KR101551469B1 - Ultrasonics wave transmission receive focusing method and system using plane wave - Google Patents

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KR101551469B1 KR1020140059728A KR20140059728A KR101551469B1 KR 101551469 B1 KR101551469 B1 KR 101551469B1 KR 1020140059728 A KR1020140059728 A KR 1020140059728A KR 20140059728 A KR20140059728 A KR 20140059728A KR 101551469 B1 KR101551469 B1 KR 101551469B1
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송태경
송재희
이종필
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서강대학교산학협력단
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    • A61B8/08—Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings

Abstract

The present invention relates to a method and a system for focusing ultrasonic wave transmission and reception using a plane wave. More preferably, the method for focusing ultrasonic wave transmission and reception using a plane wave comprises: a step where at least one piece of image information about an ultrasonic image of a target body is inputted into an image information input unit; a step where a transmission beam focusing unit detects an optimal transmission angle for transmitting a plane wave based on the inputted image information; a step where the transmission beam focusing unit detects an optimal number of plane wave transmission times when transmitting the plane wave based on the inputted image information; a step where the transmission beam focusing unit reflects delay time in the plane wave to be transmitted; a step where an arrangement converter transmits the plane wave to the target body the detected optimal number of transmission times according to the detected optimal transmission angle; and a step where a reception beam focusing unit focuses a beam of an ultrasonic signal received from the transmitted plane wave. Accordingly, the method and a system for focusing ultrasonic wave transmission and reception using the plane wave according to the present invention uses an optical transmission condition to transmit the ultrasonic wave to the target body to focus the ultrasonic wave transmission and reception more accurately.

Description

평면파를 이용한 초음파 송수신집속 방법 및 시스템{Ultrasonics wave transmission receive focusing method and system using plane wave}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to ultrasonic transmission / reception focusing methods and systems using plane waves,

본 발명은 평면파를 이용한 초음파 송수신집속 방법 및 시스템에 관한 것으로, 특히 최적의 송신 조건을 통해 초음파를 대상체로 송신하여 특성이 향상된 초음파 영상을 획득할 수 있는 평면파를 이용한 초음파 송수신집속 방법 및 시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a method and system for concentrating ultrasonic transmission and reception using plane waves, and more particularly, to a method and system for concentrating ultrasound transmission and reception using plane waves capable of acquiring an ultrasound image with improved characteristics by transmitting ultrasound to a target object through optimal transmission conditions will be.

환자의 환부를 진단하기 위해 사용되는 초음파 의료영상장치는 초음파 신호를 이용하여 인체 내 장기 등의 정보를 영상화하는 장치를 말한다. 이러한 초음파 의료영상장치는 X-ray, MRI, CT, PET등과 같은 다른 의료영상장치들과 비교해보면, 인체에 유해하지 않고, 실시간 영상화가 가능하며, 상대적으로 낮은 가격으로 시스템을 구성할 수 있는 장점을 가짐에 따라 의료 영상분야에서 중요한 역할을 한다. 특히, 초음파 의료 영상의 B(Brightness)-모드는 다수의 주사선을 이용하여 인체 내부의 단면 영상을 구성함에 따라, 화질과 프레임율이 성능의 지표가 된다.An ultrasound medical imaging apparatus used to diagnose a lesion of a patient refers to an apparatus that images information of an organ or the like in the human body using ultrasound signals. Such an ultrasonic medical imaging apparatus is advantageous in that it is possible to construct a system at a relatively low price without being harmful to the human body and capable of real-time imaging as compared with other medical imaging apparatuses such as X-ray, MRI, CT and PET And plays an important role in medical imaging field. Particularly, the B (Brightness) -mode of the ultrasonic medical image constitutes a sectional image inside the human body by using a plurality of scanning lines, so that the image quality and the frame rate are indicators of the performance.

이때, 프레임율은 초음파 영상 장치의 실시간 영상화를 가능하게 만들어주는 요소이며, 영상 깊이와 주사선 개수에 반비례하는 특성을 갖는다. 예를 들어, 영상 깊이가 15cm 이고, 128 내지 256 개의 주사선으로 구성되는 상복부 영상의 프레임율은 수십 Hz가 되며, 이러한 프레임율은 실시간 영상을 만들기에 충분하다. 하지만 심장벽 또는 판막과 같이 움직임이 빠른 부위를 관찰하거나, 횡탄성 영상에서 횡파가 전달되는 것을 관찰하기 위해서는 최대 수 kHz의 프레임율을 요구하기 때문에 종래 기술로는 이를 충족시킬 수 없었다. 이러한 요구를 충족시키기 위해 평면파를 송신한 후, 모든 주사선을 동시에 생성하여 기존 방법대비 주사선 개수만큼 프레임율을 향상시키는 기법이 연구되었다. 하지만, 평면파를 이용하여 생성한 초음파 영상의 경우에는 송신 집속을 하지 않으므로, 영상의 신호대잡음비(SNR), 측방향 해상도, 그리고 대조도 등의 특성이 종래 기술에 비하여 크게 저하되는 문제점이 발생했다.
At this time, the frame rate is an element that enables real-time imaging of the ultrasound imaging apparatus, and has characteristics in inverse proportion to the image depth and the number of scanning lines. For example, the frame rate of the epigastrium image, which has an image depth of 15 cm and is composed of 128 to 256 scanning lines, becomes tens of Hz, and such a frame rate is sufficient to produce a real-time image. However, conventional techniques can not satisfy this requirement because it requires a frame rate of up to several kHz in order to observe a fast moving part such as a heart wall or a valve, or to observe the transfer of a transverse wave in a transversely elastic image. In order to satisfy this demand, a scheme for improving the frame rate by the number of scanning lines compared to the conventional method has been studied by generating all scan lines simultaneously after transmitting plane waves. However, in the case of an ultrasound image generated using a plane wave, there is a problem that the characteristics such as SNR, lateral resolution, contrast, and the like of the image are considerably lower than those of the conventional art.

KR 10-0280197 (초음파 영상화 시스템의 초음파 신호 집속 방법 및 장치, 주식회사 메디슨) 2000.11.08.(Method and apparatus for ultrasound signal focusing of an ultrasound imaging system, MEDISON Co., Ltd.) 2000.11.08.

상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 대상체로 초음파 송신 시 요구되는 최적의 송신 조건을 검출하고, 검출한 최적의 송신 조건을 초음파 송신 집속 시 적용하여, 이를 통해 생성된 초음파 영상의 특성을 향상시킬 수 있는 평면파를 이용한 초음파 송수신집속 방법 및 시스템을 제공하고자 한다.
In order to solve the problems of the prior art as described above, the present invention detects optimal transmission conditions required for ultrasonic transmission to a target object, applies the detected optimal transmission conditions to the ultrasound transmission focusing, A method and system for concentrating ultrasonic transmission and reception using plane waves capable of improving the characteristics of ultrasonic transmission and reception.

위와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 한 실시 예에 따른 평면파를 이용한 초음파 송수신집속 방법은 영상정보입력부가 대상체의 초음파 영상에 대한 적어도 하나의 영상 정보를 입력받는 단계; 송신빔집속부가 입력받은 영상 정보에 기초하여 평면파 송신을 위한 최적의 송신각도를 검출하는 단계; 상기 송신빔집속부가 입력받은 영상 정보에 기초하여 평면파 송신 시, 최적의 평면파 송신 횟수를 검출하는 단계; 상기 송신빔집속부가 송신하고자 하는 평면파에 지연 시간을 반영하는 단계; 배열 변환자가 검출된 최적의 송신각도에 따라 평면파를 검출된 최적의 송신 횟수만큼 상기 대상체로 송신하는 단계; 및 수신빔집속부가 송신한 평면파로부터 수신된 초음파 신호를 빔집속하는 단계;를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided an ultrasonic transmission / reception focusing method using plane waves, comprising: receiving at least one image information of an ultrasound image of a target object; Detecting an optimal transmission angle for plane wave transmission based on the received image information; Detecting an optimal number of plane wave transmissions when transmitting the plane wave based on the image information received by the transmission beam focusing unit; Reflecting the delay time on a plane wave to be transmitted by the transmission beam focusing unit; Transmitting a plane wave to the object by an optimal transmission number in accordance with an optimal transmission angle at which the array transformer is detected; And beam focusing the ultrasound signals received from the plane waves transmitted by the receiving beam focusing unit.

보다 바람직하게는 송신 가능한 평면파의 최대 송신각도와 최소 송신각도간 차이값을 연산하여 최적의 송신각도를 검출하는 송신빔집속부가 입력받은 영상 정보에 기초하여 평면파 송신을 위한 최적의 송신각도를 검출하는 단계를 포함할 수 있다.More preferably, the transmission beam focusing section for calculating the difference between the maximum transmission angle and the minimum transmission angle of the transmittable plane wave and detecting the optimum transmission angle detects the optimal transmission angle for plane wave transmission based on the received image information Step < / RTI >

특히, 최적의 송신각도는 Sin 축 상에서의 창틀 함수 형태로 이루어질 수 있다.In particular, the optimal transmission angle can be in the form of a window frame function on the Sin axis.

특히, 최적의 송신각도는 상기 평면파를 섹터 주사하는 경우, 주사선의 각도에 기초하여 검출될 수 있다.In particular, the optimal transmission angle can be detected based on the angle of the scanning line when the plane wave is scanned in a sector.

특히, 최적의 송신횟수는 입력받은 상기 영상 정보 중 프레임율에 기초하여 검출될 수 있다.In particular, the optimal number of transmissions may be detected based on the frame rate of the input image information.

특히, 상기 초음파 영상에 대한 해상도, 신호대잡음비, 프레임율 및영상 깊이 중 적어도 하나를 포함하는 영상 정보를 포함할 수 있다.In particular, it may include image information including at least one of resolution, signal-to-noise ratio, frame rate, and image depth for the ultrasound image.

위와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시 예에 따른 평면파를 이용한 초음파 송수신집속 시스템은 대상체의 초음파 영상에 대한 해상도, 신호대잡음비, 프레임율 및 영상 깊이 중 적어도 하나의 영상 정보를 입력받은 영상정보입력부; 입력받은 영상 정보에 기초하여 평면파 송신을 위한 최적의 송신각도 및 평면파 송신횟수를 검출하며, 송신하고자 하는 평면파에 지연시간을 반영하는 송신 빔집속부; 검출된 최적의 송신각도에 따라 평면파를 검출된 최적의 송신횟수만큼 상기 대상체로 송신하는 배열 변환자; 및 송신된 평면파로부터 수신된 초음파 신호를 빔집속하는 수신 빔집속부;를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided an ultrasound transmission and reception system using a plane wave, the system including at least one of image resolution, signal-to-noise ratio, frame rate, and image depth for an ultrasound image, An input unit; A transmission beam focusing unit for detecting an optimal transmission angle and a number of plane wave transmission times for plane wave transmission based on the received image information and reflecting a delay time to a plane wave to be transmitted; An array transformer for transmitting a plane wave to the target object by an optimal transmission number in accordance with the detected optimal transmission angle; And a reception beam focusing unit for beam-focusing ultrasound signals received from the transmitted plane waves.

보다 바람직하게는 송신 가능한 평면파의 최대 송신각도와 최소 송신각도간 차이값을 연산하여 최적의 송신각도를 검출하는 송신 빔집속부를 포함할 수 있다.More preferably, the transmission beam focusing unit may calculate a difference value between a maximum transmission angle and a minimum transmission angle of the transmittable plane waves to detect an optimal transmission angle.

특히, 상기 초음파 영상에 대한 해상도, 신호대잡음비, 프레임율 및 영상 깊이 중 적어도 하나를 포함하는 영상 정보를 포함할 수 있다.
In particular, it may include image information including at least one of resolution, signal-to-noise ratio, frame rate, and image depth for the ultrasound image.

본 발명의 평면파를 이용한 초음파 송수신집속 방법 및 시스템은 최적의 송신조건을 검출한 후, 이를 이용하여 대상체로 초음파를 송신하도록 하여 보다 정확한 초음파의 송신 집속을 할 수 있는 효과가 있다.The method and system of ultrasonic transmission and reception using plane waves according to the present invention have an effect of transmitting ultrasound to a target object by using optimal transmission conditions and then transmitting ultrasound waves more accurately.

또한 본 발명의 평면파를 이용한 초음파 송수신집속 방법 및 시스템은 최적의 송신 조건을 적용하여 초음파의 송신 집속을 수행함으로써, 이를 통해 획득한 초음파 영상의 해상도, 신호대잡음비, 프레임율 및 영상 깊이 등에 대한 특성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
The method and system of ultrasonic transmission and reception using plane waves according to the present invention perform transmission and focusing of ultrasonic waves by applying optimal transmission conditions and thereby obtain characteristics of resolution, signal-to-noise ratio, frame rate, and image depth of the ultrasound image acquired through the transmission and focusing There is an effect that can be improved.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 평면파를 이용한 초음파 송수신집속 시스템의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 평면파를 이용한 초음파 송수신집속 방법의 순서도이다.
도 3은 평면파 송신 모형을 나타낸 도면이다.
도 4는 수신 동적 집속에 의해 나타나는 빔 패턴을 유도하기 위한 수신 모형을 나타낸 도면이다.
도 5는 합성 지연 시간을 반영하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 6은 합성 송신 빔 패턴을 유도하기 위한 평면파 송신 모형을 나타낸 도면이다.
도 7은 합성에 사용되는 송신각도를 Sin 축 상에 함수로 표현한 도면이다.
도 8은 합성 송신 빔 패턴의 특징을 나타낸 그래프이다.
도 9는 유한한 개수의 평면파 합성 시 발생하는 합성 송신 함수의 특징을 나타낸 도면이다.
도 10은 유한한 개수의 평면파가 합성되었을 때 나타나는 합성 송신 빔 패턴의 특징을 물리적으로 해석하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명과 종래기술간 평면파 중첩 영역의 차이를 나타내는 도면이다.1 is a block diagram of an ultrasonic transmission / reception focusing system using plane waves according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart of a method of focusing and transmitting ultrasonic waves using plane waves according to another embodiment of the present invention.
3 is a view showing a plane wave transmission model.
Figure 4 is a diagram of a reception model for deriving a beam pattern exhibited by receive dynamic focusing;
FIG. 5 is a diagram illustrating a process of reflecting the combined delay time.
6 is a diagram illustrating a plane wave transmission model for deriving a combined transmit beam pattern.
FIG. 7 is a graph showing a transmission angle used in the synthesis on the Sin axis as a function.
8 is a graph showing the characteristics of the combined transmit beam pattern.
9 is a diagram showing characteristics of a composite transmission function generated when a finite number of plane waves are synthesized.
10 is a view for physically analyzing a characteristic of a composite transmission beam pattern that appears when a finite number of plane waves are synthesized.
11 is a diagram showing a difference between a plane wave overlap region between the present invention and the prior art.

이하, 본 발명을 바람직한 실시예와 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되는 것은 아니다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to preferred embodiments and accompanying drawings, which will be easily understood by those skilled in the art. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.

본 발명에 대하여 구체적으로 설명하기에 앞서, 우선 본 발명이 적용되는 초음파 영상에 대하여 간략히 살펴보도록 한다.Before describing the present invention in detail, the ultrasound image to which the present invention is applied will be briefly described.

탄성파의 일종인 초음파(Ultrasonic Wave)는 서로 다른 물질의 경계에서 반사율이 다르기 때문에 인체 내부로 전파되면서 인체 조직의 물리적 특성에 따라 매질의 경계면에서는 반사 또는 투과되고, 흡수로 인해 진폭 감쇠가 발생하기도 한다. 이러한 특성을 이용하여 환부의 상태를 영상으로 나타내는 초음파 영상은 일반적으로 한 번의 초음파 송수신을 통해 하나의 주사선을 생성하며, 이러한 과정을 N 번 반복하여 N 개의 주사선으로 이루어진 2D 초음파 영상을 획득한다.Ultrasonic waves, which are a kind of elastic waves, are reflected or transmitted at the interface of the medium depending on the physical characteristics of the human body as they propagate to the inside of the human body due to different reflectance at the boundaries of different materials, and amplitude attenuation occurs due to absorption . The ultrasound image, which represents the state of the lesion using such a characteristic, generally generates one scan line through one ultrasonic transmission and reception, and repeats this process N times to acquire a 2D ultrasound image composed of N scan lines.

이와 같이 획득한 초음파 영상은 해상도(resolution), 신호대잡음비(SNR), 대조도(contrast), 침투도(penetration), 프레임율(frame rate) 등에 의해 결정되며 송수신 방법 및 영상의 구성 방법, 신호처리 방식, 회로의 특성에 따라 그 성능이 달라진다.The acquired ultrasound image is determined by resolution, SNR, contrast, penetration, frame rate, and the like. The ultrasound image is obtained by a method of transmitting and receiving, The performance depends on the method and the characteristics of the circuit.

이하, 도 1을 참조하여 본 발명에 따른 평면파를 이용한 초음파 송수신집속 시스템에 대하여 자세히 살펴보도록 한다. Hereinafter, an ultrasonic transmission / reception focusing system using plane waves according to the present invention will be described in detail with reference to FIG.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 평면파를 이용한 초음파 송수신 집속 시스템의 블록도이다.1 is a block diagram of an ultrasonic transmission / reception focusing system using plane waves according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 평면파를 이용한 초음파 송수신 집속 시스템(100)은 영상정보입력부(110), 송신 빔집속부(120), 배열 변환자(130) 및 수신 빔집속부(140)를 포함한다.1, the ultrasonic transmission and reception focusing system 100 using plane waves according to the present invention includes an image information input unit 110, a transmission beam focusing unit 120, an array transformer 130, and a reception beam focusing unit 140 ).

영상정보입력부(110)는 대상체의 초음파 영상에 대한 적어도 하나의 영상 정보를 입력받는다. 이때, 상기 영상 정보는 상기 초음파 영상에 대한 해상도(resolution), 신호대잡음비(SNR), 프레임율(frame rate), 영상 깊이, 대조도(contrast) 및 침투도(penetration) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The image information input unit 110 receives at least one image information of the ultrasound image of the object. The image information may include at least one of a resolution, a SNR, a frame rate, an image depth, a contrast, and a penetration of the ultrasound image. have.

송신 빔집속부(120)는 입력받은 영상 정보에 기초하여 평면파 송신을 위한 최적의 송신각도 및 평면파 송신횟수를 검출하며, 송신하고자 하는 평면파에 지연 시간을 반영한다. 이러한 송신 빔집속부(120)는 각도 검출모듈(121), 횟수 검출모듈(122) 및 시간지연모듈(123)을 포함한다.The transmission beam focusing unit 120 detects an optimal transmission angle and a number of plane wave transmissions for the plane wave transmission based on the received image information and reflects the delay time on the plane wave to be transmitted. The transmission beam focusing unit 120 includes an angle detection module 121, a frequency detection module 122, and a time delay module 123.

각도 검출모듈(121)은 입력받은 영상 정보에 기초하여 평면파 송신을 위한 최적의 송신각도를 검출한다.The angle detection module 121 detects an optimal transmission angle for plane wave transmission based on the received image information.

횟수 검출모듈(122)은 입력받은 영상 정보에 기초하여 평면파 송신 시, 최적의 평면파 송신횟수를 검출한다.The number detection module 122 detects the optimal number of plane wave transmissions based on the received image information when transmitting the plane waves.

시간지연모듈(123)은 송신하고자 하는 평면파에 지연시간을 반영한다.The time delay module 123 reflects the delay time on the plane wave to be transmitted.

배열 변환자(130)는 검출된 최적의 송신각도에 따라 평면파를 검출된 최적의 송신횟수만큼 상기 대상체로 송신한다.The array transformer 130 transmits a plane wave to the target object by the detected optimal transmission number in accordance with the detected optimal transmission angle.

빔집속부(140)는 송수신한 평면파로부터 수신된 초음파 신호를 빔 집속한다.The beam focusing unit 140 beams the ultrasound signals received from the plane waves transmitted and received.

이하, 도 2를 참조하여 본 발명의 다른 실시 예에 따른 평면파를 이용한 초음파 송수신집속 방법에 대하여 자세히 살펴보도록 한다.Hereinafter, the ultrasonic transmission / reception focusing method using plane waves according to another embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.

도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 평면파를 이용한 초음파 송수신집속방법의 순서도이다.2 is a flowchart of a method of focusing and transmitting ultrasonic waves using plane waves according to another embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 평면파를 이용한 초음파 송수신집속 방법은 먼저, 영상정보입력부(110)가 구현하고자 하는 초음파 영상에 대한 적어도 하나의 영상 정보를 입력받는다(S210). 이때, 상기 영상 정보는 상기 초음파 영상에 대한 해상도, 신호대잡음비, 프레임율, 영상 깊이, 대조도 및 침투도 중 적어도 하나를 포함하는 것으로서, 입력되는 내용에 따라 초음파 영상 중 중요시하는 특성을 파악하여 그에 부합하는 최적의 송신 조건을 획득할 수 있다.As shown in FIG. 2, in the ultrasonic transmission / reception focusing method using a plane wave of the present invention, at first, at least one image information of an ultrasound image to be implemented by the image information input unit 110 is received (S210). At this time, the image information includes at least one of a resolution, a signal-to-noise ratio, a frame rate, an image depth, a contrast, and a penetration degree of the ultrasound image. It is possible to obtain an optimum transmission condition that matches.

송신 빔집속부(120)가 입력받은 영상 정보에 기초하여 상기 영상 정보를 만족하는 평면파 송신을 위한 최적의 송신각도를 검출한다(S220). 이때, 상기 송신 빔집속부(120)가 송신 가능한 평면파의 최대 송신각도와 최소 송신각도간 차이값을 연산하여 평면파 송신을 위한 최적의 송신각도를 검출할 수 있다. 이에 따라 검출된 최적의 송신각도는 Sin 축 상에서의 창틀(Window) 함수 형태로 이루어지며, 특히, 초음파를 섹터 주사하는 경우에는 주사선의 각도에 기초하여 검출될 수 있다.The transmission beam focusing unit 120 detects an optimal transmission angle for plane wave transmission satisfying the image information based on the received image information (S220). At this time, the transmission beam focusing unit 120 can calculate the difference between the maximum transmission angle and the minimum transmission angle of the plane waves that can be transmitted and detect the optimal transmission angle for plane wave transmission. Accordingly, the detected optimal transmission angle is in the form of a window function on the Sin axis, and can be detected based on the angle of the scanning line, particularly when the ultrasonic wave is scanned in a sector.

송신 빔집속부(120)가 입력받은 영상 정보를 만족시키기 위한 최적의 평면파 송신횟수를 검출한다(S230). 이때, 최적의 송신횟수는 입력받은 상기 영상 정보 중 프레임율(Frame Rate)에 기초하여 검출될 수 있다. 이러한 프레임율(FR)은 하기의 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.The transmission beam focusing unit 120 detects the optimal number of plane wave transmissions to satisfy the inputted image information (S230). At this time, the optimal number of transmission times can be detected based on the frame rate of the input image information. This frame rate (FR) can be expressed by the following equation (1).

Figure 112014046731482-pat00001
Figure 112014046731482-pat00001

이때, 상기 N은 주사선 하나를 구성하는데 사용되는 평면파의 개수를 나타내고, 상기 Zmax는 초음파 영상의 최대 깊이를 나타내며, 상기 c는 인체 내에서의 초음파 속도를 나타낸다. 일반적으로 초음파 영상을 구성하는 주사선이 128 내지 256 개로 이루어지므로, 주사선 생성을 위해 사용되는 평면파의 개수를 줄여 프레임율을 향상시킬 수 있다.Here, N represents the number of plane waves used to construct one scan line, Z max represents the maximum depth of the ultrasound image, and c represents the ultrasound velocity in the human body. Generally, since the number of scanning lines constituting the ultrasound image is 128 to 256, the frame rate can be improved by reducing the number of plane waves used for generating the scanning lines.

송신 빔집속부(120)가 송신하고자 하는 평면파에 대하여 지연시간을 반영한다(S240).The transmission beam focusing unit 120 reflects the delay time with respect to the plane wave to be transmitted (S240).

배열 변환자(130)가 검출된 최적의 송신각도에 따라 평면파를 검출된 최적의 송신횟수만큼 상기 대상체로 송신한다(S250).The array transformer 130 transmits the plane waves to the target object by the optimal transmission number in accordance with the optimal transmission angle detected (S250).

수신 빔집속부(140)가 송신한 평면파로부터 수신된 초음파 신호를 빔집속한다(S260).The reception beam focusing unit 140 beam-combines the ultrasound signals received from the plane waves transmitted in operation S260.

이하, 도 3 내지 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 평면파를 이용한 송수신집속 과정에 대하여 보다 자세히 살펴보도록 한다.Hereinafter, the transmission / reception focusing process using the plane wave according to the present invention will be described in more detail with reference to FIG. 3 to FIG.

도 3은 평면파 송신 모형을 나타낸 도면이다.3 is a view showing a plane wave transmission model.

도 3에 도시된 바와 같이, X축은 측 방향(Lateral Direction)을 나타내고, Y축은 축 방향(Axial Direction)을 나타내며, 송신 구경의 크기는 무한하며, 평면파 송신각도 θ는 연속적이며, 평면파는 단일 주파수로 이루어진 연속파라고 가정한다.As shown in FIG. 3, the X axis represents the lateral direction, the Y axis represents the axial direction, the size of the transmission aperture is infinite, the plane wave transmission angle [theta] is continuous, As shown in FIG.

상기 X 축에 대해 θ로 기울어진 평면파가 임의의 관찰점(x, z)에 도달하였을 때 공간상에 나타나는 평면파 송신 빔패턴은 하기의 수학식 2와 같이 나타날 수 있다.A plane wave transmission beam pattern appearing in space when a plane wave inclined to &thetas; with respect to the X axis reaches an arbitrary observation point (x, z) can be expressed by Equation (2).

Figure 112014046731482-pat00002
Figure 112014046731482-pat00002

이때, 상기

Figure 112014046731482-pat00003
는 파수(wave number)를 나타내고,
Figure 112014046731482-pat00004
는 파장(wave length)을 나타내며, 상기 d 는 평면파가 상기 관찰점까지 전파된 거리를 나타내고, 상기
Figure 112014046731482-pat00005
는 X -Z 평면상의 평면파 송신 빔 패턴을 나타낸다.At this time,
Figure 112014046731482-pat00003
Represents a wave number,
Figure 112014046731482-pat00004
D represents a distance at which a plane wave has propagated to the observation point,
Figure 112014046731482-pat00005
Represents a plane-wave transmission beam pattern on the X-Z plane.

특히, 모든 평면파 송신각도에 대한 해석을 위해, 평면파의 송신각도 θ가 아닌

Figure 112014046731482-pat00006
에 대해 평면파 송신 빔 패턴을 유도하였다.In particular, for the analysis of all plane wave transmission angles,
Figure 112014046731482-pat00006
A transmission pattern of a plane wave is derived.

도 4는 수신 동적 집속에 의해 나타나는 빔 패턴을 유도하기 위한 수신 모형을 나타낸 도면이다.Figure 4 is a diagram of a reception model for deriving a beam pattern exhibited by receive dynamic focusing;

도 4에 도시된 바와 같이, X 축은 측 방향을 나타내고, Z 축은 축방향을 나타낸다. 따라서, 영상점에 수신 집속을 한 경우 레일리(Rayleigh) 회절 방정식과 프레넬(Fresnel) 근사에 의한 수신 빔 패턴은 하기의 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다.As shown in Fig. 4, the X axis represents the lateral direction and the Z axis represents the axial direction. Therefore, when the receiving point is focused on the image point, the Rayleigh diffraction equation and the Fresnel approximation receiving beam pattern can be expressed by the following equation (3).

Figure 112014046731482-pat00007
Figure 112014046731482-pat00007

이때, 상기 xs는 주사선의 위치를 나타내고, 상기 x0는 수신 구경 위에 임의의 한점을 나타내며, 상기 Pr(x0)는 수신 구경을 나타낸다. 이와 같이, 수신 동적 집속을 수행하였기 때문에 공간상에 나타나는 빔 패턴이 수신 구경의 푸리에 변환(Fourier transform)형태로 나타나는 것을 알 수 있다. 따라서 상기 X축에 대해 θ만큼 기울어진 평면파를 송수신한 경우에 빔 패턴은 하기의 수학식 4와 같이 나타낼 수 있다.Here, x s denotes the position of the scanning line, x 0 denotes an arbitrary point on the receiving aperture, and P r (x 0 ) denotes the receiving aperture. As described above, since the received dynamic focusing is performed, it can be seen that the beam pattern appearing in space appears as a Fourier transform of the receiving aperture. Accordingly, when a plane wave inclined by &thetas; is transmitted / received with respect to the X axis, the beam pattern can be expressed as Equation (4).

Figure 112014046731482-pat00008
Figure 112014046731482-pat00008

결과적으로, 이러한 평면파의 다양한 송신각도를 통해 획득한 합성 빔 패턴은 하기의 수학식 5와 같이 표현될 수 있다.As a result, the composite beam pattern obtained through various transmission angles of the plane waves can be expressed by the following equation (5).

Figure 112014046731482-pat00009
Figure 112014046731482-pat00009

이때, 상기

Figure 112014046731482-pat00010
는 합성창틀함수를 나타내고, 상기
Figure 112014046731482-pat00011
는 합성지연시간을 나타내며, 상기
Figure 112014046731482-pat00012
는 평면파 합성 집속 기법의 빔 패턴을 나타낸다. 또한, 평면파 송신각도의 범위가
Figure 112014046731482-pat00013
이므로, 적분 범위는 -∞부터 ∞로 설정한다.At this time,
Figure 112014046731482-pat00010
Represents the composite window frame function,
Figure 112014046731482-pat00011
Represents the synthesis delay time,
Figure 112014046731482-pat00012
Represents the beam pattern of the plane wave composite focusing technique. Also, if the range of the plane wave transmission angle is
Figure 112014046731482-pat00013
Therefore, the integral range is set from -∞ to ∞.

이때, 앞서 상기 수학식 3을 통해 수신 빔 패턴은 적분 상수인

Figure 112014046731482-pat00015
와 무관하므로, 상기 수학식 5를 하기에 도시된 수학식 6과 같이 변경할 수 있다.At this time, the reception beam pattern < RTI ID = 0.0 > Is the integral constant
Figure 112014046731482-pat00015
Therefore, Equation (5) can be changed as shown in Equation (6) shown below.

Figure 112014046731482-pat00016
Figure 112014046731482-pat00016

이때, 상기

Figure 112014046731482-pat00017
는 평면파들의 합성에 의해 나타나는 빔 패턴을 나타내는 것으로, 이하에서는 합성 송신 빔 패턴이라고 명명한다. 상기 수학식 6을 통해 본 발명을 이용한 최종 빔 패턴은 수신 빔 패턴과 합성 집속 빔 패턴의 곱으로 나타나며, 따라서 합성 송신 빔 패턴을 분석함으로써, 그 특징을 유도할 수 있다.At this time,
Figure 112014046731482-pat00017
Represents a beam pattern represented by a combination of plane waves, and is hereinafter referred to as a composite transmission beam pattern. The final beam pattern using the present invention can be expressed as a product of a reception beam pattern and a synthetic focusing beam pattern through Equation (6), and thus the characteristic of the final beam pattern can be derived by analyzing the composite transmission beam pattern.

도 5는 합성 지연 시간을 반영하는 과정을 나타낸 도면이다.FIG. 5 is a diagram illustrating a process of reflecting the combined delay time.

도 5에 도시된 바와 같이, 각각의 평면파는 처음에는 동일한 위상으로 송신되지만, 영상점까지의 거리가 평면파마다 다르기 때문에 영상점까지 전파되었을 때의 위상이 서로 다르게 된다. 따라서 거리차에 의한 위상을

Figure 112014046731482-pat00018
를 통해 보상해줌으로써 모든 평면파가 영상점에서 동일한 위상으로 만나게 되며, 이를 송신집속이라고 한다.As shown in FIG. 5, each plane wave is initially transmitted in the same phase, but since the distance to the image point differs for each plane wave, the phases are different when propagated to the image point. Therefore, the phase difference due to the difference in distance
Figure 112014046731482-pat00018
So that all the plane waves meet at the same phase in the image point, and this is called the transmission focusing.

이에 따라, 평면파가 진행한 거리 자체를 보상해줌으로써 합성 송신 빔 패턴을 유도하였다. Accordingly, the synthesized transmission beam pattern is derived by compensating the distance traveled by the plane wave itself.

도 6은 합성 송신 빔 패턴을 유도하기 위한 평면파 송신 모형을 나타낸 도면이다.6 is a diagram illustrating a plane wave transmission model for deriving a combined transmit beam pattern.

도 6에 도시된 바와 같이, 평면파가 영상점까지 진행한 거리가

Figure 112014046731482-pat00019
이므로,
Figure 112014046731482-pat00020
는 하기의 수학식 7과 같이 나타날 수 있다.As shown in Fig. 6, the distance that the plane wave travels to the image point is
Figure 112014046731482-pat00019
Because of,
Figure 112014046731482-pat00020
Can be expressed by Equation (7) below.

Figure 112014046731482-pat00021
Figure 112014046731482-pat00021

따라서, 상기 수학식 6과 7을 통해 합성 송신 빔 패턴은 하기의 수학식 8과 같이 유도된다.Therefore, the combined transmit beam pattern is derived as shown in Equation (8) through Equations (6) and (7).

Figure 112014046731482-pat00022
Figure 112014046731482-pat00022

상기 수학식 8에 나타난 바와 같이, 평면파 중첩으로 인한 합성 송신 빔 패턴은

Figure 112014046731482-pat00023
의 푸리에 변환 형태로 나타나는 것을 알 수 있고, 기존의 해석과 달리 모든 평면파 송신각도
Figure 112014046731482-pat00024
에 대해 적용할 수 있는 것을 알 수 있다.As shown in Equation (8), the combined transmit beam pattern due to plane wave superposition
Figure 112014046731482-pat00023
, And it can be seen that, unlike the conventional analysis, all plane wave transmission angles
Figure 112014046731482-pat00024
As shown in FIG.

지금까지 평면파 송신각도가 연속적으로 변하는 경우에 대해 합성 송신 빔 패턴을 유도하는 경우를 설명하였다. 하지만 본 발명을 실제 적용하기 위해서, 유한한 개수의 평면파 송신각도를 이용하여 합성해야하므로, 이러한 경우의 합성 송신 빔 패턴을 해석하였다. 이에 따라, 합성 송신 빔

Figure 112014046731482-pat00025
를 도 7 및 수학식 9와 같이 설정될 수 있다.A case has been described in which a combined transmit beam pattern is derived for a case where the plane wave transmission angle continuously changes. However, in order to actually apply the present invention, a synthesized transmission beam pattern in this case is analyzed because a finite number of plane wave transmission angles must be synthesized. As a result,
Figure 112014046731482-pat00025
Can be set as shown in FIG. 7 and Equation (9).

도 7은 평면파 송신각도를 나타낸 도면이다.7 is a view showing a plane wave transmission angle.

도 7에 도시된 바와 같이, 송신각도의 증분

Figure 112014046731482-pat00026
은 일정한 간격을 갖도록 설정된다.As shown in Fig. 7, the increment of the transmission angle
Figure 112014046731482-pat00026
Are set to have a constant interval.

Figure 112014046731482-pat00027
Figure 112014046731482-pat00027

이때, 상기 N 은 합성횟수를 나타내고, 상기

Figure 112014046731482-pat00028
는 평면파 송신각도의 최소값 및 최대값을 나타낸다. 이때, 상기 수학식 8을 통해 유한한 개수의 평면파를 중첩시킨 평면파 합성 집속 빔 패턴은 하기의 수학식 10과 같이 표현될 수 있다.Here, N represents the number of times of synthesis,
Figure 112014046731482-pat00028
Represents the minimum value and the maximum value of the plane wave transmission angle. At this time, the plane wave combining focused beam pattern in which a finite number of plane waves are superimposed through Equation (8) can be expressed as Equation (10).

Figure 112014046731482-pat00029
Figure 112014046731482-pat00029

이처럼 수학식 10에 표현된 평면파 합성 집속 빔 패턴을 통해 N개의 평면파를 합성하였을 때의 주엽폭과 그레이팅 로브의 위치를 유추할 수 있다. 먼저, 주엽폭의 위치는 분자가 최초로 0이 되는 지점으로, 하기의 수학식 11을 통해 연산될 수 있다.The width of the main lobe and the position of the grating lobe when N plane waves are synthesized can be inferred through the plane wave combining focusing beam pattern expressed by Equation (10). First, the position of the width of the main lobe can be calculated through the following equation (11) at the point where the molecule first becomes zero.

Figure 112014046731482-pat00030
Figure 112014046731482-pat00030

또한, 그레이팅 로브 위치는 분모가 0이 되는 지점이며, 이는 하기의 수학식 12를 통해 연산될 수 있다.Also, the grating lobe position is a point at which the denominator becomes zero, which can be calculated by the following equation (12).

Figure 112014046731482-pat00031
Figure 112014046731482-pat00031

이하에서는 합성 송신 빔 패턴의 특징에 대하여 보다 자세히 살펴보도록 한다.Hereinafter, the characteristics of the combined transmit beam pattern will be described in more detail.

도 8은 합성 송신 빔 패턴의 특징을 나타낸 도면이다.8 is a diagram showing a characteristic of the combined transmit beam pattern.

도 8에 도시된 바와 같이, 앞서 수학식 8을 통해 합성송신 빔패턴은

Figure 112014046731482-pat00032
의 푸리에변환 형태로 나타나는 것을 알 수 있다. 이때, 상기
Figure 112014046731482-pat00033
가 사각창틀함수(rectangular window)인 경우의 공간상에 나타나는 빔 패턴의 특성을 살펴보면, 첫째, 합성 송신 빔 패턴의 주엽폭은 평면파 송신각도의 총변화량(
Figure 112014046731482-pat00034
) 에 의해서만 결정된다. 즉, 송신각도의 절대값이 동일할 필요는 없다. 둘째, 주엽폭이 깊이에 따라 변하지 않는다.As shown in FIG. 8, the composite transmit beam pattern is expressed by Equation (8)
Figure 112014046731482-pat00032
Fourier transform of Fourier transform. At this time,
Figure 112014046731482-pat00033
First, the width of the main beam of the combined transmit beam pattern is defined as the total variation amount of the plane wave transmission angle (
Figure 112014046731482-pat00034
). That is, the absolute values of the transmission angles need not be the same. Second, the width of the main lobes does not change with depth.

또한, 평면파의 송신각도가 불연속적인 경우에 대해서도 살펴보도록 한다.It is also assumed that the transmission angle of the plane wave is discontinuous.

도 9는 유한한 개수의 평면파 합성 시 발생하는 합성 송신 함수의 특징을 나타낸 도면이다.9 is a diagram showing characteristics of a composite transmission function generated when a finite number of plane waves are synthesized.

도 9에 도시된 바와 같이, 유한한 개수의 평면파 합성 시 발생하는 합성 송신 함수는 첫째, 평면파 송신각도의 총 변화량(

Figure 112014046731482-pat00035
)과 송신 횟수 N 에 의해 주엽폭이 결정되는 것을 알 수 있다. 즉, 송신각도의 절대값이 동일할 필요는 없다. 둘째, 상기 합성 송신 함수는 주엽폭이 깊이에 따라 변하지 않는 특징을 갖는다. 셋째, 평면파 송신각도 증분(
Figure 112014046731482-pat00036
)에 따라 그레이팅 로브 발생 위치가 변경되고, 이때 평면파 송신각도 증분(
Figure 112014046731482-pat00037
)이 작을수록 주엽과 멀어지는 것을 알 수 있다.As shown in FIG. 9, the composite transmission function generated when a finite number of plane waves are synthesized is expressed as follows: First,
Figure 112014046731482-pat00035
) And the number N of transmissions determine the width of the main lobe. That is, the absolute values of the transmission angles need not be the same. Second, the composite transmission function has a feature in which the width of the main lobe does not change with depth. Third, the plane wave transmission angle increment (
Figure 112014046731482-pat00036
), The grating lobe generation position is changed, and the plane wave transmission angle increment (
Figure 112014046731482-pat00037
) Is smaller, it can be seen that it is distant from the main lobe.

이처럼 유한한 개수의 평면파가 합성되었을 때 발생되는 합성 송신 빔 패턴 특징은 도 10을 통해 물리적으로 해석할 수 있다. The synthesized transmission beam pattern characteristics generated when a finite number of plane waves are synthesized can be physically analyzed through FIG.

도 10에 도시된 바와 같이, 먼저, 주엽의 경우에는 모든 평면파가 동일한 위상으로 만나기 때문에 보강 간섭이 일어나며, 각 평면파의 위상이 서로 상쇄 간섭을 발생시켜 최종적으로 크기가 0이 되는 지점이 주엽의 정지점(null point) 형태로 나타난다.As shown in FIG. 10, first, in the case of the main lobe, since all plane waves meet in the same phase, constructive interference occurs, and the phase of each plane wave causes destructive interference with each other, It appears in the form of a null point.

또한 각 평면파 간의 거리 차에 의한 위상이

Figure 112014046731482-pat00038
의 정수 배가 되는 지점에서 그레이팅 로브가 발생하게 된다.Also, the phase difference due to the difference in distance between each plane wave
Figure 112014046731482-pat00038
A grating lobe is generated at a point where the grating lobe becomes an integral multiple of the grating lobe.

이상에서는 이론적 해석을 위해 송신 구경의 크기가 무한하다고 가정을 하였지만 본 발명을 실제로 사용하는 경우에 송신 구경의 크기는 유한할 수 밖에 없기 때문에, 이하에서는 송신 구경의 크기가 합성 송신 빔 패턴에 미치는 영향에 대하여 구체적으로 살펴보도록 한다.In the above, it is assumed that the size of the transmission aperture is infinite for the theoretical analysis. However, since the size of the transmission aperture is limited when the present invention is actually used, the size of the transmission aperture will affect the combined transmission beam pattern Will be discussed in detail.

먼저 주사선마다 평면파가 중첩되는 영역이 다르기 때문에 본 발명을 통해 획득한 초음파 영상에서 균일한 해상도를 얻기 위해, 관측 시야(field of view)는 제한되지만, 앞에서 살펴본 바와 같이 주사선의 주엽폭은 평면파 송신각도의 총변화량(

Figure 112014046731482-pat00039
)에 의해 결정된다. 따라서 구성하고자 하는 주사선의 위치에 따라 합성하는 평면파 송신각도의 범위를 조절함으로써, 초음파 영상에서 동일한 해상도를 얻을 수 있으며, 이러한 일련의 과정은 도 11을 통해 확인할 수 있다.In order to obtain a uniform resolution in the ultrasound image obtained through the present invention, the field of view is limited. However, as described above, since the width of the main scanning line is smaller than the plane wave transmission angle Total variation of
Figure 112014046731482-pat00039
). Therefore, by adjusting the range of the plane wave transmission angle to be synthesized according to the position of the scanning line to be configured, the same resolution can be obtained in the ultrasound image.

도 11은 본 발명과 종래기술간 평면파 중첩 영역을 나타낸 도면이다.11 is a diagram showing a plane wave overlap region between the present invention and prior art.

도 11(a)는 종래 기술에 따른 영상화 기법을 나타내는 도면으로서, 모든 주사선이 동일한 각도 세트를 이용하여 초음파 영상을 만들어 낸다. 즉, 송신 구경의 크기가 유한할 때 평면파가 중첩되는 영역을 송신 구경의 크기와 최대 송신각도를 확인할 수 있다.FIG. 11 (a) illustrates an imaging technique according to the prior art, in which all scan lines produce an ultrasound image using the same set of angles. That is, the size of the transmission aperture and the maximum transmission angle can be confirmed in the area where the plane wave overlaps when the transmission aperture size is finite.

도 11(a)에 도시된 바와 같이, 송신 구경의 크기와 평면파 최대 송신각도에 따라 모든 평면파가 중첩되는 영역이 제한되며, 이는 곧 영상의 최대 깊이가 제한되는 것을 나타낸다. 또한 주사선의 위치에 따라 평면파가 중첩되는 정도가 다른 것을 알 수 있으므로, 주사선마다 측방향 해상도가 불균일하게 나타날 것으로 예상할 수 있다.As shown in FIG. 11 (a), the area where all the plane waves overlap is limited according to the size of the transmission aperture and the maximum transmission angle of the plane wave, which means that the maximum depth of the image is limited. In addition, since it is known that the degree of superposition of plane waves differs depending on the position of the scanning line, it can be expected that the lateral resolution becomes nonuniform for each scanning line.

하지만 이와 달리, 도 11(b)는 본 발명에 따른 초음파 영상화 기법을 나타내는 도면으로서, 관측 시야의 확장을 위해 가장 자리에 위치한 주사선을 구성하는데 필요한 송신각도까지 확장하여 송수신 과정을 수행한다. 이후, 각 주사선마다 서로 다른 각도 세트를 이용하여 초음파 영상에서 균일한 해상도를 획득할 수 있다.11B is a diagram showing an ultrasonic imaging technique according to the present invention. The ultrasonic imaging technique is extended to a transmission angle necessary for constructing a scan line located at the edge for extension of an observation field of view, thereby performing a transmission and reception process. Then, uniform resolution can be obtained from the ultrasound image using different angle sets for each scanning line.

결과적으로, 초음파 영상에서 원하는 성능을 얻기 위한 평면파 송신각도와 합성 횟수를 산출할 수 있다. 이처럼, 산출된 평면파의 송신각도와 합성 횟수를 통해 평면파를 중첩시킬 때 발생하는 격자 로브를 효과적으로 제거할 수 있고, 초음파 영상의 해상도를 균일하게 만들며, 관측 시야를 용이하게 확장할 수 있다. As a result, it is possible to calculate the plane wave transmission angle and the synthesis frequency to obtain the desired performance in the ultrasound image. As described above, it is possible to effectively remove the lattice lobe that occurs when plane waves are superimposed through the transmission angle of the calculated plane wave and the number of times of synthesis, to make the resolution of the ultrasound image uniform, and to easily expand the observation field.

본 발명의 평면파를 이용한 초음파 송수신집속 방법 및 시스템은 최적의 송신 조건을 검출한 후, 이를 이용하여 대상체로 초음파를 송신하도록 하여 보다 정확한 초음파의 송신 집속을 할 수 있는 효과가 있다.The method and system of ultrasonic transmission and reception using plane waves according to the present invention have an effect of transmitting ultrasound to a target object by using optimal transmission conditions and then transmitting ultrasound waves more accurately.

또한 본 발명의 평면파를 이용한 초음파 송수신집속 방법 및 시스템은 최적의 송신 조건을 적용하여 초음파의 송신 집속을 수행함으로써, 이를 통해 획득한 초음파 영상의 해상도, 신호대잡음비, 프레임율 및 영상 깊이 등에 대한 특성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.The method and system of ultrasonic transmission and reception using plane waves according to the present invention perform transmission and focusing of ultrasonic waves by applying optimal transmission conditions and thereby obtain characteristics of resolution, signal-to-noise ratio, frame rate, and image depth of the ultrasound image acquired through the transmission and focusing There is an effect that can be improved.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 본 발명의 기술사상 범위 내에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 첨부된 특허 청구 범위에 속하는 것은 당연하다.
While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, Do.

110: 영상정보 입력부 120: 각도검출부
130: 횟수검출부 140: 시간지연부
150: 배열 변환자 160: 빔집속부110: image information input unit 120: angle detection unit
130: frequency detector 140: time delay unit
150: array transformer 160: beam focusing unit

Claims (9)

영상정보입력부가 대상체의 초음파 영상에 대한 적어도 하나의 영상 정보를 입력받는 단계;
송신빔집속부가 입력받은 영상 정보에 기초하여 평면파 송신을 위한 최적의 송신각도를 검출하는 단계;
상기 송신빔집속부가 입력받은 영상 정보에 기초하여 평면파 송신 시, 최적의 평면파 송신횟수를 검출하는 단계;
상기 송신빔집속부가 송신하고자 하는 평면파에 지연시간을 반영하는 단계;
배열 변환자가 검출된 최적의 송신각도에 따라 평면파를 검출된 최적의 송신횟수만큼 상기 대상체로 송신하는 단계; 및
수신 빔집속부가 송신한 평면파로부터 수신된 초음파 신호를 빔 집속하는 단계;
를 포함하는 평면파를 이용한 초음파 송수신집속 방법.
Receiving at least one image information of an ultrasound image of a target object by the image information input unit;
Detecting an optimal transmission angle for plane wave transmission based on the received image information;
Detecting an optimal number of plane wave transmissions when transmitting the plane wave based on the image information received by the transmission beam focusing unit;
Reflecting the delay time on a plane wave to be transmitted by the transmission beam focusing unit;
Transmitting a plane wave to the object by an optimal transmission number in accordance with an optimal transmission angle at which the array transformer is detected; And
Beam focusing the ultrasound signals received from the plane waves transmitted by the receiving beam focusing unit;
And an ultrasonic transmission / reception focusing method using the plane wave.
제1항에 있어서,
상기 송신빔집속부가 입력받은 영상 정보에 기초하여 평면파 송신을 위한 최적의 송신각도를 검출하는 단계는
송신 가능한 평면파의 최대 송신각도와 최소 송신각도간 차이값을 연산하여 최적의 송신각도를 검출하는 것을 특징으로 하는 평면파를 이용한 초음파 송수신집속 방법.
The method according to claim 1,
The step of detecting an optimal transmission angle for plane wave transmission based on the image information received by the transmission beam focusing part
And calculating the difference between the maximum transmission angle and the minimum transmission angle of the transmittable plane waves to detect an optimal transmission angle.
제1항에 있어서,
상기 최적의 송신각도는
Sin 축 상에서의 창틀 함수 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 평면파를 이용한 초음파 송수신집속 방법.
The method according to claim 1,
The optimal transmission angle
And a window frame function on the Sin axis.
제1항에 있어서,
상기 최적의 송신각도는
상기 평면파를 섹터 주사하는 경우, 주사선의 각도에 기초하여 검출되는 것을 특징으로 하는 평면파를 이용한 초음파 송수신집속 방법.
The method according to claim 1,
The optimal transmission angle
And when the plane wave is scanned in the sector, the ultrasonic wave is detected based on the angle of the scanning line.
제1항에 있어서,
상기 최적의 송신횟수는
입력받은 상기 영상 정보 중 프레임율에 기초하여 검출되는 것을 특징으로 하는 평면파를 이용한 초음파 송수신집속 방법.
The method according to claim 1,
The optimal number of transmissions is
Wherein the ultrasonic signal is detected based on a frame rate of the input image information.
제1항에 있어서,
상기 영상 정보는
상기 초음파 영상에 대한 해상도, 신호대잡음비, 프레임율, 영상 깊이, 대조도 및 침투도 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 평면파를 이용한 초음파 송수신집속 방법.
The method according to claim 1,
The image information
Wherein the at least one ultrasound image includes at least one of resolution, signal-to-noise ratio, frame rate, image depth, contrast, and penetration of the ultrasound image.
대상체의 초음파 영상에 대한 적어도 하나의 영상 정보를 입력받는 영상정보입력부;
입력받은 영상 정보에 기초하여 평면파 송신을 위한 최적의 송신각도 및 평면파 송신횟수를 검출하며, 송신하고자 하는 평면파에 지연시간을 반영하는 송신 빔집속부;
검출된 최적의 송신각도에 따라 평면파를 검출된 최적의 송신횟수만큼 상기 대상체로 송신하는 배열 변환자; 및
송신한 평면파로부터 수신된 초음파 신호를 빔 집속하는 수신빔집속부;
를 포함하는 평면파를 이용한 초음파 송수신집속 시스템.
An image information input unit receiving at least one image information of the ultrasound image of the object;
A transmission beam focusing unit for detecting an optimal transmission angle and a number of plane wave transmission times for plane wave transmission based on the received image information and reflecting a delay time to a plane wave to be transmitted;
An array transformer for transmitting a plane wave to the target object by an optimal transmission number in accordance with the detected optimal transmission angle; And
A reception beam focusing unit for beam-focusing ultrasound signals received from the transmitted plane waves;
And an ultrasonic transmission / reception focusing system using plane waves.
제7항에 있어서,
상기 송신 빔집속부는
송신 가능한 평면파의 최대 송신각도와 최소 송신각도간 차이값을 연산하여 최적의 송신각도를 검출하는 것을 특징으로 하는 평면파를 이용한 초음파 송수신집속 시스템.
8. The method of claim 7,
The transmission beam focusing unit
And calculates the difference between the maximum transmission angle and the minimum transmission angle of the transmittable plane waves to detect an optimal transmission angle.
제1항에 있어서,
상기 영상 정보는
상기 초음파 영상에 대한 해상도, 신호대잡음비, 프레임율, 영상 깊이, 대조도 및 침투도 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 평면파를 이용한 초음파 송수신집속 시스템.The method according to claim 1,
The image information
Wherein the ultrasound transducer comprises at least one of resolution, signal-to-noise ratio, frame rate, image depth, contrast, and penetration of the ultrasound image.
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