KR102631141B1 - 듀얼 모드 프로브를 포함하는 초음파 영상장치 - Google Patents

듀얼 모드 프로브를 포함하는 초음파 영상장치 Download PDF

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장지훈
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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 초음파 영상장치는 리니어 어레이, 제1 페이즈드 어레이, 제2 페이즈드 어레이 및 신호처리부(200)를 포함할 수 있다. 리니어 어레이는 인체 내부의 초음파 영상을 획득하기 위해 영상 초음파 신호를 송수신할 수 있다. 제1 페이즈드 어레이는 초음파 영상에 포함되는 혈관영역에 제1 도플러 초음파 송신신호를 제공할 수 있다. 제2 페이즈드 어레이는 혈관영역에 제2 도플러 초음파 송신신호를 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 듀얼 모드 프로브를 포함하는 초음파 영상장치는 미리 정해진 시간간격마다 리니어 어레이를 이용하여 획득되는 초음파 영상에 기초하여 혈관이 위치하는 혈관영역을 파악하고, 리니어 어레이 양측에 배치되는 하나 이상의 페이즈드 어레이를 이용하여 혈관영역에 도플러 초음파 송신신호를 집속하여 수신되는 도플러 초음파 수신신호에 따라 혈류속도를 산출함으로써 사람의 움직임으로 인한 혈류속도 측정의 어려움을 극복할 수 있다.

Description

듀얼 모드 프로브를 포함하는 초음파 영상장치{ULTRASOUND IMAGING DEVICE INCLUDING DUAL MODE PROBE}
본 발명은 듀얼 모드 프로브를 포함하는 초음파 장치에 관한 것이다.
초음파 영상을 이용해서 혈류속도를 측정하는 경우, 사람의 움직임으로 인하여 정확한 혈류속도를 측정하는데 어려움이 있을 수 있다. 최근 이러한 문제점을 해결하기 위하여 다양한 연구들이 진행되고 있다.
(한국공개특허) 제10-2021-0032866호 (공개일자, 2021.03.25)
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 미리 정해진 시간간격마다 리니어 어레이를 이용하여 획득되는 초음파 영상에 기초하여 혈관이 위치하는 혈관영역을 파악하고, 리니어 어레이 양측에 배치되는 하나 이상의 페이즈드 어레이를 이용하여 혈관영역에 도플러 초음파 송신신호를 집속하여 수신되는 도플러 초음파 수신신호에 따라 혈류속도를 산출함으로써 사람의 움직임으로 인한 혈류속도 측정의 어려움을 극복할 수 있는 듀얼 모드 프로브를 포함하는 초음파 영상장치를 제공하는 것이다.
이러한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 초음파 영상장치는 리니어 어레이, 제1 페이즈드 어레이, 제2 페이즈드 어레이 및 신호처리부를 포함할 수 있다. 리니어 어레이는 인체 내부의 초음파 영상을 획득하기 위해 영상 초음파 신호를 송수신할 수 있다. 제1 페이즈드 어레이는 상기 초음파 영상에 포함되는 혈관영역에 제1 도플러 초음파 송신신호를 제공할 수 있다. 제2 페이즈드 어레이는 상기 혈관영역에 제2 도플러 초음파 송신신호를 제공할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 페이즈드 어레이는 상기 리니어 어레이를 기준으로 제1 방향에 배치되고, 상기 제2 페이즈드 어레이는 상기 리니어 어레이를 기준으로 상기 제1 방향의 반대방향에 해당하는 제2 방향에 배치될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 초음파 영상장치는 구동부 및 혈관 검출부를 포함할 수 있다. 구동부는 상기 리니어 어레이를 미리 정해진 시간간격에 해당하는 영상간격마다 구동할 수 있다. 혈관 검출부는 상기 영상간격마다 획득되는 상기 초음파 영상에 포함되는 상기 혈관영역을 검출할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 초음파 영상장치는 비율제공부 및 제1 집속부를 더 포함할 수 있다. 비율제공부는 상기 리니어 어레이를 구동하여 제1 시간에 획득된 제1 초음파 영상에 포함되는 제1 혈관영역 및 상기 제1 시간으로부터 영상간격 이후 제2 시간에 획득된 제1 초음파 영상에 포함되는 제2 혈관영역 사이에 겹치는 면적비율을 제공할 수 있다. 제1 집속부는 상기 면적비율에 따라 상기 제1 도플러 초음파 송신신호 및 상기 제2 도플러 초음파 송신신호의 집속위치를 변경할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제2 페이즈드 어레이는 상기 제1 페이즈드 어레이로부터 제공되는 제1 도플러 초음파 송신신호가 상기 혈관영역으로부터 반사되는 제1 도플러 초음파 수신신호를 수신하고, 상기 제1 페이즈드 어레이는 상기 제2 페이즈드 어레이로부터 제공되는 제2 도플러 초음파 송신신호가 상기 혈관영역으로부터 반사되는 제2 도플러 초음파 수신신호를 수신할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 초음파 영상장치는 혈류속도 산출부, 영상부 및 제2 집속부를 더 포함할 수 있다. 혈류속도 산출부는 상기 제1 도플러 초음파 수신신호 및 상기 제2 도플러 초음파 수신신호에 기초하여 생성되는 혈류속도를 산출할 수 있다. 영상부는 상기 혈류속도가 미리 정해진 기준속도보다 작은 경우, 상기 리니어 어레이를 구동하여 상기 초음파 영상을 획득할 수 있다. 제2 집속부는 상기 초음파 영상에 포함되는 상기 혈관영역의 중심에 상기 제1 도플러 초음파 송신신호 및 상기 제2 도플러 초음파 송신신호를 집속할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 초음파 영상장치는 면적점수부 및 속도점수부를 더 포함할 수 있다. 면적점수부는 상기 면적비율을 점수화한 면적점수를 제공할 수 있다. 속도점수부는 상기 혈류속도 및 상기 기준속도 사이의 차이값에 따라 결정되는 속도점수를 제공할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 초음파 영상장치는 가중치부 및 비교부를 더 포함할 수 있다. 가중치부는 상기 면적점수 및 상기 속도점수 각각에 적용되는 가중치를 결정하여 제1 가중치 점수 및 제2 가중치 점수를 제공할 수 있다. 비교부는 상기 제1 가중치 점수 및 상기 제2 가중치 점수의 합과 미리 정해진 기준점수를 비교하여 비교결과를 제공할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 초음파 영상장치는 영역 구분기를 더 포함할 수 있다. 영역 구분기는 상기 혈관영역을 복수의 구분영역들로 구분할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 가중치 점수 및 상기 제2 가중치 점수의 합이 상기 기준점수보다 작은 경우, 상기 초음파 영상장치는 상기 제1 도플러 초음파 송신신호 및 상기 제2 도플러 초음파 송신신호가 집속된 위치로부터 상기 혈관영역내의 상기 구분영역들 중 가장 멀리 배치되는 선택영역으로 상기 제1 도플러 초음파 송신신호 및 상기 제2 도플러 초음파 송신신호를 집속할 수 있다.
위에서 언급된 본 발명의 기술적 과제 외에도, 본 발명의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술되거나, 그러한 기술 및 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이상과 같은 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명에 따른 듀얼 모드 프로브를 포함하는 초음파 영상장치는 미리 정해진 시간간격마다 리니어 어레이를 이용하여 획득되는 초음파 영상에 기초하여 혈관이 위치하는 혈관영역을 파악하고, 리니어 어레이 양측에 배치되는 하나 이상의 페이즈드 어레이를 이용하여 혈관영역에 도플러 초음파 송신신호를 집속하여 수신되는 도플러 초음파 수신신호에 따라 혈류속도를 산출함으로써 사람의 움직임으로 인한 혈류속도 측정의 어려움을 극복할 수 있다.
이 밖에도, 본 발명의 실시 예들을 통해 본 발명의 또 다른 특징 및 이점들이 새롭게 파악될 수도 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 초음파 영상장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 초음파 영상장치로부터 획득된 초음파 영상에 포함되는 혈관영역을 나타내는 도면이다.
도 3 내지 5는 도 1의 초음파 영상장치의 동작들을 설명하기 위한 도면들이다.
도 6 및 7은 도 1의 초음파 영상장치의 일 동작예를 설명하기 위한 도면들이다.
도 8은 도 1의 초음파 영상장치에 포함되는 비율제공부 및 제1 집속부를 나타내는 도면이다.
도 9은 도 1의 초음파 영상장치에 포함되는 혈류속도 산출부, 영상부 및 제2 집속부를 나타내는 도면이다.
도 10 내지 12는 도 1의 초음파 영상장치의 일 실시예를 설명하기 위한 도면들이다.
도 13 및 14는 도 1의 초음파 영상장치의 다른 실시예를 설명하기 위한 도면들이다.
본 명세서에서 각 도면의 구성 요소들에 참조번호를 부가함에 있어서 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다.
한편, 본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 정의하지 않는 한, 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하는 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부되는 도면을 참고하여 상기 문제점을 해결하기 위해 고안된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 초음파 영상장치를 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1의 초음파 영상장치로부터 획득된 초음파 영상에 포함되는 혈관영역을 나타내는 도면이고, 도 3 내지 5는 도 1의 초음파 영상장치의 동작들을 설명하기 위한 도면들이고, 도 6 및 7은 도 1의 초음파 영상장치의 일 동작예를 설명하기 위한 도면들이다.
도 1 내지 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 초음파 영상장치(10)는 리니어 어레이(Linear array, 110), 하나 이상의 페이즈드 어레이 및 신호처리부(200)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 하나 이상의 페이즈드 어레이는 제1 페이즈드 어레이(Phased array 1, 120)만을 포함할 수도 있고, 제2 페이즈드 어레이(Phased array 2, 130)만을 포함할 수도 있으며, 제1 페이즈드 어레이(120) 및 제2 페이즈드 어레이(130)를 모두 포함할 수도 있다. 리니어 어레이(110)는 인체 내부의 초음파 영상(UI)을 획득하기 위해 영상 초음파 신호를 송수신할 수 있다. 리니어 어레이(110)는 인체 내부로 영상 초음파 송신신호(ITX)를 송신하고, 인체 내부로부터 반사되는 영상 초음파 수신신호(IRX)를 수신할 수 있다. 본 발명에 따른 초음파 영상장치(10)에 포함되는 신호처리부(200)는 영상 초음파 수신신호(IRX)에 기초하여 인체 내부의 초음파 영상(UI)을 구현할 수 있다. 여기서는, 인체 내부로부터 반사되는 영상 초음파 수신신호(IRX)가 리니어 어레이(110)로 수신되는 것으로 표현되어 있으나, 이에 한정되지 않고, 제1 페이즈드 어레이(120) 및 제2 페이즈드 어레이(130)를 통해서 영상 초음파 수신신호(IRX)가 수신될 수도 있고, 신호처리부(200)는 제1 페이즈드 어레이(120) 및 제2 페이즈드 어레이(130)를 통해서 수신되는 영상 초음파 수신신호(IRX)에 기초하여 초음파 영상(UI)을 구현할 수도 있다.
일 실시예에 있어서, 초음파 영상장치(10)는 구동부(300) 및 혈관 검출부(210)를 포함할 수 있다. 구동부(300)는 리니어 어레이(110)를 미리 정해진 시간간격에 해당하는 영상간격(IV)마다 구동할 수 있다. 예를 들어, 복수의 시간들은 제1 시간(T1), 제2 시간(T2) 및 제3 시간(T3)을 포함할 수 있다. 제1 시간(T1)으로부터 제2 시간(T2)까지의 시간간격은 영상간격(IV)일 수 있고, 제2 시간(T2)으로부터 제3 시간(T3)까지의 시간간격도 영상간격(IV)일 수 있다.
본 발명에 따른 초음파 영상장치(10)에 포함되는 구동부(300)는 제1 시간(T1)에 리니어 어레이(110)를 구동하여 영상 초음파 송신신호(ITX)를 인체 내부로 송신하고, 인체 내부로부터 반사되는 영상 초음파 수신신호(IRX)를 리니어 어레이(110)를 통해서 수신하도록 구동할 수 있다. 이후, 리니어 어레이(110)로 수신되는 영상 초음파 수신신호(IRX)는 신호처리부(200)에서 제1 초음파 영상(UI1)으로 구현될 수 있다.
또한, 제1 시간(T1)으로부터 영상간격(IV)에 해당하는 시간이 경과한 후, 제2 시간(T2)에 구동부(300)는 다시 리니어 어레이(110)를 구동하여 영상 초음파 송신신호(ITX)를 인체 내부로 송신하고, 인체 내부로부터 반사되는 영상 초음파 수신신호(IRX)를 리니어 어레이(110)를 통해서 수신하도록 구동할 수 있다. 이후, 리니어 어레이(110)로 수신되는 영상 초음파 수신신호(IRX)는 신호처리부(200)에서 제2 초음파 영상(UI2)으로 구현될 수 있다.
혈관 검출부(210)는 영상간격(IV)마다 획득되는 초음파 영상(UI)에 포함되는 혈관영역(VR)을 검출할 수 있다. 예를 들어, 혈관 검출부(210)는 제1 초음파 영상(UI1) 및 제2 초음파 영상(UI2)을 분석하여 혈관이 배치되는 영역에 해당하는 혈관영역(VR)을 각각 검출할 수 있다.
이후, 제1 페이즈드 어레이(120)는 초음파 영상(UI)에 포함되는 혈관영역(VR)에 제1 도플러 초음파 송신신호(DTX1)를 제공할 수 있다. 예를 들어, 제1 페이즈드 어레이(120)는 혈관 검출부(210)를 통해서 검출된 혈관영역(VR)의 중앙에 제1 도플러 초음파 송신신호(DTX1)를 송신할 수 있고, 혈관영역(VR)으로부터 반사되는 제1 도플러 초음파 수신신호(DRX1)는 제1 페이즈드 어레이(120) 또는 제2 페이즈드 어레이(130)로 수신될 수 있다. 본 발명에 따른 초음파 영상장치(10)에 포함되는 신호처리부(200)는 제1 페이즈드 어레이(120) 또는 제2 페이즈드 어레이(130)로 수신되는 제1 도플러 초음파 수신신호(DRX1)를 이용하여 혈관영역(VR)에서의 혈류속도(BVE)를 산출할 수 있다.
제2 페이즈드 어레이(130)는 혈관영역(VR)에 제2 도플러 초음파 송신신호(DTX2)를 제공할 수 있다. 예를 들어, 제2 페이즈드 어레이(130)는 혈관 검출부(210)를 통해서 검출된 혈관영역(VR)의 중앙에 제2 도플러 초음파 송신신호(DTX2)를 송신할 수 있고, 혈관영역(VR)으로부터 반사되는 제2 도플러 초음파 수신신호(DRX2)는 제1 페이즈드 어레이(120) 또는 제2 페이즈드 어레이(130)로 수신될 수 있다. 본 발명에 따른 초음파 영상장치(10)에 포함되는 신호처리부(200)는 제1 페이즈드 어레이(120) 또는 제2 페이즈드 어레이(130)로 수신되는 제2 도플러 초음파 수신신호(DRX2)를 이용하여 혈관영역(VR)에서의 혈류속도(BVE)를 산출할 수 있다.
여기서는, 제1 페이즈드 어레이(120) 및 제2 페이즈드 어레이(130)를 이용하여 도플러 초음파 송신신호를 송신하는 것에 대하여 설명하고 있으나, 리니어 어레이(110)를 이용하여 혈관영역(VR)에 도플러 초음파 송신신호를 송신하고 혈관영역(VR)으로부터 반사되는 도플러 초음파 수신신호를 제1 페이즈드 어레이(120) 또는 제2 페이즈드 어레이(130)로 수신하여 혈관영역(VR)에서의 혈류속도(BVE)를 산출할 수도 있다. 예를 들어, 리니어 어레이(110)에 포함되는 일부 엘레먼트들을 이용하여 혈관영역(VR)에 도플러 초음파 송신신호를 송신하고 혈관영역(VR)으로부터 반사되는 도플러 초음파 수신신호를 제1 페이즈드 어레이(120)를 통해서 수신하여 혈관영역(VR)에서의 혈류속도(BVE)를 산출할 수 있다. 또한, 사람의 움직임 등으로 인하여 혈관영역(VR)이 이동하는 경우, 이동 전 혈관영역(VR)과 대응되는 리니어 어레이(110)의 엘리먼트들의 위치와 이동 후 혈관영역과 대응되는 리니어 어레이(110)의 엘리먼트들의 위치가 상이할 수 있다. 이 경우, 이동 후 혈관영역(VR)에 대응되는 리니어 어레이(110)의 일부 엘리먼트들을 이용하여 혈관영역(VR)에서의 혈류속도(BVE)를 산출할 수도 있다.
일 실시예에 있어서, 제1 페이즈드 어레이(120)는 리니어 어레이(110)를 기준으로 제1 방향(DR1)에 배치되고, 제2 페이즈드 어레이(130)는 리니어 어레이(110)를 기준으로 제1 방향(DR1)의 반대방향에 해당하는 제2 방향(DR2)에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 페이즈드 어레이(120)는 리니어 어레이(110)를 기준으로 왼쪽에 배치될 수 있고, 제2 페이즈드 어레이(130)는 리니어 어레이(110)를 기준으로 오른쪽에 배치될 수 있다. 여기서, 제1 방향(DR1)은 왼쪽일 수 있고, 제2 방향(DR2)은 오른쪽일 수 있다.
본 발명에 따른 듀얼 모드 프로브를 포함하는 초음파 영상장치(10)는 미리 정해진 시간간격마다 리니어 어레이(110)를 이용하여 획득되는 초음파 영상(UI)에 기초하여 혈관이 위치하는 혈관영역(VR)을 파악하고, 리니어 어레이(110) 양측에 배치되는 하나 이상의 페이즈드 어레이를 이용하여 혈관영역(VR)에 도플러 초음파 송신신호를 집속하여 수신되는 도플러 초음파 수신신호에 따라 혈류속도(BVE)를 산출함으로써 사람의 움직임으로 인한 혈류속도(BVE) 측정의 어려움을 극복할 수 있다.
도 8은 도 1의 초음파 영상장치에 포함되는 비율제공부 및 제1 집속부를 나타내는 도면이고, 도 9은 도 1의 초음파 영상장치에 포함되는 혈류속도 산출부, 영상부 및 제2 집속부를 나타내는 도면이다.
도 1 내지 9를 참조하면, 초음파 영상장치(10)는 비율제공부(220) 및 제1 집속부(230)를 더 포함할 수 있다. 비율제공부(220)는 리니어 어레이(110)를 구동하여 제1 시간(T1)에 획득된 제1 초음파 영상(UI1)에 포함되는 제1 혈관영역(VR1) 및 제1 시간(T1)으로부터 영상간격(IV) 이후 제2 시간(T2)에 획득된 제1 초음파 영상(UI1)에 포함되는 제2 혈관영역(VR2) 사이에 겹치는 면적비율(RP)을 제공할 수 있다. 예를 들어, 제1 초음파 영상(UI1)에 포함되는 제1 혈관영역(VR1)의 위치 및 제2 초음파 영상(UI2)에 포함되는 제2 혈관영역(VR2)의 위치는 상이할 수 있다. 이 경우, 제1 혈관영역(VR1) 및 제2 혈관영역(VR2)은 100% 겹치지 않을 수 있다.
여기서, 미리 정해진 기준비율은 95%일 수 있다. 제1 혈관영역(VR1) 및 제2 혈관영역(VR2)이 겹치는 비율이 기준비율보다 작은 경우, 제1 집속부(230)는 혈관영역(VR)의 움직임이 큰 것으로 판단하여 제1 도플러 초음파 송신신호(DTX1) 및 제2 도플러 초음파 송신신호(DTX2)의 집속위치를 제2 혈관영역(VR2)의 중심으로 이동시킬 수 있다. 또한, 제1 혈관영역(VR1) 및 제2 혈관영역(VR2)이 겹치는 비율이 기준비율보다 큰 경우, 제1 집속부(230)는 혈관영역(VR)의 움직임이 작은 것으로 판단하여 제1 도플러 초음파 송신신호(DTX1) 및 제2 도플러 초음파 송신신호(DTX2)의 집속위치를 제2 혈관영역(VR2)의 중심으로 이동시키지 않을 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제1 집속부(230)는 면적비율(RP)에 따라 제1 도플러 초음파 송신신호(DTX1) 및 제2 도플러 초음파 송신신호(DTX2)의 집속위치를 변경할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제2 페이즈드 어레이(130)는 제1 페이즈드 어레이(120)로부터 제공되는 제1 도플러 초음파 송신신호(DTX1)가 혈관영역(VR)으로부터 반사되는 제1 도플러 초음파 수신신호(DRX1)를 수신하고, 제1 페이즈드 어레이(120)는 제2 페이즈드 어레이(130)로부터 제공되는 제2 도플러 초음파 송신신호(DTX2)가 혈관영역(VR)으로부터 반사되는 제2 도플러 초음파 수신신호(DRX2)를 수신할 수 있다.
도 10 내지 12는 도 1의 초음파 영상장치의 일 실시예를 설명하기 위한 도면들이다.
도 1 내지 12를 참조하면, 일 실시예에 있어서, 초음파 영상장치(10)는 혈류속도 산출부(240), 영상부(250) 및 제2 집속부(260)를 더 포함할 수 있다. 혈류속도 산출부(240)는 제1 도플러 초음파 수신신호(DRX1) 및 제2 도플러 초음파 수신신호(DRX2)에 기초하여 생성되는 혈류속도(BVE)를 산출할 수 있다. 예를 들어, 제1 도플러 초음파 수신신호(DRX1)는 제1 페이즈드 어레이(120)로부터 송신되는 제1 도플러 초음파 송신신호(DTX1)가 혈관영역(VR)으로부터 반사되어 제1 페이즈드 어레이(120) 또는 제2 페이즈드 어레이(130)로 수신되는 신호를 나타낼 수 있고, 제2 도플러 초음파 수신신호(DRX2)는 제2 페이즈드 어레이(130)로부터 송신되는 제2 도플러 초음파 송신신호(DTX2)가 혈관영역(VR)으로부터 반사되어 제1 페이즈드 어레이(120) 또는 제2 페이즈드 어레이(130)로 수신되는 신호를 나타낼 수 있다. 본 발명에 따른 초음파 영상장치(10)에 포함되는 혈류속도 산출부(240)는 제1 도플러 초음파 수신신호(DRX1) 및 제2 도플러 초음파 수신신호(DRX2)를 이용하여 혈관영역(VR)에서의 혈류속도(BVE)를 산출할 수 있다.
영상부(250)는 혈류속도(BVE)가 미리 정해진 기준속도(RVE)보다 작은 경우, 리니어 어레이(110)를 구동하여 초음파 영상(UI)을 획득할 수 있다. 예를 들어, 사람의 움직임으로 인하여 제1 페이즈드 어레이(120) 및 제2 페이즈드 어레이(130)를 이용하여 집속하는 지점이 혈관에서 벗어날 수 있고, 혈류속도 산출부(240)로부터 산출되는 혈류속도(BVE)는 기준속도(RVE)보다 작을 수 있다. 이 경우, 본 발명에 따른 초음파 영상장치(10)에 포함되는 영상부(250)는 혈관영역(VR)의 위치를 다시 파악하기 위하여 리니어 어레이(110)를 구동하여 초음파 영상(UI)을 획득할 수 있다.
또한, 일 실시예에 있어서, 미리 정해진 일정한 시간간격마다 획득되는 하나의 스캔라인에서 혈관벽에 상응하는 위치에서의 신호크기가 미리 정해진 기준크기보다 작은 경우, 본 발명에 따른 초음파 영상장치(10)는 대상체에 영상 초음파 송신신호를 송신하고, 대상체로부터 반사되는 영상 초음파 수신신호를 수신하여 초음파 영상(UI)을 획득할 수 있고, 이동한 혈관영역(VR)의 위치를 다시 파악할 수 있다.
제2 집속부(260)는 초음파 영상(UI)에 포함되는 혈관영역(VR)의 중심에 제1 도플러 초음파 송신신호(DTX1) 및 제2 도플러 초음파 송신신호(DTX2)를 집속할 수 있다. 예를 들어, 사람의 움직임으로 인하여 이동한 혈관영역(VR)을 영상부(250)를 통해서 검출하면, 제2 집속부(260)는 이동한 혈관영역(VR)의 중심으로 제1 도플러 초음파 송신신호(DTX1) 및 제2 도플러 초음파 송신신호(DTX2)를 집속할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 초음파 영상장치(10)는 면적점수부(271) 및 속도점수부(272)를 더 포함할 수 있다. 면적점수부(271)는 면적비율(RP)을 점수화한 면적점수(RPO)를 제공할 수 있다. 면적점수부(271)는 제1 초음파 영상(UI1)에 포함되는 제1 혈관영역(VR1) 및 제2 초음파 영상(UI2)에 포함되는 제2 혈관영역(VR2)이 겹치는 면적비율(RP)이 증가함에 따라 면적점수(RPO)는 감소하도록 구성할 수 있다. 예를 들어 면적비율(RP)이 100%인 경우, 면적점수(RPO)는 50점이고, 면적비율(RP)이 80%인 경우, 면적점수(RPO)는 60점일 수 있다. 또한, 면적비율(RP)이 70%인 경우, 면적점수(RPO)는 70점이고, 면적비율(RP)이 50%인 경우, 면적점수(RPO)는 80점일 수 있다.
속도점수부(272)는 혈류속도(BVE) 및 기준속도(RVE) 사이의 차이값에 따라 결정되는 속도점수(VPO)를 제공할 수 있다. 속도점수부(272)는 혈관영역(VR)에서의 혈류속도(BVE)가 증가함에 따라 속도점수(VPO)는 증가하도록 구성할 수 있다. 예를 들어, 기준속도(RVE)는 5일 수 있다. 혈류속도(BVE)가 10인 경우, 속도점수(VPO)는 90점일 수 있고, 혈류속도(BVE)가 8인 경우, 속도점수(VPO)는 80점일 수 있다. 또한, 혈류속도(BVE)가 6인 경우, 속도점수(VPO)는 70점일 수 있고, 혈류속도(BVE)가 4인 경우, 속도점수(VPO)는 60점일 수 있다. 여기서는, 속도점수(VPO)가 도플러 신호에 기초하여 산출되는 혈류속도(BVE)와 기준속도(RVE)에 따라 결정되는 것으로 기재되어 있으나, 도플러 신호의 에너지 및 기준 에너지(Threshold)에 따라서 결정될 수도 있다.
일 실시예에 있어서, 초음파 영상장치(10)는 가중치부(273) 및 비교부(274)를 더 포함할 수 있다. 가중치부(273)는 면적점수(RPO) 및 속도점수(VPO) 각각에 적용되는 가중치를 결정하여 제1 가중치 점수(WP1) 및 제2 가중치 점수(WP2)를 제공할 수 있다. 예를 들어, 가중치는 사용자의 설정에 따라 다양하게 설정될 수 있다. 제1 가중치 점수(WP1)는 면적점수(RPO)에 가중치를 적용한 점수일 있고, 제2 가중치 점수(WP2)는 속도점수(VPO)에 가중치를 적용한 점수일 있다.
비교부(274)는 제1 가중치 점수(WP1) 및 제2 가중치 점수(WP2)의 합과 미리 정해진 기준점수(GPO)를 비교하여 비교결과(RE)를 제공할 수 있다. 예를 들어, 면적점수(RPO) 및 속도점수(VPO) 각각에 적용되는 가중치는 1이고, 제1 가중치 점수(WP1)는 50점이고, 제2 가중치 점수(WP2)는 60점일 수 있다. 여기서, 기준점수는 120점일 수 있다. 이 경우, 제1 가중치 점수(WP1) 및 제2 가중치 점수(WP2)의 합인 110점은 기준점수인 120점보다 작을 수 있다.
제1 가중치 점수(WP1) 및 제2 가중치 점수(WP2)의 합이 기준점수보다 작으면, 비교부(274)는 혈관영역(VR)의 일부가 막혀 있다고 판단할 수 있다. 예를 들어, 사람의 움직임이 없어 혈관영역(VR)에 대한 면적비율(RP)은 100%로 유지됨에도 불구하고 혈류속도(BVE)가 상대적으로 낮게 나타나는 것은 혈관영역(VR) 내에 움직이지 않는 고정된 물질이 쌓여 있는 부분에 제1 도플러 초음파 송신신호(DTX1) 및 제2 도플러 초음파 송신신호(DTX2)가 집속된 것을 의미할 수 있다.
도 13 및 14는 도 1의 초음파 영상장치의 다른 실시예를 설명하기 위한 도면들이다.
일 실시예에 있어서, 초음파 영상장치(10)는 영역 구분기(280)를 더 포함할 수 있다. 영역 구분기(280)는 혈관영역(VR)을 복수의 구분영역들로 구분할 수 있다. 예를 들어, 영역구분기(280)는 혈관영역(VR)을 제1 구분영역(GR1) 내지 제4 구분영역(GR4)으로 구분할 수 있다. 제1 도플러 초음파 송신신호(DTX1) 및 제2 도플러 초음파 송신신호(DTX2)가 집속되는 지점이 혈관영역(VR) 중 제2 구분영역이고, 제2 구분영역에 노폐물들이 쌓여 있는 경우, 제1 가중치 점수(WP1) 및 제2 가중치 점수(WP2)의 합이 기준점수보다 작을 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제1 가중치 점수(WP1) 및 제2 가중치 점수(WP2)의 합이 기준점수(GPO)보다 작은 경우, 초음파 영상장치(10)는 제1 도플러 초음파 송신신호(DTX1) 및 제2 도플러 초음파 송신신호(DTX2)가 집속된 위치로부터 혈관영역(VR)내의 구분영역들 중 가장 멀리 배치되는 선택영역(SR)으로 제1 도플러 초음파 송신신호(DTX1) 및 제2 도플러 초음파 송신신호(DTX2)를 집속할 수 있다. 예를 들어, 제2 구분영역(GR2)으로부터 가장 멀리 배치되는 구분영역은 제4 구분영역(GR4)일 수 있고, 본 발명에 따른 초음파 영상장치(10)는 제4 구분영역(GR4)을 선택영역(SR)으로 설정하고, 제1 도플러 초음파 송신신호(DTX1) 및 제2 도플러 초음파 송신신호(DTX2)를 선택영역(SR)에 송신할 수 있다.
본 발명에 따른 듀얼 모드 프로브를 포함하는 초음파 영상장치(10)는 미리 정해진 시간간격마다 리니어 어레이(110)를 이용하여 획득되는 초음파 영상(UI)에 기초하여 혈관이 위치하는 혈관영역(VR)을 파악하고, 리니어 어레이(110) 양측에 배치되는 하나 이상의 페이즈드 어레이를 이용하여 혈관영역(VR)에 도플러 초음파 송신신호를 집속하여 수신되는 도플러 초음파 수신신호에 따라 혈류속도(BVE)를 산출함으로써 사람의 움직임으로 인한 혈류속도(BVE) 측정의 어려움을 극복할 수 있다.
위에서 언급된 본 발명의 기술적 과제 외에도, 본 발명의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술되거나, 그러한 기술 및 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
10: 초음파 영상장치 110: 리니어 어레이
120: 제1 페이즈드 어레이 130: 제2 페이즈드 어레이

Claims (11)

  1. 인체 내부의 초음파 영상을 획득하기 위해 영상 초음파 신호를 송수신하는 리니어 어레이;
    상기 초음파 영상에 포함되는 혈관영역에 도플러 초음파 송신신호를 제공하는 하나 이상의 페이즈드 어레이를 포함하고,
    상기 리니어 어레이를 구동하여 제1 시간에 획득된 제1 초음파 영상에 포함되는 제1 혈관영역 및 상기 제1 시간으로부터 영상간격 이후 제2 시간에 획득된 제1 초음파 영상에 포함되는 제2 혈관영역 사이에 겹치는 면적비율을 제공하는 비율제공부; 및
    상기 면적비율에 따라 상기 도플러 초음파 송신신호의 집속위치를 변경하는 제1 집속부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 영상장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 페이즈드 어레이는,
    상기 초음파 영상에 포함되는 혈관영역에 제1 도플러 초음파 송신신호를 제공하는 제1 페이즈드 어레이; 및
    상기 혈관영역에 제2 도플러 초음파 송신신호를 제공하는 제2 페이즈드 어레이를 포함하는 초음파 영상장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 페이즈드 어레이는 상기 리니어 어레이를 기준으로 제1 방향에 배치되고, 상기 제2 페이즈드 어레이는 상기 리니어 어레이를 기준으로 상기 제1 방향의 반대방향에 해당하는 제2 방향에 배치되는 것을 특징으로 하는 초음파 영상장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 초음파 영상장치는,
    상기 리니어 어레이를 미리 정해진 시간간격에 해당하는 영상간격마다 구동하는 구동부; 및
    상기 영상간격마다 획득되는 상기 초음파 영상에 포함되는 상기 혈관영역을 검출하는 혈관 검출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 영상장치.
  5. 삭제
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제2 페이즈드 어레이는 상기 제1 페이즈드 어레이로부터 제공되는 제1 도플러 초음파 송신신호가 상기 혈관영역으로부터 반사되는 제1 도플러 초음파 수신신호를 수신하고,
    상기 제1 페이즈드 어레이는 상기 제2 페이즈드 어레이로부터 제공되는 제2 도플러 초음파 송신신호가 상기 혈관영역으로부터 반사되는 제2 도플러 초음파 수신신호를 수신하는 것을 특징으로 하는 초음파 영상장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 초음파 영상장치는,
    상기 제1 도플러 초음파 수신신호 및 상기 제2 도플러 초음파 수신신호에 기초하여 생성되는 혈류속도를 산출하는 혈류속도 산출부;
    상기 혈류속도가 미리 정해진 기준속도보다 작은 경우, 상기 리니어 어레이를 구동하여 상기 초음파 영상을 획득하는 영상부; 및
    상기 초음파 영상에 포함되는 상기 혈관영역의 중심에 상기 제1 도플러 초음파 송신신호 및 상기 제2 도플러 초음파 송신신호를 집속하는 제2 집속부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 영상장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 초음파 영상장치는,
    상기 면적비율을 점수화한 면적점수를 제공하는 면적점수부;
    상기 혈류속도 및 상기 기준속도 사이의 차이값에 따라 결정되는 속도점수를 제공하는 속도점수부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 영상장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 초음파 영상장치는,
    상기 면적점수 및 상기 속도점수 각각에 적용되는 가중치를 결정하여 제1 가중치 점수 및 제2 가중치 점수를 제공하는 가중치부; 및
    상기 제1 가중치 점수 및 상기 제2 가중치 점수의 합과 미리 정해진 기준점수를 비교하여 비교결과를 제공하는 비교부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 영상장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 초음파 영상장치는,
    상기 혈관영역을 복수의 구분영역들로 구분하는 영역 구분기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 영상장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 초음파 영상장치는,
    상기 제1 가중치 점수 및 상기 제2 가중치 점수의 합이 상기 기준점수보다 작은 경우,
    상기 제1 도플러 초음파 송신신호 및 상기 제2 도플러 초음파 송신신호가 집속된 위치로부터 상기 혈관영역내의 상기 구분영역들 중 가장 멀리 배치되는 선택영역으로 상기 제1 도플러 초음파 송신신호 및 상기 제2 도플러 초음파 송신신호를 집속하는 것을 특징으로 하는 초음파 영상장치.
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