KR101792592B1 - 초음파 영상 표시 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 방법에 의하면, 사용자가 정확하게 혈류의 방향을 인식함으로써, 질환 진단의 정확도를 높일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 방법은, 프로브를 이용하여 대상체에 대해 초음파 신호를 송수신함으로써 생성된 제 1 도플러 데이터를 획득하는 단계; 화면 상의 제 1 위치에 음원 마커를 표시하는 단계; 및 상기 제 1 위치를 고려하여, 상기 제 1 도플러 데이터로부터 제 1 컬러 도플러 영상을 생성하고 표시하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

초음파 영상 표시 방법 및 장치{APPARATUS AND METHOD FOR DISPLAYING ULTRASOUND IMAGE}
본 발명은 초음파 영상을 표시하는 방법 및 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 도플러 데이터를 이용하여 대상체의 적어도 일부의 움직임을 나타내는 컬러 도플러 영상을 생성하고 표시하는 초음파 영상 표시 방법 및 장치에 관한 것이다.
초음파 시스템은 무침습 및 비파괴 특성을 가지고 있어, 대상체 내부의 정보를 얻기 위한 의료 분야에 널리 이용되고 있다. 초음파 시스템은, 대상체를 직접 절개하여 관찰하는 외과 수술 없이, 대상체 내부에 대한 고해상도 영상을 의사에게 제공할 수 있으므로 의료 분야에 매우 중요하게 이용되고 있다.
일반적으로, 초음파 시스템은 프로브를 대상체의 표면에 접촉시킨 상태에서 초음파 신호를 대상체에 송신하고 대상체로부터 반사되는 초음파 신호 (이하, 에코 신호라 함) 를 수신한다. 초음파 시스템은 프로브를 통해 수신된 에코 신호에 기초하여 대상체의 초음파 영상을 형성하고, 형성된 초음파 영상을 디스플레이부를 통해 디스플레이한다.
예를 들어, 초음파 시스템은 대상체로부터 반사되는 에코 신호의 강도가 휘도(brightness)로써 표현되는 B 모드(Brightness mode) 영상 또는, 에코 신호로부터 추출된 도플러 성분을 색상 또는 파형으로 표현하는 D 모드(Doppler mode) 영상을 형성하고 디스플레이할 수 있다.
특히, 초음파 시스템은 혈액이 흐르는 혈관을 포함하는 대상체에게 초음파 신호를 송신하고 대상체로부터 반사되는 에코 신호를 수신하여 도플러 데이터를 생성할 수 있다. 초음파 시스템은, 생성된 도플러 데이터에 기초하여 C 모드 영상, 즉 컬러 도플러 영상을 형성할 수 있다. 컬러 도플러 영상은, 프로브에 대한 혈류의 상대 속도를 색상 또는 화살표로 나타낸다. 컬러 도플러 영상은 심혈관계 질환의 유무를 진단하는데 널리 이용된다.
일반적인 초음파 시스템은, 도플러 데이터 획득시의 프로브의 위치에 대한 혈류의 상대 속도를 나타내는 컬러 도플러 영상을 생성한다. 일반적인 초음파 시스템을 사용하는 사용자는, 컬러 도플러 영상에 대한 사용자의 조작이 있는 경우(예를 들어, 컬러 도플러 영상을 화면 상에서 이동하거나 회전하는 경우), 컬러 도플러 영상의 기초가 되는 도플러 데이터 획득시에 프로브가 어디에 위치하였는지 알수 없게 된다.
또한, 일반적인 초음파 시스템은, 도플러 데이터 획득시의 프로브의 위치에 대한 혈류의 상대 속도를 나타내는 컬러 도플러 영상을 제공하므로, 프로브의 공간적 위치에 따라서 혈류의 방향을 정확하게 나타내지 못하는 컬러 도플러 영상을 제공할 수 있다.
따라서, 일반적인 초음파 시스템을 사용하는 사용자는, 컬러 도플러 영상이 나타내는 정확한 혈류의 방향을 인지하는데 어려움이 있으며, 결과적으로, 진단의 정확도가 떨어진다는 문제점이 있다.
심혈관계 질환의 진단 정확도를 높이기 위하여, 사용자에게 정확한 혈류의 방향을 제공하는 초음파 영상 표시 방법 및 장치를 제공한다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 방법은, 프로브를 이용하여 대상체에 대해 초음파 신호를 송수신함으로써 생성된 제 1 도플러 데이터를 획득하는 단계; 화면 상의 제 1 위치에 음원 마커를 표시하는 단계; 및 상기 제 1 위치를 고려하여, 상기 제 1 도플러 데이터로부터 제 1 컬러 도플러 영상을 생성하고 표시하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 방법에 있어서, 상기 제 1 컬러 도플러 영상을 생성하고 표시하는 단계는, 상기 화면 상의 기준 위치와 상기 제 1 위치를 비교한 결과에 기초하여 상기 제 1 도플러 데이터로부터 제 2 도플러 데이터를 생성하는 단계; 및 상기 제 2 도플러 데이터로부터 상기 제 1 컬러 도플러 영상을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 방법에 있어서, 상기 제 2 도플러 데이터를 생성하는 단계는, 상기 화면 상의 소정 점과 상기 기준 위치를 잇는 선과 상기 소정 점과 상기 제 1 위치를 잇는 선이 이루는 각도를 획득하는 단계; 및 상기 획득된 각도에 기초하여 상기 제 1 도플러 데이터를 보정함으로써 상기 제 2 도플러 데이터를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 방법에 있어서, 사용자의 입력에 기초하여, 상기 제 1 위치에 표시된 상기 음원 마커를 제 2 위치로 이동하는 단계; 및 상기 음원 마커의 이동에 기초하여 제 2 컬러 도플러 영상을 생성하고 표시하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 방법에 있어서, 상기 음원 마커를 제 2 위치로 이동하는 단계는, 상기 화면 상의 소정 경로를 따라서 상기 제 1 위치로부터 상기 제 2 위치로 상기 음원 마커를 이동하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 방법에 있어서, 상기 제 2 컬러 도플러 영상을 생성하고 표시하는 단계는, 상기 화면 상의 소정 점과 상기 제 1 위치를 잇는 선과 상기 소정 점과 상기 제 2 위치를 잇는 선이 이루는 각도를 획득하는 단계; 및 상기 획득된 각도에 기초하여 상기 제 2 컬러 도플러 영상을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 방법에 있어서, 사용자의 입력에 기초하여, 상기 제 1 컬러 도플러 영상의 지오메트리를 변환하는 단계; 및 상기 제 1 컬러 도플러 영상의 지오메트리 변환에 기초하여 제 2 컬러 도플러 영상을 생성하고 표시하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 방법에 있어서, 상기 제 1 컬러 도플러 영상의 지오메트리를 변환하는 단계는, 상기 화면 상에서, 상기 제 1 컬러 도플러 영상의 이동, 확대, 축소 및 회전 중 적어도 하나를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 방법에 있어서, 상기 화면은 복수의 도플러 영상들을 표시할 수 있는 복수의 영역들을 포함하고, 상기 제 1 위치에 상기 음원 마커를 표시하는 단계는, 상기 복수의 영역들 중 각 영역의 소정 위치들에 복수의 음원 마커들을 표시하는 단계를 포함하고, 상기 제 1 컬러 도플러 영상을 생성하고 표시하는 단계는, 상기 각 영역의 소정 위치들에 기초하여, 상기 제 1 도플러 데이터로부터 상기 대상체의 복수의 단면에 대한 복수의 컬러 도플러 영상들을 생성하고 표시하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 방법에 있어서, 상기 제 1 컬러 도플러 영상을 생성하고 표시하는 단계는, 상기 대상체에 대한 볼륨 데이터에 기초하여, 상기 대상체의 적어도 일부에 대한 3D B모드 영상을 생성하는 단계; 및 상기 3D B모드 영상 상에 상기 제 1 컬러 도플러 영상 표시하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 방법에 있어서, 사용자의 입력에 기초하여, 상기 3D B모드 영상의 x축, y축, 및 z축 중 적어도 하나에 따라 상기 제 1 위치에 표시된 상기 음원 마커를 제 2 위치로 이동하는 단계; 및 상기 음원 마커의 이동에 기초하여 제 2 컬러 도플러 영상을 생성하고 상기 3D B모드 영상 상에 표시하는 단계를 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 방법은, 프로브를 이용하여 대상체에 대해 초음파 신호를 송수신함으로써 생성된 도플러 데이터를 획득하는 단계; 상기 도플러 데이터를 이용하여 컬러 도플러 영상을 생성하고 화면 상에 표시하는 단계; 및 상기 컬러 도플러 영상에 대응되는 상기 화면 상의 제 1 위치에 음원 마커를 표시하는 단계를 포함하고, 상기 제 1 위치는, 상기 대상체 내에 흐르는 혈류의 방향 및 상기 프로브가 상기 초음파 신호를 수신하는 방향이 이루는 각도를 나타낼 수 있다.한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 장치는, 프로브를 이용하여 대상체에 대해 초음파 신호를 송수신함으로써 생성된 제 1 도플러 데이터를 획득하는 데이터 획득부; 화면 상의 제 1 위치에 음원 마커를 표시하는 표시부; 및 상기 제 1 위치를 고려하여, 상기 제 1 도플러 데이터로부터 제 1 컬러 도플러 영상을 생성하는 처리부를 포함하고, 상기 표시부는, 상기 제 1 컬러 도플러 영상을 더 표시한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 장치에 있어서, 상기 처리부는, 상기 화면 상의 기준 위치와 상기 제 1 위치를 비교한 결과에 기초하여 상기 제 1 도플러 데이터로부터 제 2 도플러 데이터를 생성하고, 상기 제 2 도플러 데이터로부터 상기 제 1 컬러 도플러 영상을 생성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 장치에 있어서, 상기 처리부는, 상기 화면 상의 소정 점과 상기 기준 위치를 잇는 선과 상기 소정 점과 상기 제 1 위치를 잇는 선이 이루는 각도를 획득하고, 상기 획득된 각도에 기초하여 상기 제 1 도플러 데이터를 보정함으로써 상기 제 2 도플러 데이터를 생성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 장치에 있어서, 사용자의 입력을 수신하는 사용자 입력부를 더 포함하고, 상기 처리부는, 상기 사용자의 입력에 기초하여, 상기 제 1 위치에 표시된 상기 음원 마커를 제 2 위치로 이동하고, 상기 음원 마커의 이동에 기초하여 제 2 컬러 도플러 영상을 생성하고, 상기 표시부는, 상기 제 2 컬러 도플러 영상을 표시할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 장치에 있어서, 상기 처리부는, 상기 화면 상의 소정 경로를 따라서 상기 제 1 위치로부터 상기 제 2 위치로 상기 음원 마커를 이동할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 장치에 있어서, 상기 처리부는, 상기 화면 상의 소정 점과 상기 제 1 위치를 잇는 선과 상기 소정 점과 상기 제 2 위치를 잇는 선이 이루는 각도를 획득하고, 상기 획득된 각도에 기초하여 상기 제 1 도플러 데이터를 보정함으로써 상기 제 2 도플러 데이터를 생성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 장치에 있어서, 사용자의 입력을 수신하는 사용자 입력부를 더 포함하고, 상기 처리부는, 상기 사용자의 입력에 기초하여 상기 제 1 컬러 도플러 영상의 지오메트리를 변환하고, 상기 제 1 컬러 도플러 영상의 지오메트리 변환에 기초하여 제 2 컬러 도플러 영상을 생성하며, 상기 표시부는, 상기 제 2 컬러 도플러 영상을 표시할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 장치에 있어서, 상기 처리부는, 상기 화면 상에서, 상기 제 1 컬러 도플러 영상의 이동, 확대, 축소 및 회전 중 적어도 하나를 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 장치에 있어서, 상기 표시부는, 복수의 도플러 영상들을 표시할 수 있는 복수의 영역들을 표시하고, 상기 복수의 영역들 중 각 영역의 소정 위치들에 복수의 음원 마커들을 표시하며, 상기 처리부는, 상기 각 영역의 소정 위치들에 기초하여, 상기 제 1 도플러 데이터로부터 상기 대상체의 복수의 단면에 대한 복수의 컬러 도플러 영상들을 생성하고, 상기 복수의 컬러 도플러 영상들은 상기 각 영역에 표시될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 장치에 있어서, 상기 처리부는, 상기 대상체에 대한 볼륨 데이터에 기초하여, 상기 대상체의 적어도 일부에 대한 3D B모드 영상을 더 생성하고, 상기 표시부는, 상기 3D B모드 영상 상에 상기 제 1 컬러 도플러 영상 표시할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 장치에 있어서, 사용자의 입력을 수신하는 사용자 입력부를 더 포함하고, 상기 처리부는, 상기 사용자의 입력에 기초하여, 상기 3D B모드 영상의 x축, y축, 및 z축 중 적어도 하나에 따라 상기 제 1 위치에 표시된 상기 음원 마커를 제 2 위치로 이동하고, 상기 음원 마커의 이동에 기초하여 제 2 컬러 도플러 영상을 생성하며, 상기 표시부는, 상기 제 2 컬러 도플러 영상을 상기 3D B모드 영상 상에 표시할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 장치는, 프로브를 이용하여 대상체에 대해 초음파 신호를 송수신함으로써 생성된 도플러 데이터를 획득하는 데이터 획득부; 상기 도플러 데이터를 이용하여 컬러 도플러 영상을 생성하는 처리부; 상기 컬러 도플러 영상을 화면 상에 표시하고, 상기 컬러 도플러 영상에 대응되는 상기 화면 상의 제 1 위치에 음원 마커를 표시하는 표시부를 포함하고, 상기 제 1 위치는, 상기 대상체 내에 흐르는 혈류의 방향 및 상기 프로브가 상기 초음파 신호를 수신하는 방향이 이루는 각도를 나타낸다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 기록매체는, 상술한 방법을 실행하기 위한 프로그램을 기록한다.
도 1은 일반적인 초음파 시스템에서 프로브를 이용하여 대상체에 대한 도플러 데이터를 획득하는 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2a 및 도 2b는 일반적인 초음파 시스템에서 제공되는 컬러 도플러 영상들을 도시한다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 장치의 블록도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 방법의 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 방법의 흐름도이다.
도 6a, 도 6b, 도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따라 표시되는 컬러 도플러 영상 및 음원 마커의 예들을 도시한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 표시되는 복수의 음원 마커들의 위치들에 기초하여 생성되는 복수의 컬러 도플러 영상들의 일 예를 도시한다.
도 9A 및 도 9B는 본 발명의 일 실시예에 따라 화면 상에서 이동하는 음원 마커의 이동 경로의 예들을 도시한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 장치가 적용될 수 있는 초음파 시스템의 블록도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
명세서 전체에서 “대상체” 란, 영상이 나타내고자 하는 생물 또는 무생물일 수 있다. 또한, 대상체는 신체의 일부를 의미할 수 있고, 대상체에는 간이나, 심장, 자궁, 뇌, 유방, 복부 등의 장기나, 태아 등이 포함될 수 있으며, 신체의 어느 한 단면이 포함될 수 있다. 명세서 전체에서 “사용자” 란, 의료 전문가로서 의사, 간호사, 임상병리사, 소노그래퍼(sonographer), 의료 영상 전문가 등이 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 일반적인 초음파 시스템에서 프로브를 이용하여 대상체에 대한 도플러 데이터를 획득하는 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도플러 효과는 움직이는 반사체(예를 들어, 혈관을 따라 흐르는 혈액에 포함된 적혈구)를 검출하기 위해 의료용 초음파에서 사용되고, 혈류를 특성화하고 측정하는 데도 사용된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 도플러 효과에 의해, 프로브(101)로부터 송신된 초음파 신호의 주파수(fo)와 프로브(101)에서 수신되는 에코 신호의 주파수(fr) 간에는 차이가 발생한다. 프로브(101)로부터 송신되는 초음파 신호의 송신 주파수(fo)와, 프로브(101)에게 수신되는 초음파 신호의 수신 주파수(fr) 간의 차이를 도플러 편향 주파수(fd)라고 한다.
도플러 편향 주파수(fd)는, 초음파 신호를 반사한 반사체의 속도에 비례하고, 반사체로부터 반사된 에코 신호가 수신되는 방향과 반사체가 움직이는 방향 간의 각도(θ)의 코사인(cosine)값에 비례한다.
구체적으로, 도플러 편향 주파수(fd)는 다음의 [수학식 1]로 나타낼 수 있다.
Figure 112016026427125-pat00001
상기 [수학식 1]에서 fo는 송신 주파수, fr은 수신 주파수, v는 반사체의 속도, c는 생체 내의 음속이다. θ는 도플러 각도(또는, 초음파 신호의 입사 각도)로서, 반사체로부터 반사된 에코 신호가 수신되는 방향과 반사체가 움직이는 방향 간의 각도를 의미한다. θ는 사용자에 의해 입력되거나, 프로브에서 측정된 값일 수 있다.
초음파 시스템은, 프로브(101)에서 수신된 에코 신호를 이용하여 대상체에 대한 도플러 데이터를 생성한다. 대상체에 대한 도플러 데이터는, 대상체 내부에서 움직이는 반사체의 움직임에 대한 정보를 포함한다. 반사체의 움직임에 대한 정보는, 프로브(101)에 대한 반사체의 상대 속도를 포함할 수 있다.
구체적으로, 초음파 시스템은, 에코 신호를 이용하여, 초음파 신호를 수신하는 프로브(101)에 대한 반사체의 상대 속도(v)를 획득한다. 반사체의 상대 속도(v)는, 도플러 편향 주파수(fd) 및 도플러 각도(θ)에 기초하여 [수학식 1]에 따라 획득될 수 있다. 미리 알고 있는 송신 주파수 fo의 초음파 신호를 송신하고, 송신된 초음파 신호에 응답하여 반사체로부터 수신되는 초음파 신호의 수신 주파수 fr을 검출할 수 있다. 송신 주파수 fo 및 수신 주파수 fr에 기초하여 도플러 편향 주파수 fd를 계산할 수 있다. 따라서, [수학식 1]에서 c가 일정하다고 가정하고, 도플러 편향 주파수 fd 및 cos θ 를 측정함으로써, 반사체의 상대 속도 v를 산출할 수 있다.
초음파 시스템은 도플러 데이터를 이용하여, 반사체의 움직임에 대한 정보에 따라 선택된 적어도 하나의 색상이 할당된 컬러 도플러 영상을 생성할 수 있다. 예를 들어, 초음파 시스템은 복수의 상대 속도에 복수의 색상들이 매핑된 컬러 맵을 저장할 수 있다. 초음파 시스템은, 도플러 영상의 각 픽셀에 대응되는 대상체의 소정 영역의 상대 속도를 도플러 데이터로부터 추출하고, 추출된 상대 속도 및 저장된 컬러 맵에 기초하여 선택된 적어도 하나의 색상을 각 픽셀에 할당함으로써 컬러 도플러 영상을 생성할 수 있다.
컬러 도플러 영상을 제공하는 초음파 시스템의 컬러 도플러 모드는, 대상체에 대한 흑백 영상에 겹쳐질 컬러 영상을 제공할 수 있다. 예를 들어, 초음파 시스템은 대상체에 대한 흑백 B모드 영상의 대응되는 영역 상에 컬러 도플러 영상을 표시할 수 있다. 즉, 움직임이 있는 대상체의 일부(예를 들어, 혈액이 흐르는 혈관의 내부)에 대응되는 B모드 영상의 영역 상에, 대상체의 일부에 대응되는 컬러 도플러 영상(예를 들어, 혈관을 흐르는 혈액의 속도를 나타내는 컬러 도플러 영상)이 표시될 수 있다.
예를 들어, 컬러 도플러 영상은 대상체 내부를 흐르는 혈류의 방향과 속도를 나타낼 수 있다. 컬러 도플러 영상은 색상으로써 혈류의 방향을 나타내고, 명도로써 혈류의 속도를 나타낼 수 있다.
도 2a 및 도 2b는 일반적인 초음파 시스템에서 제공되는 컬러 도플러 영상들 도시한다.
도 2a 및 도 2b에서, 영상(210)은 대상체에 대한 B모드 영상을 나타내고, 화살표(201)는 대상체 내부를 흐르는 혈류의 실제 방향을 나타내고, 영상(212, 214)는 컬러 도플러 영상을 나타낸다. 화살표(201) 및 화살표(203, 205)는, 일반적인 컬러 도플러 영상에서는 표시되지 않으나, 본 명세서에서는 설명에 대한 이해를 돕기 위해서 도시되었다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 초음파 시스템은, 적어도 하나의 색상을 이용하여 대상체 내부를 흐르는 혈류에 대한 정보를 나타내는 컬러 도플러 영상(212, 214)을 제공할 수 있다. 초음파 시스템은, 도 2a 도시된 바와 같이, B모드 영상(210)의 혈류에 대응되는 영역 상에 컬러 도플러 영상(212, 214)을 표시할 수 있다.
초음파 시스템은, 일반적으로 B모드 영상(210)의 상측을 기준으로, 혈류의 상대 속도를 나타내는 컬러 도플러 영상을 제공한다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 초음파 시스템은, 프로브(101)에게 다가오는 혈류를 적색으로 표시한 컬러 도플러 영상(212)을 제공할 수 있다. 또한, 초음파 시스템은, 프로브(101)로부터 멀어지는 혈류를 청색으로 표시한 컬러 도플러 영상(214)을 제공할 수 있다.
또한, 초음파 시스템은, 프로브(101) 로부터 송수신되는 초음파 신호와 혈류가 이루는 각도가 90도인 대상체의 일부 영역에 대해서는 컬러 도플러 영상을 화면 상에 표시하지 않는다. 프로브(101) 로부터 송수신되는 초음파 신호와 이루는 각도가 90도인 혈류는, 프로브(101)에 대한 상대 속도가 0이되기 때문이다.
앞서 언급한 바와 같이, 대상체 내부를 흐르는 혈류의 실제 방향을 나타내는 화살표(201)는 초음파 시스템이 표시하는 컬러 도플러 영상 상에서 실제로 표시되지 않으므로, 사용자는 컬러 도플러 영상이 나타내는 적어도 하나의 색상에 기초하여 혈류의 방향을 추측한다.
사용자는, 적색의 컬러 도플러 영상(212)에 기초하여, 컬러 도플러 영상(212)에 대응되는 혈류의 방향은 화살표(203)가 나타내는 바와 같이 B모드 영상(210)의 상측으로 다가오는 방향이라고 판단할 수 있다. 또한, 사용자는, 청색의 컬러 도플러 영상(214)에 기초하여, 컬러 도플러 영상(214)에 대응되는 혈류의 방향은 화살표(205)가 나타내는 바와 같이 B모드 영상(210)의 상측으로부터 멀어지는 방향이라고 판단할 수 있다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 초음파 시스템은 일반적으로, 영상의 상측을 기준으로 혈류의 상대 속도를 나타내는 컬러 도플러 영상을 사용자에게 제공한다. 따라서, 컬러 도플러 영상에 대한 사용자의 조작(예를 들어, 컬러 도플러 영상의 회전 또는 확대)이 발생하는 경우, 사용자는 컬러 도플러 영상만을 이용하여 혈류의 방향을 인지하기 어려움이 있다. 일반적인 초음파 시스템에 있어서, 컬러 도플러 영상에 대한 사용자의 조작이 발생하면, 사용자는 컬러 도플러 영상이 어떤 기준 점에 대한 혈류의 상대 속도를 나타내는지 알 수 없게 되기 때문이다. 일반적인 초음파 시스템을 사용하는데 있어서 발생하는 문제점과 관련하여, 도 2b를 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 2b는, 도 2a에 도시된 B모드 영상(210) 및 컬러 도플러 영상(212, 214)이 시계 방향으로 90도 회전된 경우를 도시한다.
도 2b에 도시된 바와 같이 영상의 회전이 발생하는 경우, 사용자는 여전히 B모드 영상(210)의 상측을 기준으로 컬러 도플러 영상(212, 214)을 분석하게 된다.
사용자는, 적색으로 표시된 컬러 도플러 영상(212)에 기초하여 컬러 도플러 영상(212)에 대응되는 혈류의 방향은 화살표(207)가 나타내는 바와 같이 B모드 영상(210)의 상측에게 가까워지는 방향이라고 판단할 수 있다. 또한, 사용자는, 청색으로 표시된 컬러 도플러 영상(214)에 기초하여 컬러 도플러 영상(214)에 대응되는 혈류의 방향은 화살표(209)가 나타내는 바와 같이 B모드 영상(210)의 상쪽으로부터 멀어지는 방향이라고 판단할 수 있다.
따라서, 도 2b에 도시된 컬러 도플러 영상(212, 214)을 통해 사용자가 인식하는 혈류의 방향이, 화살표(201)가 표시하는 실제 혈류의 방향과 달라지게 된다. 도 2b에 도시된 바와 같이, 일반적인 초음파 시스템에 따르면, 컬러 도플러 영상에 대한 사용자의 조작이 발생하는 경우 사용자는 정확한 혈류의 움직임에 대한 정보를 얻을 수 없게 된다. 즉, 실제 혈류의 방향과 사용자가 컬러 도플러 영상을 통해 인식하는 혈류의 방향 간에 차이가 발생하게 된다.
특히, 컬러 도플러 영상에 대한 제 1 사용자의 조작 후 저장된 컬러 도플러 영상을 제 2 사용자가 로딩(load)하는 경우, 로딩된 컬러 도플러 영상이 나타내는 혈류의 방향을 제 2 사용자가 직관적으로 인식하는데 어려움이 있을 수 있다.
본 발명은, 도플러 데이터 획득 시의 프로브의 위치에 대한 혈류의 상대 속도를 화면의 상측을 기준으로 나타내는 종래의 컬러 도플러 영상 표시 방법의 문제점을 인식하고, 사용자가 정확하게 혈류의 방향을 인식할 수 있도록 하는 초음파 영상 표시 방법 및 장치를 제공한다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 방법 및 장치는, 컬러 도플러 영상과 함께 컬러 도플러 영상의 기준 점을 나타내는 음원 마커를 표시하는 초음파 영상 표시 방법 및 장치를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 방법 및 장치는, 음원 마커의 이동 또는 컬러 도플러 영상의 지오메트리 변환에 기초하여 도플러 데이터를 가공하고 가공된 도플러 데이터로부터 컬러 도플러 영상을 생성함으로써, 간단한 조작만으로도 혈류에 대한 정보가 잘 나타나는 컬러 도플러 영상을 제공할 수 있다.
도 3a 및 도 3b은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 장치의 블록도이다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 장치(300)는 데이터 획득부(310), 처리부(330), 및 표시부(320)를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 장치(300)는, 카트형뿐만 아니라 휴대형으로도 구현될 수 있다. 휴대형 초음파 진단 장치의 예로는 팩스 뷰어(PACS viewer), 스마트 폰(smart phone), 랩탑 컴퓨터, PDA, 태블릿 PC 등이 있을 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
데이터 획득부(310)는, 대상체에 대한 도플러 데이터를 획득한다. 데이터 획득부(310)에서 획득하는 도플러 데이터는, 프로브를 이용하여 대상체에 대해 초음파 신호를 송수신함으로써 생성된 데이터일 수 있다. 도플러 데이터는 대상체의 적어도 일부의 움직임(예를 들어, 대상체 내부의 혈액의 흐름)에 대한 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 움직임에 대한 정보는, 움직임의 속도 및 방향을 포함할 수 있다.
일 예로서, 데이터 획득부(310)는, 대상체에 대해서 초음파를 직접 송수신하는 프로브를 포함함으로써, 초음파 데이터를 생성할 수 있다.
프로브는 대상체에게 초음파 신호를 송신하고, 대상체로부터 반사되는 에코 신호를 수신할 수 있다. 프로브는, 프로브에게 인가된 구동 신호(driving signal)에 따라 대상체로 초음파 신호를 송출하고, 대상체로부터 반사된 에코 신호를 수신할 수 있다.
프로브는 복수의 트랜스듀서를 포함하며, 복수의 트랜스듀서는 전달되는 전기적 신호에 따라 진동하며 음향 에너지인 초음파를 발생시킨다. 또한, 프로브는 초음파 영상 표시 장치(300)의 본체와 유선 또는 무선으로 연결될 수 있으며, 초음파 영상 표시 장치(300)는 구현 형태에 따라 복수 개의 프로브를 구비할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브는 1D(Dimension), 1.5D 및 2D(matrix) 프로브 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
프로브로부터 송신된 초음파 신호는 비초점 초음파 신호 또는 초점 초음파 신호이다. 즉, 프로브로부터 송신된 초음파 신호(초음파 빔)는 집속점(focal point)이 이미징 영역안에 위치하는 일반적인 초점 초음파 빔, 집속점이 이미징 영역의 바깥 쪽에 위치하는 브로드(broad) 초음파 빔, 집속점이 무한대에 위치하는 평면파(planewave) 초음파 빔, 집속점이 초음파 프로브의 표면 뒤쪽에 위치하는 가상 에이펙스(virtual apex) 초음파 빔 등을 포함한다.
예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브는, 대상체에게 초음파 평면파(planewave)를 송신하고, 송신된 초음파 신호에 기초하여 대상체로부터 반사되는 에코 신호를 수신할 수 있다. 초음파 평면파를 이용하여 대상체의 넓은 영역에 대한 도플러 데이터를 빠르게 획득하는 방법을 울트라패스트 도플러 영상법(Ultrafast Doppler Imaging Method)라 한다.
데이터 획득부(310)는 초음파 프로브에서 수신된 초음파 에코 신호로부터 도플러 데이터를 획득하는 데이터 생성부를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 데이터 획득부(310)는 연속적으로 대상체에 대해 초음파 신호를 송수신함으로써 대상체로부터 실시간 도플러 데이터를 획득하고, 획득된 도플러 데이터를 처리부(330)로 출력할 수 있다.
다른 예로서, 데이터 획득부(310)는, 대상체에 대한 도플러 데이터를 외부로부터 수신하거나, 내부의 저장부(미도시)로부터 획득할 수 있다. 데이터 획득부(310)는 초음파 영상 표시 장치(300)와 유무선으로 연결된 외부 장치로부터 초음파 데이터를 획득할 수 있다.
표시부(320)는 화면 상의 제 1 위치에 음원 마커를 표시한다.
음원 마커는, 컬러 도플러 영상을 획득하기 위해서 대상체에 대해 초음파 신호를 송수신하는 음원을 나타내는 아이콘이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 음원 마커는, 컬러 도플러 영상과 함께 화면 상에 표시됨으로써, 컬러 도플러 영상을 판독하기 위한 기준이 되는 위치 및 방향을 나타낼 수 있다. 음원 마커는 문자, 도형, 및 영상 중 적어도 하나를 포함하는 아이콘일 수 있다. 예를 들어, 음원 마커는, 사용자에게 직관적으로 인식될 수 있도록 프로브의 형태를 갖는 아이콘이거나, 화살표 모양의 아이콘일 수 있다.
표시부(320)는, 음원 마커와 함께 제 1 컬러 도플러 영상을 더 표시하고, 이 때, 제 1 컬러 도플러 영상은 처리부(330)에서 제 1 위치를 고려하여 생성된 컬러 도플러 영상이다. 또한, 표시부(320)는, 음원 마커의 이동 또는 제 1 컬러 도플러 영상의 지오메트리 변환에 기초하여 생성된 제 2 컬러 도플러 영상을 표시할 수 있다.처리부(330)는, 데이터 획득부(310)에서 획득된 제 1 도플러 데이터를 이용하여 제 1 컬러 도플러 영상을 생성할 수 있다. 이 때, 처리부(330)는, 화면 상에 표시된 음원 마커의 제 1 위치를 고려하여 제 1 컬러 도플러 영상을 생성할 수 있다.
처리부(330)는 생성된 도플러 데이터에 대한 주사 변환(scan conversion) 과정을 통해 컬러 도플러 영상을 생성할 수 있다.
또한, 처리부(330)는, 도플러 영상뿐만 아니라 다양한 모드의 초음파 영상을 생성할 수 있다. 초음파 영상은 A 모드(amplitude mode), B 모드(brightness mode) 및 M 모드(motion mode) 영상 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 처리부(330)는, 에코 신호를 처리하여 볼륨 데이터를 생성하고, 볼륨 데이터에 대한 볼륨 렌더링(volume rendering) 과정을 거쳐 3차원 초음파 영상을 생성할 수 있다. 또한, 처리부(330)는 압력에 따른 대상체의 변형 정도를 영상화한 탄성 영상을 더 생성할 수 있으며, 초음파 영상 상에 여러 가지 부가 정보를 텍스트, 그래픽으로 표현할 수도 있다.
처리부(330)는, 제 1 컬러 도플러 영상과 함께 화면 상에 표시되는 음원 마커를 생성할 수 있다. 처리부(330)에서 생성된 음원 마커는, 화면 상의 제 1 위치에 표시될 수 있다. 이 때, 제 1 위치는, 제 1 컬러 도플러 영상을 생성하기 위해 이용되는 제 1 도플러 데이터 내에 미리 저장된 값에 기초하여 결정되거나, 사용자 입력에 의해 결정될 수 있다. 예를 들어, 제 1 위치는, 도플러 데이터를 생성하기 위해서 프로브가 대상체에 대해 초음파 신호를 송수신함에 있어서, 대상체 내에 흐르는 혈류의 방향 및 프로브가 초음파 신호를 수신하는 방향이 이루는 각도를 나타내는 화면 상의 위치일 수 있다.
처리부(330)는, 음원 마커의 이동 또는 컬러 도플러 영상의 지오메트리 변환에 기초하여, 컬러 도플러 영상을 갱신하여 표시할 수 있다.
일 예로서, 처리부(330)는, 사용자 입력부(미도시)에서 수신된 사용자의 입력에 기초하여, 제 1 위치에 표시된 음원 마커를 제 2 위치로 이동할 수 있다. 처리부(330)는, 음원 마커의 이동에 기초하여 제 2 컬러 도플러 영상을 생성할 수 있다.
다른 예로서, 처리부(330)는, 사용자 입력부(미도시)에서 수신된 사용자의 입력에 기초하여, 제 1 컬러 도플러 영상의 지오메트리를 변환할 수 있다. 처리부(330)가 제 1 컬러 도플러 영상의 지오메트리를 변환하는 것은, 화면 상에서 제 1 컬러 도플러 영상의 이동, 확대, 축소 및 회전 중 적어도 하나를 수행하는 것을 의미할 수 있다. 처리부(330)는 제 1 컬러 도플러 영상의 지오메트리 변환에 기초하여 제 2 컬러 도플러 영상을 생성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 장치(300)는, 음원 마커를 표시하고, 음원 마커가 표시된 위치를 고려하여 컬러 도플러 영상을 생성하고 표시할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 장치(300)는, 컬러 도플러 영상을 표시하고, 컬러 도플러 영상에 대응되는 위치에 음원 마커를 표시할 수 있다. 컬러 도플러 영상에 대응되는 위치는, 대상체 내에 흐르는 혈류의 방향 및 프로브가 초음파 신호를 수신하는 방향이 이루는 각도를 나타내는 위치일 수 있다.
표시부(320)는, 도플러 데이터를 생성하기 위해서 초음파 신호를 송수신하는 프로브의 실제 공간 상의 위치에 대응되는 화면 상의 위치에 음원 마커를 표시할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 장치(300)는 제 1 컬러 도플러 영상 및 음원 마커를 화면을 통해 제공함으로써, 사용자가 음원 마커를 기준으로 제 1 컬러 도플러 영상을 판독하고, 혈류의 상대 속도를 알 수 있도록 한다.
또한, 표시부(320)는 제 1 위치로부터 제 2 위치로 이동한 음원 마커를 표시할 수 있다. 표시부(320)는 음원 마커의 이동에 기초하여 생성된 제 2 컬러 도플러 영상을 표시할 수 있다.
또한, 표시부(320)는 지오메트리가 변환된 제 1 컬러 도플러 영상을 표시할 수 있다. 표시부(320)는 제 1 컬러 도플러 영상의 지오메트리 변환에 기초하여 생성된 제 2 컬러 도플러 영상을 표시할 수 있다.
표시부(320)는, 컬러 도플러 영상뿐 아니라 초음파 영상 표시 장치(300)에서 처리되는 다양한 정보를 GUI(Graphic User Interface)를 통해 화면 상에 표시 출력할 수 있다. 한편, 초음파 영상 표시 장치(300)는 구현 형태에 따라 둘 이상의 표시부(320)를 포함할 수 있다.
한편, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 장치(300)는, 사용자 입력부(340)를 더 포함할 수 있다.
사용자 입력부(340)는, 사용자 입력을 수신한다. 사용자 입력부(340)는 사용자가 초음파 영상 표시 장치(300)를 제어하기 위한 데이터를 입력하는 수단을 의미한다. 예를 들어, 사용자 입력부(340)에는 키 패드 (key pad), 돔 스위치 (dome switch), 터치 패드 (접촉식 정전 용량 방식, 압력식 저항막 방식, 적외선 감지 방식, 표면 초음파 전도 방식, 적분식 장력 측정 방식, 피에조 효과 방식 등), 조그 휠, 조그 스위치 등이 있을 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 표시부(320)의 표시 패널과 레이어 구조를 이루는 터치 패드는 터치 스크린이라 부를 수 있다.
사용자 입력부(340)는 화면 상에 표시된 음원 마커를 이동하기 위한 사용자 입력을 수신할 수 있다. 또한, 사용자 입력부(140)는 화면 상에 표시된 제 1 컬러 도플러 영상의 지오메트리를 변환하기 위한 사용자 입력을 수신할 수 있다.
처리부(330)는, 음원 마커를 이동하기 위한 사용자 입력 또는 제 1 컬러 도플러 영상의 지오메트리를 변환하기 위한 사용자 입력에 기초하여, 제 2 컬러 도플러 영상을 생성하고, 제 1 컬러 도플러 영상 대신에 제 2 컬러 도플러 영상을 표시할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 장치(300)는, 컬러 도플러 영상과 함께 음원 마커를 화면 상에 표시함으로써, 컬러 도플러 영상을 판독하는 기준이 되는 위치 및 방향을 음원 마커를 이용하여 사용자에게 제공할 수 있다. 사용자는 음원 마커에 기초하여 컬러 도플러 영상을 판독함으로써 컬러 도플러 영상이 나타내는 혈류의 방향을 정확하게 인식할 수 있도록 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 장치(300)는, 음원 마커의 이동 또는 컬러 도플러 영상의 지오메트리 변환에 기초하여 컬러 도플러 영상을 갱신하여 표시함으로써, 사용자가 원하는 뷰(view)에서 직관적으로 혈류 정보를 인식할 수 있게 된다.
뷰란, 대상체의 해부학적 이상을 진단하거나 움직임을 해석하기 위해서, 초음파 영상 표시 장치가 대상체에 대한 영상을 화면 상에 표시하는 방식을 의미할 수 있다. 화면 상에 대상체의 어떠한 단면에 대한 영상이 표시되는지, 화면 상에 대상체의 몇 개의 단면에 대한 영상이 표시되는지에 따라 다양한 뷰가 존재할 수 있다. 예를 들어, 심장을 진단하기 위해서 심장 학회 등에서 권고하는 표준 진단 뷰에는, 심장축(心長軸)뷰(Long axis view), 심단축(心短軸)뷰(Short axis view), 및 사심강면(四心腔面)뷰(Four chamber view)등이 포함될 수 있다.
종래의 초음파 시스템은, 프로브의 공간적 위치에 의존적인 컬러 도플러 영상을 제공하였다. 따라서, 종래의 초음파 시스템에 의하면, 사용자가 원하는 뷰에서 혈류에 대한 정보가 잘 나타나는 컬러 도플러 영상을 표시하기 위해서는 프로브를 물리적으로 이동하여야만 하는 불편함이 있었다.
그러나 본 발명의 일 실시예에 따르면, 음원 마커의 이동 또는 컬러 도플러 영상의 지오메트리 변환에 기초하여 도플러 데이터를 가공하고 가공된 도플러 데이터로부터 컬러 도플러 영상을 생성함으로써, 간단한 조작만으로도 혈류에 대한 정보가 잘 나타나는 컬러 도플러 영상을 제공할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 장치(300)가 초음파 영상을 표시하는 방법에 대해서 도 4를 참조하여 구체적으로 살펴보도록 한다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 방법의 흐름도이다.
단계 S410에서 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 장치(300)는 대상체에 대한 도플러 데이터를 획득한다. 초음파 영상 표시 장치(300)가 획득하는 도플러 데이터는, 프로브를 이용하여 대상체에 대해 초음파 신호를 송수신함으로써 생성된 데이터이다.
초음파 영상 표시 장치(300)는 직접 대상체에 대해 초음파 신호를 송수신함으로써 도플러 데이터를 생성할 수 있다. 따라서, 초음파 영상 표시 장치(300)는 연속적으로 초음파 신호를 대상체에 대해 송수신함으로써, 실시간 도플러 데이터를 생성할 수 있다. 실시간 도플러 데이터란, 대상체의 움직임과 같이 대상체의 상태 변화 속도와 동일한 속도로 생성되고 출력되는 도플러 데이터로서, 시간에 따라 연속적인 복수의 영상 프레임들을 포함하는 도플러 데이터를 의미한다.
또는, 초음파 영상 표시 장치(300)는 미리 저장된 도플러 데이터를 외부로부터 또는 내부의 메모리로부터 수신함으로써, 도플러 데이터를 획득할 수 있다.
단계 S420에서 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 장치(300)는 화면 상의 제 1 위치에 음원 마커를 표시한다.
음원 마커는, 컬러 도플러 영상을 획득하기 위해서 대상체에 대해 초음파 신호를 송수신하는 음원을 나타내는 아이콘이다. 예를 들어, 도 6A, 도 6B, 도 7A 및 도 7B에 도시된 바와 같이, 음원 마커는 초음파 프로브를 형상화한 영상을 포함할 수 있다. 그러나, 본 발명에 따른 음원 마커는 이에 한정되지 않으며 화살표와 같은 도형을 포함할 수 있으며, 화면 상의 위치 또는 방향을 나타내는 문자를 포함할 수 있다.
도 4b를 참조하여 후술할 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 음원 마커는, 컬러 도플러 영상을 갱신하기 위한 사용자 입력을 수신하는데 이용될 수 있다. 사용자는, 음원 마커를 이동함으로써, 표시하고 있는 제 1 컬러 도플러 영상을 제 2 컬러 도플러 영상으로 바꾸도록 하는 명령을 초음파 영상 표시 장치(300)에게 입력할 수 있다.
초음파 영상 표시 장치(300)는, 사용자의 입력에 기초하여 또는 미리 저장된 값에 기초하여 화면 상의 제 1 위치를 결정하고, 결정된 제 1 위치에 음원 마커를 표시할 수 있다. 제 1 위치를 결정하기 위한 미리 저장된 값은, 예를 들어, 초음파 영상 표시 장치(300) 내에 저장된 디폴트 값일 수 있으며, 또는, 단계 S410에서 획득된 도플러 데이터 내에 저장된 값일 수 있다.
단계 S430에서 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 장치(300)는 제 1 위치를 고려하여 제 1 도플러 데이터로부터 제 1 컬러 도플러 영상을 생성하고 표시한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 장치(300)는 화면 상의 기준 위치와 제 1 위치를 비교한 결과에 기초하여 제 1 도플러 데이터로부터 제 2 도플러 데이터를 생성할 수 있다. 초음파 영상 표시 장치(300)는 생성된 제 2 도플러 데이터로부터 제 1 컬러 도플러 영상을 생성할 수 있다. 기준 위치는, 사용자 입력에 기초하여 결정된 위치이거나, 초음파 영상 표시 장치(300) 내에 미리 저장된 위치일 수 있다. 예를 들어, 기준 위치는, 컬러 도플러 영상이 표시될 영역의 상면의 중심일 수 있다.
보다 구체적으로, 초음파 영상 표시 장치(300)는, 화면 상의 소정 점과 기준 위치를 잇는 선과 소정 점과 제 1 위치를 잇는 선이 이루는 각도를 획득할 수 있다. 초음파 영상 표시 장치(300)는, 획득된 각도에 기초하여 제 1 도플러 데이터를 보정함으로써 제 2 도플러 데이터를 생성할 수 있다. 이 때, 화면 상의 소정 점은, 사용자 입력에 기초하여 결정되거나, 초음파 영상 표시 장치(300) 내에 미리 저장된 값에 의해 결정될 수 있다. 예를 들어, 초음파 영상 표시 장치(300)는, 화면의 중심 또는 컬러 도플러 영상의 중심을 소정 점으로 결정할 수 있다.
예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 장치(300)는, 다음의 수학식들을 이용하여, 기준 위치와 음원 마커의 제 1 위치를 비교한 결과에 기초하여 제 1 도플러 데이터를 보정할 수 있다.
먼저, 제 1 도플러 데이터에 포함되는, 대상체 내에 흐르는 혈류의 상대 속도(V1)는 다음의 [수학식 2]를 통해 나타낼 수 있다. [수학식 2]는 도플러 효과와 관련된 [수학식 1]로부터 도출될 수 있다.
Figure 112016026427125-pat00002
상기 [수학식 2]에서 fo는 송신 주파수, fd는 도플러 편향 주파수, c는 음속이다. θ는 도플러 각도로서, 반사체로부터 반사된 에코 신호가 수신되는 방향과 반사체가 움직이는 방향 간의 각도를 의미한다. θ는 사용자에 의해 입력되거나, 프로브에서 측정된 값일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 장치(300)는, 화면 상의 기준 위치와 음원 마커의 제 1 위치를 비교하여, 컬러 도플러 데이터를 보정하기 위한 보정 각도를 획득할 수 있다. 예를 들어, 초음파 영상 표시 장치(300)는, 화면 상의 소정 점과 기준 위치를 잇는 선과 소정 점과 제 1 위치를 잇는 선이 이루는 각도를 보정 각도로서 획득할 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
획득된 보정 각도가 θadjust라고 하면, 제 1 도플러 데이터를 보정함으로써 생성되는 제 2 도플러 데이터에 포함되는 혈류의 상대 속도(V2)는, 제 1 도플러 데이터에 포함되는 혈류의 상대 속도(V1)로부터 다음의 [수학식 3]에 따라 도출될 수 있다.
Figure 112016026427125-pat00003
상기 [수학식 3]에서 fo는 송신 주파수, fd는 도플러 편향 주파수, c는 음속이다. θ는 도플러 각도로서, 반사체로부터 반사된 에코 신호가 수신되는 방향과 반사체가 움직이는 방향 간의 각도를 의미한다. θ는 사용자에 의해 입력되거나, 프로브에서 측정된 값일 수 있다. V1은 제 1 도플러 데이터에 포함되는 혈류의 상대 속도를 의미한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 장치(300)는 도플러 데이터로부터 컬러 도플러 영상을 생성함에 있어서, 보간 처리(interpolation processing)을 이용하여 오차를 보정할 수 있다. 즉, 도플러 각도가 60도 이상이 되면 60도 이하일 때보다, 도플러 각도의 변화에 따른 cos 값의 변위가 커지게 된다. 따라서, 대상체의 소정 지점으로 초음파 신호가 입사되는 도플러 각도가 소정 각도(예를 들어, 60도) 이상일 경우, 초음파 영상 표시 장치(300)는 소정 지점의 근방의 속도 값을 이용하여 소정 지점의 오차를 보정할 수 있다. 예를 들어, 초음파 영상 표시 장치(300)는, (300)는 근방의 속도 값을 보간하여 산출된 속도값을 소정 지점의 속도 값으로 이용할 수 있다.
한편, 대상체의 소정 지점으로 초음파 신호가 입사되는 도플러 각도가 90도인 경우, 소정 지점의 상대 속도 값은 0이다. 따라서, 소정 지점에 대한 컬러 도플러 영상은 어떠한 색상도 표시하지 않는다. 이러한 경우, 소정 지점 내에 혈액이 흐르고 있는지 아닌지 여부를 판단하기 위해서(즉, 소정 지점 내에 혈액이 흐르지 않는 것인지, 초음파 신호에 대해 90도로 흐르고 있는지를 판단하기 위해서), 혈류양에 대한 정보를 포함하는 파워 데이터를 이용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 장치(300)는 파워 데이터를 고려하여, 혈액이 흐르는 대상체 내의 영역을 검출하고, 혈액이 흐르는 것으로 검출되는 영역에 대해서 컬러 도플러 영상을 생성하고 화면 상에 표시할 수 있다.한편, 초음파 영상 표시 장치(300)는, 대상체의 복수의 단면에 대한 복수의 컬러 도플러 영상들을 표시할 수 있다. 초음파 영상 표시 장치(300)는, 대상체에 대해서 미리 결정된 표준 단면들에 대한 복수의 컬러 도플러 영상들을 표시할 수 있다. 예를 들어, 초음파 영상 표시 장치(300)는 대상체의 관상면(coronal plane), 시상면(sagittal plane), 축상면(axial plane) 각각에 대한 컬러 도플러 영상들을 표시할 수 있다.
초음파 영상 표시 장치(300)는, 복수의 도플러 영상들을 표시할 수 있는 복수의 영역들을 화면 상에 출력할 수 있다. 초음파 영상 표시 장치(300)는, 복수의 영역들 중 각 영역의 소정 위치에 복수의 음원 마커 중 하나를 표시할 수 있다. 초음파 영상 표시 장치(300)는, 복수의 음원 마커들이 표시된 각 영역의 소정 위치에 기초하여, 대상체의 복수의 단면에 대한 복수의 컬러 도플러 영상들을 생성하고 표시할 수 있다.본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 초음파 영상 표시 장치(300)는, 복수의 컬러 도플러 영상들을 화면의 복수의 영역 내에 각각 표시하고, 각 컬러 도플러 영상에 대응되는 각 영역 내의 위치에 음원 마커를 표시할 수 있다.
또한, 초음파 영상 표시 장치(300)는, 대상체에 대한 볼륨 데이터에 기초하여, 대상체의 적어도 일부에 대한 3D B모드 영상을 생성하고 표시할 수 있다. 초음파 영상 표시 장치(300)는 화면 상에 표시되는 3D B모드 영상 상에 제 1 컬러 도플러 영상을 표시할 수 있다. 3D B모드 영상을 생성하는데 이용되는 볼륨 데이터는 프로브를 이용하여 획득되는 초음파 볼륨 데이터일 수 있다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따라 표시되는 컬러 도플러 영상 및 음원 마커의 예를 도시한다.
도 6a 및 도 6b에서, 영상(610)은 대상체에 대한 B모드 영상을 나타내고, 화살표(601)는 대상체 내부를 흐르는 혈류의 실제 방향을 나타내고, 영상(612, 614, 622, 624)는 컬러 도플러 영상을 나타낸다. 화살표(601) 및 화살표(603, 605, 607)는 화면 상에 표시되지 않을 수 있으나, 설명에 대한 이해를 돕기 위해서 도시되었다. 또한, 도 6a 및 도 6b는 대상체에 대한 영상(610)의 상면의 중심을 기준 위치로 가정하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 화면 상의 다양한 위치가 기준 위치로서 결정될 수 있다.
도 6a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 장치(300)는, 음원 마커(620)를 제 1 위치에 표시하고, 제 1 위치를 고려하여 생성된 제 1 컬러 도플러 영상(612, 614)를 표시할 수 있다.
초음파 영상 표시 장치(300)는, 화면 상의 기준 위치 및 음원 마커(620)의 제 1 위치를 비교한 결과에 기초하여 제 1 도플러 데이터를 보정함으로써 제 2 도플러 데이터를 생성할 수 있다. 보다 구체적으로, 초음파 영상 표시 장치(300)는 화면 상의 소정 점과 기준 위치를 잇는 선과 소정 점과 제 1 위치를 잇는 선이 이루는 각도를 획득하고, 획득된 각도에 기초하여 제 1 도플러 데이터를 보정함으로써 제 2 도플러 데이터를 생성할 수 있다. 도 6a 및 도 6b는 대상체에 대한 영상(610)의 중심을 화면 상의 소정 점으로 가정하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
앞서 언급한 바와 같이, 대상체 내부를 흐르는 혈류의 실제 방향을 나타내는 화살표(601)는 초음파 시스템이 표시하는 컬러 도플러 영상 상에서 실제로 표시되지 않으므로, 사용자는 컬러 도플러 영상이 나타내는 색상 및 음원 마커(620)의 위치에 기초하여 혈류의 방향을 추측한다.
사용자는, 적색의 컬러 도플러 영상(612)이 표시된 영역의 혈류의 방향은 화살표(603)가 나타내는 바와 같이, 음원 마커(620)에게 다가오는 방향이라고 판단할 수 있다. 또한, 사용자는, 청색의 컬러 도플러 영상(614)이 표시된 영역의 혈류의 방향은 화살표(605)가 나타내는 바와 같이 음원 마커(620)로부터 멀어지는 방향이라고 판단할 수 있다.
도 6a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 장치(300)는, 프로브의 모양을 형상화한 음원 마커(620)를 이용하여 도플러 영상이 나타내는 혈류의 상대 속도의 기준이 되는 위치를 표시할 수 있다. 또는, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 장치(300)는, 화살표(625)를 이용하여 도플러 영상이 나타내는 혈류의 상대 속도의 기준이 되는 초음파 빔의 송신 방향을 표시할 수 있다.
본 명세서에서는, 초음파 영상 표시 장치(300)가 표시하는 컬러 도플러 영상에 있어서, 기준 점에게 다가오는 혈류는 적색으로 표시하고, 기준 점으로부터 멀어지는 혈류는 청색으로 표시하는 경우를 예로 들어 설명한다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 컬러 도플러 영상에 할당되는 색상은 다양하게 변경가능하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 장치(300)는, 혈류의 속도 값과 다양한 색상을 매핑하여 저장할 수 있다. 초음파 영상 표시 장치(300)는 계산된 혈류의 속도에 대응되는 색상을 컬러 도플러 영상에 할당할 수 있다. 초음파 영상 표시 장치(300)는 혈류의 속도와 할당되는 색상 간의 매핑 정보를 나타내는 컬러바를 화면 상에 더 표시할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 장치(300)는 색상뿐만 아니라 다양한 방향 및 크기의 화살표를 이용하여 혈류의 방향 및 속도를 표시할 수도 있다.
한편, 도 6a로 돌아와서, 도 6a는 음원 마커(620)가 기준 위치에 위치한 경우를 도시한다. 초음파 영상 표시 장치(300)는, 음원 마커(620)의 제 1 위치와 미리 지정된 기준 위치를 비교하고, 비교 결과에 따라 제 1 위치와 기준 위치가 동일하다고 결정할 수 있다. 따라서, 초음파 영상 표시 장치(300)는, 비교 결과에 기초하여, 제 1 도플러 데이터에 대한 별도의 가공 과정을 거치지 않고, 제 1 도플러 데이터로부터 제 1 컬러 도플러 영상을 생성할 수 있다.
도 6b는 음원 마커(620)가 영상(610)의 중심을 기준으로 시계 방향으로 90도 이동한 제 1 위치에 표시되는 경우를 도시한다. 초음파 영상 표시 장치(300)는, 영상(610)의 중심과 기준 위치를 잇는 선과 영상(610)의 중심과 음원 마커(620)의 제 1 위치를 잇는 선이 이루는 각도를 획득할 수 있다. 도 6b에서 획득된 각도는 90도이다. 초음파 영상 표시 장치(300)는, 획득된 각도에 기초하여 제 1 도플러 데이터를 보정함으로써 제 2 도플러 데이터를 생성할 수 있다. 초음파 영상 표시 장치(300)는 제 2 도플러 데이터로부터 제 1 도플러 데이터 영상(616)을 생성하고 표시할 수 있다.
도 6b를 제공받은 사용자는, 적색이 할당된 컬러 도플러 영상(622)에 대응되는 혈류의 방향은 화살표(607)가 나타내는 바와 같이, 음원 마커(620)에게 다가오는 방향, 즉 화면 상에서 왼쪽에서 오른쪽으로 흐르는 방향이라고 판단할 수 있다
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 장치(300)는, 대상체에 대한 실시간 도플러 데이터를 획득하는 프로브를 물리적으로 이동하지 않고도, 혈류에 대한 정보가 잘 나타나는 컬러 도플러 영상을 표시할 수 있도록 도플러 데이터를 보정하여 출력할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 장치(300)에 의하면 사용자는, 프로브를 물리적으로 이동하지 않고 간단한 조작만으로도, 원하는 뷰에서 혈류에 대한 정보가 가장 잘 나타나는 컬러 도플러 영상을 선택하여 제공받을 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 장치(300)는, 음원 마커의 이동 또는 컬러 도플러 영상의 지오메트리 변환에 기초하여, 컬러 도플러 영상을 갱신하여 표시할 수 있다. 이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 장치(300)가 초음파 영상을 표시하는 방법에 대해서 도 4b를 참조하여 구체적으로 살펴보도록 한다.
도 4b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 방법은, 음원 마커의 이동 또는 컬러 도플러 영상의 지오메트리 변환에 기초하여 컬러 도플러 영상을 갱신하여 표시하는 단계를 더 포함할 수 있다. 또한, 도 4b에는 도시되지 않았으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 장치(300)는, 혈류양에 대한 정보를 포함하는 파워 데이터 및 컬러 도플러 영상의 소정 영역의 주변 영역의 도플러 데이터 중 적어도 하나를 더 이용하여 컬러 도플러 영상이 나타내는 혈류 정보를 갱신할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 장치(300)는 도플러 데이터, 음원 마커의 위치, 컬러 도플러 영상의 변환된 지오메트리에 기초하여 컬러 도플러 영상을 재구성할 수 있다. 따라서, 프로브로부터 송수신되는 초음파 신호와 혈류가 이루는 각도가 90도여서 화면 상에 표시되지 않았던 혈류도 표현 가능하게 된다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 장치(300)는 음원 마커의 이동에 따라 원본 컬러 도플러 영상에서 확인할 수 없었던 혈류의 흐름 및 연결성을 갱신된 컬러 도플러 영상을 통해 확인할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 장치(300)는 도플러 데이터에 포함되는 컬러 데이터뿐만 아니라 파워 데이터를 더 이용하여 컬러 도플러 영상을 생성하는데 이용할 수 있다. 도플러 데이터에 포함되는 컬러 데이터란 혈류의 속도 및 방향을 나타내며, 도플러 데이터에 포함되는 파워 데이터란 혈류의 양을 나타낸다. 즉, 파워 데이터는 송신된 초음파 신호에 기초하여 반사되어온 에코 신호의 크기에 대한 정보를 포함하며, 혈류의 밀도가 커질수록 에코 신호의 크기는 커진다.
프로브가 초음파를 송수신하는 방향과 혈류의 방향이 거의 90도인 경우에는 컬러 데이터의 감도가 매우 낮다. 따라서, 초음파를 송수신하는 방향과 혈류의 방향이 거의 90도인 영역에 대해서는 컬러 도플러 영상을 생성하기 위한 데이터의 공백이 발생한다. 그러므로, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 장치(300)는, 컬러 데이터의 감도가 매우 낮은 영역에 대해서 파워 데이터를 이용하여 혈류 정보를 제공할 수 있다.
단계 S441에서 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 장치(300)는, 사용자의 입력에 기초하여, 제 1 위치에 표시된 음원 마커를 제 2 위치로 이동할 수 있다. 초음파 영상 표시 장치(300)는, 화면 상의 소정 경로를 따라서 제 1 위치로부터 제 2 위치로 상기 음원 마커를 이동할 수 있다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 일 실시예에 따라 화면 상에서 이동하는 음원 마커의 이동 경로의 예들을 도시한다.
초음파 영상 표시 장치(300)는, 컬러 도플러 영상의 주위에 미리 결정된 경로를 따라서 음원 마커(920)를 이동할 수 있다 도 9a에 도시된 바와 같이, 초음파 영상 표시 장치(300)는, 화면 상에 표시된 대상체에 대한 영상(910) 주위에 소정 경로(930)를 따라서 음원 마커(920)를 이동할 수 있다. 초음파 영상 표시 장치(300)는, 예를 들어, 마우스 또는 트랙볼을 통한 사용자 입력값에 기초하여 음원 마커(920)를 이동할 수 있다.
도 9a에는, 음원 마커(920)가 사각형의 영상(910) 주위를 이동하는 경우만을 예로 들어 도시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 음원 마커(920)는, 영상(910) 상의 소정점을 기준으로 설정된 원형의 경로를 따라 이동할 수 있다. 이 때, 초음파 영상 장치(300)는, 원형의 경로 상에서 음원 마커(920)가 이동해야할 각도를 입력받고, 입력된 각도에 대응되는 위치로 음원 마커(920)를 이동 시킬 수 있다.
또한, 도 9b에 도시된 바와 같이, 초음파 영상 표시 장치(300)는, 사용자의 입력에 기초하여, 영상(910)에 대한 임의의 위치로 음원 마커(920)를 이동할 수 있다. 도 9b에서 화살표(940)으로 도시된 바와 같이, 사용자는 영상(910)의 주변뿐만 아니라, 영상(910) 상의 원하는 위치로 음원 마커(920)를 이동시킬 수 있다.
단계 S443에서 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 장치(300)는, 음원 마커의 이동에 기초하여 제 2 컬러 도플러 영상을 생성하고 표시할 수 있다.
일 예로서, 초음파 영상 표시 장치(300)는, 제 2 컬러 도플러 영상을 생성하기 위해서 제 1 컬러 도플러 영상이 나타내는 혈류의 방향 및 제 1 위치에서 음원 마커가 나타내는 초음파 신호의 수신 방향이 이루는 제 1 각도를 획득할 수 있다.
다음으로, 초음파 영상 표시 장치(300)는, 제 1 컬러 도플러 영상이 나타내는 혈류의 방향 및 제 2 위치에서 음원 마커가 나타내는 초음파 신호의 수신 방향이 이루는 제 2 각도를 획득할 수 있다. 초음파 영상 표시 장치(300)는, 제 1 각도와 제 2 각도의 차이에 기초하여 제 1 컬러 도플러 영상을 보정함으로써 제 2 컬러 도플러 영상을 생성할 수 있다.
다른 예로서, 초음파 표시 장치(300)는, 제 1 위치와 제 2 위치를 비교한 결과에 기초하여 제 1 컬러 도플러 영상을 보정함으로써 제 2 컬러 도플러 영상을 생성할 수 있다. 보다 구체적으로, 초음파 영상 표시 장치(300)는, 화면 상의 소정 점과 제 1 위치를 잇는 선과 소정 점과 제 2 위치를 잇는 선이 이루는 각도를 획득할 수 있다. 초음파 영상 표시 장치(300)는, 획득된 각도에 기초하여 제 1 컬러 도플러 영상을 보정함으로써 제 2 컬러 도플러 영상을 생성할 수 있다. 이 때, 화면 상의 소정 점은, 사용자 입력에 기초하여 결정되거나, 초음파 영상 표시 장치(300) 내에 미리 저장된 값에 의해 결정될 수 있다. 예를 들어, 초음파 영상 표시 장치(300)는, 화면의 중심 또는 컬러 도플러 영상의 중심을 소정 점으로 결정할 수 있다.예를 들어, 획득된 각도에 기초하여 제 1 컬러 도플러 영상을 보정함으로써 제 2 컬러 도플러 영상을 생성하기 위해서는, [수학식 3]과 관련하여서 상술한 컬러 도플러 데이터를 보정하는 방법이 이용될 수 있다.
도 9a에 도시된 바와 같이, 초음파 영상 표시 장치(300)는, 음원 마커(920)가 소정 경로(930)를 따라 이동함에 따라, 제 1 컬러 도플러 영상(912, 914) 대신에 제 2 컬러 도플러 영상을 생성하고 표시할 수 있다. 즉, 음원 마커(920)의 이동에 따라 새롭게 계산된 혈류의 상대 속도에 기초하여 선택된 적어도 하나의 색상을 컬러 도플러 영상에 할당함으로써 제 2 컬러 도플러 영상을 생성할 수 있다. 음원 마커(920)의 이동에 따라 변화되는 혈류의 상대 속도는, 상술한 [수학식 1] 내지 [수학식 3]을 참고하여 계산할 수 있다.
한편, 도 9b에 도시된 바와 같이, 초음파 영상 표시 장치(300)는, 음원 마커(920)의 위치에 기초하여, 도플러 데이터의 적어도 일부만을 이용하여 제 2 컬러 도플러 영상을 생성할 수 있다.
도 9b에 도시된 바와 같이, 프로브가 혈관의 내부에 위치하는 경우, 초음파 영상 표시 장치(300)는 혈관의 적어도 일부의 영역에 대한 도플러 데이터만이 획득될 것으로 추측할 수 있다. 초음파 영상 표시 장치(300)는, 획득될 것으로 추측되는 도플러 데이터에 기초하여, 도 9b에 도시된 컬러 도플러 영상(922, 924)을 생성할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 컬러 도플러 영상이 나타내는 혈류 정보를 음원 마커를 이용하여 표시함으로써 사용자에게 혈류 정보를 보다 직관적으로 제공한다.
한편, 단계 S451에서 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 장치(300)는, 사용자의 입력에 기초하여, 상기 제 1 컬러 도플러 영상의 지오메트리를 변환할 수 있다. 지오메트리의 변환은, 화면 상에서, 영상의 이동, 확대, 축소 및 회전 중 적어도 하나가 수행되는 것을 의미한다.
단계 S453에서 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 장치(300)는, 제 1 컬러 도플러 영상의 지오메트리 변환에 기초하여 제 2 컬러 도플러 영상을 생성하고 표시할 수 있다.
예를 들어, 제 1 컬러 도플러 영상의 지오메트리 변환에 기초하여 제 1 컬러 도플러 영상을 보정함으로써 제 2 컬러 도플러 영상을 생성하기 위해서는, [수학식 3]과 관련하여서 상술한 컬러 도플러 데이터를 보정하는 방법이 이용될 수 있다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따라 표시되는 컬러 도플러 영상 및 음원 마커의 예들을 도시한다.
도 7a 및 도 7b에서, 영상(710)은 대상체에 대한 B모드 영상을 나타내고, 화살표(701)는 대상체 내부를 흐르는 혈류의 실제 방향을 나타내고, 영상(712, 714, 716)는 컬러 도플러 영상을 나타낸다. 화살표(701) 및 화살표(703, 705, 707)는 화면 상에 표시되지 않을 수 있으나, 설명에 대한 이해를 돕기 위해서 도시되었다. 또한, 도 7a 및 도 7b는 대상체에 대한 영상(610)의 상면의 중심을 기준 위치로 가정하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 화면 상의 다양한 위치가 기준 위치로서 결정될 수 있다.
도 7a는, 사용자의 조작에 의해, 도 6b에 도시된 영상(610) 및 제 1 컬러 도플러 영상(616)이 시계 방향으로 90도 회전된 경우를 도시한다.
도 7a에 도시된 바와 같이, 도 6b의 제 1 컬러 도플러 영상(616)이 시계방향으로 90도 회전하는 경우, 초음파 영상 표시 장치(300)는 컬러 도플러 영상(616)의 회전에 기초하여 제 2 컬러 도플러 영상(712, 714)을 생성하고 표시할 수 있다. 제 2 컬러 도플러 영상(712, 714)은, 도 7a의 음원 마커(620)의 위치를 기준으로 혈류(701)의 상대 속도를 나타낼 수 있다.
도 7a를 참고하면, 사용자는 적색이 할당된 컬러 도플러 영상(712)이 나타내는 혈류의 방향은 화살표(703)가 나타내는 바와 같이, 음원 마커(620)에게 가까워지는 방향, 즉 화면 상에서 위쪽에서 아래쪽으로 흐르는 방향이라고 판단할 수 있다.
또한, 도 7a를 참고하면, 사용자는 청색이 할당된 컬러 도플러 영상(714)이 나타내는 혈류의 방향은 화살표(705)가 나타내는 바와 같이, 음원 마커(620)로부터 멀어지는 방향, 즉 화면 상에서 위쪽에서 아래쪽으로 흐르는 방향이라고 판단할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 장치(300)는, 컬러 도플러 영상의 지오메트리 변환에 관계없이, 혈류의 정확한 방향을 사용자에게 제공할 수 있다.
도 7b는, 도 7a에 도시된 컬러 도플러 영상(712, 714)을 제 1 컬러 도플러 영상이라고 가정하고, 음원 마커의 이동에 따라 제 2 컬러 도플러 영상을 생성하고 표시하는 본 발명의 일 예를 도시한다.
도 7b에 도시된 바와 같이, 도 7a의 음원 마커(620)가 영상(710)의 중심을 기준으로 시계방향으로 90도 회전하는 경우, 초음파 영상 표시 장치(300)는 음원 마커(620)의 이동에 기초하여 제 2 컬러 도플러 영상(716)을 생성할 수 있다. 제 2 컬러 도플러 영상(716)은, 도 7b의 음원 마커(620)를 기준으로 하는 혈류(701)의 상대 속도를 나타낼 수 있다.
도 7b를 참고하면, 사용자는 청색이 할당된 컬러 도플러 영상(716)에 대응되는 혈류의 방향은 화살표(707)가 나타내는 바와 같이, 음원 마커(620)로부터 멀어지는 방향, 즉 화면 상에서 위쪽에서 아래쪽으로 흐르는 방향이라고 판단할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 장치(300)는, 음원 마커(620)의 이동에 관계없이, 도 7b에 도시된 컬러 도플러 영상(716)을 통해 사용자가 인식하는 혈류의 방향이 화살표(701)가 표시하는 실제 혈류의 방향과 일치하게 된다.
도 7b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 장치(300)는, 음원 마커의 이동에 따라 컬러 도플러 영상을 재구성하여 화면 상에 표시함으로써, 도 7a에서는 표현되지 않았던 혈류도 화면 상에 표시할 수 있다. 도 7a에서는 음원 마커가 나타내는 초음파 송수신 방향과 혈류의 방향이 90도이므로 컬러 도플러 영상이 표시되지 않았던 영역에 대해서, 도 7b에서는 컬러 도플러 영상이 표시됨을 알 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 장치(300)는, 하나의 물리적 위치에서 획득된 도플러 데이터를 이용하여, 다양한 위치의 프로브에 대한 혈류의 상대 속도를 나타내는 컬러 도플러 영상들을 생성하고 표시할 수 있다. 따라서, 도플러 데이터를 획득하는 실제 프로브의 위치에 관계없이, 사용자에게 보다 직관적인 컬러 도플러 영상을 제공할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 표시되는 복수의 도플러 영상들 및 각 도플러 영상에 대응되도록 표시되는 음원 마커의 일 예를 도시한다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 장치(300)는 대상체의 복수의 단면을 나타내는 복수의 B모드 영상들(811, 821, 831)을 화면의 복수의 영역들(810, 820, 830, 840) 내에 표시할 수 있다. 초음파 영상 표시 장치(300)는 대상체의 복수의 단면에 대한 컬러 도플러 영상들(813, 814, 833, 834)을 복수의 B모드 영상들(811, 821, 831) 상에 표시할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 장치(300)는, 3D 모드 또는 4D 모드를 지원할 수 있다.
3D 모드란, 대상체에 대한 볼륨 데이터에 기초하여 대상체에 대한 공간 정보를 제공하는 모드를 의미한다. 볼륨 데이터란, 복셀(voxel)을 기본 단위로 하는 데이터 세트를 의미한다. 4D 모드란, 대상체에 대한 공간 정보와 함께 시간 정보를 제공하는 모드를 의미한다.
도 8의 영상(840)에서 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 장치(300)는, 대상체의 적어도 일부에 대한 3D B모드 영상(841)을 표시하고, 표시되는 3D B모드 영상(841) 상에 컬러 도플러 영상(843)을 표시할 수 있다.
초음파 영상 표시 장치(300)는, 대상체의 복수의 단면을 나타내는 복수의 B모드 영상들(811, 821, 831) 상의 관심 영역 설정 인터페이스(815, 825, 835)의 크기에 대응되는 3D B모드 영상(841)을 생성할 수 있다. 즉, 사용자는, B모드 영상들(811, 821, 831) 상의 관심 영역 설정 인터페이스(815, 825, 835)의 크기를 조절함으로써, 관심 영역 설정 인터페이스(815, 825, 835)와 대응되는 3D B모드 영상(841)을 생성하고 표시할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 장치(300)는, 복수의 컬러 도플러 영상들 각각에 대한 복수의 음원 마커를 제공할 수 있다.
도 8의 영역(810)을 참고하면, 초음파 영상 표시 장치(300)는 소정 위치에 음원 마커(812)를 표시한다. 초음파 영상 표시 장치(300)는, 음원 마커(812)가 표시된 위치에 기초하여, B모드 영상(811) 상에, B모드 영상(811)에 대응되는 컬러 도플러 영상(813, 814)을 표시할 수 있다. 사용자의 입력에 기초하여 영상들(811, 813, 814)의 지오메트리가 변환되거나 음원 마커(812)가 이동하는 경우, 초음파 영상 표시 장치(300)는 컬러 도플러 영상(813, 814)을 갱신하여 표시할 수 있다.
도 8의 영역(820)을 참고하면, 음원 마커(822)가 나타내는 초음파 신호의 송신 방향과 혈류의 방향이 수직인 경우, 혈류의 상대 속도는 0이 되므로 B모드 영상(821)에 대응되는 컬러 도플러 영상은 없을 수 있다. 즉, 어떠한 컬러 도플러 영상도 B모드 영상(821) 상에 표시되지 않을 수 있다. 이 경우, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 장치(300)는, 사용자의 입력에 기초하여 영상(821)의 지오메트리를 변환하거나 음원 마커(822)를 이동시킴으로써, 컬러 도플러 영상이 표시되도록 할 수 있다.
도 8의 영역(830)을 참고하면, 초음파 영상 표시 장치(300)는 소정 위치에 음원 마커(832)를 표시한다. 초음파 영상 표시 장치(300)는, 음원 마커(832)가 표시된 위치에 기초하여, B모드 영상(831) 상에, B모드 영상(831)에 대응되는 컬러 도플러 영상(833, 834)을 표시할 수 있다. 사용자의 입력에 기초하여 영상들(831, 833, 834)의 지오메트리가 변환되거나 음원 마커(832)가 이동하는 경우, 초음파 영상 표시 장치(300)는 컬러 도플러 영상(833, 834)을 갱신하여 표시할 수 있다.
도 8의 영역(840)을 참고하면, 초음파 영상 표시 장치(300)는 3D B모드 영상(841) 상에, 3D B모드 영상(841)에 대응되는 컬러 도플러 영상(843)을 표시할 수 있다. 초음파 영상 표시 장치(300)는 소정 위치에 음원 마커(842)를 표시한다. 초음파 영상 표시 장치(300)는, 음원 마커(842)가 표시된 위치에 기초하여, 컬러 도플러 영상(843)을 생성하고 표시할 수 있다.. 사용자의 입력에 기초하여 영상들(841, 843)의 지오메트리가 변환되거나 음원 마커(842)가 이동하는 경우, 초음파 영상 표시 장치(300)는 컬러 도플러 영상(843)을 갱신하여 표시할 수 있다.
예를 들어, 초음파 영상 표시 장치(300)는, 사용자의 입력에 기초하여, 3D B모드 영상(841)의 x축, y축, 및 z축 중 적어도 하나에 따라 음원 마커를 이동할 수 있다. 또한, 초음파 영상 표시 장치(300)는, 사용자의 입력에 기초하여, 3D B모드 영상(841)을 회전하거나, 시간상으로 이동할 수 있다. 초음파 영상 표시 장치(300)는, 컬러 도플러 영상의 지오메트리 변환 및 음원 마커의 이동 중 적어도 하나에 기초하여, 컬러 도플러 영상(843)을 갱신하여 표시할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 장치(300)는, 복수의 컬러 도플러 영상들에 대해서 복수의 음원 마커들을 제공함으로써, 사용자의 입력에 기초하여 대상체에 대한 복수의 단면들 각각에 대해서 음원 마커를 이동시키거나 컬러 도플러 영상의 지오메트리를 변환할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 장치(300)를 이용하는 사용자는, 각 컬러 도플러 영상들에 대해서 원하는 위치로 음원 마커를 이동시키거나 컬러 도플러 영상의 지오메트리를 변환할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 장치(300)는, 하나의 대상체에 대한 복수의 단면들 각각에 대해서 사용자가 혈류 정보를 직관적으로 인식할 수 있는 컬러 도플러 영상들을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 장치(300)는 대상체에 대한 다양한 뷰(예를 들어, 태아의 심장을 검사하는 표준 뷰, 학회 등에서 권고하는 표준 진단 뷰, 사용자가 가장 익숙해하는 뷰등)에 대해서 사용자가 직관적으로 혈류 정보를 인식할 수 있도록 한다. 예를 들어, 초음파 영상 표시 장치(300)는, 음원 마커를 이동하거나 컬러 도플러 영상의 지오메트리를 변환함으로써, 다양한 뷰에 대해서 가장 적합한 컬러 도플러 영상을 선택하고, 선택된 컬러 도플러 영상을 이용하여 혈류 방향을 표시할 수 있다.
한편, 일반적인 초음파 시스템에 따르면, 컬러 도플러 영상에 대한 사용자의 조작이 발생하는 경우 사용자는 정확한 혈류의 움직임에 대한 정보를 얻을 수 없게 된다. 즉, 실제 혈류의 방향과 사용자가 컬러 도플러 영상을 통해 인식하는 혈류의 방향 간에 차이가 발생하게 된다.
특히, 컬러 도플러 영상에 대한 제 1 사용자의 조작 후 저장된 컬러 도플러 영상을 제 2 사용자가 로딩(load)하는 경우, 로딩된 컬러 도플러 영상이 나타내는 혈류의 방향을 제 2 사용자가 직관적으로 인식하는데 어려움이 있을 수 있다.
따라서, 본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 초음파 영상 표시 장치(300)는 컬러 도플러 영상을 표시하고, 컬러 도플러 영상에 대응되는 위치에 음원 마커를 표시함으로써, 사용자가 직관적으로 판독할 수 있는 컬러 도플러 영상을 제공할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 장치(300)가 초음파 영상을 표시하는 방법의 흐름도이다.
단계 S510에서 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 장치(300)는 대상체에 대한 도플러 데이터를 획득한다. 초음파 영상 표시 장치(300)가 획득하는 도플러 데이터는, 프로브를 이용하여 대상체에 대해 초음파 신호를 송수신함으로써 생성된 데이터이다.
단계 S520에서 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 장치(300)는 도플러 데이터를 이용하여 컬러 도플러 영상을 생성하고 화면 상에 표시한다.
*단계 S530에서 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 장치(300)는 컬러 도플러 영상에 대응되는 화면 상의 제 1 위치에 음원 마커를 표시한다.
컬러 도플러 영상에 대응되는 제 1 위치는, 도플러 데이터를 생성하기 위해서 프로브가 대상체에 대해 초음파 신호를 송수신함에 있어서, 대상체 내에 흐르는 혈류의 방향 및 프로브가 초음파 신호를 수신하는 방향이 이루는 각도를 나타내는 화면 상의 위치를 의미할 수 있다. 예를 들어, 초음파 영상 표시 장치(300)는 도플러 데이터를 분석하여 제 1 위치를 결정하거나, 도플러 데이터 내에 포함되는 정보를 추출하여 추출된 정보에 기초하여 제 1 위치를 결정할 수 있다.
이하, 본 발명의 다른 일 실시예에 대한 설명의 편의를 위하여, 본 발명의 일 실시예와 관련된 도 6a 및 도 7a를 차용하여 설명한다.
도 6a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 장치(300)는, 제 1 컬러 도플러 영상(612, 614)에 대응되는 위치에 음원 마커(620)를 표시할 수 있다. 제 1 컬러 도플러 영상(612, 614)에 대응되는 위치란, 제 1 컬러 도플러 영상(612, 614)이 나타내는 혈류의 상대 속도의 기준이 되는 위치를 나타낼 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 장치(300)는, 도 6a에 도시된 영상(610) 및 컬러 도플러 영상(612, 614)이 시계 방향으로 90도 회전되어 저장된 경우, 도 7a와 같은 화면을 출력할 수 있다.
도 7a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 장치(300)는, 컬러 도플러 영상(712, 714)에 대응되는 위치에 음원 마커(620)를 표시할 수 있다. 본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 90도 회전되어 저장된 컬러 도플러 영상(622, 624)에 대응되도록, 음원 마커(620)는, 영상(610)의 중심을 기준으로 시계 방향으로 90도 회전된 위치에 표시될 수 있다.
따라서, 도 7a를 제공받은 사용자는, 음원 마커(620)에 기초하여, 컬러 도플러 영상(712, 714)이 음원 마커(620))에 대한 혈류의 상대 속도를 나타냄을 알 수 있다. 즉, 사용자는, 적색이 할당된 컬러 도플러 영상(712)에 대응되는 혈류의 방향은 화살표(703)가 나타내는 바와 같이, 음원 마커 (620)에게 다가오는 방향, 즉 화면 상에서 왼쪽에서 오른쪽으로 흐르는 방향이라고 판단할 수 있다. 또한, 사용자는, 청색이 할당된 컬러 도플러 영상(714)에 대응되는 혈류의 방향은 화살표(705)가 나타내는 바와 같이 음원 마커(620)로부터 멀어지는 방향, 즉, 화면 상에서 오른쪽에서 왼쪽으로 흐르는 방향이라고 판단할 수 있다.
그러므로, 본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 사용자가 도 7a에 도시된 컬러 도플러 영상(712, 714)을 통해 인식하는 혈류의 방향과 실제 혈류의 방향과 동일하게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 방법 및 장치는, 컬러 도플러 영상과 함께 컬러 도플러 영상을 판독하기 위한 기준 위치 및 방향을 나타내는 음원 마커를 표시하는 초음파 영상 표시 방법 및 장치를 제공할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 장치 및 방법이 적용될 수 있는 초음파 시스템의 블록도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 방법은 도 10에 도시된 초음파 시스템(1000)에 의해 수행될 수 있으며, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 장치는 도 10에 도시된 초음파 시스템(1000)에 포함될 수 있다.
*도 3의 초음파 영상 표시 장치(300)는 도 10의 초음파 시스템(1000)이 수행하는 기능의 일부 또는 전부를 수행할 수 있다. 도 3의 데이터 획득부(310) 및 처리부(330)는 도 10의 프로브(1020), 초음파 송수신부(1100), 및 영상 처리부(1200)에 대응될 수 있다. 도 3의 표시부(320) 는 도 10의 표시부(1700)에 대응될 수 있다. 또한, 도 3의 사용자 입력부(340) 는 도 10의 입력부(1500)에 대응될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 시스템(1000)은 프로브(1020), 초음파 송수신부(1100), 영상 처리부(1200), 통신부(1300), 메모리(1400), 입력 디바이스(1500), 및 제어부(1600)를 포함할 수 있으며, 상술한 여러 구성들은 버스(700)를 통해 서로 연결될 수 있다.
송신부(1110)는 프로브(1020)에 구동 신호를 공급하며, 펄스 생성부(1112), 송신 지연부(1114), 및 펄서(1116)를 포함한다. 펄스 생성부(1112)는 소정의 펄스 반복 주파수(PRF, Pulse Repetition Frequency)에 따른 송신 초음파를 형성하기 위한 펄스(1pulse) 를 생성하며, 송신 지연부(1114)는 송신 지향성(1transmission directionality)을 결정하기 위한 지연 시간(1delay time)을 펄스에 적용한다. 지연 시간이 적용된 각각의 펄스는, 프로브(1020)에 포함된 복수의 압전 진동자(piezoelectric vibrators)에 각각 대응된다. 펄서(1116)는, 지연 시간이 적용된 각각의 펄스에 대응하는 타이밍(timing)으로, 프로브(1020)에 구동 신호(또는, 구동 펄스(driving pulse))를 인가한다.
수신부(1120)는 프로브(1020)로부터 수신되는 에코 신호를 처리하여 초음파 데이터를 생성하며, 증폭기(1122), ADC(아날로그 디지털 컨버터, Analog Digital converter)(1124), 수신 지연부(1126), 및 합산부(1128)를 포함할 수 있다. 증폭기(1122)는 에코 신호를 각 채널(channel) 마다 증폭하며, ADC(1124)는 증폭된 에코 신호를 아날로그-디지털 변환한다. 수신 지연부(1126)는 수신 지향성(reception directionality)을 결정하기 위한 지연 시간을 디지털 변환된 에코 신호에 적용하고, 합산부(1128)는 수신 지연부(1126)에 의해 처리된 에코 신호를 합산함으로써 초음파 데이터를 생성한다.
영상 처리부(1200)는 초음파 송수신부(1100)에서 생성된 초음파 데이터에 대한 주사 변환(scan conversion) 과정을 통해 초음파 영상을 생성하고 디스플레이한다.
B 모드 처리부(1212)는, 초음파 데이터로부터 B 모드 성분을 추출하여 처리한다. 영상 생성부(1220)는, B 모드 처리부(1212)에 의해 추출된 B 모드 성분에 기초하여 신호의 강도가 휘도(brightness)로 표현되는 초음파 영상을 생성할 수 있다.
*마찬가지로, 도플러 처리부(1214)는, 초음파 데이터로부터 도플러 성분을 추출하고, 영상 생성부(1220)는 추출된 도플러 성분에 기초하여 대상체의 움직임을 컬러 또는 파형으로 표현하는 도플러 영상을 생성할 수 있다.
일 실시 예에 의한 영상 생성부(1220)는, 볼륨 데이터에 대한 볼륨 렌더링 과정을 거쳐 3차원 초음파 영상을 생성할 수 있으며, 압력에 따른 대상체(1010)의 변형 정도를 영상화한 탄성 영상 또한 생성할 수도 있다. 나아가, 영상 생성부(1220)는 초음파 영상 상에 여러 가지 부가 정보를 텍스트, 그래픽으로 표현할 수도 있다. 한편, 생성된 초음파 영상은 메모리(1400)에 저장될 수 있다.
통신부(1300)는, 유선 또는 무선으로 네트워크(1030)와 연결되어 외부 디바이스나 서버와 통신한다. 통신부(1300)는 의료 영상 정보 시스템(PACS, Picture Archiving and Communication System)을 통해 연결된 병원 서버나 병원 내의 다른 의료 장치와 데이터를 주고 받을 수 있다. 또한, 통신부(1300)는 의료용 디지털 영상 및 통신(DICOM, Digital Imaging and Communications in Medicine) 표준에 따라 데이터 통신할 수 있다.
통신부(1300)는 네트워크(1030)를 통해 대상체의 초음파 영상, 초음파 데이터, 도플러 데이터 등 대상체의 진단과 관련된 데이터를 송수신할 수 있으며, CT, MRI, X-ray 등 다른 의료 장치에서 촬영한 의료 영상 또한 송수신할 수 있다. 나아가, 통신부(1300)는 서버로부터 환자의 진단 이력이나 치료 일정 등에 관한 정보를 수신하여 대상체의 진단에 활용할 수도 있다. 나아가, 통신부(1300)는 병원 내의 서버나 의료 장치뿐만 아니라, 의사나 환자의 휴대용 단말과 데이터 통신을 수행할 수도 있다.
통신부(1300)는 유선 또는 무선으로 네트워크(1030)와 연결되어 서버(1032), 의료 장치(1034), 또는 휴대용 단말(1036)과 데이터를 주고 받을 수 있다. 통신부(1300)는 외부 디바이스와 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 구성 요소를 포함할 수 있으며, 예를 들어 근거리 통신 모듈(1310), 유선 통신 모듈(1320), 및 이동 통신 모듈(1330)을 포함할 수 있다.
근거리 통신 모듈(1310)은 소정 거리 이내의 근거리 통신을 위한 모듈을 의미한다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 근거리 통신 기술에는 무선 랜(1Wireless LAN), 와이파이(1Wi-Fi), 블루투스, 지그비(1zigbee), WFD(1Wi-Fi Direct), UWB(1ultra wideband), 적외선 통신(1IrDA, infrared Data Association), BLE (1Bluetooth Low Energy), NFC(1Near Field Communication) 등이 있을 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
유선 통신 모듈(1320)은 전기적 신호 또는 광 신호를 이용한 통신을 위한 모듈을 의미하며, 일 실시 예에 의한 유선 통신 기술에는 페어 케이블(1pair cable), 동축 케이블, 광섬유 케이블, 이더넷(1ethernet) 케이블 등이 포함될 수 있다.
이동 통신 모듈(1330)은, 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신한다. 여기에서, 무선 신호는, 음성 호 신호, 화상 통화 호 신호 또는 문자/멀티미디어 메시지 송수신에 따른 다양한 형태의 데이터를 포함할 수 있다.
메모리(1400)는 초음파 시스템(1000)에서 처리되는 여러 가지 정보를 저장한다. 예를 들어, 메모리(1400)는 입/출력되는 초음파 데이터, 초음파 영상 등 대상체의 진단에 관련된 의료 데이터를 저장할 수 있고, 초음파 시스템(1000) 내에서 수행되는 알고리즘이나 프로그램을 저장할 수도 있다.
메모리(1400)는 플래시 메모리, 하드디스크, EEPROM 등 여러 가지 종류의 저장매체로 구현될 수 있다. 또한, 초음파 시스템(1000)은 웹 상에서 메모리(1400)의 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage) 또는 클라우드 서버를 운영할 수도 있다.
입력부(1500)는, 사용자로부터 초음파 시스템(1000)을 제어하기 위한 데이터를 입력받는 수단을 의미한다. 입력부(1500)는 키 패드, 마우스, 터치 패널, 터치 스크린, 트랙볼, 조그 스위치 등 하드웨어 구성을 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 심전도 측정 모듈, 호흡 측정 모듈, 음성 인식 센서, 제스쳐 인식 센서, 지문 인식 센서, 홍채 인식 센서, 깊이 센서, 거리 센서 등 다양한 입력 수단을 더 포함할 수 있다.
제어부(1600)는 초음파 시스템(1000)의 동작을 전반적으로 제어한다. 즉, 제어부(1600)는 도 10에 도시된 프로브(1020), 초음파 송수신부(1100), 영상 처리부(1200), 통신부(1300), 메모리(1400), 및 입력 디바이스(1500) 간의 동작을 제어할 수 있다.
프로브(1020), 초음파 송수신부(1100), 영상 처리부(1200), 통신부(1300), 메모리(1400), 입력 디바이스(1500) 및 제어부(1600) 중 일부 또는 전부는 소프트웨어 모듈에 의해 동작할 수 있으나 이에 제한되지 않으며, 상술한 구성 중 일부가 하드웨어에 의해 동작할 수도 있다. 또한, 초음파 송수신부(1100), 영상 처리부(1200), 및 통신부(1300) 중 적어도 일부는 제어부(1600)에 포함될 수 있으나, 이러한 구현 형태에 제한되지는 않는다.
본 발명의 일 실시예는 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (31)

  1. 프로브를 이용하여 대상체에 대해 초음파 신호를 송수신함으로써 생성된 제 1 도플러 데이터를 획득하는 단계;
    도플러 영상의 기준이 되는 초음파 신호의 음원의 위치를 나타내는 음원 마커를 표시하는 단계;
    음원 마커가 표시된 제1 위치를 기준으로, 상기 제1 도플러 데이터를 이용하여 생성된 제1 컬러 도플러 영상을 표시하는 단계;
    상기 제 1 컬러 도플러 영상의 지오메트리를 변경하거나 상기 음원 마커의 위치를 변경하는 사용자 입력이 수신되면, 상기 제1 컬러 도플러 영상과 상기 음원 마커의 상대적인 위치의 변화에 기초하여 제2 도플러 데이터를 산출하는 단계; 및
    상기 제2 도플러 데이터로부터 생성된 제2 컬러 도플러 영상을 표시하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 위치, 및 상기 제2 컬러 도플러 영상의 기초가 되는 음원의 위치인 제2 위치 중 적어도 하나는, 상기 제1 도플러 데이터가 획득된 실제 음원의 위치와 상이한, 초음파 영상 표시 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 컬러 도플러 영상은 미리 결정된 표준 뷰로 표시되는, 초음파 영상 표시 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 컬러 도플러 영상의 지오메트리를 변경하거나 상기 음원 마커의 위치를 변경하는 사용자 입력은, 상기 표시된 제1 컬러 도플러 영상을 상기 미리 결정된 표준 뷰로 표시하도록 하는 신호인, 초음파 영상 표시 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 컬러 도플러 영상을 표시하는 단계는,
    화면 상의 기준 위치와 상기 제 1 위치를 비교한 결과에 기초하여 상기 제 1 도플러 데이터로부터 제 2 도플러 데이터를 생성하는 단계; 및
    상기 제 2 도플러 데이터로부터 상기 제 1 컬러 도플러 영상을 생성하는 단계를 포함하는, 초음파 영상 표시 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 도플러 데이터를 생성하는 단계는,
    상기 화면 상의 소정 점과 상기 기준 위치를 잇는 선과 상기 소정 점과 상기 제 1 위치를 잇는 선이 이루는 각도를 획득하는 단계; 및
    상기 획득된 각도에 기초하여 상기 제 1 도플러 데이터를 보정함으로써 상기 제 2 도플러 데이터를 생성하는 단계를 포함하는, 초음파 영상 표시 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    사용자 입력에 기초하여, 상기 제 1 위치에 표시된 상기 음원 마커를 제 2 위치로 이동시켜 표시하는 단계; 및
    상기 음원 마커의 이동에 기초하여 제 2 컬러 도플러 영상을 생성하고 표시하는 단계를 더 포함하는, 초음파 영상 표시 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 음원 마커를 제 2 위치로 이동하는 단계는,
    화면 상의 소정 경로를 따라서 상기 제 1 위치로부터 상기 제 2 위치로 상기 음원 마커를 이동하는 단계를 포함하는, 초음파 영상 표시 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 2 컬러 도플러 영상을 생성하고 표시하는 단계는,
    화면 상의 소정 점과 상기 제 1 위치를 잇는 선과 상기 소정 점과 상기 제 2 위치를 잇는 선이 이루는 각도를 획득하는 단계; 및
    상기 획득된 각도에 기초하여 상기 제 2 컬러 도플러 영상을 생성하는 단계를 포함하는, 초음파 영상 표시 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    사용자 입력에 기초하여, 상기 제 1 컬러 도플러 영상의 지오메트리를 변환하는 단계; 및
    상기 제 1 컬러 도플러 영상의 지오메트리 변환에 기초하여 제 2 컬러 도플러 영상을 생성하고 표시하는 단계를 더 포함하는, 초음파 영상 표시 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 컬러 도플러 영상의 지오메트리를 변환하는 단계는,
    화면 상에서, 상기 제 1 컬러 도플러 영상의 이동, 확대, 축소 및 회전 중 적어도 하나를 수행하는 단계를 포함하는, 초음파 영상 표시 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    화면은 복수의 도플러 영상들을 표시할 수 있는 복수의 영역들을 포함하고,
    상기 제 1 위치에 상기 음원 마커를 표시하는 단계는,
    상기 복수의 영역들 중 각 영역의 소정 위치들에 복수의 음원 마커들을 표시하는 단계를 포함하고,
    상기 제 1 컬러 도플러 영상을 생성하고 표시하는 단계는,
    상기 각 영역의 소정 위치들에 기초하여, 상기 제 1 도플러 데이터로부터 상기 대상체의 복수의 단면에 대한 복수의 컬러 도플러 영상들을 생성하고 표시하는 단계를 포함하는, 초음파 영상 표시 방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 컬러 도플러 영상을 생성하고 표시하는 단계는,
    상기 대상체에 대한 볼륨 데이터에 기초하여, 상기 대상체의 적어도 일부에 대한 3D B모드 영상을 생성하는 단계; 및
    상기 3D B모드 영상 상에 상기 제 1 컬러 도플러 영상을 표시하는 단계를 포함하는, 초음파 영상 표시 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    사용자 입력에 기초하여, 상기 3D B모드 영상의 x축, y축, 및 z축 중 적어도 하나에 따라 상기 제 1 위치에 표시된 상기 음원 마커를 제 2 위치로 이동하는 단계; 및
    상기 음원 마커의 이동에 기초하여 상기 제 2 컬러 도플러 영상을 생성하고 상기 3D B모드 영상 상에 표시하는 단계를 더 포함하는, 초음파 영상 표시 방법.
  14. 삭제
  15. 프로브를 이용하여 대상체에 대해 초음파 신호를 송수신함으로써 생성된 도플러 데이터를 획득하는 단계;
    상기 도플러 데이터를 이용하여 컬러 도플러 영상을 생성하고 화면 상에 표시하는 단계; 및
    상기 컬러 도플러 영상에 대응되는 상기 화면 상의 제 1 위치에 음원 마커를 표시하는 단계를 포함하고,
    상기 제 1 위치에 기초하여, 상기 대상체 내에 흐르는 혈류의 방향 및 상기 프로브가 상기 초음파 신호를 수신하는 방향이 이루는 각도가 결정되는 것을 특징으로 하는, 초음파 영상 표시 방법.
  16. 프로브를 이용하여 대상체에 대해 초음파 신호를 송수신함으로써 생성된 제 1 도플러 데이터를 획득하는 데이터 획득부;
    도플러 영상의 기준이 되는 초음파 신호의 음원의 위치를 나타내는 음원 마커를 표시하는 표시부; 및
    음원 마커가 표시된 제1 위치를 기준으로, 상기 제1 도플러 데이터를 이용하여 생성된 제1 컬러 도플러 영상을 표시하도록 상기 표시부를 제어하고, 상기 제 1 컬러 도플러 영상의 지오메트리를 변경하거나 상기 음원 마커의 위치를 변경하는 사용자 입력이 수신되면, 상기 제1 컬러 도플러 영상과 상기 음원 마커의 상대적인 위치의 변화에 기초하여 제2 도플러 데이터를 산출하고, 상기 제2 도플러 데이터로부터 생성된 제2 컬러 도플러 영상을 표시하도록 상기 표시부를 제어하는 처리부를 포함하고,
    상기 제1 위치, 및 상기 제2 컬러 도플러 영상의 기초가 되는 음원의 위치인 제2 위치 중 적어도 하나는, 상기 제1 도플러 데이터가 획득된 실제 음원의 위치와 상이한, 초음파 영상 표시 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제2 컬러 도플러 영상은 미리 결정된 표준 뷰로 표시되는, 초음파 영상 표시 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제1 컬러 도플러 영상의 지오메트리를 변경하거나 상기 음원 마커의 위치를 변경하는 사용자 입력은, 상기 표시된 제1 컬러 도플러 영상을 상기 미리 결정된 표준 뷰로 표시하도록 하는 신호인, 초음파 영상 표시 장치.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 처리부는,
    화면 상의 기준 위치와 상기 제 1 위치를 비교한 결과에 기초하여 상기 제 1 도플러 데이터로부터 제 2 도플러 데이터를 생성하고, 상기 제 2 도플러 데이터로부터 상기 제 1 컬러 도플러 영상을 생성하는, 초음파 영상 표시 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 처리부는,
    상기 화면 상의 소정 점과 상기 기준 위치를 잇는 선과 상기 소정 점과 상기 제 1 위치를 잇는 선이 이루는 각도를 획득하고, 상기 획득된 각도에 기초하여 상기 제 1 도플러 데이터를 보정함으로써 상기 제 2 도플러 데이터를 생성하는, 초음파 영상 표시 장치.
  21. 제 16 항에 있어서,
    사용자 입력을 수신하는 사용자 입력부를 더 포함하고,
    상기 처리부는,
    상기 사용자 입력에 기초하여, 상기 제 1 위치에 표시된 상기 음원 마커를 제 2 위치로 이동시켜 표시하고, 상기 음원 마커의 이동에 기초하여 제 2 컬러 도플러 영상을 생성하고,
    상기 표시부는,
    상기 제 2 컬러 도플러 영상을 표시하는, 초음파 영상 표시 장치.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 처리부는,
    화면 상의 소정 경로를 따라서 상기 제 1 위치로부터 상기 제 2 위치로 상기 음원 마커를 이동하는, 초음파 영상 표시 장치.
  23. 제 21 항에 있어서,
    상기 처리부는,
    화면 상의 소정 점과 상기 제 1 위치를 잇는 선과 상기 소정 점과 상기 제 2 위치를 잇는 선이 이루는 각도를 획득하고, 상기 획득된 각도에 기초하여 상기 제 2 컬러 도플러 영상을 생성하는, 초음파 영상 표시 장치.
  24. 제 16 항에 있어서,
    사용자의 입력을 수신하는 사용자 입력부를 더 포함하고,
    상기 처리부는,
    상기 사용자의 입력에 기초하여 상기 제 1 컬러 도플러 영상의 지오메트리를 변환하고, 상기 제 1 컬러 도플러 영상의 지오메트리 변환에 기초하여 제 2 컬러 도플러 영상을 생성하며,
    상기 표시부는,
    상기 제 2 컬러 도플러 영상을 표시하는, 초음파 영상 표시 장치.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 처리부는,
    화면 상에서, 상기 제 1 컬러 도플러 영상의 이동, 확대, 축소 및 회전 중 적어도 하나를 수행하는, 초음파 영상 표시 장치.
  26. 제 16 항에 있어서,
    상기 표시부는,
    복수의 도플러 영상들을 표시할 수 있는 복수의 영역들을 표시하고, 상기 복수의 영역들 중 각 영역의 소정 위치들에 복수의 음원 마커들을 표시하며,
    상기 처리부는,
    상기 각 영역의 소정 위치들에 기초하여, 상기 제 1 도플러 데이터로부터 상기 대상체의 복수의 단면에 대한 복수의 컬러 도플러 영상들을 생성하고,
    상기 복수의 컬러 도플러 영상들은 상기 각 영역에 표시되는, 초음파 영상 표시 장치.
  27. 제 16 항에 있어서,
    상기 처리부는,
    상기 대상체에 대한 볼륨 데이터에 기초하여, 상기 대상체의 적어도 일부에 대한 3D B모드 영상을 더 생성하고,
    상기 표시부는,
    상기 3D B모드 영상 상에 상기 제 1 컬러 도플러 영상을 표시하는, 초음파 영상 표시 장치.
  28. 제 27 항에 있어서,
    사용자의 입력을 수신하는 사용자 입력부를 더 포함하고,
    상기 처리부는,
    상기 사용자의 입력에 기초하여, 상기 3D B모드 영상의 x축, y축, 및 z축 중 적어도 하나에 따라 상기 제 1 위치에 표시된 상기 음원 마커를 제 2 위치로 이동하고, 상기 음원 마커의 이동에 기초하여 상기 제 2 컬러 도플러 영상을 생성하며,
    상기 표시부는,
    상기 제 2 컬러 도플러 영상을 상기 3D B모드 영상 상에 표시하는, 초음파 영상 표시 장치.
  29. 삭제
  30. 프로브를 이용하여 대상체에 대해 초음파 신호를 송수신함으로써 생성된 도플러 데이터를 획득하는 데이터 획득부;
    상기 도플러 데이터를 이용하여 컬러 도플러 영상을 생성하는 처리부;
    상기 컬러 도플러 영상을 화면 상에 표시하고, 상기 컬러 도플러 영상에 대응되는 상기 화면 상의 제 1 위치에 음원 마커를 표시하는 표시부를 포함하고,
    상기 제 1 위치에 기초하여, 상기 대상체 내에 흐르는 혈류의 방향 및 상기 프로브가 상기 초음파 신호를 수신하는 방향이 이루는 각도가 결정되는, 초음파 영상 표시 장치.
  31. 제 1 항 내지 제 13 항 및 제15항 중 어느 한 항에 기재된 방법을 실행하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독가능한 기록매체.
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