KR20070121890A - 초음파 영상을 형성하는 초음파 시스템 및 방법 - Google Patents

초음파 영상을 형성하는 초음파 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 초음파 영상을 형성하는 초음파 시스템 및 방법에 관한 것으로, 대상체에 초음파 신호를 송신하고 대상체로부터 반사되는 초음파 신호를 수신하여 대상체의 B-모드 영상에 대한 영상신호를 획득하고, 획득된 영상신호에 기초하여 B-모드 영상신호를 형성하여 B-모드 영상을 디스플레이하고, 사용자로부터 B-모드 영상에 동시에 설정되는 다수의 샘플볼륨을 포함하는 다수의 샘플볼륨 그룹에서 1개의 샘플볼륨을 선택하기 위한 선택정보와, 선택된 샘플볼륨 그룹을 상기 B-모드 영상에 설정하기 위한 설정정보를 입력받고, 선택정보 및 설정정보에 기초하여 샘플볼륨 그룹의 도플러 신호를 획득하고, 획득된 도플러 신호에 기초하여 도플러 스펙트럼 신호를 형성하여 도플러 스펙트럼을 디스플레이하는 초음파 시스템 및 방법을 제공한다.
샘플볼륨, 도플러 스펙트럼, B-모드 영상, 초음파 신호

Description

초음파 영상을 형성하는 초음파 시스템 및 방법{ULTRASOUND SYSTEM AND METHOD FOR FORMING ULTRASOUND IMAGE}
도 1은 종래 B-모드 영상과 도플러 스펙트럼을 동시에 디스플레이하는 예를 보이는 예시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 초음파 시스템의 구성을 보이는 블록도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 샘플볼륨 그룹의 예를 보이는 예시도.
도 4은 본 발명의 실시예에 따른 B-모드 영상의 영상신호 및 샘플볼륨의 도플러 신호를 획득하기 위한 타이밍도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 디스플레이되는 B-모드 영상 및 도플러 스펙트럼 영상의 예를 보이는 예시도.
도 6는 본 발명의 실시예에 따른 초음파 영상 형성 절차를 보이는 플로우챠트.
<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>
100 : 초음파 시스템 110 : 진단부
120 : 저장부 130 : 입력부
140 : 제어부 150 : 프로세서
160 : 출력부
본 발명은 초음파 시스템에 관한 것으로, 특히 초음파 영상을 형성하는 초음파 시스템 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 초음파 시스템은 대상체의 체표로부터 대상체를 향하여 초음파 신호를 송신하고, 대상체로부터 반사된 초음파 신호의 정보를 이용하여 연부조직의 단층이나 혈류에 관한 이미지를 무침습으로 얻는 장치이다. 이 장치는 X선 진단장치, CT 스캐너(Computerized Tomography Scanner), MRI(Magnetic Resonance Image), 핵의학 진단장치 등의 다른 화상진단장치와 비교할 때, 소형이고, 저렴하며, 실시간으로 표시할 수 있고, X선 등의 피복이 없어 안전성이 높은 장점을 갖고 있어, 심장, 복부, 비뇨기 및 산부인과 진단을 위해 널리 이용되고 있다.
한편, 초음파 시스템은 혈관 내 적혈구의 이동속도를 측정하거나 심장의 움직임을 측정하기 위해, 도플러 효과(Doppler Effect)를 이용한다. 도 1은 B-모드(Brightness-mode) 영상(11)과 도플러 스펙트럼(14)을 동시에 디스플레이한 예를 보이는 예시도이다. 사용자가 입력부(예를 들어, 트랙볼)을 이용하여 B-모드 영상(11)의 혈관(12) 상에 샘플볼륨(13)을 설정하면, 초음파 시스템은 샘플볼륨(13)의 스캔라인에서 획득되는 데이터에 기초하여 도플러 스펙트럼(14)을 형성한다.
그러나, 종래의 초음파 시스템은, 사용자가 B-모드 영상(11)에서 혈관(12)의 위치를 찾고, 찾은 위치로 샘플볼륨(13)을 이동시켜야 하기 때문에, 샘플볼륨(13) 을 혈관의 중심에 정확히 위치시키기 어려울 뿐만 아니라, 컬러 모드가 지원되지 않을 경우, B-모드 영상만으로 미세한 혈관의 위치를 정확하게 찾을 수 없고, 이로 인해 정확한 혈류 속도를 측정할 수 없는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, B-모드 영상에 다수의 샘플볼륨을 상이한 위치에 동시에 위치시키고 각 샘플볼륨에 대한 도플러 신호를 획득하여 도플러 스펙트럼을 형성하여 디스플레이하는 초음파 시스템 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 초음파 시스템은 다수의 샘플볼륨을 포함하는 샘플볼륨 그룹을 다수개 저장하기 위한 저장부; 대상체에 초음파 신호를 송신하고 상기 대상체로부터 반사되는 초음파 신호를 수신하여 대상체의 B-모드 영상을 형성하기 위한 영상신호를 획득하고, 상기 대상체에서 사용자에 의해 선택된 샘플볼륨 그룹의 각 샘플볼륨에 대한 도플러 신호를 획득하기 위한 신호 획득부; 사용자로부터 상기 저장부에 저장된 샘플볼륨 그룹을 선택하는 선택정보와, 상기 선택된 샘플볼륨 그룹을 상기 대상체의 B-모드 영상에 설정하기 위한 설정정보를 입력받기 위한 입력부; 상기 영상신호에 기초하여 B-모드 영상신호를 형성하고, 상기 샘플볼륨 그룹의 각 샘플볼륨에 대한 도플러 신호에 기초하여 상기 각 샘플볼륨에 대한 도플러 스펙트럼 신호를 형성하기 위한 프로세서; 및 상기 B-모드 영상신호에 기초하여 B-모드 영상을 디스플레이하고, 상기 도플러 스펙트럼 신호에 기 초하여 도플러 스펙트럼을 디스플레이하기 위한 디스플레이부를 포함한다.
또한, 본 발명의 초음파 영상 형성 방법은 a) 대상체에 초음파 신호를 송신하고 대상체로부터 반사되는 초음파 신호를 수신하여 상기 대상체의 B-모드 영상에 대한 영상신호를 획득하는 단계; b) 상기 영상신호에 기초하여 B-모드 영상신호를 형성하고, 상기 B-모드 영상신호에 기초하여 B-모드 영상을 디스플레이하는 단계; c) 사용자로부터 상기 B-모드 영상에 동시에 설정되는 다수의 샘플볼륨을 포함하는 다수의 샘플볼륨 그룹에서 1개의 샘플볼륨 그룹을 선택하기 위한 선택정보를 입력받는 단계; d) 사용자로부터 상기 선택된 샘플볼륨 그룹을 상기 B-모드 영상에 설정하기 위한 설정정보를 입력받는 단계; e) 상기 선택정보 및 설정정보에 기초하여 상기 샘플볼륨 그룹의 도플러 신호를 획득하는 단계; 및 f) 상기 도플러 신호에 기초하여 도플러 스펙트럼 신호를 형성하고, 상기 도플러 스펙트럼 신호에 기초하여 도플러 스펙트럼을 디스플레이하는 단계를 포함한다.
이하, 도 2 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 초음파 시스템의 구성을 보이는 블록도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 초음파 시스템(100)은 진단부(110), 저장부(120), 입력부(130), 제어부(140), 프로세서(150) 및 출력부(160)를 포함한다.
진단부(110)는 초음파 영상을 형성하기 위해 초음파 신호를 대상체로 송신하고 대상체로부터 반사되는 초음파 신호를 수신하여, 대상체의 B-모드 영상을 형성하기 위한 초음파 영상신호를 획득하며, 대상체의 B-모드 영상에 설정되는 샘플볼 륨의 도플러 신호를 획득한다. 진단부(110)는 다수의 트랜스듀서를 포함하는 프로브(도시하지 않음)와, 프로브의 트랜스듀서에 의해 송신되는 초음파 신호를 대상체에 송신 집속시키고, 대상체로부터 반사되어 트랜스듀서로 수신되는 초음파 신호에 시간 지연을 가하여 초음파 신호를 수신 집속하기 위한 빔 포머(도시하지 않음)를 포함한다.
저장부(120)는 B-모드 영상에 설정되는 소정 개수의 샘플볼륨으로 이루어진 샘플볼륨 그룹을 다수개 저장한다. 보다 상세하게, 저장부(120)는 각 샘플볼륨이 B-모드 영상에서 서로 다른 위치에 설정되는 다수의 샘플볼륨 그룹을 저장한다. 예를 들어, 저장부(120)는 도 3에 도시된 바와 같이, 각 샘플볼륨(sv1 내지 sv7)이 B-모드 영상(210)에서 서로 다른 위치에 설정되는 샘플볼륨 그룹(SV)을 저장한다. 다른 실시예에서, 샘플볼륨 그룹은 각 샘플볼륨이 소정의 형태(예를 들어, 원형, 다각형 등)를 이룰 수도 있다.
입력부(130)는 사용자로부터 저장부(120)에 저장된 다수의 샘플볼륨 그룹에서 1개의 샘플볼륨 그룹을 선택하는 선택정보와, 샘플볼륨 그룹의 설정정보를 입력받는다. 여기서, 설정정보는 샘플볼륨 그룹이 B-모드 영상에 설정되는 위치정보를 포함한다.
제어부(140)는 진단부(110)의 초음파 송수신을 제어한다. 보다 상세하게, 제어부(140)는 입력부(130)를 통해 입력되는 선택정보와 설정정보에 기초하여, 대상체에 대한 B-모드 영상의 영상신호를 획득하기 위한 초음파 송수신과, B-모드 영상에 설정된 샘플볼륨 그룹의 도플러 신호를 획득하기 위한 초음파 송수신을 제어한 다. 그리고, 제어부(140)는 프로세서(150)에 의한 B-모드 영상신호, 도플러 스펙트럼 신호 및 도플러 사운드 신호의 생성, 출력부(160)에 의한 B-모드 영상 및 도플러 스펙트럼의 디스플레이와, 도플러 사운드의 출력을 제어한다.
본 발명의 일실시예에 따라, 제어부(140)는 도 4에 도시된 바와 같이, B-모드 영상의 영상신호를 획득하기 위한 초음파 송수신(B1), B-모드 영상에 설정된 샘플볼륨 그룹(SV)의 각 샘플볼륨(sv1 내지 sv7)의 도플러 신호를 획득하기 위한 초음파 송수신(D1 내지 D7)을 제어한다. 다른 실시예에서, 제어부(140)는 샘플볼륨 그룹의 샘플볼륨의 수에 따라 트랜스듀서를 다수의 그룹으로 분리하여 제어할 수도 있다. 예를 들어, 제어부(140)는 각 샘플볼륨(sv1 내지 sv7)에 대해 동시에 초음파 신호를 송수신할 수도 있다.
프로세서(150)는 진단부(110)를 통해 획득된 초음파 영상신호에 기초하여 B-모드 영상신호를 형성하고, 도플러 신호에 기초하여 도플러 스펙트럼 신호 및 도플러 사운드 신호를 형성한다.
출력부(160)는 도시된 바와 같이 영상 출력부(161) 및 사운드 출력부(162)를 포함한다.
영상 출력부(161)는 프로세서(150)로부터 B-모드 영상신호와 각 샘플볼륨에 대한 도플러 스펙트럼 신호를 입력받아 B-모드 영상과 도플러 스펙트럼 영상을 디스플레이한다. 영상 출력부(161)는 B-모드 영상과 도플러 스펙트럼을 다양한 형태로 디스플레이할 수 있다. 예를 들어, 영상 출력부(161)는 도 5에 도시된 바와 같이, 화면 영역(221)에 B-모드 영상(210)을 디스플레이하고, 화면 영역(241 내지 247)에 각 샘플볼륨(sv1 내지 sv7)에 대한 도플러 스펙트럼 영상(231 내지 237)을 디스플레이한다. 영상 출력부(161)의 화면 영역은 도플러 스펙트럼 영상의 개수(즉, 샘플볼륨의 개수)에 따라 변경 가능하다.
사운드 출력부(162)는 다수의 스피커를 포함한다. 다수의 스피커를 통해 각 샘플볼륨의 사운드를 시분할하여 순차적으로 출력할 수도 있고, 각 샘플볼륨의 사운드를 서로 다른 스피커를 통해 출력할 수도 있다.
이하, 도 6을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 초음파 영상 형성 절차를 설명한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 초음파 영상 형성 절차를 보이는 플로우챠트이다.
도시된 바와 같이, 진단부(110)를 통해 초음파 영상신호가 획득되면(S102), 프로세서(150)는 획득된 초음파 영상신호에 기초하여 B-모드 영상신호를 형성하고(S104), 영상 출력부(161)는 프로세서(105)로부터 B-모드 영상신호를 입력받아 B-모드 영상을 디스플레이한다(S106).
이어서, 제어부(140)는 사용자로부터 입력부(130)를 통해 샘플볼륨 그룹을 선택하는 선택정보가 입력되는지 판단한다(S108).
단계 S108에서 선택정보가 입력되지 않은 것으로 판단되면, 제어부(140)는 선택정보가 입력될 때까지 대기한다.
한편, 단계 S108에서 선택정보가 입력된 것으로 판단되면, 제어부(140)는 선택정보에 해당되는 샘플볼륨 그룹을 저장부(120)로부터 독출하고(S110), 사용자로 부터 입력부(130)를 통해 샘플볼륨 그룹을 B-모드 영상에 설정하는 설정정보가 입력되는지 판단한다(S112).
단계 S112에서 설정정보가 입력되지 않은 것으로 판단되면, 제어부(140)는 설정정보가 입력될 때까지 대기한다.
한편, 단계 S112에서 설정정보가 입력된 것으로 판단되면, 제어부(140)는 도 4에 도시된 바와 같이 진단부(110)를 통한 초음파 신호의 송수신을 제어하여(S114), 진단부(110)를 통해 B-모드 영상의 영상신호 및 각 샘플볼륨의 도플러 신호가 획득되도록 제어한다(S116).
프로세서(150)는 획득된 영상신호에 기초하여 B-모드 영상신호를 형성하고, 도플러 신호에 기초하여 도플러 스펙트럼 신호 및 도플러 사운드 신호를 형성한다(S118).
출력부(160)의 영상 출력부(161)는 프로세서(150)로부터 B-모드 영상신호 및 도플러 스펙트럼 신호를 입력받아 B-모드 영상 및 도플러 스펙트럼을 디스플레이하고, 사운드 출력부(162)는 도플러 사운드 신호를 입력받아, 도플러 사운드를 출력한다(S120).
이어서, 제어부(140)는 본 실시예에 따른 초음파 영상 형성 프로세스가 종료되는지 판단하여(S122), 초음파 영상 형성 프로세스가 종료되지 않는 것으로 판단되면, 단계 S102로 되돌아가는 한편, 초음파 영상 형성 프로세스가 종료되는 것으로 판단되면, 제어부(140)는 초음파 시스템(100)에서 실행되는 초음파 영상 형성 프로세스를 종료한다.
본 발명이 바람직한 실시예를 통해 설명되고 예시되었으나, 당업자라면 첨부된 특허청구범위의 사항 및 범주를 벗어나지 않고 여러 가지 변형 및 변경이 이루어질 수 있음을 알 수 있을 것이다.
전술한 바와 같이 본 발명에 의하면, B-모드 영상의 서로 다른 위치에 다수의 샘플볼륨을 동시에 설정함으로써, 컬러 모드가 지원되지 않는 초음파 시스템에서도 혈관 및 혈관중심의 위치를 보다 정확하고 용이하게 검출할 수 있고, 이를 통해 사용자의 편의성을 증가시킬 수 있다.

Claims (5)

  1. 다수의 샘플볼륨을 포함하는 샘플볼륨 그룹을 다수개 저장하기 위한 저장부;
    대상체에 초음파 신호를 송신하고 상기 대상체로부터 반사되는 초음파 신호를 수신하여 대상체의 B-모드 영상을 형성하기 위한 영상신호를 획득하고, 상기 대상체에서 사용자에 의해 선택된 샘플볼륨 그룹의 각 샘플볼륨에 대한 도플러 신호를 획득하기 위한 신호 획득부;
    사용자로부터 상기 저장부에 저장된 샘플볼륨 그룹을 선택하는 선택정보와, 상기 선택된 샘플볼륨 그룹을 상기 대상체의 B-모드 영상에 설정하기 위한 설정정보를 입력받기 위한 입력부;
    상기 영상신호에 기초하여 B-모드 영상신호를 형성하고, 상기 샘플볼륨 그룹의 각 샘플볼륨에 대한 도플러 신호에 기초하여 상기 각 샘플볼륨에 대한 도플러 스펙트럼 신호를 형성하기 위한 프로세서; 및
    상기 B-모드 영상신호에 기초하여 B-모드 영상을 디스플레이하고, 상기 도플러 스펙트럼 신호에 기초하여 도플러 스펙트럼을 디스플레이하기 위한 디스플레이부
    를 포함하는 초음파 시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 샘플볼륨 그룹은 상기 B-모드 영상의 상이한 위치에 각 샘플볼륨을 위치시키는 초음파 시스템.
  3. a) 대상체에 초음파 신호를 송신하고 대상체로부터 반사되는 초음파 신호를 수신하여 상기 대상체의 B-모드 영상에 대한 영상신호를 획득하는 단계;
    b) 상기 영상신호에 기초하여 B-모드 영상신호를 형성하고, 상기 B-모드 영상신호에 기초하여 B-모드 영상을 디스플레이하는 단계;
    c) 사용자로부터 상기 B-모드 영상에 동시에 설정되는 다수의 샘플볼륨을 포함하는 다수의 샘플볼륨 그룹에서 1개의 샘플볼륨을 선택하기 위한 선택정보를 입력받는 단계;
    d) 사용자로부터 상기 선택된 샘플볼륨 그룹을 상기 B-모드 영상에 설정하기 위한 설정정보를 입력받는 단계;
    e) 상기 선택정보 및 설정정보에 기초하여 상기 샘플볼륨 그룹의 도플러 신호를 획득하는 단계; 및
    f) 상기 도플러 신호에 기초하여 도플러 스펙트럼 신호를 형성하고, 상기 도플러 스펙트럼 신호에 기초하여 도플러 스펙트럼을 디스플레이하는 단계
    를 포함하는 초음파 영상 형성 방법.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 샘플볼륨 그룹은 상기 2D 영상의 서로 다른 위치에 상기 다수의 샘플볼륨을 위치시키는 초음파 영상 형성 방법.
  5. 제 3항에 있어서, 상기 단계 e)는
    상기 선택정보 및 설정정보에 기초하여 상기 도플러 신호를 획득하기 위한 초음파 신호의 송수신을 제어하는 단계
    를 포함하는 초음파 영상 형성 방법.
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