KR102490070B1 - 초음파 진단 장치 및 그 동작 방법 - Google Patents

초음파 진단 장치 및 그 동작 방법 Download PDF

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Abstract

대상체의 심실로 유입되는 혈류의 제1 도플러 데이터 및 상기 심실로부터 유출되는 혈류의 제2 도플러 데이터를 획득하는 단계; 상기 제1 도플러 데이터를 기초로 생성된 제1 도플러 영상 및 상기 제2 도플러 데이터를 기초로 생성된 제2 도플러 영상 각각에서 상기 심실의 소정 동작에 대응되는 랜드마크를 설정하는 단계; 상기 설정된 랜드마크에 기초하여, 상기 제1 도플러 영상 및 상기 제2 도플러 영상을 동기화하는 단계; 및 상기 동기화된 제1 도플러 영상 및 상기 동기화된 제2 도플러 영상을 표시하는 단계를 포함하는, 초음파 진단 장치의 동작 방법이 제공된다.

Description

초음파 진단 장치 및 그 동작 방법{ULTRASOUND DIAGNOSIS APPARATUS AND OPERATING METHOD FOR THE SAME}
초음파 진단 장치 및 그 동작 방법에 관한 것이다.
초음파 진단 장치는 프로브(probe)의 트랜스듀서(transducer)로부터 생성되는 초음파 신호를 대상체로 조사하고, 대상체로부터 반사된 에코 신호의 정보를 수신하여 대상체 내부의 부위에 대한 영상을 얻는다. 특히, 초음파 진단 장치는 대상체 내부의 관찰, 이물질 검출, 및 상해 측정 등 의학적 목적으로 사용된다. 이러한 초음파 진단 장치는 X선을 이용하는 진단 장치에 비하여 안전성이 높고, 실시간으로 영상의 디스플레이가 가능하며, 방사능 피폭이 없어 안전하다는 장점이 있어서 다른 화상 진단 장치와 함께 널리 이용된다.
심실로 유입되는 혈류의 제1 도플러 데이터로부터 획득된 심장 박동의 주기와 심실로부터 유출되는 혈류의 제2 도플러 데이터로부터 획득된 심장 박동의 주기가 다르더라도, 초음파 진단 장치는 랜드마크를 이용하여 제1 도플러 데이터를 기초로 생성된 제1 도플러 영상 및 제2 도플러 데이터를 기초로 생성된 제2 도플러 영상을 동기화할 수 있다.
초음파 진단 장치는 동기화된 제1 도플러 영상 및 동기화된 제2 도플러 영상을 표시할 수 있고, 심장의 기능과 관련된 적어도 하나의 파라미터의 값을 보다 정확하게 획득하여 표시할 수 있다.
일측에 따르면, 대상체의 심실로 유입되는 혈류의 제1 도플러 데이터 및 상기 심실로부터 유출되는 혈류의 제2 도플러 데이터를 획득하는 단계; 상기 제1 도플러 데이터를 기초로 생성된 제1 도플러 영상 및 상기 제2 도플러 데이터를 기초로 생성된 제2 도플러 영상 각각에서 상기 심실의 소정 동작에 대응되는 랜드마크를 설정하는 단계; 상기 설정된 랜드마크에 기초하여, 상기 제1 도플러 영상 및 상기 제2 도플러 영상을 동기화하는 단계; 및 상기 동기화된 제1 도플러 영상 및 상기 동기화된 제2 도플러 영상을 표시하는 단계를 포함하는, 초음파 진단 장치의 동작 방법이 제공된다.
또한, 상기 제1 도플러 영상 및 상기 제2 도플러 영상을 동기화하는 단계는, 상기 제1 도플러 데이터에 기초하여 상기 대상체의 심장 박동의 제1 주기를 결정하고, 상기 제2 도플러 데이터에 기초하여 상기 대상체의 심장 박동의 제2 주기를 결정하는 단계; 상기 제1 주기와 상기 제2 주기가 다르면, 상기 제1 주기와 상기 제2 주기가 일치되도록 상기 제1 도플러 영상 및 상기 제2 도플러 영상 중 적어도 하나의 도플러 영상을 보정하는 단계; 및 상기 랜드마크에 기초하여, 상기 보정으로 상기 대상체의 심장 박동의 주기가 일치된 상기 제1 도플러 영상 및 상기 제2 도플러 영상을 동기화하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 적어도 하나의 도플러 영상을 보정하는 단계는, 상기 제1 주기와 상기 제2 주기가 일치되도록 상기 적어도 하나의 도플러 영상 내의 스펙트럼에서 시간 축의 스케일을 보정하는 단계; 및 상기 시간 축의 스케일 보정에 따라, 상기 적어도 하나의 도플러 영상 내의 스펙트럼에서 상기 심실로 유입 또는 유출되는 혈류의 도플러 데이터를 보정하는 단계를 포함하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 적어도 하나의 도플러 영상을 보정하는 단계는, 상기 제1 도플러 영상 및 상기 제2 도플러 영상 중 하나의 도플러 영상을 기준 도플러 영상으로 결정하는 단계; 및 상기 결정된 기준 도플러 영상에 기초하여, 상기 제1 주기 및 상기 제2 주기가 일치되도록 상기 기준 도플러 영상 이외의 도플러 영상을 보정하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 심실은 우심실이고, 상기 심실의 소정 동작은, 상기 우심실의 폐동맥판이 닫히는 동작, 상기 우심실의 폐동맥판이 열리는 동작, 상기 우심실의 삼첨판이 닫히는 동작, 상기 우심실의 삼첨판이 열리는 동작 중 하나에 해당될 수 있다.
또한, 상기 제1 도플러 데이터 및 상기 제2 도플러 데이터를 획득하는 단계는, 상기 대상체의 심장에 대한 초음파 영상을 획득하는 단계; 상기 초음파 영상 내의 상기 심실의 삼첨판에 설정된 샘플 볼륨 게이트에 기초하여, 상기 심실로 유입되는 혈류의 상기 제1 도플러 데이터를 획득하는 단계; 및 상기 초음파 영상 내의 상기 심실의 폐동맥판에 설정된 샘플 볼륨 게이트에 기초하여, 상기 심실로부터 유출되는 혈류의 상기 제2 도플러 데이터를 획득하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 초음파 진단 장치의 동작 방법은 상기 동기화된 제1 도플러 영상 및 상기 동기화된 제2 도플러 영상에 기초하여, 심장의 기능과 관련된 적어도 하나의 파라미터의 값을 획득하는 단계; 및 상기 획득된 적어도 하나의 파라미터의 값을 표시하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 적어도 하나의 파라미터는, 상기 심실의 삼첨판의 닫힘 시간, 상기 심실의 폐동맥판의 열림 시간, 상기 심장의 박동과 관련된 심근 성능 지수, 상기 심장의 이완 시간, 상기 심장의 수축 시간 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 획득된 적어도 하나의 파라미터의 값을 표시하는 단계는, 상기 적어도 하나의 파라미터 및 상기 적어도 하나의 파라미터의 값을 상기 동기화된 제1 도플러 영상 및 상기 동기화된 제2 도플러 영상 중 적어도 하나의 도플러 영상 상에 표시하는 단계; 및 상기 적어도 하나의 파라미터의 값에 기초하여, 상기 심장의 진단 정보를 표시하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 랜드마크를 설정하는 단계는, 상기 초음파 진단 장치의 동작을 제어하기 위한 사용자 인터페이스 장치를 통해 상기 제1 도플러 영상 및 상기 제2 도플러 영상 각각에서 상기 심실의 소정 동작에 대응되는 랜드마크를 설정하는 입력을 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
다른 일측에 따르면, 대상체의 심장으로 초음파 신호를 송신하고, 상기 심장으로부터 반사된 에코 신호를 수신하는 프로브; 상기 에코신호에 기초하여, 상기 심실로 유입되는 혈류의 제1 도플러 데이터 및 상기 심실로부터 유출되는 혈류의 제2 도플러 데이터를 획득하고, 상기 제1 도플러 데이터를 기초로 생성된 제1 도플러 영상 및 상기 제2 도플러 데이터를 기초로 생성된 제2 도플러 영상 각각에서 상기 심실의 소정 동작에 대응되는 랜드마크를 설정하고, 상기 설정된 랜드마크에 기초하여, 상기 제1 도플러 영상 및 상기 제2 도플러 영상을 동기화하는 프로세서; 및 상기 동기화된 제1 도플러 영상 및 상기 동기화된 제2 도플러 영상을 표시하는 디스플레이를 포함하는, 초음파 진단 장치가 제공된다.
또 다른 일측에 따르면, 대상체의 심실로 유입되는 혈류의 제1 도플러 데이터 및 상기 심실로부터 유출되는 혈류의 제2 도플러 데이터를 획득하는 단계; 상기 제1 도플러 데이터를 기초로 생성된 제1 도플러 영상 및 상기 제2 도플러 데이터를 기초로 생성된 제2 도플러 영상 각각에서 상기 심실의 소정 동작에 대응되는 랜드마크를 설정하는 단계; 상기 설정된 랜드마크에 기초하여, 상기 제1 도플러 영상 및 상기 제2 도플러 영상을 동기화하는 단계; 및 상기 동기화된 제1 도플러 영상 및 상기 동기화된 제2 도플러 영상을 표시하는 단계를 포함하는, 초음파 진단 장치의 동작 방법 을 실행하는 프로그램을 수록한 컴퓨터 판독 가능 기록 매체가 제공된다.
본 발명은, 다음의 자세한 설명과 그에 수반되는 도면들의 결합으로 쉽게 이해될 수 있으며, 참조 번호(reference numerals)들은 구조적 구성요소(structural elements)를 의미한다.
도 1은 일 실시예에 따른 초음파 진단 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2의 (a) 내지 (c)는 일 실시예에 따른 초음파 진단 장치를 나타내는 도면들이다.
도 3은 일실시예에 따른 초음파 진단 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 4는 다른 일실시예에 따른 초음파 진단 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 5는 일실시예에 따라, 초음파 진당 장치의 동작 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 6은 일실시예에 따라, 사람의 심장 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 일실시예에 따라, 심장으로부터 획득된 도플러 데이터를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 일실시예에 따라, 초음파 진단 장치에서 대상체의 심장에 대한 도플러 데이터를 획득하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 9는 및 도 10은 일실시예에 따라, 초음파 진단 장치에서 제공하는 초음파 영상 및 도플러 영상을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 일실시예에 따라, 초음파 진단 장치가 랜드마크를 이용하여 제1 도플러 영상 및 제2 도플러 영상을 동기화하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 12는 일실시예에 따라, 초음파 진단 장치에서 서로 다른 주기를 갖는 도플러 데이터에 대한 도플러 영상을 보정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 일실시예에 따라, 초음파 진단 장치가 랜드마크를 이용하여 제1 도플러 영상 및 제2 도플러 영상을 동기화하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 일실시예에 따라, 초음파 진단 장치가 도플러 영상에서 심장의 기능과 관련된 파라미터 및 파라미터의 값을 표시하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 15는 일실시예에 따라, 초음파 진단 장치에서 심장의 기능과 관련된 파라미터 및 파라미터의 값을 표시하는 도플러 영상을 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 다른 일실시예에 따라, 초음파 진단 장치에서 심장의 기능과 관련된 파라미터 및 파라미터의 값을 표시하는 도플러 영상을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에서 사용되는 "부"라는 용어는 소프트웨어, FPGA 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, "부"는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 "부"는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 "부"들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 "부"들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 "부"들로 더 분리될 수 있다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
명세서 전체에서 "영상"은 이산적인 영상 요소들(예를 들어, 2차원 영상에 있어서의 픽셀들 및 3차원 영상에 있어서의 복셀들)로 구성된 다차원(multi-dimensional) 데이터를 의미할 수 있다.
명세서 전체에서 "초음파 영상"이란 초음파를 이용하여 획득된 대상체(object)에 대한 영상을 의미한다. 초음파 영상은 프로브(probe)의 트랜스듀서(transducer)로부터 생성되는 초음파 신호를 대상체로 조사하고, 대상체로부터 반사된 에코 신호의 정보를 수신하여 획득한 영상을 의미할 수 있다. 또한, 초음파 영상은 다양하게 구현될 수 있으며, 예를 들어, 초음파 영상은 A 모드(amplitude mode) 영상, B 모드(brightness mode) 영상, C 모드(color mode) 영상, D 모드(Doppler mode) 영상 중 적어도 하나일 수 있으며, 또한, 초음파 영상은 2차원 영상 또는 3차원 영상일 수 있다.
또한, 대상체는 사람 또는 동물, 또는 사람 또는 동물의 일부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 대상체는 간, 심장, 자궁, 뇌, 유방, 복부 등의 장기, 또는 혈관을 포함할 수 있다. 또한, 대상체는 팬텀(phantom)을 포함할 수도 있으며, 팬텀은 생물의 밀도와 실효 원자 번호에 아주 근사한 부피를 갖는 물질을 의미할 수 있다.
또한, 명세서 전체에서 "사용자"는 의료 전문가로서 의사, 간호사, 임상 병리사, 의료 영상 전문가 등이 될 수 있으며, 의료 장치를 수리하는 기술자가 될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
이하에서는 도면을 참조하여 실시 예들을 상세히 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 초음파 진단 장치(100)의 구성을 도시한 블록도이다. 일 실시예에 따른 초음파 진단 장치(100)는 프로브(20), 초음파 송수신부(110), 제어부(120), 영상 처리부(130), 디스플레이부(140), 저장부(150), 통신부(160), 및 입력부(170)를 포함할 수 있다.
초음파 진단 장치(100)는 카트형뿐만 아니라 휴대형으로도 구현될 수 있다. 휴대형 초음파 진단 장치의 예로는 프로브 및 어플리케이션을 포함하는 스마트 폰(smart phone), 랩탑 컴퓨터, PDA, 태블릿 PC 등이 있을 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
프로브(20)는 복수의 트랜스듀서들을 포함할 수 있다. 복수의 트랜스듀서들은 송신부(113)로부터 인가된 송신 신호에 따라 대상체(10)로 초음파 신호를 송출할 수 있다. 복수의 트랜스듀서들은 대상체(10)로부터 반사된 초음파 신호를 수신하여, 수신 신호를 형성할 수 있다. 또한, 프로브(20)는 초음파 진단 장치(100)와 일체형으로 구현되거나, 또는 초음파 진단 장치(100)와 유무선으로 연결되는 분리형으로 구현될수 있다. 또한, 초음파 진단 장치(100)는 구현 형태에 따라 하나 또는 복수의 프로브(20)를 구비할 수 있다.
제어부(120)는 프로브(20)에 포함되는 복수의 트랜스듀서들의 위치 및 집속점을 고려하여, 복수의 트랜스듀서들 각각에 인가될 송신 신호를 형성하도록 송신부(113)를 제어한다.
제어부(120)는 프로브(20)로부터 수신되는 수신 신호를 아날로그 디지털 변환하고, 복수의 트랜스듀서들의 위치 및 집속점을 고려하여, 디지털 변환된 수신 신호를 합산함으로써, 초음파 데이터를 생성하도록 수신부(115)를 제어 한다.
영상 처리부(130)는 초음파 수신부(115)에서 생성된 초음파 데이터를 이용하여, 초음파 영상을 생성한다.
디스플레이부(140)는 생성된 초음파 영상 및 초음파 진단 장치(100)에서 처리되는 다양한 정보를 표시할 수 있다. 초음파 진단 장치(100)는 구현 형태에 따라 하나 또는 복수의 디스플레이부(140)를 포함할 수 있다. 또한, 디스플레이부(140)는 터치패널과 결합하여 터치 스크린으로 구현될 수 있다.
제어부(120)는 초음파 진단 장치(100)의 전반적인 동작 및 초음파 진단 장치(100)의 내부 구성 요소들 사이의 신호 흐름을 제어할 수 있다. 제어부(120)는 초음파 진단 장치(100)의 기능을 수행하기 위한 프로그램 또는 데이터를 저장하는 메모리, 및 프로그램 또는 데이터를 처리하는 프로세서를 포함할 수 있다. 또한, 제어부(120)는 입력부(170) 또는 외부 장치로부터 제어신호를 수신하여, 초음파 진단 장치(100)의 동작을 제어할 수 있다.
초음파 진단 장치(100)는 통신부(160)를 포함하며, 통신부(160)를 통해 외부 장치(예를 들면, 서버, 의료 장치, 휴대 장치(스마트폰, 태블릿 PC, 웨어러블 기기 등))와 연결할 수 있다.
통신부(160)는 외부 장치와 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 구성 요소를 포함할 수 있으며, 예를 들어 근거리 통신 모듈, 유선 통신 모듈 및 무선 통신 모듈 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
통신부(160)가 외부 장치로부터 제어 신호 및 데이터를 수신하고, 수신된 제어 신호를 제어부(120)에 전달하여 제어부(120)로 하여금 수신된 제어 신호에 따라 초음파 진단 장치(100)를 제어하도록 하는 것도 가능하다.
또는, 제어부(120)가 통신부(160)를 통해 외부 장치에 제어 신호를 송신함으로써, 외부 장치를 제어부의 제어 신호에 따라 제어하는 것도 가능하다.
예를 들어 외부 장치는 통신부를 통해 수신된 제어부의 제어 신호에 따라 외부 장치의 데이터를 처리할 수 있다.
외부 장치에는 초음파 진단 장치(100)를 제어할 수 있는 프로그램이 설치될 수 있는 바, 이 프로그램은 제어부(120)의 동작의 일부 또는 전부를 수행하는 명령어를 포함할 수 있다.
프로그램은 외부 장치에 미리 설치될 수도 있고, 외부장치의 사용자가 어플리케이션을 제공하는 서버로부터 프로그램을 다운로드하여 설치하는 것도 가능하다. 어플리케이션을 제공하는 서버에는 해당 프로그램이 저장된 기록매체가 포함될 수 있다.
저장부(150)는 초음파 진단 장치(100)를 구동하고 제어하기 위한 다양한 데이터 또는 프로그램, 입/출력되는 초음파 데이터, 획득된 초음파 영상 등을 저장할 수 있다.
입력부(170)는, 초음파 진단 장치(100)를 제어하기 위한 사용자의 입력을 수신할 수 있다. 예를 들어, 사용자의 입력은 버튼, 키 패드, 마우스, 트랙볼, 조그 스위치, 놉(knop) 등을 조작하는 입력, 터치 패드나 터치 스크린을 터치하는 입력, 음성 입력, 모션 입력, 생체 정보 입력(예를 들어, 홍채 인식, 지문 인식 등) 등을 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
일 실시예에 따른 초음파 진단 장치(100)의 예시는 도 2의 (a) 내지 (c)를 통해 후술된다.
도 2의 (a) 내지 (c)는 일 실시예에 따른 초음파 진단 장치를 나타내는 도면들이다.
도 2의 (a) 및 도 2의 (b)를 참조하면, 초음파 진단 장치(100a, 100b)는 메인 디스플레이부(121) 및 서브 디스플레이부(122)를 포함할 수 있다. 메인 디스플레이부(121) 및 서브 디스플레이부(122) 중 하나는 터치스크린으로 구현될 수 있다. 메인 디스플레이부(121) 및 서브 디스플레이부(122)는 초음파 영상 또는 초음파 진단 장치(100a, 100b)에서 처리되는 다양한 정보를 표시할 수 있다. 또한, 메인 디스플레이부(121) 및 서브 디스플레이부(122)는 터치 스크린으로 구현되고, GUI 를 제공함으로써, 사용자로부터 초음파 진단 장치(100a, 100b)를 제어하기 위한 데이터를 입력 받을 수 있다. 예를 들어, 메인 디스플레이부(121)는 초음파 영상을 표시하고, 서브 디스플레이부(122)는 초음파 영상의 표시를 제어하기 위한 컨트롤 패널을 GUI 형태로 표시할 수 있다. 서브 디스플레이부(122)는 GUI 형태로 표시된 컨트롤 패널을 통하여, 영상의 표시를 제어하기 위한 데이터를 입력 받을 수 있다. 초음파 진단 장치(100a, 100b)는 입력 받은 제어 데이터를 이용하여, 메인 디스플레이부(121)에 표시된 초음파 영상의 표시를 제어할 수 있다.
도 2의 (b)를 참조하면, 초음파 진단 장치(100b)는 메인 디스플레이부(121) 및 서브 디스플레이부(122) 이외에 컨트롤 패널(165)을 더 포함할 수 있다. 컨트롤 패널(165)은 버튼, 트랙볼, 조그 스위치, 놉(knop) 등을 포함할 수 있으며, 사용자로부터 초음파 진단 장치(100b)를 제어하기 위한 데이터를 입력 받을 수 있다. 예를 들어, 컨트롤 패널(165)은 TGC(Time Gain Compensation) 버튼(171), Freeze 버튼(172) 등을 포함할 수 있다. TGC 버튼(171)은, 초음파 영상의 깊이 별로 TGC 값을 설정하기 위한 버튼이다. 또한, 초음파 진단 장치(100b)는 초음파 영상을 스캔하는 도중에 Freeze 버튼(172) 입력이 감지되면, 해당 시점의 프레임 영상이 표시되는 상태를 유지시킬 수 있다.
한편, 컨트롤 패널(165)에 포함되는 버튼, 트랙볼, 조그 스위치, 놉(knop) 등은, 메인 디스플레이부(121) 또는 서브 디스플레이부(122)에 GUI로 제공될 수 있다.
도 2의 (c)를 참조하면, 초음파 진단 장치(100c)는 휴대형으로도 구현될 수 있다. 휴대형 초음파 진단 장치(100c)의 예로는, 프로브 및 어플리케이션을 포함하는 스마트 폰(smart phone), 랩탑 컴퓨터, PDA, 태블릿 PC 등이 있을 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
초음파 진단 장치(100c)는 프로브(20)와 본체(40)를 포함하며, 프로브(20)는 본체(40)의 일측에 유선 또는 무선으로 연결될 수 있다. 본체(40)는 터치 스크린(145)을 포함할 수 있다. 터치 스크린(145)은 초음파 영상, 초음파 진단 장치에서 처리되는 다양한 정보, 및 GUI 등을 표시할 수 있다.
도 3은 일실시예에 따른 초음파 진단 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
초음파 진단 장치(300)는 프로브(310), 프로세서(320) 및 디스플레이(330)를 포함할 수 있다. 그러나, 도시된 구성 요소 모두가 필수 구성 요소인 것은 아니다. 도시된 구성 요소보다 많은 구성 요소에 의해 초음파 진단 장치(300)가 구현될 수 있고, 그보다 적은 구성 요소에 의해서도 초음파 진단 장치(300)가 구현될 수 있다. 이하 상기 구성 요소들에 대해 살펴본다.
프로브(310)는 초음파 신호와 전기 신호를 상호 변환하기 위한 복수의 트랜스듀서 소자들을 포함할 수 있다. 즉, 프로브(310)는 복수의 트랜스듀서 소자들로 구성된 트랜스듀서 어레이를 포함할 수 있고, 복수의 트랜스듀서 소자들은 1차원 또는 2차원으로 배열될 수 있다. 복수의 트랜스듀서 소자들 각각은 별도로 초음파 신호를 발생시키기도 하고, 복수의 트랜스듀서 소자들이 동시에 초음파 신호를 발생시키기도 한다. 각 트랜스듀서 소자들에서 송신된 초음파 신호는 대상체 내부의 임피던스의 불연속면에서 반사된다. 각 트랜스듀서 소자들은 수신된 반사 에코 신호를 전기적 수신신호로 변환할 수 있다. 프로브(310)는 대상체의 심장으로 초음파 신호를 송신하고, 심장으로부터 반사된 에코 신호를 수신할 수 있다. 여기서, 대상체는 사람일 수 있다. 구체적으로, 대상체는 성인, 소아, 태아 등을 포함할 수 있다.
프로세서(320)는 에코 신호에 기초하여, 심실로 유입되는 혈류의 제1 도플러 데이터 및 심실로부터 유출되는 혈류의 제2 도플러 데이터를 획득할 수 있다. 구체적으로, 프로세서(320)는 에코 신호에 기초하여, 대상체의 심장에 대한 초음파 영상을 획득할 수 있다. 여기서, 심장의 심실은 우심실에 해당될 수 있다. 프로세서(320)는 초음파 영상 내의 우심실의 삼첨판(TV: Tricuspid Valve)에 설정된 샘플 볼륨 게이트에 기초하여, 우심실로 유입되는 혈류의 제1 도플러 데이터를 획득할 수 있다. 또한, 프로세서(320)는 초음파 영상 내의 우심실의 폐동맥판(PV: Pulmonary Valve)에 설정된 샘플 볼륨 게이트에 기초하여, 우심실로부터 유출되는 상기 제2 도플러 데이터를 획득할 수 있다.
프로세서(320)는 제1 도플러 데이터를 기초로 생성된 제1 도플러 영상 및 제2 도플러 데이터를 기초로 생성된 제2 도플러 영상을 획득할 수 있다. 프로세서(320)는 제1 도플러 영상 및 제2 도플러 영상에서 심실의 소정 동작에 대응되는 랜드마크를 설정할 수 있다. 여기서, 심실은 우심실에 해당될 수 있다. 심실의 소정 동작은 우심실의 폐동맥판이 닫히는 동작, 우심실의 폐동맥판이 열리는 동작, 우심실의 삼첨판이 닫히는 동작, 우심실의 삼첨판이 열리는 동작 중 하나에 해당될 수 있고, 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 프로세서(320)는 우심실의 폐동맥판이 닫히는 동작에 대응되는 랜드마크를 제1 도플러 영상 및 제2 도플러 영상 각각에 설정할 수 있다.
프로세서(320)는 설정된 랜드마크에 기초하여, 제1 도플러 영상 및 제2 도플러 영상을 동기화할 수 있다. 여기서, "동기화(synchronization)"는 제1 도플러 영상 내의 제1 도플러 데이터로부터 획득되는 대상체의 주기 운동에 대한 제1 주기와 제2 도플러 영상 내의 제2 도플러 데이터로부터 획득되는 대상체의 주기 운동에 대한 제2 주기가 동일한 주기를 갖도록 하고, 대상체의 소정 동작에 대한 동작 시기를 맞추는 프로세스를 의미할 수 있다. 또한, "동기화"는 제1 도플러 영상 및 제2 도플러 영상에 대해, 대상체의 소정 동작이 동시에 일어나거나 일정한 간격을 두고 일어나도록 시간의 간격을 조정하는 프로세스를 포함할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(320)는 제1 도플러 데이터에 기초하여 대상체의 심장 박동의 제1 주기를 결정하고, 제2 도플러 데이터에 기초하여 대상체의 심장 박동의 제2 주기를 결정할 수 있다. 여기서, 제1 주기와 제2 주기가 같으면, 프로세서(320)는 설정된 랜드마크의 지점을 기준으로 제1 도플러 영상 및 제2 도플러 영상을 동기화할 수 있다.
반면에, 제1 주기와 제2 주기가 다르면, 프로세서(320)는 제1 주기와 제2 주기가 일치되도록 제1 도플러 영상 및 제2 도플러 영상 중 적어도 하나의 도플러 영상을 보정할 수 있다. 프로세서(320)는 랜드마크의 지점을 기준으로, 보정으로 대상체의 심장 박동의 주기가 일치된 제1 도플러 영상 및 제2 도플러 영상을 동기화할 수 있다.
제1 주기와 제2 주기가 일치되도록 적어도 하나의 도플러 영상을 보정하는 방법과 관련하여, 프로세서(320)는, 제1 도플러 영상 또는 제2 도플러 영상 내의 스펙트럼에서 시간 축의 스케일을 보정할 수 있다. 프로세서(320)는 시간 축의 스케일 보정에 따라, 제1 도플러 영상 또는 제2 도플러 영상 내의 스펙트럼에서 심실로 유입되거나 유출되는 혈류의 도플러 데이터를 보정할 수 있다.
또한, 제1 주기와 제2 주기가 일치되도록 적어도 하나의 도플러 영상을 보정하는 방법과 관련하여, 프로세서(320)는 제1 도플러 영상 및 제2 도플러 영상 중 하나의 도플러 영상을 기준 도플러 영상으로 결정할 수 있다. 프로세서(320)는 결정된 기준 도플러 영상에 기초하여, 제1 주기 및 제2 주기가 일치되도록 기준 도플러 영상 이외의 도플러 영상을 보정할 수 있다.
프로세서(320)는 동기화된 제1 도플러 영상 및 동기화된 제2 도플러 영상에 기초하여, 심장의 기능과 관련된 적어도 하나의 파라미터의 값을 획득할 수 있다. 적어도 하나의 파라미터의 값은 심장의 기능을 진단하는데 이용되는 지표일 수 있다.
여기서, 파라미터는 심실의 삼첨판의 닫힘 시간(Closure time of TV), 심실의 폐동맥판의 열림 시간(Opening time of PV), 심장의 박동과 관련된 심근 성능 지수(MPI: Myocardial Performance Index), 심장의 이완 시간(IVRT: Isovolumic relaxation time), 심장의 수축 시간(IVCT: isovolumetric contraction time) 중 적어도 하나를 포함할 수 있고, 이에 한정되지 않음은 본 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
디스플레이(330)는 소정 화면을 표시한다. 구체적으로, 디스플레이(330)는 프로세서(320)의 제어에 따라서 소정 화면을 표시할 수 있다. 디스플레이(330)는 디스플레이(330) 패널을 포함하며, 디스플레이(330) 패널 상으로 초음파 영상 등을 표시할 수 있다.
디스플레이(330)는 적어도 하나의 파라미터의 값을 표시할 수 있다. 또한, 디스플레이(330)는 적어도 하나의 파라미터 및 적어도 하나의 파라미터의 값을 동기화된 제1 도플러 영상 및 동기화된 제2 도플러 영상 중 적어도 하나의 영상 상에 표시할 수 있다.
또한, 디스플레이(330)는 적어도 하나의 파라미터의 값에 기초하여, 심장의 진단 정보를 표시할 수 있다.
초음파 진단 장치(300)는 중앙 연산 프로세서를 구비하여, 프로브(310), 프로세서(320) 및 디스플레이(330)의 동작을 총괄적으로 제어할 수 있다. 중앙 연산 프로세서는 다수의 논리 게이트들의 어레이로 구현될 수도 있고, 범용적인 마이크로 프로세서와 이 마이크로 프로세서에서 실행될 수 있는 프로그램이 저장된 메모리의 조합으로 구현될 수도 있다. 또한, 다른 형태의 하드웨어로 구현될 수도 있음을 본 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
도 4는 다른 일실시예에 따른 초음파 진단 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
초음파 진단 장치(400)는 프로브(410), 프로세서(420), 디스플레이(430), 사용자 인터페이스 장치(440) 및 통신부(450)를 포함할 수 있다.
도 4에 있어서, 초음파 진단 장치(400)의 프로브(410), 프로세서(420) 및 디스플레이(430)는 도 3에서 설명한 초음파 진단 장치(300)의 프로브(310), 프로세서(320) 및 디스플레이(330)와 동일 대응되므로, 도 3에서와 중복되는 설명은 생략한다. 도 4에 도시된 구성 요소보다 많은 구성 요소에 의해 초음파 진단 장치(400)가 구현될 수 있고, 그보다 적은 구성 요소에 의해서도 초음파 진단 장치(400)가 구현될 수 있다.
사용자 인터페이스 장치(440)는 사용자로부터 초음파 진단 장치를 제어하기 위해 데이터를 입력 받는 장치를 의미한다. 프로세서는 사용자로부터 소정 명령 또는 데이터를 입력 받기 위한 사용자 인터페이스 화면을 생성 및 출력하도록 디스플레이를 제어할 수 있다. 디스플레이는 제1 도플러 영상 및 제2 도플러 영상 각각에서 심실의 소정 동작에 대응되는 랜드마크를 설정하는 입력 화면을 디스플레이 패널 상으로 표시할 수 있다. 여기서, 심실의 소정 동작은, 우심실의 폐동맥판이 닫히는 동작, 우심실의 폐동맥판이 열리는 동작, 우심실의 삼첨판이 닫히는 동작, 우심실의 삼첨판이 열리는 동작 중 하나에 해당될 수 있다.
사용자 인터페이스 장치(440)는 제1 도플러 영상 및 제2 도플러 영상 각각에서 랜드마크를 설정하는 사용자 입력을 수신할 수 있다. 프로세서는 사용자 입력에 기초하여, 제1 도플러 영상 및 제2 도플러 영상 각각에서 랜드마크를 설정하고, 설정된 랜드마크에 기초하여 제1 도플러 영상 및 제2 도플러 영상을 동기화할 수 있다.
통신부(450)는 외부 장치로부터 데이터를 수신 및/또는 외부 장치로부터 데이터를 송신할 수 있다. 예를 들면, 통신부(450)는 동기화된 제1 도플러 영상 및 동기화된 제2 도플러 영상을 외부 단말기로 전송할 수 있다. 또한, 통신부(450)는 심장의 기능과 관련된 적어도 하나의 파라미터 및 파라미터의 값을 외부 단말기로 전송할 수 있다. 여기서, 외부 단말기는 환자의 단말기일 수 있다. 또한, 외부 장치는 환자의 진료 기록을 관리하는 서버 또는 환자에게 건강 정보를 제공해 주는 어플리케이션의 중계 서버일 수도 있다. 통신부(450)는 와이파이(Wifi), 또는 와이파이 다이렉트(Wifi direct)에 따른 통신 네트워크를 통하여 무선 프로브 또는 외부 장치와 연결될 수 있다. 구체적으로, 통신부(450)가 접속할 수 있는 무선 통신 네트워크로는 무선 랜(Wireless LAN), 와이파이(wifi), 블루투스, 지그비(zigbee), WFD(Wifi-direct), UWB(ultra wideband), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), BLE (Bluetooth Low Energy) 및 NFC(Near Field Communication) 등이 될 수 있고, 이에 한정되지 않는다.
또한, 초음파 진단 장치는 메모리(미도시)를 더 포함할 수 있다. 메모리(미도시)는 도 1의 메모리(미도시)(180)과 동일 대응될 수 있다. 메모리(미도시)는 초음파 영상과 관련된 데이터(예를 들면, 초음파 영상, 초음파 데이터, 스캔 관련 데이터, 도플러 데이터, 도플러 영상, 환자의 진단 데이터 등) 및 외부 장치에서 초음파 진단 장치로 전송된 데이터 등을 저장할 수 있다. 외부 장치로부터 전송된 데이터는 환자 관련 정보, 환자의 진단 및 진료에 필요한 데이터, 환자의 이전 진료 이력, 환자에 대한 진단 지시에 대응되는 의료 워크 리스트 등을 포함할 수 있다.
메모리(미도시)는 심실로 유입되는 혈류의 제1 도플러 데이터 및 심실로부터 유출되는 혈류의 제2 도플러 데이터를 저장할 수 있다. 또한, 메모리(미도시)는 제1 도플러 데이터를 기초로 생성된 제1 도플러 영상 및 제2 도플러 데이터를 기초로 생성된 제2 도플러 영상을 저장할 수 있다. 또한, 메모리(미도시)는 랜드마크가 설정된 제1 도플러 영상 및 제2 도플러 영상 각각을 저장할 수 있다. 또한, 메모리(미도시)는 랜드마크에 기초하여 동기화된 제1 도플러 영상 및 제2 도플러 영상을 저장할 수 있다. 또한, 메모리(미도시)는 동기화된 제1 도플러 영상 및 제2 도플러 영상에 기초하여 획득된 심장의 기능과 관련된 적어도 하나의 파라미터의 값들을 각각 저장할 수 있다.
또한, 메모리(미도시)는, 초음파 진단 장치의 동작 방법을 실행하는 프로그램을 저장할 수 있다. 메모리(미도시)는 초음파 진단 장치의 동작 방법을 나타낸 코드를 포함할 수 있다. 예를 들면, 코드는 대상체의 심실로 유입되는 혈류의 제1 도플러 데이터 및 심실로부터 유출되는 혈류의 제2 도플러 데이터를 획득하는 코드, 제1 도플러 데이터를 기초로 생성된 제1 도플러 영상 및 제2 도플러 데이터를 기초로 생성된 제2 도플러 영상 각각에서 심실의 소정 동작에 대응되는 랜드마크를 설정하는 코드, 설정된 랜드마크에 기초하여, 제1 도플러 영상 및 제2 도플러 영상을 동기화하는 코드, 및 동기화된 제1 도플러 영상 및 동기화된 제2 도플러 영상을 표시하는 코드를 포함할 수 있다. 상기 언급한 코드 이외에 초음파 진단 장치를 동작시키기 위한 다른 코드가 포함될 수 있음은 본 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
초음파 진단 장치(400)는 중앙 연산 프로세서를 구비하여, 프로브(410), 프로세서(420), 디스플레이(430), 사용자 인터페이스 장치(440) 및 통신부(450) 및 메모리(미도시)의 동작을 총괄적으로 제어할 수 있다. 중앙 연산 프로세서는 다수의 논리 게이트들의 어레이로 구현될 수도 있고, 범용적인 마이크로 프로세서와 이 마이크로 프로세서에서 실행될 수 있는 프로그램이 저장된 메모리의 조합으로 구현될 수도 있다. 또한, 다른 형태의 하드웨어로 구현될 수도 있음을 본 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
이하에서는, 초음파 진단 장치(300, 400)가 수행하는 다양한 동작이나 응용들이 설명되는데, 프로브(310, 410), 프로세서(320, 420), 디스플레이(330, 430), 사용자 인터페이스(440), 통신부(450) 및 메모리(미도시) 중 어느 구성을 특정하지 않더라도 본 발명의 기술분야에 대한 통상의 기술자가 명확하게 이해하고 예상할 수 있는 정도의 내용은 통상의 구현으로 이해될 수 있으며, 본 발명의 권리범위가 특정한 구성의 명칭이나 물리적/논리적 구조에 의해 제한되는 것은 아니다.
도 5는 일실시예에 따라, 초음파 진당 장치의 동작 방법을 나타내는 흐름도이다. 이하, 초음파 진단 장치(300)의 동작은 초음파 진단 장치(400)에도 동일하게 적용될 수 있다.
도 5의 단계 S510에서, 초음파 진단 장치(300)는 대상체의 심실로 유입되는 혈류의 제1 도플러 데이터 및 심실로부터 유출되는 혈류의 제2 도플러 데이터를 획득할 수 있다. 제1 도플러 데이터 및 제2 도플러 데이터를 획득하는 방법과 관련하여, 도 8 내지 도 10에서 상세하게 설명한다.
단계 S520에서, 초음파 진단 장치(300)는 제1 도플러 데이터를 기초로 생성된 제1 도플러 영상 및 제2 도플러 데이터를 기초로 생성된 제2 도플러 영상 각각에서 심실의 소정 동작에 대응되는 랜드마크를 설정할 수 있다. 여기서, 심실의 소정 동작은 우심실의 폐동맥판이 닫히는 동작, 우심실의 폐동맥판이 열리는 동작, 우심실의 삼첨판이 닫히는 동작, 우심실의 삼첨판이 열리는 동작 중 하나에 해당될 수 있고, 이에 한정되지 않는다.
구체적으로, 초음파 진단 장치(300)는 제1 도플러 영상 내의 제1 도플러 스펙트럼 및 제2 도플러 영상 내의 제2 도플러 스펙트럼 각각에, 우심실의 폐동맥판이 닫히는 동작, 우심실의 폐동맥판이 열리는 동작, 우심실의 삼첨판이 닫히는 동작, 우심실의 삼첨판이 열리는 동작 중 적어도 하나의 동작에 대응되는 랜드마크를 설정할 수 있다. 초음파 진단 장치(300)는 심장의 복수의 동작들 각각에 대응되는 복수의 랜드마크를 제1 도플러 영상 및 제2 도플러 영상에 설정할 수 있다.
단계 S530에서, 초음파 진단 장치(300)는 랜드마크에 기초하여, 제1 도플러 영상 및 제2 도플러 영상을 동기화할 수 있다. 구체적으로, 초음파 진단 장치(300)는 제1 도플러 영상 및 제2 도플러 영상에 대해, 대상체의 심장의 소정 동작이 동시에 일어나거나 일정한 간격을 두고 일어나도록 시간의 간격을 조정하는 작업을 수행할 수 있다.
예를 들면, 초음파 진단 장치(300)는 제1 도플러 영상 내의 제1 도플러 스펙트럼 및 제2 도플러 영상 내의 제2 도플러 스펙트럼 각각에 대해 폐동맥판이 닫히는 동작이 일어나는 시점에 대한 지점을 랜드마크로 설정할 수 있다. 초음파 진단 장치(300)는 제1 도플러 영상 및 제2 도플러 영상 각각에 설정된 랜드마크를 기준으로, 제1 도플러 스펙트럼 및 제2 도플러 스펙트럼에서 폐동맥판이 닫히는 동작이 일어나는 시점이 동시에 일어나도록 제1 도플러 영상 및 제2 도플러 영상을 동기화할 수 있다.
단계 S540에서, 초음파 진단 장치(300)는 동기화된 제1 도플러 영상 및 동기화된 제2 도플러 영상을 표시할 수 있다.
도 6은 일실시예에 따라, 사람의 심장 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 6의 영상(600)을 참고하면, 심장은 혈액을 온몸으로 보내는 역할을 하는 기관이다. 혈액이 심장에서 나가는 피가 흐르는 혈관은 동맥이라 하고, 심장으로 들어오는 피가 흐르는 혈관을 정맥이라 한다. 혈액은 우심방, 우심실, 폐, 좌심방, 좌심실, 온몸, 우심방의 순서로 순환된다.
도 6에 도시된 바와 같이, 심장은 우심방, 우심실, 좌심방, 좌심실, 삼첨판(610), 폐동맥판(620), 이첨판 으로 구성될 수 있다. 심장으로 유입되는 혈관은 상대 정맥, 하대 정맥, 폐정맥이 있다. 심장으로 유출되는 혈관은 폐동맥, 대동맥이 있다.
삼첨판(610)은 우심방과 우심실 사이에 존재하는 판막으로, 우심방에서 우심실로 혈액이 역류하는 것을 막는 역할을 한다. 삼첨판(610)과 관련된 질병은 삼첨판막 협착증, 삼첨판막 폐쇄부전증, 엡스타인 기형, 삼첨판막 심내막염 등이 있다.
폐동맥판(620)은 우심실과 폐동맥 사이에 위치한 판막으로, 폐동맥으로 흐른 혈액이 역류하는 것을 막는 역할을 한다. 폐동맥판(620)과 관련된 질병은 폐동맥판막 협착증, 폐동맥판막 폐쇄부전증, 대동맥판막 협착증, 대동맥판막 폐쇄부전증 등이 있다.
도 7은 일실시예에 따라, 심장으로부터 획득된 도플러 데이터를 설명하기 위한 도면이다.
초음파 진단 장치(300)는 심실로 유입되는 혈류의 제1 도플러 데이터를 획득하여 제1 도플러 영상을 생성할 수 있다. 또한, 초음파 진단 장치(300)는 심실로부터 유출되는 혈류의 제2 도플러 데이터를 획득하여 제2 도플러 영상을 생성할 수 있다. 초음파 진단 장치(300)는 제1 도플러 영상 및 제2 도플러 영상에 기초하여, 심장의 기능과 관련된 적어도 하나의 파라미터의 값을 획득할 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 파라미터는 심실의 삼첨판의 닫힘 시간(Closure time of TV)(710), 심실의 폐동맥판의 열림 시간(Opening time of PV)(720), 심장의 수축 시간(IVCT: isovolumetric contraction time)(730), 심장의 이완 시간(IVRT: Isovolumic relaxation time)(740) 및 심장의 박동과 관련된 심근 성능 지수(MPI: Myocardial Performance Index)을 포함할 수 있고, 이에 한정되지 않는다.
심장의 이완 시간(IVRT)은 심장의 이완기 기능 장애의 지표로 사용될 수 있다. 예를 들면, 정상적인 심장의 이완 시간 범위는 약 70 ± 12ms에 해당될 수 있다. 또한, 심장의 수축 시간(IVCT)는 심장의 수축기 기능 장애의 지표로 사용될 수 있다.
또한, 심장 성능 지수(MPI)는 아래의 수학식 1에 따라 계산될 수 있다.
Figure 112017083687341-pat00001
여기서, 심장 성능 지수는 시간의 비로 계산될 수 있으므로, 심실의 모양에 영향을 받지 않는다. 따라서, 초음파 진단 장치(300)는 도플러 영상 내의 스펙트럼을 이용하여 심장 성능 지수를 계산할 수 있고, 심장 성능 지수에 기초하여, 좌심실 및 우심실의 기능을 정량적으로 진단할 수 있다. 또한, 심장 성능 지수는 성인, 선천성 심장병을 가진 소아에게도 심장 기능을 정량적으로 평가하는데 이용될 수 있다.
또한, 심장 성능 지수(MPI)는 아래의 수학식 2에 따라 계산될 수 있다.
Figure 112017083687341-pat00002
심장 성능 지수는 상기 언급한 수학식 1 및 수학식 2에 따라 계산될 수 있고, 다른 파라미터의 조합에 의한 수학식에 따라 계산될 수 있음은 본 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
한편, 서로 다른 주기에서 삼첨판으로 유입되는 혈류의 제1 도플러 데이터 및 폐동맥판으로 유출되는 혈류의 제2 도플러 데이터가 획득되므로, 초음파 진단 장치(300)는 제1 도플러 데이터에서 획득된 심장의 제1 주기 및 제2 도플러 데이터에서 획득된 심장의 제2 주기가 일치되도록 제1 도플러 데이터 및 제2 도플러 데이터 중 적어도 하나를 보정할 수 있다. 초음파 진단 장치(300)는 보정된 도플러 데이터에 기초하여, 심장 기능과 관련된 파라미터들을 획득할수 있다.
도 8은 일실시예에 따라, 초음파 진단 장치(300)에서 대상체의 심장에 대한 도플러 데이터를 획득하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
단계 S810에서, 초음파 진단 장치(300)는 대상체의 심장에 대한 초음파 영상을 획득할 수 있다.
단계 S820에서, 초음파 진단 장치(300)는 초음파 영상 내의 심실의 삼첨판(TV: Tricuspid Valve)에 설정된 샘플 볼륨 게이트에 기초하여, 심실로 유입되는 혈류의 제1 도플러 데이터를 획득할 수 있다.
초음파 진단 장치(300)는 샘플 볼륨 게이트의 위치를 변화시키면서, 변화된 샘플 볼륨 게이트에 위치한 샘플 볼륨의 도플러 데이터를 획득할 수 있다. 샘플 볼륨은 샘플 볼륨 게이트의 동작에 의해 도플러 신호가 받아들여지는 한정된 구역을 의미한다.
구체적으로, 초음파 진단 장치(300)는 심실의 삼첨판에 샘플 볼륨 게이트를 위치시키고, 삼첨판에 위치한 샘플 볼륨 게이트로부터 심실로 유입되는 혈류의 제1 도플러 데이터를 획득할 수 있다.
단계 S830에서, 초음파 진단 장치(300)는 초음파 영상 내의 심실의 폐동맥판(PV: Pulmonary Valve)에 설정된 샘플 볼륨 게이트에 기초하여, 심실로부터 유출되는 제2 도플러 데이터를 획득할 수 있다. 구체적으로, 초음파 진단 장치(300)는 심실의 폐동맥판에 샘플 볼륨 게이트를 위치시키고, 폐동맥판에 위치한 샘플 볼륨 게이트로부터 심실로 유출되는 제2 도플러 데이터를 획득할 수 있다.
도 9는 및 도 10은 일실시예에 따라, 초음파 진단 장치(300)에서 제공하는 초음파 영상 및 도플러 영상을 설명하기 위한 도면이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 초음파 진단 장치(300)는 프로브를 이용하여 대상체의 심장으로 초음파 신호를 조사하고, 심장으로부터 반사된 에코 신호를 수신하여 심장에 대한 초음파 영상을 획득할 수 있다. 초음파 진단 장치(300)는 획득된 초음파 영상을 표시할 수 있다. 초음파 진단 장치(300)는 스캔 라인을 이용하여 초음파 영상 내의 심실의 삼첨판에 대응되는 위치(910)에 샘플 볼륨 게이트를 위치시킬 수 있다. 초음파 진단 장치(300)는 샘플 볼륨 게이트로부터 심실로 유입되는 혈류의 제1 도플러 데이터를 획득할 수 있다. 초음파 진단 장치(300)는 심실로 유입되는 혈류의 제1 도플러 데이터를 제1 도플러 스펙트럼(920)으로 표시할 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 초음파 진단 장치(300)는 스캔 라인을 이용하여 초음파 영상 내의 심실의 폐동맥판에 대응되는 위치(930)에 샘플 볼륩 게이트를 위치시킬 수 있다. 초음파 진단 장치(300)는 샘플 볼륨 게이트로부터 심실로부터 유출되는 혈류의 제2 도플러 데이터를 획득할 수 있다. 초음파 진단 장치(300)는 심실로부터 유출되는 혈류의 제2 도플러 데이터를 제2 도플러 스펙트럼(940)으로 표시할 수 있다.
도 11은 일실시예에 따라, 초음파 진단 장치(300)가 랜드마크를 이용하여 제1 도플러 영상 및 제2 도플러 영상을 동기화하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
단계 S1110에서, 초음파 진단 장치(300)는 제1 도플러 데이터에 기초하여 대상체의 심장 박동의 제1 주기를 결정할 수 있고, 제2 도플러 데이터에 기초하여 대상체의 심장 박동의 제2 주기를 결정할 수 있다.
예를 들면, 제1 주기는 심실로 유입되는 혈류의 제1 도플러 데이터에 대한 심장 박동(heart beat)의 주기이고, 제2 주기는 심실로부터 유출되는 혈류의 제2 도플러 데이터에 대한 심장 박동의 주기일 수 있다.
단계 S1120에서, 제1 주기와 제2 주기가 다르면, 초음파 진단 장치(300)는 제1 주기와 제2 주기가 일치되도록 제1 도플러 영상 및 제2 도플러 영상 중 적어도 하나의 도플러 영상을 보정할 수 있다.
심장의 수축 운동과 이완 운동에 따라 삼첨판에서 획득된 제1 도플러 데이터에 기초하여 결정된 제1 주기와 폐동맥판에서 획득된 제2 도플러 데이터에 기초하여 결정된 제2 주기는 다를 수 있다. 초음파 진단 장치(300)는 심장의 기능과 관련된 파라미터의 값을 획득하기 위해 심실로 유입되는 혈류의 제1 도플러 데이터를 기초로 생성된 제1 도플러 영상 및 심실로부터 유출되는 혈류의 제2 도플러 데이터를 기초로 생성된 제2 도플러 영상을 이용할 수 있다. 제1 주기와 제2 주기가 다르면, 제1 도플러 영상 및 제2 도플러 영상 각각에서 획득되는 제1 파라미터에 대한 값을 획득할 때 오차가 생길 수 있다. 따라서, 초음파 진단 장치(300)는 제1 주기와 제2 주기가 일치되도록 제1 도플러 영상 및 제2 도플러 영상 중 적어도 하나의 도플러 영상을 보정할 수 있다.
일실시예에 따라, 초음파 진단 장치(300)는 제1 주기와 제2 주기가 일치되도록 적어도 하나의 도플러 영상 내의 스펙트럼에서 시간 축의 스케일을 자동으로 보정할 수 있다. 초음파 진단 장치(300)는 시간 축의 스케일 보정에 따라 적어도 하나의 도플러 영상 내의 스펙트럼에서 심실로 유입 또는 유출되는 혈류의 도플러 데이터를 자동으로 보정할 수 있다.
다른 일실시예에 따라, 초음파 진단 장치(300)는 제1 도플러 영상 및 제2 도플러 영상 중 하나의 영상을 기준 도플러 영상으로 결정할 수 있다. 초음파 진단 장치(300)는 기준 도플러 영상에 기초하여 제1 주기 및 제2 주기가 일치되도록 기준 도플러 영상 이외의 도플러 영상을 보정할 수 있다.
단계 S1130에서, 초음파 진단 장치(300)는 랜드마크에 기초하여, 보정으로 심장 박동의 주기가 일치된 제1 도플러 영상 및 제2 도플러 영상을 동기화할 수 있다.
초음파 진단 장치(300)는 심장 박동의 주기가 일치된 제1 도플러 영상 및 제2 도플러 영상 각각에 설정된 심장의 소정 동작에 대응되는 랜드마크를 기준으로, 심장의 소정 동작이 일어나는 시점이 동시에 일어나도록 제1 도플러 영상 및 제2 도플러 영상을 동기화할 수 있다.
도 12는 일실시예에 따라, 초음파 진단 장치에서 서로 다른 주기를 갖는 도플러 데이터에 대한 도플러 영상을 보정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
초음파 진단 장치(300)는 초음파 영상 내에서 우심실의 삼첨판에 대응되는 지점에 샘플 볼륨 게이트를 위치시키고, 삼첨판에 대응되는 지점에 위치한 샘플 볼륨 게이트로부터 심실로 유입되는 혈류의 제1 도플러 데이터를 획득할 수 있다.
도 12에 도시된 바와 같이, 초음파 진단 장치(300)는 우심실로 유입되는 혈류의 제1 도플러 데이터에 대한 제1 도플러 스펙트럼(1211)를 표시할 수 있다. 또한, 초음파 진단 장치(300)는 우심실로 유입되는 혈류의 제1 도플러 스펙트럼(1211)에 기초하여, 대상체의 심장의 심장 박동 수는 124bpm이고, 제1 도플러 스펙트럼(1211)에 표시된 1 도트당 3.333ms임을 포함하는 대상체의 심장의 제1 주기 정보를 획득할 수 있다.
또한, 초음파 진단 장치(300)는 초음파 영상 내에서 우심실의 폐동맥판에 대응되는 지점에 샘플 볼륨 게이트를 위치시키고, 폐동맥판에 대응되는 지점에 위치한 샘플 볼륨 게이트로부터 심실로부터 유출되는 혈류의 제2 도플러 데이터를 획득할 수 있다.
도 12에 도시된 바와 같이, 초음파 진단 장치(300)는 우심실에서 유출되는 혈류의 제2 도플러 데이터에 대한 제2 도플러 스펙트럼(1212)을 표시할 수 있다. 또한, 초음파 진단 장치(300)는 우심실로부터 유출되는 혈류의 제2 도플러 스펙트럼(1212)에 기초하여, 대상체의 심장의 심장 박동 수는 140bpm이고, 제2 도플러 스펙트럼(1212)에 표시된 1 도트당 3.333ms임을 포함하는 대상체의 심장의 제2 주기 정보를 획득할 수 있다.
초음파 진단 장치(300)는 제1 도플러 스펙트럼(1211) 및 제2 도플러 스펙트럼(1212)을 함께 하나의 도플러 영상(1210)으로 표시할 수 있다. 또한, 초음파 진단 장치(300)는 제1 주기 정보 및 제2 주기 정보 각각을 제1 도플러 스펙트럼(1211) 및 제2 도플러 스펙트럼(1212) 각각에 표시할 수 있다. 또한, 도 12에 도시된 바와 같이, 초음파 진단 장치(300)는 제1 주기 정보 및 제2 주기 정보를 도플러 영상(1210)의 하단에 표시할 수도 있다.
제1 주기 및 제2 주기가 다르므로, 초음파 진단 장치(300)는 제1 주기와 제2 주기가 일치되도록 제1 도플러 영상 및 제2 도플러 영상 중 적어도 하나의 도플러 영상을 보정할 수 있다.
도 12에 도시된 바와 같이, 초음파 진단 장치(300)는 제1 주기와 제2 주기가 일치되도록 제2 도플러 스펙트럼(1212)에서 시간 축의 스케일을 보정하여 보정된 제2 도플러 스펙트럼(1222)을 생성할 수 있다. 구체적으로, 초음파 진단 장치(300)는 시간 축의 스케일 보정에 따라, 제2 도플러 스펙트럼(1212)에서 심실로 유입되는 혈류의 도플러 데이터 및/또는 심실로부터 유출되는 혈류의 도플러 데이터를 보정하여 보정된 제2 도플러 스펙트럼(1222)을 생성할 수 있다.
보정 결과, 초음파 진단 장치(300)는 보정된 제2 도플러 스펙트럼(1222)에 기초하여, 대상체의 심장 박동 수는 124bpm이고, 제2 도플러 스펙트럼(1222)에 표시된 1 도트당 3.747ms임을 포함하는 대상체의 심장의 보정된 제2 주기 정보를 획득할 수 있다.
즉, 초음파 진단 장치(300)는 제2 도플러 스펙트럼(1212)의 제2 주기 정보를 제1 도플러 스펙트럼(1211)의 제1 주기 정보와 일치되도록 보정할 수 있다. 초음파 진단 장치(300)는 제1 도플러 스펙트럼(1211) 및 보정된 제2 도플러 스펙트럼(1222)을 함께 하나의 도플러 영상(1220)으로 표시할 수 있다. 또한, 초음파 진단 장치(300)는 제1 주기 정보 및 보정된 제2 주기 정보를 도플러 영상(1220)의 하단에 표시할 수도 있다.
도 13은 일실시예에 따라, 초음파 진단 장치가 랜드마크를 이용하여 제1 도플러 영상 및 제2 도플러 영상을 동기화하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 13에 도시된 도플러 영상(1220)을 참고하면, 초음파 진단 장치(300)는 제1 도플러 스펙트럼(1211)에서, 우심실의 폐동맥판이 닫히는 동작에 대응되는 지점을 제1 랜드마크(1223)로 설정할 수 있다. 또한, 초음파 진단 장치(300)는 제2 도플러 스펙트럼(1222)에서, 우심실의 폐동맥판이 닫히는 동작에 대응되는 지점을 제2 랜드마크(1224)로 설정할 수 있다.
여기서, 우심실의 폐동맥판이 닫히는 동작에 대응되는 지점이 랜드마크로 설정되었지만, 우심실의 폐동맥판이 열리는 동작에 대응되는 지점, 우심실의 삼첨판이 닫히는 동작에 대응되는 지점 및 우심실의 삼첨판이 열리는 동작에 대응되는 지점이 랜드마크로 설정될 수 있음은 본 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
도 13에 도시된 도플러 영상(1230)을 참고하면, 초음파 진단 장치(300)는 제1 도플러 스펙트럼(1211)에 설정된 제1 랜드마크(1223)와 제2 도플러 스펙트럼(1222)에 설정된 제2 랜드마크(1224)를 시간 축 기준으로 동일한 시점에 설정함으로써, 동기화된 제1 도플러 스펙트럼(1211) 및 제2 도플러 스펙트럼(1232)를 생성할 수 있다.
도 14는 일실시예에 따라, 초음파 진단 장치가 도플러 영상에서 심장의 기능과 관련된 파라미터 및 파라미터의 값을 표시하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
단계 S1410에서, 초음파 진단 장치(300)는 동기화된 제1 도플러 영상 및 동기화된 제2 도플러 영상에 기초하여, 심장의 기능과 관련된 적어도 하나의 파라미터의 값을 획득할 수 있다. 여기서, 파라미터는 심실의 삼첨판의 닫힘 시간(Closure time of TV), 심실의 폐동맥판의 열림 시간(Opening time of PV), 심장의 박동과 관련된 심근 성능 지수(MPI: Myocardial Performance Index), 심장의 이완 시간(IVRT: Isovolumic relaxation time), 심장의 수축 시간(IVCT: isovolumetric contraction time) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
단계 S1420에서, 초음파 진단 장치(300)는 획득된 적어도 하나의 파라미터의 값을 표시할 수 있다. 초음파 진단 장치(300)는 적어도 하나의 파라미터 및 적어도 하나의 파라미터의 값을 동기화된 제1 도플러 영상 및 동기화된 제2 도플러 영상 중 적어도 하나의 도플러 영상 상에 표시할 수 있다.
단계 S1430에서, 초음파 진단 장치(300)는 적어도 하나의 파라미터의 값에 기초하여, 심장의 진단 정보를 표시할 수 있다.
도 15는 일실시예에 따라, 초음파 진단 장치에서 심장의 기능과 관련된 파라미터 및 파라미터의 값을 표시하는 도플러 영상을 설명하기 위한 도면이다.
도 15에 도시된 도플러 영상(1230)을 참고하면, 초음파 진단 장치(300)는 제1 도플러 스펙트럼(1211)에 설정된 제1 랜드마크(1223)와 제2 도플러 스펙트럼(1222)에 설정된 제2 랜드마크(1224)를 시간 축 기준으로 동일한 시점에 설정함으로써, 동기화된 제1 도플러 스펙트럼(1211) 및 제2 도플러 스펙트럼(1232)를 생성할 수 있다.
도 15에 도시된 도플러 영상(1240)을 참고하면, 초음파 진단 장치(300)는 제1 도플러 스펙트럼(1211)에 기초하여, 삼첨판의 닫힘 시간(1241)을 계산할 수 있다. 또한, 초음파 진단 장치(300)는 제2 도플러 스펙트럼(1232)에 기초하여, 폐동맥판의 열림 시간(1242)을 계산할 수 있다. 초음파 진단 장치(300)는 삼첨판의 닫힘 시간(1241) 및 폐동맥판의 열림 시간(1242)에 대응되는 구간을 도플러 스펙트럼 각각에 표시할 수 있고, 삼첨판의 닫힘 시간(1241) 및 폐동맥판의 열림 시간(1242)을 표시할 수 있다.
또한, 초음파 진단 장치(300)는 제1 도플러 스펙트럼(1211) 및 제2 도플러 스펙트럼(1232)에 기초하여, 심장의 이완 시간(IVRT) 및 심장의 수축 시간(IVCT)을 계산할 수 있다.
도 16은 다른 일실시예에 따라, 초음파 진단 장치(300)에서 심장의 기능과 관련된 파라미터 및 파라미터의 값을 표시하는 도플러 영상을 설명하기 위한 도면이다.
도 16에 도시된 바와 같이, 초음파 진단 장치(300)는 우심실에 유입되는 혈류에 대한 제1 도플러 스펙트럼(1211) 및 우심실로부터 유출되는 혈류에 대한 제2 도플러 스펙트럼(1232)을 동기화하여 하나의 도플러 영상(1240)으로 표시할 수 있다. 초음파 진단 장치(300)는 심장의 기능과 관련된 파라미터를 결정하고, 도플러 영상(1240)에 기초하여 파라미터의 값을 획득할 수 있다. 또한, 초음파 진단 장치(300)는 파라미터를 획득하는데 이용되는 지표, 구간들을 도플러 영상(1240) 상에 표시할 수 있다.
여기서, 파라미터는 심실의 삼첨판의 닫힘 시간(Closure time of TV), 심실의 폐동맥판의 열림 시간(Opening time of PV), 심장의 수축 시간(IVCT: isovolumetric contraction time), 심장의 이완 시간(IVRT: Isovolumic relaxation time) 및 심장의 박동과 관련된 심근 성능 지수(MPI: Myocardial Performance Index)을 포함할 수 있고, 이에 한정되지 않는다. 또한, 심근 성능 지수는 복수의 파라미터들의 값을 조합하여 계산될 수 있다.
도 16에 도시된 영상(1250)과 같이, 초음파 진단 장치(300)는 초음파 영상을 표시할 수 있고, 삼첨판의 닫힘 시간: 3.6s, 폐동맥판의 열림시간: 3.46s, 심장의 수축 시간: 68ms, 심장의 이완 시간: 72ms에 대한 심장의 기능을 진단하는 데에 이용되는 파라미터 및 파라미터의 값의 정보를 표시할 수 있다.
또한, 초음파 진단 장치(300)는 심장의 기능을 진단하는 데에 이용되는 파라미터 및 파라미터의 값의 정보에 기초하여, 대상체의 심장의 진단 결과를 나타내는 진단 정보를 표시할 수 있다. 예를 들면, 도 16에 도시된 영상(1250)과 같이, 초음파 진단 장치(300)는 "삼첨판의 닫힘 시간: 3.6s, 폐동맥판의 열림시간: 3.46s, 심장의 수축 시간: 68ms, 심장의 이완 시간: 72ms" 정보에 기초하여 대상체의 심장은 정상임을 나타내는 정보를 표시할 수 있다. 또한, 진단 정보는 초음파 진단 장치(300)에 저장된 심장과 관련된 의학 정보 및 파라미터의 값의 정보에 기초하여 자동적으로 생성될 수 있다. 또한, 진단 정보는 사용자에 의해 입력될 수도 있다.
이상에서 설명된 초음파 진단 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다.
처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다.
이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다.
소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 또는 컴퓨터 저장 매체 또는 장치에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.
컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다.
프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.
상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (21)

  1. 대상체의 심실로 유입되는 혈류의 제1 도플러 데이터 및 상기 심실로부터 유출되는 혈류의 제2 도플러 데이터를 획득하는 단계;
    상기 제1 도플러 데이터를 기초로 생성된 제1 도플러 영상 및 상기 제2 도플러 데이터를 기초로 생성된 제2 도플러 영상 각각에서 상기 심실의 소정 동작에 대응되는 랜드마크를 설정하는 단계;
    상기 설정된 랜드마크에 기초하여, 상기 제1 도플러 데이터에 기초하여 결정되는 상기 대상체의 심장 박동의 제1 주기와 상기 제2 도플러 데이터에 기초하여 결정되는 상기 대상체의 심장 박동의 제2 주기를 일치시켜 상기 제1 도플러 영상 및 상기 제2 도플러 영상을 동기화하는 단계; 및
    상기 동기화된 제1 도플러 영상 및 상기 동기화된 제2 도플러 영상을 표시하는 단계를 포함하는, 초음파 진단 장치의 동작 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 도플러 영상 및 상기 제2 도플러 영상을 동기화하는 단계는,
    상기 제1 도플러 데이터에 기초하여 상기 대상체의 심장 박동의 제1 주기를 결정하고, 상기 제2 도플러 데이터에 기초하여 상기 대상체의 심장 박동의 제2 주기를 결정하는 단계;
    상기 제1 주기와 상기 제2 주기가 다르면, 상기 제1 주기와 상기 제2 주기가 일치되도록 상기 제1 도플러 영상 및 상기 제2 도플러 영상 중 적어도 하나의 도플러 영상을 보정하는 단계; 및
    상기 랜드마크에 기초하여, 상기 보정으로 상기 대상체의 심장 박동의 주기가 일치된 상기 제1 도플러 영상 및 상기 제2 도플러 영상을 동기화하는 단계를 포함하는, 초음파 진단 장치의 동작 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 도플러 영상을 보정하는 단계는,
    상기 제1 주기와 상기 제2 주기가 일치되도록 상기 적어도 하나의 도플러 영상 내의 스펙트럼에서 시간 축의 스케일을 보정하는 단계; 및
    상기 시간 축의 스케일 보정에 따라, 상기 적어도 하나의 도플러 영상 내의 스펙트럼에서 상기 심실로 유입 또는 유출되는 혈류의 도플러 데이터를 보정하는 단계를 포함하는 단계를 포함하는, 초음파 진단 장치의 동작 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 도플러 영상을 보정하는 단계는,
    상기 제1 도플러 영상 및 상기 제2 도플러 영상 중 하나의 도플러 영상을 기준 도플러 영상으로 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 기준 도플러 영상에 기초하여, 상기 제1 주기 및 상기 제2 주기가 일치되도록 상기 기준 도플러 영상 이외의 도플러 영상을 보정하는 단계를 포함하는, 초음파 진단 장치의 동작 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 심실은 우심실이고,
    상기 심실의 소정 동작은, 상기 우심실의 폐동맥판이 닫히는 동작, 상기 우심실의 폐동맥판이 열리는 동작, 상기 우심실의 삼첨판이 닫히는 동작, 상기 우심실의 삼첨판이 열리는 동작 중 하나에 해당되는, 초음파 진단 장치의 동작 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 도플러 데이터 및 상기 제2 도플러 데이터를 획득하는 단계는,
    상기 대상체의 심장에 대한 초음파 영상을 획득하는 단계;
    상기 초음파 영상 내의 상기 심실의 삼첨판(TV: Tricuspid Valve)에 설정된 샘플 볼륨 게이트에 기초하여, 상기 심실로 유입되는 혈류의 상기 제1 도플러 데이터를 획득하는 단계; 및
    상기 초음파 영상 내의 상기 심실의 폐동맥판(PV: Pulmonary Valve)에 설정된 샘플 볼륨 게이트에 기초하여, 상기 심실로부터 유출되는 혈류의 상기 제2 도플러 데이터를 획득하는 단계를 포함하는, 초음파 진단 장치의 동작 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 동기화된 제1 도플러 영상 및 상기 동기화된 제2 도플러 영상에 기초하여, 심장의 기능과 관련된 적어도 하나의 파라미터의 값을 획득하는 단계; 및
    상기 획득된 적어도 하나의 파라미터의 값을 표시하는 단계를 더 포함하는, 초음파 진단 장치의 동작 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 파라미터는,
    상기 심실의 삼첨판의 닫힘 시간(Closure time of TV), 상기 심실의 폐동맥판의 열림 시간(Opening time of PV), 상기 심장의 박동과 관련된 심근 성능 지수(MPI: Myocardial Performance Index), 상기 심장의 이완 시간(IVRT: Isovolumic relaxation time), 상기 심장의 수축 시간(IVCT: isovolumetric contraction time) 중 적어도 하나를 포함하는, 초음파 진단 장치의 동작 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 획득된 적어도 하나의 파라미터의 값을 표시하는 단계는,
    상기 적어도 하나의 파라미터 및 상기 적어도 하나의 파라미터의 값을 상기 동기화된 제1 도플러 영상 및 상기 동기화된 제2 도플러 영상 중 적어도 하나의 도플러 영상 상에 표시하는 단계; 및
    상기 적어도 하나의 파라미터의 값에 기초하여, 상기 심장의 진단 정보를 표시하는 단계를 포함하는, 초음파 진단 장치의 동작 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 랜드마크를 설정하는 단계는,
    상기 초음파 진단 장치의 동작을 제어하기 위한 사용자 인터페이스 장치를 통해 상기 제1 도플러 영상 및 상기 제2 도플러 영상 각각에서 상기 심실의 소정 동작에 대응되는 랜드마크를 설정하는 입력을 수신하는 단계를 포함하는, 초음파 진단 장치의 동작 방법.
  11. 대상체의 심장으로 초음파 신호를 송신하고, 상기 심장으로부터 반사된 에코신호를 수신하는 프로브;
    상기 에코신호에 기초하여, 상기 심장의 심실로 유입되는 혈류의 제1 도플러 데이터 및 상기 심실로부터 유출되는 혈류의 제2 도플러 데이터를 획득하고, 상기 제1 도플러 데이터를 기초로 생성된 제1 도플러 영상 및 상기 제2 도플러 데이터를 기초로 생성된 제2 도플러 영상 각각에서 상기 심실의 소정 동작에 대응되는 랜드마크를 설정하고, 상기 설정된 랜드마크에 기초하여, 상기 제1 도플러 데이터에 기초하여 결정되는 상기 대상체의 심장 박동의 제1 주기와 상기 제2 도플러 데이터에 기초하여 결정되는 상기 대상체의 심장 박동의 제2 주기를 일치시켜 상기 제1 도플러 영상 및 상기 제2 도플러 영상을 동기화하는 프로세서; 및
    상기 동기화된 제1 도플러 영상 및 상기 동기화된 제2 도플러 영상을 표시하는 디스플레이를 포함하는, 초음파 진단 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 제1 도플러 데이터에 기초하여 상기 대상체의 심장 박동의 제1 주기를 결정하고, 상기 제2 도플러 데이터에 기초하여 상기 대상체의 심장 박동의 제2 주기를 결정하고,
    상기 제1 주기와 상기 제2 주기가 다르면, 상기 제1 주기와 상기 제2 주기가 일치되도록 상기 제1 도플러 영상 및 상기 제2 도플러 영상 중 적어도 하나의 도플러 영상을 보정하고,
    상기 랜드마크에 기초하여, 상기 보정으로 상기 대상체의 심장 박동의 주기가 일치된 상기 제1 도플러 영상 및 상기 제2 도플러 영상을 동기화하는, 초음파 진단 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 제1 주기와 상기 제2 주기가 일치되도록 상기 적어도 하나의 도플러 영상 내의 스펙트럼에서 시간 축의 스케일을 보정하고,
    상기 시간 축의 스케일 보정에 따라, 상기 적어도 하나의 도플러 영상 내의 스펙트럼에서 상기 심실로 유입 또는 유출되는 혈류의 도플러 데이터를 보정하는, 초음파 진단 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 제1 도플러 영상 및 상기 제2 도플러 영상 중 하나의 도플러 영상을 기준 도플러 영상으로 결정하고,
    상기 결정된 기준 도플러 영상에 기초하여, 상기 제1 주기 및 상기 제2 주기가 일치되도록 상기 기준 도플러 영상 이외의 도플러 영상을 보정하는, 초음파 진단 장치.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 심실은 우심실이고,
    상기 심실의 소정 동작은, 상기 우심실의 폐동맥판이 닫히는 동작, 상기 우심실의 폐동맥판이 열리는 동작, 상기 우심실의 삼첨판이 닫히는 동작, 상기 우심실의 삼첨판이 열리는 동작 중 하나에 해당되는, 초음파 진단 장치.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 에코신호에 기초하여, 상기 대상체의 심장에 대한 초음파 영상을 획득하고,
    상기 초음파 영상 내의 상기 심실의 삼첨판(TV: Tricuspid Valve)에 설정된 샘플 볼륨 게이트에 기초하여, 상기 심실로 유입되는 혈류의 상기 제1 도플러 데이터를 획득하고,
    상기 초음파 영상 내의 상기 심실의 폐동맥판(PV: Pulmonary Valve)에 설정된 샘플 볼륨 게이트에 기초하여, 상기 심실로부터 유출되는 혈류의 상기 제2 도플러 데이터를 획득하는, 초음파 진단 장치.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 동기화된 제1 도플러 영상 및 상기 동기화된 제2 도플러 영상에 기초하여, 심장의 기능과 관련된 적어도 하나의 파라미터의 값을 획득하고,
    상기 디스플레이는, 상기 획득된 적어도 하나의 파라미터의 값을 표시하는, 초음파 진단 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 파라미터는,
    상기 심실의 삼첨판의 닫힘 시간(Closure time of TV), 상기 심실의 폐동맥판의 열림 시간(Opening time of PV), 상기 심장의 박동과 관련된 심근 성능 지수(MPI: Myocardial Performance Index), 상기 심장의 이완 시간(IVRT: Isovolumic relaxation time), 상기 심장의 수축 시간(IVCT: isovolumetric contraction time) 중 적어도 하나를 포함하는, 초음파 진단 장치.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 디스플레이는,
    상기 적어도 하나의 파라미터 및 상기 적어도 하나의 파라미터의 값을 상기 동기화된 제1 도플러 영상 및 상기 동기화된 제2 도플러 영상 중 적어도 하나의 도플러 영상 상에 표시하고,
    상기 적어도 하나의 파라미터의 값에 기초하여, 상기 심장의 진단 정보를 표시하는, 초음파 진단 장치.
  20. 제11항에 있어서,
    상기 초음파 진단 장치의 동작을 제어하기 위한 사용자 인터페이스 장치를 더 포함하고,
    상기 사용자 인터페이스 장치는, 상기 제1 도플러 영상 및 상기 제2 도플러 영상 각각에서 상기 심실의 소정 동작에 대응되는 랜드마크를 설정하는 입력을 수신하는, 초음파 진단 장치.
  21. 초음파 진단 장치의 동작 방법을 실행하는 프로그램을 수록한 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 있어서, 상기 초음파 진단 장치의 동작 방법은,
    대상체의 심실로 유입되는 혈류의 제1 도플러 데이터 및 상기 심실로부터 유출되는 혈류의 제2 도플러 데이터를 획득하는 단계;
    상기 제1 도플러 데이터를 기초로 생성된 제1 도플러 영상 및 상기 제2 도플러 데이터를 기초로 생성된 제2 도플러 영상 각각에서 상기 심실의 소정 동작에 대응되는 랜드마크를 설정하는 단계;
    상기 설정된 랜드마크에 기초하여, 상기 제1 도플러 데이터에 기초하여 결정되는 상기 대상체의 심장 박동의 제1 주기와 상기 제2 도플러 데이터에 기초하여 결정되는 상기 대상체의 심장 박동의 제2 주기를 일치시켜 상기 제1 도플러 영상 및 상기 제2 도플러 영상을 동기화하는 단계; 및
    상기 동기화된 제1 도플러 영상 및 상기 동기화된 제2 도플러 영상을 표시하는 단계를 포함하는 컴퓨터 판독 가능 기록 매체.
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