KR102349657B1 - 멀티 게이트 도플러 신호의 펄스파 도플러 신호들에 기초하여 시간에 걸쳐 해부학적 구조물을 추적하기 위한 방법 및 시스템 - Google Patents

멀티 게이트 도플러 신호의 펄스파 도플러 신호들에 기초하여 시간에 걸쳐 해부학적 구조물을 추적하기 위한 방법 및 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR102349657B1
KR102349657B1 KR1020217014113A KR20217014113A KR102349657B1 KR 102349657 B1 KR102349657 B1 KR 102349657B1 KR 1020217014113 A KR1020217014113 A KR 1020217014113A KR 20217014113 A KR20217014113 A KR 20217014113A KR 102349657 B1 KR102349657 B1 KR 102349657B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
signal
doppler
mgd
anatomical structure
initial
Prior art date
Application number
KR1020217014113A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20210069718A (ko
Inventor
메나쳄 할만
알렉산더 소쿨린
피터 리스얀스키
신시아 에이. 오웬
단 핀코비치
Original Assignee
제너럴 일렉트릭 캄파니
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 제너럴 일렉트릭 캄파니 filed Critical 제너럴 일렉트릭 캄파니
Publication of KR20210069718A publication Critical patent/KR20210069718A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102349657B1 publication Critical patent/KR102349657B1/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/48—Diagnostic techniques
    • A61B8/488—Diagnostic techniques involving Doppler signals
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/08—Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings
    • A61B8/0833—Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings involving detecting or locating foreign bodies or organic structures
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/08—Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings
    • A61B8/0891—Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings for diagnosis of blood vessels
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/46—Ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic devices with special arrangements for interfacing with the operator or the patient
    • A61B8/461—Displaying means of special interest
    • A61B8/463—Displaying means of special interest characterised by displaying multiple images or images and diagnostic data on one display
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/46—Ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic devices with special arrangements for interfacing with the operator or the patient
    • A61B8/467—Ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic devices with special arrangements for interfacing with the operator or the patient characterised by special input means
    • A61B8/469—Ultrasonic, 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
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/52—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/5215—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves involving processing of medical diagnostic data
    • A61B8/5238—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves involving processing of medical diagnostic data for combining image data of patient, e.g. merging several images from different acquisition modes into one image
    • A61B8/5246—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves involving processing of medical diagnostic data for combining image data of patient, e.g. merging several images from different acquisition modes into one image combining images from the same or different imaging techniques, e.g. color Doppler and B-mode
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/52—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/5269—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves involving detection or reduction of artifacts
    • A61B8/5276—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves involving detection or reduction of artifacts due to motion
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/54—Control of the diagnostic device
    • A61B8/543—Control of the diagnostic device involving acquisition triggered by a physiological signal
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/66—Sonar tracking systems
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/88—Sonar systems specially adapted for specific applications
    • G01S15/89—Sonar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G01S15/8906—Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques
    • G01S15/8909—Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques using a static transducer configuration
    • G01S15/8915—Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques using a static transducer configuration using a transducer array
    • G01S15/8925—Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques using a static transducer configuration using a transducer array the array being a two-dimensional transducer configuration, i.e. matrix or orthogonal linear arrays
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/88—Sonar systems specially adapted for specific applications
    • G01S15/89—Sonar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G01S15/8906—Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques
    • G01S15/8979—Combined Doppler and pulse-echo imaging systems
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
    • G01S7/52017—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00 particularly adapted to short-range imaging
    • G01S7/52053—Display arrangements
    • G01S7/52057—Cathode ray tube displays
    • G01S7/52073—Production of cursor lines, markers or indicia by electronic means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
    • G01S7/52017—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00 particularly adapted to short-range imaging
    • G01S7/52053—Display arrangements
    • G01S7/52057—Cathode ray tube displays
    • G01S7/52074—Composite displays, e.g. split-screen displays; Combination of multiple images or of images and alphanumeric tabular information
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
    • G01S7/52017—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00 particularly adapted to short-range imaging
    • G01S7/52085—Details related to the ultrasound signal acquisition, e.g. scan sequences
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/06—Measuring blood flow
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/52—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/5284—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves involving retrospective matching to a physiological signal
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P5/00—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft
    • G01P5/24—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring the direct influence of the streaming fluid on the properties of a detecting acoustical wave
    • G01P5/241—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring the direct influence of the streaming fluid on the properties of a detecting acoustical wave by using reflection of acoustical waves, i.e. Doppler-effect
    • G01P5/244—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring the direct influence of the streaming fluid on the properties of a detecting acoustical wave by using reflection of acoustical waves, i.e. Doppler-effect involving pulsed waves

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)

Abstract

멀티 게이트 도플러(MGD) 신호의 펄스파(PW) 도플러 신호들에 기초하여 시간에 걸쳐 해부학적 구조물을 추적하기 위한 시스템 및 방법이 제공된다. 방법은 선택된 해부학적 구조물에 대응하는 게이트를 식별하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은, 연장된 기간 동안의 복수의 샘플 시간들에, MGD 신호의 복수의 PW 도플러 신호들로부터 PW 도플러 신호를 선택함으로써 연장된 기간에 걸쳐 선택된 해부학적 구조물을 추적하기 위해 MGD 신호를 분석하는 단계를 포함할 수 있다. 선택된 PW 도플러 각각은 특정 샘플 시간에 선택된 해부학적 구조물에 대응한다. 방법은, 디스플레이 시스템에서, 연장된 기간 동안의 샘플 시간들 각각에서 선택된 PW 도플러 신호들 각각으로부터 생성된 연속적인 PW 도플러 신호를 제시하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

멀티 게이트 도플러 신호의 펄스파 도플러 신호들에 기초하여 시간에 걸쳐 해부학적 구조물을 추적하기 위한 방법 및 시스템
소정 실시예들은 초음파 이미징(imaging)에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 소정 실시예들은 멀티 게이트 도플러(Multi-Gated Doppler, MGD) 신호의 펄스파(Pulsed-Wave, PW) 도플러 신호들에 기초하여 시간에 걸쳐 해부학적 구조물을 추적하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다.
초음파 이미징은 인체 내의 기관들 및 연조직들을 이미징하기 위한 의료 이미징 기술이다. 초음파 이미징은 실시간 비침습성 고주파 음파(non-invasive high frequency sound wave)들을 사용하여 2차원(2D) 이미지 및/또는 3차원(3D) 이미지를 생성한다.
펄스파(PW) 도플러 신호들은 신호들이 획득되는 작은 체적 내의 조직 및 유체 속도들의 스펙트럼을 나타내는 풍부한 신호들이다. 환자의 초음파 검사 동안, 관심 혈관 또는 신체 조직의 세그먼트와 같은 특정 해부학적 구조물의 PW 도플러 신호를 검사하는 것이 바람직할 수 있다. 검사를 수행하는 초음파 오퍼레이터(operator)는, 관심 영역 내의 속도들의 주기적 특성들을 관찰하기 위해, 연장된 기간에 걸쳐, 예컨대 다수의 심장 또는 호흡 사이클들의 과정에 걸쳐 PW 도플러 신호를 수집하려고 시도할 수 있다. 그러나, 환자 및/또는 프로브(probe)의 움직임으로 인해, 연장된 기간에 걸쳐 PW 신호를 획득하는 것은 숙련된 오퍼레이터에게도 힘든 것일 수 있다. 예를 들어, 초음파 오퍼레이터가 시간에 걸쳐 작은 혈관의 PW 도플러 신호들을 획득하려고 시도하고 있는 경우, 환자 또는 프로브의 작은 움직임들 조차도 혈관이 작은 PW 도플러 신호 획득 영역을 벗어나게(leave) 할 수 있다. 다른 예로서, 초음파 오퍼레이터가 조직 세그먼트 내의 속도들에 대응하는 PW 도플러 신호들을 획득하려고 시도하고 있는 경우, 검사되고 있는 조직 세그먼트의 움직임은 작은 PW 도플러 신호 획득 영역보다 클 수 있다.
종래의 그리고 전통적인 접근법의 추가의 제한 및 단점은, 도면을 참조하여 본 출원의 나머지 부분에 기재된 바와 같이, 그러한 시스템과 본 발명의 일부 태양의 비교를 통해 당업자에게 명백해질 것이다.
청구범위에서 더 완벽하게 기재된 바와 같이, 실질적으로 도면들 중 적어도 하나에 도시되고/되거나 그와 관련하여 설명된 바와 같은, 멀티 게이트 도플러(MGD) 신호의 펄스파(PW) 도플러 신호들에 기초하여 시간에 걸쳐 해부학적 구조물을 추적하기 위한 방법 및/또는 시스템이 제공된다.
본 발명의 이들 및 다른 이점, 태양 및 신규한 특징뿐만 아니라, 그의 예시된 실시예의 상세 사항이 하기의 설명 및 도면으로부터 더 완전히 이해될 것이다.
도 1은 다양한 실시예들에 따른, 멀티 게이트 도플러(MGD) 신호의 펄스파(PW) 도플러 신호들에 기초하여 시간에 걸쳐 해부학적 구조물을 추적하도록 동작가능한 예시적인 초음파 시스템의 블록도이다.
도 2는 다양한 실시예들에 따른, MGD 신호의 PW 도플러 신호들에 기초하여 시간에 걸쳐 해부학적 구조물을 추적하도록 동작가능한 예시적인 의료용 작업대(workstation)의 블록도이다.
도 3은 다양한 실시예들에 따른, MGD 신호의 PW 도플러 신호들에 대응하는 게이트 위치들을 갖는 예시적인 2D 이미지를 예시한다.
도 4는 다양한 실시예들에 따른, 추적된 해부학적 구조물에 대응하는 연속적인 PW 도플러 신호의 예시적인 디스플레이이고, 연속적인 PW 도플러 신호는 MGD 신호의, 제1 게이트로부터의 제1 PW 도플러 신호 및 제2 게이트로부터의 제2 PW 도플러 신호로부터 생성된다.
도 5는 예시적인 실시예들에 따른, MGD 신호의 PW 도플러 신호들에 기초하여 시간에 걸쳐 해부학적 구조물을 추적하기 위해 활용될 수 있는 예시적인 단계들을 예시하는 흐름도이다.
소정 실시예들은 멀티 게이트 도플러(MGD) 신호의 펄스파(PW) 도플러 신호들에 기초하여 시간에 걸쳐 해부학적 구조물을 추적하기 위한 방법 및 시스템에서 발견될 수 있다. 다양한 실시예들은 추적된 해부학적 구조물에 대응하는 연속적인 PW 도플러 신호의 향상된 시각화를 제공하는 기술적 효과를 갖는다. 또한, 소정 실시예들은 MGD 신호에 기초하여 선택된 해부학적 구조물에 대응하는 PW 도플러 신호를 생성하는 기술적 효과를 갖는다. 추가로, 본 발명의 태양들은 형상, 길이, 및 배향이 자동으로 계산될 수 있도록, MGD 신호의 PW 도플러 신호들에 기초하여 혈관 세그먼트화를 수행하는 기술적 효과를 갖는다. 혈관의 2차원(2D) 형상을 사용하여 혈관 내의 2D 유속을 추정할 수 있다.
전술한 발명의 내용뿐만 아니라 소정 실시예의 하기의 상세한 설명은 첨부 도면과 함께 읽을 때 더 잘 이해될 것이다. 도면들이 다양한 실시예들의 기능 블록들의 다이어그램들을 예시하는 한, 기능 블록들은 반드시 하드웨어 회로부 사이의 분할을 나타내는 것은 아니다. 따라서, 예를 들어, 기능 블록들(예컨대, 프로세서들 또는 메모리들) 중 하나 이상은 단일의 하드웨어(예컨대, 범용 신호 프로세서 또는 랜덤 액세스 메모리의 블록, 하드 디스크 등) 또는 다수의 하드웨어로 구현될 수 있다. 유사하게, 프로그램들은 독립형 프로그램들일 수 있고, 운영 체제 내에 서브루틴들로서 통합될 수 있고, 설치된 소프트웨어 패키지 내의 기능들일 수 있고, 기타 등등일 수 있다. 다양한 실시예들이 도면에 도시된 배열들 및 수단(instrumentality)으로 제한되지 않는 것을 이해해야 한다. 또한, 실시예들이 조합될 수 있다는 것, 또는 다른 실시예들이 활용될 수 있다는 것 그리고 다양한 실시예들의 범주로부터 벗어남이 없이 구조적, 논리적 및 전기적 변화들이 이루어질 수 있다는 것을 이해해야 한다. 따라서, 하기의 상세한 설명은 제한적인 의미로 간주되어서는 안 되며, 본 발명의 범주는 첨부 청구범위 및 그의 등가물에 의해 한정된다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 단수형으로 인용되고 단어 "a" 또는 "an"으로 진행되는 요소 또는 단계는, 복수의 상기 요소들 또는 단계들의 배제가 명시적으로 언급되지 않는 한, 복수의 상기 요소들 또는 단계들을 배제하지 않는 것으로 이해해야 한다. 더욱이, "예시적인 실시예", "다양한 실시예", "소정 실시예", "대표적인 실시예" 등에 대한 언급은, 인용된 특징부를 또한 포함하는 추가의 실시예의 존재를 배제하는 것으로 해석되도록 의도되지 않는다. 더욱이, 명시적으로 반대로 언급되지 않는 한, 특정 특성을 갖는 요소 또는 복수의 요소를 "포함하는", "구비하는", 또는 "갖는" 실시예는, 그러한 특성을 갖지 않는 추가의 요소를 포함할 수 있다.
또한, 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "이미지"는 가시성 이미지들 및 가시성 이미지를 표현하는 데이터 둘 모두를 광범위하게 지칭한다. 그러나, 많은 실시예들은 적어도 하나의 가시성 이미지를 생성한다(또는 그를 생성하도록 구성됨). 추가로, 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 어구 "이미지"는 초음파 모드, 예컨대 B-모드(2D 모드), M-모드, 3차원(3D) 모드, CF-모드, PW 도플러, MGD, 및/또는 B-모드의 서브모드들 및/또는 CF, 예컨대 SWEI(Shear Wave Elasticity Imaging), TVI, Angio, B-플로우(B-flow), BMI, BMI_Angio, 및 일부 경우들에서, 또한 MM, CM, TVD, CW를 지칭하는 데 사용되며, 여기서 "이미지" 및/또는 "평면"은 단일의 빔 또는 다수의 빔들을 포함한다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "프로세서" 또는 "프로세싱 유닛"은, 단일 또는 멀티-코어: CPU, 그래픽 보드, DSP, FPGA, ASIC 또는 이들의 조합과 같은, 다양한 실시예들에 필요한 요구된 계산을 수행할 수 있는 임의의 타입의 프로세싱 유닛을 지칭한다.
이미지들을 생성하거나 형성하는 본 명세서에 기술된 다양한 실시예들은, 일부 실시예들에서는 빔형성(beamforming)을 포함하고 다른 실시예들에서는 빔형성을 포함하지 않는 이미지들을 형성하기 위한 프로세싱을 포함할 수 있다는 것에 유의해야 한다. 예를 들어, 이미지는, 예컨대 복조 데이터의 행렬을 계수들의 행렬과 곱하여 그 산물이 이미지가 되도록 빔형성 없이 형성될 수 있으며, 프로세스는 어떠한 "빔들"도 형성하지 않는다. 또한, 이미지들의 형성은 하나 초과의 송신 이벤트(예컨대, 합성 애퍼처 기술들)로부터 유래할 수 있는 채널 조합들을 사용하여 수행될 수 있다.
다양한 실시예들에서, 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어, 또는 이들의 조합으로, 예를 들어, 수신 빔형성과 같은 초음파 빔형성을 포함하여, 이미지들을 형성하기 위한 초음파 프로세싱이 수행된다. 다양한 실시예들에 따라 형성된 소프트웨어 빔형성기(beamformer) 아키텍처를 갖는 초음파 시스템의 일 구현예가 도 1에 예시되어 있다.
도 1은 다양한 실시예들에 따른, 멀티 게이트 도플러(MGD) 신호(320)의 PW 도플러 신호들(321 내지 326, 400a, 400b)에 기초하여 시간에 걸쳐 해부학적 구조물을 추적하도록 동작가능한 예시적인 초음파 시스템(100)의 블록도이다. 도 1을 참조하면, 초음파 시스템(100)이 도시되어 있다. 초음파 시스템(100)은 송신기(102), 초음파 프로브(104), 송신 빔형성기(110), 수신기(118), 수신 빔형성기(120), RF 프로세서(124), RF/IQ 버퍼(126), 사용자 입력 모듈(130), 신호 프로세서(132), 이미지 버퍼(136), 디스플레이 시스템(134), 및 아카이브(archive)(138)를 포함한다.
송신기(102)는 초음파 프로브(104)를 구동시키도록 동작가능할 수 있는 적합한 로직(logic), 회로부, 인터페이스 및/또는 코드를 포함할 수 있다. 초음파 프로브(104)는 압전 요소들의 2차원(2D) 어레이를 포함할 수 있다. 초음파 프로브(104)는 송신 트랜스듀서(transducer) 요소들(106)의 그룹 및 수신 트랜스듀서 요소들(108)의 그룹을 포함할 수 있으며, 이들은 통상적으로 동일한 요소를 구성한다. 소정 실시예에서, 초음파 프로브(104)는 심장, 혈관, 또는 임의의 적합한 해부학적 구조물과 같은 해부학적 구조의 적어도 상당한 부분을 커버하는 초음파 이미지 데이터를 획득하도록 동작가능할 수 있다.
송신 빔형성기(110)는, 송신 서브애퍼처(sub-aperture) 빔형성기(114)를 통해, 초음파 송신 신호를 관심 영역(예컨대, 인간, 동물, 지하 공동, 물리적 구조물 등) 내로 방출하도록 송신 트랜스듀서 요소들(106)의 그룹을 구동시키는 송신기(102)를 제어하도록 동작가능할 수 있는 적합한 로직, 회로부, 인터페이스 및/또는 코드를 포함할 수 있다. 송신된 초음파 신호는 혈구 또는 조직과 같은 관심 물체 내의 구조물로부터 후방산란되어, 에코를 생성할 수 있다. 에코는 수신 트랜스듀서 요소(108)에 의해 수신된다.
초음파 프로브(104) 내의 수신 트랜스듀서 요소들(108)의 그룹은 수신된 에코를 아날로그 신호로 변환하도록 동작가능할 수 있고, 이는 수신 서브애퍼처 빔형성기(116)에 의해 서브애퍼처 빔형성을 겪고, 이어서 수신기(118)로 전달된다. 수신기(118)는, 수신 서브애퍼처 빔형성기(116)로부터 신호를 수신하도록 동작가능할 수 있는 적합한 로직, 회로부, 인터페이스 및/또는 코드를 포함할 수 있다. 아날로그 신호는 복수의 A/D 변환기들(122) 중 하나 이상으로 전달될 수 있다.
복수의 A/D 변환기(122)는, 수신기(118)로부터의 아날로그 신호를 대응하는 디지털 신호로 변환하도록 동작가능할 수 있는 적합한 로직, 회로부, 인터페이스 및/또는 코드를 포함할 수 있다. 복수의 A/D 변환기(122)는 수신기(118)와 RF 프로세서(124) 사이에 배치된다. 그럼에도 불구하고, 본 발명은 이와 관련하여 제한되지 않는다. 따라서, 일부 실시예에서, 복수의 A/D 변환기(122)는 수신기(118) 내에 통합될 수 있다.
RF 프로세서(124)는, 복수의 A/D 변환기(122)에 의해 출력되는 디지털 신호를 복조하도록 동작가능할 수 있는 적합한 로직, 회로부, 인터페이스 및/또는 코드를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, RF 프로세서(124)는 대응하는 에코 신호를 나타내는 I/Q 데이터 쌍을 형성하기 위해 디지털 신호를 복조하도록 동작가능한 복합 복조기(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. RF 또는 I/Q 신호 데이터는, 이어서, RF/IQ 버퍼(126)로 전달될 수 있다. RF/IQ 버퍼(126)는, RF 프로세서(124)에 의해 생성되는 RF 또는 I/Q 신호 데이터의 임시 저장을 제공하도록 동작가능할 수 있는 적합한 로직, 회로부, 인터페이스 및/또는 코드를 포함할 수 있다.
수신 빔형성기(120)는, 예를 들어, RF/IQ 버퍼(126)를 통해 RF 프로세서(124)로부터 수신되는 지연된 채널 신호들을 합산하기 위해 그리고 빔 합산 신호를 출력하기 위해 디지털 빔형성 프로세싱을 수행하도록 동작가능할 수 있는 적합한 로직, 회로부, 인터페이스 및/또는 코드를 포함할 수 있다. 생성된 프로세싱된 정보는, 수신 빔형성기(120)로부터 출력되고 신호 프로세서(132)로 전달되는 빔 합산 신호일 수 있다. 일부 실시예에 따르면, 수신기(118), 복수의 A/D 변환기(122), RF 프로세서(124), 및 빔형성기(120)는 디지털일 수 있는 단일 빔형성기 내에 통합될 수 있다. 다양한 실시예에서, 초음파 시스템(100)은 복수의 수신 빔형성기(120)를 포함한다. 각각의 수신 빔형성기들(120)은 함께 MGD 도플러 신호를 형성하는 복수의 PW 도플러 신호들 중 하나를 생성하기 위해 디지털 빔형성을 수행하도록 구성될 수 있다.
사용자 입력 모듈(130)은 환자 데이터, 스캔 파라미터들, 설정들을 입력하고, 프로토콜들 및/또는 템플릿(template)들을 선택하고, 도플러 추적 기능을 활성화하고, MGD 신호의 게이트와 연관된 해부학적 구조물을 선택하는 등에 활용될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 사용자 입력 모듈(130)은 초음파 시스템(100) 내의 하나 이상의 구성요소 및/또는 모듈의 동작을 구성하고/하거나 관리하고/하거나 제어하도록 동작가능할 수 있다. 이와 관련하여, 사용자 입력 모듈(130)은 송신기(102), 초음파 프로브(104), 송신 빔형성기(110), 수신기(118), 수신 빔형성기(120), RF 프로세서(124), RF/IQ 버퍼(126), 사용자 입력 모듈(130), 신호 프로세서(132), 이미지 버퍼(136), 디스플레이 시스템(134), 및/또는 아카이브(138)의 동작을 구성하고/하거나 관리하고/하거나 제어하도록 동작가능할 수 있다. 사용자 입력 모듈(130)은 버튼(들), 회전식 인코더(들), 터치스크린, 모션 추적, 음성 인식, 마우징 디바이스(mousing device), 키보드, 카메라 및/또는 사용자 지시를 수신할 수 있는 임의의 다른 디바이스를 포함할 수 있다. 소정 실시예들에서, 사용자 입력 모듈들(130) 중 하나 이상은, 예를 들어, 디스플레이 시스템(134)과 같은 다른 구성요소들에 통합될 수 있다. 일례로서, 사용자 입력 모듈(130)은 터치스크린 디스플레이를 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에서, 도플러 추적 기능은 사용자 입력 모듈(130)을 통해 수신된 지시에 응답하여 활성화될 수 있다. 소정 실시예들에서, MGD 신호의 게이트에 대응하는 2D 이미지 내의 해부학적 구조물은 사용자 입력 모듈(130)을 통해 수신된 지시에 응답하여 선택될 수 있다. 대표적인 실시예에서, 관심 영역의 2D 이미지 및 대응하는 MGD 초음파 데이터는 사용자 입력 모듈(130)을 통해 수신된 지시에 응답하여 검색될 수 있다.
신호 프로세서(132)는, 디스플레이 시스템(134) 상에서의 제시를 위한 초음파 이미지를 생성하기 위해 초음파 스캔 데이터(즉, 합산 IQ 신호)를 프로세싱하도록 동작가능할 수 있는 적합한 로직, 회로부, 인터페이스 및/또는 코드를 포함할 수 있다. 신호 프로세서(132)는 획득된 초음파 스캔 데이터에 대해 복수의 선택가능한 초음파 양식에 따라 하나 이상의 프로세싱 동작을 수행하도록 동작가능하다. 예시적인 실시예에서, 신호 프로세서(132)는 배합(compounding), 모션 추적, 및/또는 스페클(speckle) 추적을 수행하도록 동작가능할 수 있다. 획득된 초음파 스캔 데이터는 에코 신호가 수신됨에 따라 스캐닝 세션 동안 실시간으로 프로세싱될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 초음파 스캔 데이터는 스캐닝 세션 동안 RF/IQ 버퍼(126)에 일시적으로 저장될 수 있고, 라이브 또는 오프라인 동작에서 실시간 미만으로 프로세싱될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 프로세싱된 이미지 데이터는 디스플레이 시스템(134)에서 제시될 수 있고/있거나 아카이브(138)에서 저장될 수 있다. 아카이브(138)는 로컬 아카이브, PACS(Picture Archiving and Communication System), 또는 이미지 및 관련 정보를 저장하기 위한 임의의 적합한 디바이스일 수 있다. 예시적인 실시예에서, 신호 프로세서(132)는 게이트 식별 모듈(140) 및 추적 모듈(150)을 포함할 수 있다.
초음파 시스템(100)은 당해 이미징 상황에 적합한 프레임 레이트(frame rate)로 초음파 스캔 데이터를 연속적으로 획득하도록 동작가능할 수 있다. 전형적인 프레임 레이트는 20 내지 70의 범위에 있지만, 더 낮거나 더 높을 수 있다. 획득된 초음파 스캔 데이터는, 프레임 레이트와 동일하거나 더 느리거나 더 빠를 수 있는 디스플레이 레이트로 디스플레이 시스템(134) 상에 디스플레이될 수 있다. 즉시 디스플레이되도록 스케줄링되지 않은 획득된 초음파 스캔 데이터의 프로세싱된 프레임을 저장하기 위한 이미지 버퍼(136)가 포함된다. 바람직하게는, 이미지 버퍼(136)는 초음파 스캔 데이터의 적어도 수 분의 가치가 있는 프레임을 저장하기 위한 충분한 용량을 갖는다. 초음파 스캔 데이터의 프레임은 그의 순서 또는 획득 시간에 따라 그의 검색을 용이하게 하는 방식으로 저장된다. 이미지 버퍼(136)는 임의의 알려진 데이터 저장 매체로서 구현될 수 있다.
신호 프로세서(132)는 2D 초음파 이미지의 관심 영역 내의 수동으로 또는 자동으로 선택된 해부학적 구조물에 대응하는 게이트를 식별하도록 동작가능할 수 있는 적합한 로직, 회로부, 인터페이스들 및/또는 코드를 포함하는 게이트 식별 모듈(140)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 해부학적 구조물은 사용자 입력 모듈(130)을 통한 2D 초음파 이미지에서의 사용자 선택에 기초하여 수동으로 선택될 수 있다. 다른 예로서, 해부학적 구조물은 디폴트 또는 사용자 특정 해부학적 구조물을 식별하기 위해 이미지 검출 알고리즘들을 2D 초음파 이미지에 적용하는 게이트 식별 모듈(140)에 기초하여 자동으로 선택될 수 있다. 2D 초음파 이미지는 초음파 시스템(100)에 의해 획득되는 B-모드 이미지, 컬러 도플러 이미지, 또는 임의의 적합한 2D 이미지일 수 있다. 추가적으로 및/또는 대안적으로, 2D 초음파 이미지 및 대응하는 MGD 신호들은 아카이브(138) 또는 임의의 적합한 데이터 저장 매체로부터 검색될 수 있다.
도 3은 다양한 실시예들에 따른, MGD 신호(320)의 PW 도플러 신호들(321 내지 326)에 대응하는 게이트 위치들(311 내지 316)을 갖는 예시적인 2D 이미지(310)를 예시한다. 도 3을 참조하면, 디스플레이 시스템(134)은 2D 초음파 이미지(310) 및 MGD 신호(320)를 갖는 디스플레이(300)를 제시할 수 있다. MGD는 많은 위치들(즉, 게이트들(311 내지 316))로부터의 PW 도플러 신호들(321 내지 326)의 동시 획득을 허용한다. 2D 초음파 이미지(310) 내의 픽셀들의 적어도 일부분은 MGD 신호(320)의 상이한 게이트들(311 내지 316)에 대응할 수 있다. 도 3에는 6개의 게이트들(311 내지 316)이 라벨링(labeling)되어 있지만, 10개의 게이트들, 16개의 게이트들, 또는 바람직한 실시예에서, 256개의 게이트들과 같은 임의의 적합한 수의 게이트들이 구현될 수 있다. 각각의 게이트들(311 내지 316)은 2D 초음파 이미지(310) 내의 픽셀 또는 픽셀들의 그룹의 위치들과 연관될 수 있다. MGD 신호(320)는 MGD 신호(320)의 각각의 게이트에 대응하는 PW 도플러 신호들(321 내지 326)을 포함할 수 있다.
도 1 및 도 3을 참조하면, MGD 신호들(320)은 2D 이미지들(310)과 함께 그리고/또는 2D 이미지(310) 내의 게이트(311 내지 316)의 식별 후에 획득될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 획득된 2D 이미지들(310) 및 MGD 신호들(320)은 검색 및 사후 프로세싱을 위해 아카이브(138) 또는 임의의 적합한 데이터 저장 매체에 저장될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 게이트 식별 모듈(140)은 2D 초음파 이미지(310) 내의 선택된 해부학적 구조물에 대응하는 게이트(311 내지 316)를 식별할 수 있다. 예를 들어, 2D 초음파 이미지(310) 내의 게이트 4(314)의 위치에서 오퍼레이터는 해부학적 구조물을 수동으로 선택할 수 있거나, 또는 게이트 식별 모듈(140)은 이를 자동으로 선택할 수 있다. 해부학적 구조물은 혈관, 움직이는 조직의 세그먼트, 또는 임의의 적합한 해부학적 구조물일 수 있다. 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 식별된 게이트(314)와 연관된 해부학적 구조물을 추적하기 위해 그리고 디스플레이 시스템(134)에 추적된 해부학적 구조물에 대응하는 PW 도플러 신호(324)를 제공하기 위해 식별된 게이트(314)가 추적 모듈(150)에 제공될 수 있다.
신호 프로세서(132)는 게이트 식별 모듈(140)에 의해 식별된 게이트(311 내지 316)와 연관된 해부학적 구조물을 추적하기 위해 MGD 신호(320)를 분석하도록 동작가능할 수 있는 적합한 로직, 회로부, 인터페이스 및/또는 코드를 포함하는 추적 모듈(150)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 게이트 식별 모듈(140)은 느린 혈류를 갖는 작은 혈관에 대응하는 게이트(311 내지 316)를 식별할 수 있다. 시간에 걸친 MGD 신호들(320)의 획득 동안, 혈관은 환자 또는 프로브의 움직임으로 인해 획득 기간 동안 원래 식별된 게이트의 획득 구역을 벗어나 하나 이상의 상이한 게이트들로 움직일 수 있다. 추적 모듈(150)은 현재 프레임의 MGD 신호(320)를 분석하고, 그것을 선택된 해부학적 구조물에 대응하는 이전에 획득된 MGD 신호(들)(320)와 비교하여 선택된 해부학적 구조물의 현재 위치를 결정할 수 있다. 예를 들어, 환자 또는 프로브가 움직인 경우, 선택된 해부학적 구조물의 현재 위치는 이전 프레임과 동일한 게이트 또는 이전 프레임과는 상이한 게이트일 수 있다. 추적 모듈(150)은 디스플레이 시스템(134)에서, 선택된 해부학적 위치와 현재 연관된 게이트에 대응하는 적절한 PW 도플러 신호(321 내지 326)를 제시할 수 있다. 이러한 방식으로, 추적 모듈(150)이 획득 기간 동안의 각각의 샘플 시간에 선택된 해부학적 구조물과 연관된 게이트로부터의 적절한 PW 도플러 신호를 함께 스티칭(stitching)함으로써 시간에 걸친 연속적인 PW 도플러 신호가 제시될 수 있다.
도 4는 다양한 실시예들에 따른, 추적된 해부학적 구조물에 대응하는 연속적인 PW 도플러 신호(400c)의 예시적인 디스플레이이고, 연속적인 PW 도플러 신호(400c)는 MGD 신호의, 제1 게이트로부터의 제1 PW 도플러 신호(400a) 및 제2 게이트로부터의 제2 PW 도플러 신호(400b)로부터 생성된다. 도 4를 참조하면, 제1 PW 도플러 신호(400a), 제2 PW 도플러 신호(400b), 및 연속적인 PW 도플러 신호(400c)가 도시되어 있다. 제1 PW 도플러 신호(400a)는 획득 기간에 걸쳐 획득된 MGD 신호의 제1 게이트에 대응할 수 있다. 제1 PW 도플러 신호(400a)는 획득 기간 중 제1 기간 동안의 선택된 해부학적 구조물에 대응하는 제1 PW 도플러 신호 부분(410a), 획득 기간 중 제2 기간 동안의 선택되지 않은 해부학적 구조물에 대응하는 제2 PW 도플러 신호 부분(420a), 및 선택된 해부학적 구조물이 제1 게이트의 획득 구역 밖으로 움직인 획득 기간 동안의 시점(415)을 포함한다. 제2 PW 도플러 신호(400b)는 획득 기간 중 제1 기간 동안의 선택되지 않은 해부학적 구조물에 대응하는 제1 PW 도플러 신호 부분(410b), 획득 기간 중 제2 기간 동안의 선택된 해부학적 구조물에 대응하는 제2 PW 도플러 신호 부분(420b), 및 선택된 해부학적 구조물이 제2 게이트의 획득 구역으로 움직인 획득 기간 동안의 시점(415)을 포함한다. 연속적인 PW 도플러 신호(400c)는 획득 기간 동안의 선택된 해부학적 구조물에 대응하는 PW 도플러 신호 부분들(410a, 420b)로부터 추적 모듈(150)에 의해 생성될 수 있다. 예를 들어, 도 4의 연속적인 PW 도플러 신호(400c)는 획득 기간 중 제1 기간 동안의 선택된 해부학적 구조물에 대응하는 제1 PW 도플러 신호(400a)의 제1 PW 도플러 신호 부분(410a), 및 획득 기간 중 제2 기간 동안의 선택된 해부학적 구조물에 대응하는 제2 PW 도플러 신호(400b)의 제2 PW 도플러 신호 부분(420b)을 포함한다. 도 4의 연속적인 PW 도플러 신호(400c)는, 선택된 해부학적 구조물이 제1 게이트의 획득 구역으로부터 제2 게이트의 획득 구역으로 움직인 획득 기간 동안의 시점(415)에서, 제1 PW 도플러 신호(400a)의 제1 PW 도플러 신호 부분(410a) 및 제2 PW 도플러 신호(400b)의 제2 PW 도플러 신호 부분(420b)으로부터 함께 스티칭된다. 따라서, 혈관의 움직임에도 불구하고, 연장된 획득 기간에 걸친 선택된 해부학적 구조물에 대응하는 단일의 연속적인 PW 신호(400c)가 디스플레이 시스템(134)에 제시될 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 신호 프로세서(132)의 추적 모듈(150)은 MGD 신호(320)에 기초하여 선택된 해부학적 구조물의 위치를 추적할 수 있다. 예를 들어, MGD 신호(320)가 2D 초음파 이미지(310) 내의 많은 위치들에서 얻어져서, 선택된 해부학적 구조물이 시간적으로 어디로 이동했는지가 이해된다. 다양한 실시예들에서, 시간 0에서의 프레임에 대한 MGD 신호(320)는 MxNxD 행렬인데, 여기서 M, N은 PW 도플러 신호들이 획득되는 게이트들을 나타내는 수평 및 수직 치수들이고, D는 스펙트럼이 측정되는 속도들의 수이다. 수평 및 수직 치수들 M, N은, 다음과 같이, PW 도플러 신호가 획득되는 각각의 게이트 위치에 대한 2D 초음파 이미지의 이미지 좌표들 X, Y를 제공하도록 맵핑(mapping)될 수 있다: f:[M, N]->[X, Y]. 추적 모듈(150)은, 역 맵핑이 수행된 후에 시간 0(t0)에서 좌표 (X0, Y0)에 위치된 선택된 해부학적 구조물 주위에 중심을 둔, MGD 행렬 D0(시간 0에서의 행렬)에서의 동일한 치수의 패치와 가장 유사한 치수[MxNxD]의 MGD 행렬 D1(시간 1에서의 행렬)에서의 3차원(3D) 패치를 탐색할 수 있다. 유사성은 제곱 차의 최소 합, 절대 차의 최소 합, 또는 임의의 적합한 기술을 사용하여 측정될 수 있다. 비교의 결과는 시간 1(t1)에서의 2D 초음파 이미지 내의 이미지 좌표 (X1, Y1)에 대응하는 게이트와 연관된 PW 도플러 신호를 식별한다. 추적 모듈(150)은 대응하는 시간 2(t2), 시간 3(t3) 등에서의 2D 초음파 이미지 내의 이미지 좌표들 (X2, Y2), (X3, Y3) 등에 대응하는 게이트와 연관된 PW 도플러 신호를 식별하기 위해 후속 프레임들에 대해 프로세스를 반복할 수 있다.
다양한 실시예들에서, MGD 신호에 기초하여 추적 모듈(150)에 의해 수행되는 추적은, 선택된 해부학적 구조물에 대응하는 적절한 PW 도플러 신호(321 내지 326)를 식별하는 정확도의 신뢰도를 증가시키기 위해 더 강력한 분석을 제공하도록 다른 큐(cue)들로 가중될 수 있다. 예를 들어, 시간적 일관성 및 선택된 해부학적 구조물을 둘러싸는 패치의 외관이 MGD 신호(320)의 분석을 보완하기 위해 추적 모듈(150)에 의해 고려되는 큐들일 수 있다. 일례로서, 초기 2D 휘도 이미지 프레임(I0)에서의 초기 시간(t0)에, 좌표 (X0, Y0)에 위치된 해부학적 구조물이 연장된 획득 기간 전체에 걸쳐 추적되도록 선택된다. 추적 모듈(150)은, 시간(t0)에서의 위치 (X0,Y0)에의 해부학적 구조물이 후속하는 2D 휘도 이미지(I1)에서 다음 샘플 시간(t1)에 어디로 이동했는지를 결정하기 위해 몇몇 큐들을 가중시키도록 구성될 수 있다. 프레임들(I0, I1) 사이의 해부학적 구조물의 병진은, 적어도 프레임들이 밀리초 떨어져 있고 환자 및/또는 프로브의 움직임들이 훨씬 더 느리기 때문에, 최소이다. 관심 대상인 해부학적 구조물이 환자 및/또는 프로브 움직임으로 인해 초음파 이미지 평면에서 움직임에 따라, 그것은 전체 이미지만큼 클 수 있는 이미지의 더 큰 패치와 함께 움직인다. 따라서, 다양한 실시예들에서, 추적 모듈(150)은 원래의 관심 지점 위치 (X0, Y0) 주위에 중심을 둔 2D 휘도 이미지 프레임(I0) 내의 동일한 크기의 대응하는 패치와 가장 유사한 2D 휘도 이미지 프레임(I1) 내의 nxn 픽셀 패치를 식별할 수 있다. 추적 모듈(150)은 최대 정규 교차 상관, 절대 차의 최소 합, 또는 임의의 적합한 유사성 척도의 최대화에 기초하여 가장 유사한 패치를 식별하도록 구성될 수 있다. 소정 실시예들에서 그리고 유사한 방식으로, 추적 모듈(150)은, 추가적으로 및/또는 대안적으로, 선택된 해부학적 구조물이 위치되는 곳에 대한 추가의 및/또는 대안적인 큐로서 역할을 하도록, 원래의 좌표 (X0, Y0) 주변의 원래의 컬러 도플러 이미지 프레임(C0) 내의 패치와 가장 유사한 컬러 도플러 이미지 프레임(C1) 내의 패치를 식별할 수 있다.
소정 실시예들에서, 선택된 해부학적 구조물이 혈관인 경우, 예를 들어, 추적 모듈(150)은 목표 혈관 내의 혈류의 주기성을 사용함으로써 MGD 신호(320)에 기초하여 혈관의 위치를 추적할 수 있다. 예를 들어, 초음파 시스템(100)은 행렬 [MxNxT]에 대응하는 3차원(3D) B-모드 신호 및 행렬[MxNxDxT]에 대응하는 4차원(4D) PW 도플러 신호를 획득하고 기록하도록 구성될 수 있는데, 여기서 T는 관심 혈관의 대략적인 위치로부터의 복수의 호흡 및/또는 심장 사이클들에 걸친 시간이다. 목표 혈관 상에 포지셔닝된 도플러 게이트(321 내지 326)가 획득 기간에 걸쳐 유사한 스펙트럼 시간 시그니처(signature)를 제공하기 때문에, 목표 혈관이 3D B-모드 이미지 내에서 움직이더라도, 추적 모듈(150)은 시간에 걸쳐 목표 혈관을 추적하도록 구성될 수 있다. 대표적인 실시예에서, 추적 모듈은 선택된 해부학적 구조의 PW 도플러 신호를 개선하고, 위치시키고, 추적하기 위한 하나 이상의 기술들을 적용한다. 예를 들어, 추적 모듈(150)은, 선택된 해부학적 구조물에 대한 연속적인 PW 도플러 신호(400c)를 구성하기 위해, 각각의 프레임에 대한 대응하는 PW 도플러 신호(321 내지 326, 400a, 400b) 및 게이트(311 내지 316)를 선택하도록 구성될 수 있다.
게이트는, PW 도플러 신호 세기, 속도, 수동 선택, 스펙트럼 추적, 사이클 추적, B-모드 추적, 및/또는 기준들의 조합들과 같은 하나 이상의 기준들에 기초하여 추적 모듈(150)에 의해 선택될 수 있다. 예를 들어, 추적 모듈(150)은 각각의 샘플 시간에 절대 또는 제곱 스펙트럼 값들의 최대 합을 생성하는 게이트를 고름으로써 가장 강한 PW 도플러 신호 세기에 기초하여 게이트를 선택할 수 있다. 다른 예로서, 추적 모듈(150)은 최고 속도 및/또는 층류(laminar flow)에 기초하여 게이트를 선택할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 추적 모듈(150)은 시간에 걸쳐 원하는 PW 도플러 신호를 얻기 위해 자동 게이트 선택을 개선하는 사용자 입력 모듈(130)을 통한 사용자 입력에 응답하여 게이트를 선택할 수 있다. 대표적인 실시예에서, 추적 모듈(150)은 평균 제곱 오차 또는 임의의 적합한 신호 비교 기술을 적용함으로써 이전 PW 도플러 신호에 가장 가까운 스펙트럼을 갖는 PW 도플러 신호에 대응하는 게이트를 선택하도록 구성될 수 있다. 소정 실시예들에서, 추적 모듈(150)은 이전 심장 및/또는 호흡 사이클에서의 대응하는 시간 샘플로부터의 PW 도플러 신호와의 비교에 기초하여 현재 심장 및/또는 호흡 사이클에서의 현재 시간 샘플에서의 선택된 해부학적 구조물에 대응하는 게이트를 선택할 수 있다. 다양한 실시예들에서, 추적 모듈(150)은, 평균 제곱 오차 또는 임의의 적합한 국지화 또는 추적 알고리즘을 B-모드 이미지들 내의 패치에 적용함으로써, 원래의 B-모드 이미지 내의 선택된 해부학적 구조물의 주변 외관과 외관이 가장 가까운 현재 B-모드 이미지 프레임 내의 주변 외관을 갖는 게이트를 선택할 수 있다. 소정 실시예들에서, 추적 모듈(150)은 선택된 해부학적 위치에 대응하는 게이트를 선택하기 위해 복수의 전술된 기준들을 적용할 수 있다. 예를 들어, 추적 모듈(150)은 현재 시간에 적절한 게이트를 선택하기 위해 B-모드 이미지 프레임 특징들 및 스펙트럼 추적의 유사성(resemblance)을 가중시킬 수 있다.
신호 프로세서(132)는, 시간적 통계자료를 적용하여 PW 도플러 신호를 평균화하고, 잡음을 감소시키고, 분리물(outlier)들을 거부하고 등등을 함으로써, 연장된 획득 기간에 걸쳐 선택된 해부학적 구조물에 대응하는 PW 도플러 신호를 개선하도록 구성될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 추적 모듈(150)은 시간에 걸친 해부학적 구조물의 움직임을 추정하기 위해 다른 임상 응용예들에 추적된 해부학적 구조물에 관한 정보를 제공할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 신호 프로세서(132)는 주어진 시간에 유사한 PW 도플러 신호를 갖는 게이트 위치들의 식별에 기초하여 혈관의 형상, 길이, 및 배향을 자동으로 계산함으로써 혈관 세그먼트화를 수행할 수 있다. 신호 프로세서(132)는 일단 혈관의 2D 형상이 알려지면 혈관 내의 2D 유속을 추정하도록 구성될 수 있으며, 이는, 전형적으로 도플러 효과를 사용하여 이용가능한 가시선(line-of-sight)에 평행한 속도 성분에 대한 개선이다.
도 2는 다양한 실시예들에 따른, MGD 신호(320)의 PW 도플러 신호들(321 내지 326, 400a, 400b)에 기초하여 시간에 걸쳐 해부학적 구조물을 추적하도록 동작가능한 예시적인 의료용 작업대(200)의 블록도이다. 다양한 실시예들에서, 의료용 작업대(200)의 구성요소들은, 도 1에 예시되고 전술된 바와 같은, 초음파 시스템(100)의 구성요소들과 다양한 특성들을 공유할 수 있다. 도 2를 참조하면, 의료용 작업대(200)는, 그 중에서도, 디스플레이 시스템(134), 신호 프로세서(132), 아카이브(138), 및 사용자 입력 모듈(130)을 포함한다. 의료용 작업대(200)의 구성요소들은 소프트웨어, 하드웨어, 펌웨어, 및/또는 기타 등등으로 구현될 수 있다. 의료용 작업대(200)의 다양한 구성요소들은 통신가능하게 링크될 수 있다. 의료용 작업대(200)의 구성요소들은 개별적으로 구현되고/되거나 다양한 형태들로 통합될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 시스템(134) 및 사용자 입력 모듈(130)은 터치스크린 디스플레이로서 통합될 수 있다.
디스플레이 시스템(134)은 사용자에게 시각적 정보를 전달할 수 있는 임의의 디바이스일 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 시스템(134)은 액정 디스플레이, 발광 다이오드 디스플레이, 및/또는 임의의 적합한 디스플레이 또는 디스플레이들을 포함할 수 있다. 디스플레이 시스템(134)은 B-모드 이미지들(310), 컬러 도플러 이미지들, PW 도플러 신호들(321 내지 326, 400a 내지 400c), 및/또는 임의의 적합한 정보와 같은, 신호 프로세서(132) 및/또는 아카이브(138)로부터의 정보를 디스플레이하도록 동작가능할 수 있다.
신호 프로세서(132)는 하나 이상의 중앙 프로세싱 유닛, 마이크로프로세서, 마이크로제어기, 및/또는 기타 등등일 수 있다. 신호 프로세서(132)는, 예를 들어, 통합형 구성요소일 수 있거나 또는 다양한 위치에 걸쳐 분포될 수 있다. 신호 프로세서(132)는 도 1을 참조하여 전술된 바와 같은 게이트 식별 모듈(140) 및 추적 모듈(150)을 포함하고, 그 중에서도, 사용자 입력 모듈(130) 및/또는 아카이브(138)로부터 입력 정보를 수신할 수 있고, 디스플레이 시스템(134)에 의해 디스플레이가능한 출력을 생성할 수 있으며, 사용자 입력 모듈(130)로부터의 입력 정보에 응답하여 출력을 조작할 수 있다. 신호 프로세서(132), 게이트 식별 모듈(140) 및/또는 추적 모듈(150)은, 예를 들어, 다양한 실시예들에 따라 본 명세서에서 논의되는 방법(들) 및/또는 명령어들의 세트(들) 중 임의의 것을 실행할 수 있다.
아카이브(138)는 의료용 작업대(200)에 통합되고/되거나 (예컨대, 네트워크를 통해) 의료용 작업대(200)에 통신가능하게 커플링된 하나 이상의 컴퓨터 판독가능 메모리들, 예컨대 PACS, 서버, 하드 디스크, 플로피 디스크, CD, CD-ROM, DVD, 소형 저장소, 플래시 메모리, 랜덤 액세스 메모리, 판독 전용 메모리, 전기적 소거가능 및 프로그래밍가능 판독 전용 메모리 및/또는 임의의 적합한 메모리일 수 있다. 아카이브(138)는, 예를 들어, 데이터베이스, 라이브러리, 정보 세트, 또는 신호 프로세서(132)에 의해 액세스되고/되거나 그와 통합되는 다른 저장소를 포함할 수 있다. 아카이브(138)는, 예를 들어, 데이터를 일시적으로 또는 영구적으로 저장할 수 있다. 아카이브(138)는, 그 중에서도, 의료 이미지 데이터, 신호 프로세서(132)에 의해 생성된 데이터, 및/또는 신호 프로세서(132)에 의해 판독가능한 명령어들을 저장할 수 있다. 다양한 실시예들에서, 아카이브(138)는, 예를 들어, 멀티 게이트 도플러(MGD) 신호(320)의 펄스파(PW) 도플러 신호들(321 내지 326, 400a, 400b)에 기초하여 시간에 걸쳐 해부학적 구조물을 추적하기 위한 의료 이미지 데이터 및 명령어들을 저장한다.
사용자 입력 모듈(130)은, 예를 들어, 사용자로부터 그리고/또는 사용자 방향에서 의료용 작업대(200)의 신호 프로세서(132)로 정보를 전달할 수 있는 임의의 디바이스(들)를 포함할 수 있다. 도 1과 관련하여 전술된 바와 같이, 사용자 입력 모듈(130)은 터치 패널, 버튼(들), 마우징 디바이스, 키보드, 회전식 인코더, 트랙볼, 카메라, 음성 인식, 및/또는 사용자 지시를 수신할 수 있는 임의의 다른 디바이스를 포함할 수 있다.
도 5는 예시적인 실시예들에 따른, MGD 신호(320)의 PW 도플러 신호들(321 내지 326, 400a, 400b)에 기초하여 시간에 걸쳐 해부학적 구조물을 추적하기 위해 활용될 수 있는 예시적인 단계들(500)을 예시하는 흐름도이다. 도 5를 참조하면, 예시적인 단계들(502 내지 514)을 포함하는 흐름도(500)가 도시되어 있다. 소정 실시예들은 단계들 중 하나 이상을 생략할 수 있고/있거나, 열거된 순서와는 상이한 순서로 단계들을 수행할 수 있고/있거나, 하기에 논의된 단계들 중 일부를 조합할 수 있다. 예를 들어, 일부 단계들은 소정의 실시예들에서 수행되지 않을 수 있다. 추가의 예로서, 소정의 단계들이 하기에 열거된 것 외에, 동시에 수행되는 것을 비롯하여, 상이한 시간 순서로 수행될 수 있다.
단계(502)에서, 초음파 시스템(100)의 프로브(104)가 관심 영역의 2차원(2D) 이미지(310)를 획득하도록 포지셔닝될 수 있다. 예를 들어, 초음파 시스템(100)은 혈관, 심장, 또는 임의의 적합한 해부학적 구조물과 같은 관심 영역 위에 포지셔닝되는 초음파 프로브(104)를 이용하여 2D 이미지(310)를 획득할 수 있다.
단계(504)에서, 초음파 시스템(100)의 신호 프로세서(132)는 도플러 추적 기능의 활성화에 응답하여 2D 이미지(310)의 관심 영역 내의 원하는 해부학적 구조물에 대응하는 게이트(311 내지 316)를 식별할 수 있다. 예를 들어, 신호 프로세서(140)의 게이트 식별 모듈(140)은 도플러 추적 기능을 활성화하기 위해 사용자 입력 모듈(130)을 통해 명령어를 수신할 수 있다. 일단 도플러 추적 기능이 활성화되면, 게이트 식별 모듈(140)은 2D 이미지(310) 내의 선택된 해부학적 구조물에 대응하는 게이트(311 내지 316)를 식별할 수 있다. 일례로서, 해부학적 구조물은 사용자 입력 모듈(130)을 통한 2D 초음파 이미지에서의 사용자 선택에 기초하여 수동으로 선택될 수 있다. 다른 예로서, 해부학적 구조물은 디폴트 또는 사용자 특정 해부학적 구조물을 식별하기 위해 이미지 검출 알고리즘들을 2D 초음파 이미지(310)에 적용하는 게이트 식별 모듈(140)에 기초하여 자동으로 선택될 수 있다. 식별된 게이트(314)는 신호 프로세서(132)의 추적 모듈(150)에 제공될 수 있다.
단계(506)에서, 초음파 시스템(100)은 시간에 걸쳐 MGD 신호(320)를 획득할 수 있다. 예를 들어, 관심 영역 위에 포지셔닝된 초음파 프로브(104)는 연장된 획득 기간에 걸쳐 MGD 신호(320)를 형성하는 PW 도플러 신호들(321 내지 326)을 획득할 수 있다. 획득 기간은 다수의 심장 및/또는 호흡 사이클들에 대응할 수 있다.
단계(508)에서, 신호 프로세서(132)는 관심 영역의 2D 이미지(310) 및 대응하는 MGD 초음파 데이터(320)를 검색할 수 있다. 예를 들어, 작업대(200) 또는 초음파 시스템(100)의 신호 프로세서(132)는 아카이브(138) 또는 임의의 적합한 데이터 저장 매체로부터 2D 이미지(310) 및 대응하는 MGD 초음파 데이터(320)를 검색할 수 있다.
단계(510)에서, 초음파 시스템(100) 또는 작업대(200)의 신호 프로세서(132)는 도플러 추적 기능의 활성화에 응답하여 검색된 2D 이미지(310)의 관심 영역 내의 원하는 해부학적 구조물에 대응하는 게이트(311 내지 316)를 식별할 수 있다. 예를 들어, 신호 프로세서(140)의 게이트 식별 모듈(140)은 도플러 추적 기능을 활성화하기 위해 사용자 입력 모듈(130)을 통해 명령어를 수신할 수 있다. 일단 도플러 추적 기능이 활성화되면, 게이트 식별 모듈(140)은 2D 이미지(310) 내의 선택된 해부학적 구조물에 대응하는 게이트(311 내지 316)를 식별할 수 있다. 일례로서, 해부학적 구조물은 사용자 입력 모듈(130)을 통한 2D 초음파 이미지에서의 사용자 선택에 기초하여 수동으로 선택될 수 있다. 다른 예로서, 해부학적 구조물은 디폴트 또는 사용자 특정 해부학적 구조물을 식별하기 위해 이미지 검출 알고리즘들을 2D 초음파 이미지(310)에 적용하는 게이트 식별 모듈(140)에 기초하여 자동으로 선택될 수 있다. 식별된 게이트(314)는 신호 프로세서(132)의 추적 모듈(150)에 제공될 수 있다.
단계(512)에서, 신호 프로세서(132)는 원하는 해부학적 구조물에 대응하는 게이트(311 내지 316)를 결정함으로써 원하는 해부학적 구조물을 추적하기 위해 MGD 신호(320)를 분석할 수 있다. 예를 들어, 신호 프로세서(132)의 추적 모듈(150)은 현재 MGD 신호(320)를 분석하고, 그것을 선택된 해부학적 구조물에 대응하는 이전에 획득된 MGD 신호(들)(320)와 비교하여 선택된 해부학적 구조물의 현재 위치를 결정할 수 있다. 예를 들어, 환자 또는 프로브가 움직인 경우, 선택된 해부학적 구조물의 현재 위치는 이전 프레임과 동일한 게이트 또는 이전 프레임과는 상이한 게이트와 대응할 수 있다. 추적 모듈(150)은 디스플레이 시스템(134)에서, 선택된 해부학적 위치와 현재 연관된 게이트에 대응하는 적절한 PW 도플러 신호(321 내지 326)를 제시할 수 있다. 선택된 PW 도플러 신호(321 내지 326)는 선택된 해부학적 구조물과 연관된 이전의 및 후속하는 선택된 PW 도플러 신호들(321 내지 326)과 함께 스티칭되어, 선택된 해부학적 구조물에 대응하는 연속적인 PW 도플러 신호(400c)를 생성할 수 있다. 다양한 실시예들에서, 추적 모듈(150)은 PW 도플러 신호 세기, 속도, 수동 선택, 스펙트럼 추적, 사이클 추적, B-모드 추적, 및/또는 기준들의 조합들과 같은 하나 이상의 기준들에 기초하여 선택된 해부학적 구조물에 대응하는 현재 MGD 신호(320)의 게이트를 선택할 수 있다. 소정 실시예들에서, MGD 신호(320)에 기초하여 추적 모듈(150)에 의해 수행되는 추적은 시간적 일관성, 선택된 해부학적 구조물을 둘러싸는 패치의 외관, 및/또는 임의의 적합한 큐들과 같은 다른 큐들로 가중되어, 선택된 해부학적 구조물에 대응하는 적절한 PW 도플러 신호(321 내지 326)를 식별하는 정확도의 신뢰도를 증가시키기 위한 더 강력한 분석을 제공할 수 있다.
단계(514)에서, 신호 프로세서(132)는 원하는 해부학적 구조물에 대응하는 게이트(311 내지 316)와 연관된 PW 도플러 신호(321 내지 326, 400a 내지 400c)를 디스플레이할 수 있다. 예를 들어, 신호 프로세서(132)의 추적 모듈(150)은 초음파 시스템(100) 및/또는 작업대(200)의 디스플레이 시스템(134)에서 연속적인 PW 도플러 신호(400c)를 제시할 수 있다. 단계들(512, 514)은 연장된 획득 기간에 걸친 연속적인 PW 도플러 신호(400c)를 제시하기 위해 MGD 신호(320)의 각각의 시간 샘플에 대해 반복될 수 있다.
다양한 실시예들은, 환자 및/또는 프로브(104) 움직임들로 인해 해부학적 구조물이 움직이는 경우에도, 그의 PW 도플러 신호(400c)에 기초하여 특정 해부학적 구조물을 추적하기 위한 방법(500)을 제공한다. 본 발명의 태양들은, 초음파 이미지(310) 내의 많은 위치들(311 내지 316)에서의 PW 도플러 신호(321 내지 326, 401a, 401b)를 제공하는 휘도 이미지(310), 컬러 도플러 이미지, 및/또는 MGD(320)를 사용하여 연장된 기간에 걸쳐 해부학적 구조물을 추적하는 문제를 해결한다. 설명된 시스템(100, 200) 및 방법(500)은, 크기가 작은 것 이외에 또한 느린 혈류를 갖는, 작은 혈관의 PW 도플러 신호(401c)를 추적하는 임상 문제를 해결한다. 설명된 시스템(100, 200) 및 방법(500)은, 주변 질감이 매끄럽고/매끄럽거나 관심 혈관이 매우 작은 경우라도, 연장된 기간 동안 관심 혈관 또는 조직을 자동으로 추적한다. 그의 PW 도플러 신호(321 내지 236, 401a, 401b)에 기초하여 영역을 직접 추적함으로써, PW 도플러 검사는 연속적(401c)이며, 연장된 획득 기간 전체에 걸쳐 정확한 영역으로부터 취해진다. 본 발명은, 그 중에서도, 잘 훈련되지 않은 의사 또는 기술자에 의해 작은 관심 영역을 추적하고 연장된 기간에 걸쳐 PW 도플러 신호(401c)를 얻는 능력의 상업적 이점을 제공하며, 이는 초음파 디바이스들(100)에 대한 잠재적인 시장 크기를 증가시킨다.
본 발명의 태양들은 MGD 신호(320)의 PW 도플러 신호들(321 내지 326, 400a, 400b)에 기초하여 시간에 걸쳐 해부학적 구조물을 추적하기 위한 방법(500) 및 시스템(100, 200)을 제공한다. 다양한 실시예들에 따르면, 방법(500)은, 적어도 하나의 프로세서(132, 140)에 의해, 초기 시간에 선택된 해부학적 구조물에 대응하는 게이트(311 내지 316)를 식별하는 단계(504, 510)를 포함할 수 있다. 게이트는 복수의 게이트들(311 내지 316) 중 하나일 수 있다. 복수의 게이트들(311 내지 316) 각각은 함께 멀티 게이트 도플러(MGD) 신호(320)를 정의하는 복수의 펄스파(PW) 도플러 신호들(321 내지 326, 400a, 400b) 중 하나와 대응할 수 있다. 방법(500)은, 적어도 하나의 프로세서(132, 140, 150)에 의해, 연장된 기간에 걸쳐 MGD 신호(320)를 수신하는 단계(506, 508)를 포함할 수 있다. 방법(500)은, 적어도 하나의 프로세서(132, 150)에 의해, 연장된 기간 및 후속하는 초기 시간 동안의 복수의 샘플 시간들에, 복수의 PW 도플러 신호들(321 내지 326, 400a, 400b)로부터 PW 도플러 신호(410a, 420b)를 선택함으로써 연장된 기간에 걸쳐 선택된 해부학적 구조물을 추적하기 위해 MGD 신호(320)를 분석하는 단계(512)를 포함할 수 있다. PW 도플러 신호(410a, 420b) 각각은 복수의 게이트들(311 내지 316) 중 하나 및 선택된 해부학적 구조물에 대응할 수 있다. 방법(500)은, 디스플레이 시스템(134)에서, 연장된 기간 동안의 복수의 샘플 시간들 각각에서 선택된 PW 도플러 신호(410a, 420b) 각각으로부터 생성된 연속적인 PW 도플러 신호(400c)를 제시하는 단계(514)를 포함할 수 있다.
대표적인 실시예에서, 연장된 기간은 적어도 하나의 호흡 사이클 및 적어도 하나의 심장 사이클 중 하나 또는 둘 모두를 포함한다. 예시적인 실시예에서, 선택된 해부학적 구조물은 혈관 또는 조직 세그먼트 중 적어도 하나이다. 소정 실시예들에서, 게이트(311 내지 316)는 2차원(2D) 초음파 이미지(310) 내의 선택된 해부학적 구조물의 선택에 기초하여 식별된다. 다양한 실시예들에서, 선택은, 이미지 검출 기술들에 기초한, 적어도 하나의 프로세서(132, 140)에 의한 자동 선택, 또는 사용자 입력 모듈(130)을 통해 수신되는 사용자 지시에 응답한 수동 선택 중 하나이다. 대표적인 실시예에서, MGD 신호(320)를 분석하는 것은 연장된 기간에 걸쳐 선택된 해부학적 구조물을 추적하기 위한 적어도 하나의 다른 큐로 가중된다. 적어도 하나의 다른 큐는 시간적 일관성, 및 선택된 해부학적 구조물을 둘러싸는 2D 초음파 이미지(310) 내의 패치의 외관 중 하나 또는 둘 모두를 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에서, MGD 신호(320)는 초음파 프로브(104) 또는 데이터 저장 매체(138) 중 하나 또는 둘 모두로부터 수신된다. 소정 실시예들에서, PW 도플러 신호(410a, 420b)는 PW 도플러 신호 세기, 속도, 수동 선택, 스펙트럼 추적, 사이클 추적, 및 B-모드 추적 중 하나 이상에 기초하여 복수의 PW 도플러 신호들(321 내지 326, 400a, 400b)로부터 선택된다.
다양한 실시예들은 MGD 신호(320)의 PW 도플러 신호들(321 내지 326, 400a, 400b)에 기초하여 시간에 걸쳐 해부학적 구조물을 추적하기 위한 시스템(100, 200)을 제공한다. 시스템(100, 200)은 적어도 하나의 프로세서(132, 140, 150) 및 디스플레이 시스템(134)을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 프로세서(132, 140)는 초기 시간에 선택된 해부학적 구조물에 대응하는 게이트(311 내지 316)를 식별하도록 구성될 수 있다. 게이트는 복수의 게이트들(311 내지 316) 중 하나일 수 있다. 복수의 게이트들(311 내지 316) 각각은 함께 MGD 신호(320)를 정의하는 복수의 PW 도플러 신호들(321 내지 326) 중 하나와 대응할 수 있다. 적어도 하나의 프로세서(132, 140, 150)는 연장된 기간에 걸쳐 MGD 신호(320)를 수신하도록 구성될 수 있다. 적어도 하나의 프로세서(132, 150)는, 연장된 기간 및 후속하는 초기 시간 동안의 복수의 샘플 시간들에, 복수의 PW 도플러 신호들(321 내지 326, 400a, 400b)로부터 PW 도플러 신호(410a, 420b)를 선택함으로써 연장된 기간에 걸쳐 선택된 해부학적 구조물을 추적하기 위해 MGD 신호(320)를 분석하도록 구성될 수 있다. PW 도플러 신호(410a, 420b) 각각은 복수의 게이트들(311 내지 316) 중 하나 및 선택된 해부학적 구조물에 대응할 수 있다. 디스플레이 시스템(134)은, 연장된 기간 동안의 복수의 샘플 시간들 각각에서 선택된 PW 도플러 신호(410a, 420b) 각각으로부터 생성된 연속적인 PW 도플러 신호(400c)를 제시하도록 구성될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 연장된 기간은 적어도 하나의 호흡 사이클 및 적어도 하나의 심장 사이클 중 하나 또는 둘 모두를 포함한다. 소정 실시예들에서, 선택된 해부학적 구조물은 혈관 또는 조직 세그먼트 중 적어도 하나이다. 다양한 실시예들에서, 게이트(311 내지 316)는 2D 초음파 이미지(310) 내의 선택된 해부학적 구조물의 선택에 기초하여 식별된다. 선택은, 이미지 검출 기술들에 기초한, 적어도 하나의 프로세서(132, 140)에 의한 자동 선택, 또는 사용자 입력 모듈(130)을 통해 수신되는 사용자 지시에 응답한 수동 선택 중 하나일 수 있다. 대표적인 실시예에서, MGD 신호(320)를 분석하는 것은 연장된 기간에 걸쳐 선택된 해부학적 구조물을 추적하기 위한 적어도 하나의 다른 큐로 가중될 수 있다. 적어도 하나의 다른 큐는 시간적 일관성, 및 선택된 해부학적 구조물을 둘러싸는 2D 초음파 이미지(310) 내의 패치의 외관 중 하나 또는 둘 모두를 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, MGD 신호(320)는 초음파 프로브(104) 또는 데이터 저장 매체(138) 중 하나 또는 둘 모두로부터 수신될 수 있다. 소정 실시예들에서, PW 도플러 신호(410a, 420b)는 PW 도플러 신호 세기, 속도, 수동 선택, 스펙트럼 추적, 사이클 추적, 및 B-모드 추적 중 하나 이상에 기초하여 복수의 PW 도플러 신호들(321 내지 326, 400a, 400b)로부터 선택된다.
소정 실시예들은 적어도 하나의 코드 섹션을 갖는 컴퓨터 프로그램이 저장되는 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체를 제공한다. 적어도 하나의 코드 섹션은 기계가 단계들(500)을 수행하게 하기 위해 기계에 의해 실행가능하다. 단계들(500)은 초기 시간에 선택된 해부학적 구조물에 대응하는 게이트(311 내지 316)를 식별하는 단계(504, 510)를 포함할 수 있다. 게이트는 복수의 게이트들(311 내지 316) 중 하나일 수 있다. 복수의 게이트들(311 내지 316) 각각은 함께 MGD 신호(320)를 정의하는 복수의 PW 도플러 신호들(321 내지 326, 400a, 400b) 중 하나와 대응할 수 있다. 단계들(500)은 연장된 기간에 걸쳐 MGD 신호(320)를 수신하는 단계(506, 508)를 포함할 수 있다. 단계들(500)은 연장된 기간 및 후속하는 초기 시간 동안의 복수의 샘플 시간들에, 복수의 PW 도플러 신호들(321 내지 326, 400a, 400b)로부터 PW 도플러 신호(410a, 420b)를 선택함으로써 연장된 기간에 걸쳐 선택된 해부학적 구조물을 추적하기 위해 MGD 신호(320)를 분석하는 단계(512)를 포함할 수 있으며, PW 도플러 신호(410a, 420b) 각각은 복수의 게이트들(311 내지 316) 중 하나 및 선택된 해부학적 구조물에 대응한다. 단계들(500)은, 디스플레이 시스템(134)에서, 연장된 기간 동안의 복수의 샘플 시간들 각각에서 선택된 PW 도플러 신호(410a, 420b) 각각으로부터 생성된 연속적인 PW 도플러 신호(400c)를 제시하는 단계(514)를 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에서, 연장된 기간은 적어도 하나의 호흡 사이클 및 적어도 하나의 심장 사이클 중 하나 또는 둘 모두를 포함한다. 선택된 해부학적 구조물은 혈관 또는 조직 세그먼트 중 적어도 하나일 수 있다. 대표적인 실시예에서, 게이트(311 내지 316)는 2D 초음파 이미지(310) 내의 선택된 해부학적 구조물의 선택에 기초하여 식별될 수 있다. 선택은 이미지 검출 기술들에 기초한 자동 선택, 또는 사용자 입력 모듈(130)을 통해 수신되는 사용자 지시에 응답한 수동 선택 중 하나일 수 있다. 예시적인 실시예에서, MGD 신호(320)를 분석하는 단계(512)는 연장된 기간에 걸쳐 선택된 해부학적 구조물을 추적하기 위한 적어도 하나의 다른 큐로 가중될 수 있다. 적어도 하나의 다른 큐는 시간적 일관성, 및 선택된 해부학적 구조물을 둘러싸는 2D 초음파 이미지(310) 내의 패치의 외관 중 하나 또는 둘 모두를 포함할 수 있다. 소정 실시예들에서, PW 도플러 신호(410a, 420b)는 PW 도플러 신호 세기, 속도, 수동 선택, 스펙트럼 추적, 사이클 추적, 및 B-모드 추적 중 하나 이상에 기초하여 복수의 PW 도플러 신호들(321 내지 326, 400a, 400b)로부터 선택될 수 있다.
본 명세서에서 언급되는 바와 같이, 용어들 "실질적으로 동시에", "실질적으로 실시간으로" 등은 적어도 하나의 프로세서(132, 140, 150, 160)의 프로세싱 능력에 따른 프로세싱 지연에 고유한 소량의 시간 오프셋을 지칭한다. 본 명세서에서 활용되는 바와 같이, 용어 "회로부"는, 하드웨어를 구성할 수 있고/있거나 하드웨어에 의해 실행될 수 있고/있거나 달리 하드웨어와 연관될 수 있는 물리적 전자 구성요소들(즉, 하드웨어) 및 임의의 소프트웨어 및/또는 펌웨어("코드")를 지칭한다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 예를 들어, 특정 프로세서 및 메모리는, 제1 하나 이상의 코드 라인들을 실행시킬 때 제1 "회로"를 포함할 수 있고, 제2 하나 이상의 코드 라인들을 실행시킬 때 제2 "회로"를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 활용되는 바와 같이, "및/또는"은 "및/또는"에 의해 결합되는, 리스트 내의 아이템들 중 임의의 하나 이상을 의미한다. 일례로서, "x 및/또는 y"는 3-요소 세트{(x), (y), (x, y)}의 임의의 요소를 의미한다. 다른 예로서, "x, y, 및/또는 z"는 7-요소 세트{(x), (y), (z), (x, y), (x, z), (y, z), (x, y, z)}의 임의의 요소를 의미한다. 본 명세서에서 활용되는 바와 같이, 용어 "예시적인"은 비제한적인 예, 사례, 또는 예시로서의 역할을 함을 의미한다. 본 명세서에서 활용되는 바와 같이, 용어 "예컨대" 및 "예를 들어"는 하나 이상의 비제한적인 예, 사례, 또는 예시의 리스트를 제시한다. 본 명세서에서 활용되는 바와 같이, 회로부는, 일부 사용자-구성가능 설정에 의해 기능의 수행이 디스에이블(disable)되거나 인에이블(enable)되지 않는지의 여부와는 무관하게, 회로부가 기능을 수행하기 위해 필수 하드웨어 및 코드(어떤 것이든 필요한 경우)를 포함할 때마다, 기능을 수행하도록 "동작가능"하다.
다른 실시예들은, 기계 및/또는 컴퓨터에 의해 실행가능한 적어도 하나의 코드 섹션을 갖는 기계 코드 및/또는 컴퓨터 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독가능 디바이스 및/또는 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체, 및/또는 기계 판독가능 디바이스 및/또는 비일시적 기계 판독가능 매체를 제공하여, 이에 의해, 기계 및/또는 컴퓨터로 하여금, MGD 신호의 PW 도플러 신호들에 기초하여 시간에 걸쳐 해부학적 구조물을 추적하기 위한, 본 명세서에 설명된 바와 같은 단계들을 수행하게 할 수 있다.
따라서, 본 발명은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합으로 실현될 수 있다. 본 발명은 적어도 하나의 컴퓨터 시스템에서 중앙집중 방식으로, 또는 몇몇 상호접속된 컴퓨터 시스템들에 걸쳐서 상이한 요소들이 확산되는 분산 방식으로 실현될 수 있다. 본 명세서에서 기술된 방법들을 수행하도록 구성된 임의의 종류의 컴퓨터 시스템 또는 다른 장치가 적합하다.
다양한 실시예들이 또한 컴퓨터 프로그램 제품에 내장될 수 있는데, 이러한 컴퓨터 프로그램 제품은 본 명세서에서 기술된 방법들의 구현을 가능하게 하는 모든 특징부들을 포함하고, 컴퓨터 시스템에서 로딩될 때, 이러한 방법들을 수행할 수 있다. 본 맥락에서의 컴퓨터 프로그램은, 정보 프로세싱 능력을 갖는 시스템이 하기 중 어느 하나 또는 둘 모두 즉시 또는 그 후에 특정 기능을 수행하게 하도록 의도된 명령어들의 세트의, 임의의 언어, 코드 또는 표기의, 임의의 표현을 의미한다: a) 다른 언어, 코드 또는 표기로의 변환; b) 상이한 자료 형태의 복원(reproduction).
본 발명이 소정 실시예를 참조하여 설명되었지만, 본 발명의 범주로부터 벗어남이 없이 다양한 변화가 이루어질 수 있고 등가물이 대체될 수 있음이 당업자에 의해 이해될 것이다. 추가로, 본 발명의 범주로부터 벗어남이 없이 특정 상황 또는 재료를 본 발명의 교시 내용에 적응시키도록 많은 수정이 이루어질 수 있다. 따라서, 본 발명은 개시된 특정 실시예로 제한되는 것이 아니라, 본 발명이 첨부 청구범위의 범주 내에 속하는 모든 실시예를 포함할 것임이 의도된다.

Claims (22)

  1. 해부학적 구조물 추적 방법으로서,
    적어도 하나의 프로세서에 의해, 초기 시간에 선택된 해부학적 구조물에 대응하는 초기 게이트를 식별하는 단계 - 상기 초기 게이트는 복수의 게이트들 중 하나이고, 상기 복수의 게이트들 각각은 함께 멀티 게이트 도플러(Multi-Gated Doppler, MGD) 신호를 정의하는 복수의 펄스파(Pulsed-Wave, PW) 도플러 신호들 중 하나와 대응하고, 상기 초기 게이트는 상기 초기 시간에서의 초기 PW 도플러 신호에 대응함 -;
    상기 적어도 하나의 프로세서에 의해, 연장된 기간에 걸쳐 상기 MGD 신호를 수신하는 단계;
    상기 적어도 하나의 프로세서에 의해, 상기 연장된 기간 및 후속하는 상기 초기 시간 동안의 복수의 샘플 시간들에, 상기 복수의 PW 도플러 신호들로부터 PW 도플러 신호를 선택함으로써 상기 연장된 기간에 걸쳐 상기 선택된 해부학적 구조물을 추적하기 위해 상기 MGD 신호를 분석하는 단계 - 상기 PW 도플러 신호 각각은 상기 복수의 게이트들 중 하나 및 상기 선택된 해부학적 구조물에 대응하고, 상기 MGD 신호를 분석하는 단계는, 상기 연장된 기간에 걸쳐 상기 선택된 해부학적 구조물을 추적하기 위해 적어도 하나의 다른 큐(cue)로 가중되며, 상기 적어도 하나의 다른 큐는,
    상기 초기 시간에서의 상기 초기 PW 도플러 신호의 시간적 일관성에 비교한 상기 복수의 샘플 시간들에서의 상기 MGD 신호의 복수의 PW 도플러 신호들 각각의 시간적 일관성,
    상기 선택된 해부학적 구조물을 둘러싸는 2D 초음파 이미지 내의 패치의 외관, 및
    혈관 내의 혈류의 주기성
    으로 구성된 그룹으로부터 선택됨 - ; 및
    디스플레이 시스템에서, 상기 연장된 기간 동안의 상기 복수의 샘플 시간들 각각에서 선택된 상기 PW 도플러 신호 각각으로부터 생성된 연속적인 PW 도플러 신호를 제시하는 단계를 포함하는, 해부학적 구조물 추적 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 연장된 기간은 적어도 하나의 호흡 사이클 및 적어도 하나의 심장 사이클 중 하나 또는 둘 모두를 포함하는, 해부학적 구조물 추적 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 선택된 해부학적 구조물은 상기 혈관 또는 조직 세그먼트 중 적어도 하나인, 해부학적 구조물 추적 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 초기 게이트는 2차원(2D) 초음파 이미지 내의 상기 선택된 해부학적 구조물의 선택에 기초하여 식별되는, 해부학적 구조물 추적 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 선택은,
    이미지 검출 기술들에 기초한, 상기 적어도 하나의 프로세서에 의한 자동 선택, 또는
    사용자 입력 모듈을 통해 수신되는 사용자 지시에 응답한 수동 선택
    중 하나인, 해부학적 구조물 추적 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 다른 큐는, 상기 초기 시간에서의 상기 초기 PW 도플러 신호의 시간적 일관성에 비교한 상기 복수의 샘플 시간들에서의 상기 MGD 신호의 복수의 PW 도플러 신호들 각각의 시간적 일관성인, 해부학적 구조물 추적 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 MGD 신호는 초음파 프로브 또는 데이터 저장 매체 중 하나 또는 둘 모두로부터 수신되는, 해부학적 구조물 추적 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 다른 큐는, 상기 선택된 해부학적 구조물을 둘러싸는 상기 2D 초음파 이미지 내의 패치의 외관인, 해부학적 구조물 추적 방법.
  9. 해부학적 구조물 추적 시스템으로서,
    초기 시간에 선택된 해부학적 구조물에 대응하는 초기 게이트를 식별하도록 - 상기 초기 게이트는 복수의 게이트들 중 하나이고, 상기 복수의 게이트들 각각은 함께 멀티 게이트 도플러(MGD) 신호를 정의하는 복수의 펄스파(PW) 도플러 신호들 중 하나와 대응하고, 상기 초기 게이트는 상기 초기 시간에서의 초기 PW 도플러 신호에 대응함 -;
    연장된 기간에 걸쳐 상기 MGD 신호를 수신하도록; 그리고
    상기 연장된 기간 및 후속하는 상기 초기 시간 동안의 복수의 샘플 시간들에, 상기 복수의 PW 도플러 신호들로부터 PW 도플러 신호를 선택함으로써 상기 연장된 기간에 걸쳐 상기 선택된 해부학적 구조물을 추적하기 위해 상기 MGD 신호를 분석하도록 - 상기 PW 도플러 신호 각각은 상기 복수의 게이트들 중 하나 및 상기 선택된 해부학적 구조물에 대응하고, 상기 MGD 신호를 분석하는 것은, 상기 연장된 기간에 걸쳐 상기 선택된 해부학적 구조물을 추적하기 위해 적어도 하나의 다른 큐(cue)로 가중되고, 상기 적어도 하나의 다른 큐는,
    상기 초기 시간에서의 상기 초기 PW 도플러 신호의 시간적 일관성에 비교한 상기 복수의 샘플 시간들에서의 상기 MGD 신호의 상기 복수의 PW 도플러 신호들 각각의 시간적 일관성,
    상기 선택된 해부학적 구조물을 둘러싸는 2D 초음파 이미지 내의 패치의 외관, 및
    혈관 내의 혈류의 주기성
    으로 구성된 그룹으로부터 선택됨 - 구성된 적어도 하나의 프로세서; 및
    상기 연장된 기간 동안의 상기 복수의 샘플 시간들 각각에서 선택된 상기 PW 도플러 신호 각각으로부터 생성된 연속적인 PW 도플러 신호를 제시하도록 구성된 디스플레이 시스템을 포함하는, 해부학적 구조물 추적 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 연장된 기간은 적어도 하나의 호흡 사이클 및 적어도 하나의 심장 사이클 중 하나 또는 둘 모두를 포함하는, 해부학적 구조물 추적 시스템.
  11. 제9항에 있어서, 상기 선택된 해부학적 구조물은 상기 혈관 또는 조직 세그먼트 중 적어도 하나인, 해부학적 구조물 추적 시스템.
  12. 제9항에 있어서, 상기 초기 게이트는 2D 초음파 이미지 내의 상기 선택된 해부학적 구조물의 선택에 기초하여 식별되고, 상기 선택은,
    이미지 검출 기술들에 기초한, 상기 적어도 하나의 프로세서에 의한 자동 선택, 또는
    사용자 입력 모듈을 통해 수신되는 사용자 지시에 응답한 수동 선택
    중 하나인, 해부학적 구조물 추적 시스템.
  13. 제9항에 있어서, 상기 적어도 하나의 다른 큐는, 상기 초기 시간에서의 상기 초기 PW 도플러 신호의 시간적 일관성에 비교한 상기 복수의 샘플 시간들에서의 상기 MGD 신호의 복수의 PW 도플러 신호들 각각의 시간적 일관성인, 해부학적 구조물 추적 시스템.
  14. 제9항에 있어서, 상기 MGD 신호는 초음파 프로브 또는 데이터 저장 매체 중 하나 또는 둘 모두로부터 수신되는, 해부학적 구조물 추적 시스템.
  15. 제9항에 있어서, 상기 적어도 하나의 다른 큐는, 상기 선택된 해부학적 구조물을 둘러싸는 상기 2D 초음파 이미지 내의 패치의 외관인, 해부학적 구조물 추적 시스템.
  16. 적어도 하나의 코드 섹션을 갖는 컴퓨터 프로그램이 저장되는 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체로서, 상기 적어도 하나의 코드 섹션은 기계에 의해 실행가능하고 상기 기계로 하여금,
    초기 시간에 선택된 해부학적 구조물에 대응하는 초기 게이트를 식별하는 단계 - 상기 초기 게이트는 복수의 게이트들 중 하나이고, 상기 복수의 게이트들 각각은 함께 멀티 게이트 도플러(MGD) 신호를 정의하는 복수의 펄스파(PW) 도플러 신호들 중 하나와 대응하고, 상기 초기 게이트는 상기 초기 시간에서의 초기 PW 도플러 신호에 대응함 -;
    연장된 기간에 걸쳐 상기 MGD 신호를 수신하는 단계;
    상기 연장된 기간 및 후속하는 상기 초기 시간 동안의 복수의 샘플 시간들에, 상기 복수의 PW 도플러 신호들로부터 PW 도플러 신호를 선택함으로써 상기 연장된 기간에 걸쳐 상기 선택된 해부학적 구조물을 추적하기 위해 상기 MGD 신호를 분석하는 단계 - 상기 PW 도플러 신호 각각은 상기 복수의 게이트들 중 하나 및 상기 선택된 해부학적 구조물에 대응하고, 상기 MGD 신호를 분석하는 단계는, 상기 연장된 기간에 걸쳐 상기 선택된 해부학적 구조물을 추적하기 위해 적어도 하나의 다른 큐(cue)로 가중되고, 상기 적어도 하나의 다른 큐는,
    상기 초기 시간에서의 상기 초기 PW 도플러 신호의 시간적 일관성에 비교한 상기 복수의 샘플 시간들에서의 상기 MGD 신호의 복수의 PW 도플러 신호들 각각의 시간적 일관성,
    상기 선택된 해부학적 구조물을 둘러싸는 2D 초음파 이미지 내의 패치의 외관, 및
    혈관 내의 혈류의 주기성
    으로 구성된 그룹으로부터 선택됨 - ; 및
    디스플레이 시스템에서, 상기 연장된 기간 동안의 상기 복수의 샘플 시간들 각각에서 선택된 상기 PW 도플러 신호 각각으로부터 생성된 연속적인 PW 도플러 신호를 제시하는 단계를 수행하게 하는, 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체.
  17. 제1항에 있어서, 상기 MGD 신호를 분석하는 단계는,
    상기 복수의 샘플 시간들에서 상기 MGD 신호의 상기 복수의 PW 도플러 신호들 각각의 PW 도플러 신호 세기, 및
    상기 초기 시간에서의 상기 초기 PW 도플러 신호에 비교한 상기 복수의 샘플 시간들에서의 상기 MGD 신호의 상기 복수의 PW 도플러 신호들 각각의 신호 스펙트럼 유사성
    중 하나 이상을 분석하는 단계를 포함하는, 해부학적 구조물 추적 방법.
  18. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 다른 큐는 상기 혈관 내의 혈류의 주기성인, 해부학적 구조물 추적 방법.
  19. 제9항에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 복수의 샘플 시간들에서 상기 MGD 신호의 상기 복수의 PW 도플러 신호들 각각의 PW 도플러 신호 세기, 및
    상기 초기 시간에서의 상기 초기 PW 도플러 신호에 비교한 상기 복수의 샘플 시간들에서의 상기 MGD 신호의 상기 복수의 PW 도플러 신호들 각각의 신호 스펙트럼 유사성
    중 하나 이상을 분석함으로써, 상기 MGD 신호를 분석하도록 구성되는, 해부학적 구조물 추적 시스템.
  20. 제9항에 있어서, 상기 적어도 하나의 다른 큐는 상기 혈관 내의 혈류의 주기성인, 해부학적 구조물 추적 시스템.
  21. 제17항에 있어서, 상기 신호 스펙트럼 유사성을 분석하는 단계는,
    평균 제곱 오차, 제곱 차의 최소 합, 및 절대 차의 최소 합 중 하나를 적용함으로써 상기 초기 시간에서의 상기 초기 PW 도플러 신호에 가장 가까운 스펙트럼을 갖는 상기 PW 도플러 신호를 식별하는 단계를 포함하는, 해부학적 구조물 추적 방법.
  22. 제19항에 있어서, 상기 신호 스펙트럼 유사성을 분석하는 것은,
    상기 초기 시간에서의 상기 초기 PW 도플러 신호에 가장 가까운 스펙트럼을 갖는 상기 PW 도플러 신호를 식별하기 위해, 평균 제곱 오차를 적용하는 것을 포함하는, 해부학적 구조물 추적 시스템.
KR1020217014113A 2018-11-16 2019-11-13 멀티 게이트 도플러 신호의 펄스파 도플러 신호들에 기초하여 시간에 걸쳐 해부학적 구조물을 추적하기 위한 방법 및 시스템 KR102349657B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/193,888 US11229420B2 (en) 2018-11-16 2018-11-16 Method and system for tracking an anatomical structure over time based on pulsed-wave doppler signals of a multi-gated doppler signal
US16/193,888 2018-11-16
PCT/US2019/061187 WO2020102356A1 (en) 2018-11-16 2019-11-13 Method and system for tracking an anatomical structure over time based on pulsed-wave dopper signals of a multi-gated doppler signal

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210069718A KR20210069718A (ko) 2021-06-11
KR102349657B1 true KR102349657B1 (ko) 2022-01-12

Family

ID=68808574

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020217014113A KR102349657B1 (ko) 2018-11-16 2019-11-13 멀티 게이트 도플러 신호의 펄스파 도플러 신호들에 기초하여 시간에 걸쳐 해부학적 구조물을 추적하기 위한 방법 및 시스템

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11229420B2 (ko)
EP (1) EP3880082A1 (ko)
JP (1) JP7187694B2 (ko)
KR (1) KR102349657B1 (ko)
CN (1) CN112955076A (ko)
WO (1) WO2020102356A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2597995A (en) * 2020-08-14 2022-02-16 Dolphitech As Ultrasound scanning system with adaptive gating

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130281855A1 (en) 2010-12-16 2013-10-24 Toshiba Medical Systems Corporation Ultrasound diagnosis apparatus and controlling method therefor
US20140018680A1 (en) 2012-07-13 2014-01-16 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. Automatic Doppler Gate Positioning in Spectral Doppler Ultrasound Imaging
JP2014068980A (ja) 2012-10-01 2014-04-21 Hitachi Aloka Medical Ltd 超音波診断装置
WO2017076918A1 (en) 2015-11-03 2017-05-11 Koninklijke Philips N.V. Ultrasound probe, system and method for measuring arterial parameters using non-imaging ultrasound

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4819652A (en) * 1985-02-08 1989-04-11 University Patents, Inc. C W and pulse Doppler diagnostic system
US5365929A (en) * 1993-10-04 1994-11-22 Advanced Technology Laboratories, Inc. Multiple sample volume spectral Doppler
US6423006B1 (en) * 2000-01-21 2002-07-23 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. Method and apparatus for automatic vessel tracking in ultrasound systems
JP4749592B2 (ja) * 2000-05-01 2011-08-17 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 パルス・ドプラ超音波イメージングにおいてサンプル・ゲートを自動設定する方法及び装置
US6390984B1 (en) * 2000-09-14 2002-05-21 Ge Medical Systems Global Technology Company, Llc Method and apparatus for locking sample volume onto moving vessel in pulsed doppler ultrasound imaging
EP2079368B1 (en) 2006-10-26 2011-07-13 Cardiogal Ltd. Non-invasive cardiac parameter measurement
US10206651B2 (en) 2015-09-30 2019-02-19 General Electric Company Methods and systems for measuring cardiac output
US10788964B1 (en) * 2019-05-10 2020-09-29 GE Precision Healthcare LLC Method and system for presenting function data associated with a user input device at a main display in response to a presence signal provided via the user input device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130281855A1 (en) 2010-12-16 2013-10-24 Toshiba Medical Systems Corporation Ultrasound diagnosis apparatus and controlling method therefor
US20140018680A1 (en) 2012-07-13 2014-01-16 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. Automatic Doppler Gate Positioning in Spectral Doppler Ultrasound Imaging
KR101594862B1 (ko) * 2012-07-13 2016-02-26 지멘스 메디컬 솔루션즈 유에스에이, 인크. 스펙트럼 도플러 초음파 이미징 시의 도플러 게이트를 위치결정하기 위한 방법 및 이를 위한 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
JP2014068980A (ja) 2012-10-01 2014-04-21 Hitachi Aloka Medical Ltd 超音波診断装置
WO2017076918A1 (en) 2015-11-03 2017-05-11 Koninklijke Philips N.V. Ultrasound probe, system and method for measuring arterial parameters using non-imaging ultrasound

Also Published As

Publication number Publication date
JP2022509050A (ja) 2022-01-20
EP3880082A1 (en) 2021-09-22
CN112955076A (zh) 2021-06-11
WO2020102356A1 (en) 2020-05-22
US11229420B2 (en) 2022-01-25
KR20210069718A (ko) 2021-06-11
JP7187694B2 (ja) 2022-12-12
US20200155124A1 (en) 2020-05-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10192032B2 (en) System and method for saving medical imaging data
US20120065499A1 (en) Medical image diagnosis device and region-of-interest setting method therefore
US10758206B2 (en) Method and system for enhanced visualization of lung sliding by automatically detecting and highlighting lung sliding in images of an ultrasound scan
US10803612B2 (en) Method and system for structure recognition in three-dimensional ultrasound data based on volume renderings
US11903768B2 (en) Method and system for providing ultrasound image enhancement by automatically adjusting beamformer parameters based on ultrasound image analysis
US20220071595A1 (en) Method and system for adapting user interface elements based on real-time anatomical structure recognition in acquired ultrasound image views
US10675005B2 (en) Method and system for synchronizing caliper measurements in a multi-frame two dimensional image and a motion mode image
US20230043109A1 (en) Method and system for providing standard ultrasound scan plane views using automatic scan acquisition rotation and view detection
US20210174476A1 (en) Method and system for providing blur filtering to emphasize focal regions or depths in ultrasound image data
KR102349657B1 (ko) 멀티 게이트 도플러 신호의 펄스파 도플러 신호들에 기초하여 시간에 걸쳐 해부학적 구조물을 추적하기 위한 방법 및 시스템
CN112568927A (zh) 用于为三维的和四维的超声图像提供旋转预览的方法和系统
US11109841B2 (en) Method and system for simultaneously presenting doppler signals of a multi-gated doppler signal corresponding with different anatomical structures
US11974881B2 (en) Method and system for providing an anatomic orientation indicator with a patient-specific model of an anatomical structure of interest extracted from a three-dimensional ultrasound volume
US11707201B2 (en) Methods and systems for medical imaging based analysis of ejection fraction and fetal heart functions
US11219430B2 (en) Method and system for automatically providing artifact warnings in pulsed-wave doppler imaging
US11903898B2 (en) Ultrasound imaging with real-time visual feedback for cardiopulmonary resuscitation (CPR) compressions
CN108852409B (zh) 用于通过跨平面超声图像增强移动结构的可视化的方法和系统
US11382595B2 (en) Methods and systems for automated heart rate measurement for ultrasound motion modes
US20220160334A1 (en) Method and system for enhanced visualization of a pleural line by automatically detecting and marking the pleural line in images of a lung ultrasound scan
US20230255587A1 (en) System and method for automatically measuring and labeling follicles depicted in image slices of an ultrasound volume
US20210390685A1 (en) Method and system for providing clutter suppression in vessels depicted in b-mode ultrasound images
US20230210498A1 (en) Method and system for automatically setting an elevational tilt angle of a mechanically wobbling ultrasound probe
US20230196554A1 (en) Method and system for automatically analyzing placenta insufficiency in a curved topographical ultrasound image slice
US11468573B2 (en) Method and system for enhanced visualization of color flow ultrasound
US20230123169A1 (en) Methods and systems for use of analysis assistant during ultrasound imaging

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant