기; Receive beamformer to generate an image signal calculated by a beam forming the ultrasonic waves from the response signal received by the receiving unit according to the reception mode, the beam control signals control the beam forming;
    를 더 포함는 것을 특징으로 하는 HIFU 시스템. The HIFU system comprising more pohamneun.
  4. 삭제 delete
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, According to claim 1 or 2,
    체내에서 발생된 초음파 응답신호를 수신하여 증폭하고 잡음을 제거하고 디지털 신호로 변환하는 수신 모드부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 HIFU 시스템. Amplifier receives the ultrasonic response signals generated in the body and to remove the noise and HIFU system according to claim 1, further comprising: a reception mode to convert to a digital signal.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, According to claim 1 or 2,
    빔형성기 제어부로부터 수신된 HIFU 빔제어신호에 따른 듀티(duty)를 갖는 연속적인 펄스를 갖는 전기신호를 생성하여, HIFU 트랜스듀서로 전송하는 HIFU 전송 모드부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 HIFU 시스템. Subsequent to generate an electrical signal having a pulse, HIFU System according to claim 1, further comprising: a HIFU transmission mode for transmitting to the HIFU transducer having a duty (duty) according to the HIFU beam control signal received from the beamformer controller.
  7. 삭제 delete
  8. 제3항에 있어서, 4. The method of claim 3,
    수신 빔형성기에서 수신된 빔포밍에 의해 계산된 영상신호를 B 모드 영상으로 재구성하며, 디스플레이하기 위해서 2D 어레이 형태로 변환시켜주는 주사 변환(scan conversion)을 행하는 연산처리부; Arithmetic processing of performing a reception beam reconstructs the image signal calculated by the reception beam forming in the former B-mode image, and the scan conversion (scan conversion) that converts a 2D array to form a display;
    를 더 포함는 것을 특징으로 하는 HIFU 시스템. The HIFU system comprising more pohamneun.
  9. 제8항에 있어서 The method of claim 8, wherein
    연산처리부에서 수신된 B모드 영상으로 매핑(mapping)된 영상을 디스플레이부로 출력하며, 시술자가 HIFU 발생과 관련한 파라미터 입력 및 제어 키 입력에 대한 인터페이스를 제공하는 초음파 OS/UI 부; And it outputs the mapping (mapping) image display portion in the B-mode image received by the operation processing, ultrasonic OS / UI unit for the operator to provide an interface to input parameters and controls key inputs related to the HIFU occurs;
    를 더 포함는 것을 특징으로 하는 HIFU 시스템. The HIFU system comprising more pohamneun.
  10. 삭제 delete
  11. 제6항에 있어서, 7. The method of claim 6,
    HIFU 전송 모드부는, 초고전류 고속 MOSFET 드라이버(Ultra-high current high-speed MOSFET driver), 양극 고전압 MOSFET 증폭기(Bipolar high voltage MOSFET amplifier)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 HIFU 시스템. HIFU transfer mode part, ultra-high current high speed MOSFET drivers (Ultra-high-speed high current MOSFET driver), the positive high voltage MOSFET amplifier (Bipolar high voltage MOSFET amplifier) ​​HIFU system, characterized in that comprising an.
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서, According to claim 1 or 2,
    영상 전송 모드부는 DA변환기, 저역통과필터(LPF), 고전압 선형 증폭기(high voltage linear amplifier)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 HIFU 시스템. Image transmission mode part HIFU system, characterized in that comprising an DA converter, low-pass filter (LPF), a high voltage linear amplifier (high voltage linear amplifier).
  13. 제12항에 있어서, 13. The method of claim 12,
    상기 저역통과필터(LPF)는 1-15MHz의 저역통과필터인 것을 특징으로 하는 HIFU 시스템. The low-pass filter (LPF) is a HIFU system, characterized in that the low-pass filter of 1-15MHz.
  14. 제5항에 있어서, 수신 모드부는, The method of claim 5, wherein the reception mode comprises:
    수신모드 시에만 영상 트랜스듀서와 전기적으로 연결되어 초음파 응답신호(에코신호)를 수신하는 송수신 전환기(T/R switcher)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 HIFU 시스템. Reception mode only when the image transducer and is electrically connected to HIFU system, characterized in that made in the transmission and reception including transition (T / R switcher) for receiving an ultrasonic response signal (echo signal).
  15. 제14항에 있어서, 15. The method of claim 14,
    수신 모드부는 전치 증폭기, 저역통과필터, A/D 변환기를 더 포함하며, Receive mode portion further comprises a preamplifier, a low pass filter, A / D converter,
    송수신 전환기를 통해 수신된 초음파 응답신호를 증폭하는 전치 증폭기는, A preamplifier for amplifying the ultrasonic response signal received via the transmission and reception diverter,
    수신 전환기(T/R switcher)로 부터 수신된 초음파 응답신호(에코신호)를 수신하여, 최소의 잡음 레벨로 증폭하는 저잡음 증폭기; Receiving the turn receives the ultrasonic response signals (echo signals) received from the (T / R switcher), a low noise amplifier for amplifying a noise level to a minimum;
    빔형성기 제어부로부터 수신된 시간이득 보상 제어신호에 의해 시간이득 보상신호를 생성하는 시간이득 보상부; Time gain compensation unit for generating a time gain compensation signal by a time gain compensation control signal received from the beamformer controller;
    시간이득 보상부로부터 수신된 시간이득 보상신호에 따라 저잡음 증폭기로부터 수신된 초음파 응답신호를 시간에 따라 이득을 보상하는 전압 조정 감쇄기; According to a time gain compensation signal received from the time gain compensator voltage control attenuator for compensating a gain in accordance with the ultrasonic response signal received from the low noise amplifier in time;
    전압 조정 감쇄기의 출력신호로부터 이득을 조절하여 출력하는 프로그램어블 이득 증폭기; Programmable-gain amplifier for adjusting the gain to the output from the output signal of the voltage control attenuator;
    를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 HIFU 시스템. HIFU system, characterized in that comprising an.
  16. 제15항에 있어서 16. The method of claim 15 wherein
    저역통과필터는 1-15MHz의 저역통과필터인 것을 특징으로 하는 HIFU 시스템. Low-pass filter HIFU system, characterized in that the low-pass filter of 1-15MHz.
  17. 영상 트랜스듀서와 HIFU 트랜스듀서가 일체화된 초음파 트랜스듀서를 구비하는 HIFU 시스템의 구동에 있어서 In the driving of the HIFU system having an imaging transducer and the ultrasonic transducer is integrated HIFU transducer
    연산처리부는 영상 트랜스듀서를 인식하고 이에 따라, 영상 시스템부의 중심주파수를 설정하는 영상 트랜스듀서 설정단계; Operation processing is image transducer set recognizing the image transducer, and thus, sets the video system center frequency portion;
    B-모드, 색 흐름(color flow), M-모드, 도플러(Doppler), 혹은 이들의 결합으로 이루어진 동작모드의 설정신호에 따라 프로그램을 읽어들이는 모드 설정단계; B- mode, color flow (color flow), M- mode, a Doppler (Doppler), or reads the program according to the setting signal of the operation mode consisting of a combination thereof to a mode setting step;
    스캔의 깊이를 조절하여, 디스플레이되는 영상의 관측시야(field of view)를 고정하는 스캔 깊이 조절단계; Adjusting the depth of the scan, the scan depth control method comprising: fixing the observation field of view (field of view) of the displayed image;
    초점이 설정되며, 전송되는 빔의 초점거리를 설정하여(Focus or transmit focal length selection), 전송되는 빔의 초점거리(focal length) 및 위치를 관심영역으로 옮기는 초점거리 설정단계; The focus is set, by setting the focal length of the beam to be transmitted (or Focus transmit focal length selection), the focal length to move the focal distance (focal length) and location of the beam transmitted to the region of interest setting step;
    시간이득 보상 설정 데이터를 초음파 OS/UI 부의 컨트롤 패널로부터 수신하고, 시간별로 도착하는 신호에 대한 이득을 다르게 적용하는 TGC 제어단계; Receiving a time gain compensation setting data from the ultrasonic OS / UI parts of the control panel and, TGC control step of the different gains for the signals arriving over time applied;
    를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 HIFU 시스템의 구동방법. A drive method of a HIFU system, characterized in that comprising an.
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