KR102562572B1 - 진단 의료 영상용 공간 컬러 플로우를 위한 방법 및 시스템 - Google Patents

진단 의료 영상용 공간 컬러 플로우를 위한 방법 및 시스템 Download PDF

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Abstract

본 명세서에 기술된 시스템(100) 및 방법(300)은 진단 의학 영상을 위한 공간 컬러 플로우 영상을 제공하는 것에 관한 것이다. 본 시스템(100) 및 방법(300)은 관심 영역(ROI)에 대한 매트릭스 어레이 프로브(126)로부터 제1 2D 평면(206) 및 적어도 제2 2D 평면(208)을 따라 초음파 데이터를 획득하고, 상기 제1 2D 평면(206)을 따른 상기 초음파 데이터에 기초하여 제1 유속을 계산하고, 상기 제2 2D 평면(208)을 따른 상기 초음파 데이터에 기초하여 제2 유속을 계산하고, 상기 제1 유속에 기초하여 제1 컬러 플로우 이미지(406)를 생성한다. 본 시스템(100) 및 방법(300)은 추가적으로 상기 제2 유속에 기초하여 제2 컬러 플로우 이미지(408)를 생성하고, 상기 초음파 데이터에 기초하여 디스플레이(138) 상에 해부학적 이미지(404)를 생성하고, 상기 제1 및 제2 컬러 플로우 이미지(406, 408)를 상기 해부학적 이미지(404)에 오버레이한다.

Description

진단 의료 영상용 공간 컬러 플로우를 위한 방법 및 시스템{METHODS AND SYSTEMS FOR SPATIAL COLOR FLOW FOR DIAGNOSTIC MEDICAL IMAGING}
여기에 기술된 실시 예는 일반적으로 방위각 및 앙각면을 따라 획득된 초음파 데이터에 기초하여 진단 의학 영상을 위한 공간 컬러 플로우 영상을 제공하는 것에 관한 것이다.
진단 의료 영상 시스템은 통상적으로 디스플레이를 갖는 제어 부분 및 스캔 부분을 포함한다. 예를 들어, 초음파 영상 시스템은 통상적으로 초음파 시스템에 연결되어 다양한 초음파 스캔(예를 들어, 부피(volume) 또는 신체를 촬상)을 수행함으로써 초음파 데이터의 획득을 제어하는 트랜스듀서(transducer)를 갖는 초음파 프로브와 같은 초음파 스캐닝 디바이스를 포함한다. 초음파 시스템은 상이한 스캔을 수행하기 위하여 상이한 동작 모드로 동작하도록 제어 가능하다. 프로브에서 수신된 신호는 백엔드(backend)에 전달되어 처리된다. 스캔이 완료될 때, 후향적(restrospective) 검사를 위하여 초음파 데이터가 PACS(patient archive communication system)에 저장될 수 있다.
종래의 초음파 영상 시스템은 B-모드, 컬러 플로우 및 스펙트럼 도플러 영상과 같은 영상 모드 세트를 포함한다. B-모드에서, 그러한 초음파 영상 시스템은 픽셀의 밝기가 에코 리턴의 세기를 기반으로 하는 조직 구조의 2차원 또는 3차원 이미지를 생성한다. 컬러 플로우 영상의 경우, 유체(예를 들어, 혈액) 또는 조직의 일반적인 움직임 또는 속도는 송신 및 리턴 초음파 펄스 사이의 도플러 시프트로부터 결정된 플로우 이미지에서 촬상된다. 플로우 이미지는 통상적으로 오버레이로서 디스플레이되거나, B-모드 이미지 상에 맵핑되어 해부학적 이미지 및 유속 모두를 관찰한다. 통상적으로, 오버레이된 이미지는 B-모드 픽셀을 설정된 신호 전력보다 위에 있는 플로우 이미지 픽셀로만 대체함으로써 형성된다.
그러나, 종래의 초음파 영상 시스템의 컬러 플로우 영상은 초음파 프로브의 단일 영상 또는 방위면(azimuth plane)을 따라 제한된다. 종래의 초음파 영상 시스템의 제한으로 인해, 임상의(clinician)는 영상화되는 해부학 구조의 혈류가 영상 평면을 따라 정렬되도록 보장해야 한다. 컬러 플로우 영상 동안 초음파 프로브의 (예를 들어, 앙각면을 따른) 임의의 기울기 및/또는 시프트는 혈류의 부정확한 측정을 초래할 수 있다.
일 실시 예에서, (예를 들어, 공간 컬러 플로우 영상을 위한) 방법이 제공된다. 상기 방법은 관심 영역(region of interest, ROI)에 대한 매트릭스 어레이 프로브로부터 제1 2차원(2D) 평면 및 적어도 제2 2D 평면을 따라 초음파 데이터를 획득하는 단계를 포함한다. 제1 2D 평면은 방위면을 따라 연장되고, 제2 2D 평면은 앙각면(elevation plane)을 따라 연장된다. 상기 방법은 상기 제1 2D 평면을 따른 상기 초음파 데이터에 기초하여 제1 유속을 계산하는 단계, 상기 제2 2D 평면을 따른 상기 초음파 데이터에 기초하여 제2 유속을 계산하는 단계, 및 상기 제1 유속에 기초하여 제1 컬러 유속 이미지를 생성(generate)하는 단계를 더 포함한다. 상기 제1 컬러 유속 이미지는 상기 제1 유속을 나타내는 제1 세트의 그래픽 표시자들을 포함한다. 상기 방법은 상기 제2 유속에 기초하여 제2 컬러 유속 이미지를 생성하는 단계를 더 포함한다. 상기 제2 컬러 유속 이미지는 상기 제2 유속을 나타내는 제2 세트의 그래픽 표시자들을 포함한다. 상기 방법은 추가적으로 상기 초음파 데이터에 기초하여 해부학적 이미지(anatomical image)를 디스플레이 상에 생성하는 단계, 및 상기 제1 및 제2 컬러 플로우 이미지를 상기 해부학적 이미지에 오버레이(overlay)하는 단계를 포함한다.
일 실시 예에서, 시스템(예를 들어, 초음파 영상 시스템)이 제공된다. 상기 시스템은 환자의 초음파 데이터를 획득하도록 구성된 매트릭스 어레이 프로브, 프로그램된 명령어들을 저장하도록 구성된 메모리, 및 상기 메모리에 저장된 상기 프로그램된 명령어들을 실행하도록 구성된 하나 이상의 프로세서를 포함한다. 상기 하나 이상의 프로세서는 상기 프로그램된 명령어들을 실행할 때 복수의 동작들을 수행한다. 상기 하나 이상의 프로세서는 관심 영역(ROI)에 대한 매트릭스 어레이 프로브로부터 제1 2D 평면 및 적어도 제2 2D 평면을 따라 초음파 데이터를 획득하도록 구성된다. 제1 2D 평면은 방위면을 따라 연장되고, 제2 2D 평면은 앙각면을 따라 연장된다. 상기 하나 이상의 프로세서는 또한 상기 제1 2D 평면을 따른 상기 초음파 데이터에 기초하여 제1 유속을 계산하고, 상기 제2 2D 평면을 따른 상기 초음파 데이터에 기초하여 제2 유속을 계산하며, 상기 제1 유속에 기초하여 제1 컬러 플로우 이미지를 생성하도록 구성된다. 상기 제1 컬러 플로우 이미지는 상기 제1 유속을 나타내는 제1 세트의 그래픽 표시자들을 포함한다. 상기 하나 이상의 프로세서는 또한 상기 제2 유속에 기초하여 제2 컬러 플로우 이미지를 생성하도록 구성된다. 상기 제2 컬러 플로우 이미지는 상기 제2 유속을 나타내는 제2 세트의 그래픽 표시자들을 포함한다. 상기 하나 이상의 프로세서는 또한 상기 초음파 데이터에 기초하여 해부학적 이미지를 디스플레이 상에 생성하고, 상기 제1 및 제2 컬러 플로우 이미지를 상기 해부학적 이미지에 오버레이하도록 구성된다.
일 실시 예에서, 하나 이상의 컴퓨터 소프트웨어 모듈을 포함하는 유형의(tangible) 비-일시적(non-transitory) 컴퓨터 판독 가능 매체가 제공된다. 상기 하나 이상의 컴퓨터 소프트웨어 모듈은 하나 이상의 프로세서에 지시하여, 관심 영역(ROI)에 대한 매트릭스 어레이 프로브로부터 제1 2D 평면 및 적어도 제2 2D 평면을 따라 초음파 데이터를 획득하게 하도록 구성된다. 제1 2D 평면은 방위면을 따라 연장되고, 제2 2D 평면은 앙각면을 따라 연장된다. 상기 하나 이상의 컴퓨터 소프트웨어 모듈은 또한 하나 이상의 프로세서에 지시하여, 상기 제1 2D 평면을 따른 상기 초음파 데이터에 기초하여 제1 유속을 계산하고, 상기 제2 2D 평면을 따른 상기 초음파 데이터에 기초하여 제2 유속을 계산하며, 상기 제1 유속에 기초하여 제1 컬러 플로우 이미지를 생성하게 하도록 구성된다. 상기 제1 컬러 플로우 이미지는 상기 제1 유속을 나타내는 제1 세트의 그래픽 표시자들을 포함한다. 상기 하나 이상의 컴퓨터 소프트웨어 모듈은 또한 하나 이상의 프로세서에 지시하여, 상기 제2 유속에 기초하여 제2 컬러 플로우 이미지를 생성하게 하도록 구성된다. 상기 제2 컬러 플로우 이미지는 제2 유속을 나타내는 제2 세트의 그래픽 표시자들을 포함한다. 상기 하나 이상의 컴퓨터 소프트웨어 모듈은 또한 하나 이상의 프로세서에 지시하여, 상기 초음파 데이터에 기초하여 해부학적 이미지를 디스플레이 상에 생성하고, 상기 제1 및 제2 컬러 플로우 이미지를 상기 해부학적 이미지에 오버레이하게 하도록 구성된다.
도 1은 실시 예에 따른 초음파 영상 시스템의 개략적인 블록도를 도시한다.
도 2는 도 1에 도시된 초음파 영상 시스템의 실시 예의 초음파 프로브의 2 차원 평면도이다.
도 3a-도 3b는 실시 예에 따른, 공간 컬러 플로우 영상을 위한 방법의 실시 예의 흐름도를 도시한다.
도 4a-도 4e는 이중 평면 컬러 플로우 이미지의 실시 예들을 도시한다.
도 5는 컬러 플로우 이미지의 실시 예를 도시한다.
특정 실시 예에 대한 다음의 상세한 설명은 첨부된 도면과 관련하여 읽을 때 더 잘 이해될 것이다. 도면들이 다양한 실시 예들의 기능 모듈들의 다이어그램을 도시하는 한, 기능 블록들은 반드시 하드웨어 회로 사이의 구분을 나타내는 것은 아니다. 따라서, 예를 들어, 하나 이상의 기능 블록(예를 들어, 프로세서들 또는 메모리들)은 단일 하드웨어(예를 들어, 범용 신호 프로세서 또는 랜덤 액세스 메모리의 블록, 하드 디스크 등)로 구현될 수 있다. 마찬가지로, 프로그램은 독립 실행 형 프로그램일 수도 있고, 운영 체제에서 서브 루틴으로서 통합될 수도 있고, 설치된 소프트웨어 패키지 내의 함수일 수도 있다. 다양한 실시 예가 도면에 도시된 장치(arrangement) 및 수단(instrumentality)에 제한되지 않는다는 것을 이해해야 한다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, 단수로 기재되고 "a" 또는 "an"이라는 단어로 시작되는 요소(element) 또는 단계(step)는 복수의 상기 요소 또는 단계를 배제하지 않는 것으로 이해되어야 하고, 그러한 배제가 명시적으로 언급되는 경우는 예외이다. 또한, 본 발명의 "일 실시 예"에 대한 언급은 기재된 특징을 또한 포함하는 추가 실시 예의 존재를 배제하는 것으로 해석되는 의도가 아니다. 또한, 달리 명시적으로 언급하지 않는 한, 특정 특성을 갖는 요소 또는 복수의 요소를 "포함하는(comprising)" 또는 "갖는(having)" 실시 예는 그 특성을 갖지 않는 추가 요소들을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예들은 방위면 및 앙각면을 따라 획득된 초음파 데이터에 기초하여 진단 의학 영상용 공간 컬러 플로우 영상을 위한 시스템 및 방법을 제공한다. 동작시, 진단 의료 영상은 트랜스듀서 요소의 2차원 어레이를 갖는 매트릭스 어레이 프로브를 갖는 초음파 영상 시스템일 수 있다. 매트릭스 어레이 프로브는 초음파 프로브에 대한 방위면 및 앙각면과 같은 2개의 직교하는 2차원(2D) 평면을 따라 혈류 데이터와 같은 초음파 데이터를 획득하도록 구성될 수 있다. 초음파 영상 시스템은 B-모드 이미지(image), M-모드, C-모드 이미지 및/또는 이와 유사한 것과 같은 해부학적 이미지 상에 방위면 및 앙각면 중 하나 또는 둘다로부터의 혈류 데이터를 오버레이하도록 구성될 수 있다. 혈류 데이터는 상이한 컬러, 그래픽 아이콘 및/또는 이와 유사한 것과 같은 하나 이상의 그래픽 표시자로서 보여질 수 있다. 예를 들어, 초음파 영상 시스템은, 앙각면에 대응하는 혈류 데이터를, 무작위로 시드된 작은 버블과 같은 그래픽 아이콘으로서 디스플레이하도록 구성될 수 있는데, 이는 실제(또는 축소된) 속도로 이동하는 앙각 방향(elevation direction)을 따른 혈류 이동을 나타낸다. 그래픽 아이콘의 크기는 앙각면에 대한 위치에 대응하여 변경될 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 초음파 영상 시스템은 임상의에게 초음파 프로브의 위치를 재조정할 것을 표시하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 초음파 영상 시스템은 해부학적 구조의 혈류를 2D 평면들 중 하나를 따라 정렬시키도록 혼합 어레이 프로브를 조정하는 지시를 임상의에게 표시하기 위한 표시자(indicator) 아이콘을 디스플레이할 수 있다.
동작시, 제공된 시스템 및 방법은 초음파 이미지를 형성하기 위하여 컬러 플로우 이미지 및 해부학적 이미지로부터 어떤 픽셀(pixel) 또는 복셀(voxel)을 선택한다. 픽셀 또는 복셀의 선택은 계산된 컬러 플로우 파워, 또는 도플러 파워, 및 컬러 플로우 이미지의 픽셀 또는 복셀에 대응하고 및/또는 이들에 의해 표현되는 유속에 기초한다.
본 명세서에 기술된 적어도 하나의 실시 예의 기술적 효과는 임상의가 평면 밖(out of plane) 혈류를 교정할 수 있게 한다. 본 명세서에 기술된 적어도 하나의 실시 예의 기술적 효과는 종래의 초음파 영상 시스템에 비해 임상의를 위한 더 나은 문서 표기화(origination)를 가능하게 한다.
도 1은 진단 의료 영상 시스템, 구체적으로 초음파 영상 시스템(100)의 개략도이다. 초음파 영상 시스템(100)은 송신기(122), 송신 빔포머(121) 및 프로브/SAP 전자 장치(electronics)(110)를 갖는 초음파 프로브(126)를 포함한다. 프로브/SAP 전자 장치(110)는 트랜스듀서 요소(124)의 스위칭을 제어하는데 사용될 수 있다. 프로브/SAP 전자 장치(110)는 또한 트랜스듀서 요소(124)를 하나 이상의 서브-애퍼처(sub-aperture)로 그룹화하는데 사용될 수도 있다.
초음파 프로브(126)는 환자의 하나 이상의 해부학적 구조를 포함하는 관심 영역(ROI)으로부터의 초음파 데이터 또는 정보(예를 들어, 기관, 혈관, 심장, 뇌, 태아 조직, 심혈관, 신생아 뇌, 배아, 복부 및/또는 이와 유사한 것)를 획득하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 초음파 데이터는 영상을 위한 해부학적 정보, ROI 내의 위치 또는 속도의 변화(예를 들어, 유속, 혈구의 움직임)의 측정, 조직의 압축 변위의 차이(예를 들어, 변형) 및/또는 치료를 위한 것, 및/또는 이와 유사한 것을 포함할 수 있다. 초음파 프로브(126)는 송신기(122)를 통해 제어기 회로(136)에 통신 가능하게 결합된다. 송신기(122)는 제어기 회로(136)에 의해 수신된 획득 설정(acquisition setting)에 기초하여 송신 빔포머(121)에 신호를 송신한다. 획득 설정은 트랜스듀서 요소(124)에 의해 방출된 초음파 펄스의 진폭, 펄스 폭, 주파수 및/또는 이와 유사한 것을 정의할 수 있다. 트랜스듀서 요소(124)는 펄스된 초음파 신호를 환자(예를 들어, 신체) 내로 방출한다. 획득 설정은 사용자 인터페이스(142)로부터 이득 설정, 파워, 시간 이득 보상(time gain compensation, TGC), 해상도 및/또는 이와 유사한 것을 선택함으로써 사용자에 의해 조정될 수 있다. 송신기(122)에 의해 송신된 신호는 차례로 트랜스듀서 어레이(112) 내의 복수의 트랜스듀서 요소(124)를 구동한다. 도 2와 관련하여, 트랜스듀서 어레이(112)는 앙각 방향 및 방위 방향을 포함하도록 배열된 트랜스듀서 요소(124)의 매트릭스 어레이일 수 있다. 단지 예로서, 트랜스듀서 어레이(112)는 매트릭스 어레이 프로브(예를 들어, 초음파 프로브(126))로/로부터, 방위면(206)을 따라 그리고 앙각면(208)을 따라 트랜스듀서 요소(124)의 어레이를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에서, 트랜스듀서 요소(124)의 어레이는 방위면 및 앙각면(206, 208)을 따라 동일하지 않을 수 있다. 예를 들어, 초음파 프로브(126)의 트랜스듀서 어레이(112)는 1.5-D 어레이, 1.75-D 어레이 및/또는 이와 유사한 것으로서 배열될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 트랜스듀서 요소(124)의 어레이는 방위면 및 앙각면(206, 208)을 따라 동일할 수 있다.
도 2는 초음파 영상 시스템(100)의 실시 예의 초음파 프로브(126)의 2D 평면(202, 204)을 도시한다. 2D 평면(202, 204)은 각각 초음파 데이터를 획득하기 위한 초음파 영상 시스템(100)의 트랜스듀서 어레이(112)로부터 연장되는 2D 영역을 정의할 수 있다. 2D 평면(202, 204)은 서로에 대하여 직교한다. 예를 들어, 2D 평면(202)은 방위 방향을 따라 연장되고(예를 들어, 방위면(206)에 평행), 2D 평면(204)은 앙각 방향을 따라 연장된다(예를 들어, 앙각면(208)에 평행). 2D 평면(202)은 트랜스듀서 어레이(112)를 따라 상이한 위치들에 배치될 수 있다는 것을 유의해야 한다. 예를 들어, 2D 평면(202)는 트랜스듀서 어레이(112)의 방위면(206)을 따라 상이한 위치들에 배치될 수 있다. 2D 평면(202)은 초음파 프로브(126)의 트랜스듀서 어레이(112)의 길이를 따라 연장되는 표준 평면으로서 표시된 방위면(206)을 따라 연장된다. 2D 평면(204)은 초음파 프로브(126)의 트랜스듀서 어레이(112)의 높이를 따라 연장되는 수직면으로서 표시된 앙각면(208)을 따라 연장된다.
초음파 프로브(126)는 프로브/SAP 전자 장치(110)를 둘러싸고 트랜스듀서 어레이(112)를 초음파 프로브(126)의 프론트 엔드(220)에 부착하도록 구성된 하우징 (204)을 포함한다. 하우징(204)은 촉각 버튼, 회전 버튼, 정전 용량 버튼 및/또는 이와 유사한 것과 같은 하나 이상의 사용자 인터페이스 컴포넌트(210)를 포함할 수 있다. 도 2에 도시된 하우징(204)의 프론트 엔드(220)는 하우징(204)의 방위면(206)을 따라 연장되는 것으로 도시된 트랜스듀서 어레이(112)를 유지 및/또는 한정하도록 구성된다. 트랜스듀서 어레이(112)에 다양한 기하학적 구조 및/또는 구성이 사용될 수 있다는 것을 유의해야 한다. 예를 들어, 트랜스듀서 어레이(112)의 트랜스듀서 요소(124)는 트랜스듀서 어레이(112)의 대향 단부가 트랜스듀서 어레이(112)의 중심 부분으로부터 벗어나도록, 초음파 프로브(126)의 곡면 영역을 형성한다.
도 1로 돌아가서, 트랜스듀서 요소(124)는 펄스된 초음파 신호를 하나 이상의 스캔 평면을 따라 획득 설정에 대응하는 신체(예를 들어, 환자) 또는 부피 내로 방출한다. 초음파 신호는 예를 들어, 하나 이상의 기준 펄스, 하나 이상의 푸싱 펄스(예, 전단파(shear-wave)) 및/또는 하나 이상의 펄스된 파 도플러 펄스를 포함할 수 있다. 펄스된 초음파 신호의 적어도 일부는 ROI(예를 들어, 심장, 좌심실 유출로, 유방 조직, 간 조직, 심장 조직, 전립선 조직, 신생아 뇌, 배아, 복부 및/또는 이와 유사한 것)로부터 후방-산란되어 에코를 생성한다. 에코는 깊이 또는 움직임에 따라 시간 및/또는 주파수에서 지연되고, 트랜스듀서 어레이(112) 내의 트랜스듀서 요소(124)에 의해 수신된다. 초음파 신호는 영상, 전단파 생성 및/또는 추적, ROI 내에서의 위치 또는 속도의 변화(예를 들어, 유속, 혈구의 움직임)의 측정, 조직의 압축 변위(예를 들어, 변형)의 차이 및/또는 다른 용도 중 치료용으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 프로브(126)는 영상 및 추적 동안 저 에너지 펄스를 전달할 수 있고, 전단파를 생성하기 위하여 중 내지 고 에너지 펄스를 전달할 수 있으며, 치료 중에 고 에너지 펄스를 전달할 수 있다.
트랜스듀서 요소(124)는 수신된 에코 신호를 수신기(128)에 의해 수신될 수 있는 전기 신호로 변환한다. 수신기(128)는 하나 이상의 증폭기, 아날로그-디지털 변환기(analog to digital converter, ADC) 및/또는 이와 유사한 것을 포함할 수 있다. 수신기(128)는 적절한 이득 보상 후에 수신된 에코 신호를 증폭하고 각 트랜스듀서 요소(124)로부터의 이들 수신된 아날로그 신호를 시간 내에 균일하게 샘플링된 디지털화된 신호로 변환하도록 구성될 수 있다. 수신된 에코를 나타내는 디지털화된 신호는 일시적으로 메모리(140)에 저장된다. 디지털화된 신호는 다양한 시간에 각 트랜스듀서 요소(124)에 의해 수신된 후방산란된 파에 대응한다. 디지털화 후에도 신호는 여전히 후방산란 파의 진폭, 주파수, 위상 정보를 보존할 수 있다.
선택적으로, 제어기 회로(136)는 빔포머 프로세서(130)를 위해 준비하기 위하여 메모리(140)에 저장된 디지털화된 신호를 검색할 수 있다. 예를 들어, 제어기 회로(136)는 디지털화된 신호를 기저 대역 신호로 변환하거나 디지털화된 신호를 압축할 수 있다.
빔포머 프로세서(130)는 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다. 선택적으로, 빔포머 프로세서(130)는 중앙 제어기 회로(central controller circuit, CPU), 하나 이상의 마이크로 프로세서, 또는 특정 논리 명령어들에 따라 입력된 데이터를 처리할 수 있는 임의의 다른 전자 컴포넌트를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 빔포머 프로세서(130)는 적응 빔포밍, 합성 송신 포커스, 수차 보정, 합성 애퍼처, 클러터 감소 및/또는 적응 잡음 제어 및/또는 이와 유사한 것과 같은 임의의 적절한 빔포밍 방법을 사용하여 빔포밍 계산을 하기 위한 유형의(tangible) 비-일시적 컴퓨터 판독 가능 매체(예를 들어, 메모리(140))에 저장된 명령어들을 실행할 수 있다. 선택적으로, 빔포머 프로세서(130)는 제어기 회로(136)와 통합 및/또는 이격될 수 있다. 예를 들어, 빔포머 프로세서(130)에 의해 수행되는 것으로 기술된 동작들은 제어기 회로(136)에 의해 수행되도록 구성될 수 있다.
도 2와 관련하여, 빔포머 프로세서(130)는 2D 평면(202, 204)을 따라 동시에 초음파 데이터를 획득하도록 구성될 수 있다. 초음파 데이터의 획득 중에, 빔포머 프로세서(130)는 2D 평면(202, 204)을 따라 초음파 데이터를 빔포밍하도록 구성된다. 예를 들어, 빔포머 프로세서(130)는 2D 평면(202, 204)을 따라 초음파 데이터를 획득하기 위하여 제1 2D 평면 및 적어도 제2 2D 평면을 규정하도록 구성될 수 있다. 2D 평면(202, 204)에 기초하여, 빔포머 프로세서(130)는 2D 평면(202, 204)을 규정하는 트랜스듀서 어레이(112)의 선택 트랜스듀서 요소(124)에 대응하는 디지털화된 신호를 분리 및/또는 선택하기 위하여 필터링 및/또는 데시메이션을 수행하도록 구성될 수 있다. 선택 트랜스듀서 요소(124)는 2D 평면(202, 204)를 규정하는 빔포밍을 위하여 선택된 활성 풋프린트(active footprint)를 나타낸다. 빔포머 프로세서(130)는 빔포밍될 수 있는 선택된 트랜스듀서 요소(124)에 대응하는 디지털화된 데이터의 채널들 및/또는 시간 슬롯들을, 처리를 위하여 전달되지 않을 수 있는(예를 들어, 폐기되는) (2D 평면(202, 204)를 나타내는 활성 풋프린트 내에 있지 않는 트랜스듀서 요소(124)를 나타내는) 디지털화된 데이터의 나머지 채널들 또는 시간 슬롯들로 정의할 수 있다. 예를 들어, 빔포머 프로세서(130)는 2D 평면(202) 및 2D 평면(222, 223, 및/또는 224)과 같은 적어도 제2 2D 평면을 따라, 그리고 2D 평면(204)을 따라 초음파 데이터를 획득하도록 구성될 수 있다. 2D 평면(202, 204)을 따라 획득된 초음파 데이터는 초음파 프로브(126)에 의해 함께(concurrently) 및/또는 동시에(simultaneously) 획득될 수 있다는 것을 주목할 수 있다. 빔포머 프로세서(130)는 2D 평면(202)의 상이한 위치들을 따라 초음파 데이터를 획득할 수 있다는 것을 주목할 수 있다. 예를 들어, 빔포머 프로세서(130)는 2D 평면(222, 223, 224)에 대해 상이한 위치들에서 2D 평면(204)을 따라 초음파 데이터를 획득하도록 구성될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 빔포머 프로세서(130)는 2D 평면(204)을 따라 2D 평면(202) 및 적어도 제2 2D 평면(222, 223, 및/또는 224)을 규정하는 트랜스듀서 요소(124)에 대응하는 디지털화된 데이터를 함께 및/또는 동시에 획득하도록 구성될 수 있다.
2D 평면(202, 204) 각각은 촬상 각(imaging angle)(207, 209)을 규정하는 방위면(206) 및 앙각면(208)을 따라 연장된다. 예를 들어, 2D 평면(202)의 촬상 각(207)은 방위 방향을 따라 연장되고, 2D 평면(204)의 촬상 각(209)은 앙각 방향을 따라 연장된다. 촬상 각(207, 209)은 트랜스듀서 어레이(112)로부터 방위면 및 앙각면(206, 208)을 따라 범위를 규정하는 가상 정점(virtual apex)에 중심을 둔 2D 스위프 각(sweep angle)에 대응할 수 있으며, 제어기 회로(136)는 초음파 데이터를 획득하도록 구성된다. 촬상 각(207, 209)의 크기(예를 들어, 방위 방향을 따른 길이, 앙각 방향을 따른 길이)는 빔포머 프로세서(130) 및/또는 제어기 회로(136)에 의해 조정될 수 있다. 예를 들어, 2D 평면(204)의 촬상 각(209)의 크기는 빔포머 프로세서(130)에 의해 선택된 촬상 각(209)의 길이를 규정하기 위하여 앙각면(208)을 따른 선택 트랜스듀서 요소(124)의 어레이에 대응할 수 있다. 다른 예에서, 제어기 회로(136)는 사용자 인터페이스 컴포넌트(210) 및/또는 사용자 인터페이스(142)로부터 수신된 명령어들에 기초하여 길이를 조정하도록 빔포머 프로세서(130)에 지시할 수 있다. 제어기 회로(136)는 빔포머 프로세서(130)에 의해 디지털화된 신호에 포함된 방위면(206)을 따라 트랜스듀서 요소(124)의 수를 조정함으로써 촬상 각(207)의 크기를 조정하도록 구성될 수 있다. 다른 예에서, 제어기 회로(136)는 빔포머 프로세서(130)에 의해 디지털화된 신호에 포함된 앙각면(208)을 따라 트랜스듀서 요소(124)의 수를 조정함으로써 촬상 각(207)의 크기를 조정하도록 구성될 수 있다.
빔포머 프로세서(130)는 디지털화된 신호에 빔포밍을 수행하고, RF(radio frequency) 신호를 출력한다. 그 다음, RF 신호는 RF 신호를 처리하는 RF 프로세서(132)에 제공된다. RF 프로세서(132)는 다수의 스캔 평면에 대해 B-모드, 컬러 도플러(예를 들어, 속도, 파워, 분산), 조직 도플러(예를 들어, 속도), 도플러 에너지 및/또는 이와 유사한 것과 같은 상이한 초음파 이미지 데이터 유형 또는 상이한 스캐닝 패턴을 생성할 수 있다. 예를 들어, RF 프로세서(132)는 다중-스캔 평면들(예를 들어, 2D 평면(222, 223, 224))에 대한 조직 도플러 데이터를 생성할 수 있다. RF 프로세서(132)는 다수의 데이터 슬라이스들에 관련된 정보(예를 들어, I/Q, B-모드, 컬러 도플러, 조직 도플러 및 도플러 에너지 정보)를 수집하고, 타임 스탬프 및 배향/회전 정보를 포함할 수 있는 데이터 정보를 메모리(140)에 저장한다.
대안적으로, RF 프로세서(132)는 에코 신호를 나타내는 IQ 데이터 쌍을 형성하도록 RF 신호를 복조하는 복소 복조기(complex demodulator)(미도시)를 포함할 수 있다. 그 다음, RF 또는 IQ 신호 데이터는 저장(예를 들어, 일시적인 저장)을 위하여 메모리(140)에 직접 제공될 수 있다. 선택적으로, 빔포머 프로세서(130)의 출력은 제어기 회로(136)로 직접 전달될 수 있다.
제어기 회로(136)는 획득된 초음파 데이터(예를 들어, RF 신호 데이터 또는 IQ 데이터 쌍)를 처리하고, 디스플레이(138) 상에 디스플레이하기 위하여 초음파 이미지 데이터의 프레임을 준비하도록 구성될 수 있다. 제어기 회로(136)는 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다. 선택적으로, 제어기 회로(136)는 중앙 제어기 회로(CPU), 하나 이상의 마이크로 프로세서, 그래픽 제어기 회로(graphics controller circuit, GPU) 또는 특정 논리 명령어들에 따라 입력된 데이터를 처리할 수 있는 임의의 다른 전자 컴포넌트를 포함할 수 있다. GPU를 포함하는 제어기 회로(136)를 갖는 것은 볼륨 렌더링(volume-rendering)과 같은 계산 집약적인 연산에 유리할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 제어기 회로(136)는 유형의(tangible) 비-일시적인 컴퓨터 판독 가능 매체(예를 들어, 메모리(140)) 상에 저장된 명령어들을 실행할 수 있다.
제어기 회로(136)는 획득된 초음파 데이터에 대하여 복수의 선택 가능한 초음파 방식에 따라 하나 이상의 처리 동작을 수행하고, 트랜스듀서 요소(124)로부터 방출된 초음파 펄스를 조정 또는 규정하고, 디스플레이(138) 상에 디스플레이된 컴포넌트들(예를 들어, 초음파 이미지, 인터페이스 컴포넌트, 관심 영역 위치 지정)의 하나 이상의 이미지 디스플레이 설정을 조정하고, 여기에 설명된 다른 동작들을 수행하도록 구성된다. 획득된 초음파 데이터는 에코 신호가 수신될 때 스캐닝 또는 치료 세션 동안 제어기 회로(136)에 의해 실시간으로 처리될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 초음파 데이터는 스캐닝 세션 동안 일시적으로 메모리(140)에 저장될 수 있고 라이브(live) 또는 오프라인 동작에서 실시간보다 짧은 시간 내에 처리될 수 있다. 선택적으로, 제어기 회로(136)는 회로 및/또는 소프트웨어 모듈의 컬렉션일 수 있지만, 전용 하드웨어 보드, DSP, 하나 이상의 프로세서, FPGA, ASIC, 하나 이상의 프로세서 및/또는 이와 유사한 것을 지시하도록 구성된 유형의 비-일시적인 컴퓨터 판독 가능 매체의 임의의 조합을 사용하여 구현될 수 있다.
예를 들어, 제어기 회로(136)는 대응하는 방식으로 IQ 데이터 쌍을 처리하여, 무엇보다도 컬러 플로우 데이터, ARFI 데이터, B-모드 데이터, 스펙트럼 도플러 데이터, 음향 스트리밍 데이터, 조직 도플러 데이터, 추적 데이터, 일렉트로그래피(electrography) 데이터(예를 들어, 변형 데이터, 전단파 데이터)를 각각 생성하도록 구성된 회로들을 각각 포함할 수 있고, 이들 모두는 후속 처리 전에 일시적으로 메모리(140)에 저장될 수 있다. 데이터는 예를 들어 벡터 데이터 값들의 세트로서 저장될 수 있으며, 여기서 각각의 세트는 개별적인 초음파 이미지 프레임을 규정한다. 벡터 데이터 값은 일반적으로 극좌표 시스템을 기반으로 조직화된다. 구성된 회로는 초음파 영상 시스템(100)의 하나 이상의 소프트웨어 피처를 나타내는 중간-프로세서(mid-processor) 동작을 수행할 수 있다. 제어기 회로(136)는 여러 형태 중 하나의 형태로 초음파 데이터를 수신할 수 있다. 도 1의 실시 예에서, 수신된 초음파 데이터는 디지털화된 신호의 각 데이터 샘플과 관련된 실수 및 허수 성분을 나타내는 IQ 데이터 쌍을 구성할 수 있다. IQ 데이터 쌍은 제어기 회로(136)의 하나 이상의 회로, 예를 들어 컬러-플로우 회로, ARFI(acoustic radiation force imaging) 회로, B-모드 회로, 스펙트럼 도플러 회로, 음향 스트리밍 회로, 조직 도플러 회로, 추적 회로, 일렉트로그래피 회로 및/또는 이와 유사한 것으로 제공된다. 무엇보다도 M-모드 회로, 파워 도플러 회로 등과 같은 다른 구성된 회로가 포함될 수 있다. 그러나, 여기에 설명된 실시 예는 IQ 데이터 쌍을 처리하는 것으로 제한되지 않는다. 예를 들어, 처리는 RF 데이터 및/또는 다른 방법을 사용하여 수행될 수 있다. 또한, 데이터는 여러 회로를 통해 처리될 수 있다.
메모리(140)는 즉시 디스플레이되도록 스케줄링되지 않은 획득된 초음파 데이터의 처리된 프레임을 저장하기 위하여 사용되거나, 후-처리된 이미지(예를 들면, 전단파 이미지, 변형 이미지), 그래픽 사용자 인터페이스, 하나 이상의 디폴트 이미지 디스플레이 설정, (예를 들어, 제어기 회로(136), 빔포머 프로세서(130), RF 프로세서(132)에 대한) 프로그램된 명령어들 및/또는 이와 유사한 것에 대응하는 펌웨어 또는 소프트웨어를 저장하기 위하여 사용될 수 있다. 메모리(140)는 플래시 메모리, RAM, ROM, EEPROM 및/또는 이와 유사한 것과 같은 유형의 비-일시적 컴퓨터 판독 가능 매체일 수 있다. 메모리(140)는 초음파 데이터의 초음파 이미지 데이터 세트를 저장할 수 있다. 예를 들어, 3D 초음파 이미지 데이터 세트는 하나 이상의 기준 평면뿐만 아니라 대응하는 메모리(140)에도 맵핑될 수 있다. 초음파 이미지 데이터 세트를 포함하는 초음파 데이터의 처리는 사용자 입력, 예를 들어 사용자 인터페이스(142)에서 수신된 사용자 선택에 부분적으로 기초할 수 있다.
제어기 회로(136)는 디스플레이(138) 및 사용자 인터페이스(142)에 동작 가능하게 결합된다. 디스플레이(138)는 하나 이상의 액정 디스플레이(예를 들어, 발광 다이오드(light emitting diode, LED) 백라이트), 유기 발광 다이오드(organic light emitting diode, OLED) 디스플레이, 플라즈마 디스플레이, CRT 디스플레이 및/또는 이와 유사한 것을 포함할 수 있다. 디스플레이(138)는 환자 정보, 초음파 이미지 및/또는 비디오, 디스플레이 인터페이스의 컴포넌트, 메모리(140)에 저장되거나 현재 획득되고 있는 초음파 데이터로부터 하나 이상의 2D, 3D 또는 4D 초음파 이미지 데이터 세트, 제어기 회로(136)로부터 디스플레이(138)에 의해 수신된 측정, 진단, 치료 정보 및/또는 이와 유사한 것을 디스플레이할 수 있다.
사용자 인터페이스(142)는 제어기 회로(136)의 동작을 제어하고 사용자로부터 입력을 수신하도록 구성된다. 사용자 인터페이스(142)는 키보드, 마우스, 터치 패드, 하나 이상의 물리적 버튼 및/또는 이와 유사한 것을 포함할 수 있다. 선택적으로, 디스플레이(138)는 사용자 인터페이스(142)의 적어도 일부를 포함하는 터치 스크린 디스플레이일 수 있다. 예를 들어, 사용자 인터페이스(142)의 일부는 디스플레이 상에 표시되는 제어기 회로(136)에 의해 생성된 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)에 대응할 수 있다. GUI는 사용자 인터페이스(142)(예를 들어, 터치 스크린, 키보드, 마우스)를 조작하는 사용자에 의해 선택, 조작 및/또는 활성화될 수 있는 하나 이상의 인터페이스 컴포넌트를 포함할 수 있다. 인터페이스 컴포넌트는 그래픽 또는 선택 가능한 아이콘, 슬라이드 바(slide bar), 커서 및/또는 이와 유사한 것과 같은 다양한 모양 및 색으로 제공될 수 있다. 선택적으로, 하나 이상의 인터페이스 컴포넌트는 드롭-다운 메뉴, 툴바, 메뉴 바, 타이틀 바, 윈도우(예를 들어, 팝-업 윈도우) 및/또는 이와 유사한 것과 같은 텍스트 또는 기호를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 하나 이상의 인터페이스 컴포넌트는 텍스트 박스, 텍스트 필드 및/또는 이와 유사한 것과 같은, 정보(예를 들어, 환자 정보, 사용자 정보, 진단 정보)를 입력 또는 편집하기 위한 GUI 내의 영역을 나타낼 수 있다.
다양한 실시 예에서, 인터페이스 컴포넌트는 제어기 회로(136)에 의해 수행되는 초음파 영상 시스템(100)에 대한 측정 기능, 편집 기능, 데이터베이스 액세스/서치 기능, 진단 기능, 제어 획득 설정, 및/또는 시스템 설정과 같은 다양한 기능을 선택시 수행할 수 있다.
도 3a 및 도 3b와 관련하여, 사용자는 컬러 맵핑된 초음파 이미지를 생성하는 것에 대응하는 인터페이스 컴포넌트를 선택할 수 있는데, 컬러 맵핑된 초음파 이미지는 사용자 인터페이스(142)를 사용하여 해부학적 이미지에 오버레이된 플로우 속도 정보를 갖는 초음파 데이터에 기초한 컬러 플로우 이미지를 포함한다. 인터페이스 컴포넌트가 선택될 때, 제어기 회로(136)는 방법(300)과 관련하여 설명된 하나 이상의 동작을 수행할 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 본 명세서에 설명된 다양한 실시 예에 따른, 공간 컬러 플로우 영상을 위한 방법(300)의 실시 예의 흐름도를 도시한다. 방법(300)은 예를 들어, 여기에서 논의된 다양한 실시 예(예를 들어, 시스템 및/또는 방법)의 구조 또는 양상을 채용할 수 있다. 다양한 실시 예에서, 특정 단계(또는 동작)는 생략되거나 추가될 수 있거나, 특정 단계가 결합될 수 있거나, 특정 단계가 동시에(simultaneously) 수행될 수 있거나, 특정 단계가 함께(concurrently) 수행될 수 있거나, 특정 단계가 다중 단계로 분할될 수 있거나, 특정 단계가 상이한 순서로 수행될 수 있거나, 특정 단계 또는 일련의 단계가 반복적인 방식으로 재수행될 수 있다. 다양한 실시 예들에서, 방법(300)의 부분들, 양상들, 및/또는 변형들은 본 명세서에 설명된 하나 이상의 동작을 수행하도록 하드웨어에 지시하는 하나 이상의 알고리즘으로서 사용될 수 있다. 본 명세서의 실시 예들에 따라, 다른 방법들이 사용될 수 있다는 것을 유의해야 한다.
단계(302)에서 시작하여, 제어기 회로(136)는 관심 영역(ROI)에 대한 매트릭스 어레이 프로브(예를 들어, 초음파 프로브(126))로부터 제1 2D 평면(202) 및 적어도 제2 2D 평면을 따라 초음파 데이터를 수집할 수 있다. 제1 2D 평면(202)은 방위면(206)을 따라 연장되고, 적어도 제2 2D 평면(예를 들어, 2D 평면(222, 223, 224))은 2D 평면(204)에 의해 규정된 앙각면(208)을 따라 연장된다. ROI는 심장, 좌심실, 우심실, 좌심실 유출로, 혈관 구조 및/또는 이와 유사한 것과 같은 심장 구조에 대응할 수 있다. 사용자는, 예를 들어, 복부도(abdominal view), 4-챔버, 5-챔버, 단축(short-axis) 및 3-혈관도(three-vessel view) 및/또는 심장의 이와 유사한 것에서 트랜스듀서 어레이(112)를 정렬시키도록 초음파 프로브(126)(도 1)를 위치시킬 수 있다. 초음파 획득 설정은 ROI의 초음파 데이터를 수집하도록 초음파 프로브(126)를 구성할 수 있다. 초음파 획득 설정은 사용자 인터페이스(142)에 의해 수신된 신호에 기초하여 규정될 수 있다. 예를 들어, 사용자는 사용자 인터페이스(142)(도 1)를 사용하여, GUI 상에 디스플레이된 하나 이상의 인터페이스 컴포넌트를 선택하고/선택하거나, 컬러 플로우 맵핑에 대응하는 인터페이스 컴포넌트와 같이 제어기 회로(136)에 대한 명령어들에 대응하는 키 스트로크를 선택할 수 있다.
초음파 데이터는 영상, ROI 내의 위치 또는 속도의 변화(예를 들어, 유속, 혈구의 움직임)의 측정, 조직의 압축 변위(예를 들어, 변형)의 차이 및/또는 치료, 및/또는 이와 유사한 것을 위한 해부학적 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어기 회로(136)는 초음파 획득 설정(예를 들어, 이득, 파워, 시간 이득 보상(TGC), 해상도 및/또는 이와 유사한 것)을 조정하고 수신된 초음파 데이터를 처리할 수 있다. 초음파 획득 설정에 기초하여, 트랜스듀서 요소(124)는 일정 기간 동안 초음파 펄스를 방출할 수 있는데, 적어도 일부는 ROI 내의 위치 및/또는 속도(예를 들어, 컬러 플로우 영상)를 측정하는 것일 수 있고, 다른 부분은 해부학적 영상(예를 들어, B-모드 영상, C-모드 영상, M-모드 영상 및/또는 이와 유사한 것)을 위한 것일 수 있다.
다양한 실시 예에서, ROI 내의 위치 및/또는 유속의 측정(예를 들어, 혈구의 이동) 및 해부학적 영상에 상응하는 초음파 펄스가 인터리빙될 수 있다. 예를 들어, 트랜스듀서 요소(124)는 컬러 플로우 영상 또는 해부학적 영상에 대응하는 펄스 시퀀스를 송신할 수 있다. 펄스 시퀀스는 길이 P의 톤 버스트(tone burst)를 포함할 수 있으며, 제1 및 제2 2D 평면(202, 204)을 따라 초점 위치에 집속된 펄스 반복 주파수(pulse repetition frequency, PRF)에서 반복적으로 발사된다. 동작시, 컬러 플로우 영상에 대응하는 펄스 시퀀스는 해부학적 영상에 상응하는 펄스 시퀀스들 사이에 삽입될 수 있다. 예를 들어, 컬러 플로우 영상 펄스 시퀀스는 해부학적 영상 펄스 시퀀스에 후속하여 그리고 이전에 송신될 수 있다. 컬러 플로우 이미지는 초음파 영상 시스템(100)의 대안적인 모드를 이용하여 획득된 데이터에 기초할 수 있음을 주목할 수 있다. 예를 들어, 컬러 플로우 이미지는 제어기 회로(136)의 스펙트럼 도플러 모드를 이용하여 획득된 데이터의 크기에 기초할 수 있다.
초음파 펄스의 적어도 일부는 ROI의 조직에 의해 후방 산란되어 수신기(128)에 의해 수신되고, 수신기(128)는 수신된 에코 신호를 디지털화된 신호로 변환한다. 본 명세서에서 논의된 바와 같이, 디지털화된 신호는 빔포머 프로세서(130)에 의해 빔포밍되고 RF 프로세서(132)에 의해 에코 신호를 나타내는 IQ 데이터 쌍(예를 들어, 초음파 데이터)으로 형성된다. 제어기 회로(136)는 제1 2D 평면(202) 및 2D 평면(204)(도 2에 도시됨)을 따른 적어도 제2 2D 평면(예를 들어, 2D 평면(222, 223, 224))에 대응하는 초음파 프로브(126)로부터 수신된 디지털화 신호를 선택하도록 빔포머 프로세서(130)에 명령할 수 있다. 선택 디지털화된 신호는 각각 2D 평면(202, 204)에 대응하는 방위면(206) 및 앙각면(208)을 따라 정렬된 트랜스듀서 요소에 대응할 수 있다. 예를 들어, 빔포머 프로세서(130)는 빔포밍을 위하여 선택된 활성 풋 프린트를 나타내는 2D 평면(202, 204)을 따라 트랜스듀서 어레이(112)의 관련 트랜스듀서 요소(124)에 대응하는 디지털 신호를 분리 및/또는 선택하기 위하여 필터링 및/또는 데시메이션을 수행하도록 구성될 수 있다. 디지털화된 신호는 빔포머 프로세서(130)에 의해 빔포밍되어, 처리된 RF 신호를 RF 프로세서(132)로 출력한다. 처리된 RF 신호는 제어기 회로(136)에 의해 획득되어 수신되는 초음파 데이터로서 메모리(140)에 저장된다. 초음파 데이터는 컬러 플로우 영상, 해부학적 영상 및/또는 이와 유사한 것에 대한 하나 이상의 프레임에 대한 픽셀로서 메모리에 저장될 수 있다.
단계(304)에서, 제어기 회로(136)는 제1 2D 평면(202)을 따라 초음파 데이터에 기초하여 제1 유속을 계산하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제어기 회로(136)는 픽셀은 제1 2D 평면(202)을 따라 획득된 초음파 데이터로서 나타내어진 각 픽셀에 대한 제1 유속을 계산할 수 있다. 픽셀은 제어기 회로(136)에 의해 생성된 컬러 플로우 이미지 데이터에 대응하는 하나 이상의 프레임을 형성하는 픽셀들의 어레이일 수 있다. 픽셀들 각각은 제1 2D 평면(202)을 따른 제1 유속에 대응하는 정보를 나타내고/나타내거나 포함할 수 있다.
예를 들어, 제어기 회로(136)는 제1 2D 평면(202)을 따라 초음파 프로브(126)에 의해 방출된 컬러 플로우 영상의 펄스 시퀀스에 응답하여 수집된, 메모리(140)에 저장된 초음파 데이터를 수신할 수 있다. 제어기 회로(136)는 필터링(예를 들어, 벽 필터, 고역 통과 필터, 대역 통과 필터)를 수행하여 고정된 또는 느리게 움직이는 조직을 초음파 데이터로부터 제거 또는 거부함으로써, 제어기 회로(136)의 처리 부하를 감소시킬 수 있다. 제어기 회로(136)는 수신된 초음파 데이터를 결과 픽셀에 대응할 수 있는 ROI의 위치 또는 범위 세포에 대한 중간 파라미터 N, D 및 R(0)로 변환할 수 있다. R(0)은 필터링된 초음파 데이터에 의해 계산된 수신된 에코 신호의 리턴 파워 또는 도플러 신호 파워의 추정치일 수 있으며, 예를 들어, 초음파 데이터는 수학식 1에 나타내는 바와 같이 메모리(140)에 저장된 RF 프로세서(132)에 의해 계산된 IQ 데이터 쌍일 수 있다. R(0)은 제1 2D 평면(202)을 따라 ROI 내의 위치에서 다수의 펄스 시퀀스(예를 들어, 변수 M에 의해 표현됨)에 대한 유한 합으로서 근사화된다.
Figure 112018016157014-pat00001
제어기 회로(136)는 송신된 초음파 펄스에 대한 디지털화된 신호의 위상 시프트에 기초하여 조직 내의 다수의 벡터 위치 및 다중 레인지 게이트에 대해 초음파 프로브(126)의 제1 2D 평면(202)을 따라 제1 유속(예를 들어, 초음파 프로브(126)에 대한 조직의 움직임, 혈류)을 계산하도록 구성된다. 유속은 수학식 4에 나타내는 위상 시프트를 결정하기 위하여 수학식 2 및 수학식 3에 나타내는 바와 같이 제어기 회로(136)에 의해 계산된 변수 N 및 D에 기초할 수 있다. 펄스 시퀀스의 각 펄스 간의 펄스 반복 시간에 대응하는 변수 T는 제1 2D 평면(202)을 따른 컬러 플로우 영상에 대응한다.
Figure 112018016157014-pat00002
Figure 112018016157014-pat00003
Figure 112018016157014-pat00004
제어기 회로(136)는 수학식 5에 나타내는 바와 같이 평균 도플러 주파수를 계산하기 위하여 위상을 사용할 수 있고, 이는 수학식 6의 도플러 시프트 수학식에 나타내는 바와 같이 유속에 비례한다. θ로 나타낸 각도는 도플러 각도이다. 선택적으로, 도 4와 관련하여, 벡터 데이터 값은 (예를 들어, 초음파 프로브(126)에 대한) 유속의 속도 및 방향을 나타내기 위하여 적색 및 청색과 같은 픽셀 컬러 정보를 포함할 수 있다.
Figure 112018016157014-pat00006
단계(306)에서, 제어기 회로(136)는 제2 2D 평면(예를 들어, 2D 평면(222, 223 및/또는 224))을 따른 초음파 데이터에 기초하여 제2 유속을 계산하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 단계(304)와 유사하게 및/또는 동일하게, 제어기 회로(136)는 수학식 1 내지 수학식 6에 기초하여 제2 유속을 계산할 수 있다. 제어기 회로(136)는 2D 평면(204)을 따른 2D 평면(222, 223, 및/또는 224)과 같이 적어도 하나의 제2 2D 평면(204)을 따라 획득된 초음파 데이터로서 표현된 각 픽셀에 대한 제2 유속을 계산할 수 있다.
단계(304) 및 단계(306)에서의 동작은 환자의 제1 위치에서 및/또는 초음파 영상 시스템(100)에 의한 ROI의 단일 스캔 동안 초음파 프로브(126)에 의해 획득된 초음파 데이터에 기초할 수 있음을 주목할 수 있다.
단계(308)에서, 제어기 회로(136)는 이중 평면 컬러 플로우 이미지에 대한 선택이 수신되는지 여부를 결정하도록 구성될 수 있다. 이중 평면 컬러 플로우 이미지는 2D 평면(202, 204)을 따라 ROI의 속도 정보를 포함하는 초음파 이미지를 나타낼 수 있다. 제어기 회로(136)는 사용자 인터페이스(142)로부터 수신된 사용자 선택에 기초하여 이중 평면 컬러 플로우 이미지가 선택되는지 여부를 결정하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제어기 회로(136)는 디스플레이(138) 상에 GUI를 생성할 수 있다. GUI는 초음파 데이터에 기초하여 컬러 영상을 보기 위한 하나 이상의 옵션을 나타내는 하나 이상의 인터페이스 컴포넌트를 포함한다. 인터페이스 컴포넌트들 중 하나는 이중 평면 컬러 플로우 이미지에 해당할 수 있다. 사용자는 사용자 인터페이스(142)를 이용하여 인터페이스 컴포넌트를 선택할 수 있다. 인터페이스 컴포넌트의 선택에 기초하여, 제어기 회로(136)는 이중 평면 컬러 플로우 이미지가 선택되었다고 결정할 수 있다.
이중 평면 컬러 이미지가 선택되면, 단계(310)에서, 제어기 회로(136)가 제1 유속에 기초하여 제1 컬러 플로우 이미지(406)를 생성하도록 구성될 수 있다. 도 4a는 이중 평면 컬러 플로우 이미지(400)의 실시 예를 도시한다. 이중 평면 컬러 플로우 이미지(400)는 제1 컬러 플로우 이미지(406), 제2 컬러 플로우 이미지(408) 및 해부학적 이미지(404)를 포함한다. 제1 컬러 플로우 이미지(406)는 메모리(140)에 저장된 벡터 데이터 값에 기초하여 제어기 회로(136)에 의해 생성될 수 있다. 예를 들어, 벡터 데이터 값은 제1 컬러 플로우 이미지(406)를 생성하기 위하여 제어기 회로(136)에 의해 이용된 픽셀 값을 포함할 수 있다.
제1 컬러 플로우 이미지(406)의 픽셀 값은 제1 유속을 나타내는 제1 세트의 그래픽 표시자들을 포함한다. 그래픽 표시자들은 (도 4a에 나타내는 바와 같은) 컬러 스펙트럼, 그래픽 아이콘(예를 들어, 원, 화살표, 버블), 텍스트 정보 및/또는 제1 유속을 나타내기 위하여 구성된 유사한 것일 수 있다. 예를 들어, 제1 컬러 플로우 이미지(406)의 제1 유속은 컬러 미터(402)에 기초하여 (예를 들어, 제1 2D 평면(202)을 따른 트랜스듀서 어레이(112)에 대한) 제1 유속의 속도 및 방향을 나타내기 위하여, 적색 및 청색과 같은 픽셀의 컬러로 표현된다. 컬러 미터(402)는 제1 컬러 플로우 이미지(406)의 픽셀 컬러를 제1 2D 평면(202)을 따르는 제1 유속의 대응 속도(예를 들어, cm/s) 및 방향과 관련(relate)시키거나 연관(associate)시키는, 규정된 컬러 스펙트럼의 그래픽 표시자를 나타낸다.
단계(312)에서, 제어기 회로(136)는 제2 유속에 기초하여 제2 컬러 플로우 이미지(408)를 생성하도록 구성될 수 있다. 제2 컬러 플로우 이미지(408)는 메모리(140)에 저장된 벡터 데이터 값에 기초하여 제어기 회로(136)에 의해 생성될 수 있다. 예를 들어, 벡터 데이터 값은 제2 컬러 플로우 이미지(408)를 생성하기 위하여 제어기 회로(136)에 의해 이용되는 픽셀 값을 포함할 수 있다. 픽셀 값은 제2 컬러 플로우 이미지(408)로서 제어기 회로(136)에 의해 생성된다. 제2 컬러 플로우 이미지(408)의 픽셀 값은 제2 유속을 나타내는 제2 세트의 그래픽 표시자들(412-415)을 포함할 수 있다. 제2 세트의 그래픽 표시자들(412-415)은 대응하는 그래픽 아이콘으로서 보여진다. 그래픽 표시자들(412-415)의 크기 및 위치는 제2 2D 평면(204)을 따른 제2 유속 및 위치에 기초한다. 예를 들어, ROI(예를 들어, 혈구)의 플로우가 2D 평면(222, 223 및/또는 224)에 교차하고, 트래버스(traverse)하고/하거나 접근함에 따라, 제어기 회로(136)는 그래픽 표시자들(412-415)의 크기를 증가시킨다.
도 4b 내지 도 4e와 관련하여, 그래픽 표시자들(412-415)은 제어기 회로(136)에 의해 순환되어 그래픽 표시자들(412-415) 사이에서 순차적으로 및/또는 연속적으로 천이함으로써 시간 경과에 따른 애니메이션을 나타내어, 제2 유속을 보여줄 수 있다. 예를 들어, 그래픽 표시자들(412-415) 사이의 연속 천이의 애니메이션은 적어도 하나의 2D 평면(222, 223, 및/또는 224)을 트래버스하거나, 교차하거나, 및/또는 그쪽을 향하는 제2 유속을 나타낼 수 있다.
도 4a 내지 도 4e는 시간 경과에 따른 그래픽 표시자들(412 내지 415)의 애니메이션 및/또는 천이를 설명하는 이중 평면 컬러 플로우 이미지(420, 430, 440, 450)를 도시한다. 예를 들어, 제어기 회로(136)는 계속해서(continually) 연속적으로(successively) 천이하여, 이중 평면 컬러 플로우 이미지(420, 430, 440, 450)를 반복할 수 있다. 제어기 회로(136)에 의한 그래픽 표시자들(412-415)의 천이는 그래픽 표시자들(412-415)의 직경 및/또는 크기를 증가시킨다. 예를 들어, 제어기 회로(136)는 시간이 경과함에 따라 그래픽 표시자들(412-415)의 크기를 계속해서 증가시킬 수 있다. 그래픽 표시자들(412-415)의 크기 변화는 적어도 하나의 제2 2D 평면(222, 223, 및/또는 224)에 대한 제2 유속의 방향을 임상의(예를 들어, 사용자)에게 나타내도록 구성된다. 예를 들어, 보다 큰 크기 및/또는 직경을 갖는 연속적으로 표시된 이중 평면 컬러 플로우 이미지(420, 430, 440, 450)에 보이는 그래픽 표시자들(412-415)은 제2 유속이 적어도 하나의 제2 2D 평면(222, 223, 및/또는 224) 쪽으로 지향됨을 나타낸다.
추가적으로 또는 대안적으로, 그래픽 표시자들(412-415)의 천이 속도는 제2 유속의 크기에 기초할 수 있다. 예를 들어, 제어기 회로(136)가 제2 유속의 증가를 결정할 때, 제어기 회로(136)는 이중 평면 컬러 플로우 이미지(420, 430, 440, 450)의 그래픽 표시자들(412-415)의 천이 속도를 증가시키도록 구성된다.
(도 3b에 도시된) 단계(314)에서, 제어기 회로(136)는 초음파 데이터에 기초하여 해부학적 이미지(404)를 디스플레이(138) 상에 생성하도록 구성될 수 있다. 해부학적 이미지(404)는 B-모드 이미지, M-모드 이미지 및/또는 이와 유사한 것과 같은 하나 이상의 양상(modality)을 나타낼 수 있다. 해부학적 이미지(404)는 해부학적 정보를 나타내는 초음파 신호에 기초하여 획득된, 메모리(140)에 저장된 벡터 데이터 값에 기초하여 제어기 회로(136)에 의해 생성될 수 있다. 예를 들어, 벡터 데이터 값은 해부학적 이미지(404)를 생성하기 위하여 제어기 회로(136)에 의해 이용되는 픽셀 값을 포함할 수 있다.
단계(316)에서, 제어기 회로(136)는 제1 및 제2 컬러 플로우 이미지(406, 408)를 해부학적 이미지(404)에 오버레이하도록 구성될 수 있다. 도 4a 내지 도 4e와 관련하여, 제어기 회로(136)는 이미지들(404, 406, 408) 각각이 이중 평면 컬러 플로우 이미지(400)를 생성하기 위하여 함께 및/또는 동시에 표시되도록, 제1 및 제2 컬러 플로우 이미지(406, 408)를 해부학적 이미지(404)에 오버레이 및/또는 중첩(superimpose)할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 제어기 회로(136)는 디스플레이(138) 상에 표시된 별개의 윈도우에 제1 및 제2 컬러 플로우 이미지(406, 408) 및 해부학적 이미지(404)를 함께 디스플레이하도록 구성될 수 있다.
단계(318)에서, 제어기 회로(136)는 제2 유속에 기초하여 매트릭스 어레이 프로브(예를 들어, 초음파 프로브(126))의 조정 방향을 결정하도록 구성될 수 있다. 조정 방향은 제2 유속의 방향이 제1 2D 평면(202)을 따라 정렬되도록 초음파 프로브(126)의 위치 변화(예를 들어, 경사각)에 대응한다. 추가적으로 또는 대안적으로, 조정 방향은 제1 유속의 방향이 제2 2D 평면(202)을 따라 정렬되도록 초음파 프로브(126)의 위치 변화에 대응할 수 있다.
조정 방향은 2D 평면(202, 204) 중 하나에 대해 평면 밖 플로우를 보정하기 위하여 임상의에 의해 이용될 수 있다. 예를 들어, 제어기 회로(136)는 제1 2D 평면(202)에 대한 제2 유속의 방향 및/또는 위치를 나타내는 조정 각도를 결정할 수 있다. 제어기 회로(136)는 조정 각도에 기초하여, 트랜스듀서 어레이(112)의 방향을 계산하도록 구성되고/되거나 일반적으로 초음파 프로브(126)가 제2 유속이 제1 2D 평면(202)와 정렬되도록 환자에 대하여 조정(예를 들어, 기울어짐)될 필요가 있을 것이다. 예를 들어, 조정 각도는 제2 유속이 대략 제로가 되고/되거나 초음파 프로브(126)의 다른 위치들에 대해 최소 크기에 있도록, 초음파 프로브(126)의 위치(예를 들어, 경사각)에 대응할 수 있다.
단계(320)에서, 제어기 회로(136)는 조정 방향에 기초하여 표시자 아이콘(410)을 디스플레이(138) 상에 생성하도록 구성될 수 있다. 표시자 아이콘(410)은 그래픽 아이콘(예를 들어, 화살표), 애니메이션, 텍스트 및/또는 디스플레이(138)에 표시된 이와 유사한 것일 수 있다. 표시자 아이콘(410)은 제어기 회로(136)에 의해 방향 및/또는 위치를 표시하도록 구성되고, 초음파 프로브(126)는 제1 및 제2 유속이 2D 평면(202, 204) 중 하나를 따라 정렬되도록 조정될 필요가 있을 것이다. 도 4와 관련하여, 표시자 아이콘(410)은 초음파 프로브의 표시 및/또는 화살표를 포함할 수 있다. 화살표는 조정 방향에 기초하여 초음파 프로브(126)의 회전 방향을 표시하도록 구성된다.
추가적으로 또는 대안적으로, 제어기 회로는 제2 유속의 변화를 표시하도록 구성된 표시자 아이콘(도시되지 않음)을 생성할 수 있다. 표시자 아이콘은 시간에 따른 초음파 프로브(126)의 위치 변화로 인한 제2 유속의 변화에 기초할 수 있다. 표시자 아이콘은 숫자 값, 그래픽 아이콘(예를 들어, 화살표), 텍스트 정보 및/또는 이와 유사한 것일 수 있다. 예를 들어, 임상의는 스캔 중에 환자에 대한 초음파 프로브(126)의 위치(예를 들어, 경사각)를 조정할 수 있다. 제어기 회로(136)는 초음파 프로브(126)의 위치 변화에 기초하여 제2 유속의 변화를 계산할 수 있다. 표시자 아이콘에 기초하여, 임상의는 초음파 프로브(126)를 재조정 및/또는 재위치시켜, 제2 유속을 최소화하고/하거나 감소시킬 수 있다.
이중 평면 컬러 이미지가 수신되지 않으면, 단계(322)(도 3a에 도시됨)에서, 제어기 회로(136)가 조정된 컬러 플로우 이미지에 대한 선택이 수신되는지 여부를 결정하도록 구성될 수 있다. 조정된 컬러 플로우 이미지는 2D 평면(202, 204) 중 하나를 따라 ROI의 조정된 속도 정보(예를 들어, 유속)를 포함하는 초음파 이미지를 나타낼 수 있다. 도 5와 관련하여, 조정된 컬러 플로우 이미지는 2D 평면(202, 204)을 따라 획득된 제1 및 제2 유속을 포함할 수 있다. 제어기 회로(136)는 조정된 컬러 플로우 이미지가 사용자 인터페이스(142)로부터 수신된 사용자 선택에 기초하여 선택되는지 여부를 결정하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제어기 회로(136)는 디스플레이(138) 상에 GUI를 생성할 수 있다. GUI는 초음파 데이터에 기초하여 컬러 영상을 보기 위한 하나 이상의 옵션을 나타내는 하나 이상의 인터페이스 컴포넌트를 포함한다. 인터페이스 컴포넌트들 중 하나는 조정된 컬러 플로우 이미지에 해당할 수 있다. 사용자는 사용자 인터페이스(142)를 이용하여 인터페이스 컴포넌트를 선택할 수 있다. 인터페이스 컴포넌트의 선택에 기초하여, 제어기 회로(136)는 조정된 컬러 플로우 이미지가 선택되었다고 결정할 수 있다.
단계(324)에서, 제어기 회로(136)는 조정된 제1 컬러 유속을 제2 유속에 기초하여 결정하도록 구성될 수 있다. 조정된 제1 컬러 유속은 2D 평면(204)(예를 들어, 적어도 하나의 2D 평면(222, 223 및/또는 224))을 따라 획득된 제2 유속을 포함 및/또는 고려하도록 구성된다. 예를 들어, 제어기 회로(136)는 ROI의 선택 위치를 결정할 수 있다. 선택 위치는 벡터 데이터 값에 기초한 제1 및 제2 컬러 유속을 포함한다. 예를 들어, 선택 위치에서의 ROI의 적혈구는 2D 평면(202, 204)을 따라 트래버스한다. 선택 위치는 곡선 구조와 같이 2D 평면(202, 204)을 따라 연장되는 ROI 내의 구조를 나타낼 수 있다.
선택 위치에서, 제어기 회로(136)는 제1 컬러 유속을 조정하여 제2 유속을 포함하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제어기 회로(136)는 제1 및 제2 유속에 기초하여 선택 위치에서 벡터를 정의할 수 있다. 제어기 회로(136)는 선택 위치 중 하나에서 벡터를 가산함으로써 조정된 제1 컬러 유속을 결정할 수 있다. 예를 들어, 제어기 회로(136)는 메모리(140)의 벡터 데이터 값에 기초하여 제1 선택 위치에서 3cm/s의 제1 유속을 나타내는 제1 벡터 및 2cm/s의 제2 유속을 나타내는 제2 벡터를 결정한다. 제1 및 제2 벡터는 제1 및 제2 2D 평면(202, 204)에 기초하여 서로 직교한다. 제어기 회로(136)는 제1 위치에서 조정된 제1 유속을 결정하기 위하여 제1 및 제2 벡터를 결합할 수 있다. 예를 들어, 제어기 회로(136)는 결합된 제1 및 제2 벡터의 크기를 조정된 제1 유속을 나타내는 약 3.6cm/s로 결정할 수 있다. 제어기 회로(136)는 조정된 제1 유속에 기초하여 제1 2D 평면(202)을 따라 획득된 벡터 데이터 값을 조정할 수 있다. 예를 들어, 제어기 회로(136)는 조정된 제1 유속으로 제1 유속의 크기를 나타내는 픽셀 값을 조정할 수 있다.
일 실시 예에서, 제어기 회로(136)는 조정된 제2 유속을 제1 유속에 기초하여 결정하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 조정된 제2 유속은 사용자 인터페이스(142)를 사용하는 임상의에 의한 선택에 기초하여 계산될 수 있다. 제2 유속은 예를 들어 선택 위치들 중 하나에서 제1 유속 및 제2 유속을 나타내는 벡터를 계산함으로써, 조정된 제1 유속과 유사하게 및/또는 동일하게 계산될 수 있다.
단계(326)에서, 제어기 회로(136)는 조정된 제1 컬러 유속에 기초하여 컬러 플로우 이미지(506)를 생성하도록 구성될 수 있다. 도 5는 컬러 플로우 이미지(506)의 일 실시 예를 도시한다. 컬러 플로우 이미지(506)는 조정된 제1 유속을 나타내는, 메모리(140)에 저장된 벡터 데이터 값에 기초하여 제어기 회로(136)에 의해 생성될 수 있다. 예를 들어, 벡터 데이터 값은 컬러 플로우 이미지(506)를 생성하기 위하여 제어기 회로(136)에 의해 이용되는 픽셀 값을 포함할 수 있다.
컬러 플로우 이미지(506)의 픽셀 값은 조정된 제1 유속을 나타내는 제1 세트의 그래픽 표시자들을 포함한다. 그래픽 표시자들은 (도 5에 도시된 바와 같은) 컬러 스펙트럼, 그래픽 아이콘(예를 들어, 원, 화살표, 버블), 텍스트 정보 및/또는 조정된 제1 유속을 나타내도록 구성된 유사한 것일 수 있다. 예를 들어, 컬러 플로우 이미지(506)의 조정된 제1 유속은 컬러 미터(502)에 기초하여 조정된 제1 유속의 속도 및 방향을 나타내기 위하여 적색 및 청색과 같은 픽셀의 컬러로 표현된다. 컬러 미터(502)는 컬러 플로우 이미지(506)의 픽셀 컬러를, 조정된 제1 유속의 대응 속도(예를 들어, cm/s) 및 방향과 관련시키거나 연관시키는, 정의된 컬러 스펙트럼의 그래픽 표시자를 나타낸다. 조정된 제1 유속의 방향은 2D 평면(202)을 따라 도시되고, 조정된 제1 유속은 2D 평면(204)(예를 들어, 적어도 하나의 2D 평면(222, 223, 224))을 따라 제2 유속을 포함한다는 것을 주목할 수 있다.
(도 3b에 도시된) 단계(328)에서 제어기 회로(136)는 초음파 데이터에 기초하여 해부학적 이미지를 디스플레이(138) 상에 생성하도록 구성될 수 있다. 도 5에 도시된 해부학적 이미지(504)는 B-모드 이미지, M-모드 이미지 및/또는 이와 유사한 것과 같은 하나 이상의 양상을 나타낼 수 있다. 해부학적 이미지(504)는 해부학적 정보를 나타내는 초음파 신호에 기초하여 획득된 메모리(140)에 저장된 벡터 데이터 값에 기초하여 제어기 회로(136)에 의해 생성될 수 있다. 예를 들어, 벡터 데이터 값은 해부학적 이미지(504)를 생성하기 위하여 제어기 회로(136)에 의해 이용되는 픽셀 값을 포함할 수 있다.
단계(330)에서, 제어기 회로(136)는 컬러 플로우 이미지를 해부학적 이미지에 오버레이하도록 구성될 수 있다. 도 5와 관련하여, 제어기 회로(136)는 이미지들(504, 506) 각각이 초음파 이미지(500)를 생성하기 위하여 함께 및/또는 동시에 표시되도록, 컬러 플로우 이미지(506)를 해부학적 이미지(504)에 오버레이 및/또는 중첩할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 제어기 회로(136)는 디스플레이(138) 상에 표시된 별개의 윈도우에 컬러 플로우 이미지(506) 및 해부학적 이미지(504)를 함께 디스플레이하도록 구성될 수 있다.
이중 평면 컬러 이미지가 수신되지 않으면, (도 3a에 도시된) 단계(332)에서, 제어기 회로(136)는 앙각 컬러 플로우 이미지(elevation color flow image)에 대한 선택이 수신되는지 여부를 결정하도록 구성될 수 있다. 앙각 컬러 플로우 이미지는 제2 2D 평면(204)을 따른 ROI의 초음파 데이터, 예를 들어 적어도 하나의 2D 평면(222, 223 및/또는 224)에 의해 획득된 초음파 데이터를 포함하는 초음파 이미지를 나타낼 수 있다. 제어기 회로(136)는 앙각 컬러 플로우 이미지가 사용자 인터페이스(142)로부터 수신된 사용자 선택에 기초하여 선택되는지 여부를 결정하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제어기 회로(136)는 디스플레이(138) 상에 GUI를 생성할 수 있다. GUI는 초음파 데이터에 기초하여 컬러 영상을 보기 위한 하나 이상의 옵션을 나타내는 하나 이상의 인터페이스 컴포넌트를 포함한다. 인터페이스 컴포넌트들 중 하나는 앙각 컬러 플로우 이미지에 해당할 수 있다. 사용자는 사용자 인터페이스(142)를 이용하여 인터페이스 컴포넌트를 선택할 수 있다. 인터페이스 컴포넌트의 선택에 기초하여, 제어기 회로(136)는 앙각 컬러 플로우 이미지가 선택되었다고 결정할 수 있다.
단계(334)에서, 제어기 회로(136)는 제2 컬러 유속에 기초하여 컬러 플로우 이미지를 생성하도록 구성될 수 있다. 컬러 플로우 이미지는 제2 2D 평면(204)을 따라 획득된 메모리(140)에 저장된 벡터 데이터 값에 기초하여 제어기 회로(136)에 의해 생성될 수 있다. 예를 들어, 벡터 데이터 값은 앙각 컬러 플로우 이미지를 생성하기 위하여 제어기 회로(136)에 의해 이용되는 픽셀 값을 포함할 수 있다. 앙각 컬러 플로우 이미지를 나타내는 픽셀 값은 제어기 회로(136)에 의해 생성되고, 제2 유속을 나타내는 그래픽 표시자들의 세트를 포함하고/하거나 대응할 수 있다. 선택적으로, 그래픽 표시자들의 세트는 도 4에 도시된 제1 컬러 플로우 이미지(406)의 그래픽 표시자들과 유사하고/하거나 동일할 수 있다.
단계(336)에서, 제어기 회로(136)는 제2 2D 평면을 따른 초음파 데이터에 기초하여 해부학적 이미지를 디스플레이(138) 상에 생성하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 해부학적 이미지는 예를 들어 2D 평면(222, 223, 224) 중 적어도 하나에 의해 앙각면을 따라 획득된 C-모드 이미지를 나타낼 수 있다. 해부학적 이미지는 해부학적 정보를 나타내는 초음파 신호에 기초하여 획득된 메모리(140)에 저장된 벡터 데이터 값에 기초하여 제어기 회로(136)에 의해 생성될 수 있다. 예를 들어, 벡터 데이터 값은 해부학적 이미지를 생성하기 위하여 제어기 회로(136)에 의해 이용된 픽셀 값을 포함할 수 있다.
(도 3b에 도시된) 단계(338)에서, 제어기 회로(136)는 컬러 플로우 이미지를 해부학적 이미지에 오버레이하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제어기 회로(136)는 초음파 이미지를 생성하기 위하여 이미지들 각각이 함께 및/또는 동시에 표시되도록, 앙각 컬러 플로우 이미지를 해부학적 이미지에 오버레이 및/또는 중첩할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 제어기 회로(136)는 디스플레이(138) 상에 표시된 별도의 윈도우들에 앙각 컬러 플로우 이미지 및 해부학적 이미지를 함께 디스플레이하도록 구성될 수 있다.
다양한 실시 예들은 하드웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있음을 유의해야 한다. 다양한 실시 예들 및/또는 컴포넌트들, 예를 들어 그 안에 있는 모듈들 또는 컴포넌트들 및 제어기들은 또한 하나 이상의 컴퓨터 또는 프로세서의 일부로서 구현될 수 있다. 컴퓨터 또는 프로세서는 컴퓨팅 디바이스, 입력 디바이스, 디스플레이 유닛 및 예를 들어 인터넷에 액세스하기 위한 인터페이스를 포함할 수 있다. 컴퓨터 또는 프로세서는 마이크로 프로세서를 포함할 수 있다. 마이크로 프로세서는 통신 버스에 연결될 수 있다. 컴퓨터 또는 프로세서는 또한 메모리를 포함할 수 있다. 메모리는 RAM(Random Access Memory) 및 ROM(Read Only Memory)을 포함할 수 있다. 컴퓨터 또는 프로세서는 하드 디스크 드라이브, 또는 솔리드 스테이트 드라이브, 광 디스크 드라이브 등과 같은 착탈식 저장 드라이브일 수 있는 저장 디바이스를 더 포함할 수 있다. 저장 디바이스는 또한 컴퓨터 프로그램 또는 다른 명령어들을 컴퓨터 또는 프로세서에 로딩하기 위한 다른 유사한 수단일 수도 있다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, "컴퓨터", "서브 시스템", "회로", "제어기 회로"또는 "모듈"이라는 용어는 마이크로 제어기를 사용하는 시스템, RISC(reduced instruction set computers), ASIC, 논리 회로, 본 명세서에 기재된 기능을 실행할 수 있는 임의의 다른 회로 또는 프로세서를 포함하는, 임의의 프로세서 기반 또는 마이크로 프로세서 기반 시스템을 포함할 수 있다. 위의 예는 단지 예시적인 것이며, 따라서 어떤 식으로든 "컴퓨터"라는 용어의 정의 및/또는 의미를 제한하려는 것이 아니다.
컴퓨터 또는 프로세서는 입력 데이터를 처리하기 위하여 하나 이상의 저장 요소에 저장된 명령어들의 세트를 실행한다. 저장 요소는 또한 원할 때 또는 필요에 따라 데이터 또는 다른 정보를 저장할 수 있다. 저장 요소는 처리 기계(processing machine) 내의 정보 소스 또는 물리적 메모리 요소의 형태일 수 있다.
명령어들(instructions)의 세트는 다양한 실시 예들의 방법들 및 프로세스들과 같은 특수한 동작들을 수행하도록 처리 기계로서의 "컴퓨터", "서브 시스템", "회로", "제어기 회로" 또는 "모듈"에게 명령하는 다양한 명령들(commands)을 포함할 수 있다. 명령어들의 세트는 소프트웨어 프로그램 및/또는 소프트웨어 모듈(들)의 형태일 수 있다. 소프트웨어는 시스템 소프트웨어 또는 애플리케이션 소프트웨어와 같은 다양한 형태일 수 있으며, 유형의 비-일시적 컴퓨터 판독 가능 매체로서 구현될 수 있다. 또한, 소프트웨어는 별도의 프로그램들 또는 모듈들의 컬렉션, 더 큰 프로그램 내의 프로그램 모듈 또는 프로그램 모듈의 일부의 형태일 수 있다. 소프트웨어는 또한 객체 지향 프로그래밍의 형태로 모듈식 프로그래밍을 포함할 수도 있다. 처리 기계에 의한 입력 데이터의 처리는 조작자 명령에 응답하여, 또는 이전 처리의 결과에 응답하여, 또는 다른 처리 기계에 의해 이루어진 요구에 응답하여 이루어질 수 있다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, 작업(task) 또는 동작(operation)을 수행하도록 "구성된(configured)" 구조, 제한, 또는 요소는 그 작업 또는 동작에 대응하는 방식으로 특별히 구조적으로 형성되거나 구성되거나 적응된다. 명확성 및 의심의 회피를 위해, 단지 작업 또는 동작을 수행하도록 수정될 수 있는 객체는 본 명세서에서 사용된 바와 같이 작업 또는 동작을 수행하도록 "구성"되지 않는다. 대신 본 명세서에서 사용된 바와 같이, "구성된(configured to)"의 사용은 구조적 적응 또는 특성을 나타내며, 작업 또는 동작을 수행하도록 "구성된" 것으로 기술된 임의의 구조, 제한 또는 요소의 구조적 요구 사항을 나타낸다. 예를 들어, 작업 또는 동작을 수행하도록 "구성된" 제어기 회로, 프로세서 또는 컴퓨터는 그 작업 또는 동작을 수행하도록 특별히 구조화되는 것으로 이해될 수 있다(예를 들어, 작업 또는 동작을 수행하도록 맞춤화되거나 의도된 하나 이상의 프로그램 또는 명령어가 저장되거나 연관되어 사용되고/되거나, 작업 또는 동작을 수행하도록 맞춤화되거나 의도된 처리 회로의 배열을 가짐). 명확성과 의심의 회피를 위하여 (적절히 프로그래밍된 경우 작업 또는 동작을 수행하도록 "구성되게" 될 수 있는) 범용 컴퓨터는 작업 또는 동작을 수행하도록 특별히 프로그래밍되거나 구조적으로 수정되지 않는다면 또는 작업 또는 동작을 수행하도록 특별히 프로그래밍되거나 수정될 때까지, 작업 또는 동작을 수행하도록 "구성"되지 않는다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "소프트웨어" 및 "펌웨어"는 상호 교환 가능하며, RAM 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리 및 NVRAM(non-volatile RAM) 메모리를 포함하는, 컴퓨터에 의한 실행을 위하여 메모리에 저장된 임의의 컴퓨터 프로그램을 포함한다. 상기 메모리 유형들은 단지 예시적인 것이며, 따라서 컴퓨터 프로그램의 저장에 사용 가능한 메모리의 유형에 대해 제한하지 않는다.
상기 설명은 예시적이고 제한하려는 것은 아니라는 것을 이해해야 한다. 예를 들어, 전술한 실시 예들(및/또는 그 양상들)은 서로 조합되어 사용될 수 있다. 또한, 다양한 실시 예는 그 범위를 벗어나지 않고 다양한 실시 예들의 사상에 특정 상황 또는 재료를 적응시키도록 만들어질 수 있다. 여기에 설명된 재료의 치수 및 유형은 다양한 실시 예의 파라미터를 정의하기 위한 것이지만, 결코 한정적이 아니며 단지 예시적인 것이다. 많은 다른 실시 예는 상기 설명을 검토할 때 당업자에게 명백할 것이다. 따라서, 다양한 실시 예들의 범위는 첨부된 청구범위를 참조하여, 그러한 청구범위가 부여되는 균등물의 전체 범위와 함께 결정되어야 한다. 첨부된 청구범위에서, "포함하는(including)" 및 "여기서(in which)"이라는 용어는 각각의 용어 "포함하는(comprising)" 및 "여기서(wherein)"의 알기 쉬운 영어 균등물(plain-English equivalents)로서 사용된다. 또한, 이하의 청구범위에서, "제1", "제2" 및 "제3" 등의 용어는 단지 라벨로서 사용되며, 그 대상들에 수치적 요구를 부과하려는 의도가 아니다. 또한, 이하의 청구범위의 제한은 기능식 청구항 형식(means-plus-function format)으로 작성된 것이 아니며, 그러한 청구항 제한이 추가 구조가 없는 표현 또는 기능이 뒤따라 나오는 "수단(means for)"을 명시적으로 사용하지 않는 한 그리고 사용할 때까지, 35 U.S.C. §112(f)에 기초하여 해석되려는 의도가 아니다.
이 서술된 설명은 예를 사용하여, 최선의 모드를 포함하는 다양한 실시 예를 개시하고 임의의 디바이스 또는 시스템을 제작 및 사용하고 임의의 통합된 방법을 수행하는 것을 포함하여 다양한 실시 예를 당업자가 실시할 수 있게 한다. 다양한 실시 예들의 특허 가능한 범위는 청구범위에 의해 규정되며, 당업자에게 발생할 수 있는 다른 예들을 포함할 수 있다. 이러한 다른 예들은 예들이 청구범위의 문언적 언어와 상이하지 않은 구조적 요소를 갖는다면, 또는 예들이 청구범위의 문언적 언어와 실질적으로 차이가 없는 균등한 구조 요소를 포함한다면, 청구범위 내에 있는 것으로 의도된다.

Claims (7)

  1. 공간 컬러 플로우 영상(spatial color flow imaging)을 위한 방법(300)에 있어서,
    관심 영역(region of interest, ROI)에 대한 매트릭스 어레이 프로브(126)로부터 제1 2차원(2D) 평면(206) 및 적어도 제2 2D 평면(208)을 따라 초음파 데이터를 획득하는 단계(302) - 상기 제1 2D 평면(206)은 방위면(azimuth plane)을 따라 연장되고, 상기 제2 2D 평면(208)은 앙각면(elevation plane)을 따라 연장됨 - ;
    상기 제1 2D 평면을 따른 상기 초음파 데이터에 기초하여 제1 유속을 계산하는 단계(304);
    상기 제2 2D 평면(208)을 따른 상기 초음파 데이터에 기초하여 제2 유속을 계산하는 단계(306);
    상기 제1 유속에 기초하여, 상기 제1 유속을 나타내는 제1 세트의 그래픽 표시자들을 포함하는 제1 컬러 플로우 이미지(406)를 생성하는 단계(310);
    상기 제2 유속에 기초하여, 상기 제2 유속을 나타내는 제2 세트의 그래픽 표시자들(412-415)을 포함하는 제2 컬러 플로우 이미지(408)를 생성하는 단계(312);
    상기 초음파 데이터에 기초하여 해부학적 이미지(anatomical image)(404)를 디스플레이(138) 상에 생성하는 단계(314); 및
    상기 제1 및 제2 컬러 플로우 이미지(406, 408)를 상기 해부학적 이미지(404)에 오버레이(overlay)하는 단계(316)를 포함하고,
    상기 방법(300)은,
    상기 제2 유속에 기초하여 상기 매트릭스 어레이 프로브(126)의 조정(adjustment) 방향을 결정하는 단계(318); 및
    상기 조정 방향에 기초하여 표시자 아이콘(410)을 디스플레이(138) 상에 생성하는 단계(320)를 더 포함하는, 공간 컬러 플로우 영상을 위한 방법(300).
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 세트의 그래픽 표시자들은 컬러 스펙트럼(502)을 포함하고, 상기 제2 세트의 그래픽 표시자들은 그래픽 아이콘들(412-415)을 포함하는 것인 공간 컬러 플로우 영상을 위한 방법(300).
  3. 제2항에 있어서, 상기 그래픽 아이콘들(412-415)의 크기는 상기 제2 2D 평면(208)을 따른 상기 제2 유속 및 위치에 기초하는 것인 공간 컬러 플로우 영상을 위한 방법(300).
  4. 공간 컬러 플로우 영상(spatial color flow imaging)을 위한 방법(300)에 있어서,
    관심 영역(region of interest, ROI)에 대한 매트릭스 어레이 프로브(126)로부터 제1 2차원(2D) 평면(206) 및 적어도 제2 2D 평면(208)을 따라 초음파 데이터를 획득하는 단계(302) - 상기 제1 2D 평면(206)은 방위면(azimuth plane)을 따라 연장되고, 상기 제2 2D 평면(208)은 앙각면(elevation plane)을 따라 연장됨 - ;
    상기 제1 2D 평면을 따른 상기 초음파 데이터에 기초하여 제1 유속을 계산하는 단계(304);
    상기 제2 2D 평면(208)을 따른 상기 초음파 데이터에 기초하여 제2 유속을 계산하는 단계(306);
    상기 제1 유속에 기초하여, 상기 제1 유속을 나타내는 제1 세트의 그래픽 표시자들을 포함하는 제1 컬러 플로우 이미지(406)를 생성하는 단계(310);
    상기 제2 유속에 기초하여, 상기 제2 유속을 나타내는 제2 세트의 그래픽 표시자들(412-415)을 포함하는 제2 컬러 플로우 이미지(408)를 생성하는 단계(312);
    상기 초음파 데이터에 기초하여 해부학적 이미지(anatomical image)(404)를 디스플레이(138) 상에 생성하는 단계(314); 및
    상기 제1 및 제2 컬러 플로우 이미지(406, 408)를 상기 해부학적 이미지(404)에 오버레이(overlay)하는 단계(316)를 포함하고,
    상기 방법(300)은,
    상기 제2 유속에 기초하여 조정된 제1 유속을 결정하는 단계(324);
    상기 조정된 제1 유속에 기초하여, 상기 조정된 제1 유속을 나타내는 그래픽 표시자들의 세트를 포함하는 컬러 플로우 이미지를 생성하는 단계(326);
    상기 초음파 데이터에 기초하여 해부학적 이미지를 디스플레이(138) 상에 생성하는 단계(328); 및
    상기 조정된 제1 컬러 플로우 이미지를 상기 해부학적 이미지에 오버레이하는 단계(330)를 더 포함하는, 공간 컬러 플로우 영상을 위한 방법(300).
  5. 제4항에 있어서, 상기 결정 단계(324)는 상기 제1 유속 및 제2 유속에 기초하여 벡터를 정의하는 단계를 포함하고, 상기 조정된 제1 유속은 상기 벡터에 기초하는 것인 공간 컬러 플로우 영상을 위한 방법(300).
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2 유속에 기초하여, 상기 제2 유속을 나타내는 그래픽 표시자들의 세트를 포함하는 컬러 플로우 이미지를 결정하는 단계(334);
    상기 제2 2D 평면을 따른 상기 초음파 데이터에 기초하여 해부학적 이미지를 디스플레이 상에 생성하는 단계(336); 및
    상기 컬러 플로우 이미지를 상기 해부학적 이미지에 오버레이하는 단계(338)를 더 포함하는 공간 컬러 플로우 영상을 위한 방법(300).
  7. 삭제
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