KR20070105607A - Ultrasound system and method for forming ultrasound image - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 초음파 시스템의 구성을 보이는 블록도.1 is a block diagram showing the configuration of an ultrasonic system according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 초음파 영상 형성 절차를 보이는 플로우챠트.2 is a flowchart showing an ultrasound image forming procedure according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 초음파 영상 형성 절차를 보이는 플로우챠트.3 is a flowchart showing an ultrasound image forming procedure according to another embodiment of the present invention.
본 발명은 초음파 시스템에 관한 것으로, 프로브의 위치정보에 기초하여 초음파 영상을 형성하는 초음파 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an ultrasound system, and to an ultrasound system and method for forming an ultrasound image based on location information of a probe.
일반적으로, 초음파 시스템은 대상체의 체표로부터 대상체를 향하여 초음파 신호를 송신하고, 대상체로부터 반사된 초음파 신호(초음파 에코신호)의 정보를 이용하여 연부조직의 단층이나 혈류에 관한 영상을 무침습으로 얻는 장치이다. 이 장치는 X선 진단장치, X선 CT스캐너(Computerized Tomography Scanner), MRI(Magnetic Resonance Image), 핵의학 진단장치 등의 다른 화상진단장치와 비교 하여, 소형이고 저렴하며, 실시간으로 표시 가능하고, X선 등의 피복이 없어 안전성이 높은 장점을 갖고 있어, 심장, 복부, 비뇨기 및 산부인과 진단을 위해 널리 이용되고 있다.In general, an ultrasound system is an apparatus for transmitting an ultrasound signal from a body surface of an object toward an object and obtaining an image of soft tissue tomography or blood flow as non-invasive using information of an ultrasound signal (ultrasonic echo signal) reflected from the object. to be. Compared with other imaging devices such as X-ray diagnostics, X-ray CT scanners, Magnetic Resonance Images (MRIs), and nuclear medical diagnostics, these devices are compact, inexpensive, and display in real time. Since there is no coating of X-rays and the like, it has high safety and is widely used for diagnosing the heart, abdomen, urinary gynecology and gynecology.
특히, 초음파 시스템은 대상체에 대한 초음파 영상, 특히 3차원 초음파 영상을 얻기 위해 초음파 신호를 대상체로 송신하고, 대상체로부터 반사되어 온 초음파 에코신호를 수신하기 위한 프로브를 포함한다. 3차원 초음파 영상을 얻기 위한 프로브로서, 트랜스듀서를 요동시킴으로써 평면상의 주사면을 이동시켜 주사면의 이동범위인 3차원 영역에 대해 초음파 에코신호를 얻는 3D 프로브, 또는 사용자가 프로브 자체를 이동시킴으로써 평면상의 주사면을 이동시켜 3차원 영역에 대해 초음파 에코신호를 얻는 2D 프로브가 이용된다.In particular, the ultrasound system includes a probe for transmitting an ultrasound signal to the object to obtain an ultrasound image, in particular a 3D ultrasound image of the object, and for receiving an ultrasound echo signal reflected from the object. A probe for obtaining a three-dimensional ultrasound image, which is a 3D probe that obtains an ultrasonic echo signal with respect to a three-dimensional area that is a moving range of the scanning surface by moving the transducer by oscillating the transducer, or the user moves the probe itself. A 2D probe is used which moves the scanning surface of the image to obtain an ultrasonic echo signal for the three-dimensional region.
일반적으로 3D 프로브는 대상체의 전체적인 형태를 입체적으로 조영하거나, 대상체가 움직이는 형태를 동영상으로 조영할 수 있다. 그러나, 3D 프로브는 그 구조가 상당히 복잡하며, 가격이 고가인 단점이 있다.In general, the 3D probe may stereoscopically image the overall shape of the object or may image the shape in which the object moves. However, the 3D probe has a disadvantage in that its structure is quite complicated and its price is high.
전술한 3D 프로브의 단점으로 인해, 현재에는 2D 프로브가 많이 이용되고 있다. 즉, 사용자에 의해 2D 프로브가 소정 거리를 일정한 속도로 대상체의 표면을 따라 이동됨으로써, 3차원 초음파 영상을 형성하는데 필요한 초음파 에코신호를 얻을 수 있다.Due to the shortcomings of the 3D probe described above, 2D probes are now widely used. That is, the 2D probe is moved along the surface of the object by a user at a predetermined speed by a user, thereby obtaining an ultrasound echo signal required to form a 3D ultrasound image.
그러나, 2D 프로브를 이용하는 경우, 숙련된 사용자는 2D 프로브를 소정 거리 동안 일정한 속도로 이동시킬 수 있지만, 숙련되지 않은 사용자는 2D 프로브를 소정 거리 동안 일정한 속도로 이동시키는 것이 어렵고, 이로 인해 2D 프로브를 이 용하여 보다 정확한 3차원 초음파 영상을 얻을 수 없으며, 보다 정확한 3차원 초음파 영상을 얻기 위해 많은 시간이 소요되는 문제점이 있다.However, when using a 2D probe, an experienced user may move the 2D probe at a constant speed for a predetermined distance, but an inexperienced user may have difficulty moving the 2D probe at a constant speed for a predetermined distance, thereby causing the 2D probe to move. It is not possible to obtain a more accurate three-dimensional ultrasound image using this, there is a problem that takes a long time to obtain a more accurate three-dimensional ultrasound image.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 프로브에 장착된 센서를 이용하여 프로브가 이동하는 위치를 검출하고, 검출된 위치정보에 기초하여 영상을 형성하는데 필요한 초음파 영상 데이터를 추출하며, 추출된 초음파 영상 데이터에 기초하여 초음파 영상을 형성하는 초음파 시스템 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is to solve the above-mentioned problem, by using a sensor mounted on the probe to detect the position of the probe movement, based on the detected position information to extract the ultrasound image data necessary to form an image, and extracted An object of the present invention is to provide an ultrasound system and method for forming an ultrasound image based on ultrasound image data.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 초음파 시스템은 다수의 영상신호를 획득하기 위한 영상신호 획득수단; 상기 영상신호 획득수단에 장착되고, 각 영상신호가 획득될 때의 상기 영상신호 획득수단의 위치를 검출하며, 상기 검출된 위치에 대한 위치정보를 형성하기 위한 위치검출수단; 상기 다수의 영상신호에 기초하여 다수의 영상 데이터를 형성하기 위한 영상 데이터 형성수단; 및 영상을 형성하기 위한 영상설정정보와 상기 위치정보에 기초하여, 상기 다수의 영상 데이터에서 상기 영상설정정보에 해당되는 영상 데이터를 추출하고, 상기 추출된 영상 데이터에 기초하여 영상을 형성하기 위한 영상형성수단을 포함한다.In order to achieve the above object, the ultrasonic system of the present invention comprises a video signal acquisition means for obtaining a plurality of video signals; Position detection means mounted to the video signal acquisition means, for detecting the position of the video signal acquisition means when each video signal is acquired, and for forming position information on the detected position; Video data forming means for forming a plurality of video data based on the plurality of video signals; And extracting image data corresponding to the image setting information from the plurality of image data based on the image setting information and the position information for forming an image, and forming an image based on the extracted image data. And forming means.
또한, 본 발명의 초음파 영상 형성 방법은 a) 영상획득수단에서 다수의 영상신호를 획득하는 단계; b) 상기 영상획득수단에 장착된 위치검출수단에서 각 영상신호가 획득될 때의 상기 영상획득수단의 위치를 검출하여, 위치정보를 형성하는 단계; c) 상기 다수의 영상신호에 기초하여 다수의 영상 데이터를 형성하는 단계; d) 영상을 형성하기 위한 영상설정정보와 상기 위치정보에 기초하여, 상기 다수의 영상 데이터에서 상기 영상설정정보에 해당되는 영상 데이터를 추출하는 단계; 및 e) 상기 추출된 영상 데이터에 기초하여 영상을 형성하는 단계를 포함한다.In addition, the ultrasonic image forming method of the present invention comprises the steps of: a) obtaining a plurality of image signals from the image acquisition means; b) forming position information by detecting the position of said image acquisition means when each image signal is acquired by the position detection means mounted on said image acquisition means; c) forming a plurality of video data based on the plurality of video signals; d) extracting image data corresponding to the image setting information from the plurality of image data based on the image setting information and the position information for forming an image; And e) forming an image based on the extracted image data.
또한, 본 발명의 영상 형성 방법은 a) 영상획득수단에서 영상신호를 획득하는 단계; b) 상기 영상획득수단에 장착된 위치검출수단에서 상기 영상신호가 획득될 때의 상기 영상획득수단의 위치를 검출하여, 위치정보를 형성하는 단계; c) 영상을 형성하기 위한 영상설정정보와 상기 위치정보를 비교하는 단계; d) 상기 영상신호에 기초하여 영상 데이터를 형성하는 단계; e) 상기 영상설정정보에 해당되는 영상신호가 획득될 때까지 상기 단계 a) 내지 상기 단계 d)를 반복하는 단계; 및 f) 상기 영상 데이터에 기초하여 영상을 형성하는 단계를 포함한다.In addition, the image forming method of the present invention comprises the steps of: a) obtaining an image signal from the image acquisition means; b) detecting position of the image acquisition means when the image signal is acquired by position detection means mounted on the image acquisition means to form position information; c) comparing the image setting information and the position information for forming an image; d) forming image data based on the image signal; e) repeating the steps a) to d) until an image signal corresponding to the image setting information is obtained; And f) forming an image based on the image data.
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 초음파 시스템의 구성을 보이는 블록도이다.1 is a block diagram showing the configuration of an ultrasonic system according to an embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 초음파 시스템(100)은 프로브(110), 빔 포머(Beam Former)(120), 영상신호 프로세서(130), 저장부(140), 영상 프로세서(150) 및 디스플레이부(160)를 포함한다. 그리고, 영상신호 프로세서(130) 및 영상 프로세서(150)는 하나의 프로세서로써 구현될 수 있다.As shown, the
프로브(110)는 사용자에 의해 대상체(도시하지 않음)의 표면을 따라 소정 거리 이동되면서 대상체로 초음파 신호를 송신하고, 대상체로부터 반사되어 온 초음 파 에코신호를 수신하는 핸드프리(Hand-free) 스캔 방식의 2차원 프로브로서, 다수의 엘리먼트를 포함하는 트랜스듀서(112)와 적어도 하나의 센서(114)를 포함한다.The
트랜스듀서(112)는 입력되는 펄스들의 입력시간을 적절하게 지연시킴으로써 집속된 초음파 신호를 송신 스캔라인(Scanline)을 따라 대상체로 송신하는 한편, 대상체로부터 반사되며 서로 다른 수신시간을 갖는 초음파 에코신호를 수신한다.The
센서(114)는 초음파 에코신호가 트랜스듀서(112)를 통해 수신될 때의 프로브(110)의 위치를 검출하고, 검출된 위치에 대한 위치정보를 생성한다. 여기서, 위치정보는 최초의 초음파 에코신호가 트랜스듀서(112)에 수신될 때의 프로브(110)의 위치정보(이하, 초기 위치정보라 함), 마지막 초음파 에코신호가 트랜스듀서(112)에 수신될 때의 프로브(110)의 위치정보(이하, 최종 위치정보라 함), 각 초음파 에코신호가 트랜스듀서(112)에 수신될 때, 최초 위치정보를 기준으로 하여 프로브(110)가 이동한 위치정보(예를 들어, 프로브(110)가 이동한 거리정보)(이하, 이동 위치정보라 함)를 포함한다. 센서(114)는 프로브(110)의 위치를 검출할 수 있는 것이라면 어떤 것이라도 무방하며, 프로브(110)의 위치를 정확하게 검출할 수 있는 곳에 설치되는 것이 바람직하다.The
빔 포머(120)는 프로브(110)의 트랜스듀서(120)에 의해 송신되는 초음파 신호를 대상체에 송신 집속시키고, 대상체에서 반사되어 트랜스듀서(112)로 수신되는 초음파 에코신호에 시간 지연을 가하여 초음파 에코신호를 수신 집속시킨다.The beam former 120 focuses an ultrasound signal transmitted by the
영상신호 프로세서(130), 예를 들어 DSP(Digital Signal Processor)는 빔 포머(120)에 의해 수신 집속된 초음파 에코신호에 기초하여 초음파 에코신호의 크기 를 검출하는 포락선 검파처리를 수행하여 초음파 영상 데이터를 형성한다. 즉, 영상신호 프로세서(130)는 각 스캔라인 상에 존재하는 다수의 점의 위치정보 및 각 점에서 얻어지는 데이터에 기초하여 초음파 영상 데이터를 형성한다. 여기서, 초음파 영상 데이터는 각 점의 X-Y 좌표계 상의 좌표, 수직 스캔라인에 대한 각 스캔라인의 각도정보, 각 점에서 얻어지는 데이터 등을 포함한다.The
저장부(140)는 영상신호 프로세서(130)에 의해 처리된 초음파 영상 데이터와 위치정보를 저장한다. 다른 실시예에서, 저장부(140)는 초음파 영상 데이터만 저장할 수도 있다.The
영상 프로세서(150)는 센서(114)에 의해 생성된 위치정보와 영상설정정보에 기초하여 초음파 영상을 형성하는데 필요한 초음파 영상 데이터를 추출하고, 추출된 초음파 영상 데이터에 기초하여 초음파 영상을 형성한다. 여기서, 영상설정정보는 초음파 영상을 형성하는데 필요한 초음파 영상 데이터를 추출하는 스캔간격정보과, 초음파 영상을 형성하기 위한 영역을 설정하는 스캔범위정보를 포함하며, 이 영상설정정보는 사용자에 의해 수동으로 또는 초음파 시스템(100)에 의해 자동적으로 설정된 정보이다. 또한, 초음파 영상은 3차원 초음파 영상 또는 파노라믹 초음파 영상일 수 있다.The
영상 프로세서(150)에 의해 처리된 초음파 영상은 디스플레이부(160)에 디스플레이된다.The ultrasound image processed by the
이하, 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 초음파 영상을 형성하는 절차를 상세하게 설명한다.Hereinafter, a procedure of forming an ultrasound image according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 2 and 3.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 초음파 영상 형성 절차를 보이는 플로우챠트이다.2 is a flowchart illustrating an ultrasound image forming procedure according to an exemplary embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이, 센서(114)는 초음파 에코신호가 트랜스듀서(112)를 통해 수신되는지 판단한다(S102).As shown, the
단계 S102에서 초음파 에코신호가 트랜스듀서(112)를 통해 수신되지 않은 것으로 판단되면, 센서(114)는 초음파 에코신호가 수신될 때까지 대기한다.If it is determined in step S102 that the ultrasonic echo signal has not been received through the
한편, 단계 S102에서 초음파 에코신호가 트랜스듀서(112)를 통해 수신된 것으로 판단되면, 센서(114)는 프로브(110)의 위치를 검출하고(S104), 검출된 위치에 대한 위치정보를 형성한다(S106). 예를 들어, 트랜스듀서(112)가 최초의 초음파 에코신호를 수신한 경우, 센서(114)는 프로브(110)의 초기 위치정보를 형성하고, 초기 위치정보 형성 이후에 초음파 에코신호를 수신한 경우, 센서(114)는 초기 위치정보에 기초하여 프로브(110)의 이동 위치정보를 형성하며, 트랜스듀서(112)가 최후의 초음파 에코신호를 수신한 경우, 센서(114)는 프로브(110)의 최종 위치정보를 형성한다.On the other hand, if it is determined in step S102 that the ultrasonic echo signal has been received through the
이어서, 영상신호 프로세서(130)는 수신된 초음파 에코신호에 기초하여 초음파 영상 데이터를 형성하고(S108), 형성된 초음파 영상 데이터와 위치정보를 저장부(140)에 저장한다(S110).Subsequently, the
센서(114)는 초음파 에코신호가 트랜스듀서(112)를 통해 더 이상 수신되지 않는지 판단한다(S112).The
단계 S112에서 초음파 에코신호가 트랜스듀서(112)를 통해 계속 수신되는 것 으로 판단되면, 단계 S102로 되돌아간다.If it is determined in step S112 that the ultrasonic echo signal is continuously received through the
한편, 단계 S112에서 초음파 에코신호가 트랜스듀서(112)를 통해 더 이상 수신되지 않은 것으로 판단되면, 영상 프로세서(150)는 영상설정정보와 위치정보를 비교하여(S114), 영상설정정보의 스캔간격정보에 해당되는 위치정보가 존재하는지 판단한다(S116).On the other hand, if it is determined in step S112 that the ultrasonic echo signal is no longer received through the
단계 S116에서 스캔간격정보에 해당되는 위치정보가 존재하지 않은 것으로 판단되면, 영상 프로세서(150)는 스캔간격정보에 가장 인접한 위치정보를 검출하고(S118), 검출된 위치정보에 해당되는 초음파 영상 데이터를 추출한다(S120).If it is determined in step S116 that the position information corresponding to the scan interval information does not exist, the
한편, 단계 S116에서 스캔간격정보에 해당되는 위치정보가 존재하는 것으로 판단되면, 단계 S120을 수행한다.On the other hand, if it is determined in step S116 that position information corresponding to the scan interval information exists, step S120 is performed.
이어서, 영상 프로세서(150)는 영상설정정보의 스캔범위정보에 기초하여 스캔범위에 해당되는 초음파 영상 데이터를 모두 추출하였는지 판단하여(S122), 모두 추출하지 않은 것으로 판단되면 단계 S116으로 되돌아가는 한편, 모두 추출한 것으로 판단되면, 추출된 초음파 영상 데이터에 기초하여 초음파 영상을 형성하고(S124), 형성된 초음파 영상을 디스플레이부(160)에 디스플레이하도록 한다(S126).Subsequently, the
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 초음파 영상 형성 절차를 보이는 플로우챠트이다.3 is a flowchart illustrating an ultrasound image forming procedure according to another exemplary embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이, 센서(114)는 초음파 에코신호가 트랜스듀서(112)를 통해 수신되는지 판단한다(S202).As shown, the
단계 S202에서 초음파 에코신호가 트랜스듀서(112)를 통해 수신되지 않은 것 으로 판단되면, 센서(114)는 초음파 에코신호가 수신될 때까지 대기한다.If it is determined in step S202 that the ultrasonic echo signal has not been received through the
한편, 단계 S202에서 초음파 에코신호가 트랜스듀서(112)를 통해 수신된 것으로 판단되면, 센서(114)는 프로브(110)의 위치를 검출하고(S204), 검출된 위치에 대한 위치정보를 형성한다(S206).On the other hand, if it is determined in step S202 that the ultrasonic echo signal is received through the
이어서, 영상 프로세서(150)는 영상설정정보와 위치정보를 비교하여(S208), 형성된 위치정보가 영상설정정보의 스캔간격정보에 해당되는지 판단한다(S210).Next, the
단계 S210에서 위치정보가 스캔간격정보에 해당되지 않은 것으로 판단되면, 수신된 초음파 에코신호를 제거하고, 단계 S202로 되돌아간다.If it is determined in step S210 that the position information does not correspond to the scan interval information, the received ultrasonic echo signal is removed and the process returns to step S202.
한편, 단계 S210에서 위치정보가 스캔간격정보에 해당되는 것으로 판단되면, 영상신호 프로세서(130)는 수신된 초음파 에코신호에 기초하여 초음파 영상 데이터를 형성하고(S212), 형성된 초음파 영상 데이터를 저장부(140)에 저장한다(S214).On the other hand, if it is determined in step S210 that the position information corresponds to the scan interval information, the
영상 프로세서(150)는 영상설정정보의 스캔범위정보에 기초하여 스캔범위에 해당되는 초음파 영상 데이터를 획득, 즉 스캔범위에 해당되는 초음파 에코신호를 트랜스듀서(112)를 통해 수신하였는지 판단한다(S216).The
단계 S216에서 스캔범위에 해당되는 초음파 영상 데이터가 획득되지 않은 것으로 판단되면, 단계 S202로 되돌아간다.If it is determined in step S216 that ultrasound image data corresponding to the scan range has not been acquired, the process returns to step S202.
한편, 단계 S216에서 스캔범위에 해당되는 초음파 영상 데이터가 획득된 것으로 판단되면, 영상 프로세서(150)는 저장부(140)에 저장된 초음파 영상 데이터를 추출하고(S218), 추출된 초음파 영상 데이터에 기초하여 초음파 영상을 형성하며(S220), 형성된 초음파 영상을 디스플레이부(160)에 디스플레이하도록 한다(S222).On the other hand, if it is determined in step S216 that the ultrasound image data corresponding to the scan range is obtained, the
본 발명이 바람직한 실시예를 통해 설명되고 예시되었으나, 당업자라면 첨부한 특허청구범위의 사항 및 범주를 벗어나지 않고 여러 가지 변형 및 변경이 이루어질 수 있음을 알 수 있을 것이다.While the invention has been described and illustrated by way of preferred embodiments, those skilled in the art will recognize that various modifications and changes can be made without departing from the spirit and scope of the appended claims.
전술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 프로브에 장착된 센서의 위치정보에 기초하여 초음파 영상을 형성하는데 필요한 초음파 영상 데이터를 추출하여 초음파 영상(3차원 초음파 영상 또는 파노라믹 초음파 영상)을 형성할 수 있고, 이를 통해 숙련되지 않은 사용자도 편리하게 정확한 초음파 영상을 형성할 수 있다.As described above, according to the present invention, an ultrasound image (a 3D ultrasound image or a panoramic ultrasound image) may be formed by extracting ultrasound image data necessary to form an ultrasound image based on position information of a sensor mounted on a probe. In this way, even an inexperienced user can conveniently form an accurate ultrasound image.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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WITN | Withdrawal due to no request for examination |