KR102605151B1 - 빔포밍을 수행하는 방법 및 빔포머. - Google Patents

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Abstract

일 측면에 따른 프로브는, 대상체로부터 반사된 에코 신호에 대응하는 전하들을 저장하고, 상기 저장된 전하들을 출력하는 메모리; 상기 출력된 전하들의 양에 대응하는 전하들을 생성하는 충전기; 및 상기 전하들이 상기 메모리에 저장되는 제 1 속도 및 상기 전하들이 상기 메모리로부터 출력되는 제 2 속도 중 적어도 하나를 제어하는 제어부;를 포함한다.

Description

빔포밍을 수행하는 방법 및 빔포머.{Method and beamformer for performing beamforming process}
빔포밍을 수행하는 방법 및 빔포머에 관한다.
초음파 진단 장치는 프로브(probe)의 트랜스듀서(transducer)로부터 생성되는 초음파 신호를 대상체로 조사하고, 대상체로부터 반사된 에코 신호의 정보를 수신하여 대상체 또는 대상체 내부의 부위(예를 들면, 연조직 또는 혈류)에 대한 적어도 하나의 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 안정성이 높고, 실시간으로 영상의 디스플레이가 가능하며, 방사능 피폭이 없어 안전하다는 장점이 있다. 따라서, 초음파 진단 장치는, 컴퓨터 단층 촬영(computed tomography, CT) 장치, 자기 공명 영상(magnetic resonance imaging, MRI) 장치 등을 포함하는 다른 영상 진단 장치와 함께 널리 이용된다.
빔포밍을 수행하는 방법 및 빔포머를 개시한다. 또한, 상기 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는 데 있다. 해결하려는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
일 측면에 따른 프로브는, 대상체로부터 반사된 에코 신호에 대응하는 전하들을 저장하고, 상기 저장된 전하들을 출력하는 메모리; 상기 출력된 전하들의 양에 대응하는 전하들을 생성하는 충전기; 및 상기 전하들이 상기 메모리에 저장되는 제 1 속도 및 상기 전하들이 상기 메모리로부터 출력되는 제 2 속도 중 적어도 하나를 제어하는 제어부;를 포함한다.
다른 측면에 따른 빔포밍을 수행하는 방법은, 대상체로부터 반사된 에코 신호에 대응하는 전하들을 수신하고, 상기 수신된 전하들을 저장하는 단계; 기 설정된 속도에 따라 상기 저장된 전하들을 출력하는 단계; 및 상기 출력된 전하들의 양에 대응하는 전하들을 생성하고, 상기 생성된 전하들을 저장하는 단계;를 포함한다.
또 다른 측면에 따른 프로브는, 2차원 트랜스듀서 어레이; 및 상기 어레이에 포함된 트랜스듀서들 각각에 연결된 빔포머들;을 포함하고, 상기 빔포머는, 상기 트랜스듀서에 의하여 수신된 에코 신호에 대응하는 전하들이 저장되고, 상기 저장된 전하들이 출력되는 메모리; 상기 출력된 전하들의 양에 대응하는 전하들을 생성하는 충전기; 및 상기 전하들이 상기 메모리에 저장되는 제 1 속도 및 상기 전하들이 상기 메모리로부터 출력되는 제 2 속도 중 적어도 하나를 제어하는 제어부;를 포함한다.
도 1a 내지 도 1b는 일 실시예에 따른 초음파 진단 시스템의 예들을 도시한 도면들이다.
도 2는 일 실시예에 따른 초음파 진단 시스템의 일 예를 도시한 구성도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 무선 프로브의 일 예를 도시한 구성도이다.
도 4a 내지 4b는 일 실시예에 따른 1차원 프로브 및 2차원 프로브의 일 예를 나타낸 도면들이다.
도 5는 일 실시예에 따른 프로브의 일 예를 도시한 구성도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 그룹 및 채널의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 빔포머의 일 예를 도시한 구성도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 빔포머가 채널과 연결된 일 예를 도시한 구성도이다.
도 9는 일 실시예에 따른 서브 모듈의 일 예를 도시한 구성도이다.
도 10a 내지 도 10b는 일 실시예에 따른 제어부가 주사선의 수에 따라 메모리로부터 전하들이 입/출력되는 속도를 제어하는 일 예를 설명하기 위한 도면들이다.
도 11은 일 실시예에 따른 빔포밍이 수행되는 방법의 일 예를 설명하기 위한 흐름도이다.
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, 명세서에 기재된 “…부”, “…모듈” 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
명세서 전체에서 "초음파 영상"이란 초음파를 이용하여 획득된 대상체(object)에 대한 영상 또는 대상체에 포함된 관심 영역을 나타내는 영상을 의미한다. 여기에서, 관심 영역은 대상체 내에서 사용자가 주의를 기울여 관찰하고자 하는 영역으로서, 예를 들어 병변(lesion)이 해당될 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, 및 혈관 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 대상체는 팬텀(phantom)일 수도 있으며, 팬텀은 생물의 밀도와 실효 원자 번호에 아주 근사하고 생물의 부피와 아주 근사한 물질을 의미할 수 있다. 예를 들어, 팬텀은, 인체와 유사한 특성을 갖는 구형 팬텀일 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.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예 들을 상세히 설명한다.
도 1a 내지 도 1b는 일 실시예에 따른 초음파 진단 시스템의 예들을 도시한 도면들이다.
도 1a를 참조하면, 초음파 진단 시스템(1000)은 프로브(20)와 초음파 이미징 장치(100)가 유선으로 연결될 수 있다. 다시 말해, 초음파 송수신을 담당하는 프로브(20)가 케이블(110)을 통해 초음파 진단 시스템(1000)의 본체, 즉 초음파 이미징 장치(100)와 연결될 수 있다.
도 1b를 참조하면, 초음파 진단 시스템(1001)은 프로브(20)와 초음파 이미징 장치(100)가 무선으로 연결될 수 있다. 다시 말해, 프로브(20)는 초음파 이미징 장치(100)와 동일한 무선 네트워크를 통해 연결될 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 초음파 진단 시스템의 일 예를 도시한 구성도이다.
도 2를 참조하면, 초음파 진단 시스템(1002)은 프로브(20) 및 초음파 이미징 장치(100)를 포함할 수 있다. 여기에서, 초음파 이미징 장치(100)는 초음파 송수신부(1100), 영상 처리부(1200), 통신부(1300), 디스플레이부(1400), 메모리(1500), 입력부(1600) 및 제어부(1700)를 포함할 수 있으며, 상술한 여러 구성들은 버스(1800)를 통해 서로 연결될 수 있다.
예를 들어, 초음파 진단 시스템(1002)은 카트형뿐만 아니라 휴대형으로도 구현될 수 있다. 휴대형 초음파 진단 장치의 예로는 팩스 뷰어(PACS, Picture Archiving and Communication System viewer), 스마트 폰(smartphone), 랩탑 컴퓨터, PDA, 태블릿 PC 등이 있을 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
프로브(20)는, 초음파 송수신부(1100)로부터 인가된 구동 신호(driving signal)에 따라 대상체(10)(또는, 대상체(10) 내의 관심 영역)로 초음파 신호를 송출하고, 대상체(10)(또는, 대상체(10) 내의 관심 영역)로부터 반사된 에코 신호를 수신한다. 프로브(20)는 복수의 트랜스듀서를 포함하며, 복수의 트랜스듀서는 전달되는 전기적 신호에 따라 진동하며 음향 에너지인 초음파를 발생시킨다. 또한, 프로브(20)는 초음파 진단 시스템(1002)의 본체와 유선 또는 무선으로 연결될 수 있으며, 초음파 진단 시스템(1002)은 구현 형태에 따라 복수 개의 프로브(20)들을 구비할 수 있다.
송신부(1110)는 프로브(20)에 구동 신호를 공급하며, 펄스 생성부(1112), 송신 지연부(1114), 및 펄서(1116)를 포함한다. 펄스 생성부(1112)는 소정의 펄스 반복 주파수(PRF, Pulse Repetition Frequency)에 따른 송신 초음파를 형성하기 위한 펄스(pulse)를 생성하며, 송신 지연부(1114)는 송신 지향성(transmission directionality)을 결정하기 위한 지연 시간(delay time)을 펄스에 적용한다. 지연 시간이 적용된 각각의 펄스는, 프로브(20)에 포함된 복수의 압전 진동자(piezoelectric vibrators)에 각각 대응된다. 펄서(1116)는, 지연 시간이 적용된 각각의 펄스에 대응하는 타이밍(timing)으로, 프로브(20)에 구동 신호(또는, 구동 펄스(driving pulse))를 인가한다.
수신부(1120)는 프로브(20)로부터 수신되는 에코 신호를 처리하여 초음파 데이터를 생성하며, 증폭기(1122), ADC(아날로그 디지털 컨버터, Analog Digital converter)(1124), 수신 지연부(1126), 및 합산부(1128)를 포함할 수 있다. 증폭기(1122)는 에코 신호를 각 채널(channel) 마다 증폭하며, ADC(1124)는 증폭된 에코 신호를 아날로그-디지털 변환한다. 수신 지연부(1126)는 수신 지향성(reception directionality)을 결정하기 위한 지연 시간을 디지털 변환된 에코 신호에 적용하고, 합산부(1128)는 수신 지연부(1166)에 의해 처리된 에코 신호를 합산함으로써 초음파 데이터를 생성한다. 한편, 수신부(1120)는 그 구현 형태에 따라 증폭기(1122)를 포함하지 않을 수도 있다. 즉, 프로브(20)의 감도가 향상되거나 ADC(1124)의 처리 비트(bit) 수가 향상되는 경우, 증폭기(1122)는 생략될 수도 있다.
영상 처리부(1200)는 초음파 송수신부(1100)에서 생성된 초음파 데이터에 대한 주사 변환(scan conversion) 과정을 통해 초음파 영상을 생성한다. 한편, 초음파 영상은 A 모드(amplitude mode), B 모드(brightness mode) 및 M 모드(motion mode)에서 대상체를 스캔하여 획득된 그레이 스케일(gray scale)의 영상뿐만 아니라, 도플러 효과(doppler effect)를 이용하여 움직이는 대상체를 표현하는 도플러 영상일 수도 있다. 도플러 영상은, 혈액의 흐름을 나타내는 혈류 도플러 영상 (또는, 컬러 도플러 영상으로도 불림), 조직의 움직임을 나타내는 티슈 도플러 영상, 또는 대상체의 이동 속도를 파형으로 표시하는 스펙트럴 도플러 영상일 수 있다.
B 모드 처리부(1212)는, 초음파 데이터로부터 B 모드 성분을 추출하여 처리한다. 영상 생성부(1220)는, B 모드 처리부(1212)에 의해 추출된 B 모드 성분에 기초하여 신호의 강도가 휘도(brightness)로 표현되는 초음파 영상을 생성할 수 있다.
마찬가지로, 도플러 처리부(1214)는, 초음파 데이터로부터 도플러 성분을 추출하고, 영상 생성부(1220)는 추출된 도플러 성분에 기초하여 대상체의 움직임을 컬러 또는 파형으로 표현하는 도플러 영상을 생성할 수 있다.
일 실시 예에 의한 영상 생성부(1220)는, 볼륨 데이터에 대한 볼륨 렌더링 과정을 거쳐 3차원 초음파 영상을 생성할 수 있으며, 압력에 따른 대상체(10)의 변형 정도를 영상화한 탄성 영상을 생성할 수도 있다. 나아가, 영상 생성부(1220)는 초음파 영상 상에 여러 가지 부가 정보를 텍스트, 그래픽으로 표현할 수도 있다. 한편, 생성된 초음파 영상은 메모리(1500)에 저장될 수 있다.
디스플레이부(1400)는 생성된 초음파 영상을 디스플레이한다. 디스플레이부(1400)는, 초음파 영상뿐 아니라 초음파 이미징 장치(1002)에서 처리되는 다양한 정보를 GUI(Graphical User Interface)를 통해 화면 상에 표시 출력할 수 있다. 한편, 초음파 진단 장치(1000)는 구현 형태에 따라 둘 이상의 디스플레이부(1400)를 포함할 수 있다.
또한, 디스플레이부(1400)는 대상체(10)에 대응하는 모델을 디스플레이할 수 있고, 영상 처리부(1200)가 사용자 입력에 기초하여 생성한 관심 영역을 나타내는 영상을 디스플레이할 수 있다.
통신부(1300)는, 유선 또는 무선으로 네트워크(30)와 연결되어 외부 디바이스나 서버와 통신한다. 또한, 프로브(20)가 무선 네트워크를 통해 초음파 이미징 장치(1002)와 연결되는 경우, 통신부(1300)는 프로브(20)와 통신할 수 있다.
통신부(1300)는 의료 영상 정보 시스템(PACS)을 통해 연결된 병원 서버나 병원 내의 다른 의료 장치와 데이터를 주고 받을 수 있다. 또한, 통신부(1300)는 의료용 디지털 영상 및 통신(DICOM, Digital Imaging and Communications in Medicine) 표준에 따라 데이터 통신할 수 있다.
통신부(1300)는 네트워크(30)를 통해 대상체(10)의 초음파 영상, 초음파 데이터, 도플러 데이터 등 대상체의 진단과 관련된 데이터를 송수신할 수 있으며, CT 장치, MRI 장치, X-ray 장치 등 다른 의료 장치에서 촬영한 의료 영상 또한 송수신할 수 있다. 나아가, 통신부(1300)는 서버로부터 환자의 진단 이력이나 치료 일정 등에 관한 정보를 수신하여 대상체(10)의 진단에 활용할 수도 있다. 나아가, 통신부(1300)는 병원 내의 서버나 의료 장치뿐만 아니라, 의사나 환자의 휴대용 단말과 데이터 통신을 수행할 수도 있다.
통신부(1300)는 유선 또는 무선으로 네트워크(30)와 연결되어 서버(32), 의료 장치(34), 또는 휴대용 단말(36)과 데이터를 주고 받을 수 있다. 통신부(1300)는 외부 디바이스와 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 구성 요소를 포함할 수 있으며, 예를 들어 근거리 통신 모듈(1310), 유선 통신 모듈(1320), 및 이동 통신 모듈(1330)을 포함할 수 있다.
근거리 통신 모듈(1310)은 소정 거리 이내의 근거리 통신을 위한 모듈을 의미한다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 근거리 통신 기술에는 무선 랜(Wireless LAN), 와이파이(Wi-Fi), 블루투스, 지그비(ZigBee), WFD(Wi-Fi Direct), UWB(ultra wideband), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), BLE (Bluetooth Low Energy), NFC(Near Field Communication) 등이 있을 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
유선 통신 모듈(1320)은 전기적 신호 또는 광 신호를 이용한 통신을 위한 모듈을 의미하며, 일 실시 예에 의한 유선 통신 기술에는 트위스티드 페어 케이블(twisted pair cable), 동축 케이블, 광섬유 케이블, 이더넷(ethernet) 케이블 등이 있을 수 있다.
이동 통신 모듈(1330)은, 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신한다. 여기에서, 무선 신호는, 음성 호 신호, 화상 통화 호 신호 또는 문자/멀티미디어 메시지 송수신에 따른 다양한 형태의 데이터일 수 있다.
메모리(1500)는 초음파 진단 장치(1000)에서 처리되는 여러 가지 정보를 저장한다. 예를 들어, 메모리(1500)는 입/출력되는 초음파 데이터, 초음파 영상 등 대상체(10)의 진단에 관련된 의료 데이터를 저장할 수 있고, 초음파 이미징 장치(1002) 내에서 수행되는 알고리즘이나 프로그램을 저장할 수도 있다.
메모리(1500)는 플래시 메모리, 하드디스크, EEPROM 등 여러 가지 종류의 저장매체로 구현될 수 있다. 또한, 초음파 이미징 장치(1002)는 웹 상에서 메모리(1500)의 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage) 또는 클라우드 서버를 운영할 수도 있다.
입력부(1600)는, 사용자로부터 초음파 이미징 장치(1002)를 제어하기 위한 데이터를 입력 받는 수단을 의미한다. 입력부(1600)의 예로는 키보드, 마우스, 터치 패드, 터치 스크린, 트랙볼, 조그 스위치 등 하드웨어 구성 및 이를 동작시키는 소프트웨어 모듈을 포함할 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며, 입력부(1600)는 심전도 측정 모듈, 호흡 측정 모듈, 음성 인식 센서, 제스쳐 인식 센서, 지문 인식 센서, 홍채 인식 센서, 깊이 센서, 거리 센서 등 다양한 입력 수단을 더 포함할 수 있다.
또한, 입력부(1600)는 대상체(10)에 포함된 관심 영역을 선택하는 사용자 입력을 수신할 수 있다. 이때, 사용자 입력은 사용자가 취하는 제스쳐를 포함한다. 예를 들어, 제스처에는 탭, 터치 앤드 홀드, 더블 탭, 드래그, 패닝, 플릭, 드래그 앤드 드롭, 핀치, 스트레치 등이 있을 수 있다.
만약, 입력부(1600)가 터치 스크린으로 구현되는 경우, 입력부(1600)는 사용자 입력을 수신할 뿐만 아니라 디스플레이부(1400)와 동일한 기능을 수행할 수 있다. 다시 말해, 입력부(1600)는 영상 처리부(1200)가 생성한 초음파 영상 및 초음파 이미징 장치(1002)에서 처리되는 다양한 정보를 GUI(Graphical User Interface)를 통해 화면 상에 표시 출력할 수 있다. 또한, 입력부(1600)는 대상체(10)에 대응하는 모델을 디스플레이할 수 있고, 영상 처리부(1200)가 사용자 입력에 기초하여 생성한 관심 영역을 나타내는 영상을 디스플레이할 수 있다.
제어부(1700)는 초음파 진단 장치(1000)의 동작을 전반적으로 제어한다. 즉, 제어부(1700)는 도 1에 도시된 프로브(20), 초음파 송수신부(1100), 영상 처리부(1200), 통신부(1300), 디스플레이부(1400), 메모리(1500), 및 입력부(1600) 간의 동작을 제어할 수 있다.
프로브(20), 초음파 송수신부(1100), 영상 처리부(1200), 통신부(1300), 디스플레이부(1400), 메모리(1500), 입력 디바이스(1600) 및 제어부(1700) 중 일부 또는 전부는 소프트웨어 모듈에 의해 동작할 수 있으나 이에 제한되지 않으며, 상술한 구성 중 일부가 하드웨어에 의해 동작할 수도 있다. 또한, 초음파 송수신부(1100), 영상 처리부(1200), 및 통신부(1300) 중 적어도 일부는 제어부(1600)에 포함될 수 있으나, 이러한 구현 형태에 제한되지는 않는다.
도 3은 일 실시예에 따른 무선 프로브의 일 예를 도시한 구성도이다.
도 3을 참조하면, 무선 프로브(2000)는, 도 2를 참조하여 상술한 바와 같이 복수의 트랜스듀서들을 포함하며, 구현 형태에 따라 도 2의 초음파 송수신부(1100)의 구성을 일부 또는 전부 포함할 수 있다.
도 3에 도시된 무선 프로브(2000)는, 송신부(2100), 트랜스듀서(2200), 및 수신부(2300)를 포함하며, 각각의 구성에 대해서는 도 2를 참조하여 상술하였는바, 자세한 설명은 생략한다. 한편, 무선 프로브(2000)는 그 구현 형태에 따라 수신 지연부(2330)와 합산부(2340)를 선택적으로 포함할 수도 있다.
무선 프로브(2000)는, 대상체(10)로 초음파 신호를 송신하고 에코 신호를 수신하며, 초음파 데이터를 생성하여 도 2의 초음파 이미징 장치(1002)로 무선 전송할 수 있다.
도 4a 내지 4b는 일 실시예에 따른 1차원 프로브 및 2차원 프로브의 일 예를 나타낸 도면들이다.
도 4a에 도시된 1차원 프로브(410) 및 도 4b에 도시된 2차원 프로브(430)는 도 1a에 도시된 유선 프로브(20) 또는 도 1b 및 도 3에 도시된 무선 프로브(20, 2000)에 해당될 수 있다.
도 4a를 참조하면, 1차원 프로브(410)는 복수의 트랜스듀서(transducer)들의 1차원 어레이로 형성될 수 있다. 여기에서 트랜스듀서는 1차원 프로브(410)를 구성하는 엘리먼트(element)로서, 트랜스듀서가 대상체(420)에 초음파 신호를 조사하고, 대상체(420)로부터 반사되는 에코 신호들을 수신한다. 이와 같이 반사된 에코 신호들은 트랜스듀서들을 진동시킨다. 트랜스듀서들은 이 진동들에 대응한 전기적 펄스(electrical pulse)들을 생성하고, 전기적 펄스들을 초음파 송수신부(1100)로 출력한다.
또한, 1차원 프로브(410)를 구성하는 트랜스듀서들로 애퍼쳐(aperture) 또는 서브어레이(sub-array)가 구성될 수도 있다. 여기에서 애퍼쳐는 1차원 프로브(410)를 구성하는 트랜스듀서들 중 일부의 집합을 말한다. 다만, 애퍼쳐를 구성하는 트랜스듀서들의 개수는 제한이 없으며, 하나의 트랜스듀서가 하나의 애퍼쳐를 구성할 수도 있다.
또한, 도 4b를 참조하면, 2차원 프로브(430)는 복수의 트랜스듀서(transducer)들의 2차원 어레이로 형성될 수도 있다. 2차원 프로브(430)는 부피를 갖는 3차원의 대상체(440)에 대하여 초음파 신호를 조사하고, 대상체(440)로부터 반사되는 에코 신호들을 수신할 수 있다. 여기에서 2차원 프로브(430)가 대상체(440)에 초음파 신호를 조사하고, 에코 신호들을 수신하는 과정은 도 4a를 참조하여 상술한 바와 같다.
도 5는 일 실시예에 따른 프로브의 일 예를 도시한 구성도이다.
도 5에 도시된 프로브(510)는 도 4a의 1차원 프로브(410) 또는 도 4b의 2차원 프로브(430)에 해당될 수 있다.
프로브(510)는 대상체(10)(또는, 대상체(10) 내의 관심 영역)로 초음파 신호를 송출하고, 대상체(10)(또는, 대상체(10) 내의 관심 영역)로부터 반사된 에코 신호를 수신한다. 또한, 프로브(510)는 에코 신호에 대응하는 초음파 데이터를 이용하여 초음파 영상을 생성할 수 있다. 다시 말해, 프로브(510)는 도 2를 참조하여 상술한 영상 처리부(1200), 메모리(1500), 입력부(1600), 제어부(1700) 및 통신부(1300)를 포함할 수 있고, 상술한 구성들은 버스(1800)에 의하여 연결될 수 있다.
프로브(510)는 복수의 트랜스듀서들을 포함하고, 각각의 트랜스듀서는 전기적 신호에 따라 진동하며 음향 에너지인 초음파를 발생시키고, 대상체(10)(또는, 대상체(10) 내의 관심 영역)로부터 반사된 에코 신호를 수신한다. 이때, 하나의 트랜스듀서는 하나의 채널로 구성되며, 각각의 채널에 포함된 초음파 송수신부의 동작에 따라 초음파 신호를 송출하고, 에코 신호를 수신할 수 있다. 다시 말해, 각각의 채널에는 도 2를 참조하여 상술한 초음파 송수신부(1100)가 포함될 수 있다.
또한, 복수의 채널들은 소정의 개수의 그룹들(521, 522, 523, 524)로 그룹핑될 수 있다. 다시 말해, 하나의 그룹(521)에는 복수의 채널들(5211, 5212, 5213)이 포함될 수 있고, 프로브(510)는 복수의 그룹들(521, 522, 523, 524)이 포함될 수 있다. 따라서, 하나의 그룹(521)에 포함된 복수의 채널들(5211, 5212, 5213)에서 생성된 신호들은 합해져서 영상 처리부(1200)로 전송될 수 있다.
이하, 도 6을 참조하여, 프로브(510)가 복수의 그룹들(521, 522, 523, 524)을 포함하고, 하나의 그룹(521)에 복수의 채널들(5211, 5212, 5213)이 포함되는 예를 상세하게 설명한다.
도 6은 일 실시예에 따른 그룹 및 채널의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 프로브에는 복수의 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)들(611, 612, 613, 614)이 포함될 수 있고, 하나의 ASIC(611)에는 복수의 그룹들(620)이 포함될 수 있다. 도 6에는 하나의 ASIC(611)에 32개의 그룹들(620)이 포함되는 것으로 도시되었으나, 그룹들의 수는 32개에 한정되지 않는다. ASIC(611)은 그룹들(620)에서 출력되는 신호들을 빔포밍함으로써, 하나의 출력 신호를 생성한다.
또한, 하나의 그룹(621)은 복수의 채널들(630)을 포함할 수 있다. 도 6에는 하나의 그룹(621)에 81개의 채널들(630)이 포함되는 것으로 도시되었으나, 채널들의 수는 81개에 한정되지 않는다. 결론적으로, 하나의 ASIC(611)에는 복수의 채널들이 포함될 수 있다.
하나의 채널(631)은 하나의 트랜스듀서에 대응한다. 구체적으로, 채널(631)은 단일 트랜스듀서에서 송신하는 송신 초음파를 생성하고, 그 트랜스듀서에서 수신하는 에코 신호를 처리하여 초음파 데이터를 생성한다.
다시 말해, 채널(631)은 소정의 펄스 반복 주파수(PRF, Pulse Repetition Frequency)에 따른 송신 초음파를 형성하기 위한 펄스(pulse)를 생성하며, 송신 지향성(transmission directionality)을 결정하기 위한 지연 시간(delay time)을 펄스에 적용한다. 그리고, 채널(631)은 트랜스듀서에 구동 신호(또는, 구동 펄스(driving pulse))를 인가한다. 예를 들어, 채널(631)은 도 2를 참조하여 상술한 송신부(1110) 또는 도 3을 참조하여 상술한 송신부(2100)를 포함할 수 있다.
또한, 채널(631)은 트랜스듀서로부터 수신되는 에코 신호를 증폭하고, 증폭된 에코 신호를 아날로그-디지털 변환한다. 선택적으로, 채널(631)은 디지털 변환된 신호에 시간 이득 보상(Time Gain Compensation, TGC)을 수행할 수 있다. 그리고, 채널(631)은 수신 지향성(reception directionality)을 결정하기 위한 지연 시간을 디지털 변환된 에코 신호에 적용함으로써 초음파 데이터를 생성한다. 예를 들어, 채널(631)은 도 2를 참조하여 상술한 수신부(1120) 또는 도 3을 참조하여 상술한 수신부(2300)를 포함할 수 있다.
도 7은 일 실시예에 따른 빔포머의 일 예를 도시한 구성도이다.
도 7을 참조하면, 빔포머(3100)는 메모리(3110), 충전기(3120) 및 제어부(3130)를 포함한다. 도 7에 도시된 빔포머(3100)에는 본 실시예와 관련된 구성요소들만이 도시되어 있다. 따라서, 도 7에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 빔포머(3100)에 더 포함될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
또한, 도 7에 도시된 빔포머(3100)의 메모리(3110), 충전기(3120) 및 제어부(3130)는 독립적인 장치로 존재할 수도 있음을 본 발명과 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 알 수 있다.
또한, 도 7의 빔포머(3100)는 도 2를 참조하여 상술한 수신부(1120) 또는 도 3을 참조하여 상술한 수신부(2300)의 기능을 수행할 수 있다.
빔포머(3100)는 프로브(3000)에 내장된(embeded) 구성일 수 있다. 다시 말해, 빔포머(3100)는 프로브(3000)에 포함된 복수의 채널들 각각에 연결될 수 있다. 일 예로서, 프로브(3000)가 1차원 프로브라고 가정하면, 빔포머(3100)는 1차원 어레이에 포함된 트랜스듀서들 각각에 대응하는 채널에 연결될 수 있다. 다른 예로서, 프로브(3000)가 2차원 프로브라고 가정하면, 빔포머(3100)는 2차원 어레이에 포함된 트랜스듀서들 각각에 대응하는 채널에 연결될 수 있다.
메모리(3110)는 대상체(10)로부터 반사된 에코 신호에 대응하는 전하들을 저장한다. 그리고, 메모리(3110)은 저장된 전하들을 출력한다. 빔포머(3100)가 연결된 트랜스듀서는 대상체(10)를 향하여 초음파 신호를 조사하고, 조사된 초음파 신호가 대상체(10)로부터 반사된 에코 신호를 수신한다. 메모리(3110)는 트랜스듀서가 수신한 에코 신호의 크기(amplitude)에 대응하는 전하들을 저장한다. 그리고, 메모리(3110)는 제어부(3130)의 제어 신호에 따라 저장된 전하들을 출력한다.
메모리(3110)는 적어도 하나의 캐패시터(capacitor) 및 적어도 하나의 스위치(switch)를 포함한다. 예를 들어, 스위치는 트랜스듀서와 캐패시터 사이에 위치하고, 제어부(3130)이 스위치의 동작을 제어함에 따라, 제어부(3130)가 캐패시터에 전하들이 저장되는 과정을 제어할 수 있다. 또한, 스위치는 캐패시터와 외부 장치 사이에 위치하고, 제어부(3130)가 스위치의 동작을 제어함에 따라, 제어부(3130)가 캐패시터로부터 전하들이 출력되는 과정을 제어할 수 있다.
충전기(3120)는 출력된 전하들의 양에 대응하는 전하들을 생성한다. 다시 말해, 충전기(3120)는 메모리(3110)로부터 출력된 전하들의 양과 동일한 양의 전하들을 생성한다. 그리고, 충전기(3120)는, 제어부(3130)의 제어 신호에 따라, 생성된 전하들을 메모리(3110)로 전송한다. 그리고, 메모리(3110)는 충전기(3120)로부터 전송된 전하들을 저장한다.
예를 들어, 충전기(3120)는, 메모리(3110)로부터 전하들이 출력된 이후에, 충전기(3120)가 생성한 전하들을 메모리(3110)로 전송할 수 있다. 따라서, 메모리(3110)에는 출력된 전하들의 양과 동일한 양의 전하들이 다시 저장될 수 있다.
제어부(3130)는 메모리(3110)와 충전기(3120)의 동작을 제어한다. 예를 들어, 제어부(3130)는 메모리(3110)에 전하들이 저장되는 속도(이하, '제 1 속도'라고 함)와 메모리(3110)로부터 전하들이 출력되는 속도(이하, '제 2 속도'라고 함)를 제어할 수 있다. 제어부(3130)는 메모리(3110)에 포함된 적어도 하나의 스위치의 온/오프(on/off)를 제어함으로써, 제 1 속도 및/또는 제 2 속도를 제어할 수 있다.
초음파 진단 시스템(1002)은 높은 프레임율(frame rate)을 갖는 것이 바람직하다. 특히, 초음파 진단 시스템(1002)이 움직이는 대상체(10)에 대한 영상을 생성하는 경우, 프레임율은 영상의 질과 직결된다. 프레임율은 하나의 프레임당 초음파 신호의 송신 횟수에 반비례한다. 그러나, 초음파 신호의 송신 횟수가 많아질수록 왜곡이 없는 신호(즉, 높은 품질의 영상을 생성할 수 있는 신호)를 얻을 수 있다. 따라서, 초음파 신호의 송신 횟수를 줄이면서 신호의 왜곡이 발생하지 않도록 하는 방법이 필요하다. 프레임율을 높이기 위해서, 트랜스듀서가 초음파 신호들을 1회 송신하고, 송신된 초음파 신호들의 에코 신호들을 이용하여 여러 개의 주사선을 동시에 생성하는 것을 다중 빔(multi-beam) 수신 집속 방법이라고 한다.
일반적으로, 다중 빔 수신 집속 방법에 따라 빔포밍이 수행되는 경우, 주사선들의 수만큼 아날로그 빔포머(analog beamformer)들이 프로브(20, 2000) 또는 초음파 이미징 장치(100)에 구비되어야 한다. 따라서, 프로브(20, 2000) 또는 초음파 이미징 장치(100)의 부피가 커질 수 있다. 또는, 다중 빔 수신 집속 방법에 따라 빔포밍이 수행되는 경우, 서브 어퍼쳐(sub-aperture) 단위로 아날로그 빔포밍이 수행되고 디지털 빔포밍(digital beamforming)이 수행될 때, 복수의 주사선들을 생성되어야 한다. 이 경우에는, 초음파 영상의 화질이 급격하게 저하될 수 있다.
초음파 시스템(1002)이 다중 빔 수신 집속 방법에 따라 초음파 데이터를 생성하는 경우, 제어부(3130)는 대상체(10)를 향하여 조사된 초음파 신호에 대응하여 구성된 주사선(scanline)들의 수에 기초하여 제 2 속도를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(3130)는 아래의 수학식 1에 기초하여 제 2 속도를 제어할 수 있다.
Figure 112016015225028-pat00001
수학식 1에서, Fread는 소정의 시구간(Ts) 동안 메모리(3110)에 전하들이 입력되는 빈도(frequency)를 의미하며, Fwrite는 상기 소정의 시구간(Ts) 동안 메모리(3110)로부터 전하들이 출력되는 빈도를 의미한다. 또한, m은 주사선들의 수를 의미한다. 즉, 수학식 1에 따르면, 제어부(3130)는 제 2 속도가 제 1 속도보다 m배 빠르도록 제 2 속도를 제어할 수 있다.
또한, 제어부(3130)는 대상체(10)로 조사된 초음파 신호에 대응하여 구성되는 복수의 주사선들 각각의 지연 값을 고려하여 제 2 속도를 제어할 수 있다.
또한, 제어부(3130)는 충전기(3120)에서 생성된 전하들이 메모리(3110)로 전송되는 시점을 결정하고, 결정된 시점에 충전기(3120)에게 전하들을 메모리(3110)로 전송할 것을 지시할 수 있다. 예를 들어, 제어부(3130)는 메모리(3110)에서 전하들이 출력된 이후에, 충전기(3120)에게 생성한 전하들을 메모리(3110)로 전송할 것을 지시할 수 있다.
다중 빔 수신 집속 방법에 따르면, 복수의 주사선들이 생성되기 위해서는 메모리(3110)에 저장된 전하들이 복수 회 이용될 수도 있다. 예를 들어, 수학식 1에 따르면, 메모리(3110)에 전하들이 1회 입력되는 반면에, 동일한 전하들이 m회 출력될 수 있다. 빔포머(3100)에 충전기(3120)가 포함되고, 충전기(3120)가 메모리(3110)에게 전하들을 복수 회 공급함에 따라, 빔포머(3100)는 복수의 주사선들이 생성되는데 이용되는 전하들을 차질 없이 출력할 수 있다.
이하, 도 8을 참조하여 빔포머(3100)가 채널에 연결된 일 예를 구체적으로 설명한다.
도 8은 일 실시예에 따른 빔포머가 채널과 연결된 일 예를 도시한 구성도이다.
도 8을 참조하면, 빔포머(3200)는 프로브(3000)에 포함된 트랜스듀서들(3310, 3320) 각각과 연결된 복수의 서브 모듈들(3210, 3220)을 포함하고, 각각의 서브 모듈들(3210, 3220)은 제어부(3230)에 의하여 제어된다. 도 8에는 제어부(3230)가 서브 모듈들(3210, 3220)의 동작을 제어하는 것으로 도시되어 있으나, 각각의 서브 모듈들(3210, 3220)에 독립적으로 동작하는 제어부가 포함될 수도 있다. 또한, 빔포머(3200)가 프로브(3000)에 내장된(embedded) 구성일 수 있음은 도 7을 참조하여 상술한 바와 같다.
또한, 서브 모듈들(3210, 3220) 각각에는 메모리(3110) 및 충전기(3120)가 포함될 수 있다. 또는, 서브 모듈들(3120, 3220) 각각에는 메모리(3110)만 포함되고, 하나의 충전기(3120)가 서브 모듈들(3120, 3220) 전부와 연결될 수도 있다.
도 8에는 프로브(3000) 내의 트랜스듀서들(3310, 3320)이 포함된 하나의 그룹에 빔포머(3200)가 연결된 일 예가 도시되어 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 빔포머(3200)는 단일 트랜스듀서(3310)와 연결될 수도 있고, 복수의 그룹들 전부와 연결될 수도 있다.
트랜스듀서(3310)는 대상체(10)로부터 반사된 에코 신호를 수신한다. 그리고, 서브 모듈(3210)은 에코 신호에 대응하는 전하들을 저장한다. 이때, 제어부(3230)는 서브 모듈(3210)에 전하들이 저장되는 과정을 제어(도 8의 '기록 제어')할 수 있다. 또한, 서브 모듈(3210)은 제어부(3230)의 제어(도 8의 '독출 제어')에 따라, 저장된 전하들을 출력할 수 있다. 한편, 서브 모듈(3210)로부터 전하들이 출력된 경우, 서브 모듈(3210)은 출력된 전하들의 양에 대응하는 전하들을 생성하여 저장할 수 있다.
이러한 방식으로, 트랜스듀서들(3310, 3320)에 연결된 서브 모듈들(3120, 3220) 각각이 전하를 출력하고, 서브 모듈들(3120, 3220)로부터 출력된 전하들이 조합(3240)되어 빔포머(3200)로부터 출력될 수 있다.
도 9는 일 실시예에 따른 서브 모듈의 일 예를 도시한 구성도이다.
도 9를 참조하면, 서브 모듈(3400)은 도 8에 도시된 서브 모듈(3210)과 대응된다. 다시 말해, 서브 모듈(3400)은 메모리 및 충전기(3430)를 포함할 수 있다. 그리고, 메모리는 복수의 캐패시터들(3410) 및 캐패시터들(3410)과 연결된 복수의 스위치들(3421, 3422)을 포함할 수 있다.
한편, 도 9에 도시된 바에 따르면, 제어부(3600)는 서브 모듈(3210)의 외부에 위치하는 것으로 도시되어 있으나, 제어부(3600)는 서브 모듈(3210)의 내부에 위치할 수도 있다.
트랜스듀서(3500)에 의하여 수신된 에코 신호들에 따라, 캐패시터들(3410)에는 차례대로 전하들이 저장될 수 있다. 이때, 캐패시터들(3410)에 전하들이 저장되는 과정은 제어부(3600)의 제어(도 9의 '기록 제어')에 따라 스위치들(3421)이 온/오프 됨에 따라 수행될 수 있다.
한편, 다중 빔 수신 집속 방법에 따라 초음파 데이터가 생성되는 경우, 캐패시터들(3410)에 저장된 전하들은 선택적으로 그리고 복수 회에 걸쳐서 출력될 수 있다. 이때, 캐패시터들(3410)에 저장된 전하들이 출력되는 과정은 제어부(3600)의 제어(도 9의 '독출 제어')에 따라 수행될 수 있다. 제어부(3600)는 주사선들 각각의 지연 값을 연산하고, 연산된 지연 값에 기초하여 캐패시터들(3410)에 저장된 전하들이 선택적으로 그리고 복수 회에 걸쳐서 출력되도록 스위치들(3422)의 온/오프를 제어할 수 있다.
충전기(3430)는 캐패시터들(3410) 중 어느 하나에서 전하들이 출력되는 경우, 출력된 전하들의 양과 동일한 양의 전하들을 생성하고, 전하들이 출력된 캐패시터에 생성된 전하들을 전송한다.
도 8을 참조하여 상술한 바와 같이, 서브 모듈(3400)로부터 출력된 전하들은 다른 서브 모듈에서 출력된 전하들과 조합(3400)되어 다른 장치로 전송될 수 있다.
도 10a 내지 도 10b는 일 실시예에 따른 제어부가 주사선의 수에 따라 메모리로부터 전하들이 입/출력되는 속도를 제어하는 일 예를 설명하기 위한 도면들이다.
도 10a에는, 단일 주사선이 생성되는 경우에, 제어부가 메모리에 전하들이 저장되는 과정을 제어(기록 제어)하고, 메모리로부터 전하들이 출력되는 과정을 제어(독출 제어)하는 일 예가 도시되어 있다.
도 10a를 참조하면, 소정의 시구간(Ts) 동안, 메모리에 전하들이 저장되는 횟수와 메모리로부터 전하들이 출력되는 횟수가 동일하다. 다시 말해, 단일 주사선이 생성되는 경우, 제어부는 메모리에 전하들이 저장되는 횟수와 동일하게 메모리로부터 전하들이 출력되도록 메모리를 제어한다.
도 10b에는, 2 개의 주사선들이 생성되는 경우에, 제어부가 메모리에 전하들이 저장되는 과정을 제어(기록 제어)하고, 메모리로부터 전하들이 출력되는 과정을 제어(독출 제어)하는 일 예가 도시되어 있다.
도 10b를 참조하면, 소정의 시구간(Ts) 동안, 메모리에 전하들이 저장되는 횟수와 메모리로부터 전하들이 출력되는 횟수가 다르다. 다시 말해, 소정의 시구간(Ts) 동안, 메모리에 전하들이 1회 저장되면, 그 전하들은 2회에 걸쳐서 출력된다. 즉, 제어부는 주사선들의 수와 동일한 횟수로 저장된 전하들이 출력되도록 메모리를 제어한다. 이때, 메모리로부터 전하들이 출력되면, 충전부는 출력된 전하들의 양과 동일한 양의 전하들을 메모리로 전송한다.
도 11은 일 실시예에 따른 빔포밍이 수행되는 방법의 일 예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 11을 참조하면, 빔포밍이 수행되는 방법은 도 7, 도 8 및 도 9에 도시된 빔포머(3100, 3200) 또는 서브 모듈(3400)에서 시계열적으로 처리되는 단계들로 구성된다. 따라서, 이하에서 생략된 내용이라 하더라도 도 7, 도 8 및 도 9에 도시된 빔포머(3100, 3200) 또는 서브 모듈(3400)에 관하여 이상에서 기술된 내용은 도 11의 빔포밍이 수행되는 방법에도 적용됨을 알 수 있다.
4100 단계에서, 메모리는 대상체로부터 반사된 에코 신호에 대응하는 전하들을 수신하고, 수신된 전하들을 저장한다. 예를 들어, 메모리는 적어도 하나의 캐패시터 및 적어도 하나의 스위치를 포함할 수 있다. 또한, 에코 신호는 1차원 프로브(즉, 1차원 트랜스듀서 어레이를 포함하는 프로브) 또는 2차원 프로브(즉, 2차원 트랜스듀서 어레이를 포함하는 프로브)에 의하여 수신될 수 있다.
4200 단계에서, 메모리는 기 설정된 속도에 따라 저장된 전하들을 출력한다. 예를 들어, 상술한 속도는 대상체를 향하여 조사된 초음파 신호에 대응하여 구성되는 주사선의 수에 기초하여 설정될 수 있다. 또한, 상술한 속도는 메모리에 전하들이 저장되는 속도보다 m 배 빠르도록 설정될 수 있고, 여기에서 m은 주사선들의 수를 의미한다. 또한, 상술한 속도는 주사선들 각각의 지연 값을 고려하여 설정될 수 있다.
4300 단계에서, 충전기는 메모리로부터 출력된 전하들의 양에 대응하는 전하들을 생성한다. 그리고, 충전기는 생성된 전하들을 메모리로 전송하고, 메모리는 전송된 전하들을 저장한다. 예를 들어, 메모리가 전하들을 출력한 이후에, 충전기가 전하들을 생성하고, 생성된 전하들을 메모리로 전송할 수 있다.
상술한 바에 따르면, 다중 빔 수신 집속 방법에 따라 빔포밍이 수행되는 경우에 필요한 하드웨어의 수 또는 크기가 감소됨에 따라, 프로브 또는 초음파 이미징 장치의 부피가 감소될 수 있다. 또한, 초음파 영상의 화질 저하를 방지할 수 있다.
본 실시예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기된 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 방법들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
3000: 프로브
3100: 빔포머
3110: 메모리
3120: 충전기

Claims (14)

  1. 대상체로부터 반사된 에코 신호에 대응하는 전하들을 저장하고, 상기 저장된 전하들을 출력하는 메모리;
    상기 출력된 전하들의 양에 대응하는 전하들을 생성하는 충전기; 및
    상기 전하들이 상기 메모리에 저장되는 제 1 속도 및 상기 전하들이 상기 메모리로부터 출력되는 제 2 속도 중 적어도 하나를 제어하는 제어부;를 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 대상체를 향하여 조사된 초음파 신호에 대응하여 구성되는 주사선(scanline)의 수에 기초하여 상기 제 2 속도를 제어하는 프로브.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 제 2 속도가 상기 제 1 속도보다 m 배 빠르도록 상기 제 2 속도를 제어하고,
    상기 m은 상기 대상체로 조사된 초음파 신호에 대응하여 구성되는 주사선(scanline)의 수를 의미하는 프로브.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 대상체로 조사된 초음파 신호에 대응하여 구성되는 복수의 주사선(scanline)들 각각의 지연 값을 고려하여 상기 제 2 속도를 제어하는 프로브.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 메모리는, 적어도 하나의 캐패시터(capacitor) 및 적어도 하나의 스위치(switch)를 포함하는 프로브.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 생성된 전하들은, 상기 메모리로부터 전하들이 출력된 이후에 상기 메모리에 입력되는 프로브.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로브는 2차원 트랜스듀서 어레이를 포함하는 프로브.
  8. 메모리가 대상체로부터 반사된 에코 신호에 대응하는 전하들을 수신하고, 상기 수신된 전하들을 저장하는 단계;
    상기 메모리가 기 설정된 속도에 따라 상기 저장된 전하들을 출력하는 단계; 및
    충전기가 상기 출력된 전하들의 양에 대응하는 전하들을 생성하고, 상기 메모리가 상기 생성된 전하들을 저장하는 단계;를 포함하고,
    상기 기 설정된 속도는, 상기 대상체를 향하여 조사된 초음파 신호에 대응하여 구성되는 주사선(scanline)의 수에 기초하여 설정되는 빔포밍을 수행하는 방법.
  9. 삭제
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 기 설정된 속도는, 상기 전하들이 저장되는 속도보다 m배 빠르도록 설정되고,
    상기 m은 상기 대상체로 조사된 초음파 신호에 대응하여 구성되는 주사선(scanline)의 수를 의미하는 방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 기 설정된 속도는, 상기 대상체로 조사된 초음파 신호에 대응하여 구성되는 복수의 주사선(scanline)들 각각의 지연 값을 고려하여 설정되는 방법.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 수신된 전하들을 저장하는 단계는, 상기 수신된 전하들을 적어도 하나의 캐패시터(capacitor)에 저장하는 방법.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 에코 신호는 2차원 트랜스듀서 어레이를 포함하는 프로브에 의하여 수신되는 방법.
  14. 2차원 트랜스듀서 어레이; 및
    상기 어레이에 포함된 트랜스듀서들 각각에 연결된 빔포머들;을 포함하고,
    상기 빔포머는,
    상기 트랜스듀서에 의하여 수신된 에코 신호에 대응하는 전하들이 저장되고, 상기 저장된 전하들이 출력되는 메모리;
    상기 출력된 전하들의 양에 대응하는 전하들을 생성하는 충전기; 및
    상기 전하들이 상기 메모리에 저장되는 제 1 속도 및 상기 전하들이 상기 메모리로부터 출력되는 제 2 속도 중 적어도 하나를 제어하는 제어부;를 포함하고,
    상기 제어부는, 대상체를 향하여 조사된 초음파 신호에 대응하여 구성되는 주사선(scanline)의 수에 기초하여 상기 제 2 속도를 제어하는 프로브.
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