KR102248444B1 - Method of generating ultrasonic image and apparatuses performing the same - Google Patents

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KR102248444B1 KR1020190068220A KR20190068220A KR102248444B1 KR 102248444 B1 KR102248444 B1 KR 102248444B1 KR 1020190068220 A KR1020190068220 A KR 1020190068220A KR 20190068220 A KR20190068220 A KR 20190068220A KR 102248444 B1 KR102248444 B1 KR 102248444B1
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Abstract

초음파 영상 생성 방법 및 이를 수행하는 장치들이 개시된다. 일 실시예에 따른 초음파 영상 생성 방법은 혈관에 대한 초음파 영상을 획득하는 단계와, 기 학습된 신경망 알고리즘에 기초하여 상기 초음파 영상의 표적 입자가 반영된 초고해상도 초음파 영상을 생성하는 단계를 포함한다.Disclosed are a method of generating an ultrasound image and apparatuses for performing the same. A method of generating an ultrasound image according to an exemplary embodiment includes obtaining an ultrasound image of a blood vessel, and generating an ultra-high resolution ultrasound image in which target particles of the ultrasound image are reflected based on a previously learned neural network algorithm.

Description

초음파 영상 생성 방법 및 이를 수행하는 장치들{METHOD OF GENERATING ULTRASONIC IMAGE AND APPARATUSES PERFORMING THE SAME}Ultrasound image generation method and devices for performing the same BACKGROUND OF THE INVENTION

아래 실시예들은 초음파 영상 생성 방법 및 이를 수행하는 장치들에 관한 것이다.The following embodiments relate to a method of generating an ultrasound image and apparatuses for performing the same.

순환기 질환은 혈관의 형상 및 혈류 정보를 정확하게 영상화하여 진단하는 것이 매우 중요하다.It is very important to diagnose circulatory diseases by accurately imaging blood vessel shape and blood flow information.

혈관을 영상화하는 방법은 초음파 영상 기법이 있다. 초음파 영상 기법은 비침습성, 경제성, 빠른 영상처리 등과 같은 장점이 있기에, 널리 활용되고 있다.An ultrasound imaging technique is used to image blood vessels. The ultrasound imaging technique is widely used because it has advantages such as non-invasiveness, economy, and fast image processing.

하지만, 초음파 영상 기법은 초음파 영상 기법의 단점 때문에 심부 조직의 혈관을 고해상도로 측정하는 것이 매우 어렵다. 초음파 영상 기법의 단점은 공간 해상도와 투과(penetration) 깊이의 트레이드오프(trade-off), 및 회절 한계 등일 수 있다.However, the ultrasound imaging technique is very difficult to measure blood vessels in deep tissues with high resolution due to the disadvantages of the ultrasound imaging technique. Disadvantages of the ultrasound imaging technique may be a trade-off between spatial resolution and depth of penetration, and diffraction limitations.

최근에는 초음파 위치 측정 현미경(ultrasound localization microscopy, ULM)의 도입으로 심부 조직의 혈관을 고해상도로 측정하는 것이 가능하게 되었다.Recently, the introduction of ultrasonic localization microscopy (ULM) has made it possible to measure blood vessels in deep tissues with high resolution.

먼저, ULM은 수 만장의 초음파 영상에서 혈관을 따라 움직이는 미세 기포들을 신호 비상관화(signal decorrelation) 방식으로 찾아낼 수 있다. 이때, 미세 기포는 초음파 조영제에 의해 혈관에 형성되는 미세 기포일 수 있다. 최근에는 임상적으로 승인된 초음파 조영제가 의료 현장에서 흔히 사용되고 있지만, 초음파 조영제의 생체 적합성에 대한 논란이 계속되고 있다. 그렇기 때문에, 초음파 조영제는 임산부를 비롯한 환자들로부터 초음파 조영제의 사용을 기피하는 단점이 있다. 또한, 초음파 조영제는 초음파 조영제의 소멸 속도, 농도에 따라 혈액 유동의 표적 입자(또는 추적 입자)로의 기능을 제대로 수행하지 못하는 단점이 있다.First, ULM can detect microbubbles moving along blood vessels in tens of thousands of ultrasound images through a signal decorrelation method. In this case, the microbubbles may be microbubbles formed in blood vessels by an ultrasonic contrast medium. Recently, clinically approved ultrasound contrast agents are commonly used in medical fields, but controversy over the biocompatibility of ultrasound contrast media continues. Therefore, the ultrasound contrast agent has the disadvantage of avoiding the use of the ultrasound contrast agent by patients including pregnant women. In addition, the ultrasonic contrast agent has a disadvantage in that it does not properly function as a target particle (or tracer particle) of blood flow depending on the disappearance rate and concentration of the ultrasonic contrast agent.

이후에, ULM은 찾아낸 미세 기포들의 초음파 신호에서 점상 강도 분포 함수(point spread function, PSF)를 디콘볼루션 (deconvolution)시켜 미세 기포들의 중심 위치를 찾아낼 수 있다.Thereafter, the ULM may deconvolution a point spread function (PSF) in the ultrasonic signal of the found micro-bubbles to find the center position of the micro-bubbles.

마지막으로, ULM은 찾아낸 미세기포들의 중심 위치를 재구성하여 초고해상도 초음파 영상을 획득할 수 있다.Finally, the ULM may obtain an ultra-high resolution ultrasound image by reconstructing the center positions of the found microbubbles.

ULM 기법이 파장보다 작은 해상도로 혈관을 영상화할 수 있지만, ULM 기법은 초음파 조영제로 주입된 미세기포의 농도에 따라 측정 정확도가 크게 영향을 받는다.Although the ULM technique can image blood vessels with a resolution smaller than the wavelength, the ULM technique greatly affects the measurement accuracy depending on the concentration of microbubbles injected with an ultrasonic contrast medium.

고해상도 혈관 영상을 획득하는 방법은 혈관 내부를 흐르는 미세 기포들의 중심 위치를 최대한 많이 찾아내는 것이다. 미세 기포들의 중심 위치를 많이 찾기 위해서는 미세 기포의 농도가 높아야 하지만, 미세 기포의 높은 농도로 인해 초음파 신호가 겹쳐지게 되는 경우, 단일 PSF를 이용하여 미세 기포들의 중심 위치를 정확하게 구하기 어려울 수 있다.A method of acquiring a high-resolution blood vessel image is to find as many central locations as possible of the microbubbles flowing inside the blood vessel. In order to find a large number of the center positions of the fine bubbles, the concentration of the fine bubbles must be high, but when the ultrasonic signals overlap due to the high concentration of the fine bubbles, it may be difficult to accurately obtain the center positions of the fine bubbles using a single PSF.

또한, 초음파 조영제에 의한 미세 기포가 아닌 혈관의 적혈구에 대한 초음파 영상에서는 적혈구의 신호 대 잡음비(signal-to-noise ratio, SNR)가 낮아서 적혈구의 정확한 위치 정보가 획득되기 어렵다.In addition, in an ultrasound image of red blood cells in blood vessels rather than microbubbles by an ultrasound contrast agent, since the signal-to-noise ratio (SNR) of red blood cells is low, it is difficult to obtain accurate location information of red blood cells.

상술한 문제점들을 보완하기 위해서 최근에는 여러 가지 알고리즘들이 제안되었지만, 알고리즘을 적용하기 위한 시간 소모가 크고, 미세기포 농도에 따라 매번 최적화 세팅을 변경해야 하는 어려움이 발생한다.In order to compensate for the above-described problems, various algorithms have been proposed in recent years, but it takes a lot of time to apply the algorithm, and it is difficult to change the optimization setting every time according to the concentration of microbubbles.

실시예들은 혈관에 대한 초음파 영상을 초고해상도의 초음파 영상으로 생성(또는 변환)하고, 초고해상도 초음파 영상으로부터 혈관의 혈류 유동 정보를 생성하여 초고해상도 초음파 영상 및 혈류 유동 정보를 제공하는 기술을 제공할 수 있다.The embodiments provide a technology for generating (or converting) an ultrasound image of a blood vessel into an ultrasound image of ultra-high resolution, and generating blood flow information of a blood vessel from the ultra-high resolution ultrasound image to provide an ultra-high resolution ultrasound image and blood flow information. I can.

일 실시예에 따른 초음파 영상 생성 방법은 혈관에 대한 초음파 영상을 획득하는 단계와, 기 학습된 신경망 알고리즘에 기초하여 상기 초음파 영상의 표적 입자가 반영된 초고해상도 초음파 영상을 생성하는 단계를 포함한다.A method of generating an ultrasound image according to an exemplary embodiment includes obtaining an ultrasound image of a blood vessel, and generating an ultra-high resolution ultrasound image in which target particles of the ultrasound image are reflected based on a previously learned neural network algorithm.

상기 기 학습된 신경망 알고리즘은 학습 초음파 영상과 상기 학습 초음파 영상의 학습 표적 입자에 대한 정보를 합성한 학습 데이터에 의해 학습될 수 있다.The pre-learned neural network algorithm may be learned using training data obtained by synthesizing a training ultrasound image and information on a training target particle of the training ultrasound image.

상기 표적 입자 및 상기 학습 표적 입자는 상기 혈관 또는 도관에 포함된 미세 기포 및 적혈구 중에서 적어도 하나일 수 있다.The target particle and the learning target particle may be at least one of microbubbles and red blood cells included in the blood vessel or conduit.

상기 학습 데이터는 미세 기포에 대한 제1 학습 데이터와, 적혈구에 대한 제2 학습 데이터를 포함할 수 있다.The learning data may include first learning data on microbubbles and second learning data on red blood cells.

상기 생성하는 단계는 상기 기 학습된 신경망 알고리즘을 이용하여 상기 표적 입자의 중심 위치를 추출하는 단계와, 상기 초음파 영상에 상기 표적 입자의 중심 위치를 반영하여 상기 초고해상도 초음파 영상을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.The generating includes extracting the center position of the target particle using the previously learned neural network algorithm, and generating the ultra-high resolution ultrasound image by reflecting the center position of the target particle in the ultrasound image. can do.

상기 방법은 상기 초고해상도 초음파 영상에 기초하여 상기 표적 입자의 중심 위치에 입자 추적 속도 측정법을 적용하여 상기 혈관의 내부 혈류 흐름에 대한 속도장 정보를 생성하는 단계와, 상기 속도장 정보에 기초하여 상기 혈류에 대한 유동 정보를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method includes the steps of generating velocity field information on the internal blood flow of the blood vessel by applying a particle tracking velocity measurement method to a central position of the target particle based on the ultra-high resolution ultrasound image, and the velocity field information based on the velocity field information. It may further include generating flow information about blood flow.

일 실시예에 따른 초음파 영상 생성 장치는 통신 모듈과, 혈관에 대한 초음파 영상을 획득하고, 기 학습된 신경망 알고리즘에 기초하여 상기 초음파 영상의 표적 입자가 반영된 초고해상도 초음파 영상을 생성하는 프로세서를 포함할 수 있다.An ultrasound image generating apparatus according to an embodiment includes a communication module and a processor that acquires an ultrasound image of a blood vessel, and generates an ultra-high resolution ultrasound image in which target particles of the ultrasound image are reflected based on a previously learned neural network algorithm. I can.

상기 기 학습된 신경망 알고리즘은 학습 초음파 영상과 상기 학습 초음파 영상의 학습 표적 입자에 대한 정보를 합성한 학습 데이터에 의해 학습될 수 있다.The pre-learned neural network algorithm may be learned using training data obtained by synthesizing a training ultrasound image and information on a training target particle of the training ultrasound image.

도 1은 일 실시예에 따른 초음파 영상 생성 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 초음파 영상 생성 장치의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 3은 도 2에 도시된 신경망 알고리즘을 설명하기 위한 일 예를 나타낸다.
도 4는 도 2에 도시된 프로세서의 동작을 설명하기 위한 일 예를 나타낸다.
도 5는 일 실시예에 따른 표적 입자의 중심 위치를 설명하기 위한 일 예를 나타낸다.
도 6은 일 실시예에 따른 표적 입자의 중심 위치 추적 정확도 및 중심 위치 탐지율을 설명하기 위한 일 예를 나타낸다.
도 7은 일 실시예에 따른 분지 혈관 모델에 대한 초음파 영상을 설명하기 위한 일 예를 나타낸다.
도 8은 일 실시예에 따른 수화젤 분지 혈관 모델에 대한 초음파 영상 및 혈류 유동 정보를 설명하기 위한 일 예를 나타낸다.
도 9는 일 실시예에 따른 대복재 정맥의 발목 판막에 대한 초음파 영상 및 혈류 유동 정보를 설명하기 위한 일 예를 나타낸다.
도 10은 도 1에 도시된 초음파 영상 생성 장치의 동작을 설명하기 위한 도면을 나타낸다.
도 11은 도 1에 도시된 초음파 영상 생성 장치의 동작을 설명하기 위한 순서도를 나타낸다.
1 is a diagram illustrating a system for generating an ultrasound image according to an exemplary embodiment.
FIG. 2 is a schematic block diagram of the ultrasound image generating apparatus illustrated in FIG. 1.
3 shows an example for explaining the neural network algorithm shown in FIG. 2.
4 shows an example for explaining the operation of the processor shown in FIG. 2.
5 shows an example for explaining a center position of a target particle according to an embodiment.
6 shows an example for explaining a center position tracking accuracy and a center position detection rate of a target particle according to an embodiment.
7 shows an example for explaining an ultrasound image of a branch blood vessel model according to an embodiment.
8 illustrates an example for explaining an ultrasound image and blood flow information for a hydration gel branch blood vessel model according to an exemplary embodiment.
9 illustrates an example for explaining an ultrasound image and blood flow information for an ankle valve of a great saphenous vein according to an exemplary embodiment.
10 is a diagram illustrating an operation of the ultrasound image generating apparatus illustrated in FIG. 1.
11 is a flowchart illustrating an operation of the ultrasound image generating apparatus illustrated in FIG. 1.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, since various changes may be made to the embodiments, the scope of the patent application is not limited or limited by these embodiments. It is to be understood that all changes, equivalents, or substitutes to the embodiments are included in the scope of the rights.

실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the examples are used for illustrative purposes only and should not be construed as limiting. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present specification, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but one or more other features. It is to be understood that the presence or addition of elements or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof does not preclude in advance.

제1 또는 제2등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만, 예를 들어 실시예의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.Terms such as first or second may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by terms. The terms are only for the purpose of distinguishing one component from other components, for example, without departing from the scope of rights according to the concept of the embodiment, the first component may be named as the second component, and similarly The second component may also be referred to as a first component.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the embodiment belongs. Terms as defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and should not be interpreted as an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. Does not.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In addition, in the description with reference to the accompanying drawings, the same reference numerals are assigned to the same components regardless of the reference numerals, and redundant descriptions thereof will be omitted. In describing the embodiments, when it is determined that a detailed description of related known technologies may unnecessarily obscure the subject matter of the embodiments, the detailed description thereof will be omitted.

본 명세서에서의 모듈(module)은 본 명세서에서 설명되는 각 명칭에 따른 기능과 동작을 수행할 수 있는 하드웨어를 의미할 수도 있고, 특정 기능과 동작을 수행할 수 있는 컴퓨터 프로그램 코드를 의미할 수도 있고, 또는 특정 기능과 동작을 수행시킬 수 있는 컴퓨터 프로그램 코드가 탑재된 전자적 기록 매체, 예를 들어 프로세서 또는 마이크로 프로세서를 의미할 수 있다.A module in the present specification may mean hardware capable of performing functions and operations according to each name described in the present specification, or may mean a computer program code capable of performing a specific function and operation. Or, it may mean an electronic recording medium, for example, a processor or a microprocessor in which a computer program code capable of performing a specific function and operation is mounted.

다시 말해, 모듈이란 본 발명의 기술적 사상을 수행하기 위한 하드웨어 및/또는 상기 하드웨어를 구동하기 위한 소프트웨어의 기능적 및/또는 구조적 결합을 의미할 수 있다.In other words, the module may mean a functional and/or structural combination of hardware for performing the technical idea of the present invention and/or software for driving the hardware.

이하, 실시예들은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 특허출원의 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the scope of the patent application is not limited or limited by these embodiments. The same reference numerals shown in each drawing indicate the same members.

도 1은 일 실시예에 따른 초음파 영상 생성 시스템을 나타내는 도면이다.1 is a diagram illustrating a system for generating an ultrasound image according to an exemplary embodiment.

초음파 영상 생성 시스템(10)은 초음파 영상 제공 장치(100) 및 초음파 영상 생성 장치(300)를 포함할 수 있다.The ultrasound image generating system 10 may include an ultrasound image providing apparatus 100 and an ultrasound image generating apparatus 300.

초음파 영상 제공 장치(100)는 혈관에 대한 초음파 영상을 초음파 영상 생성 장치(300)에 제공할 수 있다. 초음파 영상은 해상도가 좋지 못한 초음파 영상일 수 있다.The ultrasound image providing apparatus 100 may provide an ultrasound image of a blood vessel to the ultrasound image generating apparatus 300. The ultrasound image may be an ultrasound image with poor resolution.

일 예로, 초음파 영상 제공 장치(100)는 혈관 부위를 실제 촬영하여 혈관에 대한 초음파 영상을 생성하는 촬영 장치일 수 있다.As an example, the ultrasound image providing apparatus 100 may be a photographing device that actually photographs a blood vessel portion and generates an ultrasonic image of the blood vessel.

다른 예로, 초음파 영상 제공 장치(100)는 다양한 혈관에 대한 초음파 영상을 보유한 의료 시설 및 의료 기관 등 의료와 관련된 다양한 단체의 전자 장치일 수 있다.As another example, the ultrasound image providing apparatus 100 may be an electronic device of various organizations related to medical care, such as medical facilities and medical institutions having ultrasound images of various blood vessels.

전자 장치는 다양한 혈관 초음파 영상을 저장한 데이터 베이스를 포함할 수 있다.The electronic device may include a database storing various ultrasound images of blood vessels.

예를 들어, 전자 장치는 PC(personal computer), 데이터 서버, 또는 휴대용 전자 장치 등 다양한 장치일 수 있다. 휴대용 전자 장치는 랩탑(laptop) 컴퓨터, 이동 전화기, 스마트 폰(smart phone), 태블릿(tablet) PC, 모바일 인터넷 디바이스(mobile internet device(MID)), PDA(personal digital assistant), EDA(enterprise digital assistant), 디지털 스틸 카메라(digital still camera), 디지털 비디오 카메라(digital video camera), PMP(portable multimedia player), PND(personal navigation device 또는 portable navigation device), 휴대용 게임 콘솔(handheld game console), e-북(e-book), 스마트 디바이스(smart device)으로 구현될 수 있다. 이때, 스마트 디바이스는 스마트 워치(smart watch) 또는 스마트 밴드(smart band)로 구현될 수 있다.For example, the electronic device may be various devices such as a personal computer (PC), a data server, or a portable electronic device. Portable electronic devices include a laptop computer, a mobile phone, a smart phone, a tablet PC, a mobile internet device (MID), a personal digital assistant (PDA), an enterprise digital assistant (EDA). ), digital still camera, digital video camera, portable multimedia player (PMP), personal navigation device or portable navigation device (PND), handheld game console, e-book (e-book), it can be implemented as a smart device (smart device). In this case, the smart device may be implemented as a smart watch or a smart band.

초음파 영상 생성 장치(300)는 초음파 영상 제공 장치(100)로부터 전송된 혈관에 대한 초음파 영상을 초고해상도의 초음파 영상으로 생성(또는 변환)하고, 초고해상도 초음파 영상으로부터 혈관의 혈류 유동 정보를 생성하여 초고해상도 초음파 영상 및 혈류 유동 정보를 다양한 장치(예를 들어, 디스플레이 장치, 전자 장치 등)에 제공할 수 있다.The ultrasound image generating device 300 generates (or converts) an ultrasound image of a blood vessel transmitted from the ultrasound image providing device 100 into an ultra-high resolution ultrasound image, and generates blood flow information of the blood vessel from the ultra-high resolution ultrasound image. Ultra-high resolution ultrasound images and blood flow information may be provided to various devices (eg, display devices, electronic devices, etc.).

이에, 초음파 영상 생성 장치(300)는 초음파 조영제의 유무에 상관없이 주어진 측정 조건에 따라 표적 입자의 중심 위치를 빠르고 정확하게 추적하여 미세 혈관의 정확한 형상 및 다양한 임상 조건에서의 혈류 역학적 정보인 혈류 정보를 획득함으로써, 초고해상도로 혈관의 초음파 영상 및 혈관 내부 혈류의 유동 정보를 생성 및 제공할 수 있다.Accordingly, the ultrasound image generating apparatus 300 quickly and accurately tracks the center position of the target particle according to a given measurement condition regardless of the presence or absence of an ultrasound contrast agent, and provides the accurate shape of the microvessel and blood flow information, which is hemodynamic information in various clinical conditions. By obtaining, it is possible to generate and provide ultra-high resolution ultrasound images of blood vessels and flow information of blood flow inside the blood vessels.

또한, 초음파 영상 생성 장치(300)는 다양한 조건을 반영하여 의료 기관의 초음파 임상데이터를 초고해상도 초음파 영상 데이터로 영상 화질을 변환하여 화질 향상에 응용 가능하고, 실제 임상 조건에서도 활용(또는 적용) 가능할 수 있다.In addition, the ultrasound image generating device 300 can be applied to improve image quality by converting the image quality of ultrasound clinical data of a medical institution into ultra-high-resolution ultrasound image data by reflecting various conditions, and can be used (or applied) in actual clinical conditions. I can.

또한, 초음파 영상 생성 장치(300)는 초음파 조영제에 대한 환자들의 거부감 없이 임상에서 폭넓게 활용 가능하고, 초음파 영상 기법과 딥러닝 기반의 학습 알고리즘 분야에서 융합 연구의 초석이 될 수 있고, 융합 역구의 초석이 됨으로써, 고부가가치의 의료 산업을 선도하는데 이바지할 수 있다.In addition, the ultrasound image generating device 300 can be widely used in clinical practice without the patient's reluctance to the ultrasound contrast agent, and can be a cornerstone of fusion research in the field of ultrasound imaging techniques and deep learning-based learning algorithms, and As a result, it can contribute to leading the high value-added medical industry.

도 1에 도시된 바와 같이 초음파 영상 제공 장치(100)와 초음파 영상 생성 장치(300)가 독립적으로 구별되게 도시되었지만, 이에 한정하는 것은 아니다. 예를 들어, 초음파 영상 제공 장치(100) 및 초음파 영상 생성 장치(300)는 하나의 장치로 통합될 수 있다.As illustrated in FIG. 1, the ultrasound image providing apparatus 100 and the ultrasound image generating apparatus 300 are shown to be independently distinguished, but the present invention is not limited thereto. For example, the ultrasound image providing apparatus 100 and the ultrasound image generating apparatus 300 may be integrated into one device.

도 2는 도 1에 도시된 초음파 영상 생성 장치의 개략적인 블록도를 나타낸다.FIG. 2 is a schematic block diagram of the ultrasound image generating apparatus illustrated in FIG. 1.

초음파 영상 생성 장치(300)는 통신 모듈(310), 메모리(330) 및 프로세서(350)를 포함한다.The ultrasound image generating apparatus 300 includes a communication module 310, a memory 330, and a processor 350.

통신 모듈(310)은 초음파 영상 제공 장치(100)로부터 전송된 초음파 영상을 프로세서(350)에 전송할 수 있다.The communication module 310 may transmit the ultrasound image transmitted from the ultrasound image providing apparatus 100 to the processor 350.

통신 모듈(310)은 프로세서(350)로부터 전송된 초고해상도 초음파 영상을 다양한 장치에 제공할 수 있다.The communication module 310 may provide the ultra-high resolution ultrasound image transmitted from the processor 350 to various devices.

메모리(330)는 프로세서(350)에 의해 실행가능한 인스트럭션들(또는 프로그램)을 저장할 수 있다. 예를 들어, 인스트럭션들은 프로세서(350)의 동작 및/또는 프로세서(350)의 각 구성의 동작을 실행하기 위한 인스트럭션들을 포함할 수 있다.The memory 330 may store instructions (or programs) executable by the processor 350. For example, the instructions may include instructions for executing an operation of the processor 350 and/or an operation of each component of the processor 350.

프로세서(350)는 메모리(330)에 저장된 데이터를 처리할 수 있다. 프로세서(350)는 메모리(330)에 저장된 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드(예를 들어, 소프트웨어) 및 프로세서(350)에 의해 유발된 인스트럭션(instruction)들을 실행할 수 있다.The processor 350 may process data stored in the memory 330. The processor 350 may execute computer-readable code (eg, software) stored in the memory 330 and instructions induced by the processor 350.

프로세서(350)는 목적하는 동작들(desired operations)을 실행시키기 위한 물리적인 구조를 갖는 회로를 가지는 하드웨어로 구현된 데이터 처리 장치일 수 있다. 예를 들어, 목적하는 동작들은 프로그램에 포함된 코드(code) 또는 인스트럭션들(instructions)을 포함할 수 있다.The processor 350 may be a data processing device implemented in hardware having a circuit having a physical structure for executing desired operations. For example, desired operations may include code or instructions included in a program.

예를 들어, 하드웨어로 구현된 데이터 처리 장치는 마이크로프로세서(microprocessor), 중앙 처리 장치(central processing unit), 프로세서 코어(processor core), 멀티-코어 프로세서(multi-core processor), 멀티프로세서(multiprocessor), ASIC(Application-Specific Integrated Circuit), FPGA(Field Programmable Gate Array)를 포함할 수 있다.For example, a data processing device implemented in hardware is a microprocessor, a central processing unit, a processor core, a multi-core processor, and a multiprocessor. , Application-Specific Integrated Circuit (ASIC), Field Programmable Gate Array (FPGA).

프로세서(350)는 초음파 영상 생성 장치(300)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(350)는 초음파 영상 생성 장치(300)의 각 구성(310 및 330)의 동작을 제어할 수 있다.The processor 350 may control the overall operation of the ultrasound image generating apparatus 300. For example, the processor 350 may control operations of the components 310 and 330 of the ultrasound image generating apparatus 300.

프로세서(350)는 초음파 영상 제공 장치(100)로부터 전송된 혈관에 대한 초음파 영상을 획득할 수 있다.The processor 350 may acquire an ultrasound image of a blood vessel transmitted from the ultrasound image providing apparatus 100.

프로세서(350)는 초음파 영상 및 기 학습된 신경망 알고리즘(370)에 기초하여 초음파 영상의 표적 입자가 반영된 초고해상도 초음파 영상을 생성할 수 있다. 표적 입자는 혈관 또는 도관에 포함된 미세 기포 및 적혈구 중에서 적어도 하나일 수 있다. 미세 기포는 초음파 조영제에 의한 미세 기포일 수 있다.The processor 350 may generate an ultra-high resolution ultrasound image in which target particles of the ultrasound image are reflected based on the ultrasound image and the learned neural network algorithm 370. The target particle may be at least one of microbubbles and red blood cells contained in blood vessels or conduits. The micro-bubbles may be micro-bubbles caused by an ultrasonic contrast agent.

예를 들어, 프로세서(350)는 초음파 영상을 초고해상도 영상으로 생성(또는 변환)하기 위한 신경망 알고리즘(370)을 학습시킬 수 있다. 프로세서(350)는 기 학습된 신경망 알고리즘(370)에 초음파 영상을 입력 데이터로 입력하여 초음파 영상의 표적 입자가 반영된 초고해상도 초음파 영상을 생성할 수 있다.For example, the processor 350 may train a neural network algorithm 370 for generating (or converting) an ultrasound image into an ultra-high resolution image. The processor 350 may generate an ultra-high resolution ultrasound image in which target particles of the ultrasound image are reflected by inputting an ultrasound image to the previously learned neural network algorithm 370 as input data.

또한, 프로세서(350)는 초고해상도 초음파 영상에 기초하여 초음파 영상에 대응하는 혈관에 대한 혈류 유동 정보를 생성할 수 있다. 혈류는 혈관 내부의 혈류(또는 혈액)일 수 있다.Also, the processor 350 may generate blood flow information for a blood vessel corresponding to the ultrasound image based on the ultra-high resolution ultrasound image. Blood flow may be blood flow (or blood) inside a blood vessel.

도 3은 도 2에 도시된 신경망 알고리즘을 설명하기 위한 일 예를 나타낸다.3 shows an example for explaining the neural network algorithm shown in FIG. 2.

신경망 알고리즘(370)은 학습 초음파 영상과 학습 초음파 영상의 학습 표적 입자에 대한 정보를 합성한 학습 데이터에 의해 학습(또는 딥러닝(deep-learning))된 기 학습된 신경망 알고리즘일 수 있다. 신경망 알고리즘(370)은 U-net 아키텍처일 수 있다. U-net은 컨볼루션 뉴럴 네트워크(convolutional neural network)일 수 있다. 학습 초음파 영상은 신경망 알고리즘을 학습하기 위해 기 생성 및 저장된 다양한 혈관에 대한 초음파 영상일 수 있다. 학습 표적 입자는 학습 초음파 영상에 대응하는 혈관 또는 도관의 표적 입자로써, 미세 기포 및 적혈구일 수 있다.The neural network algorithm 370 may be a pre-learned neural network algorithm that is learned (or deep-learning) by learning data obtained by synthesizing information on a learning target particle of a training ultrasound image and a training ultrasound image. The neural network algorithm 370 may be a U-net architecture. The U-net may be a convolutional neural network. The training ultrasound image may be an ultrasound image of various blood vessels previously generated and stored in order to learn a neural network algorithm. The learning target particles are target particles of blood vessels or conduits corresponding to the learning ultrasound image, and may be microbubbles and red blood cells.

학습 데이터는 미세 기포에 대한 제1 학습 데이터(710) 및 적혈구에 대한 제2 학습 데이터(730)를 포함할 수 있다.The training data may include first training data 710 for microbubbles and second training data 730 for red blood cells.

제1 학습 데이터(710)는 미세 기포를 포함하는 혈관에 대한 제1 학습 초음파 영상과 제1 학습 초음파 영상의 미세 기포의 스페클 신호(또는 특징) 및 중심 위치가 합성된 데이터일 수 있다. 제1 학습 초음파 영상의 미세 기포의 스페클 신호는 제1 학습 초음파 영상의 미세 기포의 농도, 초음파 신호 세기 및 형태가 반영된 신호일 수 있다. 제1 학습 초음파 영상의 미세 기포의 중심 위치는 제1 학습 초음파 영상의 미세 기포의 농도, 초음파 신호 세기가 높고, 형태에서 가장 중심에 위치한 위치일 수 있다.The first training data 710 may be data obtained by synthesizing a first training ultrasound image of a blood vessel including microbubbles, a speckle signal (or feature) and a center position of the microbubbles of the first training ultrasound image. The speckle signal of the microbubbles of the first training ultrasound image may be a signal reflecting the concentration of the microbubbles, the intensity of the ultrasound signal, and the shape of the first training ultrasound image. The center position of the microbubbles in the first training ultrasound image may be a location at the center of the shape having a high density of microbubbles and an ultrasound signal intensity of the first training ultrasound image.

예를 들어, 제1 학습 데이터(710)는 제1 미세 기포 영상 및 제2 미세 기포 영상을 포함할 수 있다. 제1 미세 기포 영상은 제1 학습 초음파 영상에 제1 학습 초음파 영상의 미세 기포의 중심 위치를 반영한 제1 합성 초음파 영상일 수 있다. 제2 미세 기포 영상은 제1 학습 초음파 영상에 제1 학습 초음파 영상의 미세 기포의 스페클 신호를 반영한 제2 합성 초음파 영상일 수 있다.For example, the first training data 710 may include a first microbubble image and a second microbubble image. The first microbubble image may be a first synthesized ultrasound image in which the center position of the microbubble of the first training ultrasound image is reflected in the first training ultrasound image. The second microbubble image may be a second synthesized ultrasound image in which a speckle signal of microbubbles of the first training ultrasound image is reflected in the first training ultrasound image.

제2 학습 데이터(730)는 적혈구를 포함하는 혈관에 대한 제2 학습 초음파 영상과 제2 학습 초음파 영상의 적혈구의 스페클 신호 및 중심 위치가 합성된 데이터일 수 있다. 제2 학습 초음파 영상의 적혈구의 스페클 신호는 제2 학습 초음파 영상의 적혈구의 농도, 초음파 신호 세기 및 형태가 반영된 신호일 수 있다. 제2 학습 초음파 영상의 적혈구의 중심 위치는 제2 학습 초음파 영상의 적혈구의 농도, 초음파 신호 세기가 높고, 형태에서 가장 중심에 위치한 위치일 수 있다.The second training data 730 may be data obtained by synthesizing a second training ultrasound image of a blood vessel including red blood cells and a speckle signal and a center position of red blood cells of the second training ultrasound image. The speckle signal of red blood cells of the second training ultrasound image may be a signal reflecting the concentration, intensity and shape of the red blood cells of the second training ultrasound image. The center position of the red blood cells in the second training ultrasound image may be a location at the center of the second training ultrasound image having a high concentration of red blood cells and an ultrasound signal intensity.

예를 들어, 제2 학습 데이터(730)는 제1 적혈구 영상 및 제2 적혈구 영상을 포함할 수 있다. 제1 적혈구 영상은 제2 학습 초음파 영상에 제2 학습 초음파 영상의 적혈구의 중심 위치를 반영한 제3 합성 초음파 영상일 수 있다. 제2 적혈구 영상은 제2 학습 초음파 영상에 제2 학습 초음파 영상의 적혈구의 스페클 신호를 반영한 제4 합성 초음파 영상일 수 있다.For example, the second learning data 730 may include a first red blood cell image and a second red blood cell image. The first red blood cell image may be a third synthetic ultrasound image in which the center position of the red blood cells of the second training ultrasound image is reflected on the second training ultrasound image. The second red blood cell image may be a fourth synthetic ultrasound image in which a speckle signal of red blood cells of the second training ultrasound image is reflected on the second training ultrasound image.

제1 미세 기포 영상 및 제1 적혈구 영상은 학습 초음파 영상을 검은색으로 변환하고, 변환된 학습 초음파 영상에 최소 픽셀 크기로 학습 표적 입자를 하얀색 점으로 표시한 이진 영상(또는 binary 영상)일 수 있다.The first microbubble image and the first red blood cell image may be a binary image (or binary image) in which the training ultrasound image is converted to black, and the training target particles are displayed as white dots with a minimum pixel size in the converted training ultrasound image. .

상술한 바와 같이, 학습 초음파 영상이 검은색이고, 학습 표적 입자가 하얀색이지만, 이에 한정하는 것은 아니다. 예를 들어, 학습 초음파 영상 및 학습 표적 입자는 서로 구분되는 색으로 변환 및 표시될 수 있다.As described above, although the learning ultrasound image is black and the learning target particles are white, it is not limited thereto. For example, the learning ultrasound image and the learning target particle may be converted and displayed in a color that is distinguished from each other.

제2 미세 기포 영상 및 제2 적혈구 영상은 이진 영상의 학습 표적 입자의 중심 위치에 학습 표적 입자의 스페클 신호 및 가우시안 노이즈(gaussian noise)가 반영된 영상일 수 있다. 학습 표적 입자의 스페클 신호는 학습 표적 입자의 농도, 초음파 신호 세기 및 형태에 따른 신호일 수 있다.The second microbubble image and the second red blood cell image may be images in which speckle signals and gaussian noise of the learning target particles are reflected at the center position of the learning target particles of the binary image. The speckle signal of the learning target particle may be a signal according to a concentration of the learning target particle, an ultrasonic signal intensity, and a shape.

즉, 신경망 알고리즘(370)은 제1 및 제2 합성 초음파 영상이 쌍으로 구성된 미세 기포에 대한 제1 학습 데이터 및 제3 및 제4 합성 초음파 영상이 쌍으로 구성된 적혈구에 대한 제2 학습 데이터에 의해 학습되는 U-net 아키텍처일 수 있다. 신경망 알고리즘(370)은 정확도 향상 경향을 확인하여 높은 정확도를 획득할 때까지 학습량이 조절되어 학습될 수 있다.That is, the neural network algorithm 370 is based on the first training data for microbubbles in which the first and second synthetic ultrasound images are paired, and the second training data for red blood cells in which the third and fourth synthetic ultrasound images are paired. It can be a learned U-net architecture. The neural network algorithm 370 may be trained by adjusting the amount of learning until a high accuracy is obtained by checking a tendency of improving accuracy.

도 4는 도 2에 도시된 프로세서의 동작을 설명하기 위한 일 예를 나타낸다.4 shows an example for explaining the operation of the processor shown in FIG. 2.

프로세서(350)는 기 학습된 신경망 알고리즘(370)을 활용하여 초음파 영상을 초고해상도 초음파 영상으로 생성(또는 변환)할 수 있다. 기 학습된 신경망 알고리즘은 딥러닝을 이용한 초고해상도 초음파 영상 기법(DL-SRU)일 수 있다.The processor 350 may generate (or convert) an ultrasound image into an ultra-high resolution ultrasound image using the previously learned neural network algorithm 370. The previously learned neural network algorithm may be an ultra-high resolution ultrasound imaging technique (DL-SRU) using deep learning.

먼저, 프로세서(350)는 기 학습된 신경망 알고리즘(370)을 이용하여 초음파 영상에서 초음파 영상의 표적 입자를 추적할 수 있다.First, the processor 350 may track a target particle of an ultrasound image in an ultrasound image using the previously learned neural network algorithm 370.

예를 들어, 프로세서(350)는 기 학습된 신경망 알고리즘(370)에 혈관에 대한 복수의 초음파 영상들을 입력하여 복수의 초음파 영상들 각각의 표적 입자를 추적(또는 탐지)할 수 있다. 표적 입자는 초음파 영상을 초고해상도 초음파 영상으로 변환(또는 생성)하기 위해 초음파 영상에서 추적해야 하는 추적 입자일 수 있다.For example, the processor 350 may track (or detect) target particles of each of the plurality of ultrasound images by inputting a plurality of ultrasound images of a blood vessel to the previously learned neural network algorithm 370. The target particles may be trace particles that need to be tracked in the ultrasound image in order to convert (or generate) the ultrasound image into an ultra-high resolution ultrasound image.

이후에, 프로세서(350)는 표적 입자를 분석하여 표적 입자의 전체 영역에서 표적 입자의 중심 위치를 추출할 수 있다. 표적 입자의 중심 위치는 초음파 영상에 포함된 표적 입자의 전체 영역에서 표적 입자의 농도 및/또는 초음파 신호 세기가 가장 크고(또는 크거나, 높고, 높거나), 표적 입자의 형태에서 가장 중심에 위치한 중앙 영역일 수 있다. 표적 입자의 농도는 단위 면적당 관찰되는 표적 입자의 개수를 의미할 수 있다. 표적 입자의 초음파 신호 세기는 이미지 처리를 통해 각 픽셀에서의 값들이 계산된 세기 분포를 의미할 수 있다.Thereafter, the processor 350 may analyze the target particle and extract the central position of the target particle in the entire area of the target particle. The center position of the target particle is the highest (or greater, higher, or higher) concentration of the target particle and/or the ultrasonic signal intensity in the entire area of the target particle included in the ultrasound image, and is located at the center of the shape of the target particle. It can be a central area. The concentration of target particles may mean the number of target particles observed per unit area. The ultrasonic signal intensity of the target particle may mean an intensity distribution in which values in each pixel are calculated through image processing.

예를 들어, 프로세서(350)는 복수의 초음파 영상들 각각의 표적 입자의 스페클 신호(speckle signal)에서 표적 입자의 중심 위치를 정확하게 추적하여 추출할(또는 뽑아낼) 수 있다. 스페클 신호는 표적 입자의 농도, 신호 세기 및 형태에 따른 고유한 음향학적 특성이 반영된 신호일 수 있다. 스페클 신호는 타원 형태의 반점성 신호(granular signal)일 수 있다. 적혈구에 대한 스페클 신호는 적혈구에 의해 산란된 음파들의 간섭에 따른 신호일 수 있다. 미세 기포에 대한 스페클 신호는 미세 기포에 의해 산란된 음파들의 간섭에 따른 신호일 수 있다.For example, the processor 350 may accurately track and extract (or extract) the center position of the target particle from the speckle signal of the target particle of each of the plurality of ultrasound images. The speckle signal may be a signal in which unique acoustic characteristics according to the concentration, signal strength, and shape of the target particle are reflected. The speckle signal may be a granular signal in the form of an ellipse. The speckle signal for red blood cells may be a signal due to interference of sound waves scattered by red blood cells. The speckle signal for the fine bubbles may be a signal due to interference of sound waves scattered by the fine bubbles.

마지막으로, 프로세서(350)는 초음파 영상에 표적 입자의 중심 위치를 반영하여 초고해상도 초음파 영상을 생성할 수 있다.Finally, the processor 350 may generate an ultra-high resolution ultrasound image by reflecting the center position of the target particle in the ultrasound image.

예를 들어, 프로세서(350)는 복수의 초음파 영상들에 복수의 초음파 영상들 각각의 표적 입자의 중심 위치를 반영한 뒤, 표적 입자의 중심 위치가 반영된 복수의 초음파 영상들을 중첩하여 초고해상도 초음파 영상을 생성할 수 있다.For example, the processor 350 reflects the center position of the target particle of each of the plurality of ultrasound images on the plurality of ultrasound images, and then superimposes the plurality of ultrasound images reflecting the center position of the target particle to generate an ultra-high resolution ultrasound image. Can be generated.

또한, 프로세서(350)는 초고해상도 초음파 영상의 혈류 흐름(또는 혈액 흐름)에 대한 혈류 유동 정보를 획득할 수 있다.In addition, the processor 350 may obtain blood flow information about the blood flow (or blood flow) of the ultra-high resolution ultrasound image.

예를 들어, 프로세서(350)는 초고해상도 초음파 영상의 표적 입자의 중심 위치에 입자 추적 속도 측정법을 적용하여 혈관의 내부 혈류 흐름에 대한 속도장 정보를 생성할 수 있다. 입자 추적 속도 측정법은 PTV(particle tracking velocimetry) 알고리즘으로, 표적 입자를 추적하면서 표적 입자의 속도 정보를 획득하는 알고리즘일 수 있다.For example, the processor 350 may apply a particle tracking velocity measurement method to the center position of the target particle of the ultra-high resolution ultrasound image to generate velocity field information on the internal blood flow of the blood vessel. The particle tracking velocity measurement method is a particle tracking velocimetry (PTV) algorithm, and may be an algorithm that acquires velocity information of a target particle while tracking a target particle.

프로세서(350)는 속도장 정보에 기초하여 혈관에 대한 혈류 유동 정보를 생성할 수 있다. 혈류 유동 정보는 각 혈관 영역에서의 혈액에 의한 속도 벡터(예를 들어, 방향 및 크기), 압력 분포 및 혈관 벽에서의 벽전단응력(wall shear stress)를 포함할 수 있다.The processor 350 may generate blood flow information for a blood vessel based on the velocity field information. The blood flow information may include a velocity vector (eg, direction and size) by blood in each blood vessel region, a pressure distribution, and a wall shear stress in the vessel wall.

도 5는 일 실시예에 따른 표적 입자의 중심 위치를 설명하기 위한 일 예를 나타낸다.5 shows an example for explaining a center position of a target particle according to an embodiment.

도 5의 A 및 B는 미세 기포에 대한 초음파 영상에 기존 ULM 기법 및 DL-SRU를 적용하여 추적된 미세 기포의 중심 위치와 실제 미세 기포의 중심 위치를 나타낸다. 이때, DL-SRU는 제1 합성 초음파 영상 및 제2 합성 초음파 영상이 쌍으로 구성된 미세 기포에 대한 학습 데이터로 학습된 신경망 알고리즘일 수 있다.5A and 5B show the center position of the micro-bubble tracked by applying the existing ULM technique and the DL-SRU to the ultrasound image of the micro-bubble and the center position of the actual micro-bubble. In this case, the DL-SRU may be a neural network algorithm that is learned from learning data about microbubbles in which the first synthesized ultrasound image and the second synthesized ultrasound image are paired.

A 및 B의 기존 ULM 기법과 DL-SRU를 비교하면, A 및 B의 DL-SRU은 겹쳐진 미세 기포들의 초음파 영상에서도 기존 ULM 기법 보다 정확하게 미세 기포의 중심 위치를 추적(또는 측정, 탐지)한다.When comparing the existing ULM techniques of A and B with the DL-SRU, the DL-SRU of A and B tracks (or measures, detects) the center position of the micro-bubbles more accurately than the existing ULM technique even in the ultrasound image of the superimposed micro-bubbles.

도 5의 C는 적혈구에 대한 초음파 영상에 기존 ULM 기법 및 DL-SRU를 적용하여 추적된 적혈구의 중심 위치와 실제 적혈구의 중심 위치를 나타낸다. 이때, DL-SRU는 제3 합성 초음파 영상 및 제4 합성 초음파 영상이 쌍으로 구성된 적혈구에 대한 학습 데이터로 학습된 신경망 알고리즘일 수 있다.5C shows the center position of red blood cells and the actual center of red blood cells tracked by applying the existing ULM technique and DL-SRU to an ultrasound image of red blood cells. In this case, the DL-SRU may be a neural network algorithm learned as learning data for red blood cells in which the third and fourth synthesized ultrasound images are paired.

C의 기존 ULM 기법과 DL-SRU를 비교하면, C의 DL-SRU는 실제 초음파 영상에서 적혈구의 스페클 신호가 약하더라도 기존 ULM 기법 보다 정확하게 적혈구의 중심 위치를 추적(또는 측정, 탐지)한다. 기존 ULM 기법은 실제 초음파 영상에서 적혈구의 스페클 신호가 약하기에, 적혈구의 중심 위치를 정확하게 추적할 수 없다.When comparing the existing ULM technique of C with the DL-SRU, the DL-SRU of C tracks (or measures, detects) the center position of red blood cells more accurately than the existing ULM technique even if the speckle signal of red blood cells is weak in the actual ultrasound image. Existing ULM techniques cannot accurately track the center position of red blood cells because the speckle signal of red blood cells is weak in actual ultrasound images.

즉, DL-SRU는 기존의 ULM 기법보다 표적 입자의 중심 위치를 추적하는 중심 위치 추적 성능이 우수하다.That is, the DL-SRU has superior center position tracking performance for tracking the central position of the target particle than the conventional ULM technique.

도 6은 일 실시예에 따른 표적 입자의 중심 위치 추적 정확도 및 중심 위치 탐지율을 설명하기 위한 일 예를 나타낸다.6 shows an example for explaining a center position tracking accuracy and a center position detection rate of a target particle according to an embodiment.

도 6의 A는 실험관(in vitro) 조건에서 초음파 영상의 표적 입자의 중심 위치가 얼마나 정확하게 추적(또는 측정)되는 지를 나타내는 DL-SRU의 표적 입자의 중심 위치 추적 정확도를 나타낸다.6A shows the accuracy of tracking (or measuring) the center position of the target particle of the DL-SRU, indicating how accurately the center position of the target particle of the ultrasound image is tracked (or measured) in an in vitro condition.

도 6의 B는 실험관(in vitro) 조건에서 초음파 영상의 표적 입자가 얼마나 정확하게 탐지(또는 추적)되는 지를 나타내는 DL-SRU의 표적 입자 탐지율을 나타낸다.6B shows the detection rate of target particles of DL-SRU, indicating how accurately target particles of an ultrasound image are detected (or tracked) under in vitro conditions.

도 6의 A 및 B의 DL-SRU는 학습 표적 입자의 농도를 변화시키면서 학습되었다. 학습 표적 입자의 농도가 높아지더라도 DL-SRU의 중심 위치 추적 정확도와 표적 입자 탐지율은 높게 나타났다.The DL-SRU of FIG. 6A and B were learned while changing the concentration of the learning target particle. Even if the concentration of the learning target particles increased, the accuracy of tracking the center of the DL-SRU and the detection rate of the target particles were high.

DL-SRU에 의한 실험 결과와 선행 연구 결과가 유사하므로, 도 6의 DL-SRU의 성능은 선행 연구의 성능과 유사하다.Since the experimental results by the DL-SRU and the previous research results are similar, the performance of the DL-SRU of FIG. 6 is similar to that of the previous research.

도 7은 일 실시예에 따른 분지 혈관 모델에 대한 초음파 영상을 설명하기 위한 일 예를 나타낸다.7 shows an example for explaining an ultrasound image of a branch blood vessel model according to an embodiment.

도 7의 A는 컴퓨터 가상 실험(또는 컴퓨터 시뮬레이션, in silico)에서 획득된 분지 혈관 모델을 나타낸다.7A shows a branched blood vessel model obtained in a computer virtual experiment (or computer simulation, in silico).

도 7의 B는 분지 혈관 모델에 대한 초음파 신호의 평균 영상을 나타낸다.7B shows an average image of an ultrasound signal for a branch blood vessel model.

도 7의 C는 분지 혈관 모델의 초음파 영상을 기존의 ULM 기법으로 재구성한 초음파 영상을 나타낸다.7C shows an ultrasound image obtained by reconstructing an ultrasound image of a branch blood vessel model using a conventional ULM technique.

도 7의 D는 분지 혈관 모델의 초음파 영상을 DL-SRU로 재구성한 초고해상도 초음파 영상을 나타낸다.7D shows an ultra-high resolution ultrasound image obtained by reconstructing an ultrasound image of a branch blood vessel model using DL-SRU.

도 7의 초고해상도 초음파 영상은 분지 혈관 모델을 지나는 표적 입자의 시뮬레이션 결과를 초음파 영상으로 획득하고, 획득한 초음파 영상을 DL-SRU에 입력 데이터로 사용하여 생성될 수 있다. 이때, 초고해상도 초음파 영상은 5,000장의 초음파 영상에서 50,000개 이상의 표적 입자의 중심 위치를 찾아내어 혈관 구조를 구성한 초음파 영상일 수 있다.The ultra-high resolution ultrasound image of FIG. 7 may be generated by acquiring a simulation result of a target particle passing through a branch blood vessel model as an ultrasound image, and using the acquired ultrasound image as input data to the DL-SRU. In this case, the ultra-high resolution ultrasound image may be an ultrasound image in which a blood vessel structure is formed by finding a central position of 50,000 or more target particles from 5,000 ultrasound images.

도 7의 E, F 및 G는 B, C 및 D의 일부를 확대한 영상의 공간 해상도를 나타낸다.E, F, and G of FIG. 7 denote spatial resolution of an image in which parts of B, C, and D are enlarged.

도 7의 H 및 I는 B, C 및 D에 표시된 점선 H-H’, I-I’에 따른 신호의 강도를 그래프로 표현하여 분석한 결과를 나타낸다.H and I of FIG. 7 represent the results of analysis by expressing the intensity of the signal according to the dotted lines H-H' and I-I' shown in B, C, and D in a graph.

도 7의 B, C 및 D를 비교하면, D는 기존의 영상 기법으로 생성된 B 및 C 보다 혈관 초음파 영상의 해상도가 높다. 예를 들어, 초음파 영상의 해상도는 B, C, D, E, F, G에서 두 갈래와 세 갈래로 나누어진 분지 부분의 점선 H-H’, I-I’를 따라 각각 실험 기법의 공간해상도를 비교하여 판단할 수 있다.Comparing B, C, and D of FIG. 7, D has a higher resolution of a blood vessel ultrasound image than B and C generated by conventional imaging techniques. For example, the resolution of the ultrasound image is the spatial resolution of the experimental technique along the dotted lines H-H' and I-I' of the branches divided into two and three branches in B, C, D, E, F, and G. It can be judged by comparing.

도 8은 일 실시예에 따른 수화젤 분지 혈관 모델에 대한 초음파 영상 및 혈류 유동 정보를 설명하기 위한 일 예를 나타낸다.8 illustrates an example for explaining an ultrasound image and blood flow information for a hydration gel branch blood vessel model according to an exemplary embodiment.

도 8의 A는 실험관(in vitro) 조건에서 분지 혈과 모델을 수화젤로 제작한 수화젤 분지 혈관 모델의 초음파 영상을 나타낸다. 이때, 초음파 영상은 초음파 조영제의 미세 기포에 대한 초음파 영상일 수 있다.Fig. 8A shows an ultrasound image of a hydration gel branch vascular model in which the branch blood and the model are made of hydration gel under in vitro conditions. In this case, the ultrasound image may be an ultrasound image of microbubbles of the ultrasound contrast agent.

도 8의 B는 수화젤 분지 혈관 모델에 대한 초음파 신호의 평균 영상을 나타낸다.FIG. 8B shows an average image of an ultrasound signal for a hydration gel branch vascular model.

도 8의 C는 수화젤 분지 혈관 모델의 초음파 영상을 기존의 ULM 기법으로 재구성한 초음파 영상을 나타낸다.FIG. 8C shows an ultrasound image obtained by reconstructing an ultrasound image of a hydration gel branch vascular model using a conventional ULM technique.

도 8의 D는 수화젤 분지 혈관 모델의 초음파 영상을 DL-SRU로 재구성한 초고해상도 초음파 영상을 나타낸다.FIG. 8D shows an ultra-high resolution ultrasound image obtained by reconstructing an ultrasound image of a hydration gel branch vascular model using DL-SRU.

도 8의 초고해상도 초음파 영상은 수화젤 혈관 모델을 지나는 표적 입자의 실험 결과를 초음파 영상으로 획득하고, 획득한 초음파 영상을 DL-SRU에 입력 데이터로 사용하여 생성될 수 있다. 이때, 초고해상도 초음파 영상은 798장의 초음파 영상에서 85,000개 이상의 표적 입자의 중심 위치를 찾아내어 혈관 구조를 구성한 초음파 영상일 수 있다.The ultra-high resolution ultrasound image of FIG. 8 may be generated by acquiring an experiment result of a target particle passing through a hydration gel blood vessel model as an ultrasound image, and using the acquired ultrasound image as input data to the DL-SRU. In this case, the ultra-high resolution ultrasound image may be an ultrasound image in which a blood vessel structure is formed by finding a central position of 85,000 or more target particles from 798 ultrasound images.

도 8의 E는 B, C 및 D에 표시된 점선 E-E’를 따라 변환하는 신호의 강도를 그래프로 표현한 결과를 나타낸다.E of FIG. 8 shows the result of expressing the intensity of a signal converted along the dotted line E-E' shown in B, C, and D as a graph.

도 8의 F는 DL-SRU로 재구성한 초고해상도 초음파 영상의 표적 입자의 중심 위치에 입자 추적 속도 측정법(particle tracking velocimetry; PTV)을 적용하여 생성한(또는 측정한) 혈관 모델 내부 흐름의 속도장 정보에 기반한 혈류 유동 정보를 나타낸다.8F is the velocity field of the flow inside the vessel model generated (or measured) by applying particle tracking velocimetry (PTV) to the center position of the target particle of the ultra-high resolution ultrasound image reconstructed with DL-SRU. Represents information-based blood flow information.

도 8의 B, C 및 D를 비교하면, D는 기존의 영상 기법으로 생성된 B 및 C 보다 혈관 모델 벽면에서 잡음이 덜 발생하고, B 및 C 보다 혈관 초음파 영상의 해상도가 높다. 예를 들어, 초음파 영상의 해상도는 B, C, D에서 점선 E-E’를 따라 각각 실험 기법의 공간해상도를 비교하여 판단할 수 있다.Comparing B, C, and D of FIG. 8, D generates less noise on the vessel model wall than B and C generated by the conventional imaging technique, and has a higher resolution of a blood vessel ultrasound image than B and C. For example, the resolution of the ultrasound image may be determined by comparing the spatial resolution of each experimental technique along the dotted line E-E' in B, C, and D.

도 9는 일 실시예에 따른 대복재 정맥의 발목 판막에 대한 초음파 영상 및 혈류 유동 정보를 설명하기 위한 일 예를 나타낸다.9 illustrates an example for explaining an ultrasound image and blood flow information for an ankle valve of a great saphenous vein according to an exemplary embodiment.

도 9의 A는 생체내(in vivo) 사람의 하지 대복재 정맥(great saphenous vein)의 발목 판막 부근에서 획득한 혈관의 초음파 영상을 나타낸다. 이때, 초음파 영상은 초음파 조영제를 주입하지 않은, 적혈구에 대한 초음파 영상일 수 있다.9A shows an ultrasound image of a blood vessel obtained in the vicinity of an ankle valve of a great saphenous vein of a human in vivo. In this case, the ultrasound image may be an ultrasound image of red blood cells without injection of an ultrasound contrast agent.

도 9의 B는 대복재 정맥의 발목 판막 부근의 혈관의 초음파 영상을 기존의 ULM 기법으로 재구성한 초음파 영상 및 표적 입자의 중심 위치를 나타낸다.9B shows an ultrasound image of a blood vessel near an ankle valve of a great saphenous vein, reconstructed using a conventional ULM technique, and a center position of a target particle.

도 9의 C는 대복재 정맥의 발목 판막 부근의 혈관의 초음파 영상을 DL-SRU로 재구성한 초고해상도 초음파 영상 및 표적 입자의 중심 위치를 나타낸다.9C shows an ultra-high resolution ultrasound image obtained by reconstructing an ultrasound image of a blood vessel near an ankle valve of a great saphenous vein using DL-SRU and a center position of a target particle.

도 9의 DL-SRU는 사람의 하지 대복재 정맥의 발목 판막 부근의 혈관에서 초음파 조영제를 주입하지 않고, 적혈구에 대한 초음파 영상으로 학습된 신경망 알고리즘일 수 있다. 예를 들어, DL-SRU는 적혈구의 스페클 신호 특성들을 분석하여 생성된 적혈구에 대한 합성 초음파 영상에 의해 학습될 수 있다.The DL-SRU of FIG. 9 may be a neural network algorithm learned from an ultrasound image of red blood cells without injecting an ultrasound contrast agent in a blood vessel near an ankle valve of a large saphenous vein of a human lower limb. For example, the DL-SRU may be learned by using a synthetic ultrasound image of red blood cells generated by analyzing speckle signal characteristics of red blood cells.

도 9의 초고해상도 초음파 영상은 대복재 정맥의 발목 판막 부근의 혈관을 지나는 표적 입자의 실험 결과를 초음파 영상으로 획득하고, 획득한 초음파 영상을 상술한 바와 같이 학습된 DL-SRU에 입력 데이터로 사용하여 생성될 수 있다.In the ultra-high resolution ultrasound image of FIG. 9, the experimental result of the target particle passing through the blood vessel near the ankle valve of the great saphenous vein is acquired as an ultrasound image, and the acquired ultrasound image is used as input data to the DL-SRU learned as described above. Can be created by

도 9의 D1, D2 및 D3는 B 및 C에 표시된 1, 2 및 3 위치를 확대한 영상의 표적 입자의 중심 위치 측정 정확도를 나타낸다.D1, D2, and D3 of FIG. 9 indicate the accuracy of measuring the center position of the target particle in the enlarged image of positions 1, 2 and 3 indicated in B and C.

도 9의 E는 DL-SRU로 재구성한 초고해상도 초음파 영상의 표적 입자의 중심 위치에 입자 추적 속도 측정법(particle tracking velocimetry; PTV)을 적용하여 생성된 혈관 벽면 부근의 정확한 혈류 유동 정보를 나타낸다.9E shows accurate blood flow information near the wall of a blood vessel generated by applying particle tracking velocimetry (PTV) to the center position of a target particle in the ultra-high resolution ultrasound image reconstructed with DL-SRU.

도 9의 F는 E에 표시된 f를 확대한 영상을 나타낸다.F of FIG. 9 shows an enlarged image of f indicated by E.

도 9의 D1, D2 및 D3을 비교하면, C는 적혈구의 스페클 신호의 다양한 형상, 낮은 세기 및 겹침 조건에서도 혈관의 위치와 상관없이 적혈구의 중심 위치를 정확하게 찾아낼 수 있다.Comparing D1, D2, and D3 of FIG. 9, C can accurately find the central position of red blood cells regardless of the location of blood vessels even in various shapes, low intensity, and overlapping conditions of the speckle signal of red blood cells.

도 10은 도 1에 도시된 초음파 영상 생성 장치의 동작을 설명하기 위한 도면을 나타내고, 도 11은 도 1에 도시된 초음파 영상 생성 장치의 동작을 설명하기 위한 순서도를 나타낸다.10 is a diagram illustrating an operation of the ultrasound image generating apparatus illustrated in FIG. 1, and FIG. 11 is a flowchart illustrating an operation of the ultrasonic image generating apparatus illustrated in FIG. 1.

프로세서(350)는 미세 기포에 대한 제1 학습 데이터 및 적혈구에 대한 제2 학습 데이터에 기초하여 신경망 알고리즘(370)을 학습할 수 있다(1110).The processor 350 may learn the neural network algorithm 370 based on the first training data for microbubbles and the second training data for red blood cells (1110).

프로세서(350)는 초음파 영상 제공 장치(100)로부터 전송된 초음파 영상을 획득할 수 있다(1130).The processor 350 may acquire an ultrasound image transmitted from the ultrasound image providing apparatus 100 (1130 ).

프로세서(350)는 기 학습된 신경망 알고리즘(370)에 초음파 영상을 입력 데이터로 입력하여 초음파 영상의 표적 입자가 반영된 초고해상도 초음파 영상 및 혈류 유동 정보를 생성할 수 있다(1150).The processor 350 may generate an ultra-high resolution ultrasound image reflecting target particles of the ultrasound image and blood flow information by inputting an ultrasound image to the previously learned neural network algorithm 370 as input data (1150).

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.The method according to the embodiment may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be specially designed and configured for the embodiment, or may be known and usable to those skilled in computer software. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs and DVDs, and magnetic media such as floptical disks. -A hardware device specially configured to store and execute program instructions such as magneto-optical media, and ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include not only machine language codes such as those produced by a compiler, but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware device described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operation of the embodiment, and vice versa.

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.The software may include a computer program, code, instructions, or a combination of one or more of these, configuring the processing unit to operate as desired or processed independently or collectively. You can command the device. Software and/or data may be interpreted by a processing device or, to provide instructions or data to a processing device, of any type of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage medium or device. , Or may be permanently or temporarily embodyed in a transmitted signal wave. The software may be distributed over networked computer systems and stored or executed in a distributed manner. Software and data may be stored on one or more computer-readable recording media.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 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.As described above, although the embodiments have been described by the limited drawings, a person of ordinary skill in the art can apply various technical modifications and variations based on the above. For example, the described techniques are performed in a different order from the described method, and/or components such as systems, structures, devices, circuits, etc. described are combined or combined in a form different from the described method, or other components Alternatively, even if substituted or substituted by an equivalent, an appropriate result can be achieved.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and claims and equivalents fall within the scope of the following claims.

Claims (8)

혈관에 대한 초음파 영상을 획득하는 단계;
기 학습된 신경망 알고리즘에 기초하여 상기 초음파 영상의 표적 입자가 반영된 초고해상도 초음파 영상을 생성하는 단계;
상기 초고해상도 초음파 영상에 기초하여 상기 표적 입자의 중심 위치에 입자 추적 속도 측정법을 적용하여 상기 혈관의 내부 혈류 흐름에 대한 속도장 정보를 생성하는 단계; 및
상기 속도장 정보에 기초하여 상기 혈류에 대한 유동 정보를 생성하는 단계
를 포함하고,
상기 기 학습된 신경망 알고리즘은 학습 초음파 영상과 상기 학습 초음파 영상의 학습 표적 입자에 대한 정보를 합성한 학습 데이터에 의해 학습된 초음파 영상 생성 방법.
Obtaining an ultrasound image of a blood vessel;
Generating an ultra-high resolution ultrasound image reflecting the target particles of the ultrasound image based on a previously learned neural network algorithm;
Generating velocity field information on the internal blood flow of the blood vessel by applying a particle tracking velocity measurement method to the center position of the target particle based on the ultra-high resolution ultrasound image; And
Generating flow information for the blood flow based on the velocity field information
Including,
The pre-learned neural network algorithm is a method of generating an ultrasound image learned by using training data obtained by synthesizing a training ultrasound image and information on a target particle of the training ultrasound image.
제1항에 있어서,
상기 표적 입자 및 상기 학습 표적 입자는 상기 혈관 또는 도관에 포함된 미세 기포 및 적혈구 중에서 적어도 하나인 초음파 영상 생성 방법.
The method of claim 1,
The method of generating an ultrasound image, wherein the target particle and the learning target particle are at least one of microbubbles and red blood cells included in the blood vessel or conduit.
제1항에 있어서,
상기 학습 데이터는,
미세 기포에 대한 제1 학습 데이터; 및
적혈구에 대한 제2 학습 데이터
를 포함하는 초음파 영상 생성 방법.
The method of claim 1,
The training data,
First learning data for fine bubbles; And
Second learning data for red blood cells
Ultrasound image generation method comprising a.
제3항에 있어서,
상기 제1 학습 데이터는 상기 미세 기포를 포함하는 혈관에 대한 제1 학습 초음파 영상과 상기 미세 기포의 스페클 신호 및 중심 위치가 합성된 데이터이고,
상기 제2 학습 데이터는 상기 적혈구를 포함하는 혈관에 대한 제2 학습 초음파 영상과 상기 적혈구의 스페클 신호 및 중심 위치가 합성된 데이터인 초음파 영상 생성 방법.
The method of claim 3,
The first training data is data obtained by synthesizing a first training ultrasound image of a blood vessel including the micro-bubbles, a speckle signal and a center position of the micro-bubbles,
The second learning data is data obtained by synthesizing a second learning ultrasound image of a blood vessel including the red blood cells, a speckle signal of the red blood cells, and a center position of the red blood cells.
제1항에 있어서,
상기 생성하는 단계는,
상기 기 학습된 신경망 알고리즘을 이용하여 상기 표적 입자의 중심 위치를 추출하는 단계; 및
상기 초음파 영상에 상기 표적 입자의 중심 위치를 반영하여 상기 초고해상도 초음파 영상을 생성하는 단계를 포함하는 초음파 영상 생성 방법.
The method of claim 1,
The generating step,
Extracting the center position of the target particle using the previously learned neural network algorithm; And
And generating the ultra-high resolution ultrasound image by reflecting the center position of the target particle on the ultrasound image.
삭제delete 통신 모듈; 및
혈관에 대한 초음파 영상을 획득하고, 기 학습된 신경망 알고리즘에 기초하여 상기 초음파 영상의 표적 입자가 반영된 초고해상도 초음파 영상을 생성하고, 상기 초고해상도 초음파 영상에 기초하여 상기 표적 입자의 중심 위치에 입자 추적 속도 측정법을 적용하여 상기 혈관의 내부 혈류 흐름에 대한 속도장 정보를 생성하고, 상기 속도장 정보에 기초하여 상기 혈류에 대한 유동 정보를 생성하는 프로세서
를 포함하고,
상기 기 학습된 신경망 알고리즘은 학습 초음파 영상과 상기 학습 초음파 영상의 학습 표적 입자에 대한 정보를 합성한 학습 데이터에 의해 학습된 초음파 영상 생성 장치.
Communication module; And
Acquires an ultrasound image of a blood vessel, generates an ultra-high resolution ultrasound image reflecting the target particle of the ultrasound image based on a previously learned neural network algorithm, and tracks the particle at the center position of the target particle based on the ultra-high resolution ultrasound image Processor for generating velocity field information on the internal blood flow of the blood vessel by applying a velocity measurement method, and generating flow information on the blood flow based on the velocity field information
Including,
The pre-learned neural network algorithm is a device for generating an ultrasound image that is learned using training data obtained by synthesizing a training ultrasound image and information on a training target particle of the training ultrasound image.
제7항에 있어서,
상기 프로세서는,
제2항 내지 제5항의 어느 한 항에 따른 초음파 영상 생성 방법을 수행하는 초음파 영상 생성 장치.
The method of claim 7,
The processor,
An ultrasound image generating apparatus performing the method of generating an ultrasound image according to any one of claims 2 to 5.
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