KR19990050232A - 위치검출이 가능한 초음파탐촉자 및 이를 이용한 초음파3차원영상획득방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 저가(低價)의 위치검출센서를 채용하여 초음파에코신호를 획득하고, 이 획득된 신호를 이용하여 초음파3차원영상을 획득할 수 있는 초음파탐촉자 및 이를 이용한 초음파3차원영상화방법에 관한 것이다. 본 발명은 위치검출센서를 구비한 초음파탐촉자를 포함한다. 본 발명은 저가의 위치검출센서가 구비된 초음파탐촉자를 이용하여 이 센서가 검출할 수 있는 범위내에서 사용자가 수동으로 환자의 검사부위를 스캐닝한다. 이러한 스캐닝을 통해 수신된 초음파에코신호를 이용하여 초음파3차원영상을 구성한다. 따라서, 본 발명은 저가의 위치검출센서를 채용한 초음파탐촉자에 의해 전체적으로 가격이 낮춰진 3차원초음파영상화장치를 제공하는 효과가 있다.

Description

위치검출이 가능한 초음파탐촉자 및 이를 이용한 초음파3차원영상획득방법
본 발명은 초음파탐촉자(ultrasonic probe) 및 이를 이용한 초음파3차원영상획득방법에 관한 것으로, 특히 저가(低價)의 위치검출센서를 채용하여 초음파에코신호를 수신하고, 이 초음파에코신호를 이용하여 초음파3차원영상을 획득할 수 있는 위치검출이 가능한 초음파탐촉자 및 이를 이용한 초음파3차원영상획득방법에 관한 것이다.
초음파영상화장치는 초음파를 이용하여 인체내부의 단면구조를 보여주는 것으로서, 내과, 소아과, 산부인과 등의 모든 의학분야에 널리 사용되고 있다. 특히, 인체내부의 단면구조를 관찰할 수 있는 B-모드 영상화장치와 움직이는 물체에서 반사될 때 일어나는 초음파 도플러 현상을 이용하여 인체내의 혈류 정보를 영상으로 제공하는 영상화장치가 가장 널리 사용되고 있다. 최근에 와서는 이러한 초음파정보를 3차원 영상으로 제공하는 초음파3차원영상화장치의 개발이 시도되고 있다.
일반적으로, 초음파3차원영상화장치는 한 평면을 스캔하였을 때 한 직선의 영상(image)을 구하고, 이 직선상의 점들의 밝기를 초음파에코신호의 세기로 매핑(mapping)한다. 초음파에코신호의 세기는 대상체의 초음파 반사율, 대상체면에서의 초음파 진행방향에 대한 기울기 등으로 결정된다. 한 평면을 스캔한 후에는 평면을 측면(lateral)방향으로 조금씩 이동한 후, 다시 상술한 바와같은 동작을 반복수행한다. 이렇게 얻어진 여러개의 직선 영상을 모아 대상체 표면의 형상을 나타내는 3차원 영상을 얻는다.
이러한 초음파3차원영상화장치에서, 대상체의 한 평면을 스캐닝하는데 여러 가지 방법이 있다. 그 중 하나는 초음파탐촉자를 기계적으로 균등하게 이동시켜 초음파빔을 발사하고, 대상체로부터 되돌아오는 초음파에코신호를 획득하여 초음파3차원영상을 얻는 방법이다. 또하나의 방법은 초음파탐촉자를 자유롭게 이동시키되 정밀한 위치검출센서를 채용하여 탐촉자의 정확한 위치 및 각도 등을 검출하여 이때 스캐닝된 초음파에코신호를 통해 초음파3차원영상을 얻는 방법이 있다.
상술한 바와같이 기계적으로 균등하게 이동하는 초음파탐촉자는 이러한 기계적인 이동을 위한 프로그램의 구동 및 장치의 다양화를 필요로 하므로 가격이 상승하였다. 또한, 자유롭게 이동하여 스캐닝하는 초음파탐촉자는 정확한 위치 및 각도를 검출하는 고가(高價)의 정밀한 센서를 채용하는데 있어서 비용이 상승하였다.
따라서, 본 발명의 목적은 저가(低價)의 위치검출센서를 채용한 초음파탐촉자와, 이 초음파탐촉자를 통해 획득된 초음파에코신호를 이용하여 초음파3차원영상을 획득하는 초음파3차원영상획득방법을 제공함에 있다.
도 1은 본 발명의 초음파탐촉자와 이를 이용하여 초음파3차원영상을 획득하는 방법을 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 초음파탐촉자를 도시한 도면.
※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10 : 초음파탐촉자 12 : 손잡이 본체
13 : 위치검출센서 14 : 변환기
20 : 초음파3차원영상구성부 30 : 디스플레이부
위와같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은 초음파탐촉자에 있어서, 초음파빔을 발사하고, 되돌아오는 초음파에코신호를 수신하는 변환소자들을 구비한 변환기 및 상기 변환기에 연결되며, 스캐닝한 평면의 위치에 대한 한 방향의 정보를 검출하는 저가(低價)의 위치검출센서가 부착된 손잡이 본체를 포함한 초음파탐촉자에 있다.
위와같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 특징은 초음파탐촉자를 이용하여 초음파영상을 획득하기 위한 방법에 있어서, 제 1항 또는 제 2항 기재의 초음파탐촉자를 인체표면에 접촉시키고, 접촉점의 한 축을 중심으로 한 방향으로 소정 각도로 회전이동시킨 스캐닝을 통해 초음파에코신호를 획득하는 초음파에코신호 획득단계, 상기 획득한 초음파에코신호를 이용하여 초음파3차원영상을 구성하는 초음파3차원영상구성단계 및 상기 초음파3차원영상을 디스플레이하는 디스플레이단계를 포함하는 초음파3차원영상획득방법에 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하겠다.
도 1은 본 발명의 초음파탐촉자와 초음파3차원영상 획득방법을 설명하기 위한 도면이다. 초음파탐촉자(10)는 측정자가 잡을 수 있는 손잡이 본체(12)와 손잡이 본체(12)의 후단에 연결된 트랜스듀서의 변환소자들을 구비한 변환기(14)를 포함한다. 손잡이 본체(12)에는 저가(低價)의 위치검출센서(13) 예를들어, 압전(piezoelectric)현상을 이용한 각속도검출센서가 부착된다. 이러한 각속도검출센서 이외에도 위치검출이 가능한 저가(低價)의 다른 센서가 사용될 수도 있다. 도면상에서는 위치검출센서(13)를 손잡이 본체(12)의 외부에 부착하였다. 이 위치검출센서(13)는 손잡이 본체(12)의 내부에 포함시킬 수도 있다. 이러한 변환기(14)는 피부표면에 접촉되어 초음파빔을 인체 내부로 발사한다. 변환기(14)는 인체 내부로부터 되돌아오는 초음파에코신호를 전기적인 신호로 변환한다. 도면에서는, 피부표면 아래에 영상으로 초음파빔이 발사되는 범위를 나타내었다. 초음파3차원영상구성부(20)는 변환기(14)로부터 인가되는 초음파에코신호를 초음파3차원영상으로 구성한다. 디스플레이부(30)는 초음파3차원영상을 디스플레이한다.
측정자(예 : 의사, 의료기사등)는 한 방향의 이동정보만을 감지할 수 있는 저가의 위치검출센서를 채용한 초음파탐촉자(10)의 손잡이 본체(12)를 잡고, 도 1에 도시된 바와같이, 인체표면에 접촉시킨다. 이렇게 접촉시킨후, 접촉점의 한 축을 중심으로 한 방향으로 소정 각도만큼 회전시켜 스캐닝을 한다. 초음파탐촉자(10)는 이러한 스캐닝 순서대로 초음파빔을 인체내부로 발사하고, 인체내부로부터 되돌아오는 초음파에코신호를 수신하여 전기적인 신호로 변환한다. 초음파3차원영상구성부(20)는 위치검출센서(13)의 출력에 의해 초음파가 스캐닝한 평면의 위치를 알 수 있다. 따라서, 초음파3차원영상구성부(20)는 이 위치검출센서(13)로부터의 이동량 검출신호를 참고로하여 변환기(14)에서 전기적인 신호로 변환된 초음파에코신호를 3차원신호처리알고리즘을 통해 초음파3차원영상으로 구성한다. 이와같은 3차원영상구성부(20)는 이미 알려져 있으므로, 구체적인 설명은 생략한다. 디스플레이부(30)는 초음파3차원영상을 디스플레이한다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 초음파탐촉자를 도시한 도면이다. 도면에 표시된 도면부호는 도 1과 동일하므로 그 자세한 설명은 생략하겠다. 도 2에 도시한 초음파탐촉자는 통상 산부인과에서 사용하는 초음파탐촉자로서 인체에 삽입하여 초음파신호를 발사하고, 되돌아오는 초음파에코신호를 수신한다. 도시된 바와같이, 저가의 위치검출센서 예를들어, 각속도센서를 채용한 초음파탐촉자를 한 방향으로 회전하여 전체의 단면영상을 얻을 수 있다.
상술한 바와같이, 본 발명은 저가의 위치검출센서를 채용한 초음파탐촉자를 측정자가 인체피부의 접촉점의 한 축을 중심으로 한방향으로만 소정 각도 회전하여 인체내부로 초음파빔을 발사하거나, 인체내에 삽입하는 초음파탐촉자를 한 방향으로 회전하여 초음파빔을 발사하고, 인체 내부로부터의 초음파에코신호를 수신하여 3차원영상으로 표시가능하다. 따라서, 본 발명은 저가의 위치검출센서를 채용한 초음파탐촉자에 의해 전체적으로 가격이 낮춰진 초음파영상화장치를 제공한다.

Claims (3)

  1. 초음파탐촉자에 있어서,
    초음파빔을 발사하고, 되돌아오는 초음파에코신호를 수신하는 변환소자들을 구비한 변환기; 및
    상기 변환기에 연결되며, 한쪽 방향의 각속도를 검출하여 위치정보의 검출이 가능한 저가(低價)의 센서가 부착된 손잡이 본체를 포함한 초음파탐촉자.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 위치검출센서는 압전(piezoelectric)현상을 이용한 각속도검출센서인 것을 특징으로 하는 초음파탐촉자.
  3. 초음파탐촉자를 이용하여 초음파영상을 획득하기 위한 방법에 있어서,
    제 1항 또는 제 2항 기재의 초음파탐촉자를 인체표면에 접촉시키고, 접촉점의 한 축을 중심으로하여 한 방향으로 소정 각도 이동시킨 스캐닝을 통해 초음파에코신호를 획득하는 초음파에코신호 획득단계;
    상기 획득한 초음파에코신호를 이용하여 초음파3차원영상을 구성하는 초음파3차원영상구성단계; 및
    상기 초음파3차원영상을 디스플레이하는 디스플레이단계를 포함하는 초음파3차원영상획득방법.
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