KR102164456B1 - 초음파 측정 장치 및 초음파 측정 방법 - Google Patents

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Abstract

초음파 측정 방법이 개시된다. 일 실시 예에 의한 초음파 측정 방법은, 적어도 하나의 실제 포커싱 지점에 대응하는 수신 데이터에 합성 포커싱 방법을 적용하여, 반사체 주변 영역의 적어도 하나의 합성 포커싱 지점에 대응하는 적어도 하나의 합성 수신 데이터를 획득하는 단계 및 상기 적어도 하나의 합성 수신 데이터를 이용하여, 상기 반사체의 영상을 생성하는 단계를 포함한다.

Description

초음파 측정 장치 및 초음파 측정 방법 {DETECTING APPARATUS USING ULTRASOUND AND DETECTING METHOD USING ULTRASOUND}
본 개시는 초음파 측정 장치 및 초음파 측정 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 샘플 내의 반사체에 대한 영상을 측정하는 초음파 측정 장치 및 초음파 측정 방법에 관한 것이다.
초음파 측정 장치는 샘플 내의 포커싱 지점에 초음파 신호를 송신하고, 샘플 내의 반사체에 의하여 생성된 어쿠스틱 필드를 수신하여 수신된 어쿠스틱 필드를 이용하여 샘플 내 반사체 영상을 측정하는 장치이다. 초음파 측정 장치는 가격이 저렴하며, 크기가 상대적으로 소형으로 구현될 수 있다. 아울러, 초음파 측정 장치는 실시간으로 샘플에 대한 영상을 처리할 수 있어, 인체 내부 조직 검사와 같은 의료용 또는 비파괴 검사용 등 다양한 산업 분야에서 이용되고 있다.
초음파 측정 장치는 복수 개의 트랜스듀서 소자를 포함할 수 있으며, 복수 개의 트랜스듀서 소자의 송신 시기를 조정하여 샘플 내의 특정한 지점에 빔 포커싱을 수행할 수 있다. 초음파 측정 장치는 빔 포커싱을 수행하여 초음파 신호를 송신할 수 있으며, 반사체에 의하여 반사 또는 산란된 어쿠스틱 필드를 이용하여 반사체에 대한 영상을 측정할 수 있다.
하지만, 샘플 내의 측정하고자하는 반사체 이외의 다른 반사체가 더 포함된 경우에는, 다른 반사체로부터의 어쿠스틱 필드가 측정하고자하는 반사체로부터의 어쿠스틱 필드와 간섭될 수 있다. 이에 따라 측정하고자하는 반사체에 대한 정확한 영상 측정이 어려울 수 있다.
일 실시 예에 의한 초음파 측정 방법은, 적어도 하나의 실제 포커싱 지점에 대응하는 수신 데이터에 합성 포커싱 방법을 적용하여, 반사체 주변 영역의 적어도 하나의 합성 포커싱 지점에 대응하는 적어도 하나의 합성 수신 데이터를 획득하는 단계 및 상기 적어도 하나의 합성 수신 데이터를 이용하여, 상기 반사체의 영상을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
한편 초음파 측정 방법은, 상기 실제 포커싱 지점에 초음파 신호를 빔 포커싱하는 단계 및 상기 초음파 신호에 대응하여 반사체가 생성하는 어쿠스틱 필드를 수신하여 상기 수신 데이터를 획득하는 단계를 더 포함할 수도 있다.
아울러, 상기 합성 수신 데이터를 획득하는 단계는, 상기 수신 데이터에 상기 합성 포커싱 방법을 이용하여 복수 개의 합성 수신 데이터를 생성하고, 상기 반사체의 영상을 생성하는 단계는, 상기 복수 개의 합성 수신 데이터를 이용하여 상기 반사체의 영상을 생성할 수 있다.
또한, 상기 적어도 하나의 합성 수신 데이터를 획득하는 단계는, 상기 반사체의 주변 영역에 상기 적어도 하나의 합성 포커싱 지점을 결정하는 단계 및 상기 적어도 하나의 합성 포커싱 지점과 상기 적어도 하나의 실제 포커싱 지점 사이의 제 1 딜레이를 예측하는 단계를 포함할 수 있다.
여기에서 상기 합성 수신 데이터를 획득하는 단계는, 상기 제 1 딜레이에 기초하여 적어도 하나의 트랜스듀서 소자 각각에서의 딜레이를 예측하는 단계 및 상기 예측된 상기 적어도 하나의 트랜스듀서 소자 각각에서의 딜레이에 기초하여, 상기 수신 데이터를 트랜스듀서 소자 채널별로 딜레이 보정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 합성 수신 데이터를 획득하는 단계는, 상기 적어도 하나의 합성 포커싱 지점 각각에 대하여 딜레이 보정을 수행하여, 상기 적어도 하나의 합성 포커싱 지점 각각에 대응하는 합성 수신 데이터를 획득할 수 있다.
또한 상기 반사체의 영상을 획득하는 단계는, 상기 적어도 하나의 합성 포커싱 지점 각각에 대한 합성 수신 데이터를 채널별로 합산하여 단일 수신 데이터를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
아울러, 상기 합성 수신 데이터에 기초하여 상기 반사체의 영상을 획득하는 단계는, 상기 단일 수신 데이터에 대하여 수차 보정(aberration correction)을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
한편 초음파 측정 방법은, 상기 수신 데이터에 대하여 움직임 보정을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한 상기 수신 데이터에 대하여 움직임 보정을 수행하는 단계는, 상기 수신 데이터에 기초하여 상기 반사체의 복수 개의 영상 프레임을 획득하는 단계 및 상기 복수 개의 영상 프레임을 서로 비교하여, 상기 반사체의 움직임 벡터를 검출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
아울러, 초음파 측정 방법은, 상기 검출된 움직임 벡터에 기초하여, 움직임 이전 반사체의 위치 및 움직임 이후 반사체의 위치 사이의 제 2 딜레이를 예측하는 단계, 상기 예측된 제 2 딜레이에 기초하여, 적어도 하나의 트랜스듀서 소자 각각에서의 딜레이를 예측하는 단계 및 상기 예측된 상기 적어도 하나의 트랜스듀서 소자 각각에서의 딜레이에 기초하여, 상기 수신 데이터를 트랜스듀서 소자 채널별로 딜레이 보정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기에서, 상기 수신 데이터를 트랜스듀서 소자 채널별로 딜레이 보정하는 단계는, 최초 영상 프레임에서의 반사체의 위치로부터 상기 움직임 벡터가 검출된 영상 프레임에 대응하는 샘플링 구간의 수신 데이터를 트랜스듀서 소자 채널별로 딜레이 보정할 수 있다.
한편, 상기 반사체의 영상을 생성하는 단계는, 상기 적어도 하나의 합성 수신 데이터 및 상기 수신 데이터를 이용하여 상기 반사체의 영상을 생성할 수도 있다.
한편, 다른 측면에 의한 초음파 측정 장치는, 적어도 하나의 실제 포커싱 지점에 대응하는 수신 데이터에 합성 포커싱 방법을 적용하여, 반사체 주변 영역의 적어도 하나의 합성 포커싱 지점에 대응하는 적어도 하나의 합성 수신 데이터를 획득하는 합성 수신 데이터 획득부 및 상기 적어도 하나의 합성 수신 데이터를 이용하여, 상기 반사체의 영상을 생성하는 영상 생성부를 포함할 수 있다.
여기에서, 초음파 측정 장치는, 상기 적어도 하나의 합성 포커싱 지점 각각에 대한 합성 수신 데이터를 채널별로 합산하여 단일 수신 데이터를 생성하고, 상기 단일 수신 데이터에 대하여 수차 보정(aberration correction)을 수행하는 데이터 합산 및 수차 보정부를 더 포함할 수도 있다.
한편, 상기 영상 생성부는, 상기 합성 수신 데이터를 생성하기 이전에 상기 수신 데이터에 기초하여 복수 개의 영상 프레임을 생성하고, 초음파 측정 장치는 상기 복수 개의 영상 프레임에 기초하여 상기 반사체의 움직임을 보정하는 움직임 보정부를 더 포함할 수 있다.
아울러, 초음파 측정 장치는, 상기 복수 개의 영상 프레임을 서로 비교하여, 상기 반사체의 움직임 벡터를 검출하는 움직임 추정부를 더 포함할 수도 있다.
다른 실시 예에 의한 초음파 측정 장치는, 적어도 하나의 실제 포커싱 지점에 초음파 신호를 빔 포커싱하고, 빔 포커싱에 대응하여 반사체가 생성하는 어쿠스틱 필드를 수신하는 적어도 하나의 트랜스듀서 소자 및 상기 적어도 하나의 트랜스듀서 소자 채널별로 수신 데이터를 획득하고, 상기 수신 데이터에 합성 포커싱 방법을 적용하여 상기 반사체 주변 영역의 복수 개의 합성 포커싱 지점 각각에 대한 합성 수신 데이터를 획득하며, 상기 합성 수신 데이터에 기초하여 상기 반사체의 영상을 획득하는 프로세서를 포함할 수 있다.
또 다른 실시 예에 의한 초음파 측정 장치는, 적어도 하나의 실제 포커싱 지점에 초음파 신호를 송신하고, 빔 포커싱에 대응하여 반사체가 생성하는 어쿠스틱 필드를 수신하는 초음파 신호 송수신부, 상기 초음파 신호 송수신부에서 수신된 수신 데이터에 기초하여 복수 개의 영상 프레임을 생성하는 영상 생성부, 상기 생성된 복수 개의 영상 프레임에 기초하여 상기 반사체의 움직임을 추정하는 움직임 추정부 및 상기 추정된 움직임에 기초하여 상기 수신 데이터에 대하여 움직임 보정을 수행하는 움직임 보정부를 포함할 수 있다.
여기에서, 초음파 측정 장치는, 상기 움직임 보정된 수신 데이터에 대하여 합성 포커싱 방법을 적용하여, 반사체 주변 영역의 복수 지점에 대한 합성 수신 데이터를 생성하는 합성 수신 데이터 획득부 및 상기 합성 수신 데이터를 채널별로 합산하여 단일 수신 데이터를 생성하고, 수차 보정(aberration correction)을 수행하는 데이터 합산 및 수차 보정부를 더 포함할 수 있으며, 아울러 상기 영상 생성부는 수차 보정된 단일 수신 데이터를 이용하여 상기 반사체의 영상을 생성할 수 있다.
또 다른 실시 예에 의한 초음파 측정 방법은, 적어도 하나의 실제 포커싱 지점에 초음파 신호를 빔 포커싱하도록 하는 트랜스듀서 제어 신호를 출력하는 단계, 상기 빔 포커싱에 대응하여 반사체가 생성하는 어쿠스틱 필드에 대한 수신 데이터를 입력받는 단계, 합성 포커싱 방법에 기초하여, 상기 반사체 주변 영역의 복수 개의 합성 포커싱 지점 각각에 대한 합성 수신 데이터를 획득하는 단계 및 상기 합성 수신 데이터에 기초하여 상기 반사체의 영상을 획득하는 단계를 포함할 수 있다.
또 다른 실시 예에서 초음파 신호를 실제 빔 포커싱하도록 하는 트랜스듀서 제어 신호를 출력하는 단계, 상기 빔 포커싱에 대응하여 반사체가 생성하는 어쿠스틱 필드에 대한 수신 데이터를 입력받는 단계, 수신 데이터로부터 하모닉(harmonic) 성분을 추출하는 단계, 합성 포커싱 방법에 기초하여, 상기 반사체 주변 영역의 복수 개의 합성 포커싱 지점 각각에 대한 합성 수신 데이터를 획득하는 단계 및 상기 합성 수신 데이터에 기초하여 상기 반사체의 영상을 획득하는 단계를 포함할 수 있다. 또 다른 실시 예에 의한 초음파 측정 방법은 적어도 하나의 실제 포커싱 지점에서 트랜스듀서의 뒤쪽에 위치하도록 초음파 신호를 빔 포커싱하도록 하는 트랜스듀서 제어 신호를 출력하는 단계, 상기 빔 포커싱에 대응하여 반사체가 생성하는 어쿠스틱 필드에 대한 수신 데이터를 입력받는 단계, 합성 포커싱 방법에 기초하여, 상기 반사체 주변 영역의 복수 개의 합성 포커싱 지점 각각에 대한 합성 수신 데이터를 획득하는 단계 및 상기 합성 수신 데이터에 기초하여 상기 반사체의 영상을 획득하는 단계를 포함할 수 있다.
도 1a 및 1b는 다양한 실시 예들에 의한 초음파 측정 장치의 개념도들이다.
도 2a는 샘플 내에 단일 반사체가 존재하는 경우를 설명하는 개념도이다.
도 2b는 샘플 내의 복수 반사체가 포함된 경우의 어쿠스틱 필드의 개념도이다.
도 3은 비교 예에 의한 관측 대상인 제 1 반사체 이외의 다른 반사체가 포함된 샘플에 대한 초음파 측정 방법의 흐름도이다.
도 4a 및 4b는 도 3의 초음파 측정 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 4c 및 4d는 수신 데이터 및 수신 데이터의 채널별 합산을 설명하기 위한 개념도이다.
도 4e 및 4f는 수신 데이터의 채널별 합산에 의한 타 반사체 영향 제거를 설명하기 위한 개념도이다.
도 5는 일 실시 예에 의한 초음파 측정 방법의 흐름도이다.
도 6a 및 6b는 다양한 실시 예에 의한 빔 포커싱 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 7a 내지 7c는 포커싱 지점에 빔 포커싱을 수행한 구성을 설명하기 위한 개념도들이다.
도 8은 일 실시 예에 의한 빔 포커싱 방법의 흐름도이다.
도 9는 복수 포커싱 지점에 대한 빔 포커싱 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10은 일 실시 예에 의한 실제 포커싱 수신 데이터를 설명하기 위한 개념도이다.
도 11a 및 11b는 샘플 내의 합성 포커싱 지점을 설명하기 위한 개념도이다.
도 12는 일 실시 예에 의한 합성 수신 데이터 획득 방법의 흐름도이다.
도 13은 다른 실시 예에 의한 합성 수신 데이터 획득 방법의 흐름도이다.
도 14는 일 실시 예에 의한 합성 수신 데이터의 예시이다.
도 15는 수신 데이터 측정시 샘플 내 반사체가 이동하는 경우, 반사체 움직임 보정을 수행하는 초음파 측정 방법의 흐름도이다.
도 16은 일 실시 예에 의한 움직임 보정을 수행하는 초음파 측정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 17a는 샘플 내의 반사체의 움직임을 설명하기 위한 개념도이다.
도 17b는 일 실시 예에 의한 복수 영상 프레임의 개념도이다.
도 17c는 움직임 벡터 검출 및 딜레이 보정 과정을 설명하기 위한 개념도이다.
도 18은 수신 데이터에 대한 움직임 보정을 설명하기 위한 개념도이다.
도 19는 일 실시 예에 의한 움직임 보정을 수행하는 초음파 측정 장치의 블록도이다.
도 20a 및 20b는 수차 보정 과정을 설명하기 위한 개념도이다.
도 21은 일 실시 예에 의한 초음파 측정 방법의 흐름도이다.
이하에서, 일부 실시예들을, 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
아래 설명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 관례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다.
또한 특정한 경우는 이해를 돕거나 및/또는 설명의 편의를 위해 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 설명 부분에서 상세한 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 아래 설명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가지는 의미와 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 이해되어야 한다.
도 1a 및 1b는 다양한 실시 예들에 의한 초음파 측정 장치의 개념도들이다.
도 1a에 도시된 바와 같이, 초음파 측정 장치는, 프로세서(10), 표시부(20), 매질 컨테이너(40), 송수신부(50), 증폭기 및 필터(70) 및 아날로그-디지털 변환부(80)를 포함할 수 있다. 송수신부(50)는 적어도 하나의 트랜스듀서 소자(51 내지 54)를 포함할 수 있다.
프로세서(10)는 초음파 측정 장치 전반의 동작을 제어할 수 있다. 프로세서(10)는 저장부(미도시)에 저장된 프로그램 또는 알고리즘에 기초하여 초음파 측정 장치 전반의 동작을 제어할 수 있다. 프로세서(10)는 송수신부(50)의 초음파 신호의 송신 시기 및 송신 지점을 결정할 수 있다. 더욱 상세하게, 프로세서(10)는 초음파 신호의 빔 포커싱 지점을 결정할 수 있다. 프로세서(10)는 결정된 빔 포커싱 지점에 대응하여 적어도 하나의 트랜스듀서 소자(51 내지 54)들 각각의 구동 시기를 결정할 수 있다. 프로세서(10)는 적어도 하나의 트랜스듀서 소자(51 내지 54)의 구동 시기에 대한 전기적 신호를 생성할 수 있으며, 생성된 구동 시기에 대한 전기적 신호를 적어도 하나의 트랜스듀서 소자(51 내지 54) 각각에 출력할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(10)는 초음파 신호가 샘플(60) 상의 적어도 하나의 지점에 빔 포커싱되도록 적어도 하나의 트랜스듀서 소자(51 내지 54) 각각의 송신 시기를 결정할 수 있다.
적어도 하나의 트랜스듀서 소자(51 내지 54) 각각은 전기적 신호를 초음파 신호로 변환할 수 있다. 또는 적어도 하나의 트랜스듀서 소자(51 내지 54) 각각은 수신된 어쿠스틱 필드를 전기적 신호로 역변환할 수도 있다. 적어도 하나의 트랜스듀서 소자(51 내지 54) 각각은 프로세서(10)로부터 수신된 전기적 신호에 기초하여 각각의 구동 시기에 초음파 신호를 송신할 수 있다. 적어도 하나의 트랜스듀서 소자(51 내지 54)로부터의 초음파 신호는 서로 간섭될 수 있으며, 특정한 지점에 빔 포커싱될 수 있다. 한편, 여기에서 어쿠스틱 필드는 샘플(60) 내의 반사체에 의하여 반사 또는 산란된 매질 상의 필드일 수 있다.
적어도 하나의 트랜스듀서 소자(51 내지 54)는 수신된 어쿠스틱 필드를 전기적 신호로 변환할 수 있다. 변환된 전기적 신호는 증폭기 및 필터(70)에 의하여 기설정된 이득으로 증폭되고, 필터링될 수 있다. 아울러, 필터링된 전기적 신호는 아날로그-디지털 컨버터(80)에 의하여 디지털 신호로 변환될 수 있다. 일 실시 예에서, 수신된 어쿠스틱 필드가 변환된 전기적 신호는 수신 데이터라고 명명될 수 있으며, 또는 변환된 디지털 신호가 수신 데이터라고 명명될 수도 있다. 수신 데이터는 적어도 하나의 트랜스듀서 소자(51 내지 54)의 채널별 데이터를 포함할 수 있으며, 이와 관련하여서는 표 1을 참조하여 더욱 상세하게 설명하도록 한다.
적어도 하나의 트랜스듀서 소자(51 내지 54)는 일정 기간 동안 어쿠스틱 필드를 수신할 수 있다. 시간의 흐름에 따라서 적어도 하나의 트랜스듀서 소자(51 내지 54) 각각에 수신되는 어쿠스틱 필드 또한 변경될 수 있다. 수신 데이터 또한 일정 기간 동안의 시간에 따른 데이터일 수 있다. 예를 들어, 수신 데이터는 아날로그-디지털 컨버터(80)의 샘플링 기간에 따른 시계열적 데이터일 수 있으며, 이와 관련하여서는 표 1을 참조하여 더욱 상세하게 설명하도록 한다.
프로세서(10)는 수신 데이터를 입력받을 수 있으며, 입력된 수신 데이터를 기초로 샘플(60)에 대한 영상을 생성할 수 있다. 프로세서(10)는 생성된 영상을 표시부(20)가 표시하도록 제어할 수 있다.
한편, 프로세서(10)는 샘플(60)의 적어도 하나의 실제 포커싱 지점에 초음파 신호를 빔 포커싱하도록 적어도 하나의 트랜스듀서 소자(51 내지 54)의 송신 시기를 결정할 수 있다. 아울러, 프로세서(10)는 적어도 하나의 트랜스듀서 소자(51 내지 54)의 채널별로 수신 데이터를 획득할 수 있다. 프로세서(10)는 합성 포커싱 방법에 기초하여 샘플(60) 내의 반사체 주변 영역의 복수 개의 합성 포커싱 지점 각각에 대한 합성 수신 데이터를 획득할 수 있다. 프로세서(10)는 합성 수신 데이터에 기초하여 상기 반사체의 영상을 획득할 수 있다. 상술한 과정에 대하여서는 더욱 상세하게 후술하도록 한다.
매질 컨테이너(40)는 초음파 신호가 이동하기 위한 매질을 담는 컨테이너일 수 있다. 한편, 매질이 기준비된 측정 환경에서는, 매질 컨테이너(40)는 초음파 측정 장치에 포함되지 않을 수도 있다.
도 1b는 다른 실시 예에 의한 초음파 측정 장치의 개념도이다. 도 1b의 실시 예에 의한 초음파 측정 장치는 도 1a의 실시 예에 의한 초음파 측정 장치와는 대조적으로 수신부(90)를 더 포함할 수 있다. 수신부(90)는 예를 들어 적어도 하나의 채널을 가지는 하이드로폰(hydrophone) 또는 추가 트랜스듀서 소자 등으로 구현될 수도 있다.
도 2a는 샘플 내에 단일 반사체가 존재하는 경우를 설명하는 개념도이다.
도 2a에 도시되지는 않았지만 적어도 하나의 트랜스듀서 소자(ch1 내지 ch5)는 샘플(10)에 초음파 신호를 송신할 수 있다. 샘플(10)은 초음파 신호를 수신하고, 이에 대응하여 어쿠스틱 필드를 생성할 수 있다. 한편, 도 2a에 도시된 바와 같이 샘플(10) 내에는 단일 반사체(201)가 포함될 수 있다. 반사체(201)는 초음파 신호에 대응하거나 또는 빔 포커싱 지점으로부터의 초음파 신호에 대응하여 어쿠스틱 필드(210)를 방출할 수 있다.
적어도 하나의 트랜스듀서 소자(ch1 내지 ch5)는 어쿠스틱 필드(210)를 수신할 수 있으며, 이를 전기적 신호로 변환할 수 있다. 초음파 측정 장치는 변환된 신호에 기초하여 반사체(201)의 위치를 측정할 수 있다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 단일 반사체(201)에 의하여 생성된 어쿠스틱 필드는 실질적으로 구면파의 형태로 형성될 수 있다. 이는 호이겐스의 원리에 의하여 반사체(201)를 중심으로 동심원 형태의 어쿠스틱 필드가 형성되는 것으로부터 기인한다.
단일 반사체(201)가 실질적인 구면파의 형태인 어쿠스틱 필드를 방출함에 따라서, 초음파 측정 장치는 구면파 수차(aberration) 보정을 수행하여 단일 반사체(201)에 대한 화면을 생성할 수 있다. 초음파 측정 장치가 수차 보정을 수행하는 구성에 대하여서는 더욱 상세하게 후술하도록 한다.
한편, 도 2b에서와 같이 반사체(201,280,290)가 샘플(10) 내에 존재할 수도 있다. 적어도 하나의 트랜스듀서 소자(ch1 내지 ch5)는 샘플(10)에 초음파 신호를 송신할 수 있다. 반사체(201)는 초음파 신호를 수신하여 어쿠스틱 필드(210)를 생성하여 방출할 수 있다. 반사체(280)는 초음파 신호를 수신하여 어쿠스틱 필드(220)를 생성하여 방출할 수 있다. 반사체(290)는 초음파 신호를 수신하여 어쿠스틱 필드(230)를 생성하여 방출할 수 있다. 복수 개의 어쿠스틱 필드(210,220,230)들은 매질 내에서 서로 간섭할 수 있다.
도 2b에 도시된 바와 같이, 복수 반사체(201,280,290) 각각에 의하여 생성된 어쿠스틱 필드(210,220,230)는 실질적으로 구면파의 형태로 형성될 수 있다. 다만, 구면파 형태의 어쿠스틱 필드(210,220,230)은 서로 간섭될 수 있다. 이에 따라 복수 개의 구면파들이 간섭된 형태의 어쿠스틱 필드가 생성될 수 있으며, 적어도 하나의 트랜스듀서 소자(ch1 내지 ch5)는 간섭된 형태의 어쿠스틱 필드를 수신하여 전기적 신호로 변환할 수 있다. 트랜스듀서 소자(ch1 내지 ch5)에 구면파의 형태와 차이가 큰 어쿠스틱 필드가 입력됨에 따라서, 초음파 측정 장치는 특정 반사체(201)에 대한 정확한 영상을 생성할 수 없다.
도 3은 비교 예에 의한 관측 대상인 제 1 반사체 이외의 다른 반사체가 포함된 샘플에 대한 초음파 측정 방법의 흐름도이다. 도 3의 비교 예는 도 4a 내지 4c를 참조하여 더욱 상세하게 설명하도록 한다.
우선, 도 3을 참조하면, 단계 310에서 초음파 측정 방법은 측정 지점을 결정할 수 있다. 여기에서, 측정 지점은 영상 생성을 수행하기 위한 지점일 수 있다. 예를 들어, 도 4a에서와 같이 샘플(10)내에는 복수의 반사체(401,480,490)가 포함될 수 있다. 초음파 측정 방법은 복수의 반사체(401,480,490) 중 제 1 반사체(401)를 측정 지점으로 결정할 수 있다. 초음파 측정 방법은 후술하는 방법에 따라서 제 1 반사체(401) 이외의 나머지 반사체들(480,490)의 측정시 미치는 영향을 억제할 수 있다.
다시 도 3을 참조하면, 단계 320에서 초음파 측정 방법은 측정 지점 주변 영역의 n 지점에 빔 포커싱을 수행할 수 있다. 초음파 측정 장치는 복수 개의 트랜스듀서 소자들을 포함할 수 있다. 초음파 측정 방법은, 복수 개의 트랜스듀서 소자들 각각의 초음파 신호 송신 시기를 조정할 수 있다. 초음파 측정 방법은, 복수 개의 트랜스듀서 소자들 각각의 송신 시기를 포함하는 트랜스듀서 제어 신호를 출력할 수 있다. 이에 따라, 초음파 측정 방법은 샘플(10)내의 특정 지점에 초음파 신호를 집중하도록 하는 빔 포커싱을 수행할 수 있다. 예를 들어, 도 4b의 제 1 지점(411)에 빔 포커싱을 수행하는 경우에는, 초음파 측정 방법은 제 2 트랜스듀서 소자(ch2)의 초음파 신호 송신 시기를 상대적으로 늦도록 조정하고, 제 5 트랜스듀서 소자(ch5)의 초음파 신호 송신 시기를 상대적으로 빠르게 조정할 수 있다. 예를 들어, 제 1 지점(411)으로부터 제 2 트랜스듀서 소자(ch2)까지의 거리가 최단이며, 제 1 지점(411)으로부터 제 5 트랜스듀서 소자(ch5)까지의 거리가 최장인 것을 상정하도록 한다. 제 2 트랜스듀서 소자(ch2)로부터의 초음파 신호가 상대적으로 늦은 시기에 송신되고, 제 5 트랜스듀서 소자(ch5)로부터의 초음파 신호가 상대적으로 빠른 시기에 송신됨에 따라서, 복수 개의 초음파 신호들이 제 1 지점(411)에 동시에 집중될 수 있다. 초음파 측정 방법은, 나머지 트랜스듀서 소자들의 초음파 신호 송신 시기를 결정하여 모든 트랜스듀서 소자들로부터의 초음파 신호가 제 1 지점(411)에 동시에 집중되도록 제어할 수 있다.
또 다른 실시 예에 의한 초음파 측정 방법은, 초음파 신호가 제 2 지점(미도시)로부터 발생하는 것과 같이 빔 포커싱을 수행할 수 있다. 예를 들어, 초음파 측정 방법은 제 2 지점(미도시)를 트랜스듀서의 뒤쪽의 일 지점으로 결정할 수도 있으며, 제 2 지점(미도시)로부터 초음파가 퍼져나가는 것과 같이 빔 포커싱을 수행할 수 있다. 이에 대하여서는 도 7b를 참조하여 더욱 상세하게 설명하도록 한다. 아울러 스캐라인 별로 깊이(depth) 방향으로 포커싱되는 위치가 서로 다를 수 있다.
제 1 지점(411)에 빔 포커싱을 수행한 후, 제 1 반사체(401)에 의하여 어쿠스틱 필드가 생성될 수 있다. 단계 330에서, 적어도 하나의 트랜스듀서 소자(ch1 내지 ch5)는 어쿠스틱 필드를 수신할 수 있으며, 수신된 어쿠스틱 필드를 전기적 신호로 변환할 수 있다. 초음파 측정 방법은 수신된 어쿠스틱 필드에 대한 수신 데이터를 저장할 수 있다. 초음파 측정 방법은 수신 데이터를 채널별(ch1 내지 ch5)로 저장할 수 있다. 초음파 측정 방법은, 수신 데이터를 일정 기간동안 저장할 수 있다. 예를 들어, 표 1은 제 1 지점(411)에 대응한 저장된 수신 데이터의 예시이다.
ch1 ch2 ch3 ch4 ch5
t=1 21 30 20 10 8
t=2 29 40 28 14 11
t=3 37 50 36 21 16
t=4 46 60 45 28 20
t=5 51 50 50 33 23
t=6 38 40 37 37 26
표 1의 수신 데이터는 기설정된 기간으로 샘플링되어 저장된 것으로, t가 지시하는 1 내지 6은 샘플링 넘버일 수 있다. 저장된 수신 데이터는 채널별(ch1 내지 ch5)로 구분되어 저장될 수 있다.
단계 340에서, 초음파 측정 방법은 n이 N을 초과하는지를 판단할 수 있다. 예를 들어 N은 25로 설정될 수 있다. n이 N을 초과하지 않는 경우에는 초음파 측정 방법은 단계 350에서 n의 값을 1증가 시킬 수 있으며, 이에 대응하여 단계 360에서 포커싱 시점을 이동시킬 수 있다. 초음파 측정 방법은 제 2 지점(412)에 대하여 빔 포커싱을 수행할 수 있다. 초음파 측정 방법은 제 2 지점(412)에 대응하여 적어도 하나의 트랜스듀서 소자(ch1 내지 ch5)의 송신 시기를 재조정하여 제 2 지점(412)에 빔 포커싱을 수행할 수 있다.
초음파 측정 방법은 측정 지점(401)의 주변 지역에 포커싱 지점(411 내지 435)을 결정할 수 있으며, 예를 들어 도 4b와 같이 포커싱 지점(411 내지 435)이 각각 기설정된 간격으로 이격되어 전체적으로 직사각형 격자 형태를 가지도록 빔 포커싱 지점을 결정할 수 있다. 한편, 도 4b에서는 2차원의 지점에 25개의 포커싱 지점에 대하여 빔 포커싱을 수행하는 것과 같이 도시되어 있지만, 이는 단순히 예시적인 것으로 다른 실시 예에 의한 초음파 측정 방법은 3차원의 예를 들어 125개 포커싱 지점에 대하여 빔 포커싱을 수행할 수도 있다.
초음파 측정 방법은 결정된 모든 포커싱 지점에 대하여 빔 포커싱을 수행할 수 있으며, 각각의 포커싱 지점에 대하여 채널별 데이터를 저장할 수 있다.
예를 들어, 초음파 측정 방법은 도 4c와 같은 수신 데이터를 저장할 수 있다. 수신 데이터는 포커싱 지점 별(n=1,2,…,25)로 저장될 수 있다. 각각의 포커싱 지점 별 수신 데이터는 채널별로 저장될 수 있다. 제 1 포커싱 지점(411)에 대한 수신 데이터는 제 1 채널 내지 제 5 채널(441 내지 445) 별로 저장될 수 있다. 아울러, 제 1 채널 내지 제 5 채널(441 내지 445) 별 데이터 각각은 표 1과 같이 기설정된 시간 동안 저장될 수도 있다. 제 2 포커싱 지점(411)에 대한 수신 데이터 또한 제 1 채널 내지 제 5 채널(451 내지 455) 별로 저장될 수 있으며, 제 25 포커싱 지점(435)에 대한 수신 데이터 또한 제 1 채널 내지 제 5 채널(461 내지 465) 별로 저장될 수 있다.
모든 포커싱 지점(411 내지 435)에 대하여 측정이 완료되면(n>N), 단계 370에서 초음파 측정 방법은 채널별로 수신 데이터를 합산할 수 있다.
예를 들어, 도 4d에서와 같이 초음파 측정 방법은 채널별로 수신 데이터를 합산할 수 있다. 도 4d에 도시된 바와 같이, 초음파 측정 방법은 복수 포커싱 지점(411 내지 435)에 대한 수신 데이터들의 제 1 채널 데이터(441,451,…,461)을 합산하여 합산된 제 1 채널 데이터(471)을 계산할 수 있다. 아울러, 초음파 측정 방법은 복수 개의 포커싱 지점들에 대한 수신 데이터를 채널별로 합산하여 채널별 합산 데이터(471 내지 475)를 생성할 수 있다. 이에 따라, 초음파 측정 방법은 단일 수신 데이터를 생성할 수 있다. 여기에서, 단일 수신 데이터는 복수 포커싱 지점에 대한 수신 데이터들이 채널별로 합산되어 하나의 단일 수신 데이터가 생성되었음을 지칭할 수 있다.
채널별 데이터 합산을 수행함에 따라서, 관측 지점(401) 이외의 다른 반사체(480,490)에 의한 어쿠스틱 필드 영향이 상쇄될 수 있다. 이와 관련하여서는 도 4e 및 4f를 참조하여 설명하도록 한다.
단계 380에서, 초음파 측정 방법은 수차 보정을 더 수행할 수 있다. 단계 390에서, 초음파 측정 방법은 채널별 합산 데이터에 기초하여 영상을 생성할 수 있다.
도 4e 및 4f는 채널별 데이터 합산에 의하여 다른 반사체에 의한 영향이 상쇄되는 구성을 설명하기 위한 개념도이다.
도 4e는 포커싱 지점이 제 1 지점(411)인 경우에 대한 개념도이다. 제 1 반사체(401) 및 제 2 반사체(480) 각각으로부터 트랜스듀서 소자로 수신되는 시간은 각각 t1 및 t2일 수 있다. 아울러, 도 4f는 포커싱 지점이 제 2 지점(412)인 경우에 대한 개념도이다. 제 1 반사체(401) 및 제 2 반사체(480) 각각으로부터 트랜스듀서 소자로 수신되는 시간은 각각 t3 및 t4일 수 있다. 여기에서, t1-t2와 t3-t4는 상이할 수 있으나, 채널별 데이터 합산 시의 관측 지점이 아닌 다른 반사체로부터의 신호는 딜레이 차이로 상쇄될 수 있다. 한편, 도 3의 비교 예에 의한 경우에는, 복수 개의 포커싱 지점에 대하여 빔 포커싱을 수행함에 따라서 측정 시간이 증가할 수 있다.
도 5는 일 실시 예에 의한 초음파 측정 방법의 흐름도이다.
단계 510에서, 초음파 측정 방법은 적어도 하나의 실제 포커싱 지점에 초음파 신호를 빔 포커싱할 수 있다. 특히, 일 실시 예에 의한 초음파 측정 방법은 트랜스듀서 소자의 개수 이하의 개수의 실제 포커싱 지점에 빔 포커싱을 수행할 수 있다.
도 6a 및 6b는 다양한 실시 예에 의한 빔 포커싱 방법을 설명하기 위한 개념도이다. 도 6a 및 6b의 실시 예에서, 샘플(10) 내의 제 1 지점(601)이 측정 지점으로 결정된 것을 상정하도록 한다.
일 실시 예에 의한 초음파 측정 방법은, 제 1 지점(601)의 주변 영역에 복수 개의 포커싱 지점(611 내지 615)을 결정할 수 있다. 초음파 측정 방법은 프론트(front) 포커싱 방법에 기초하여 트랜스듀서 소자들(ch1 내지 ch5)의 전면에 복수 개의 포커싱 지점(611 내지 615)을 결정할 수 있다. 초음파 측정 방법은 트랜스듀서 소자의 개수인 5개 이하의 개수로 포커싱 지점(611 내지 615)의 개수를 결정할 수 있다.
다른 실시 예에 의한 초음파 측정 방법은, 리어(rear) 포커싱 방법에 기초하여 트랜스듀서 소자들(ch1 내지 ch5)의 후면에 복수 개의 포커싱 지점(621 내지 625)을 결정할 수도 있다.
도 7a 내지 7c는 포커싱 지점에 빔 포커싱을 수행한 구성을 설명하기 위한 개념도들이다. 도 7a는 스캔라인(scan line)별 포커싱 방법에 기초한 빔 포커싱 수행 결과이며, 도 7b는 리어(rear) 포커싱 방법에 기초한 빔 포커싱 수행 결과이며, 도 7c는 프론트(front) 포커싱 방법에 기초한 빔 포커싱 수행 결과이다.
도 8은 일 실시 예에 의한 빔 포커싱 방법의 흐름도이다.
단계 810에서, 빔 포커싱 방법은 적어도 하나의 실제 포커싱 지점을 결정할 수 있다. 단계 820에서, 빔 포커싱 방법은 적어도 하나의 트랜스듀서의 송신 시기를 결정, 즉 트랜스듀서 소자들 사이의 구동 딜레이를 결정할 수 있다. 단계 830에서, 빔 포커싱 방법은 적어도 하나의 트랜스듀서 소자를 결정된 송신 시기로 초음파 신호를 송신하도록 제어할 수 있으며, 이에 따라 특정 실제 포커싱 지점에 빔 포커싱을 수행할 수 있다.
도 9는 복수 포커싱 지점에 대한 빔 포커싱 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
단계 910에서, 초음파 측정 방법은 측정 지점을 결정할 수 있다.
단계 920에서, 초음파 측정 방법은 적어도 하나의 실제 포커싱 지점을 결정할 수 있다. 예를 들어, 초음파 측정 방법은 도 6a 또는 6b와 같이 프론트 포커싱 방식 또는 리어 포커싱 방식에 기초하여 적어도 하나의 실제 포커싱 지점을 결정할 수 있다.
단계 930에서, 초음파 측정 방법은 k 지점에 빔 포커싱을 수행할 수 있으며, 이에 대응하여 단계 940에서 어쿠스틱 필드를 수신하여 저장할 수 있다. 단계 940에서, k는 K 값이 될 때까지 포커싱 지점을 이동시키면서 빔 포커싱을 수행할 수 있다. k가 K 값을 이하이면, 초음파 측정 방법은 단계 960에서 k값을 1씩 증가시키면서, 단계 970에서 포커싱 지점을 이동킬 수 있다.
다시 도 5를 참조하면, 단계 520에서 초음파 측정 방법은 포커싱 지점 각각에 대응하는 어쿠스틱 필드를 수신하여 저장할 수 있다.
단계 530에서 초음파 측정 방법은 수신 데이터 각각의 딜레이를 조정하여 합성 포커싱을 수행할 수 있다. 합성 포커싱은 샘플 상의 제 1 실제 포커싱 지점에 대응한 수신 데이터를 이용하여, 제 2 합성 포커싱 지점에 대응하는 합성 수신 데이터를 생성하는 방법이다. 더욱 상세하게는, 합성 포커싱은, 제 1 실제 포커싱 지점에 빔 포커싱을 수행한 이후 수신된 채널별 데이터 각각의 딜레이를 조정하여, 제 2 합성 포커싱 지점에 빔 포커싱을 수행하여 이에 대응하여 수신된 데이터를 생성하는 방법일 수 있다. 예를 들어, 초음파 측정 방법은 제 1 포커싱 지점에 실제 빔 포커싱을 수행할 수 있으며, 이에 대응하는 제 1 수신 데이터를 획득할 수 있다. 여기에서, 제 1 실제 포커싱 지점은 복수 개일 수 있으며 이에 따라 제 1 수신 데이터 또한 복수 개 일수도 있다. 초음파 측정 방법은 실제 빔 포커싱을 수행한 제 1 실제 포커싱 지점과 합성 포커싱을 수행할 제 2 합성 포커싱 지점 사이의 거리 및 딜레이 중 적어도 하나를 판단할 수 있다. 아울러, 초음파 측정 방법은 제 1 실제 포커싱 지점과 제 2 합성 포커싱 지점 사이의 딜레이에 기초하여, 트랜스듀서 소자 채널별 딜레이를 예측할 수 있다. 초음파 측정 방법은, 예측된 트랜스듀서 소자 채널별 딜레이에 기초하여 제 1 수신 데이터의 채널별 데이터를 딜레이 조정할 수 있다. 이에 따라, 초음파 측정 방법은 제 2 합성 포커싱 지점에 빔 포커싱을 수행한 경우에 수신되는 수신 데이터인 제 2 수신 데이터를 획득할 수 있다. 즉, 초음파 측정 방법은 제 2 포커싱 지점에 실제로 빔 포커싱을 하지 않고, 제 2 포커싱 지점에 대응한 수신 데이터를 획득할 수 있다.
단계 540에서, 초음파 측정 방법은 측정 지점 주변 영역의 복수 합성 포커싱 지점에 대한 합성 수신 데이터를 획득할 수 있다. 합성 수신 데이터를 획득하는 방법에 대하여서는 더욱 상세하게 후술하도록 한다.
단계 550에서, 초음파 측정 방법은 복수 합성 수신 데이터의 채널별 데이터를 합산할 수 있다. 채널별 데이터 합산에 따라서 샘플 내 복수 반사체가 있는 경우에도 측정 지점 이외의 다른 반사체의 영향이 억제될 수 있다. 다른 실시 예에서, 초음파 측정 방법은 합성 수신 데이터 및 수신 데이터에 대하여 채널별 데이터 합산을 수행할 수도 있다.
단계 560에서, 초음파 측정 방법은 채널별 합산 데이터에 기초하여 측정 지점에 대한 영상을 생성할 수 있다. 도시되지는 않았지만, 초음파 측정 방법은 수차 보정을 수행하여 채널별 합산 데이터에 기초하여 측정 지점에 대한 영상을 생성할 수 있다. 한편, 초음파 측정 방법은 수신 데이터로부터 하모닉(harmonic) 성분을 추출하여 이용할 수도 있다. 아울러, 초음파 측정 방법은 수신 데이터에 대하여 필터링 또는 복조(demodulation)을 수행하여 수신단 딜레이 보정 또는 합성 포커싱 방법을 적용할 수도 있다. 더욱 상세하게, 수신 데이터는 필터링을 통하여 밴드패스 필터링된 데이터로 가공되어 하모닉 성분 추출할 수 있으며, 펄스 인버젼(pulse inversion)과 같은 방식에 의해 하모닉 성분이 추출될 수도 있고, 복조 로 베이스밴드(baseband)신호로 변환될 수 도 있다.
도 10은 일 실시 예에 의한 실제 포커싱 수신 데이터를 설명하기 위한 개념도이다. 예를 들어, 초음파 측정 방법은 도 10과 같은 실제 포커싱 수신 데이터를 획득할 수 있다. 여기에서 실제 포커싱 수신 데이터는 초음파 측정 장치가 실제로 초음파 신호를 샘플에 송신하고, 이에 대응하여 어쿠스틱 필드를 수신한 경우의 데이터를 지칭할 수 있다. 실제 포커싱 수신 데이터는 도 10과 같이 채널별로 수신 데이터를 포함할 수 있다. 도 10의 실제 포커싱 수신 데이터는 예를 들어 도 6a 와 같이 5개의 포커싱 지점(611 내지 615)에 빔 포커싱을 수행하여 획득된 수신 데이터일 수 있다. 제 1 지점(611)에 대한 빔 포커싱 결과 수신된 제 1 데이터는 제 1 채널 수신 데이터 내지 제 5 채널 수신 데이터(1001 내지 1005)를 포함할 수 있다. 제 2 지점(612)에 대한 빔 포커싱 결과 수신된 제 2 데이터는 제 1 채널 수신 데이터 내지 제 5 채널 수신 데이터(1011 내지 1015)를 포함할 수 있다. 포커싱 결과 수신된 제 5 데이터는 제 1 채널 수신 데이터 내지 제 5 채널 수신 데이터(1021 내지 1025)를 포함할 수 있다.
도 11a 및 11b는 샘플 내의 합성 포커싱 지점을 설명하기 위한 개념도이다. 도 11a 및 11b는 도 12를 참조하여 더욱 상세하게 설명하도록 한다.
우선 도 12를 참조하면, 단계 1210에서 초음파 측정 방법은 합성 포커싱 지점을 결정할 수 있다. 예를 들어, 초음파 측정 방법은 도 11a에서와 같이 합성 포커싱 지점(1101 내지 1120)을 결정할 수 있다. 초음파 측정 방법은 측정 지점(601)의 주변 영역에 합성 포커싱 지점들을 결정할 수 있다. 예를 들어, 초음파 측정 방법은 합성 포커싱 지점(1101 내지 1120)이 각각 기설정된 간격으로 이격되어 전체적으로 직사각형 격자 형태를 가지도록 합성 빔 포커싱 지점을 결정할 수 있다.
단계 1120에서 초음파 측정 방법은 합성 포커싱 지점(1101 내지 1120) 각각에 대응하는 수신 데이터 획득을 위하여, 저장된 수신 데이터의 딜레이를 조정할 수 있으며, 단계 1130에서 측정 지점 주변 영역의 합성 수신 데이터를 획득할 수 있다. 예를 들어, 도 11b에서와 같이 초음파 측정 방법은, 실제 포커싱 지점(611 내지 615)과 합성 포커싱 지점(1101) 사이의 딜레이가 각각 A1,A2,A3,A4,A5인 것을 획득할 수 있다. 초음파 측정 방법은, 합성 포커싱 지점(1101) 및 실제 포커싱 지점(611 내지 615) 사이에서 획득된 딜레이 및 적어도 하나의 트랜스듀서 소자 각각에서의 딜레이에 기초하여 합성 포커싱 방법을 수행할 수 있다.
더욱 상세하게는, 합성 포커싱 지점(1101)에 대응하는 합성 수신 데이터는, 도 10과 같은 실제 포커싱 수신 데이터에 기초하여 획득될 수 있다. 예를 들어, 트랜스듀서 소자들로부터 실제 포커싱 지점(611 내지 615) 까지의 포커싱 시간을 t1이라고 상정한다. 아울러, 상술한 바와 같이 실제 포커싱 지점(611 내지 615)과 합성 포커싱 지점(1101) 사이의 딜레이는 각각 A1,A2,A3,A4,A5일 수 있다.
초음파 측정 방법은 제 1 실제 포커싱 지점에 대응하는 수신 데이터에 t1-A1의 딜레이를 적용시킬 수 있다. 아울러, 초음파 측정 방법은 제 2 실제 포커싱 지점 내지 제 5 실제 포커싱 지점 대응 수신 데이터 각각에 t1-A2 내지 t1-A5의 딜레이를 적용시킬 수 있다. 초음파 측정 방법은 딜레이 적용된 제 1 실제 포커싱 지점에 대응하는 수신 데이터 내지 딜레이 적용된 제 5 실제 포커싱 지점에 대응하는 수신 데이터를 합산하여 합성 포커싱 지점(1101)에 대응하는 합성 수신 데이터를 획득할 수 있다.
한편, 상술한 t1-A1의 딜레이는 합성 포커싱 지점(1101)이 실제 포커싱 지점들(611 내지 615)보다 상대적으로 트랜스듀서 소자들에 가까운 경우에 대한 예시이다. 실제 포커싱 지점들(611 내지 615)이 합성 포커싱 지점(1101)보다 상대적으로 트랜스듀서 소자들에 가까운 경우에는, 딜레이는 t1+A1으로 결정될 수 있다.
초음파 측정 방법은 상술한 바와 같이 합성 수신 데이터를 획득할 수 있으며, 이에 따라 도 4c와 같은 실제 포커싱 수신 데이터와 동일한 데이터를 획득할 수 있다. 즉, 초음파 측정 방법은 합성 포커싱 방법을 수신 데이터에 적용하여, 도 4b와 같이 실제 포커싱을 수행하지 않고도 도 4c와 같은 수신 데이터를 획득할 수 있다. 상술한 바와 같이, 일 실시 예에 의한 초음파 측정 방법은 상대적으로 적은 실제 포커싱 지점에 대하여서만 빔 포커싱을 수행하여도, 합성 포커싱 방법을 이용하여 측정 지점 주변 영역의 상대적으로 많은 포커싱 지점에 대한 수신 데이터를 획득할 수 있다. 이에 따라 연산 시간 및 측정 시간이 현격하게 감축될 수 있다.
도 13은 일 실시 예에 의한 복수 개의 합성 포커싱 지점에 대한 합성 데이터를 획득하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 13의 실시 예는 초음파 측정 방법이 실제 포커싱 지점으로부터의 수신 데이터를 저장한 것을 상정하도록 한다.
단계 1310에서, 초음파 측정 방법은 복수 개의 합성 포커싱 지점을 결정할 수 있다. 예를 들어, 초음파 측정 방법은 측정 지점 근처 영역에서 복수 개의 합성 포커싱 지점을 결정할 수 있다.
단계 1320에서, 초음파 측정 방법은 m 합성 포커싱 지점 및 실제 포커싱 지점 사이의 딜레이를 예측할 수 있다. 초음파 측정 방법은 m 합성 포커싱 지점과 실제 포커싱 지점 사이의 거리를 예측할 수도 있다. 초음파 측정 방법은 m 합성 포커싱 지점과 적어도 하나의 트랜스듀서 소자들까지의 측정 시간과 실제 포커싱 지점과 적어도 하나의 트랜스듀서 소자들까지의 측정 시간 사이의 차이에 기초하여 트랜스듀서 소자 채널별로 딜레이를 예측할 수도 있다. 이에 따라, 트랜스듀서 소자 채널별 딜레이가 예측될 수 있다.
단계 1330에서, 초음파 측정 방법은 예측된 딜레이에 기초하여, 수신 데이터를 딜레이 보정할 수 있다. 아울러 단계 1340에서, 초음파 측정 방법은 m 합성 포커스 지점에 대응하는 합성 수신 데이터를 획득하여 저장할 수 있다.
초음파 측정 방법은 m이 M을 초과할 때까지 상술한 과정을 반복할 수 있다(단계 1350,1360). 여기에서 M은 합성 포커싱 지점의 개수일 수 있다.
초음파 측정 방법은 단계 1370에서 측정 지점 주변 영역의 복수 포커싱 지점에 대응하는 합성 수신 데이터를 획득할 수 있다.
도 14는 일 실시 예에 의한 합성 수신 데이터의 예시이다.
도 14에 도시된 바와 같이, 합성 수신 데이터는 예를 들어 25개일 수 있으며, 각각의 합성 수신 데이터는 채널별 데이터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 1 합성 수신 데이터는 제 1 채널 데이터 내지 제 5 채널 데이터(1401 내지 1405)를 포함할 수 있으며, 제 2 합성 수신 데이터는 제 1 채널 데이터 내지 제 5 채널 데이터(1411 내지 1415)를 포함할 수 있으며, 제 3 합성 수신 데이터는 제 1 채널 데이터 내지 제 5 채널 데이터(1421 내지 1425)를 포함할 수 있다. 합성 수신 데이터는 실제 수신 데이터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 초음파 측정 방법은 실제 수신 데이터 5개 및 합성 수신 데이터 20개를 생성하여 25개의 수신 데이터를 생성할 수 있다. 또는 초음파 측정 방법은 실제 수신 데이터 5개에 기초하여 합성 수신 데이터 25개를 생성하여 25개의 수신 데이터를 생성할 수도 있다.
도 15는 다른 실시 예에 의한 초음파 측정 방법의 흐름도이다. 도 15는 특히 수신 데이터 측정시 샘플 내 반사체가 이동하는 경우, 반사체 움직임 보정을 수행하는 초음파 측정 방법의 흐름도이다.
단계 1510에서, 초음파 측정 방법은 샘플 상의 복수 지점에 초음파 신호 빔 포커싱을 수행할 수 있다. 예를 들어, 초음파 측정 방법은 도 6a 또는 6b와 같은 프론트 포커싱 방법 또는 리어 포커싱 방법에 기초하여 빔 포커싱을 수행할 수 있다. 초음파 측정 방법은 샘플 상의 복수 지점에 송신 측 빔 포커싱을 수행할 수 있다. 초음파 측정 방법은 트랜스듀서 소자의 개수보다 작은 개수의 포커싱 지점에 빔 포커싱을 수행할 수 있다.
단계 1520에서, 초음파 측정 방법은 샘플 상의 복수 지점에 대한 빔 포커싱각각에 대응하여 수신되는 어쿠스틱 필드를 수신할 수 있다. 초음파 측정 방법은 어쿠스틱 필드를 수신하여 수신 데이터를 획득 및 저장할 수 있다. 수신 데이터는 트랜스듀서 소자의 채널별 데이터를 포함할 수 있으며, 기설정된 시간 동안 측정될 수 있다.
단계 1530에서, 초음파 측정 방법은 채널별 데이터에 대하여 움직임 보정을 수행할 수 있다. 더욱 상세하게 초음파 측정 방법은 수신 데이터에 기초하여 영상을 생성할 수 있다. 초음파 측정 방법은 시간의 흐름에 따른 복수 개의 영상 프레임을 생성할 수 있다. 초음파 측정 방법은 복수 개의 영상 프레임 중 서로 이웃하는 영상 프레임을 비교하여 반사체의 움직임을 검출할 수 있다. 초음파 측정 방법은 반사체 움직임에 대응하여 채널별 데이터를 보정할 수 있다. 예를 들어, 초음파 측정 방법은 반사체가 움직이기 이전의 위치와 반사체가 움직인 이후의 위치 사이의 딜레이를 예측할 수 있다. 초음파 측정 방법은 예측된 딜레이에 기초하여 채널별 데이터를 보정하여 움직임 보정을 수행할 수 있다. 움직임 벡터 검출은 화면 차원에서 수행될 수 있으며, 움직임 보정은 채널별 데이터의 딜레이를 조정함으로써 수행될 수 있다.
단계 1540에서, 초음파 측정 방법은 합성 수신 데이터를 획득할 수 있다. 예를 들어, 초음파 측정 방법은 합성 포커싱 지점을 결정하고, 합성 포커싱 지점과 실제 포커싱 지점 사이의 딜레이를 예측할 수 있다. 초음파 측정 방법은 합성 포커싱 지점과 실제 포커싱 지점 사이의 딜레이에 기초하여 채널별 데이터를 보정할 수 있으며, 이에 따라 합성 포커싱 지점에 대응하는 합성 수신 데이터를 획득할 수 있다.
단계 1550에서, 초음파 측정 방법은 합성 수신 데이터 또는 실제 포커싱 수신 데이터 및 합성 수신 데이터 양자에 기초하여 영상을 생성할 수 있다. 초음파 측정 방법은 채널별로 채널별 데이터를 합산할 수 있다. 상술한 구성에 의하여 측정 지점 이외의 다른 반사체의 영향을 예방할 수 있다. 초음파 측정 방법은 수차 보정(aberration correction)을 수행할 수 있다. 초음파 측정 방법은 수차 보정된 합산 데이터에 기초하여 영상을 생성할 수 있다.
한편, 초음파 측정 방법은 합성 포커싱 또는 움직임 보정을 통하여 딜레이 에러를 재계산할 수 있으며, 합성 포커싱을 다시 수행함으로써 상기의 단계가 반복적으로 처리되도록 제어할 수도 있다.
도 16은 일 실시 예에 의한 움직임 보정을 수행하는 초음파 측정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 16의 움직임 보정 방법은 도 17a 내지 17c와 도 18을 참조하여 더욱 상세하게 설명하도록 한다. 도 16의 움직임 보정 방법의 실시 예에서 샘플(10) 내의 반사체(1700)는 도 17a에서와 같이 이동하는 것을 상정하도록 한다.
단계 1610에서, 초음파 측정 방법은 샘플 상의 복수 지점에 초음파 신호 빔 포커싱을 수행할 수 있다. 예를 들어, 초음파 측정 방법은 도 6a 또는 6b와 같은 프론트 포커싱 방법 또는 리어 포커싱 방법에 기초하여 빔 포커싱을 수행할 수 있다.
단계 1620에서, 초음파 측정 방법은 샘플 상의 복수 지점에 대한 빔 포커싱각각에 대응하여 수신되는 어쿠스틱 필드를 수신할 수 있다. 초음파 측정 방법은 어쿠스틱 필드를 수신하여 수신 데이터를 획득 및 저장할 수 있다. 수신 데이터는 트랜스듀서 소자의 채널별 데이터를 포함할 수 있으며, 기설정된 시간 동안 측정될 수 있다.
단계 1630에서, 초음파 측정 방법은 수신 데이터에 기초하여 영상 프레임을 생성할 수 있다. 상술한 바와 같이, 수신 데이터는 기설정된 시간 동안 측정될 수 있으며, 이에 따라 시간의 흐름에 따라서 저장될 수 있다. 초음파 측정 방법은 시간의 흐름에 따라 저장된 수신 데이터에 기초하여 기설정된 시간 동안의 복수 개의 영상 프레임을 생성할 수 있다. 예를 들어, 초음파 측정 방법은 도 17b에 도시된 바와 같이 제 1,2,3 영상 프레임(1710,1720,1730)을 생성할 수 있다. 초음파 측정 방법은 제 1,2,3 영상 프레임(1710,1720,1730)에서의 반사체의 움직임을 검출할 수 있다. 예를 들어, 초음파 측정 방법은 제 1 영상 프레임(1710)에서의 반사체(1711) 및 제 2 영상 프레임(1720)에서의 반사체(1721) 사이의 거리가 임계치 이상인 것을 확인할 수 있다. 단계 1640에서 초음파 측정은 이웃하는 영상 프레임의 반사체 위치 사이의 거리가 임계치 이상인지를 판단하여 움직임 벡터를 추출할 수 있다. 아울러, 초음파 측정 방법은 제 3 영상 프레임(1730)에서의 반사체(1731) 또한 제 1 영상 프레임(1710)과 비교하여 움직임을 확인할 수 있다. 예를 들어, 초음파 측정 방법은 제 3 영상 프레임(1730)을 제 2 영상 프레임(1720)과 비교할 수 있으며, 움직임 벡터가 0인 것을 확인할 수 있다. 이에 따라, 초음파 측정 방법은 제 3 영상 프레임(1730)의 반사체(1731)의 제 1 영상 프레임(1710)의 반사체(1711)의 위치 사이의 움직임 벡터를 제 2 영상 프레임(1720)의 반사체(1721)의 제 1 영상 프레임(1710)의 반사체(1711)의 위치 사이의 움직임 벡터와 동일한 것으로 확인할 수 있다. 한편, 도시되지는 않았지만 제 4 영상 프레임에서 반사체가 다시 움직일 수도 있다. 이러한 경우, 초음파 측정 방법은 제 4 영상 프레임과 제 3 영상 프레임을 비교하여 움직임 벡터를 검출할 수 있다. 초음파 측정 방법은 제 4 영상 프레임에서의 반사체와 초기 영상 프레임에서의 반사체 사이의 움직임 벡터를 획득할 수 있다. 더욱 상세하게는, 초음파 측정 방법은 제 3 프레임과 제 1 프레임 사이의 움직임 벡터에 제 4 프레임과 제 3 프레임 사이의 움직임 벡터를 합산하여, 제 4 프레임과 제 1 프레임 사이의 움직임 벡터를 획득할 △수 있다.
단계 1650에서, 초음파 측정 방법은 움직임 벡터를 기초로 수신 데이터의 움직임을 보정할 수 있다. 예를 들어, 초음파 측정 방법은 도 17c에서와 같이 이동 이전 지점(1741)과 이동 이후 지점(1742) 사이의 딜레이(△t)를 예측할 수 있다. 초음파 측정 방법은 이동 이전 지점(1741)과 이동 이후 지점(1742) 사이의 딜레이(△t)에 기초하여 트랜스듀서 소자 채널별 딜레이를 예측할 수 있다. 초음파 측정 방법은 예측된 트랜스듀서 소자 채널별 딜레이에 기초하여 수신 데이터를 채널별로 딜레이 보정할 수 있다. 이에 따라, 수신 데이터는 움직임 보정될 수 있다.
도 18은 채널별 딜레이를 보정하는 과정을 설명하기 위한 개념도이다.
도 18은 예를 들어 제 1 지점에 빔 포커싱을 수행한 결과에 따라 획득된 수신 데이터일 수 있다. 수신 데이터는 t=1,2,…,T인 경우에 대하여 저장될 수 있다. 여기에서, t는 샘플링 구간에 대한 시간 인덱스일 수 있다. 아울러, 각각의 시간별 수신 데이터는 채널별 데이터를 포함할 수 있다. 예를 들어, t=1인 경우의 수신 데이터는 제 1 채널 수신 데이터 내지 제 5 채널 수신 데이터(1801 내지 1805)를 포함할 수 있다. t=2인 경우의 수신 데이터는 제 1 채널 수신 데이터 내지 제 5 채널 수신 데이터(1811 내지 1815)를 포함할 수 있다. t=T인 경우의 수신 데이터는 제 1 채널 수신 데이터 내지 제 5 채널 수신 데이터(1821 내지 1825)를 포함할 수 있다.
한편, 예를 들어 도 17a 및 17b의 실시 예에서는 제 1 샘플링 구간 및 제 2 샘플링 구간 사이에서만 반사체가 이동하였다. 아울러, 제 2 샘플링 구간 이후의 제 T 샘플링 구간까지 반사체가 정지한 상황을 상정하도록 한다. 이 경우, 초음파 측정 방법은, 제 2 샘플링 구간에 대응하는 수신 데이터부터 제 T 샘플링 구간에 대응하는 수신 데이터의 채널별 딜레이 보정을 수행할 수 있다. 더욱 상세하게, 초음파 측정 방법은 각각의 샘플링 구간에서 채널별 딜레이를 예측할 수 있으며, 예측된 채널별 딜레이에 기초하여 채널별 딜레이 보정을 수행할 수 있다. 이에 따라, 초음파 측정 방법은 제 2 샘플링 구간에 대응하는 데이터 내지 제 T 샘플링 구간에 대응하는 수신 데이터가, 반사체가 초기 위치에 계속하여 위치한 것과 같은 수신 데이터가 되도록 보정할 수 있다. 예를 들어, 초음파 측정 방법은 도 17a에서 반사체(1700)가 초기 위치에 계속 위치한 것과 같이 수신 데이터를 보정할 수 있다. 이에 따라, 초음파 측정 방법은 도 18에서와 같이 제 2 샘플링 구간의 채널별 데이터를 움직임 보정한 움직임 보정된 수신 데이터(1831 내지 1835)와 제 T 샘플링 구간의 채널별 데이터를 움직임 보정한 움직임 보정된 수신 데이터(1841 내지 1845)를 생성할 수 있다. 한편, 제 2 샘플링 구간의 수신 데이터와 제 T 샘플링 구간의 수신 데이터 사이의 수신 데이터 역시 움직임 보정된 것을 당업자는 용이하게 이해할 수 있을 것이다.
다시 도 16을 참조하면, 단계 1660에서 초음파 측정 방법은 움직임 보정된 수신 데이터를 기초로 합성 수신 데이터를 획득할 수 있다. 아울러 단계 1670에서 초음파 측정 방법은 합성 수신 데이터에 기초하여 영상을 생성할 수 있다. 초음파 측정 방법은 채널별로 채널별 데이터를 합산할 수 있다. 상술한 구성에 의하여 측정 지점 이외의 다른 반사체의 영향을 예방할 수 있다. 초음파 측정 방법은 수차 보정(aberration correction)을 수행할 수 있다. 초음파 측정 방법은 수차 보정된 합산 데이터에 기초하여 영상을 생성할 수 있다.
상술한 과정에 의하여 샘플 내에 움직이는 반사체가 존재하는 경우에도 움직임을 보정하여 더욱 명확한 영상 생성이 가능할 수 있다.
도 19는 일 실시 예에 의한 움직임 보정을 수행하는 초음파 측정 장치의 블록도이다.
도 19에 도시된 바와 같이, 초음파 측정 장치는, 초음파 신호 송수신부(1910), 움직임 보정부(1920), 합성 수신 데이터 획득부(1930), 데이터 합산 및 수차 보정부(1940), 영상 생성부(1950), 움직임 추정부(1960) 및 표시부(1970)를 포함할 수 있다.
초음파 신호 송수신부(1910)는 샘플의 적어도 하나의 실제 포커싱 지점에 초음파 신호를 송신하고, 빔 포커싱에 대응하여 반사체가 생성하는 어쿠스틱 필드를 수신할 수 있다.
영상 생성부(1950)는 수신된 어쿠스틱 필드에 대응하는 수신 데이터에 기초하여 복수 개의 영상 프레임을 생성할 수 있다. 수신 데이터는 상술한 바와 같이 시계열적인 데이터일 수 있다. 예를 들어, 수신 데이터는 표 1과 같이 샘플링 넘버 및 트랜스듀서 소자 채널별 데이터를 포함할 수 있다. 이에 따라, 영상 생성부(1950)는 시간의 흐름에 따른 복수 개의 영상 프레임을 생성할 수 있다.
움직임 보정부(1920)는 생성된 복수 개의 영상 프레임간의 비교를 통하여 움직이는 반사체를 보정할 수 있다. 더욱 상세하게는 움직임 추정부(1960)에서 추정된 움직임 벡터에 기초하여 움직임 보정부(1920)는 수신 데이터를 채널별로 움직임 보정할 수 있다.
합성 수신 데이터 획득부(1930)는 움직임 보정된 수신 데이터에 합성 포커싱 방법을 적용할 수 있다. 이에 따라, 합성 수신 데이터 획득부(1930)는 적어도 하나의 합성 수신 데이터를 획득할 수 있다.
데이터 합산 및 수차 보정부(1940)는, 적어도 하나의 합성 수신 데이터를 채널별로 합산하여 단일 수신 데이터를 획득할 수 있다. 아울러, 데이터 합산 및 수차 보정부(1940)는 단일 수신 데이터에 수차 보정을 수행할 수 있다.
영상 생성부(1950)는 수차 보정된 단일 수신 데이터에 기초하여 영상을 생성할 수 있다. 표시부(1970)는 생성된 영상을 표시할 수 있다.
도 20a 및 20b는 수차 보정 과정을 설명하기 위한 개념도이다.
도 20a에 도시된 바와 같이 (x,z)의 좌표를 가지는 반사체(2001)로부터는 어쿠스틱 필드(2041)가 방출될 수 있다. 반사체(2001)는 트랜스듀서 소자 어레이(2002)로부터 R만큼 이격된다. 여기에서, 어쿠스틱 필드(2041)는 구면파의 형태일 수 있으며, 이에 따라 트랜스듀서 소자 각각에 도달하는 시간이 다를 수 있다. 트랜스듀서 소자는 수신된 어쿠스틱 필드(2041)를 전기적 신호(2003)로 변환하여 출력할 수 있다. 수차 보정부(2004)는 수신된 전기적 신호(2003)의 딜레이를 조정하여 수차 보정된 전기적 신호(2010)를 출력할 수 있다. 신호 합산부(2005)는 수차 보정된 전기적 신호(2010)를 합산하여 영상 신호(2006)를 생성할 수 있다.
한편, 도 20b와 같이 음속도가 일정하지 않은 매질(2030)이 배치된 경우에는 어쿠스틱 필드(2042)가 트랜스듀서 소자들 각각에 구면파 형태에서 벗어난 불규칙한 시간에 도달할 수 있다. 이에 따라, 변환된 전기적 신호(2013)에 대하여 수차 보정부(2004)가 수차 보정을 하여도 수차 보정된 신호(2040) 사이에 딜레이가 발생할 수 있다. 이에 따라, 영상 신호(2060)는 반사체(2001)에 대한 왜곡된 영상 신호가 될 수 있다.
일 실시 예에 의한 수차 보정부(2004)는 중앙 채널 신호를 다른 채널 신호와 크로스 코럴레이션(cross correlation)하여 다른 채널 신호가 중앙 채널 신호와 정렬되도록 수차 보정을 수행할 수 있다. 예를 들어, 수차 보정부(2004)는 크로스 코럴레이션을 수행하여 도 20c와 같이 다른 채널 신호의 딜레이(△t)를 조정하여 중앙 채널 신호와 정렬시킬 수 있다. 도 20d 및 20e는 일 실시 예에 의한 크로스 코럴레이션에 기초한 수차 보정 이전과 이후의 개념도이다.
도 21은 일 실시 예에 의한 초음파 측정 방법의 흐름도이다.
초음파 측정 방법은, 단계 2110에서 적어도 하나의 실제 포커싱 지점에 대응하는 수신 데이터에 합성 포커싱 방법을 적용하여, 반사체 주변 영역의 적어도 하나의 합성 포커싱 지점에 대응하는 적어도 하나의 합성 수신 데이터를 획득할 수 있다.
초음파 측정 방법은 단계 2120에서 상기 적어도 하나의 합성 수신 데이터를 이용하여, 상기 반사체의 영상을 생성할 수 있다.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다.
처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다.
이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다.
소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.
컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다.
프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.
상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (24)

  1. 적어도 하나의 실제 포커싱 지점에 초음파 신호를 빔 포커싱하는 단계;
    상기 초음파 신호에 대응하여 반사체가 생성하는 어쿠스틱 필드를 수신하여, 상기 실제 포커싱 지점에 대응하는 수신 데이터를 획득하는 단계;
    적어도 하나의 합성 포커싱 지점에 초음파 신호를 빔 포커싱하지 않고, 상기 수신 데이터에 기초하여, 상기 합성 포커싱 지점에 대응하는 합성 수신 데이터를 획득하는 단계; 및
    상기 수신 데이터 및 상기 합성 수신 데이터를 이용하여, 상기 반사체의 영상을 생성하는 단계를 포함하는 초음파 측정 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 합성 수신 데이터를 획득하는 단계는, 상기 수신 데이터에 상기 합성 포커싱 방법을 이용하여 복수 개의 합성 수신 데이터를 생성하고,
    상기 반사체의 영상을 생성하는 단계는, 상기 복수 개의 합성 수신 데이터를 이용하여 상기 반사체의 영상을 생성하는 초음파 측정 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 합성 수신 데이터를 획득하는 단계는,
    상기 반사체의 주변 영역에 상기 적어도 하나의 합성 포커싱 지점을 결정하는 단계; 및
    상기 적어도 하나의 합성 포커싱 지점과 상기 적어도 하나의 실제 포커싱 지점 사이의 제 1 딜레이를 예측하는 단계;
    를 더 포함하는 초음파 측정 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 합성 수신 데이터를 획득하는 단계는,
    상기 제 1 딜레이에 기초하여 적어도 하나의 트랜스듀서 소자 각각에서의 딜레이를 예측하는 단계; 및
    상기 예측된 상기 적어도 하나의 트랜스듀서 소자 각각에서의 딜레이에 기초하여, 상기 수신 데이터를 트랜스듀서 소자 채널별로 딜레이 보정하는 단계;
    를 더 포함하는 초음파 측정 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 합성 수신 데이터를 획득하는 단계는,
    상기 적어도 하나의 합성 포커싱 지점 각각에 대하여 딜레이 보정을 수행하여, 상기 적어도 하나의 합성 포커싱 지점 각각에 대응하는 합성 수신 데이터를 획득하는 초음파 측정 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 반사체의 영상을 획득하는 단계는,
    상기 적어도 하나의 합성 포커싱 지점 각각에 대한 합성 수신 데이터를 채널별로 합산하여 단일 수신 데이터를 생성하고, 단일 수신 데이터를 이용하여 상기 반사체의 영상을 획득하는 단계를 포함하는 초음파 측정 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 반사체의 영상을 획득하는 단계는,
    상기 단일 수신 데이터에 대하여 수차 보정(aberration correction)을 수행하는 단계
    를 더 포함하는 초음파 측정 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 수신 데이터에 대하여 움직임 보정을 수행하는 단계
    를 더 포함하는 초음파 측정 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 수신 데이터에 대하여 움직임 보정을 수행하는 단계는,
    상기 수신 데이터에 기초하여 상기 반사체의 복수 개의 영상 프레임을 획득하는 단계; 및
    상기 복수 개의 영상 프레임을 서로 비교하여, 상기 반사체의 움직임 벡터를 검출하는 단계
    를 더 포함하는 초음파 측정 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 검출된 움직임 벡터에 기초하여, 움직임 이전 반사체의 위치 및 움직임 이후 반사체의 위치 사이의 제 2 딜레이를 예측하는 단계;
    상기 예측된 제 2 딜레이에 기초하여, 적어도 하나의 트랜스듀서 소자 각각에서의 딜레이를 예측하는 단계; 및
    상기 예측된 상기 적어도 하나의 트랜스듀서 소자 각각에서의 딜레이에 기초하여, 상기 수신 데이터를 트랜스듀서 소자 채널별로 딜레이 보정하는 단계
    를 더 포함하는 초음파 측정 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 수신 데이터를 트랜스듀서 소자 채널별로 딜레이 보정하는 단계는,
    최초 영상 프레임에서의 반사체의 위치로부터 상기 움직임 벡터가 검출된 영상 프레임에 대응하는 샘플링 구간의 수신 데이터를 트랜스듀서 소자 채널별로 딜레이 보정하는 초음파 측정 방법.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 반사체의 영상을 생성하는 단계는, 상기 적어도 하나의 합성 수신 데이터 및 상기 수신 데이터를 이용하여 상기 반사체의 영상을 생성하는 초음파 측정 방법.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 수신 데이터에 필터링 및 복조(demodulation) 중 적어도 하나를 수행하는 단계
    를 더 포함하는 초음파 측정 방법.
  15. 제 9 항에 있어서,
    상기 합성 포커싱 방법 및 상기 움직임 보정 중 적어도 하나를 통하여 딜레이 에러를 재계산하는 단계; 및
    상기 합성 포커싱을 반복적으로 처리하는 단계
    를 더 포함하는 초음파 측정 방법.
  16. 적어도 하나의 실제 포커싱 지점에 초음파 신호를 빔 포커싱하고, 상기 초음파 신호에 대응하여 반사체가 생성하는 어쿠스틱 필드를 수신하여, 상기 실제 포커싱 지점에 대응하는 수신 데이터를 획득하는 초음파 신호 송수신부;
    적어도 하나의 합성 포커싱 지점에 초음파 신호를 빔 포커싱하지 않고, 상기 수신 데이터에 기초하여, 상기 합성 포커싱 지점에 대응하는 합성 수신 데이터를 획득하는 합성 수신 데이터 획득부; 및
    상기 수신 데이터 및 상기 합성 수신 데이터를 이용하여, 상기 반사체의 영상을 생성하는 영상 생성부를 포함하는 초음파 측정 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 초음파 측정 장치는,
    상기 적어도 하나의 합성 포커싱 지점 각각에 대한 합성 수신 데이터를 채널별로 합산하여 단일 수신 데이터를 생성하고, 상기 단일 수신 데이터에 대하여 수차 보정(aberration correction)을 수행하는 데이터 합산 및 수차 보정부
    를 더 포함하는 초음파 측정 장치.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 영상 생성부는, 상기 합성 수신 데이터를 생성하기 이전에 상기 수신 데이터에 기초하여 복수 개의 영상 프레임을 생성하고,
    상기 초음파 측정 장치는,
    상기 복수 개의 영상 프레임에 기초하여 상기 반사체의 움직임을 보정하는 움직임 보정부
    를 더 포함하는 초음파 측정 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 초음파 측정 장치는,
    상기 복수 개의 영상 프레임을 서로 비교하여, 상기 반사체의 움직임 벡터를 검출하는 움직임 추정부
    를 더 포함하는 초음파 측정 장치.
  20. 적어도 하나의 실제 포커싱 지점에 초음파 신호를 빔 포커싱하고, 빔 포커싱에 대응하여 반사체가 생성하는 어쿠스틱 필드를 수신하는 적어도 하나의 트랜스듀서 소자; 및
    상기 적어도 하나의 트랜스듀서 소자 채널별로 수신 데이터를 획득하고,
    적어도 하나의 합성 포커싱 지점에 초음파 신호를 빔 포커싱하지 않고, 상기 수신 데이터에 기초하여, 상기 합성 포커싱 지점에 대응하는 합성 수신 데이터를 획득하며, 상기 수신 데이터 및 상기 합성 수신 데이터에 기초하여 상기 반사체의 영상을 획득하는 프로세서
    를 포함하는 초음파 측정 장치.
  21. 삭제
  22. 제 19 항에 있어서,
    상기 움직임 보정된 수신 데이터에 대하여 합성 포커싱 방법을 적용하여, 상기 반사체 주변 영역의 복수 지점에 대한 합성 수신 데이터를 생성하는 복수 합성 포커싱 생성부; 및
    상기 합성 수신 데이터를 채널별로 합산하여 단일 수신 데이터를 생성하고, 수차 보정(aberration correction)을 수행하는 데이터 합산 및 수차 보정부
    를 더 포함하고,
    상기 영상 생성부는 수차 보정된 단일 수신 데이터를 이용하여 상기 반사체의 영상을 생성하는 초음파 측정 장치.
  23. 제1항에 있어서,
    상기 초음파 측정 방법은,
    상기 적어도 하나의 실제 포커싱 지점에 초음파 신호를 빔 포커싱하도록 하는 트랜스듀서 제어 신호를 출력하는 단계를 더 포함하는, 초음파 측정 방법.
  24. 삭제
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