KR102182134B1 - Untrasonic Imaging Apparatus having needle guiding function using marker - Google Patents

Untrasonic Imaging Apparatus having needle guiding function using marker Download PDF

Info

Publication number
KR102182134B1
KR102182134B1 KR1020180157373A KR20180157373A KR102182134B1 KR 102182134 B1 KR102182134 B1 KR 102182134B1 KR 1020180157373 A KR1020180157373 A KR 1020180157373A KR 20180157373 A KR20180157373 A KR 20180157373A KR 102182134 B1 KR102182134 B1 KR 102182134B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
needle
anatomical region
information
unit
marker
Prior art date
Application number
KR1020180157373A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20200069846A (en
Inventor
이상훈
전영주
전민호
김대혁
김소영
Original Assignee
한국 한의학 연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국 한의학 연구원 filed Critical 한국 한의학 연구원
Priority to KR1020180157373A priority Critical patent/KR102182134B1/en
Priority to PCT/KR2019/017197 priority patent/WO2020116992A1/en
Publication of KR20200069846A publication Critical patent/KR20200069846A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102182134B1 publication Critical patent/KR102182134B1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/08Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings
    • A61B8/0833Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings involving detecting or locating foreign bodies or organic structures
    • A61B8/0841Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings involving detecting or locating foreign bodies or organic structures for locating instruments
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/08Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/46Ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic devices with special arrangements for interfacing with the operator or the patient
    • A61B8/461Displaying means of special interest
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/46Ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic devices with special arrangements for interfacing with the operator or the patient
    • A61B8/467Ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic devices with special arrangements for interfacing with the operator or the patient characterised by special input means
    • A61B8/469Ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic devices with special arrangements for interfacing with the operator or the patient characterised by special input means for selection of a region of interest
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/54Control of the diagnostic device

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)

Abstract

초음파 영상 기기의 영상 표시 제어 기술이 개시된다. 니들 시술 부위 별로 특정한 해부학적 영역 정보가 미리 준비되어 저장된다. 환자의 시술하고자 하는 시술 부위 부위 근처에 하나 이상의 마커(marker)가 고정된다. 니들의 위치는 측위 시스템에 의해 추적된다. 니들 시술 부위가 선택되면, 저장된 특정한 해부학적 영역 정보 중 선택된 시술 부위에 해당하는 특정한 해부학적 영역 정보가 추출되고, 초음파 영상을 이 특정한 해부학적 영역 정보의 도움을 받아 인식하여 실제 영상에서 해부학적 영역을 결정한다. 결정된 특정한 해부학적 영역 정보는 마커의 위치 정보와 함께 저장된다. 니들 위치가 해부학적 영역에 근접하면 경고한다. 해당 환자의 해당 시술 부위의 시술이 재개될 때, 마커를 인식하면 초음파 영상 시스템은 저장된 그 환자의 해당 시술 부위의 특정한 해부학적 영역 정보를 추출하여 활용한다. 이 특정한 해부학적 영역 정보는 다시 검출된 마커의 위치 정보를 이용하여 쉽게 실제 영상에 매칭될 수 있다.An image display control technology of an ultrasound imaging device is disclosed. Specific anatomical area information for each needle treatment site is prepared and stored in advance. One or more markers are fixed near the site of the patient to be treated. The position of the needle is tracked by the positioning system. When a needle treatment site is selected, specific anatomical area information corresponding to the selected treatment site is extracted from the stored specific anatomical area information, and the ultrasound image is recognized with the help of this specific anatomical area information, and the anatomical area in the actual image To decide. The determined specific anatomical region information is stored together with the location information of the marker. Warn if the needle position is close to the anatomical area. When the patient's procedure is resumed, if the marker is recognized, the ultrasound imaging system extracts and utilizes the stored specific anatomical region information of the patient's procedure. This specific anatomical region information can be easily matched to an actual image by using the position information of the detected marker again.

Description

마커를 이용하는 니들 시술 가이드 기능을 가진 초음파 영상 기기{Untrasonic Imaging Apparatus having needle guiding function using marker}Ultrasound imaging device having a needle procedure guide function using a marker {Untrasonic Imaging Apparatus having needle guiding function using marker}

초음파 영상 기기의 영상 표시 제어 기술이 개시된다. An image display control technology of an ultrasound imaging device is disclosed.

미국 특허 제9,292,654호는 지침(tutorial) 정보를 제공하는 초음파 영상 기기를 개시하고 있다. 초음파 영상 기기의 각 조작 단계별로 텍스트, 이미지, 그리고 동영상을 포함하는 지침 정보가 제공된다. 추가로, 각 조작 단계에 해당하는 설정 상태(setting status)의 기준 파라메터들이 준비되고, 이들이 조작 단계에 맞추어 설정된다. U.S. Patent No. 9,292,654 discloses an ultrasound imaging device that provides tutorial information. Instructional information including text, images, and videos is provided for each operation step of the ultrasound imaging device. In addition, reference parameters of the setting status corresponding to each operation step are prepared, and these are set according to the operation step.

미국 공개특허공보 제2014/0039304A9호는 초음파 영상기기를 도플러 모드로 구동하여 혈류를 검출하여 혈류의 위치 정보를 생성하고, 니들이 혈관에 근접할 때 경고하는 기술을 개시하고 있다. US Patent Publication No. 2014/0039304A9 discloses a technology that detects blood flow by driving an ultrasound imaging device in a Doppler mode to generate location information of blood flow, and warns when a needle approaches a blood vessel.

그러나 해상도가 낮은 초음파 영상에서 생체 조직을 인식하는 것은 기술적으로 아직 매우 어려운 상태에 있다. However, it is technically still very difficult to recognize biological tissue in low-resolution ultrasound images.

니들 시술에 적합한 초음파 영상 기기가 제안된다. 시술되는 부위별로 초음파 영상 기기의 시술 경험이 많지 않은 사용자들에게 적합한 지침 정보가 제공된다. 니들 시술시 특정한 해부학적 영역으로 니들이 근접하면 초음파 영상 기기가 이를 인식하여 경고를 제공한다. 나아가 초음파 영상기기가 니들이 특정한 해부학적 영역으로 진입하는 것을 좀 더 빠르고 신뢰성 있게 검출할 수 있는 방법이 제시된다. An ultrasound imaging device suitable for needle surgery is proposed. Guidance information suitable for each region to be treated is provided to users who do not have much experience in the treatment of an ultrasound imaging device. When a needle approaches a specific anatomical area during needle surgery, the ultrasound imaging device recognizes it and provides a warning. Furthermore, a method that enables an ultrasound imaging device to detect the entry of a needle into a specific anatomical region more quickly and reliably is presented.

추가적으로, 경혈별로 환자에 대해 인식된 특정한 해부학적 영역 정보를 저장하여 재활용함으로써 영상 인식에 소요되는 시간을 줄이는 방법이 제안된다. 더 나아가 환자 피부 표면에 고정된 마커의 위치를 인식하여 마커의 위치를 기준으로 저장된 특정한 해부학적 영역 정보를 재사용함으로써 영상 인식에 소요되는 시간을 한층 더 줄이는 것이 가능한 니들 시술 기술이 제시된다. Additionally, a method of reducing the time required for image recognition is proposed by storing and recycling specific anatomical region information recognized for a patient for each acupuncture point. Furthermore, a needle procedure technology capable of further reducing the time required for image recognition is proposed by recognizing the position of a marker fixed on the skin surface of a patient and reusing specific anatomical region information stored based on the position of the marker.

제안된 발명의 일 양상에 따르면, 니들 시술 부위 별로 특정한 해부학적 영역 정보가 미리 준비되어 저장된다. 특정한 해부학적 영역은 특정한 장기, 신경 등 주의하고 있는 생체 조직의 영역을 말한다. 예를 들어 특정한 해부학적 영역은 니들 시술 대상이 장기나, 니들이 피해야 하는 위험 영역 내지 손상되기 쉬운 장기의 영역를 가리킬 수 있다. 환자의 시술하고자 하는 부위 근처에 하나 이상의 마커(marker)가 고정된다. 니들의 위치는 측위 시스템에 의해 추적된다. 니들 시술 부위가 선택되면, 저장된 특정한 해부학적 영역 정보 중 선택된 시술 부위에 해당하는 특정한 해부학적 영역 정보가 추출되고, 초음파 영상을 이 특정한 해부학적 영역 정보의 도움을 받아 인식하여 실제 영상에서 해부학적 영역을 결정한다. 결정된 특정한 해부학적 영역 정보는 마커의 위치 정보와 함께 저장된다. 니들 위치가 특정한 해부학적 영역에 근접하면 경고한다. 해당 환자의 해당 부위의 시술이 재개될 때, 마커를 인식하면 초음파 영상 시스템은 저장된 그 환자의 해당 시술 부위의 특정한 해부학적 영역 정보를 추출하여 활용한다. 이 특정한 해부학적 영역 정보는 다시 검출된 마커의 위치 정보를 이용하여 쉽게 실제 현재 획득된 초음파 영상에 매칭될 수 있다. According to an aspect of the proposed invention, specific anatomical region information for each needle treatment site is prepared and stored in advance. A specific anatomical area refers to the area of a living body tissue that is paying attention, such as a specific organ or nerve. For example, a specific anatomical area may refer to an organ to be treated with a needle, a risk area that the needle should avoid, or an area of an organ that is susceptible to damage. One or more markers are fixed near the site to be treated on the patient. The position of the needle is tracked by the positioning system. When a needle treatment site is selected, specific anatomical area information corresponding to the selected treatment site is extracted from the stored specific anatomical area information, and the ultrasound image is recognized with the help of this specific anatomical area information, and the anatomical area in the actual image To decide. The determined specific anatomical region information is stored together with the location information of the marker. Warn if the needle position is close to a specific anatomical area. When the patient's procedure is resumed, if the marker is recognized, the ultrasound imaging system extracts and utilizes the stored specific anatomical region information of the patient's procedure. The specific anatomical region information can be easily matched to the currently acquired ultrasound image by using the position information of the marker detected again.

추가적인 양상에 따르면, 화면에서 보이는 초음파 영상의 범위를 벗어난 경우에도 니들 끝의 위치가 특정한 해부학적 영역에 근접할 경우 경고를 출력할 수 있다. According to an additional aspect, a warning may be output when the position of the needle tip approaches a specific anatomical region even when the position of the needle tip is out of the range of the ultrasound image displayed on the screen.

제안된 발명에 따르면, 니들 시술에 따른 위험을 줄일 수 있다. 나아가, 해부학적 영역 진입의 검출을 신속하고 정확하게 처리할 수 있어 실시간 처리에 유리하다. 더 나아가 환자에 대해 동일 시술 부위를 다시 시술할 때 초음파 영상을 다시 매칭시키지 않고 피부 표면 등에 고정된 마커를 이용하여 그 전에 인식되어 저장된 그 환자의 동일 시술 부위에 대한 특정한 해부학적 영역 정보를 활용함으로써 시술 준비에 소요되는 시간을 줄일 수 있다. According to the proposed invention, it is possible to reduce the risk of needle treatment. Furthermore, it is advantageous for real-time processing because it can quickly and accurately detect the entry of the anatomical region. Furthermore, when re-operating the same treatment site for a patient, by using specific anatomical area information for the same treatment site of the patient, which was recognized and stored before that using a marker fixed on the skin surface, without matching the ultrasound image again. You can reduce the time required to prepare for the procedure.

도 1은 일 실시예에 따른 니들 시술 시스템의 구성을 도시한다.
도 2는 일 실시예에 따른 프로브의 구성을 도시한 블록도이다.
도3은 일 실시예에 따른 니들 시술용 초음파 영상 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 해부학적 영역 결정부의 구성을 도시한 블록도이다.
도 5는 또 다른 실시예에 따른 니들 위치 검출부의 구성을 도시한 블럭도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 제어 방법의 구성을 도시한 흐름도이다.
도 7은 센서 기반 위치 산출 단계의 일 실시예의 구성을 도시한 흐름도이다.
1 shows a configuration of a needle treatment system according to an embodiment.
2 is a block diagram showing a configuration of a probe according to an embodiment.
3 is a block diagram showing a configuration of an ultrasound imaging apparatus for needle surgery according to an embodiment.
4 is a block diagram illustrating a configuration of an anatomical region determining unit according to an exemplary embodiment.
5 is a block diagram showing a configuration of a needle position detection unit according to another embodiment.
6 is a flowchart illustrating a configuration of a method for controlling an ultrasound image display according to an exemplary embodiment.
7 is a flow chart showing the configuration of an embodiment of a sensor-based location calculation step.

전술한, 그리고 추가적인 양상들은 첨부된 도면을 참조하여 설명하는 실시예들을 통해 구체화된다. 각 실시예들의 구성 요소들은 다른 언급이나 상호간에 모순이 없는 한 실시예 내에서 다양한 조합이 가능한 것으로 이해된다. 즉, 도면은 비록 하나의 실시예로서 도시되었지만 하나의 실시예로 한정하여 이해되어서는 안 된다. 이하의 설명에서 별개의 선택적인 또는 추가적인 양상으로 설명되는 바와 같이, 각 블록들은 필수적인 블록들에 그렇지 않은 블록들이 한 개, 두 개 혹은 그 이상의 개수의 조합이 부가되어 다양한 실시예들을 표현하는 것으로 이해되어야 한다. The above and additional aspects are embodied through embodiments described with reference to the accompanying drawings. It is understood that the constituent elements of the respective embodiments may be variously combined within the embodiments unless otherwise stated or contradictory to each other. That is, although the drawings are shown as one embodiment, it should not be understood as being limited to one embodiment. As described in the following description as a separate optional or additional aspect, each block is understood to represent various embodiments by adding one, two, or a combination of the number of blocks that are not to the essential blocks. Should be.

도 1은 일 실시예에 따른 니들 시술 시스템의 구성을 도시한다. 도시한 바와 같이, 일 실시예에 따른 니들 시술 시스템은 초음파 영상 장치(50)와, 프로브(10) 및 니들(30)을 포함한다. 시술자는 시술 부위를 선택하고, 초음파 영상 장치(50)의 본체는 조작부를 통한 사용자의 조작에 응답하여 해당 시술 부위의 니들 시술 방법을 설명하는 문서, 해당 시술 부위의 해부학적 구조를 보여주는 2D 혹은 3D 영상, 해당 경혈 부위의 니들 시술 과정을 보여주는 그래픽 애니메이션 혹은 동영상을 화면에 출력한다. 일 양상에 따라, 니들(30)의 위치를 측위하는 측위 시스템이 탑재된다. 초음파 영상 장치(50)의 화면에는 프로브(10)에 의해 스캔된 영상에 측위 시스템에 의해 검출된 니들(30)의 위치가 표시된다. 1 shows a configuration of a needle treatment system according to an embodiment. As shown, the needle treatment system according to an embodiment includes an ultrasound imaging apparatus 50, a probe 10, and a needle 30. The operator selects the treatment site, and the body of the ultrasound imaging apparatus 50 responds to the user's manipulation through the operation unit, a document explaining the needle treatment method of the treatment site, 2D or 3D showing the anatomy of the treatment site An image, a graphic animation or a video showing the needle procedure of the acupuncture point is output on the screen. According to one aspect, a positioning system for positioning the position of the needle 30 is mounted. The position of the needle 30 detected by the positioning system is displayed on the image scanned by the probe 10 on the screen of the ultrasound imaging apparatus 50.

일 양상에 따라, 환자의 시술하고자 하는 경혈 부위의 피부 표면에 마커(70)가 고정된다. 마커(70)는 초음파 영상에서 선명하게 잘 인식될 수 있고 어느 정도 고정된 상태를 유지하는 것이면 무엇이든 가능하다. 또한 마커(70)는 피부 표면에 부착되는 것에 한정되지 않고, 예를 들면 초음파를 잘 흡수하거나 반사시키는 도료로 된, 인쇄 혹은 펜으로 그려진 패턴일 수 있다. 또다른 예로, 피부에 깊이 심겨진 형태일 수도 있다. According to one aspect, the marker 70 is fixed on the skin surface of the acupuncture point to be treated by the patient. The marker 70 can be clearly recognized in the ultrasound image and can be anything that maintains a fixed state to some extent. In addition, the marker 70 is not limited to being attached to the skin surface, and may be, for example, a pattern drawn with a print or pen, made of a paint that absorbs or reflects ultrasonic waves well. As another example, it may be implanted deep into the skin.

도 2는 일 실시예에 따른 프로브의 구성을 도시한 블록도이다. 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따른 프로브는 초음파 소자 어레이(250) 및 이 초음파 소자 어레이(250)를 구동하는 초음파 소자 구동부(225)를 포함한다. 추가적으로, 일 실시예에 따른 프로브는 가속도 센서(230) 및 가속도 센서 구동부(223)를 더 포함할 수 있다. 가속도 센서(230)는 예를 들어 자이로 센서일 수 있다. 가속도 센서를 이용하여 프로브의 절대 위치가 산출될 수 있다. 추가적으로, 일 실시예에 따른 프로브는 자기 위치 센서들(210-1,210-2,…,210-n)과, 이들을 구동하는 자기센서 구동부(221)를 더 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 니들의 측위 시스템은 자기력 기반 측위 시스템이다. 니들은 자화되고, 프로브에 구비된 복수의 자기 위치 센서들이 자기 필드의 세기를 측정하여 자화된 니들의 위치를 산출한다. 또 다른 실시예에서, 니들의 측위 시스템은 RF 기반 측위 시스템이다. 니들에 RF 송신기가 고정되고, 프로브에 구비된 복수의 수신기들이 RF 필드의 세기를 측정하여 니들의 위치를 산출한다. 제안된 발명은 특정한 측위 시스템에 한정되지 않으며, 초음파 영상에 기반하지 않은 공지된 측위 시스템 중 하나가 될 수 있다. 2 is a block diagram showing a configuration of a probe according to an embodiment. As shown, the probe according to an embodiment includes an ultrasonic element array 250 and an ultrasonic element driver 225 driving the ultrasonic element array 250. Additionally, the probe according to an embodiment may further include an acceleration sensor 230 and an acceleration sensor driver 223. The acceleration sensor 230 may be, for example, a gyro sensor. The absolute position of the probe may be calculated using the acceleration sensor. Additionally, the probe according to an embodiment may further include magnetic position sensors 210-1, 210-2, ..., 210-n, and a magnetic sensor driver 221 driving them. In one embodiment, the needle positioning system is a magnetic force based positioning system. The needle is magnetized, and a plurality of magnetic position sensors provided in the probe measure the strength of the magnetic field to calculate the position of the magnetized needle. In another embodiment, the needle positioning system is an RF-based positioning system. The RF transmitter is fixed to the needle, and a plurality of receivers provided in the probe measure the strength of the RF field to calculate the position of the needle. The proposed invention is not limited to a specific positioning system, and may be one of known positioning systems that are not based on ultrasound images.

도3은 일 실시예에 따른 니들 시술용 초음파 영상 장치의 구성을 도시한 블록도이다. 니들 시술용 초음파 영상 장치는 니들 시술시 시술 부위의 생체 조직의 영상을 제공한다. 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따른 니들 시술용 초음파 영상 장치는 초음파 신호처리부(370)와, 니들 위치 검출부(330)와, 그리고 시술 위험 경고부(310)를 포함한다. 도시된 실시예에 있어서, 초음파 신호처리부(370), 니들 위치 검출부(330)와, 그리고 시술 위험 경고부(310)는 그 전부 혹은 일부에 있어서 마이크로프로세서, 디지털 신호처리 프로세서와 같은 하나 혹은 복수의 계산 요소에 의해 실행되는 프로그램 명령어들로 구현될 수 있다. 컴퓨팅 요소들은 저장부(320)에 저장된 프로그램 명령어들을 읽어 들여 실행하여 데이터를 처리한다. 저장부(storage)(320)는 예를 들면 하드디스크, SSD, 네트워크 스토리지와 같은 대용량 스토리지와, 불휘발성의 메모리 및 휘발성의 RAM과 같은 메모리들 중 하나 혹은 이들의 조합이 될 수 있다. 3 is a block diagram showing a configuration of an ultrasound imaging apparatus for needle surgery according to an embodiment. An ultrasound imaging apparatus for needle treatment provides an image of a living body tissue at a treatment site during needle treatment. As shown, the ultrasound imaging apparatus for needle surgery according to an exemplary embodiment includes an ultrasound signal processing unit 370, a needle position detection unit 330, and a treatment risk warning unit 310. In the illustrated embodiment, the ultrasonic signal processing unit 370, the needle position detection unit 330, and the procedure risk warning unit 310 are all or part of one or more such as a microprocessor and a digital signal processing processor. It can be implemented as program instructions executed by computational elements. The computing elements process data by reading and executing program instructions stored in the storage unit 320. The storage 320 may be, for example, one of a large-capacity storage such as a hard disk, an SSD, and a network storage, and a memory such as a nonvolatile memory and a volatile RAM, or a combination thereof.

초음파 신호처리부(370)는 초음파 소자 어레이를 구동하여 획득하는 초음파 신호를 처리하여 영상을 생성한다. 초음파 영상 장치의 영상화 모드에는 B 모드(brightness mode), M 모드(motion mode), 도플러 효과(Doppler effect)를 이용하는 D 모드(Doppler mode), C 모드(color Doppler mode) 등이 있다. 초음파 신호 처리부(370)는 이들 중 하나의 모드로 초음파 소자 어레이(250)를 구동하여 출력되는 신호로부터 초음파 영상 정보를 생성한다. The ultrasonic signal processor 370 generates an image by processing an ultrasonic signal obtained by driving an ultrasonic element array. The imaging modes of the ultrasound imaging apparatus include B mode, M mode, D mode using Doppler effect, and C mode. The ultrasonic signal processing unit 370 drives the ultrasonic element array 250 in one of these modes to generate ultrasonic image information from an output signal.

니들 위치 검출부(330)는 적어도 2개의 센서 입력으로부터 니들의 위치를 산출한다. 미국2017.03.21.자로 EZONO AG에게 허여된 미국 특허9,597,008호는 복수의 자기측위 검출소자(magneto-metric detector)를 이용하여 자화된 니들(needle)의 자기장의 세기를 측정하고 이를 이용하여 니들의 위치를 측정하는 기술을 개시하고 있다. EZONO AG의 니들 측위 시스템은 상용화되어 제공되고 있으며, 본 출원인들은 EZONO AG와 협력하여 제안된 발명을 개발함에 있어서 이 기술을 사용하고 있다. EZONO AG의 자기 측위 시스템은 프로브에 내장된 복수의 자기측위 검출소자를 사용하며, 니들의 위치를 산출하고 초음파 영상에 중첩하여 출력할 수 있다. 그러나 제안된 발명은 이에 한정되지 않으며, 전술한 바와 같은 RF 방식이나 앵커(anchor)를 이용한 방식, 전파 지문을 이용한 측위 시스템 등 공지된 다양한 측위 기술이 적용될 수 있다.The needle position detection unit 330 calculates the position of the needle from at least two sensor inputs. U.S. Patent No. 9,597,008, issued to EZONO AG as of March 21, 2017, uses a plurality of magneto-metric detectors to measure the strength of the magnetic field of a magnetized needle and uses it to position the needle. Disclosing a technique for measuring The needle positioning system of EZONO AG is commercially available and provided, and the applicants are using this technology in developing the proposed invention in cooperation with EZONO AG. The magnetic positioning system of EZONO AG uses a plurality of magnetic positioning detection devices built into the probe, and can calculate the position of the needle and output it by superimposing it on an ultrasound image. However, the proposed invention is not limited thereto, and various known positioning techniques, such as an RF method, a method using an anchor, and a positioning system using a radio fingerprint, may be applied.

일 실시예에서 프로브(10)는 가속도 센서(230), 예를 들면 자이로 센서를 포함한다. 프로브 위치 검출부(350)는 가속도 센서(230)의 출력으로부터 프로브의 위치와 자세, 즉 기울어진 방향을 측정한다. 니들 위치 검출부(330)는 먼저 자기측위 검출소자들(210)의 출력으로부터 프로브(10)의 기준 좌표계에서 니들(30)의 위치를 산출한다. 이후에 니들 위치 검출부(330)는 프로브 위치 검출부(350)에서 검출된 프로브의 위치와 자세 정보를 이용하여 좌표계를 변환하여 니들(30)의 프로브의 기준 좌표계에서의 위치를 산출한다. 그러나 다른 방법을 이용하여 니들 위치를 검출할 경우 프로브(10)의 가속도 센서(230)는 니들 위치를 검출하는데는 불필요할 수도 있다. In one embodiment, the probe 10 includes an acceleration sensor 230, for example a gyro sensor. The probe position detection unit 350 measures the position and posture of the probe, that is, an inclined direction, from the output of the acceleration sensor 230. The needle position detection unit 330 first calculates the position of the needle 30 in the reference coordinate system of the probe 10 from the outputs of the magnetic positioning detection elements 210. Thereafter, the needle position detection unit 330 converts the coordinate system using the position and posture information of the probe detected by the probe position detection unit 350 to calculate the position of the needle 30 in the reference coordinate system of the probe. However, when detecting the needle position using another method, the acceleration sensor 230 of the probe 10 may be unnecessary to detect the needle position.

시술 위험 경고부(310)는 초음파 신호처리부(370)에서 생성된 초음파영상으로부터 3차원의 특정한 해부학적 영역을 결정하고, 니들 위치 검출부(330)에서 산출된 니들의 위치에 따른 니들 끝의 위치가 그 특정한 해부학적 영역에 근접할 경우 경고 신호를 출력한다. 일 양상에 따라, 시술 위험 경고부(310)는 마커 위치 검출부(312)와, 해부학적 영역 결정부(313)와, 그리고 위험 판단부(311)를 포함한다. The procedure risk warning unit 310 determines a specific 3D anatomical region from the ultrasound image generated by the ultrasound signal processing unit 370, and the position of the needle tip according to the position of the needle calculated by the needle position detection unit 330 A warning signal is output when approaching that specific anatomical area. According to an aspect, the procedure risk warning unit 310 includes a marker position detection unit 312, an anatomical region determination unit 313, and a risk determination unit 311.

마커 위치 검출부(312)는 초음파 신호처리부(370)에서 출력되는 영상으로부터 마커를 인식한다. 마커는 하나, 둘, 혹은 셋이 고정될 수 있다. 마커가 하나만 고정될 경우 시술 부위 근처의 특정한 피부 표면의 위치가 결정되어질 수 있다. 마커가 둘 이상 고정될 경우 시술 부위 근처의 특정한 피부 표면의 위치와 방향이 결정되어질 수 있다. 마커가 피부 표면에 있는 경우에, 초음파 신호처리부(370)는 평면 상에서 마커의 위치를 좀 더 쉽게 산출할 수 있다. The marker position detection unit 312 recognizes a marker from an image output from the ultrasonic signal processing unit 370. One, two or three markers can be fixed. If only one marker is fixed, the location of a specific skin surface near the treatment site can be determined. When two or more markers are fixed, the location and orientation of a specific skin surface near the treatment site can be determined. When the marker is on the surface of the skin, the ultrasonic signal processing unit 370 may more easily calculate the position of the marker on the plane.

일 실시예에서 마커 위치 검출부(312)는 초음파 볼륨 이미지에서 마커를 식별한다. 시술 부위 주변을 초음파 스캔함으로써 생성되는 초음파 볼륨 이미지(volume image)에서 이미지 인식을 위해 3차원 공간이 정의될 때, 마커의 위치는 그 3차원 공간을 정의하는 기준이 될 수 있다. 이후에 프로브 내부에 가속도 센서를 이용하여, 초음파 영상 장치는 마커를 기준으로 해당 환자의 해당 시술 부위에 대해 측위를 시작할 수 있다. 예를 들어 스캔된 볼륨 이미지들은 마커 위치를 기준으로 식별될 수 있다. 예를 들어 니들 위치 검출부(330)에서 검출된 니들의 위치는 마커 위치를 기준으로 산출될 수 있다. 초음파 영상에서 선명하게 보이는 마커를 검출하고 가속도 센서에 따라 파악되는 공간에서 위치를 설정하는 것은 영상 처리에서 비교적 정확하고 신속하게 처리될 수 있다. 산출된 마커의 위치 정보는 저장부(320)의 해당 시술에 대한 레코드의 일부 항목으로 데이터베이스에 저장될 수 있다.In an embodiment, the marker position detection unit 312 identifies a marker in the ultrasound volume image. When a 3D space is defined for image recognition in an ultrasound volume image generated by ultrasound scanning around the treatment area, the position of the marker may be a reference for defining the 3D space. Thereafter, by using an acceleration sensor inside the probe, the ultrasound imaging apparatus may start positioning the corresponding treatment site of the patient based on the marker. For example, scanned volume images may be identified based on the marker position. For example, the position of the needle detected by the needle position detection unit 330 may be calculated based on the marker position. Detecting a clearly visible marker in an ultrasound image and setting a location in a space identified by an acceleration sensor can be processed relatively accurately and quickly in image processing. The calculated location information of the marker may be stored in a database as a partial item of a record for a corresponding procedure in the storage unit 320.

또 다른 양상에 따라, 마커는 식별 정보를 포함할 수 있다. 초음파 영상에서 식별될 수 있는 초음파 민감 잉크로 기록된 숫자 혹은 바코드는 해당 환자와 해당 시술 부위를 신속하게 특정하는데 도움을 줄 수 있다. 인식된 마커의 식별정보는 저장부(320)의 해당 시술에 대한 레코드의 일부 항목으로 데이터베이스에 저장될 수 있다. According to another aspect, the marker may include identification information. Numbers or barcodes recorded with ultrasonic sensitive ink that can be identified in ultrasound images can help to quickly identify the patient and the treatment area. The identification information of the recognized marker may be stored in a database as a partial item of a record for a corresponding procedure in the storage unit 320.

해부학적 영역 결정부(313)는 초음파 신호처리부(370)에서 생성된 초음파영상으로부터 3차원의 특정한 해부학적 영역을 결정한다. 일 실시예에서, 해부학적 영역 결정부(313)는 피시술자의 시술 부위 주변을 프로브로 스캔하여 생성된 초음파 영상으로부터 볼륨 이미지(volume image)를 생성한다. 시술 위험 경고부(310)는 3차원 볼륨 이미지를 처리하여 뼈나 장기와 같은 생체 조직의 경계를 인식하고 니들 시술시 혈관, 장기와 같은 특정한 해부학적 영역을 인식한다. 추가로 해부학적 영역 결정부(313)는 피시술자의 선택된 시술 부위의 특정한 해부학적 영역 정보가 산출되면, 이를 저장부(320)의 해당 피시술자의 시술에 대한 레코드의 일부 항목으로 데이터베이스에 저장한다. 일 양상에 따라, 저장된 특정한 해부학적 영역 정보는 이후에 동일한 피시술자가 동일한 부위에 시술할 경우 추출되어 해당 해부학적 영역의 재인식에 활용될 수 있다. 이 경우 해부학적 영역 인식은 매칭 처리에 의해 훨씬 빠르고 간단하게 처리될 수 있다. The anatomical region determination unit 313 determines a specific 3D anatomical region from the ultrasound image generated by the ultrasound signal processing unit 370. In an embodiment, the anatomical region determination unit 313 generates a volume image from an ultrasound image generated by scanning the area around the treatment area of the person to be treated with a probe. The procedure risk warning unit 310 recognizes a boundary of a biological tissue such as a bone or an organ by processing a 3D volume image, and recognizes a specific anatomical region such as a blood vessel or an organ during needle treatment. In addition, the anatomical region determination unit 313, when the specific anatomical region information of the selected treatment region of the person to be treated is calculated, stores the information in the database as some items of the record of the treatment of the person to be treated in the storage unit 320. According to an aspect, the stored specific anatomical region information may be extracted when the same recipient performs a procedure on the same region later and used for re-recognition of the anatomical region. In this case, the anatomical region recognition can be processed much faster and more simply by the matching process.

일 양상에 따라, 해부학적 영역 결정부(313)는 이전에 검출한 동일한 마커의 특정한 해부학적 영역 정보와 마커 위치 검출부(312)에서 검출된 마커의 위치 정보를 이용하여 피시술자의 대응하는 해부학적 영역 정보를 생성한다. According to an aspect, the anatomical region determination unit 313 uses the specific anatomical region information of the same marker previously detected and the position information of the marker detected by the marker position detection unit 312 to determine the corresponding anatomical region of the subject. Generate information.

초음파 영상 장치는 피시술자로부터 시술 부위에서 획득한 초음파 영상에서 마커의 위치가 산출되고 특정한 해부학적 영역이 인식되면, 이들을 해당 시술에 대한 레코드의 일부 항목으로 저장부(320)의 데이터베이스에 저장한다. 마커의 위치와 특정한 해부학적 영역 정보는 각각 독립적으로 프로브 좌표계를 기준으로 위치가 저장될 수 있다. 또 다른 예로, 마커의 해당 해부학적 영역에 대한 상대적인 위치가 저장될 수도 있다. 또 다른 예로, 특정한 해부학적 영역의 해당 마커에 대한 상대적인 위치가 저장될 수도 있다. 이 두 가지 경우 초음파 영상 장치는 상대 위치 산출부(314)를 더 포함할 수 있다. 상대 위치 산출부(314)는 마커의 해부학적 영역에 대한 상대적인 위치 혹은 해부학적 영역의 마커에 대한 상대적인 위치를 산출하여 저장부(320)에 저장한다. When the position of the marker is calculated in the ultrasound image acquired at the treatment site from the operator and a specific anatomical region is recognized, the ultrasound imaging apparatus stores them as some items of a record for the treatment in the database of the storage unit 320. The position of the marker and the specific anatomical region information may be independently stored based on the probe coordinate system. As another example, the relative position of the marker to the corresponding anatomical region may be stored. As another example, a location relative to a corresponding marker of a specific anatomical region may be stored. In these two cases, the ultrasound imaging apparatus may further include a relative position calculator 314. The relative position calculation unit 314 calculates a relative position of the marker with respect to the anatomical region or the relative position of the anatomical region with respect to the marker and stores it in the storage unit 320.

해당 환자에 대해 다시 동일한 시술 부위를 시술하는 경우 이전에 검출하여 저장된 동일한 마커의 특정한 해부학적 영역 정보와, 마커 위치 검출부(312)에서 검출된 마커의 위치 정보를 이용하여 피시술자의 특정한 해부학적 영역 정보를 생성한다. 마커의 위치가 바뀌지 않고 피시술자의 해부학적 구조가 크게 변화되지 않았다면, 현재 검출된 마커의 위치로부터 대응하는 해부학적 영역의 위치 및 방향이 저장된 정보에 의해 손쉽게 결정될 수 있다. 결정된 해부학적 영역을 실제 획득한 초음파 볼륨 이미지 혹은 한 장 내지 수 장의 초음파 이미지와 매칭에 의해 확인함으로써 해부학적 영역을 확정할 수 있다. 일정한 기간 동안 반복적으로 시술되거나 좁은 영역을 시술하는 경우 더욱 용이하게 적용될 수 있다. 예를 들어 한의 분야에서 경혈 침 시술에 적용될 경우 이러한 양상은 영상 처리의 부담을 줄여서 처리 시간을 줄이고 신뢰성을 높일 수 있다. In the case of performing the same treatment site again for the patient, specific anatomical region information of the recipient using the specific anatomical region information of the same marker previously detected and stored and the position information of the marker detected by the marker position detection unit 312 Create If the position of the marker is not changed and the anatomical structure of the patient to be treated is not significantly changed, the position and direction of the corresponding anatomical region from the position of the currently detected marker can be easily determined by the stored information. The anatomical region can be determined by matching the determined anatomical region with an actually acquired ultrasound volume image or one to several ultrasound images. It can be applied more easily when repeatedly performed for a certain period or when a narrow area is performed. For example, when applied to acupuncture for acupuncture in the field of oriental medicine, this aspect can reduce the burden of image processing, thereby reducing processing time and improving reliability.

위험 판단부(311)는 니들 위치 검출부(330)에서 산출된 니들의 위치에 따른 니들 끝의 위치가 특정한 해부학적 영역에 근접할 경우 경고 신호를 출력한다. 니들 끝에서 특정한 해부학적 영역의 경계 중 수직인 부분까지의 거리가 일정 기준치 이하일 경우, 또는 니들 끝이 이동하는 방향이 해당하는 해부학적 영역을 향하고 그 이동 속도가 일정 이상이면 경고 메시지를 생성하여 출력한다. 경고 메시지는 화면 및/또는 오디오로 출력될 수 있다.The risk determination unit 311 outputs a warning signal when the position of the needle tip according to the position of the needle calculated by the needle position detection unit 330 approaches a specific anatomical region. A warning message is generated and output when the distance from the needle tip to the vertical part of the boundary of a specific anatomical area is less than a certain standard value, or when the direction of movement of the needle tip is toward the corresponding anatomical area and its movement speed is more than a certain level. do. The warning message may be output on screen and/or audio.

일 양상에 따르면, 니들 위치는 초음파 영상에 의존하지 않는 독립된 측위 시스템에 의해 측정된다. 또한 해부학적 영역의 3차원 모델링 정보는 초음파 볼륨 이미지(volume image)로부터 산출된 후 저장된다. 이에 따라 시술 위험 경고부(310)는 니들 끝의 위치를 저장된 특정한 해부학적 영역의 3차원 모델링 영역 정보와 비교하여 처리하기 때문에, 저장된 니들 끝의 위치가 초음파 신호 처리부(370)에서 생성하여 화면에 표시하는 초음파 영상의 표시 범위를 벗어난 경우에도 해당하는 해부학적 영역에 근접할 경우 경고를 출력할 수 있다.According to one aspect, the needle position is measured by an independent positioning system that does not rely on ultrasound images. In addition, the 3D modeling information of the anatomical region is calculated from an ultrasound volume image and then stored. Accordingly, since the treatment risk warning unit 310 compares the position of the needle tip with the stored 3D modeling region information of a specific anatomical region, the stored position of the needle tip is generated by the ultrasound signal processing unit 370 and displayed on the screen. Even if it is out of the display range of the ultrasound image to be displayed, a warning may be output when it approaches the corresponding anatomical region.

또 다른 양상에 따르면, 초음파 영상 장치는 저장부(320)와 사용자 인터페이스부(390)를 더 포함할 수 있다. 저장부(320)에는 시술 부위별 조작 안내 컨텐츠를 포함하는 시술 안내 정보가 저장된다. 사용자 인터페이스부(390)는 시술 부위를 선택하면 해당하는 조작 안내 컨텐츠를 저장부에서 추출하여 제공한다. According to another aspect, the ultrasound imaging apparatus may further include a storage unit 320 and a user interface unit 390. The storage unit 320 stores procedure guide information including operation guide content for each treatment part. When a treatment site is selected, the user interface unit 390 extracts and provides a corresponding manipulation guide content from the storage unit.

예를 들어 한의 분야의 경혈 니들 시술에 있어서, 시술 부위는 경혈에 따라 정해진다. 시술자가 경혈을 선택하면, 해당하는 시술 부위가 선택된다. 니들을 시술하는 경혈 부위는 한의 분야에서 정해져 있다. 경혈 부위를 정확히 시술하는 것은 많은 경험과 해부학적 지식을 필요로 한다. 이러한 분야에서 제안된 발명은 특히 잘 적용될 수 있다. For example, in acupuncture needle treatment in the field of oriental medicine, the treatment site is determined according to the acupuncture point. When the operator selects acupuncture points, the corresponding treatment site is selected. The acupuncture point where needles are operated is defined in the field of oriental medicine. Accurately performing acupuncture points requires a lot of experience and anatomical knowledge. The invention proposed in this field is particularly well applicable.

일 양상에 따라, 조작 안내 컨텐츠는 시술 부위의 대분류, 세분류 별로 트리 구조를 가진 데이터베이스로 준비된다. 일 실시예에서, 조작 안내 컨텐츠는 해당 시술 부위의 니들 시술 방법을 설명하는 문서 정보, 해당 시술 부위의 해부학적 구조를 보여주는 2D 혹은 3D 영상 정보, 해당 시술 부위의 니들 시술 과정을 보여주는 그래픽 애니메이션 혹은 동영상을 포함한다. 문서 정보는 해당 니들 시술의 간략한 설명, 환자 자세 및 프로브를 위치할 부위에 대한 정보, 그리고 초음파를 이용하여 시술 부위를 정확히 찾는 구체적인 방법을 포함할 수 있다. According to an aspect, the operation guide content is prepared as a database having a tree structure for each major and sub-category of the treatment site. In one embodiment, the manipulation guide content includes document information describing a needle treatment method at a corresponding treatment site, 2D or 3D image information showing the anatomical structure of the treatment site, and a graphic animation or video showing the needle treatment process at the treatment site Includes. The document information may include a brief description of a corresponding needle procedure, information on a patient's posture and a region where the probe is to be placed, and a specific method of accurately finding the treatment region using ultrasound.

사용자 인터페이스부(390)는 사용자의 조작 명령을 마우스, 터치패드, 키보드 등의 조작부를 통해 입력 받고, 초음파 영상이나 시스템에서 생성한 정보를 화면을 통해 시각적 정보로, 또는 스피커를 통해 오디오 정보로 출력한다. 일 양상에 따라, 사용자 인터페이스부(390)는 지침 정보 제공부(391)를 포함한다. 지침 정보 제공부(391)는 시술자로부터 시술 부위를 선택 받아 해당하는 조작 안내 컨텐츠를 저장부(320)에서 추출하여 제공한다. 일 양상에 따라, 사용자는 예를 들면 터치 입력을 통해 대분류 중 하나를 선택하고, 또 이어서 세분류 중 하나를 선택하여 시술 부위를 선택한다. 사용자 인터페이스부(390)는 데이터베이스에서 선택된 시술 부위의 조작 안내 컨텐츠를 추출한다. 선택된 시술 부위의 니들 시술 방법을 설명하는 문서 정보, 해당 시술 부위의 해부학적 구조를 보여주는 2D 혹은 3D 영상 정보, 해당 시술 부위의 니들 시술 과정을 보여주는 그래픽 애니메이션 혹은 동영상이 사용자의 선택에 따라 제공된다. The user interface unit 390 receives a user's operation command through an operation unit such as a mouse, a touch pad, and a keyboard, and outputs an ultrasound image or information generated by the system as visual information through a screen or as audio information through a speaker. do. According to an aspect, the user interface unit 390 includes an instruction information providing unit 391. The guide information providing unit 391 extracts and provides a corresponding manipulation guide content from the storage unit 320 by selecting a treatment site from the operator. According to an aspect, the user selects one of the major categories through, for example, a touch input, and then selects one of the subcategories to select a treatment site. The user interface unit 390 extracts the operation guide content of the treatment site selected from the database. Document information describing the needle treatment method of the selected treatment site, 2D or 3D image information showing the anatomical structure of the treatment site, and graphic animation or video showing the needle treatment process at the treatment site are provided according to the user's selection.

영상 표시 제어부(360)는 초음파 신호 처리부(370)에서 생성된 초음파 영상과, 사용자 인터페이스부(390)에서 제공하는 지침 정보와, 니들 위치 검출부(330)에서 검출된 니들의 위치를 조합하여 표시한다. 예를 들어 영상 표시 제어부(360)는 초음파 신호 처리부(370)에서 생성된 초음파 영상에 니들 위치 검출부(330)에서 검출된 니들의 위치를 반영한 그래픽으로 생성된 니들 이미지를 오버레이(overlay) 하여 표시할 수 있다. 또다른 예로, 영상 표시 제어부(360)는 초음파 신호 처리부(370)에서 생성된 초음파 영상에 사용자 인터페이스부(390)에서 제공하는 지침 정보를 화면을 구획하여 동시에 표시할 수 있다.The image display control unit 360 combines and displays the ultrasound image generated by the ultrasound signal processing unit 370, the guide information provided by the user interface unit 390, and the position of the needle detected by the needle position detection unit 330. . For example, the image display control unit 360 overlays and displays a needle image generated as a graphic reflecting the position of the needle detected by the needle position detection unit 330 on the ultrasonic image generated by the ultrasonic signal processing unit 370. I can. As another example, the image display controller 360 may simultaneously display the instruction information provided by the user interface unit 390 on the ultrasound image generated by the ultrasound signal processing unit 370 by dividing the screen.

도 4는 일 실시예에 따른 해부학적 영역 결정부의 구성을 도시한 블록도이다. 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따른 해부학적 영역 결정부(313)는 해부학적 영역 인식부(315)와 해부학적 영역 재인식부(316)를 포함할 수 있다. 해부학적 영역 인식부(315)는 선택된 시술 부위에 해당하는 표준적인 특정한 해부학적 영역 정보와, 초음파 신호처리부에서 생성된 실시간 초음파영상으로부터 해부학적 영역을 결정한다. 4 is a block diagram illustrating a configuration of an anatomical region determining unit according to an exemplary embodiment. As shown, the anatomical region determining unit 313 according to an exemplary embodiment may include an anatomical region recognition unit 315 and an anatomical region re-recognition unit 316. The anatomical region recognition unit 315 determines an anatomical region from standard specific anatomical region information corresponding to the selected treatment region and a real-time ultrasound image generated by the ultrasonic signal processing unit.

추가적인 양상에 따라, 저장부(320)에 저장된 시술 안내 정보는 시술 부위별 특정한 해부학적 영역 정보를 더 포함할 수 있다. 특정한 해부학적 영역 정보는 예를 들어 초음파 영상에서 특정한 생체 조직, 예를 들면 혈관을 구별할 수 있는 영상 패턴 혹은 특징(feature) 정보일 수 있다. 예를 들면 특정한 시술 부위 근처에 존재하는 장기의 3차원 모델링과, 각 모델링이 초음파 영상에서 보일 때 일반적으로 나타나는 영상 패턴들이 특정한 해부학적 영역 정보가 될 수 있다. 또 다른 예로, 블록, 예를 들면 16*16의 픽셀 블록들과 실제 초음파 영상의 해당 크기의 블록들간의 특정한 상관 함수를 계산했을 때 함수값을 기준값과 비교함으로써 혈관 영역을 판단할 수 있는 패턴값이 특정한 해부학적 영역 정보일 수 있다. According to an additional aspect, the procedure guide information stored in the storage unit 320 may further include specific anatomical region information for each treatment site. The specific anatomical region information may be, for example, an image pattern or feature information capable of distinguishing a specific biological tissue, such as a blood vessel, in an ultrasound image. For example, 3D modeling of an organ existing near a specific treatment site, and image patterns that generally appear when each modeling is viewed on an ultrasound image may be information about a specific anatomical region. As another example, a pattern value capable of determining a blood vessel region by comparing the function value with a reference value when a specific correlation function between blocks, for example, 16*16 pixel blocks and blocks of the corresponding size of the actual ultrasound image is calculated. This may be the specific anatomical region information.

일반적으로 초음파 영상은 해상도에 한계가 있어 그 영상에서 특정한 생체 조직을 인식하는 것은 쉽지 않다고 알려져 있다. 시술 위치가 아주 좁은 위치로 한정되어 있을 경우 시술 부위가 좀 더 용이하게 특정될 수 있다. 사람마다 생체 조직이 약간씩 다르긴 하지만, 초음파 영상에서 흔히 보이는 해당 생체 조직의 영상의 패턴이나 특징(feature) 정보, 예를 들면 휘도 분포의 특성이나 경계선의 형태 등의 정보로부터 초음파 영상에서 해부학적 영역을 인식함에 있어서 정확도나 성공 가능성을 높일 수 있다. 또 다른 예로, 특정한 해부학적 영역 정보는 생체 조직의 3차원의 영역 정보일 수 있다. 표준적인 생체 조직의 3차원 영역 정보는 해당 생체 조직의 형태를 나타내며, 전체적인 3차원 영역 정보는 초음파 영상에서 해당 생체 조직을 찾는 지도가 될 수 있다. In general, it is known that ultrasound images have a limitation in resolution, so it is not easy to recognize a specific biological tissue in the image. If the treatment location is limited to a very narrow location, the treatment site can be more easily specified. Although the biological tissues are slightly different for each person, the anatomical area in the ultrasound image is based on information about the pattern or feature of the image of the biological tissue commonly seen in ultrasound images, for example, the characteristics of the luminance distribution and the shape of the boundary line. In recognizing that, it can increase the accuracy or the likelihood of success. As another example, the specific anatomical region information may be three-dimensional region information of a biological tissue. The standard 3D area information of a living tissue indicates the shape of the corresponding biological tissue, and the overall 3D area information may be a map for finding a corresponding living tissue in an ultrasound image.

일 실시예에서, 해부학적 영역 인식부(315)는 먼저 선택된 시술 부위 주위를 프로브(10)가 스캔하여 획득한 복수의 이미지를 저장하고 이들 복수의 이미지로부터 시술 부위를 포함하는 주위의 3차원 정보를 획득한다. 이 3차원 정보는 3차원 볼륨 이미지(volume image)로 모델링이 되지 않은 상태이다. 이 초음파 볼륨 이미지에서 특정한 해부학적 영역 정보를 이용하여 3차원의 특정한 해부학적 영역을 인식한다. 이 실시예에서, 먼저 획득된 3차원 이미지의 특징점 인식을 통해 저장된 위험 3차원 해부학적 영역 모델링 정보와 비교하여 동일한 스케일과 위치가 되도록 3차원 이미지가 주밍(zooming)되고 천이(shift)된다. 이후에 변환된 3차원 초음파 이미지를 블록 단위로 구획한다. 이후에 특정한 해부학적 영역 정보에 대응하는 영상 속의 위치 주변의 패턴과 이 초음파 이미지의 블록에 대해 상관 함수를 산출하여 초음파 이미지에서 3차원 모델링을 찾아 나간다. 이 같은 과정을 반복하여 획득된 초음파 볼륨 이미지에서 3차원 해부학적 영역 모델링 정보를 생성할 수 있다. 그러나 제안된 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 시술 부위별로 저장된 정보를 이용하여 해당 시술 부위의 초음파 영상에서 해부학적 영역을 검출하는 다양한 기술들을 포괄한다.In one embodiment, the anatomical region recognition unit 315 first stores a plurality of images obtained by scanning the probe 10 around the selected treatment region, and the surrounding 3D information including the treatment region from the plurality of images. Get This 3D information has not been modeled as a 3D volume image. In this ultrasound volume image, a specific anatomical area in 3D is recognized using specific anatomical area information. In this embodiment, the 3D image is zoomed and shifted so as to have the same scale and position compared with the dangerous 3D anatomical region modeling information stored through recognition of the feature points of the 3D image acquired first. Subsequently, the converted 3D ultrasound image is divided into blocks. After that, a correlation function is calculated for the pattern around the location in the image corresponding to the specific anatomical region information and the block of the ultrasound image to find 3D modeling in the ultrasound image. 3D anatomical region modeling information may be generated from an ultrasound volume image obtained by repeating this process. However, the proposed invention is not limited to this embodiment, and encompasses various techniques for detecting an anatomical region in an ultrasound image of a corresponding treatment site using information stored for each treatment site.

니들 시술은 정확한 시술 위치가 아주 좁은 위치로 한정되어 있으므로, 시술 부위가 특정될 수 있다. 사람마다 생체 조직이 약간씩 다르긴 하지만, 초음파 영상에서 흔히 보이는 해당 생체 조직의 영상의 패턴이나 특징(feature) 정보, 예를 들면 휘도 분포의 특성이나 경계선의 형태 등의 정보로부터 초음파 영상에서 해부학적 영역을 인식함에 있어서 처리 속도나 정확도를 높일 수 있다. Since the needle procedure is limited to a very narrow position, the exact procedure location can be specified. Although the biological tissues are slightly different for each person, the anatomical area in the ultrasound image is based on information about the pattern or feature of the image of the biological tissue commonly seen in ultrasound images, for example, the characteristics of the luminance distribution and the shape of the boundary line. It is possible to increase the processing speed or accuracy in recognizing.

추가적인 양상에 따라, 사용자 인터페이스부(390)는 부위별 표시 설정부(393)를 더 포함할 수 있다. 이 경우 저장부(320)에 저장되는 시술 안내 정보는 시술 부위별 설정 파라메터를 더 포함할 수 있다. 부위별 표시 설정부(393)는 저장부(320)에서 시술 부위별 설정 파라메터를 추출하여 그에 따라 초음파 영상의 표시 제어 파라메터를 설정한다. 초음파 스캔 깊이나 주밍 배율, 표시 범위의 선택에 관한 파라메터를 시술 부위별로 표준 값으로 설정함으로써, 표시되는 영상의 크기와 범위를 제한할 수 있다. 이에 따라 특정한 해부학적 영역 정보가 상정하고 있는 초음파 영상에 크기 및 범위 면에서 좀 더 근접한 실제 영상이 획득될 수 있고, 영상 인식의 속도나 정밀도가 향상될 수 있다.According to an additional aspect, the user interface unit 390 may further include a display setting unit 393 for each portion. In this case, the procedure guide information stored in the storage unit 320 may further include setting parameters for each treatment part. The display setting unit 393 for each region extracts the setting parameter for each treatment region from the storage unit 320 and sets the display control parameter of the ultrasound image accordingly. By setting parameters related to the ultrasound scan depth, zooming magnification, and selection of the display range as standard values for each treatment area, the size and range of the displayed image can be limited. Accordingly, an actual image that is closer in size and range to the ultrasound image for which specific anatomical region information is assumed may be obtained, and the speed or precision of image recognition may be improved.

해부학적 영역 재인식부(316)는 이전에 검출한 동일한 마커의 특정한 해부학적 영역 정보와 마커 위치 검출부에서 검출된 마커의 위치 정보를 이용하여 현재 입력된 초음파 영상으로부터의 특정한 해부학적 영역 정보를 생성한다. 이에 대해서는 앞의 도 1의 실시예에서 해부학적 영역 결정부(313)에 관하여 기술한 부분에서 설명하였으므로 상세한 설명은 생략한다. The anatomical region re-recognition unit 316 generates specific anatomical region information from the currently input ultrasound image using specific anatomical region information of the same marker previously detected and position information of the marker detected by the marker position detection unit. . This has been described in the portion described with respect to the anatomical region determining unit 313 in the embodiment of FIG. 1, and thus a detailed description thereof will be omitted.

도 5는 또 다른 실시예에 따른 니들 위치 검출부의 구성을 도시한 블럭도이다. 도시된 바와 같이, 제안된 발명의 또 다른 양상에 따라, 니들 위치 검출부(330)는 센서 기반 위치 산출부(331)와, 영상 기반 위치 산출부(333)와, 그리고 위치정보 출력부(335)를 포함할 수 있다. 센서 기반 위치 산출부(331)는 적어도 2개의 센서 입력으로부터 니들의 위치를 산출한다. 이에 대해서는 전술한 바와 같다. 5 is a block diagram showing a configuration of a needle position detection unit according to another embodiment. As shown, according to another aspect of the proposed invention, the needle position detection unit 330 includes a sensor-based position calculation unit 331, an image-based position calculation unit 333, and a position information output unit 335 It may include. The sensor-based position calculator 331 calculates the position of the needle from at least two sensor inputs. This is as described above.

영상 기반 위치 산출부(333)는 초음파 영상에서 조직의 움직임을 추적하여 니들의 위치를 추산 한다. 자기 방식 측위 시스템이 작동하지 않는 순간에 특정한 해부학적 영역 진입이 이루어질 수도 있기 때문에 다른 방식을 병행하는 것이 유리하다. 니들은 아주 가늘기 때문에 초음파 영상에서 보이지 않는다. The image-based position calculating unit 333 estimates the position of the needle by tracking the movement of the tissue in the ultrasound image. It is advantageous to use other methods in parallel, since the entry of certain anatomical regions may be made at the moment when the magnetic positioning system is not working. The needle is so thin that it is not visible on the ultrasound image.

일 양상에 따르면, 영상 기반 위치 산출부(333)는 생성된 초음파 영상을 연속으로 비교하여 변화하는 부위와 변화하지 않는 부위를 식별하고 , 특정한 방향으로 변화하는 부위를 니들 위치로 산출한다. 예를 들어 영상 프레임간의 변화량을 산출하면 움직임 벡터를 구할 수 있고, 이에 따라 생체 조직의 움직임을 식별할 수 있다. 바늘이 생체 조직으로 들어가면 주변 생체 조직이 밀려나므로 움직임이 발생한다. 이러한 변화량은 영상 품질이 좋지 않은 경우에도 비교적 잘 움직임을 반영할 수 있다. 생체 조직의 움직임 방향을 분석하여 니들 끝의 위치를 추정할 수 있다. According to an aspect, the image-based position calculator 333 continuously compares the generated ultrasound images to identify a changing portion and a non-changing portion, and calculates a portion that changes in a specific direction as a needle position. For example, by calculating the amount of change between image frames, a motion vector can be obtained, and accordingly, a motion of a biological tissue can be identified. When the needle enters the living tissue, the surrounding living tissue is pushed out, causing movement. This amount of change can reflect movement relatively well even when the image quality is poor. By analyzing the direction of movement of the biological tissue, the position of the needle tip can be estimated.

또 다른 실시예에서, 초음파 신호 처리부(370)에서 초음파 소자 어레이를 도플러 모드로 구동하고, 바늘이 진입할 때 밀려나는 생체 조직의 속도를 검출하여 생체 조직을 식별하고, 그로부터 바늘의 위치를 추정할 수 있다. 휘도 모드에 비해 도플러 모드는 움직이는 조직을 민감하게 식별할 수 있다. 도플러 모드로 구동하면서 생체 조직의 움직임을 초음파 영상의 프레임간 차분을 통해 구하고, 움직임의 분포로부터 움직임이 큰 부분이나 움직임의 중심축을 찾아서 바늘 위치를 추정할 수 있다. In another embodiment, the ultrasonic signal processing unit 370 drives the ultrasonic element array in a Doppler mode, detects the velocity of the biological tissue pushed out when the needle enters, identifies the biological tissue, and estimates the position of the needle therefrom. I can. Compared to luminance mode, Doppler mode can sensitively identify moving tissue. While driving in the Doppler mode, the motion of the biological tissue can be obtained through the difference between the frames of the ultrasound image, and the needle position can be estimated by finding a part with large motion or a central axis of motion from the distribution of motion.

위치정보 출력부(335)는 센서 기반 위치 산출부(331)와 영상 기반 위치 산출부(333)의 출력을 종합하여 니들의 위치를 산출한다. 위치정보 출력부(335)는 우선적으로 센서 기반 위치 산출부(331)의 출력을 선택하지만, 그 출력이 없거나 신뢰성이 없다고 판단되는 경우, 병행하여 실행되고 있는 영상 기반 위치 산출부(333) 타스크의 출력을 선택한다. 니들 위치 산출 결과의 신뢰성은, 예를 들면 니들 끝의 움직임의 연속성이 크게 깨어지는 경우 신뢰성이 없다고 판단할 수 있다. 또 다른 예로, 위치정보 출력부(335)는 우선적으로 센서 기반 위치 산출부(331)의 출력을 선택하지만, 그 출력이 없거나 신뢰성이 없다고 판단되는 경우, 병행하여 실행되고 있는 영상 기반 위치 산출부(333) 타스크의 출력과 조합하여 위치를 생성한다.The position information output unit 335 calculates the position of the needle by synthesizing the outputs of the sensor-based position calculating unit 331 and the image-based position calculating unit 333. The location information output unit 335 preferentially selects the output of the sensor-based location calculation unit 331, but if it is determined that there is no output or is not reliable, the image-based location calculation unit 333 is executed in parallel. Select output. The reliability of the needle position calculation result may be judged to be unreliable, for example, when the continuity of the movement of the needle tip is greatly broken. As another example, the location information output unit 335 preferentially selects the output of the sensor-based location calculation unit 331, but when it is determined that the output does not exist or is unreliable, the image-based location calculation unit ( 333) Create a location by combining it with the output of the task.

도 6은 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 제어 방법의 구성을 도시한 흐름도이다. 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따른 초음파 영상 표시 제어 방법은 시술 부위 선택 단계(610)와, 마커 위치 검출 단계(643)와, 특정한 해부학적 영역 정보 체크 단계(644)와, 해부학적 영역 재인식 단계(645)와, 니들 위치 검출 단계(660)와, 그리고 위험 판단 단계(670)를 포함한다. 6 is a flowchart illustrating a configuration of a method for controlling an ultrasound image display according to an exemplary embodiment. As shown, the ultrasound image display control method according to an embodiment includes a procedure site selection step 610, a marker position detection step 643, a specific anatomical region information check step 644, and anatomical region re-recognition. A step 645, a needle position detection step 660, and a risk determination step 670 are included.

시술 부위 선택 단계(610)에서 초음파 영상 기기는 조작부를 통해 시술자로부터 시술 부위를 선택 받는다. 시술 부위 선택 단계(610)에서 초음파 영상 기기의 처리 구성은 도 3을 참조하여 기술한 사용자 인터페이스부(390)의 처리와 유사하므로 상세한 설명은 생략한다.In the operation site selection step 610, the ultrasound imaging device selects a treatment site from the operator through the manipulation unit. Since the processing configuration of the ultrasound imaging device in the operation site selection step 610 is similar to that of the user interface unit 390 described with reference to FIG. 3, a detailed description will be omitted.

마커 위치 검출 단계(620)에서 초음파 영상 기기는 생성된 초음파 영상에서 시술 부위 표면에 고정된 적어도 하나의 마커의 위치를 검출한다. 일 실시예에서, 마커 위치 검출 단계(620)는 시술 부위 스캔 단계(641)와, 마커 체크 단계(643)를 포함한다. 시술 부위 스캔 단계(641)에서 초음파 영상 기기는 선택된 시술 부위 주변을 시술자가 프로브로 스캔하면 초음파 영상을 획득한다. 마커 체크 단계(643)에서 초음파 영상 기기는 획득된 초음파 영상에서 마커가 존재하는지 체크한다. 마커가 존재하면 해당 마커들의 위치를 검출한다. 마커의 위치를 검출하는 구성은 도 3을 참조하여 기술한 마커 위치 검출부(312)의 처리와 유사하므로 상세한 설명은 생략한다. In the marker position detection step 620, the ultrasound imaging device detects the position of at least one marker fixed on the surface of the treatment site in the generated ultrasound image. In one embodiment, the marker position detection step 620 includes a procedure area scan step 641 and a marker check step 643. In the operation portion scanning step 641, the ultrasound imaging device acquires an ultrasound image when the operator scans the area around the selected treatment area with a probe. In the marker check step 643, the ultrasound imaging device checks whether a marker exists in the acquired ultrasound image. If there are markers, the positions of the corresponding markers are detected. The configuration of detecting the position of the marker is similar to the processing of the marker position detection unit 312 described with reference to FIG. 3, and thus a detailed description thereof will be omitted.

마커 체크 단계(643)에서 마커가 존재할 경우 해당 피시술자의 해당 시술 부위에 대해 기 저장된 해부학적 영역정보, 즉, 이전에 그 피시술자에 대해 인식되어 저장된 특정한 해부학적 영역 정보가 존재하는지 체크한다(단계 644). 해당 정보가 존재하면 해부학적 영역 재인식 단계(645)가 실행된다. 해부학적 영역 재인식 단계(645)에서 초음파 영상 기기는 저장된 특정한 해부학적 영역 정보를 추출하여 이 정보와 마커 위치 검출 단계(643)에서 검출된 마커의 위치 정보를 이용하여 특정한 해부학적 영역 정보를 생성한다. 해부학적 영역 재인식 단계(645)에서 초음파 영상 기기의 처리 구성은 도 4를 참조하여 기술한 해부학적 영역 재인식부(316)의 처리와 유사하므로 상세한 설명은 생략한다.In the marker check step 643, if there is a marker, it is checked whether there is previously stored anatomical region information for the treatment site of the subject, that is, specific anatomical region information previously recognized and stored for the subject (step 644). ). If the information exists, the anatomical region re-recognition step 645 is performed. In the anatomical region re-recognition step 645, the ultrasound imaging device extracts the stored specific anatomical region information and generates specific anatomical region information using this information and the position information of the marker detected in the marker position detection step 643. . In the anatomical region re-recognition step 645, the processing configuration of the ultrasound imaging device is similar to that of the anatomical region re-recognition unit 316 described with reference to FIG. 4, and thus a detailed description thereof will be omitted.

니들 위치 검출 단계(660)에서 초음파 영상 기기는 적어도 2개의 센서 입력으로부터 니들의 위치를 산출한다. 니들 위치 검출 단계(660)에서 초음파 영상 기기의 처리 구성은 도 3을 참조하여 기술한 니들 위치 검출부(330)의 처리와 유사하므로 상세한 설명은 생략한다.In the needle position detection step 660, the ultrasonic imaging device calculates the position of the needle from at least two sensor inputs. The processing configuration of the ultrasound imaging device in the needle position detection step 660 is similar to that of the needle position detection unit 330 described with reference to FIG. 3, and thus a detailed description thereof will be omitted.

위험 판단 및 경고 단계(670,680)에서 초음파 영상 기기는 니들 위치 검출 단계(660)에서 산출된 니들의 위치에 따른 니들 끝의 위치가 저장된 해부학적 영역에 근접할 경우 경고 신호를 출력한다. 먼저 위험 판단 단계(670)에서 초음파 영상 기기는 니들 위치 검출 단계(660)에서 산출된 니들 끝의 위치가 산출된 특정한 해부학적 영역에 근접하였는지 체크한다. 이후에 시술 위험 경고 단계(680)에서 초음파 영상 기기는 근접하였을 경우 위험 경고를 출력한다. 위험 판단 단계(670) 및 시술 위험 경고 단계(680)에서 초음파 영상 기기의 처리 구성은 도 3을 참조하여 기술한 위험 판단부(311)의 처리와 유사하므로 상세한 설명은 생략한다.In the risk determination and warning steps 670 and 680, the ultrasound imaging device outputs a warning signal when the position of the needle tip according to the position of the needle calculated in the needle position detection step 660 is close to the stored anatomical region. First, in the risk determination step 670, the ultrasound imaging device checks whether the position of the needle tip calculated in the needle position detection step 660 is close to the calculated specific anatomical region. Subsequently, in the operation risk warning step 680, the ultrasound imaging device outputs a risk warning when it is approached. Since the processing configuration of the ultrasound imaging device in the risk determination step 670 and the procedure risk warning step 680 is similar to the processing of the risk determination unit 311 described with reference to FIG. 3, detailed descriptions are omitted.

전술한 바와 같이, 니들 위치가 초음파 영상에 의존하지 않는 독립된 측위 시스템에 의해 측정되고, 해부학적 영역의 3차원 모델링 정보가 초음파 볼륨 이미지(volume image)로부터 산출된 후 저장되고, 시술 위험 경고부(310)는 니들 끝의 위치를 저장된 해부학적 영역의 3차원 모델링 영역 정보와 비교하여 처리하기 때문에, 저장된 니들 끝의 위치가 초음파 신호 처리부(370)에서 생성하여 화면에 표시하는 초음파 영상의 표시 범위를 벗어난 경우에도 해부학적 영역에 근접할 경우 경고를 출력할 수 있다.As described above, the needle position is measured by an independent positioning system that does not depend on the ultrasound image, and the 3D modeling information of the anatomical region is calculated from the ultrasound volume image and then stored, and a procedure risk warning unit ( 310) compares the position of the needle end with the 3D modeling region information of the stored anatomical region, so that the position of the stored needle end is generated by the ultrasonic signal processor 370 and displays the display range of the ultrasound image on the screen. Even if it deviates, a warning can be output when approaching the anatomical area.

추가적인 양상에 따르면, 초음파 영상 표시 제어 방법은 특정한 해부학적 영역 정보 추출 단계(620)와, 그리고 해부학적 영역 인식 단계(650)를 더 포함할 수 있다. 마커 위치 검출 단계(643)에서 마커가 발견되지 않거나 해부학적 영역정보 체크 단계(644)에서 저장된 해당 해부학적 영역정보가 발견되지 않으면, 초음파 영상 기기는 특정한 해부학적 영역 정보 추출 단계(620)를 실행한다. According to an additional aspect, the ultrasound image display control method may further include a specific anatomical region information extraction step 620 and an anatomical region recognition step 650. If the marker is not found in the marker position detection step 643 or the corresponding anatomical region information stored in the anatomical region information check step 644 is not found, the ultrasound imaging device executes a specific anatomical region information extraction step 620 do.

특정한 해부학적 영역 정보 추출 단계(620)에서 초음파 영상 기기는 선택된 시술 부위에 해당하는 특정한 해부학적 영역 정보를 데이터베이스에서 읽어 들인다. 특정한 해부학적 영역 정보 추출 단계(620)에서 초음파 영상 기기의 처리 구성은 도 3을 참조하여 기술한 해부학적 영역 결정부(313)의 처리와 유사하므로 상세한 설명은 생략한다.In step 620 of extracting specific anatomical region information, the ultrasound imaging device reads specific anatomical region information corresponding to the selected treatment region from the database. Since the processing configuration of the ultrasound imaging device in the specific anatomical region information extraction step 620 is similar to that of the anatomical region determining unit 313 described with reference to FIG. 3, a detailed description will be omitted.

해부학적 영역 인식 단계(650)에서 초음파 영상 기기는 시술 부위 스캔 단계(640)에서 입력된 초음파 영상들에서 생성된 초음파 볼륨 영상(volume image)으로부터 3차원의 특정한 해부학적 영역 정보를 생성하되, 특정한 해부학적 영역 정보 추출 단계(620)에서 추출된 해당 시술 부위의 특정한 해부학적 영역 정보를 참조하여 생성하여 저장한다. 해부학적 영역 인식 단계(650)에서 초음파 영상 기기의 처리 구성은 도 3을 참조하여 기술한 해부학적 영역 결정부(313)의 처리와 유사하므로 상세한 설명은 생략한다.In the anatomical region recognition step 650, the ultrasound imaging device generates three-dimensional specific anatomical region information from the ultrasonic volume image generated from the ultrasound images input in the treatment region scanning step 640, The anatomical region information extracted in step 620 is generated by referring to the specific anatomical region information of a corresponding treatment site and stored. The processing configuration of the ultrasound imaging device in the anatomical region recognition step 650 is similar to the processing of the anatomical region determination unit 313 described with reference to FIG. 3, and thus a detailed description thereof will be omitted.

추가적인 양상에 따르면, 초음파 영상 표시 제어 방법은 부위별 표시 설정 단계(630)를 더 포함할 수 있다. 부위별 표시 설정 단계(630)에서 초음파 영상 기기는 시술 안내 정보에 포함된 시술 부위별 설정 파라메터에 따라 초음파 영상의 표시 제어 파라메터를 설정한다. 부위별 표시 설정 단계(630)에서 초음파 영상 기기의 처리 구성은 도 3을 참조하여 기술한 부위별 표시 설정부(393)의 처리와 유사하므로 상세한 설명은 생략한다. According to an additional aspect, the ultrasound image display control method may further include a display setting step 630 for each region. In the display setting step 630 for each region, the ultrasound imaging device sets a display control parameter of the ultrasound image according to the setting parameter for each treatment region included in the procedure guide information. Since the processing configuration of the ultrasound imaging device in the display setting step 630 for each region is similar to the processing of the display setting unit 393 for each region described with reference to FIG. 3, a detailed description will be omitted.

추가적인 양상에 따르면, 니들 위치 검출 단계(660)는 센서 기반 위치 산출 단계(661)와, 영상 기반 위치 산출 단계(663)와, 위치정보 출력 단계(665)를 포함할 수 있다. 도 7은 센서 기반 위치 산출 단계(661)의 일 실시예의 구성을 도시한 흐름도이다. 센서 기반 위치 산출 단계(661)에서 초음파 영상 기기는 적어도 2개의 센서 입력으로부터 니들의 위치를 산출한다. 영상 기반 위치 산출 단계(663)에서 초음파 영상 기기는 초음파 영상에서 조직의 움직임을 추적하여 니들의 위치를 추산한다. 추가적인 양상에 따르면, 영상 기반 위치 산출 단계(663)에서 초음파 영상 기기는 생성된 초음파 영상을 연속으로 비교하여 변화하는 부위와 변화하지 않는 부위를 식별하고, 특정한 방향으로 변화하는 부위를 니들 위치로 산출할 수 있다. 위치정보 출력 단계(665)에서 초음파 영상 기기는 센서 기반 위치 산출 단계(661)와 영상 기반 위치 산출 단계(663)의 출력을 종합하여 니들의 위치를 산출한다. 니들 위치 검출 단계(660)에서 초음파 영상 기기의 처리 구성은 도 4를 참조하여 기술한 니들 위치 검출부(330)의 처리와 유사하므로 상세한 설명은 생략한다.According to an additional aspect, the needle position detection step 660 may include a sensor-based position calculation step 661, an image-based position calculation step 663, and a position information output step 665. 7 is a flow chart showing the configuration of an embodiment of the sensor-based location calculation step 661. In the sensor-based position calculation step 661, the ultrasonic imaging device calculates the position of the needle from at least two sensor inputs. In the image-based position calculation step 663, the ultrasound imaging device estimates the position of the needle by tracking the movement of the tissue in the ultrasound image. According to an additional aspect, in the image-based position calculation step 663, the ultrasound imaging device continuously compares the generated ultrasound images to identify the changing and unchanging areas, and calculates the area changing in a specific direction as the needle position. can do. In the position information output step 665, the ultrasonic imaging device calculates the position of the needle by synthesizing the outputs of the sensor-based position calculation step 661 and the image-based position calculation step 663. The processing configuration of the ultrasound imaging device in the needle position detection step 660 is similar to that of the needle position detection unit 330 described with reference to FIG. 4, and thus a detailed description thereof will be omitted.

이상에서 본 발명을 첨부된 도면을 참조하는 실시예들을 통해 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며, 이들로부터 당업자라면 자명하게 도출할 수 있는 다양한 변형예들을 포괄하도록 해석되어야 한다. 기재된 양상들은 상호간에 모순 없이 자유롭게 조합될 수 있으며, 이러한 조합들도 모두 본 발명의 범주에 포함된다. In the above, the present invention has been described through embodiments with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited thereto, and it should be interpreted to cover various modifications that can be apparently derived from those skilled in the art. The described aspects may be freely combined without contradicting each other, and all such combinations are also included in the scope of the present invention.

첨부된 특허청구범위는 이러한 조합들이나 도시가 생략되거나 간략화된 실시예들을 포괄하도록 의도되었으나, 이러한 모든 조합을 청구하지는 않고 있으며, 이러한 조합들이 향후 보정을 통해 본 발명의 범주에 진입하는 것이 허용되어야 한다. The appended claims are intended to cover such combinations or embodiments that are omitted or simplified, but do not claim all such combinations, and such combinations should be allowed to enter the scope of the present invention through future amendments. .

10 : 프로브 30 : 니들
50 : 초음파 영상 기기 70 : 마커
210 : 자기 위치 센서 221 : 자기 센서 구동부
223 : 가속도 센서 구동부 225 : 초음파 소자 구동부
230 : 가속도 센서
240 : 제어부 250 : 초음파 소자 어레이
270 : 인터페이스부
310 : 시술 위험 경고부 311 : 위험 판단부
312 : 마커 위치 검출부 313 : 해부학적 영역 결정부
314 : 상대위치 산출부 315 : 해부학적 영역 인식부
317 : 해부학적 영역 재인식부 320 : 저장부
330 : 니들 위치 검출부 331 : 센서기반 위치산출부
333 : 영상기반 위치산출부 335 : 위치정보 출력부
350 : 프로브 위치 검출부 360 : 영상 표시 제어부
370 : 초음파 신호 처리부 380 : 디스플레이
390 : 사용자 인터페이스부 391 : 지침정보 제공부
393 : 부위별 표시 설정부
10: probe 30: needle
50: ultrasound imaging device 70: marker
210: magnetic position sensor 221: magnetic sensor driving unit
223: acceleration sensor driving unit 225: ultrasonic element driving unit
230: acceleration sensor
240: control unit 250: ultrasonic element array
270: interface unit
310: procedure risk warning unit 311: risk judgment unit
312: marker position detection unit 313: anatomical region determination unit
314: relative position calculation unit 315: anatomical region recognition unit
317: anatomical region re-recognition unit 320: storage unit
330: needle position detection unit 331: sensor-based position calculation unit
333: image-based location calculation unit 335: location information output unit
350: probe position detection unit 360: image display control unit
370: ultrasonic signal processing unit 380: display
390: user interface unit 391: instruction information providing unit
393: display setting unit for each part

Claims (11)

니들 시술시 시술 부위의 생체 조직의 영상을 제공하는 초음파 영상 장치에 있어서,
초음파를 송출하고 반사파를 수신하여 초음파 영상을 생성하는 초음파 신호 처리부와;
적어도 2개의 센서 입력으로부터 니들의 위치를 산출하는 니들 위치 검출부와;
생성된 초음파 영상에서 시술 부위 표면에 고정된 적어도 하나의 마커의 위치를 검출하는 마커 위치 검출부와, 이전에 검출한 동일한 마커의 특정한 해부학적 영역 정보와 마커 위치 검출부에서 검출된 마커의 위치 정보를 이용하여 초음파 신호 처리부에서 생성된 초음파 영상에 대응하는 특정한 해부학적 영역 정보를 생성하는 해부학적 영역 결정부와, 니들 위치 검출부에서 산출된 니들 끝의 위치가 생성된 특정한 해부학적 영역에 근접할 경우 경고 신호를 출력하는 위험 판단부를 포함하는 시술 위험 경고부;
를 포함하는 초음파 영상 장치.
In an ultrasound imaging apparatus that provides an image of a living body tissue at a treatment site during needle treatment,
An ultrasonic signal processor configured to transmit ultrasonic waves and receive reflected waves to generate ultrasonic images;
A needle position detection unit that calculates the position of the needle from at least two sensor inputs;
In the generated ultrasound image, the marker position detection unit detects the position of at least one marker fixed on the surface of the treatment site, and the specific anatomical region information of the same marker previously detected and the position information of the marker detected by the marker position detection unit are used. Thus, an anatomical region determination unit that generates specific anatomical region information corresponding to the ultrasound image generated by the ultrasonic signal processing unit, and a warning signal when the position of the needle tip calculated by the needle position detection unit is close to the generated specific anatomical region. A procedure risk warning unit including a risk determination unit outputting a;
Ultrasound imaging device comprising a.
청구항 1에 있어서, 시술 위험 경고부는 니들 끝의 위치가 초음파 신호처리부에서 생성하여 표시하는 초음파 영상의 표시 범위를 벗어난 경우에도 해부학적 영역에 근접할 경우 경고를 출력하는 초음파 영상 장치.The ultrasound imaging apparatus of claim 1, wherein the treatment risk warning unit outputs a warning when the needle tip is close to the anatomical area even when the position of the needle tip is out of the display range of the ultrasound image generated and displayed by the ultrasound signal processing unit. 청구항 1에 있어서, 초음파 영상 장치는 :
시술 부위별 조작 안내 컨텐츠를 포함하는 시술 안내 정보가 저장된 저장부와;
시술 부위를 선택하면 해당하는 조작 안내 컨텐츠를 저장부에서 추출하여 제공하는 사용자 인터페이스부;
를 더 포함하는 초음파 영상 장치.
The method of claim 1, wherein the ultrasound imaging device:
A storage unit in which procedure guide information including operation guide content for each treatment site is stored;
A user interface unit that extracts and provides a corresponding operation guide content from a storage unit when a treatment site is selected;
Ultrasound imaging apparatus further comprising a.
청구항 1에 있어서, 해부학적 영역 결정부는 :
선택된 시술 부위에 해당하는 표준적인 특정한 해부학적 영역 정보를 이용하여, 초음파 신호처리부에서 생성된 초음파영상으로부터 대응하는 특정한 해부학적 영역을 인식하는 해부학적 영역 인식부와,
이전에 검출한 동일한 마커의 특정한 해부학적 영역 정보와 마커 위치 검출부에서 검출된 마커의 위치 정보를 이용하여 초음파 신호 처리부에서 생성된 초음파 영상에 대응하는 특정한 해부학적 영역 정보를 생성하는 해부학적 영역 재인식부
를 포함하는 초음파 영상 장치.
The method of claim 1, wherein the anatomical region determining unit:
An anatomical region recognition unit for recognizing a corresponding specific anatomical region from an ultrasound image generated by the ultrasonic signal processing unit, using standard specific anatomical region information corresponding to the selected treatment site;
Anatomical region re-recognition unit that generates specific anatomical region information corresponding to the ultrasound image generated by the ultrasound signal processing unit by using the specific anatomical region information of the same marker previously detected and the position information of the marker detected by the marker position detection unit
Ultrasound imaging device comprising a.
청구항 3에 있어서, 사용자 인터페이스부는 :
시술 안내 정보에 포함된 시술 부위별 설정 파라메터에 따라 초음파 영상의 표시 제어 파라메터를 설정하는 부위별 표시 설정부;
를 더 포함하는 초음파 영상 장치.
The method of claim 3, wherein the user interface unit:
A display setting unit for each region for setting a display control parameter of an ultrasound image according to a setting parameter for each treatment region included in the procedure guide information;
Ultrasound imaging apparatus further comprising a.
청구항 1에 있어서 니들 위치 검출부는 :
적어도 2개의 센서 입력으로부터 니들의 위치를 산출하는 센서 기반 위치 산출부와;
초음파 영상에서 조직의 움직임을 추적하여 니들의 위치를 추산하는 영상 기반 위치 산출부와;
센서 기반 위치 산출부와 영상 기반 위치 산출부의 출력을 종합하여 니들의 위치를 산출하는 위치정보 출력부;
를 포함하는 초음파 영상 장치.
The method according to claim 1, the needle position detection unit:
A sensor-based position calculator that calculates the position of the needle from at least two sensor inputs;
An image-based position calculator for estimating the position of the needle by tracking the movement of the tissue in the ultrasound image;
A position information output unit for calculating the position of the needle by synthesizing the output of the sensor-based position calculating unit and the image-based position calculating unit;
Ultrasound imaging device comprising a.
니들 시술시 시술 부위의 생체 조직의 영상을 제공하는 초음파 영상의 표시 제어 방법에 있어서,
조작부를 통해 시술자로부터 시술 부위를 선택 받는 시술 부위 선택 단계와;
생성된 초음파 영상에서 시술 부위 표면에 고정된 적어도 하나의 마커의 위치를 검출하는 마커 위치 검출 단계와;
동일한 마커의 특정한 해부학적 영역 정보가 이전에 검출해서 저장되어 있는지 체크하는 특정한 해부학적 영역 정보 체크 단계와;
특정한 해부학적 영역 정보 체크 단계에서 저장된 특정한 해부학적 영역 정보가 있는 경우 이 정보와 마커 위치 검출 단계에서 검출된 마커의 위치 정보를 이용하여 현재 초음파 영상에서 대응하는 특정한 해부학적 영역 정보를 생성하는 해부학적 영역 재인식 단계와;
적어도 2개의 센서 입력으로부터 니들의 위치를 산출하는 니들 위치 검출 단계와;
니들 위치 검출 단계에서 산출된 니들 끝의 위치가 해부학적 영역에 근접할 경우 경고 신호를 출력하는 위험 판단 및 경고 단계;
를 포함하는 초음파 영상 표시 제어 방법.
In the display control method of an ultrasound image for providing an image of a living body tissue at a treatment site during needle treatment,
A treatment site selection step of selecting a treatment site from a practitioner through a manipulation unit;
A marker position detection step of detecting the position of at least one marker fixed on the surface of the treatment site in the generated ultrasound image;
A specific anatomical region information checking step of checking whether specific anatomical region information of the same marker has been previously detected and stored;
When there is specific anatomical region information stored in the specific anatomical region information check step, anatomical information that generates corresponding specific anatomical region information in the current ultrasound image using this information and the location information of the marker detected in the marker position detection step A region re-recognition step;
A needle position detection step of calculating the position of the needle from at least two sensor inputs;
A risk determination and warning step of outputting a warning signal when the position of the needle tip calculated in the needle position detection step is close to the anatomical region;
Ultrasound image display control method comprising a.
청구항 7에 있어서, 시술 위험 경고 단계는 경고부는 니들 끝의 위치가 초음파 신호처리부에서 생성하여 표시하는 초음파 영상의 표시 범위를 벗어난 경우에도 해부학적 영역에 근접할 경우 경고를 출력하는 초음파 영상 표시 제어 방법.The method of claim 7, wherein in the warning of the risk of the procedure, the warning unit outputs a warning when the tip of the needle is close to the anatomical area even when the position of the needle tip is out of the display range of the ultrasound image generated and displayed by the ultrasound signal processing unit. . 청구항 7에 있어서, 상기 방법이 :
마커 위치 검출 단계에서 마커가 발견되지 않거나 해부학적 영역정보 체크 단계에서 저장된 해당 해부학적 영역정보가 발견되지 않으면, 선택된 시술 부위에 해당하는 특정한 해부학적 영역 정보를 데이터베이스에서 읽어 들이는 특정한 해부학적 영역 정보 추출 단계와;
시술 부위 스캔 단계에서 생성된 초음파 영상으로부터 생성된 초음파 볼륨 이미지로부터 3차원의 특정한 해부학적 영역 정보를 생성하되, 특정한 해부학적 영역 정보 추출 단계에서 추출된 해당 시술 부위의 특정한 해부학적 영역 정보를 참조하여 생성하여 저장하는 해부학적 영역 인식 단계;
를 더 포함하는 초음파 영상 표시 제어 방법.
The method of claim 7, wherein the method comprises:
Specific anatomical region information that reads specific anatomical region information corresponding to the selected treatment site from the database if no marker is found in the marker position detection step or the corresponding anatomical region information stored in the anatomical region information check step An extraction step;
3D specific anatomical region information is generated from the ultrasound volume image generated from the ultrasound image generated in the procedure of scanning the procedure site, but by referring to the specific anatomical region information of the treatment region extracted in the step of extracting specific anatomical region information. Recognizing an anatomical region that is generated and stored;
Ultrasound image display control method further comprising a.
청구항 9에 있어서, 상기 제어 방법이 :
시술 안내 정보에 포함된 시술 부위별 설정 파라메터에 따라 초음파 영상의 표시 제어 파라메터를 설정하는 부위별 표시 설정 단계;를 더 포함하는 초음파 영상 표시 제어 방법.
The method of claim 9, wherein the control method:
Ultrasound image display control method further comprising a; site-specific display setting step of setting a display control parameter of the ultrasound image according to the set parameter for each treatment part included in the procedure guide information.
청구항 10에 있어서 니들 위치 검출 단계는 :
적어도 2개의 센서 입력으로부터 니들의 위치를 산출하는 센서 기반 위치 산출 단계와;
초음파 영상에서 조직의 움직임을 추적하여 니들의 위치를 추산하는 영상 기반 위치 산출 단계와;
센서 기반 위치 산출 단계와 영상 기반 위치 산출 단계의 출력을 종합하여 니들의 위치를 산출하는 위치 정보 출력 단계;
를 포함하는 초음파 영상 표시 제어 방법.

The method of claim 10, the needle position detection step:
A sensor-based position calculation step of calculating a position of the needle from at least two sensor inputs;
An image-based position calculation step of estimating the position of the needle by tracking the movement of the tissue in the ultrasound image;
A position information output step of calculating the position of the needle by synthesizing the output of the sensor-based position calculation step and the image-based position calculation step;
Ultrasound image display control method comprising a.

KR1020180157373A 2018-12-07 2018-12-07 Untrasonic Imaging Apparatus having needle guiding function using marker KR102182134B1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180157373A KR102182134B1 (en) 2018-12-07 2018-12-07 Untrasonic Imaging Apparatus having needle guiding function using marker
PCT/KR2019/017197 WO2020116992A1 (en) 2018-12-07 2019-12-06 Ultrasonic image device having needle therapy guide function using marker

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180157373A KR102182134B1 (en) 2018-12-07 2018-12-07 Untrasonic Imaging Apparatus having needle guiding function using marker

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200069846A KR20200069846A (en) 2020-06-17
KR102182134B1 true KR102182134B1 (en) 2020-11-23

Family

ID=70974669

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180157373A KR102182134B1 (en) 2018-12-07 2018-12-07 Untrasonic Imaging Apparatus having needle guiding function using marker

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR102182134B1 (en)
WO (1) WO2020116992A1 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3977446A4 (en) 2019-06-28 2022-07-06 Samsung Electronics Co., Ltd. Device for recognizing speech input from user and operating method thereof
KR20230168230A (en) 2022-06-03 2023-12-13 전남대학교산학협력단 Method and apparatus for detecting position of biopsy needle in medical diagnostic image
CN116012286B (en) * 2022-10-27 2024-04-09 数坤(上海)医疗科技有限公司 Surgical risk area determination method, device, electronic equipment and readable storage medium

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5095186B2 (en) * 2006-11-28 2012-12-12 株式会社東芝 Ultrasonic diagnostic apparatus and past image data reference method
JP2014525328A (en) * 2011-08-31 2014-09-29 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ How to detect and track a needle
US20150182187A1 (en) 2013-12-27 2015-07-02 General Electric Company System and method for tracking an invasive device using ultrasound position signals
JP2016059481A (en) * 2014-09-16 2016-04-25 ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー Ultrasonic diagnostic device and control program thereof

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016022124A (en) * 2014-07-18 2016-02-08 ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー Ultrasonic diagnostic device and control program thereof
US9436993B1 (en) * 2015-04-17 2016-09-06 Clear Guide Medical, Inc System and method for fused image based navigation with late marker placement

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5095186B2 (en) * 2006-11-28 2012-12-12 株式会社東芝 Ultrasonic diagnostic apparatus and past image data reference method
JP2014525328A (en) * 2011-08-31 2014-09-29 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ How to detect and track a needle
US20150182187A1 (en) 2013-12-27 2015-07-02 General Electric Company System and method for tracking an invasive device using ultrasound position signals
JP2016059481A (en) * 2014-09-16 2016-04-25 ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー Ultrasonic diagnostic device and control program thereof
JP6548205B2 (en) 2014-09-16 2019-07-24 ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー Ultrasonic diagnostic apparatus and control program therefor

Also Published As

Publication number Publication date
KR20200069846A (en) 2020-06-17
WO2020116992A1 (en) 2020-06-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102188176B1 (en) Untrasonic Imaging Apparatus having acupuncture guiding function
CN112215843B (en) Ultrasonic intelligent imaging navigation method and device, ultrasonic equipment and storage medium
US9773305B2 (en) Lesion diagnosis apparatus and method
US20170296032A1 (en) Branching structure determination apparatus, method, and program
JP6453857B2 (en) System and method for 3D acquisition of ultrasound images
KR102094502B1 (en) Method and Apparatus for performing registraton of medical images
KR102182134B1 (en) Untrasonic Imaging Apparatus having needle guiding function using marker
KR20140091177A (en) Apparatus and method for lesion diagnosis
KR102294194B1 (en) Apparatus and method for visualization of region of interest
CN110072465B (en) Target probe placement for pulmonary ultrasound
EP2846310A2 (en) Method and apparatus for registering medical images
US20190005698A1 (en) Computer-aided diagnostic apparatus and method based on diagnostic intention of user
CN109475343A (en) Ultrasonic elasticity measures display methods and system
CN107111875A (en) Feedback for multi-modal autoregistration
KR20150091748A (en) Scan position guide method of three dimentional ultrasound system
KR20160037023A (en) Apparatus and Method for supporting a Computer Aided Diagnosis
KR20160046670A (en) Apparatus and Method for supporting image diagnosis
JP2024516814A (en) Display of blood vessels in ultrasound images
AU2020294163A1 (en) Orientation detection in fluoroscopic images
US20220346913A1 (en) Apparatus and method for generating virtual model
WO2019028021A1 (en) Hybrid hardware and computer vision-based tracking system and method
CN112545551A (en) Method and system for medical imaging device
US20240156429A1 (en) Guiding instrument insertion
US20230172428A1 (en) Endoscope image processing device
US20230112592A1 (en) Systems for facilitating guided teleoperation of a non-robotic device in a surgical space

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant