KR102577601B1 - 초음파 진단 시스템 및 그의 힘 측정 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 초음파 진단 시스템 및 그의 힘 측정 방법에 관한 것으로서, 프로브 모듈을 포함하는 초음파 진단 시스템에 있어서, 초음파 프로브가 환부에 가하는 힘을 측정한 힘 데이터를 제공하는 힘 센서; 상기 초음파 프로브의 높이 방향과 연직 방향이 이루는 각도를 측정한 각도 데이터를 제공하는 자세 측정 센서; 및 상기 초음파 프로브의 말단에 구비되어 환부와 접촉하는 젤 패드;를 포함하는 프로브 모듈; 및 상기 프로브 모듈을 통해 획득된 환부에 대한 초음파 이미지, 상기 힘 데이터 및 상기 각도 데이터를 이용하여 상기 초음파 프로브가 환부에 가하는 제1 접촉 힘을 연산하고, 상기 제1 접촉 힘을 기초로 상기 초음파 프로브가 환부 중 관찰하고자 하는 타겟 부위에 가하는 제2 접촉 힘을 연산하는 제어부;를 포함하는 시스템일 수 있다.
Description
본 개시는 초음파 프로브가 환부에 가하는 힘을 알 수 있는 초음파 진단 시스템 및 그의 힘 측정 방법에 관한 것이다.
초음파 진단 시스템은 초음파 프로브에 의해 생체 내에 초음파를 송신한 후, 초음파 프로브에 의해 음향 임피던스(acoustic impedance)가 다른 두 조직 간의 경계로부터 반사된 초음파를 수신하여, 환부 내의 조직에 대한 초음파 이미지를 획득하는 시스템이다.
초음파 진단 시스템은 초음파 프로브와, 초음파 프로브에서 획득한 초음파 이미지를 이용하여 환부 내부의 초음파 이미지를 생성하는 프로브 모듈을 포함한다. 프로브 모듈은 초음파 진단 시스템의 디스플레이부로 초음파 이미지가 출력되도록 하고, 진단자는 디스플레이부로 출력되는 초음파 이미지를 통해 환부에 대한 진단을 실시할 수 있다.
이러한 초음파 진단 시스템은 생체검사법과 같은 특정한 의학적인 검사에 사용될 수 있다. 생체검사법은 생체로부터 조직을 일부 추출하여 검사하는 방법이다. 생체검사법에 의하면, 진단자는 초음파 진단 시스템을 작동시킨 상태에서, 초음파 프로브를 생체 표면에 접촉시키고, 니들(needle)을 생체 내(in-vivo)로 삽입시킨다. 이때, 진단자는 생체 내 조직의 영상과 니들의 움직임 이미지를 초음파 진단 시스템의 디스플레이부로 동시에 확인하면서 니들을 생체검사를 위한 타겟 부위로 삽입시킨 후, 타겟 부위로부터 조직을 추출할 수 있다. 한편, 타겟 부위로 약물을 주입하기 위해 사용되는 니들도 전술한 방식으로 타겟 부위로 삽입될 수 있다.
초음파 진단 시스템을 이용하여 의사나 간호사 등의 시술자가 수기로 초음파 촬영을 하는 경우, 시술자가 손으로 초음파 프로브를 누르는 힘을 조절하며 촬영하게 되므로 초음파 이미지와 초음파 프로브가 환부를 누르는 힘을 직관적으로 매칭할 수 있다. 시술자가 누르는 힘(예를 들어, 1N, 5N, 10N)에 따라 획득되는 초음파 이미지는 서로 상이해지게 된다.
그러나, 로보틱 가이드 기술을 기반으로 초음파 프로브의 위치 및 각도를 조절하는 초음파 진단 시스템의 경우, 초음파 프로브가 환부를 누르는 힘을 측정하는 센서부가 없으면, 초음파 프로브가 환부를 누르는 힘을 알 수 없기 때문에 해당 초음파 이미지가 어느 정도의 힘으로 누르면서 촬영된 초음파 이미지인지 확인할 수 없다는 문제점이 있다. 따라서, 초음파 진단 시스템은 초음파 이미지와 함께 초음파 프로브가 환부에 가하는 힘 데이터를 함께 제공하고 있다.
초음파 프로브가 환부를 누르는 힘에 따라 환부 내 타겟 부위(예를 들어, 혈관 등)의 변형 정도가 상이하므로, 초음파 진단 시스템은 초음파 프로브가 환부를 누르는 힘에 기초하여 변형된 타겟 부위가 반영된 초음파 이미지를 획득하게 된다. 진단자는 초음파 이미지에서 혈관을 타겟 부위로 하여 모니터링하고, 채혈, 정맥주사(IV) 등의 시술 적합성을 판단하게 된다.
기존의 초음파 진단 시스템은 초음파 프로브가 환부에 전체적으로 가하는 힘의 총 합을 힘 데이터로 제공할 뿐, 정맥, 동맥, 신경 등의 타겟 부위에 가하는 국소적인 힘 데이터를 제공할 수 없다. 진단자는 타원 형태의 혈관이 촬영된 초음파 이미지와 초음파 프로브가 환부에 가하는 힘 데이터만을 이용하여 혈관의 형태가 원래 타원형인지, 초음파 프로브에 눌려진 형태인지를 확인할 수 없다. 그로 인해 진단자는 혈관의 형태를 정확하게 평가할 수 없어 정밀한 시술 위치나 적합성을 파악하기 어렵다는 문제점이 있다.
본 개시는 전술한 배경기술에 대응하여 안출된 것으로, 본 개시의 일 실시예에 따른 초음파 진단 시스템 및 그의 힘 측정 방법은 초음파 촬영시 초음파 프로브가 환부에 가하는 힘과 환부 중 관찰하고자 하는 타겟 부위에 가하는 힘을 측정할 수 있도록 하고자 한다.
다만, 본 개시에서 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재를 근거로 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 바와 같은 과제를 실현하기 위한 본 개시의 일 실시예에 따른 초음파 진단 시스템 및 그의 힘 측정 방법이 개시된다. 상기 초음파 진단 시스템은, 프로브 모듈을 포함하는 초음파 진단 시스템에 있어서, 초음파 프로브가 환부에 가하는 힘을 측정한 힘 데이터를 제공하는 힘 센서; 상기 초음파 프로브의 높이 방향과 연직 방향이 이루는 각도를 측정한 각도 데이터를 제공하는 자세 측정 센서; 및 상기 초음파 프로브의 말단에 구비되어 환부와 접촉하는 젤 패드;를 포함하는 프로브 모듈; 및 상기 프로브 모듈을 통해 획득된 환부에 대한 초음파 이미지, 상기 힘 데이터 및 상기 각도 데이터를 이용하여 상기 초음파 프로브가 환부에 가하는 제1 접촉 힘을 연산하고, 상기 제1 접촉 힘을 기초로 상기 초음파 프로브가 환부 중 관찰하고자 하는 타겟 부위에 가하는 제2 접촉 힘을 연산하는 제어부;를 포함할 수 있다.
대안으로, 상기 젤 패드는, 환부의 표면 굴곡에 대응하여 형상이 변형되는 탄성 부재를 포함할 수 있다.
대안으로, 상기 제1 접촉 힘은, 상기 힘 데이터에 기초하여 상기 초음파 프로브의 질량에 의해 환부가 눌리는 힘을 보상하여 산출될 수 있다.
대안으로, 상기 제1 접촉 힘은, 상기 초음파 프로브의 질량과 상기 각도 데이터에 의해 결정된 값에 상기 힘 데이터를 더하여 산출될 수 있다.
대안으로, 상기 초음파 이미지는, 상기 젤 패드가 환부와 접촉하면서 발생하는 변형 상태가 반영된 것이고, 상기 제어부는, 상기 초음파 이미지로부터 상기 젤 패드가 상기 환부에 접촉하는 시작점과 끝점을 추출하여 상기 젤 패드가 환부에 접촉하는 제1 접촉 면적을 산출하고, 상기 타겟 부위의 시작점과 끝점을 추출하여 상기 젤 패드가 상기 타겟 부위에 접촉하는 제2 접촉 면적을 산출할 수 있다.
대안으로, 상기 제2 접촉 힘은, 상기 제1 접촉 힘과 상기 제1 접촉 면적에 기초하여 상기 제2 접촉 면적에 가해지는 힘으로써 산출될 수 있다.
대안으로, 상기 제2 접촉 힘은, 상기 제1 접촉 힘, 상기 타겟 부위에 대한 국소 면적의 두께 변형량 및, 상기 젤 패드가 상기 환부에 접촉하는 전체 면적의 두께 변형량을 이용하여 산출될 수 있다.
대안으로, 상기 제2 접촉 힘은, 상기 젤 패드의 두께, 임의의 x좌표에 대응되는 상기 젤 패드의 두께를 고려하여 하기 수학식 1에 기초하여 산출될 수 있다.
한편, 전술한 바와 같은 과제를 실현하기 위한 본 개시의 일 실시예에 따라 초음파 진단 시스템의 힘 측정 방법이 개시된다. 상기 방법은, 초음파 프로브를 포함하는 초음파 진단 시스템에 의해 수행되는 압력 측정 방법에 있어서, 초음파 프로브를 통해 환부에 대한 초음파 이미지를 획득함에 따라, 상기 초음파 프로브가 환부에 가하는 힘 데이터 및 상기 초음파 프로브의 높이 방향과 연직 방향이 이루는 각도 데이터를 측정하는 단계; 및 상기 초음파 이미지, 상기 힘 데이터 및 각도 데이터를 이용하여 상기 초음파 프로브가 환부에 가하는 제1 접촉 힘과 상기 초음파 프로브가 환부 중 관찰하고자 하는 타겟 부위에 가하는 제2 접촉 힘을 연산하는 단계를 포함할 수 있다.
대안으로, 상기 제1 접촉 힘을 연산하는 단계는, 상기 힘 데이터에 기초하여 상기 초음파 프로브의 질량에 의해 환부가 눌리는 힘을 보상하여 상기 제1 접촉 힘을 연산하는 단계를 더 포함할 수 있다.
대안으로, 상기 제1 접촉 힘을 연산하는 단계는, 상기 초음파 프로브의 힘 센서에서 측정된 힘 데이터, 상기 초음파 프로브의 자세 측정 센서에서 측정된 각도 데이터, 상기 초음파 프로브의 질량 및 중력 가속도를 이용하여 상기 제1 접촉 힘을 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
대안으로, 상기 제1 접촉 힘을 산출하는 단계는, 상기 힘 데이터에 상기 초음파 프로브의 질량과 상기 각도 데이터에 의해 결정된 값을 보상하여 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
대안으로, 상기 제2 접촉 힘을 연산하는 단계는, 상기 초음파 프로브 말단에 구비된 젤 패드가 상기 환부와 접촉하면서 발생하는 변형 상태가 반영된 상기 초음파 이미지로부터 상기 젤 패드가 환부에 접촉하는 시작점과 끝점을 추출하여 상기 젤 패드가 환부에 접촉하는 제1 접촉 면적을 산출하는 단계; 및 상기 초음파 이미지로부터 상기 타겟 부위의 시작점과 끝점을 추출하여 상기 젤 패드가 타겟 부위에 접촉하는 제2 접촉 면적을 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
대안으로, 상기 제2 접촉 힘을 연산하는 단계는, 상기 제1 접촉 힘과 상기 제1 접촉 면적에 기초하여 상기 제2 접촉 면적에 가해지는 상기 제2 접촉 힘을 구하는 단계를 더 포함할 수 있다.
대안으로, 상기 제2 접촉 힘을 연산하는 단계는, 상기 제1 접촉 힘, 상기 타겟 부위에 대한 국소 면적의 두께 변형량 및, 상기 젤 패드가 상기 환부에 접촉하는 전체 면적의 두께 변형량을 이용하여 상기 제2 접촉 힘을 연산하는 단계를 포함할 수 있다.
대안으로, 상기 제2 접촉 힘을 연산하는 단계는, 상기 초음파 프로브의 말단에 구비되어 환부에 접촉되는 젤 패드의 두께, 임의의 x좌표에 대응되는 상기 젤 패드의 두께를 고려하여, 하기 수학식 3에 기초하여 상기 제2 접촉 힘을 구하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 초음파 진단 시스템 및 그의 힘 측정 방법은, 초음파 촬영시 초음파 프로브가 환부를 누르는 전체적 힘을 알 수 있을 뿐만 아니라 환부 중 관찰하고자 하는 타겟 부위에 가하는 국소적인 힘을 알 수 있기 때문에 초음파 이미지를 통한 더욱 정밀한 판독이 가능해질 수 있다.
또한, 본 개시의 일 실시예에 따른 초음파 진단 시스템 및 그의 힘 측정 방법은, 초음파 프로브의 말단에 구비된 젤 패드가 환부의 표면 굴곡에 대응하여 변형되는 특성을 이용하여, 컴퓨팅 환경에서 에지 검출(edge detection) 알고리즘을 수행하여 초음파 이미지에서 젤 패드가 환부에 접촉하는 경계선을 추출함으로써 젤 패드가 환부에 접촉하는 접촉 면적을 알 수 있어 센서를 더 추가할 필요가 없고, 그로 인해 비용 추가가 발생하지 않는 장점이 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 초음파 진단 시스템의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 프로브 모듈의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 프로브 모듈에 가해지는 힘을 설명하기 위한 예시도이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 젤 패드의 구성을 설명하는 도면이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 초음파 프로브에 의해 획득된 초음파 이미지를 설명하기 위한 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 진단 시스템의 힘 측정 방법을 설명하는 순서도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 프로브 모듈의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 프로브 모듈에 가해지는 힘을 설명하기 위한 예시도이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 젤 패드의 구성을 설명하는 도면이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 초음파 프로브에 의해 획득된 초음파 이미지를 설명하기 위한 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 진단 시스템의 힘 측정 방법을 설명하는 순서도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자(이하, 당업자)가 용이하게 실시할 수 있도록 본 개시의 실시예가 상세히 설명된다. 본 개시에서 제시된 실시예들은 당업자가 본 개시의 내용을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 따라서, 본 개시의 실시예들에 대한 다양한 변형들은 당업자에게 명백할 것이다. 즉, 본 개시는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 이하의 실시예에 한정되지 않는다.
본 개시의 명세서 전체에 걸쳐 동일하거나 유사한 도면 부호는 동일하거나 유사한 구성요소를 지칭한다. 또한, 본 개시를 명확하게 설명하기 위해서, 도면에서 본 개시에 대한 설명과 관계없는 부분의 도면 부호는 생략될 수 있다.
본 개시에서 사용되는 "또는" 이라는 용어는 배타적 "또는" 이 아니라 내포적 "또는" 을 의미하는 것으로 의도된다. 즉, 본 개시에서 달리 특정되지 않거나 문맥상 그 의미가 명확하지 않은 경우, "X는 A 또는 B를 이용한다"는 자연적인 내포적 치환 중 하나를 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 본 개시에서 달리 특정되지 않거나 문맥상 그 의미가 명확하지 않은 경우, "X는 A 또는 B를 이용한다" 는 X가 A를 이용하거나, X가 B를 이용하거나, 혹은 X가 A 및 B 모두를 이용하는 경우 중 어느 하나로 해석될 수 있다.
본 개시에서 사용되는 "A 또는 B 중 적어도 하나" 라는 용어는 A, B, 그리고 A와 B의 조합을 모두 칭하는 것으로 해석되어야 한다.
본 개시에서 사용되는 "및/또는" 이라는 용어는 열거된 관련 개념들 중 하나 이상의 개념의 가능한 모든 조합을 지칭하고 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 개시에서 사용되는 "포함한다" 및/또는 "포함하는" 이라는 용어는, 특정 특징 및/또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 다만, "포함한다" 및/또는 "포함하는" 이라는 용어는, 하나 이상의 다른 특징, 다른 구성요소 및/또는 이들에 대한 조합의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 개시에서 달리 특정되지 않거나 단수 형태를 지시하는 것으로 문맥상 명확하지 않은 경우에, 단수는 일반적으로 "하나 또는 그 이상" 을 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
본 개시에서 사용되는 "제 N(N은 자연수)" 이라는 용어는 본 개시의 구성요소들을 기능적 관점, 구조적 관점, 혹은 설명의 편의 등 소정의 기준에 따라 상호 구별하기 위해 사용되는 표현으로 이해될 수 있다. 예를 들어, 본 개시에서 서로 다른 기능적 역할을 수행하는 구성요소들은 제 1 구성요소 혹은 제 2 구성요소로 구별될 수 있다. 다만, 본 개시의 기술적 사상 내에서 실질적으로 동일하나 설명의 편의를 위해 구분되어야 하는 구성요소들도 제 1 구성요소 혹은 제 2 구성요소로 구별될 수도 있다.
한편, 본 개시에서 사용되는 용어 "모듈(module)", 또는 "부(unit)" 는 컴퓨터 관련 엔티티(entity), 펌웨어(firmware), 소프트웨어(software) 혹은 그 일부, 하드웨어(hardware) 혹은 그 일부, 소프트웨어와 하드웨어의 조합 등과 같은 자원을 처리하는 독립적인 기능 단위를 지칭하는 용어로 이해될 수 있다. 이때, "모듈" 또는 "부"는 단일 요소로 구성된 단위일 수도 있고, 복수의 요소들의 조합 혹은 집합으로 표현되는 단위일 수도 있다. 예를 들어, 협의의 개념으로서 "모듈" 또는 "부"는 장치의 하드웨어 요소 또는 그 집합, 소프트웨어의 특정 기능을 수행하는 응용 프로그램, 소프트웨어 실행을 통해 구현되는 처리 과정(procedure), 또는 프로그램 실행을 위한 명령어 집합 등을 지칭할 수 있다. 또한, 광의의 개념으로서 "모듈" 또는 "부"는 장치 그 자체, 또는 장치에서 실행되는 프로그램 그 자체 등을 지칭할 수 있다. 다만, 상술한 개념은 하나의 예시일 뿐이므로, "모듈" 또는 "부"의 개념은 본 개시의 내용을 기초로 당업자가 이해 가능한 범주에서 다양하게 정의될 수 있다.
본 개시에서 사용되는 "연결" 이라는 용어는, 구성들이 "직접적으로 연결" 되어 있는 경우 뿐만 아니라, 그 중간에 다른 구성요소가 "존재" 하는 경우와, 그 중간에 다른 구성을 사이에 두고 "전기적으로 연결" 되어 있는 경우도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
전술한 용어의 설명은 본 개시의 이해를 돕기 위한 것이다. 따라서, 전술한 용어를 본 개시의 내용을 한정하는 사항으로 명시적으로 기재하지 않은 경우, 본 개시의 내용을 기술적 사상을 한정하는 의미로 사용하는 것이 아님을 주의해야 한다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 초음파 진단 시스템의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 초음파 진단 시스템(100)은 프로브 모듈(110), 시술부(120) 및 제어부(130)를 포함하지만 이에 한정되지는 않는다.
프로브 모듈(110)은, 힘 센서(111), 자세 측정 센서(112), 인터페이스부(113) 및 초음파 프로브(200)를 포함한다. 이때, 프로브 모듈(110)은 거리 센서와 적어도 하나 이상의 적외선 카메라를 포함할 수 있고, 자동 채혈시 초음파 프로브(200)와 시술부(120)의 이동을 제어할 수 있도록 위치 또는 좌표 정보를 제공할 수 있다.
힘 센서(111)는 초음파 프로브(200)가 환부에 가하는 힘을 측정하여 힘 데이터를 제공하고, 자세 측정 센서(112)는 초음파 프로브(200)의 높이 방향과 연직 방향이 이루는 각도를 측정하여 각도 데이터를 제공한다. 자세 측정 센서(112)는 AHRS(Attitude Heading Reference System) 센서로서, 가속도 센서, 자이로 센서, 지자기 센서가 1개의 센서에 모두 포함되어 있고, 3차원 공간에서 센서의 가속도, 각속도, 지자기를 측정하여 벡터 형태의 자료로 센서 값을 제공할 수 있다. 또한 AHRS 센서는I2C통신 프로토콜을 통해서 통신할 수 있고, 내부에 전원 레귤레이터를 포함하고 있어 저전력(3.3V ~ 5V)을 사용할 수 있다.
인터페이스부(113)는 초음파 프로브(200)와 제어부(130) 간의 인터페이스 기능을 수행하며, 제어부(130)와 전기적 신호를 송수신할 수 있고, 초음파 프로브(200)의 각 구성을 제어하기 위한 제어 신호를 수신할 수도 있다. 예를 들어, 인터페이스부(113)는 커넥터(connector)일 수 있다. 초음파 프로브(200)가 유선 연결 방식을 통해 제어부(130)와 연결되는 경우, 초음파 프로브(200)의 인터페이스부(113)는 케이블을 통해 제어부(130)와 연결될 수 있다.
초음파 프로브(200)는 환부에 초음파를 송신하고, 환부로부터 초음파 에코 신호를 수신하여 전기적 신호로 변환한 초음파 신호를 제어부(130)로 전송한다.
초음파 진단 시스템(100)은 바늘 장착부(미도시) 및 바늘(미도시)을 포함하는 시술부(120)를 이용하여 채혈 등의 시술이 가능해질 수 있다.
제어부(130)는 입출력부, 프로세서(processor), 메모리(memory), 디스플레이부 및 네트워크부(network unit)를 포함할 수 있다. 이러한 제어부(130)는 컴퓨팅 환경을 구현하기 위한 다른 구성들을 포함할 수 있다. 또한, 상기 개시된 구성들 중 일부만이 제어부(130)에 포함될 수도 있다.
이러한 제어부(130)는 초음파 진단 시스템(100)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 제어부(130)는 입출력부를 통해 입력되는 사용자 명령에 기초하여 제어 명령을 생성하여 초음파 진단 시스템(100)의 구성 요소에 대한 제어를 수행할 수 있다. 또는 제어부(130)는 초음파 프로브(200)로부터 수신된 초음파 신호에 기초하여 환부에 대한 초음파 이미지를 생성하여 디스플레이부에 표시할 수 있다. 제어부(130)는 초음파 프로브(200)와 유선 또는 무선으로 연결될 수 있다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 프로브 모듈의 구성을 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 프로브 모듈에 가해지는 힘을 설명하기 위한 예시도이다.
도 2를 참조하면, 프로브 모듈(110)은 초음파 프로브(200)의 말단에 환부에 접촉하는 젤 패드(210)를 포함하고, 상단 일측면에 설치되는 인터페이스부(113)를 포함할 수 있다.
프로브 모듈(110)은 젤 패드(210)와 인터페이스부(113) 사이에 연결부(220)를 포함하고, 연결부(220)의 일측면에 힘 센서(111)가 내장되고, 타측면에 자세 측정 센서(112)가 설치될 수 있다. 연결부(220)의 내부에는 힘 센서(111) 및 자세 측정 센서(112)와 전기적으로 연결되어 힘 센서(111) 및 자세 측정 센서(112)에서 측정된 데이터를 전달할 수 있는 연결 배선을 포함할 수 있다. 이러한 연결부(220)는 중심부가 통공된 프레임 형태로 형성되어 초음파 프로브(200)의 하단 외주면에 끼워질 수 있다.
연결부(220)는 초음파 프로브(200)의 핸드 그립 부분에 배치되고, 내부에 연결 배선을 형성할 수 있어 각 센서들을 연결하기 위한 배선 설계나 배치가 용이할 뿐만 아니라, 초음파 프로브(200) 또는 젤 패드(210)의 소독이 용이해질 수 있다.
이때, 힘 센서(111)와 자세 측정 센서(112)는 연결부(220)와 대향되는 방향에 각각 위치되도록 설치된다. 예를 들어, 시술자가 초음파 프로브(200)를 환부에 접촉하여 움직일 경우에, 도 3에 도시된 바와 같이, 자세 측정 센서(112)가 환부를 기준으로 연결부(220)의 상면에 위치되도록 하면, 힘 센서(111)는 연결부(220)의 하면에 위치될 수 있다.
한편, 일반적으로 압력은 단위 면적당 가해지는 힘을 의미한다. 즉 단위 면적을 알고 있다면, 압력을 통해 힘을 구할 수 있고 힘을 통해 압력을 구할 수 있다. 따라서 본 명세서에서 초음파 프로브(200)와 환부 사이의 힘은 접촉 힘 또는 접촉 압력을 의미하는 것일 수 있다. 구체적으로, 제1 접촉 면적에 대한 제1 접촉 힘은 초음파 프로브(200)가 환부에 가하는 광역적 힘 데이터가 될 수 있고, 제2 접촉 면적을 이용하여 산출하는 제2 접촉 힘은 초음파 프로브(200)가 타겟 부위에 가하는 국소적 힘 데이터가 될 수 있다.
힘 센서(111)에서 측정된 힘 데이터(Fsensor)는 하기 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.
[수학식 1]
Fprobe는 초음파 프로브(200)가 환부에 가하는 제1 접촉 힘이고, mprobe는 초음파 프로브(200)의 질량이며, θ는 자세 측정 센서(112)를 통해 획득된 초음파 프로브(200)의 높이 방향과 연직 방향이 이루는 각도 데이터, g는 중력 가속도를 각각 의미한다.
따라서, 제1 접촉 힘(Fprobe)은 초음파 프로브의 질량과 각도 데이터에 의해 결정된 값에 힘 데이터를 더하여 산출될 수 있다. 구체적으로 제1 접촉 힘(Fprobe)은 자세 측정 센서(112)를 이용하여 초음파 프로브(200)의 질량에 의해 환부가 눌리는 힘을 보상하여 하기 수학식 2와 같이 표현될 수 있다.
[수학식 2]
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 젤 패드의 구성을 설명하는 도면이며, 도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 초음파 프로브에 의해 획득된 초음파 이미지를 설명하기 위한 예시도이다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 초음파 촬영에 사용하는 젤 패드(210)는 실리콘 등의 탄성 부재로 이루어질 수 있다. 탄성 부재로 인해 젤 패드(210)가 굴곡진 환부의 표면에 접촉하면, 젤 패드(210)는 환부의 표면 굴곡에 대응되는 형상으로 변형된다. 따라서, 초음파 이미지에는 젤 패드(210)의 특성으로 인해 젤 패드(210)가 환부에 접촉하는 접촉 부분과 환부와 접촉하지 않은 부분이 반영되어 나타나게 된다.
젤 패드(210)가 환부와 접촉하면서 발생하는 변형 상태가 반영된 초음파 이미지를 살펴보면, 환부에 닿은 젤 패드(210) 부위 중 누르는 힘이 최대치인 부분은 변형이 많이 발생하고, 누르는 힘이 작아질수록 변형이 적게 발생됨을 알 수 있다.
이를 이용하여, 초음파 프로브(200)가 환부 중 관찰하고자 하는 타겟 부위에 가하는 제2 접촉 힘(Ftarget)을 계산할 수 있다.
제2 접촉 힘(Ftarget)은 제1 접촉 힘(Fprobe) 및 초음파 이미지에 기초하여 젤 패드(210)의 변형이 발생된 전체 면적 중에 국소 면적에 대한 변형률을 적분하여 타겟 부위에 가하는 힘을 구할 수 있다. 이때 국소 면적은 타겟 부위에 해당하는 면적을 의미할 수 있다. 즉 제2 접촉 힘은, 제1 접촉 힘, 타겟 부위에 대한 국소 면적의 두께 변형량 및 젤 패드가 상기 환부에 접촉하는 전체 면적의 두께 변형량을 이용하여 산출될 수 있다.
구체적으로, 제2 접촉 힘(Ftarget)은 하기 수학식 3에 기초하여 구할 수 있다. 하기 수학식 3은 젤 패드(210)가 훅의 법칙()을 만족한다는 가정에 따른 것이다. 훅의 법칙에서, E는 탄성 계수, σ 는 변형력/응력(Stress), ε는 변형률(Strain)을 각각 나타낸다. 한편, 젤 패드(210)가 훅의 법칙을 근사적으로 따르는 경우, 근사된 범위 내에서 수학식 3이 성립될 수 있다. 또한 젤 패드(210)의 물리적 특성, 젤 패드(210)의 주변의 환경에 따라 수학식 3이 유사 범위에서 변형되어 적용될 수 있을 것이다.
[수학식 3]
수학식 3에서, t는 젤 패드(210)의 두께, y는 해당 x좌표에서 젤 패드(210)의 두께, x0는 초음파 이미지에서 젤 패드(210)의 접촉 부분의 x좌표 시작점, x1는 초음파 이미지에서 타겟 부위의 x좌표 시작점, x2는 초음파 이미지에서 타겟 부위의 x 좌표 끝점, x3는 초음파 이미지에서 젤 패드(210)의 접촉 부분의 x좌표 끝점을 각각 의미한다.
제어부(130)는 에지 검출 알고리즘을 이용하여 젤 패드(210)의 접촉 부분의 시작점(x0)과 끝점(x3), 타겟 부위의 시작점(x1)과 끝점(x2)을 각각 추출할 수 있다. 제어부(130)는 x0와 x3를 이용하여 젤 패드(210)가 환부에 접촉하는 면적인 제1 접촉 면적을 산출하고, x1와 x2를 이용하여 제1 접촉 면적 중에서 젤 패드(210)가 타겟 부위에 접촉하는 제2 접촉 면적을 산출할 수 있다.
즉 본 발명을 통해서, 탄성 부재인 젤 패드(210)의 기계적인 특성을 고려하지 않고서 타겟 부위에 적용되는 제2 접촉 힘을 정확하게 파악할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 진단 시스템의 힘 측정 방법을 설명하는 순서도이다.
도 6을 참조하면, 초음파 진단 시스템의 힘 측정 방법은, 초음파 프로브(200)를 이용하여 초음파 촬영시, 힘 센서(111)는 초음파 프로브(200)가 환부에 가하는 힘을 측정하여 힘 데이터를 제어부(130)로 제공하고(S1), 자세 측정 센서(112)는 초음파 프로브(200)의 높이 방향과 연직 방향이 이루는 각도를 측정하여 각도 데이터를 제어부(130)로 제공한다(S2). 이때, 힘 센서가 측정한 힘 데이터는 환부와의 접촉 부분 또는 타겟 부위를 고려하지 않고 측정된 것일 수 있다.
제어부(130)는 초음파 프로브(200)를 통해 초음파 이미지를 생성하여 제공하는데(S3), 초음파 이미지에는 초음파 프로브(200)의 젤 패드(210)가 환부와 접촉하면서 환부의 표면 굴곡에 대응하여 형상이 변형되는 변형 상태가 반영된다. 한편 S1 단계, S2 단계 및 S3 단계는 병렬적으로 동시에 수행될 수 있다.
제어부(130)는 힘 데이터에서 초음파 프로브(200)의 질량에 의해 환부가 눌리는 힘이 보상되도록 한다. 이를 위해 제어부(130)는 힘 데이터, 각도 데이터, 초음파 프로브의 질량을 이용하여 중력이 보상되도록 하여 초음파 프로브(200)가 환부에 가하는 제1 접촉 힘을 산출한다(S4).
제어부(130)는 초음파 이미지에 반영된 젤 패드(210)의 변형 상태에 기초하여 초음파 프로브(200)의 젤 패드(210)가 환부에 접촉하는 제1 접촉 면적을 산출하고, 제1 접촉 면적 중 타겟 부위에 해당하는 제2 접촉 면적을 산출한다(S5, S6). 초음파 이미지로부터 제1 접촉 면적, 제2 접촉 면적을 산출하기 위해 제어부(130)는 영상 처리 알고리즘을 이용할 수 있다.
제어부(130)는 제1 접촉 힘, 제1 접촉 면적, 제2 접촉 면적을 이용하여 초음파 프로브(200)가 환부 중 관찰하고자 하는 타겟 부위에 가하는 제2 접촉 힘을 산출한다(S7).
S7 단계 이후, 제어부(130)는 초음파 이미지와 함께 초음파 프로브(200)가 환부에 가하는 제1 접촉 힘과 제2 접촉 힘을 출력할 수 있다. 따라서 초음파 프로브(200)가 환부에 가하는 광역적 힘뿐만 아니라, 타겟 부위에 가하는 국소적 힘을 알 수 있으므로, 초음파 이미지를 통한 매우 정밀한 판독이 가능해질 수 있도록 한다.
앞서 설명된 본 개시의 다양한 실시예는 추가 실시예와 결합될 수 있고, 상술한 상세한 설명에 비추어 당업자가 이해 가능한 범주에서 변경될 수 있다. 본 개시의 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적이 아닌 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다. 따라서, 본 개시의 특허청구범위의 의미, 범위 및 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 개시의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 초음파 진단 시스템
110 : 프로브 모듈
111 : 힘센서
112 : 자세 측정 센서
113 : 인터페이스부
120 : 시술부
130 : 제어부
200 : 초음파 프로브
210 : 젤 패드
220 : 연결부
110 : 프로브 모듈
111 : 힘센서
112 : 자세 측정 센서
113 : 인터페이스부
120 : 시술부
130 : 제어부
200 : 초음파 프로브
210 : 젤 패드
220 : 연결부
Claims (16)
- 프로브 모듈을 포함하는 초음파 진단 시스템에 있어서,
초음파 프로브가 환부에 가하는 힘을 측정한 힘 데이터를 제공하는 힘 센서;
상기 초음파 프로브의 높이 방향과 연직 방향이 이루는 각도를 측정한 각도 데이터를 제공하는 자세 측정 센서; 및
상기 초음파 프로브의 말단에 구비되어 환부와 접촉하는 젤 패드;
를 포함하는 프로브 모듈; 및
상기 프로브 모듈을 통해 획득된 환부에 대한 초음파 이미지, 상기 힘 데이터 및 상기 각도 데이터를 이용하여 상기 초음파 프로브가 환부에 가하는 제1 접촉 힘을 연산하고, 상기 제1 접촉 힘을 기초로 상기 초음파 프로브가 환부 중 관찰하고자 하는 타겟 부위에 가하는 제2 접촉 힘을 연산하는 제어부;
를 포함하는, 초음파 진단 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 젤 패드는,
환부의 표면 굴곡에 대응하여 형상이 변형되는 탄성 부재를 포함하는, 초음파 진단 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 제1 접촉 힘은,
상기 힘 데이터에 기초하여 상기 초음파 프로브의 질량에 의해 환부가 눌리는 힘을 보상하여 산출된 것인, 초음파 진단 시스템. - 제3항에 있어서,
상기 제1 접촉 힘은,
상기 초음파 프로브의 질량과 상기 각도 데이터에 의해 결정된 값에 상기 힘 데이터를 더하여 산출되는, 초음파 진단 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 초음파 이미지는,
상기 젤 패드가 환부와 접촉하면서 발생하는 변형 상태가 반영된 것이고,
상기 제어부는,
상기 초음파 이미지로부터 상기 젤 패드가 상기 환부에 접촉하는 시작점과 끝점을 추출하여 상기 젤 패드가 환부에 접촉하는 제1 접촉 면적을 산출하고, 상기 타겟 부위의 시작점과 끝점을 추출하여 상기 젤 패드가 상기 타겟 부위에 접촉하는 제2 접촉 면적을 산출하는, 초음파 진단 시스템. - 제5항에 있어서,
상기 제2 접촉 힘은,
상기 제1 접촉 힘과 상기 제1 접촉 면적에 기초하여 상기 제2 접촉 면적에 가해지는 힘으로써 산출된 것인, 초음파 진단 시스템. - 제6항에 있어서,
상기 제2 접촉 힘은,
상기 제1 접촉 힘, 상기 타겟 부위에 대한 국소 면적의 두께 변형량 및, 상기 젤 패드가 상기 환부에 접촉하는 전체 면적의 두께 변형량을 이용하여 산출되는, 초음파 진단 시스템. - 제7항에 있어서,
상기 제2 접촉 힘은,
상기 젤 패드의 두께, 임의의 x좌표에 대응되는 상기 젤 패드의 두께를 고려하여 하기 수학식 1에 기초하여 산출되는, 초음파 진단 시스템.
[수학식 1]
Ftarget: 상기 제2 접촉 힘
t: 상기 젤 패드의 두께
y: 임의의 x좌표에 대응되는 상기 젤 패드의 두께
x0, x3: 상기 젤 패드가 상기 환부에 접촉하는 시작점과 끝점
x1, x2: 상기 타겟 부위의 시작점과 끝점 - 초음파 프로브를 포함하는 초음파 진단 시스템에 의해 수행되는 힘 측정 방법에 있어서,
초음파 프로브를 통해 환부에 대한 초음파 이미지를 획득함에 따라, 상기 초음파 프로브가 환부에 가하는 힘 데이터 및 상기 초음파 프로브의 높이 방향과 연직 방향이 이루는 각도 데이터를 측정하는 단계; 및
상기 초음파 이미지, 상기 힘 데이터 및 각도 데이터를 이용하여 상기 초음파 프로브가 환부에 가하는 제1 접촉 힘과 상기 초음파 프로브가 환부 중 관찰하고자 하는 타겟 부위에 가하는 제2 접촉 힘을 연산하는 단계;
를 포함하는, 초음파 진단 시스템의 힘 측정 방법. - 제9항에 있어서,
상기 제1 접촉 힘을 연산하는 단계는,
상기 힘 데이터에 기초하여 상기 초음파 프로브의 질량에 의해 환부가 눌리는 힘을 보상하여 상기 제1 접촉 힘을 연산하는 단계;
를 더 포함하는, 초음파 진단 시스템의 힘 측정 방법. - 제9항에 있어서,
상기 제1 접촉 힘을 연산하는 단계는,
상기 초음파 프로브의 힘 센서에서 측정된 힘 데이터, 상기 초음파 프로브의 자세 측정 센서에서 측정된 각도 데이터, 상기 초음파 프로브의 질량 및 중력 가속도를 이용하여 상기 제1 접촉 힘을 산출하는 단계;
를 더 포함하는, 초음파 진단 시스템의 힘 측정 방법. - 제11항에 있어서,
상기 제1 접촉 힘을 산출하는 단계는,
상기 힘 데이터에 상기 초음파 프로브의 질량과 상기 각도 데이터에 의해 결정된 값을 보상하여 산출하는 단계;
를 포함하는, 초음파 진단 시스템의 힘 측정 방법. - 제9항에 있어서,
상기 제2 접촉 힘을 연산하는 단계는,
상기 초음파 프로브 말단에 구비된 젤 패드가 상기 환부와 접촉하면서 발생하는 변형 상태가 반영된 상기 초음파 이미지로부터 상기 젤 패드가 환부에 접촉하는 시작점과 끝점을 추출하여 상기 젤 패드가 환부에 접촉하는 제1 접촉 면적을 산출하는 단계; 및
상기 초음파 이미지로부터 상기 타겟 부위의 시작점과 끝점을 추출하여 상기 젤 패드가 타겟 부위에 접촉하는 제2 접촉 면적을 산출하는 단계;
를 더 포함하는, 초음파 진단 시스템의 힘 측정 방법. - 제13항에 있어서,
상기 제2 접촉 힘을 연산하는 단계는,
상기 제1 접촉 힘과 상기 제1 접촉 면적에 기초하여 상기 제2 접촉 면적에 가해지는 상기 제2 접촉 힘을 구하는 단계;
를 더 포함하는, 초음파 진단 시스템의 힘 측정 방법. - 제14항에 있어서,
상기 제2 접촉 힘을 연산하는 단계는,
상기 제1 접촉 힘, 상기 타겟 부위에 대한 국소 면적의 두께 변형량 및, 상기 젤 패드가 상기 환부에 접촉하는 전체 면적의 두께 변형량을 이용하여 상기 제2 접촉 힘을 연산하는 단계;
를 포함하는, 초음파 진단 시스템의 힘 측정 방법. - 제15항에 있어서,
상기 제2 접촉 힘을 연산하는 단계는,
상기 초음파 프로브의 말단에 구비되어 환부에 접촉되는 상기 젤 패드의 두께, 임의의 x좌표에 대응되는 상기 젤 패드의 두께를 고려하여, 하기 수학식 1에 기초하여 상기 제2 접촉 힘을 구하는 단계;
를 더 포함하는, 초음파 진단 시스템의 힘 측정 방법.
[수학식 1]
Ftarget: 상기 제2 접촉 힘
t: 상기 젤 패드의 두께
y: 임의의 x좌표에 대응되는 상기 젤 패드의 두께
x0, x3: 상기 젤 패드가 상기 환부에 접촉하는 시작점과 끝점
x1, x2: 상기 타겟 부위의 시작점과 끝점
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|---|---|---|---|
| KR1020220169967A KR102577601B1 (ko) | 2022-12-07 | 2022-12-07 | 초음파 진단 시스템 및 그의 힘 측정 방법 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR200497686Y1 (ko) * | 2023-10-13 | 2024-01-25 | 주식회사 한소노 | 초음파 장치 |
| WO2024122906A1 (ko) * | 2022-12-07 | 2024-06-13 | 주식회사 에어스 메디컬 | 초음파 진단 시스템 및 그의 힘 측정 방법 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006238913A (ja) * | 2005-02-28 | 2006-09-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超音波診断装置および超音波診断装置用探触子 |
| JP2009254779A (ja) * | 2008-03-26 | 2009-11-05 | Nidek Co Ltd | 眼科用超音波診断装置 |
| JP2010233609A (ja) * | 2009-03-30 | 2010-10-21 | Fujifilm Corp | 超音波診断装置及び接触状態判断方法 |
| JP2012135679A (ja) * | 2004-06-09 | 2012-07-19 | Hitachi Medical Corp | 超音波診断装置の作動方法及び超音波診断装置 |
| KR20130089037A (ko) * | 2012-02-01 | 2013-08-09 | 삼성메디슨 주식회사 | 바늘 가이드 장치를 제어하는 방법 및 그를 위한 초음파 진단 장치 |
| KR20140140331A (ko) | 2013-05-29 | 2014-12-09 | 삼성메디슨 주식회사 | 생체에 가해지는 압력을 검출하는 초음파 시스템 및 방법 |
| JP2017109100A (ja) * | 2015-12-18 | 2017-06-22 | バイオセンス・ウエブスター・(イスラエル)・リミテッドBiosense Webster (Israel), Ltd. | 超音波ビームの角度を与える力センサの使用 |
| JP2021525142A (ja) * | 2018-05-28 | 2021-09-24 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェＫｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ． | 超音波プローブ位置決めシステム |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102577601B1 (ko) * | 2022-12-07 | 2023-09-12 | 주식회사 에어스메디컬 | 초음파 진단 시스템 및 그의 힘 측정 방법 |
-
2022
- 2022-12-07 KR KR1020220169967A patent/KR102577601B1/ko active IP Right Grant
-
2023
- 2023-11-10 WO PCT/KR2023/018088 patent/WO2024122906A1/ko unknown
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012135679A (ja) * | 2004-06-09 | 2012-07-19 | Hitachi Medical Corp | 超音波診断装置の作動方法及び超音波診断装置 |
| JP2006238913A (ja) * | 2005-02-28 | 2006-09-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超音波診断装置および超音波診断装置用探触子 |
| JP2009254779A (ja) * | 2008-03-26 | 2009-11-05 | Nidek Co Ltd | 眼科用超音波診断装置 |
| JP2010233609A (ja) * | 2009-03-30 | 2010-10-21 | Fujifilm Corp | 超音波診断装置及び接触状態判断方法 |
| KR20130089037A (ko) * | 2012-02-01 | 2013-08-09 | 삼성메디슨 주식회사 | 바늘 가이드 장치를 제어하는 방법 및 그를 위한 초음파 진단 장치 |
| KR20140140331A (ko) | 2013-05-29 | 2014-12-09 | 삼성메디슨 주식회사 | 생체에 가해지는 압력을 검출하는 초음파 시스템 및 방법 |
| JP2017109100A (ja) * | 2015-12-18 | 2017-06-22 | バイオセンス・ウエブスター・(イスラエル)・リミテッドBiosense Webster (Israel), Ltd. | 超音波ビームの角度を与える力センサの使用 |
| JP2021525142A (ja) * | 2018-05-28 | 2021-09-24 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェＫｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ． | 超音波プローブ位置決めシステム |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024122906A1 (ko) * | 2022-12-07 | 2024-06-13 | 주식회사 에어스 메디컬 | 초음파 진단 시스템 및 그의 힘 측정 방법 |
| KR200497686Y1 (ko) * | 2023-10-13 | 2024-01-25 | 주식회사 한소노 | 초음파 장치 |
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