KR20100109260A - Ultrasound system and method for temperature maintaining of probe according to test mode - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 초음파 시스템에 관한 것으로, 특히 진단모드별 송신신호의 전압 변화량에 따라 프로브의 온도를 일정 수준으로 유지시켜 줄 수 있는 초음파 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an ultrasound system, and more particularly, to an ultrasound system and method capable of maintaining a temperature of a probe at a predetermined level according to a voltage change amount of a transmission signal for each diagnostic mode.
초음파 시스템은 무침습 및 비파괴 특성을 가지고 있어, 환자 내부에 있는 대상체의 정보를 얻기 위한 의료분야에 널리 이용되고 있다. 초음파 시스템은 환자를 직접 절개하여 관찰하는 외과 수술의 필요 없이, 대상체의 고해상도 영상을 의사에게 제공할 수 있으므로 의료분야에 매우 중요하게 이용되고 있다.Ultrasound systems have non-invasive and non-destructive properties and are widely used in the medical field for obtaining information of an object inside a patient. Ultrasound systems are very important in the medical field because they can provide a doctor with a high-resolution image of a subject without the need for a surgical operation to directly incise and observe the patient.
일반적으로, 초음파 시스템은 초음파 신호를 대상체에 송신하고 대상체로부터 반사되는 초음파 신호(즉, 초음파 에코신호)를 수신하기 위한 프로브를 포함한다. 프로브는 초음파 신호와 전기 신호를 상호 변환하기 위한 다수의 변환소자를 포함한다. 프로브의 각 변환소자는 별도로 초음파 신호를 발생시키기도 하고, 여러 개의 변환소자가 동시에 초음파 신호를 발생시키기도 한다. Generally, an ultrasound system includes a probe for transmitting an ultrasound signal to an object and receiving an ultrasound signal (ie, an ultrasound echo signal) reflected from the object. The probe includes a plurality of conversion elements for converting ultrasonic signals and electrical signals. Each transducer of the probe generates an ultrasonic signal separately, and several transducers may simultaneously generate an ultrasonic signal.
초음파 신호 송수신 및 변환 과정에서 프로브의 온도가 상승하게 된다. 이럴 경우 프로브가 초음파 신호를 형성하기 위한 전기 신호인 송신신호의 전압 크기가 프로브의 온도 상승으로 인하여 제한되는 문제점이 발생한다. The temperature of the probe is increased during the transmission and reception of the ultrasonic signal. In this case, a problem occurs in that the voltage magnitude of the transmission signal, which is an electrical signal for forming the ultrasonic signal, is limited due to the temperature rise of the probe.
본 발명은 진단모드별 송신신호의 전압 변화량에 따라 프로브의 온도를 일정 수준으로 유지시켜 줄 수 있는 초음파 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an ultrasonic system and method capable of maintaining a temperature of a probe at a predetermined level according to a voltage change amount of a transmission signal for each diagnostic mode.
본 발명의 진단 모드별 프로브 온도 유지 초음파 시스템은, 초음파 진단 모드에 대응되는 프로브의 기준 온도 값을 저장하는 저장부; 소정의 초음파 진단 모드에 따른 송신신호를 형성하고, 전압 증가/감소 제어신호에 따라 상기 송신신호의 전압을 증가/감소시키도록 동작하는 송신부; 상기 송신신호를 초음파 신호로 변환하여 대상체로 송신하도록 동작하는 프로브; 상기 송신신호의 전압을 측정하도록 동작하는 측정부; 상기 측정부를 통해 측정된 전압을 온도 단위로 변환하고, 변환된 온도 단위와 상기 소정의 초음파 진단 모드에 대응되는 해당 기준 온도 값을 비교하여 상기 전압 증가/감소 제어신호를 형성하는 제어부를 포함한다.Probe temperature maintenance ultrasonic system for each diagnostic mode of the present invention, the storage unit for storing a reference temperature value of the probe corresponding to the ultrasonic diagnostic mode; A transmitter configured to form a transmission signal according to a predetermined ultrasonic diagnostic mode and to increase / decrease a voltage of the transmission signal according to a voltage increase / decrease control signal; A probe operable to convert the transmission signal into an ultrasound signal and transmit the ultrasound signal to an object; A measuring unit operable to measure a voltage of the transmission signal; And a controller configured to convert the voltage measured by the measuring unit into temperature units and compare the converted temperature unit with a corresponding reference temperature value corresponding to the predetermined ultrasonic diagnostic mode to form the voltage increase / decrease control signal.
또한, 본 발명의 진단 모드별 프로브 온도 유지 방법은, 초음파 진단 모드에 대응되는 프로브의 기준 온도 값을 저장하는 단계; 소정의 초음파 진단 모드에 따른 송신신호를 형성하고, 상기 송신신호를 초음파 신호로 변환하여 대상체로 송신하는 단계; 상기 송신신호의 전압을 측정하는 단계; 상기 측정된 전압을 온도 단위로 변환하는 단계; 상기 변환된 온도 단위와 상기 소정의 초음파 진단 모드에 대응 되는 해당 기준 온도 값을 비교하여 전압 증가/감소 제어신호를 형성하는 단계; 상기 전압 증가/감소 제어신호에 따라 상기 송신신호의 전압을 증가/감소시키는 단계를 포함한다.In addition, the method for maintaining the probe temperature for each diagnostic mode of the present invention includes: storing a reference temperature value of a probe corresponding to the ultrasonic diagnostic mode; Forming a transmission signal according to a predetermined ultrasound diagnosis mode, converting the transmission signal into an ultrasound signal and transmitting the ultrasound signal to an object; Measuring a voltage of the transmission signal; Converting the measured voltage into temperature units; Forming a voltage increase / decrease control signal by comparing the converted temperature unit with a corresponding reference temperature value corresponding to the predetermined ultrasonic diagnostic mode; Increasing / decreasing the voltage of the transmission signal according to the voltage increase / decrease control signal.
본 발명에 의하면, 초음파 프로브의 초음파 송수신 효율을 높일 수 있어서, 신호대 잡음비(Signal to Noise Ratio)를 향상 시킬 수 있다. According to the present invention, it is possible to increase the ultrasonic transmission and reception efficiency of the ultrasonic probe, thereby improving the signal to noise ratio.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예들에 대해 상세히 설명한다. Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 초음파 시스템의 구성을 보이는 블록도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 초음파 영상 형성부의 구성을 보이는 블록도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 프로브 온도 유지 절차를 보이는 플로우차트이다. 1 is a block diagram showing the configuration of an ultrasonic system according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a block diagram showing the configuration of an ultrasonic image forming unit according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is an embodiment of the present invention This is a flowchart showing the probe temperature maintenance procedure accordingly.
송신부(110)는 프로브(120)의 변환소자 위치 및 집속점을 고려하여 초음파 진단 모드에 따른 프레임을 얻기 위한 송신신호를 형성한다. 본 실시예에서 초음파 진단 모드는 지정위치의 단면 영상을 디스플레이하는 B-모드(brightness mode), 시간별로 변화하는 영상을 디스플레이하는 M-모드, 관심영역의 혈류 존재유무, 혈류의 평균 속도와 방향 등의 정보를 제공하는 컬러 도플러 모드(Color Doppler Mode), 관심 영역의 혈류의 속도나 방향 대신 혈류의 세기만을 표시하여 혈류의 유무, 혈류량에 대한 정보를 제공하는 파워 도플러 모드(Power Doppler Mode), 혈관 내 특정 위치의 혈류 속도를 시간별로 보이는 펄스 웨이브 스펙트럴 도플러 모드(Pulse Wave Spectral Doppler Mode), 혈관내 혈류 속도를 시간별로 보여주는 CW 스펙트럴 도플러 모드(Continuous Wave Spectral Doppler Mode), 3차원 영상을 디스플레이하는 3D-모드 등을 포함한다. 또한, 송신부(110)는 제어부(170)로부터 전압 감소 제어 신호를 입력 받아 송신신호의 전압을 제1 특정값만큼 감소 시키거나(S140), 전압 증가 제어 신호를 입력 받아 송신신호의 전압을 제2 특정값만큼 증가 시킨다(S150). 전압 감소 제어 신호 및 전압 증가 제어 신호에 대해서는 후에 상술하도록 한다.The
프로브(120)는 송신부(110)로부터 제공되는 송신신호를 초음파 신호로 변환하고, 변환된 초음파 신호를 대상체에 송신하고 대상체로부터 반사되는 초음파 신호를 수신하여 수신신호를 형성한다. 프로브(120)는 다수의 변환소자(element)를 포함한다. The
신호 처리부(130)는 수신신호를 입력 받아 초음파 영상을 형성한다. 신호처리부(130)는 빔포머(132), 초음파 데이터 형성부(134) 및 초음파 영상 형성부(136)를 포함한다.The
빔 포머(132)는 프로브(120)로부터 제공되는 수신신호를 아날로그/디지털 변환한다. 아울러, 빔 포머(132)는 프로브(120)의 변환소자 위치 및 집속점을 고려하여, 디지털 변환된 수신신호에 수신 집속을 수행하여 디지털 수신 집속빔을 형성한다.The beam former 132 analog-to-digital converts the received signal provided from the
초음파 데이터 형성부(134)는 빔포머(132)로부터 제공되는 디지털 수신 집속 빔을 이용하여 프레임에 해당하는 초음파 데이터를 형성한다. 본 실시예에서 초음파 데이터는 RF(radio frequency) 데이터 또는 IQ 데이터일 수 있다.The ultrasonic
초음파 영상 형성부(136)는 초음파 데이터 형성부(134)에서 형성되는 초음파 데이터를 이용하여 초음파 진단 모드에 해당하는 대상체의 초음파 영상을 형성하도록 동작한다.The ultrasound
디스플레이부(140)는 신호 처리부(130)에서 형성된 초음파 영상을 디스플레이한다.The
측정부(150)는 송신부(110)에서 프로브(120)로 공급되는 송신신호의 전압을 주기적으로 측정한다(S110). 본 실시예에서 송신신호의 전압은 초음파 진단 모드에 따라서 -80V ~ +80V 범위의 값을 갖을 수 있다.The
저장부(160)는 초음파 진단 모드에 따른 프로브(120)의 기준 온도 값을 매핑 테이블 형태로 저장한다. 진단 모드에 따른 기준 온도 값은 도 4을 참조하면, B 모드의 기준 온도 값은 43℃, M 모드의 기준 온도 값은 43℃, 컬러 도플러 모드의 기준 온도 값은 43℃, 파워 도플러 모드의 기준 온도 값은 43℃, PW 스펙트럴 도플러 모드의 기준 온도 값은 43℃, CW 스펙트러 도플러 모드의 기준 온도 값은 43℃ 일 수 있다. The
제어부(170)는 측정부(150)에서 측정된 송신신호의 전압값을 다음의 수학식 1을 이용하여 온도 단위로 변환한다(S120). The
수학식 1에서 V는 송신신호의 전압값을 나타내고, k는 임의의 비례상수로서 실험에 의하여 구해질 수 있다. T는 변환된 온도 단위를 나타낸다. 변환된 온도 단위는 프로브(120)의 현재 온도를 의미한다.In Equation 1, V denotes a voltage value of a transmission signal, and k may be obtained by experiment as an arbitrary proportional constant. T represents the converted temperature unit. The converted temperature unit means the current temperature of the
그리고, 제어부(170)는 변환된 온도 단위와 현재 초음파 시스템의 진단 모드에 따라서 저장부(160)에 저장되어 있는 초음파 진단 모드별 기준 온도값을 비교하여(S130) 변환된 온도 단위가 기준 온도값보다 클 경우 제1 특정값만큼 송신신호의 전압 감소를 위한 전압 감소 제어 신호를 형성하고, 변환된 온도 단위가 기준 온도값보다 작을 경우 제2 특정값만큼 송신신호의 전압 증가를 위한 전압 증가 제어 신호를 형성한다. 이와 같이 전압 증가/감소 제어 신호에 따라 송신신호의 전압을 조정함으로써 진단모드에 따른 프로브(120)의 온도를 최적으로 조절할 수 있다. 즉, 변환된 온도 단위에 의하여 프로브(120)로 송신되는 전력(Power) 및 프로브(120)의 온도를 예측할 수 있다.The
또한, 제어부(170)는 송신신호의 전압 조정후에도 소정 시간 이상 변환된 온도 단위가 기준 온도값보다 클 경우 초음파 시스템 사용자가 인지하도록 하기 위한 알람(alarm) 신호 또는 시스템 일시 정지(freeze) 신호를 형성한다.In addition, the
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 설정하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범 위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 설정 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Those skilled in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention can be implemented in other specific forms without setting the technical spirit or essential features. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is shown by the following claims rather than the detailed description, and all settings or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts are included in the scope of the present invention. Should be.
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 형성부의 구성을 보이는 블록도.Figure 2 is a block diagram showing the configuration of the ultrasonic image forming unit according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 프로브 온도 유지 절차를 보이는 플로우차트.3 is a flowchart showing a probe temperature maintenance procedure according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 초음파 진단 모드에 따른 기준 온도값을 보이는 매핑 테이블.Figure 4 is a mapping table showing a reference temperature value according to the ultrasound diagnostic mode according to an embodiment of the present invention.
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KR1020090027791A KR20100109260A (en) | 2009-03-31 | 2009-03-31 | Ultrasound system and method for temperature maintaining of probe according to test mode |
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Cited By (2)
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---|---|---|---|---|
KR101245144B1 (en) * | 2010-11-29 | 2013-03-19 | 삼성메디슨 주식회사 | Ultrasonic Diagnostic Apparatus |
KR101246974B1 (en) * | 2011-05-18 | 2013-03-25 | 성균관대학교산학협력단 | A focused ultrasound surgery control device by ultrasound monitoring and a method thereof |
-
2009
- 2009-03-31 KR KR1020090027791A patent/KR20100109260A/en not_active Application Discontinuation
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KR101246974B1 (en) * | 2011-05-18 | 2013-03-25 | 성균관대학교산학협력단 | A focused ultrasound surgery control device by ultrasound monitoring and a method thereof |
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