KR20130081626A - Ultrasound apparatus and method for generating ultrasound image using vector doppler - Google Patents

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KR20130081626A
KR20130081626A KR1020120074690A KR20120074690A KR20130081626A KR 20130081626 A KR20130081626 A KR 20130081626A KR 1020120074690 A KR1020120074690 A KR 1020120074690A KR 20120074690 A KR20120074690 A KR 20120074690A KR 20130081626 A KR20130081626 A KR 20130081626A
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심환
김기덕
전강원
송태경
윤성수
유양모
장진호
김영태
임형준
천병근
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삼성전자주식회사
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Abstract

PURPOSE: An ultra-sonograph capable of using the vector Doppler and an ultrasonoic image producing method are provided to provide the reliable color Doppler image or the Doppler spectrum image to an inspector. CONSTITUTION: An ultrasonic signal is transmitted to a fixed point which is included in an object (S110). At least three answer signals reflected from the fixed point are received (S120). At least two answer signals among the received at least three answer signals are selected (S130). The vector information, which shows the speed and moving direction of the fixed point based on the receiving angle of at least two answer signals and the Doppler frequency, is obtained (S140). [Reference numerals] (AA) Start; (BB) End; (S110) Transmit an ultrasonic signal to a fixed point; (S120) Select at least three first answer signals reflected from a fixed point; (S130) Select at least two among at least three first answer signals; (S140) Obtain the vector information of the fixed point based on the receiving angle of at least two answer signals and the Doppler frequency

Description

벡터 도플러를 이용한 초음파 장치 및 초음파 영상 생성 방법{ULTRASOUND APPARATUS AND METHOD FOR GENERATING ULTRASOUND IMAGE USING VECTOR DOPPLER}ULTRASOUND APPARATUS AND METHOD FOR GENERATING ULTRASOUND IMAGE USING VECTOR DOPPLER}

본 발명은 벡터 도플러를 이용하여 초음파 영상을 생성하는 초음파 장치 및 초음파 영상을 생성하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an ultrasound apparatus for generating an ultrasound image using a vector Doppler and a method for generating an ultrasound image.

초음파 장치는 유기체의 내부 구조를 관찰하기 위한 필수적인 장비이다. 초음파 장치는 비침습 검사 장치로서, 신체 내의 구조적 세부사항, 내부 조직 및 유체의 흐름에 대해 보여준다.Ultrasonic devices are essential equipment for observing the internal structure of an organism. Ultrasonic devices are non-invasive testing devices that show structural details, internal tissue, and fluid flow within the body.

초음파 장치는 혈류 또는 조직의 움직임을 컬러 도플러 영상 또는 도플러 스펙트럼 영상으로 표현할 수 있고, 검사자는 컬러 도플러 영상 또는 도플러 스펙트럼 영상을 확인하여 피검사자의 심장의 판막운동, 혈관 내 혈류 속도 또는 혈류량 등을 확인할 수 있다.The ultrasound apparatus may express a blood flow or tissue movement as a color Doppler image or a Doppler spectrum image, and the examiner may check the color Doppler image or the Doppler spectrum image to check the valve movement of the examinee's heart, the velocity of blood flow or blood flow, etc. have.

컬러 도플러 영상 또는 도플러 스펙트럼은 혈류 또는 조직의 속력과 이동 방향에 대한 정보를 포함하는데, 이들 정보를 정확히 측정할 수 있는 방안이 요구된다.Color Doppler images or Doppler spectra include information about the speed and direction of movement of blood flow or tissue, and a method of accurately measuring the information is required.

본 발명의 일 실시예에 따른 벡터 도플러를 이용한 초음파 장치 및 초음파 영상 생성 방법은 대상체의 벡터 정보를 정확히 측정하는 것을 목적으로 한다.An ultrasound apparatus and an ultrasound image generating method using a vector doppler according to an embodiment of the present invention aim to accurately measure vector information of an object.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 벡터 도플러를 이용한 초음파 장치 및 초음파 영상 생성 방법은 검사자에게 신뢰성 있는 컬러 도플러 영상 또는 도플러 스펙트럼 영상을 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, the ultrasound apparatus and the ultrasound image generating method using the vector Doppler according to an embodiment of the present invention is to provide a reliable color Doppler image or Doppler spectrum image to the examiner.

본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상 생성 방법은,Ultrasonic image generating method according to an embodiment of the present invention,

대상체에 포함된 소정 지점으로 초음파 신호를 송신하고, 상기 소정 지점으로부터 반사되는 적어도 3개의 응답 신호를 수신하는 단계; 상기 수신된 적어도 3개의 응답 신호 중 적어도 2개의 응답 신호를 선택하는 단계; 및 상기 적어도 2개의 응답 신호의 수신 각도 및 도플러 주파수를 기초로 상기 소정 지점의 속력 및 이동 방향을 나타내는 벡터 정보를 획득하는 단계를 포함할 수 있다.Transmitting an ultrasonic signal to a predetermined point included in the object and receiving at least three response signals reflected from the predetermined point; Selecting at least two response signals of the received at least three response signals; And obtaining vector information indicating a speed and a moving direction of the predetermined point based on a reception angle and a Doppler frequency of the at least two response signals.

상기 적어도 2개의 응답 신호를 선택하는 단계는, 상기 수신된 적어도 3개의 응답 신호의 수신 각도 또는 파워를 기초로 상기 적어도 2개의 응답 신호를 선택하는 단계를 포함할 수 있다.Selecting the at least two response signals may include selecting the at least two response signals based on a received angle or power of the received at least three response signals.

상기 적어도 2개의 응답 신호를 선택하는 단계는, 상기 수신된 적어도 3개의 응답 신호 중 파워가 큰 순서대로 상기 적어도 2개의 응답 신호를 선택하는 단계를 포함할 수 있다.Selecting the at least two response signals may include selecting the at least two response signals in order of increasing power among the received at least three response signals.

상기 벡터 정보를 획득하는 단계는, 상기 적어도 2개의 응답 신호 각각에 대한 앙상블 신호들의 자기 상관(autocorrelation)을 이용하여 상기 적어도 2개의 응답 신호의 도플러 주파수를 획득하는 단계를 포함할 수 있다.The acquiring of the vector information may include acquiring Doppler frequencies of the at least two response signals using autocorrelation of ensemble signals for each of the at least two response signals.

본 발명의 다른 실시예에 따른 초음파 영상 생성 방법은,Ultrasonic image generating method according to another embodiment of the present invention,

대상체에 포함된 소정 지점으로 초음파 신호를 송신하고, 상기 소정 지점으로부터 반사되는 제 1 응답 신호를 수신하는 단계; 상기 수신된 제 1 응답 신호의 수신 각도 및 도플러 주파수를 기초로 상기 소정 지점의 속력 및 이동 방향을 나타내는 벡터 정보를 획득하는 단계; 및 상기 획득된 소정 지점의 벡터 정보를 기초로, 초음파 신호와 상기 소정 지점의 이동 방향 사이의 각도가 소정 각도가 되도록 상기 초음파 신호의 스티어링 각도를 조절하는 단계를 포함할 수 있다.Transmitting an ultrasonic signal to a predetermined point included in the object and receiving a first response signal reflected from the predetermined point; Obtaining vector information indicating a speed and a moving direction of the predetermined point based on a reception angle and a Doppler frequency of the received first response signal; And adjusting the steering angle of the ultrasonic signal such that the angle between the ultrasonic signal and the moving direction of the predetermined point becomes a predetermined angle based on the obtained vector information of the predetermined point.

상기 초음파 영상 생성 방법은, 상기 조절된 스티어링 각도로 초음파 신호를 상기 대상체로 송신하고, 상기 대상체로부터 반사되는 제 2 응답 신호를 수신하는 단계; 및 상기 수신된 제 2 응답 신호를 기초로 상기 대상체의 컬러 도플러 영상 또는 도플러 스펙트럼 영상을 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.The ultrasound image generating method may further include transmitting an ultrasound signal to the object at the adjusted steering angle and receiving a second response signal reflected from the object; And generating a color Doppler image or a Doppler spectrum image of the object based on the received second response signal.

상기 초음파 영상 생성 방법은, 상기 생성된 컬러 도플러 영상 또는 도플러 스펙트럼 영상을 디스플레이하는 단계를 더 포함할 수 있다.The ultrasound image generating method may further include displaying the generated color Doppler image or the Doppler spectrum image.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 초음파 영상 생성 방법은,Ultrasonic image generating method according to another embodiment of the present invention,

대상체의 관심 영역에 포함된 복수의 지점으로 초음파 신호를 송신하고, 상기 복수의 지점으로부터 반사되는 복수의 응답 신호를 수신하는 단계; 상기 수신된 복수의 응답 신호의 수신 각도 및 도플러 주파수를 기초로 상기 복수의 지점의 속력 및 이동 방향을 나타내는 복수의 벡터 정보를 획득하는 단계; 상기 복수의 벡터 정보의 벡터합을 획득하는 단계; 및 상기 초음파 신호와 상기 획득된 벡터합의 이동 방향 사이의 각도가 소정 각도가 되도록 상기 초음파 신호의 스티어링 각도를 조절하는 단계를 포함할 수 있다.Transmitting an ultrasound signal to a plurality of points included in the ROI of the object and receiving a plurality of response signals reflected from the plurality of points; Acquiring a plurality of vector information representing speeds and moving directions of the plurality of points based on the reception angles and Doppler frequencies of the plurality of response signals; Obtaining a vector sum of the plurality of vector informations; And adjusting a steering angle of the ultrasonic signal such that an angle between the ultrasonic signal and the obtained moving direction of the vector sum is a predetermined angle.

상기 초음파 영상 생성 방법은, 상기 조절된 스티어링 각도에 따라 상기 관심 영역을 변경하는 단계를 더 포함할 수 있다.The ultrasound image generating method may further include changing the ROI according to the adjusted steering angle.

본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 장치는,Ultrasonic device according to an embodiment of the present invention,

대상체에 포함된 소정 지점으로 초음파 신호를 송신하고, 상기 소정 지점으로부터 반사되는 적어도 3개의 응답 신호를 수신하는 프로브; 상기 수신된 적어도 3개의 응답 신호 중 적어도 2개의 응답 신호를 선택하는 제어부; 및 상기 적어도 2개의 응답 신호의 수신 각도 및 도플러 주파수를 기초로 상기 소정 지점의 속력 및 이동 방향을 나타내는 벡터 정보를 획득하는 벡터 정보 획득부를 포함할 수 있다.A probe transmitting an ultrasound signal to a predetermined point included in the object and receiving at least three response signals reflected from the predetermined point; A controller for selecting at least two response signals from the received at least three response signals; And a vector information obtaining unit obtaining vector information indicating a speed and a moving direction of the predetermined point based on the reception angles and the Doppler frequencies of the at least two response signals.

상기 제어부는, 상기 수신된 적어도 3개의 응답 신호의 수신 각도 또는 파워를 기초로 상기 적어도 2개의 응답 신호를 선택할 수 있다.The controller may select the at least two response signals based on a reception angle or power of the received at least three response signals.

상기 제어부는, 상기 수신된 적어도 3개의 응답 신호 중 파워가 큰 순서대로 상기 적어도 2개의 응답 신호를 선택할 수 있다.The controller may select the at least two response signals in order of increasing power among the received at least three response signals.

상기 벡터 정보 획득부는, 상기 적어도 2개의 응답 신호 각각에 대한 앙상블 신호들의 자기 상관(autocorrelation)을 이용하여 상기 적어도 2개의 응답 신호의 도플러 주파수를 획득할 수 있다.The vector information acquirer may acquire a Doppler frequency of the at least two response signals by using autocorrelation of ensemble signals for each of the at least two response signals.

본 발명의 다른 실시예에 따른 초음파 장치는,Ultrasonic device according to another embodiment of the present invention,

대상체에 포함된 소정 지점으로 초음파 신호를 송신하고, 상기 소정 지점으로부터 반사되는 제 1 응답 신호를 수신하는 프로브; 상기 수신된 제 1 응답 신호의 수신 각도 및 도플러 주파수를 기초로 상기 소정 지점의 속력 및 이동 방향을 나타내는 벡터 정보를 획득하는 벡터 정보 획득부; 및 상기 획득된 소정 지점의 벡터 정보를 기초로, 초음파 신호와 상기 소정 지점의 이동 방향 사이의 각도가 소정 각도가 되도록 상기 초음파 신호의 스티어링 각도를 조절하는 제어부를 포함할 수 있다.A probe for transmitting an ultrasonic signal to a predetermined point included in the object and receiving a first response signal reflected from the predetermined point; A vector information obtaining unit obtaining vector information representing a speed and a moving direction of the predetermined point based on a reception angle and a Doppler frequency of the received first response signal; And a controller configured to adjust a steering angle of the ultrasonic signal such that the angle between the ultrasonic signal and the moving direction of the predetermined point becomes a predetermined angle based on the obtained vector information of the predetermined point.

상기 프로브는, 상기 조절된 스티어링 각도로 초음파 신호를 상기 대상체로 송신하고, 상기 대상체로부터 반사되는 제 2 응답 신호를 수신하되, 상기 초음파 장치는, 상기 수신된 제 2 응답 신호를 기초로 상기 대상체의 컬러 도플러 영상 또는 도플러 스펙트럼 영상을 생성하는 영상 생성부를 더 포함할 수 있다.The probe transmits an ultrasound signal to the object at the adjusted steering angle, and receives a second response signal reflected from the object, wherein the ultrasound apparatus is further configured to determine the second response signal based on the received second response signal. The apparatus may further include an image generator generating a color Doppler image or a Doppler spectrum image.

상기 초음파 장치는, 상기 생성된 컬러 도플러 영상 또는 도플러 스펙트럼 영상을 디스플레이하는 디스플레이부를 더 포함할 수 있다.The ultrasound apparatus may further include a display configured to display the generated color Doppler image or the Doppler spectrum image.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 초음파 장치는,Ultrasonic device according to another embodiment of the present invention,

대상체의 관심 영역에 포함된 복수의 지점으로 초음파 신호를 송신하고, 상기 복수의 지점으로부터 반사되는 복수의 응답 신호를 수신하는 프로브; 상기 수신된 복수의 응답 신호의 수신 각도 및 도플러 주파수를 기초로 상기 복수의 지점의 속력 및 이동 방향을 나타내는 복수의 벡터 정보를 획득하고, 상기 복수의 벡터 정보의 벡터합을 획득하는 벡터 정보 획득부; 및 상기 초음파 신호와 상기 획득된 벡터합의 이동 방향 사이의 각도가 소정 각도가 되도록 상기 초음파 신호의 스티어링 각도를 조절하는 제어부를 포함할 수 있다.A probe for transmitting an ultrasonic signal to a plurality of points included in the ROI of the object and receiving a plurality of response signals reflected from the plurality of points; A vector information acquisition unit for obtaining a plurality of vector information indicating the speed and the movement direction of the plurality of points on the basis of the received angle and the Doppler frequency of the plurality of response signals received, and obtains the vector sum of the plurality of vector information ; And a controller configured to adjust a steering angle of the ultrasound signal such that an angle between the ultrasound signal and the obtained moving direction of the vector sum is a predetermined angle.

상기 제어부는, 상기 조절된 스티어링 각도에 따라 관심 영역을 변경하는 것을 특징으로 할 수 있다.The controller may change the ROI according to the adjusted steering angle.

상기 초음파 영상 생성 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체에 기록될 수 있다.A computer program for executing the ultrasound image generating method may be recorded on a computer-readable recording medium.

도 1은 대상체의 벡터 정보를 획득하기 위한 일반적인 방법을 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 초음파 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 다른 초음파 장치에서 대상체의 소정 지점의 벡터 정보를 획득하기 위한 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5(a) 및 도 5(b)는 대상체의 소정 지점의 벡터 정보를 기초로 초음파 장치의 스티어링 각도를 변화시키는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6(a) 및 도 6(b)는 대상체의 관심 영역의 벡터합을 기초로 초음파 장치의 스티어링 각도를 변화시키는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상 생성 방법의 순서를 설명하는 순서도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 초음파 영상 생성 방법의 순서를 설명하는 순서도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 초음파 영상 생성 방법의 순서를 설명하는 순서도이다.1 is a diagram illustrating a general method for obtaining vector information of an object.
2 is a diagram illustrating a configuration of an ultrasonic apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating a configuration of an ultrasonic apparatus according to another embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram for describing a method for acquiring vector information of a predetermined point of an object in an ultrasound apparatus according to an exemplary embodiment.
5A and 5B are diagrams for describing a method of changing the steering angle of the ultrasound apparatus based on vector information of a predetermined point of the object.
6A and 6B are diagrams for describing a method of changing a steering angle of an ultrasound apparatus based on a vector sum of an ROI of an object.
7 is a flowchart illustrating a procedure of an ultrasound image generating method according to an embodiment of the present invention.
8 is a flowchart illustrating a procedure of an ultrasound image generating method according to another exemplary embodiment of the present invention.
9 is a flowchart illustrating a procedure of an ultrasound image generating method according to another exemplary embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. To fully disclose the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.

본 실시예에서 사용되는 '부'라는 용어는 소프트웨어, FPGA 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '부'들로 더 분리될 수 있다.The term " part " used in this embodiment means a hardware component such as software, FPGA, or ASIC, and 'part' performs certain roles. However, 'minus' is not limited to software or hardware. The " part " may be configured to be in an addressable storage medium and configured to play back one or more processors. Thus, by way of example, and by no means, the terms " component " or " component " means any combination of components, such as software components, object- oriented software components, class components and task components, Subroutines, segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuitry, data, databases, data structures, tables, arrays and variables. The functions provided in the components and parts may be combined into a smaller number of components and parts or further separated into additional components and parts.

도 1은 대상체(20)의 벡터 정보를 획득하기 위한 일반적인 방법을 설명하는 도면이다.1 illustrates a general method for obtaining vector information of an object 20.

본 명세서에서 '대상체'는 초음파 영상을 획득하고자 하는 신체 내 혈류, 각종 기관 또는 신체 내 특정 부위를 의미한다. 또한, 본 명세서에서 '속력'은 스칼라(scalar)량으로서, 방향 성분을 포함하지 않는다.In the present specification, the 'object' refers to blood flow, various organs, or a specific part of the body to obtain an ultrasound image. In addition, in this specification, 'speed' is a scalar amount and does not include an aromatic component.

대상체(20)의 소정 지점(P)은 v의 속력으로 A 방향을 향해 이동한다. 초음파 장치의 프로브(10)는 소정 지점(P)으로 주파수가 f0인 초음파 신호를 송신하고, 소정 지점(P)에서 반사되는 응답 신호를 수신한다. 응답 신호의 주파수는 도플러 효과에 따라 소정 지점(P)의 속력(v), 및 초음파 신호의 송신 방향과 소정 지점(P)의 이동 방향 사이의 각도(θ)에 따라 변하는데, 소정 지점(P)으로 송신되는 초음파 신호의 주파수와 응답 신호의 주파수의 차이를 도플러 주파수라 한다. 또한, 도플러 주파수를 가지는 신호를 도플러 신호라 한다. 소정 지점(P)의 속력은 도플러 주파수를 이용하여 획득될 수 있다.The predetermined point P of the object 20 moves toward the A direction at the speed of v. The probe 10 of the ultrasonic apparatus transmits an ultrasonic signal having a frequency f 0 to a predetermined point P and receives a response signal reflected at the predetermined point P. The frequency of the response signal varies depending on the speed v of the predetermined point P according to the Doppler effect and the angle θ between the transmission direction of the ultrasonic signal and the moving direction of the predetermined point P. The difference between the frequency of the ultrasonic signal and the frequency of the response signal is transmitted as the Doppler frequency. In addition, a signal having a Doppler frequency is called a Doppler signal. The speed of the predetermined point P may be obtained using the Doppler frequency.

각 지점들의 이동 방향과 대상체로 송신되는 초음파 신호가 이루는 각도가 0°인 경우에는 각 지점의 속력을 정확하게 측정할 수 있지만, 그 이외의 방향으로 이동하는 지점에 대해서는 실제 속력을 정확하게 측정하기 어렵다. 특히, 각 지점들의 이동 방향과 대상체로 송신되는 초음파 신호가 이루는 각도가 90°인 경우에는 도플러 주파수가 0Hz이므로, 해당 지점의 속력은 0으로 측정된다.When the angle between the moving direction of each point and the ultrasonic signal transmitted to the object is 0 °, the speed of each point may be accurately measured, but the actual speed may not be accurately measured for the points moving in other directions. In particular, when the angle between the moving direction of each point and the ultrasonic signal transmitted to the object is 90 degrees, the Doppler frequency is 0 Hz, so the speed of the corresponding point is measured as zero.

따라서, 대상체로 송신되는 초음파 신호와 소정 지점의 이동 방향 사이의 각도가 90°가 되지 않게 하기 위해, 소정 지점의 이동 방향을 예측하여 대상체로 송신되는 초음파 신호의 스티어링 각도를 조절하는 방법이 사용되고 있다.Therefore, in order to prevent the angle between the ultrasonic signal transmitted to the object and the moving direction of the predetermined point from being 90 °, a method of adjusting the steering angle of the ultrasonic signal transmitted to the object by predicting the moving direction of the predetermined point is used. .

종래 대상체의 이동 방향을 예측하기 위한 방법으로서, 혈관의 경사를 측정하여 혈류의 이동 방향을 예측하는 방법이 사용되었다. 일반적으로, 혈관의 경사 방향과 혈류의 흐름 방향은 일치하지만, 혈관 내 역류 또는 와류가 존재하는 경우에는 혈류의 흐름 방향이 혈관의 경사 방향과 일치하지 않는다. 따라서, 혈관의 경사를 측정하여 혈류의 흐름 방향을 예측하는 방법으로는 혈류의 정확한 속력을 측정하기 어려운 문제점이 있다.As a method for predicting a moving direction of a conventional object, a method of predicting a moving direction of blood flow by measuring the inclination of blood vessels has been used. In general, the inclination direction of blood vessels and the flow direction of blood flow coincide with each other, but in the presence of backflow or vortex in the blood vessel, the flow direction of blood flow does not coincide with the inclination direction of blood vessels. Therefore, the method of predicting the flow direction of the blood flow by measuring the inclination of the blood vessel has a problem that it is difficult to measure the exact speed of the blood flow.

본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 장치 및 초음파 영상 생성 방법은 대상체의 소정 지점의 벡터 정보를 기초로 초음파 신호의 스티어링 각도를 자동으로 조절하여 대상체의 속력을 정확하게 측정할 수 있다.The ultrasound apparatus and the ultrasound image generating method according to an embodiment of the present invention can accurately measure the speed of the object by automatically adjusting the steering angle of the ultrasound signal based on the vector information of the predetermined point of the object.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 장치(100)의 구성을 도시하는 도면이다.2 is a diagram illustrating a configuration of the ultrasound apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 장치(100)는 프로브(110), 제어부(120) 또는 벡터 정보 획득부(130)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the ultrasound apparatus 100 according to the exemplary embodiment may include a probe 110, a controller 120, or a vector information acquirer 130.

프로브(110)는 압전 소자로 이루어진 복수의 엘리먼트들을 포함하며, 프로브(110)는 대상체로 초음파 신호를 송신하고, 대상체로부터 반사되는 응답 신호를 수신한다. 구체적으로, 프로브(110)는 대상체에 포함된 소정 지점으로 초음파 신호를 송신하고, 소정 지점으로부터 반사되는 적어도 3개의 제 1 응답 신호를 수신한다. 적어도 3개의 제 1 응답 신호는 각각의 도플러 주파수와 수신 각도를 가질 수 있다.The probe 110 includes a plurality of elements made of piezoelectric elements, and the probe 110 transmits an ultrasonic signal to a target object and receives a response signal reflected from the target object. In detail, the probe 110 transmits an ultrasound signal to a predetermined point included in the object and receives at least three first response signals reflected from the predetermined point. At least three first response signals may have respective Doppler frequencies and reception angles.

프로브(110)는 대상체의 소정 지점으로 복수 회에 걸쳐 초음파 신호를 송신하고, 소정 지점으로부터 반사되는 적어도 3개의 제 1 응답 신호 각각을 복수 회에 걸쳐 수신할 수 있다. 예를 들어, 3개의 제 1 응답 신호를 각각 제 1-1 응답 신호, 제 1-2 응답 신호, 제 1-3 응답 신호라 하면, 프로브(110)는 제 1-1 응답 신호, 제 1-2 응답 신호, 제 1-3 응답 신호를 각각 복수 회 수신한다. 복수의 제 1-1 응답 신호, 복수의 제 1-2 응답 신호 및 복수의 제 1-3 응답 신호를 각각 앙상블 신호라 한다. 즉, 앙상블 신호란, 동일한 수신 각도로 수신되는 복수의 응답 신호를 의미한다. 이는 제 1 응답 신호를 복수 회에 걸쳐 수신하여 응답 신호로부터 획득되는 데이터의 신뢰도를 향상시키기 위함이다.The probe 110 may transmit an ultrasonic signal to a predetermined point of the object a plurality of times and receive each of at least three first response signals reflected from the predetermined point a plurality of times. For example, if the three first response signals are the 1-1 response signal, the 1-2 response signal, and the 1-3 response signal, respectively, the probe 110 may include the 1-1 response signal and the 1- response. The second response signal and the first to third response signals are respectively received a plurality of times. The plurality of 1-1 response signals, the plurality of 1-2 response signals, and the plurality of 1-3 response signals are respectively called ensemble signals. That is, the ensemble signal means a plurality of response signals received at the same reception angle. This is to improve reliability of data obtained from the response signal by receiving the first response signal a plurality of times.

제어부(120)는 프로브(110)가 수신한 적어도 3개의 제 1 응답 신호 중 적어도 2개의 제 1 응답 신호를 선택한다. The controller 120 selects at least two first response signals from the at least three first response signals received by the probe 110.

제어부(120)는 수신한 적어도 3개의 제 1 응답 신호의 수신 각도를 기초로 적어도 2개의 제 1 응답 신호를 선택할 수 있다. 수신 각도는 제 1 응답 신호와 프로브(110)가 이루는 각도를 의미한다. 제어부(120)는 3개의 제 1 응답 신호 중 2개의 제 1 응답 신호를 선택하는 경우, 3개의 제 1 응답 신호들 중 제 1 응답 신호들 사이의 각도가 가장 큰 2개의 제 1 응답 신호를 선택할 수 있다. The controller 120 may select at least two first response signals based on the received angles of the at least three first response signals received. The reception angle refers to an angle between the first response signal and the probe 110. When the controller 120 selects two first response signals among the three first response signals, the controller 120 may select two first response signals having the largest angle between the first response signals among the three first response signals. Can be.

또한, 제어부(120)는 수신한 적어도 3개의 제 1 응답 신호의 파워를 기초로 적어도 2개의 제 1 응답 신호를 선택할 수 있다. 파워는 도플러 신호의 파워를 의미한다. 제어부(120)는 적어도 3개의 제 1 응답 신호 중 파워가 큰 순서대로 적어도 2개의 제 1 응답 신호를 선택할 수 있다.In addition, the controller 120 may select at least two first response signals based on the power of the received at least three first response signals. Power refers to the power of the Doppler signal. The controller 120 may select at least two first response signals in order of increasing power among the at least three first response signals.

신호의 파워는 주파수의 제곱의 형태를 가지므로, 파워가 0인 응답 신호는 대상체의 소정 지점의 이동 방향과 90°의 각도로 반사된 신호라는 것을 알 수 있다. 즉, 파워가 가장 작은 제 1 응답 신호는 대상체의 소정 지점의 이동 방향과 가장 직각에 가깝다는 것을 의미하며, 제어부(120)는 대상체의 소정 지점의 이동 방향과 가장 직각에 가까운 제 1 응답 신호를 제외시킨다. 적어도 3개의 제 1 응답 신호 중 신호의 파워가 0에 가까운 신호는 초음파 장치(100) 내의 클러터 필터(clutter filter)(미도시)에 의해 차단되었으므로, 이 신호로부터 의미있는 정보를 획득할 수 없기 때문이다.Since the power of the signal has a form of square of the frequency, it can be seen that the response signal having the power of 0 is a signal reflected at an angle of 90 ° to the direction of movement of a predetermined point of the object. That is, the first response signal with the smallest power means that the first response signal is closest to the moving direction of the predetermined point of the object, and the controller 120 receives the first response signal closest to the moving direction of the predetermined point of the object. Exclude. Of the at least three first response signals, the signal whose power is close to zero is blocked by a clutter filter (not shown) in the ultrasonic apparatus 100, and thus, meaningful information cannot be obtained from the signal. Because.

적어도 3개의 제 1 응답 신호 중 적어도 2개의 제 1 응답 신호를 선택하는 방법은 도 4를 참조하여 설명된다.A method of selecting at least two first response signals of at least three first response signals is described with reference to FIG. 4.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 다른 초음파 장치(100)에서 대상체의 소정 지점의 벡터 정보를 획득하기 위한 방법을 설명하기 위한 도면이다.4 is a diagram for describing a method of acquiring vector information of a predetermined point of an object in the ultrasound apparatus 100 according to an exemplary embodiment.

프로브(110)는 혈관의 소정 지점(P)으로 초음파 신호(T)를 송신한다. 소정 지점(P)은 a 방향으로 속력 v를 가지고 이동한다고 가정한다. 프로브(110)는 소정 지점(P)에서 반사되는 3개의 제 1 응답 신호(R1, R2, R3)를 수신한다. 3개의 제 1 응답 신호(R1, R2, R3)의 수신 각도는 각각 θ1, θ2, θ3이다. 소정 지점(P)는 a 방향으로 이동하고 있으므로, 제 1 응답 신호(R1)의 도플러 주파수는 가장 작은 (-)의 값을 가질 것이고, 제 1 응답 신호(R2)의 도플러 주파수는 제 1 응답 신호(R1)의 도플러 주파수보다 큰 (-)값, 제 1 응답 신호(R3)의 도플러 주파수는 (+)의 값을 가질 것이다. 신호의 파워는 주파수의 제곱의 형태를 가지므로, 제 1 응답 신호(R2)와 소정 지점(P)의 이동 방향 사이의 각도가 직각에 가깝다면, 제 1 응답 신호(R2)의 파워가 가장 작을 것이다. 제어부(120)는 3개의 제 1 응답 신호들(R1, R2, R3) 중 파워가 가장 작은 제 1 응답 신호(R2)를 제외한 제 1 응답 신호(R1, R3)를 선택할 수 있다.The probe 110 transmits an ultrasound signal T to a predetermined point P of the blood vessel. Assume that the predetermined point P moves with the speed v in the a direction. The probe 110 receives three first response signals R 1 , R 2 , and R 3 reflected at a predetermined point P. The reception angles of the three first response signals R 1 , R 2 , and R 3 are θ 1 , θ 2 , and θ 3, respectively. Predetermined point (P), so to move in a direction A, a first Doppler frequency of the response signal (R 1) is the smallest (-) Doppler frequency will have a value of the first response signal (R 2) has a first A negative value greater than the Doppler frequency of the response signal R 1 and a Doppler frequency of the first response signal R 3 will have a positive value. Since the power of the signal has a form of squared frequency, if the angle between the first response signal R 2 and the movement direction of the predetermined point P is close to the right angle, the power of the first response signal R 2 is Will be the smallest. The control part 120 includes three first response signals (R 1, R 2, R 3) of the power is the smallest first response signal (R 2) a first response signals to select the (R 1, R 3), except for Can be.

또한, 제어부(120)는 3개의 제 1 응답 신호들 중 제 1 응답 신호들 사이의 각도가 가장 큰 2개의 제 1 응답 신호를 선택할 수 있다. 도 4에서는, 제 1 응답 신호(R1)과 제 1 응답 신호(R3)가 선택될 것이다.Also, the controller 120 may select two first response signals having the largest angle between the first response signals among the three first response signals. In FIG. 4, the first response signal R 1 and the first response signal R 3 will be selected.

벡터 정보 획득부(130)는 제어부(120)에 의해 선택된 적어도 2개의 제 1 응답 신호의 수신 각도 및 도플러 주파수를 기초로 대상체의 소정 지점(P)의 속력 및 이동 방향을 나타내는 벡터 정보를 획득한다. The vector information obtaining unit 130 obtains vector information indicating the speed and the moving direction of the predetermined point P of the object based on the reception angles and the Doppler frequencies of the at least two first response signals selected by the control unit 120. .

벡터 정보 획득부(130)는 적어도 2개의 제 1 응답 신호의 앙상블 신호가 획득된 경우, 앙상블 신호들의 자기 상관(autocorrelation)을 이용하여 적어도 2개의 제 1 응답 신호 각각의 도플러 주파수를 획득하고, 이를 이용하여 대상체의 소정 지점(P)의 속력 및 이동 방향을 측정할 수 있다.When the ensemble signal of the at least two first response signals is obtained, the vector information obtaining unit 130 obtains the Doppler frequencies of each of the at least two first response signals by using autocorrelation of the ensemble signals. The speed and the moving direction of the predetermined point P of the object may be measured.

프로브(110)가 수신한 2개의 응답 신호의 수신 각도 및 도플러 주파수를 이용하여 대상체의 속력과 이동 방향을 나타내는 벡터 정보를 획득하는 방법은 벡터 도플러 분야에서 당업자에게 자명한 사항이므로, 본 명세서에서는 자세한 설명을 생략한다.Since the method of acquiring vector information indicating the speed and the moving direction of the object by using the reception angles and the Doppler frequencies of the two response signals received by the probe 110 is obvious to those skilled in the vector Doppler art, Omit the description.

본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 장치(100)는 대상체에 포함된 복수의 지점들에 대한 각각의 벡터 정보를 획득하여 대상체를 컬러 도플러 영상으로 표현할 수도 있다.The ultrasound apparatus 100 according to an embodiment of the present invention may obtain the vector information of each of the plurality of points included in the object to represent the object as a color Doppler image.

그러나, 벡터 도플러 방법을 이용하여 대상체의 포함된 복수의 지점들에 대해 벡터 정보를 획득하고, 이를 바로 컬러 도플러 영상으로 표현하는 것은 많은 연산량을 필요로 한다. However, acquiring vector information about a plurality of included points of an object by using the vector Doppler method and expressing it as a color Doppler image requires a large amount of computation.

따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 초음파 장치(100)는, 대상체의 소정 지점에 대한 벡터 정보를 획득한 후, 획득된 벡터 정보를 반영하여 일반적인 컬러 도플러 영상 또는 도플러 스펙트럼 영상을 구현할 수 있다.Therefore, the ultrasound apparatus 100 according to another embodiment of the present invention may acquire a vector information on a predetermined point of the object, and then implement a general color Doppler image or a Doppler spectrum image by reflecting the obtained vector information.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 초음파 장치(100)의 구성을 도시하는 도면이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 초음파 장치(100)는 프로브(110), 제어부(120), 벡터 정보 획득부(130), 송신부(140), 영상 생성부(150) 또는 디스플레이부(160)를 포함할 수 있다. 프로브(110), 제어부(120) 및 벡터 정보 획득부(130)는 도 2에 도시된 초음파 장치(100)에서 설명되었으므로, 이하에서는 이들에 대한 상세한 설명을 생략한다.3 is a diagram illustrating a configuration of an ultrasound apparatus 100 according to another embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, the ultrasound apparatus 100 according to another embodiment of the present invention may include a probe 110, a controller 120, a vector information acquirer 130, a transmitter 140, an image generator 150, or the like. The display unit 160 may be included. Since the probe 110, the controller 120, and the vector information acquirer 130 have been described in the ultrasound apparatus 100 illustrated in FIG. 2, detailed description thereof will be omitted below.

송신부(140)는 제어부(120)로부터 전송되는 송신 제어신호에 기초하여 초음파 신호를 생성한다. 구체적으로, 송신부(140)는 제어부(120)로부터 전송되는 송신 제어신호를 분석하여, 초음파 신호의 빔폭(Beam Width)을 확장시키거나 축소시킬 수 있다.The transmitter 140 generates an ultrasonic signal based on the transmission control signal transmitted from the controller 120. In detail, the transmitter 140 may analyze the transmission control signal transmitted from the controller 120 to expand or reduce the beam width of the ultrasonic signal.

또한, 송신부(140)는 벡터 정보 획득부(130)에 의해 획득된 대상체의 소정 지점의 벡터 정보를 기초로, 대상체로 송신되는 초음파 신호와 소정 지점의 이동 방향 사이의 각도가 소정의 각도가 되도록 초음파 신호의 스티어링 각도를 조절한다. '스티어링 각도'는 대상체로 송신되는 초음파 신호와 프로브(110) 사이의 각도를 의미한다. 스티어링 각도는 대상체로 송신되는 초음파 신호와 소정 지점의 이동 방향 사이의 각도가 최대한 0°에 가깝게 설정될 수 있다. 이는 도 5(a) 및 도 5(b)를 참조하여 상세하게 설명된다.In addition, the transmitter 140 based on the vector information of the predetermined point of the object obtained by the vector information acquisition unit 130, such that the angle between the ultrasonic signal transmitted to the object and the direction of movement of the predetermined point becomes a predetermined angle. Adjust the steering angle of the ultrasonic signal. The 'steering angle' refers to an angle between the ultrasound signal transmitted to the object and the probe 110. The steering angle may be set such that the angle between the ultrasonic signal transmitted to the object and the movement direction of the predetermined point is as close to 0 ° as possible. This is explained in detail with reference to Figs. 5 (a) and 5 (b).

도 5(a) 및 도 5(b)는 대상체의 소정 지점의 벡터 정보를 기초로 초음파 장치(100)의 스티어링 각도를 변화시키는 방법을 설명하기 위한 도면이다.5 (a) and 5 (b) are diagrams for explaining a method of changing the steering angle of the ultrasound apparatus 100 based on vector information of a predetermined point of the object.

대상체의 소정 지점의 벡터 정보는 도 2에 도시된 초음파 장치(100)에 의해 획득될 수 있으며, 대상체의 소정 지점으로부터 반사되는 응답 신호를 이용하여 소정 지점의 벡터 정보를 획득하는 일반적인 초음파 장치에 의해서도 획득될 수 있다.The vector information of a predetermined point of the object may be obtained by the ultrasound apparatus 100 shown in FIG. 2, and may also be obtained by a general ultrasound apparatus that obtains vector information of a predetermined point by using a response signal reflected from the predetermined point of the object. Can be obtained.

도 5(a)는 스티어링 각도를 변화시키기 이전의 도면으로서, 초음파 신호(T)가 혈관 내 소정 지점(P)으로 송신된다. 소정 지점(P)은 속력 v를 가지고 A 방향을 향해 이동한다. 도 5(a)에 도시된 초음파 신호(T)의 스티어링 각도는 θs로 설정되어 있다.5 (a) is a view before changing the steering angle, in which an ultrasonic signal T is transmitted to a predetermined point P in a blood vessel. The predetermined point P moves in the A direction with the speed v. The steering angle of the ultrasonic signal T shown in FIG. 5 (a) is set to θ s .

도 5(b)는 스티어링 각도를 변화시킨 후의 도면으로서, 초음파 신호의 스티어링 각도가 θs'로 조절된다.5B is a view after changing the steering angle, in which the steering angle of the ultrasonic signal is adjusted to θ s '.

도 5(a)와 도 5(b)를 보면, 소정 지점(P)으로 송신되는 초음파 신호와 소정 지점(P)의 이동 방향 사이의 각도가 Φ에서 Φ'로 변화되는데, Φ'는 Φ보다 작은 각도로 설정된다. 소정 지점(P)의 이동 방향과 초음파 신호 사이의 각도는 0°에 가까울수록 정확한 속력을 측정할 수 있으므로, Φ'의 스티어링 각도로 송신된 초음파 신호에 의해 소정 지점(P)의 정확한 속력을 측정할 수 있다.5 (a) and 5 (b), the angle between the ultrasonic signal transmitted to the predetermined point P and the moving direction of the predetermined point P changes from Φ to Φ ', where Φ' is greater than Φ. It is set at a small angle. As the angle between the moving direction of the predetermined point P and the ultrasonic signal is closer to 0 °, the accurate speed can be measured. Therefore, the accurate speed of the predetermined point P is measured by the ultrasonic signal transmitted at the steering angle of Φ '. can do.

프로브(110)는 조절된 스티어링 각도로 컬러 도플러 영상 또는 도플러 스펙트럼 영상의 생성을 위한 초음파 신호를 대상체로 다시 송신하고, 대상체로부터 반사되는 제 2 응답 신호를 수신한다.The probe 110 transmits an ultrasound signal for generating a color Doppler image or a Doppler spectrum image to the object at the adjusted steering angle, and receives a second response signal reflected from the object.

영상 생성부(150)는 프로브(110)가 수신한 제 2 응답 신호를 기초로 대상체의 컬러 도플러 영상 또는 도플러 스펙트럼 영상을 생성할 수 있다.The image generator 150 may generate a color Doppler image or a Doppler spectrum image of the object based on the second response signal received by the probe 110.

디스플레이부(160)는 영상 생성부(150)가 생성한 컬러 도플러 영상 또는 도플러 스펙트럼 영상을 검사자에게 디스플레이한다.The display 160 displays the color Doppler image or the Doppler spectrum image generated by the image generator 150 to the inspector.

한편, 일반적인 컬러 도플러 영상에서는 대상체에 관심 영역(ROI: region of interest)을 설정하고, 해당 영역 전체에 대한 움직임을 표시한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 장치(100)는 대상체에 설정된 관심 영역 전체에 대한 이동 방향을 획득하여 더욱 정확한 컬러 도플러 영상을 제공할 수 있다.Meanwhile, in a general color Doppler image, a region of interest (ROI) is set for an object, and a movement of the entire region is displayed. The ultrasound apparatus 100 according to an exemplary embodiment may provide a more accurate color Doppler image by acquiring a moving direction of the entire ROI set on the object.

즉, 프로브(110)는 대상체의 관심 영역에 포함된 복수의 지점으로 초음파 신호를 송신하고, 각 지점들로부터 적어도 3개의 응답 신호들을 수신한다. 제어부(120)는 수신된 적어도 3개의 응답 신호들 중 적어도 2개의 응답 신호를 선택하고, 벡터 정보 획득부(130)는 대상체의 관심 영역에 포함된 복수의 지점에 대한 복수의 벡터 정보를 획득한다. 벡터 정보 획득부(130)는 복수의 지점에 대한 복수의 벡터 정보의 벡터합을 획득하고, 송신부(140)는 대상체로 송신되는 초음파 신호와 벡터합의 이동 방향 사이의 각도가 소정 각도가 되도록 초음파 신호의 스티어링 각도를 조절한다. 이는 도 6을 참조하여 상세하게 설명된다.That is, the probe 110 transmits an ultrasonic signal to a plurality of points included in the ROI of the object, and receives at least three response signals from each point. The controller 120 selects at least two response signals among the received at least three response signals, and the vector information acquirer 130 obtains a plurality of vector informations of a plurality of points included in the ROI of the object. . The vector information acquisition unit 130 obtains a vector sum of the plurality of vector information for a plurality of points, and the transmitter 140 transmits the ultrasound signal such that an angle between the ultrasound signal transmitted to the object and the moving direction of the vector sum is a predetermined angle. Adjust the steering angle. This is explained in detail with reference to FIG.

도 6(a) 및 도 6(b)는 대상체의 관심 영역의 벡터합을 기초로 초음파 장치(100)의 스티어링 각도를 변화시키는 방법을 설명하기 위한 도면이다.6A and 6B are diagrams for describing a method of changing a steering angle of the ultrasound apparatus 100 based on a vector sum of an ROI of an object.

도 6(a)는 초음파 신호의 스티어링 각도를 변화시키기 이전의 도면으로서, 초음파 신호(T)가 혈관 내 관심 영역으로 송신된다. 스티어링 각도는 θs로 설정된다. 제 1 지점(P1)은 벡터 V1을 가지고, 제 2 지점(P2)는 벡터 V2를 가지며, 제 3 지점(P3)은 벡터 V3를 갖는다. 벡터 정보 획득부(130)에 의해 획득된 제 1 지점(P1), 제 2 지점(P2) 및 제 3 지점(P3)의 벡터합은 벡터 V로 획득된다. 6 (a) is a diagram before changing a steering angle of an ultrasonic signal, in which an ultrasonic signal T is transmitted to a region of interest in a blood vessel. The steering angle is set to θ s . The first point P 1 has a vector V 1 , the second point P 2 has a vector V 2 , and the third point P 3 has a vector V 3 . The vector sum of the first point P 1 , the second point P 2 , and the third point P 3 obtained by the vector information acquirer 130 is obtained as a vector V.

도 6(b)는 스티어링 각도를 변화시킨 후의 도면으로서, 초음파 신호의 스티어링 각도가 θs'로 조절되고, 이에 따라 관심 영역도 변경된다.6 (b) is a view after changing the steering angle, in which the steering angle of the ultrasonic signal is adjusted to θ s ' and thus the region of interest is also changed.

도 6(a)와 도 6(b)를 보면, 대상체로 송신되는 초음파 신호와 벡터합의 이동 방향 사이의 각도가 Φ에서 Φ'로 변화되는데, Φ'는 Φ보다 작은 각도로 설정된다. 대상체의 관심 영역의 이동 방향과 초음파 신호 사이의 각도는 0°에 가까울수록 정확한 속력을 측정할 수 있으므로, Φ'의 스티어링 각도로 송신된 초음파 신호에 의해 대상체의 관심 영역의 정확한 속력을 측정할 수 있다.6 (a) and 6 (b), the angle between the ultrasonic signal transmitted to the object and the moving direction of the vector sum varies from Φ to Φ ', where Φ' is set to an angle smaller than Φ. As the angle between the moving direction of the subject's region of interest and the ultrasonic signal is closer to 0 °, the more accurate speed can be measured, so the precise velocity of the subject's region of interest can be measured by the ultrasonic signal transmitted at the steering angle of Φ '. have.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상 생성 방법의 순서를 설명하는 순서도이다. 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상 생성 방법은 도 2에 도시된 초음파 장치(100)에서 시계열적으로 처리되는 단계들로 구성된다. 따라서, 이하에서 생략된 내용이라 하더라도 도 2에 도시된 초음파 장치(100)에 관하여 이상에서 기술된 내용은 도 7의 초음파 영상 생성 방법에도 적용됨을 알 수 있다.7 is a flowchart illustrating a procedure of an ultrasound image generating method according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 7, the ultrasound image generating method according to an embodiment of the present invention includes the steps of time series processing in the ultrasound apparatus 100 shown in FIG. 2. Therefore, even if omitted below, it can be seen that the contents described above with respect to the ultrasound apparatus 100 illustrated in FIG. 2 also apply to the ultrasound image generating method of FIG. 7.

S110 단계에서, 초음파 장치는 대상체에 포함된 소정 지점으로 초음파 신호를 송신한다.In operation S110, the ultrasound apparatus transmits an ultrasound signal to a predetermined point included in the object.

S120 단계에서, 초음파 장치는 소정 지점으로부터 반사되는 적어도 3개의 제 1 응답 신호를 수신한다.In operation S120, the ultrasound apparatus receives at least three first response signals reflected from a predetermined point.

S130 단계에서, 초음파 장치는 수신된 적어도 3개의 제 1 응답 신호 중 적어도 2개의 제 1 응답 신호를 선택한다. 적어도 2개의 제 1 응답 신호는 적어도 3개의 제 1 응답 신호의 수신 각도 또는 파워를 기초로 선택될 수 있다. 구체적으로, 초음파 장치는 적어도 3개의 제 1 응답 신호 중 파워가 큰 순서대로 적어도 2개의 제 1 응답 신호를 선택할 수 있다.In operation S130, the ultrasound apparatus selects at least two first response signals from among at least three first response signals received. The at least two first response signals may be selected based on the reception angle or power of the at least three first response signals. In detail, the ultrasound apparatus may select at least two first response signals in order of increasing power among the at least three first response signals.

S140 단계에서, 초음파 장치는 적어도 2개의 제 1 응답 신호의 수신 각도 및 도플러 주파수를 기초로 소정 지점의 속력 및 이동 방향을 나타내는 벡터 정보를 획득할 수 있다. 적어도 2개의 제 1 응답 신호의 앙상블 신호들이 존재하는 경우, 초음파 장치는 제 1 응답 신호의 앙상블 신호들의 자기 상관을 이용하여 적어도 2개의 제 1 응답 신호 각각의 도플러 주파수를 획득할 수 있다.In operation S140, the ultrasound apparatus may obtain vector information indicating a speed and a moving direction of a predetermined point based on the reception angles of the at least two first response signals and the Doppler frequency. When there are ensemble signals of at least two first response signals, the ultrasound apparatus may obtain Doppler frequencies of each of the at least two first response signals using autocorrelation of the ensemble signals of the first response signal.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 초음파 영상 생성 방법의 순서를 설명하는 순서도이다.8 is a flowchart illustrating a procedure of an ultrasound image generating method according to another exemplary embodiment of the present invention.

S810 단계에서, 초음파 장치는 대상체의 소정 지점으로 초음파 신호를 송신한다.In operation S810, the ultrasound apparatus transmits an ultrasound signal to a predetermined point of the object.

S820 단계에서, 초음파 장치는 소정 지점으로부터 반사되는 제 1 응답 신호를 수신한다.In operation S820, the ultrasound apparatus receives a first response signal reflected from a predetermined point.

S830 단계에서, 초음파 장치는 제 1 응답 신호의 수신 각도 및 도플러 주파수를 기초로 소정 지점의 속력 및 이동 방향을 나타내는 벡터 정보를 획득한다.In operation S830, the ultrasound apparatus obtains vector information indicating a speed and a moving direction of a predetermined point based on the reception angle and the Doppler frequency of the first response signal.

벡터 정보는 도 2에 도시된 초음파 장치(100)에 의해 획득될 수 있고, 일반적인 초음파 장치에 의해서도 획득될 수 있다. 구체적으로, 초음파 장치는 소정 지점으로부터 반사되는 2개의 제 1 응답 신호만을 수신하고, 2개의 제 1 응답 신호를 이용하여 소정 지점의 벡터 정보를 획득할 수도 있다.The vector information may be obtained by the ultrasound apparatus 100 shown in FIG. 2 and may also be obtained by a general ultrasound apparatus. In detail, the ultrasound apparatus may receive only two first response signals reflected from the predetermined point, and acquire vector information of the predetermined point by using the two first response signals.

S840 단계에서, 초음파 장치는 획득된 소정 지점의 벡터 정보를 기초로, 초음파 신호와 소정 지점의 이동 방향 사이의 각도가 소정 각도가 되도록 초음파 신호의 스티어링 각도를 조절한다.In operation S840, the ultrasound apparatus adjusts the steering angle of the ultrasound signal so that the angle between the ultrasound signal and the moving direction of the predetermined point becomes a predetermined angle based on the obtained vector information of the predetermined point.

도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 초음파 영상 생성 방법의 순서를 설명하는 순서도이다.9 is a flowchart illustrating a procedure of an ultrasound image generating method according to another exemplary embodiment of the present invention.

S910 단계에서, 초음파 장치는 대상체의 관심 영역에 포함된 복수의 지점으로 초음파 신호를 송신한다.In operation S910, the ultrasound apparatus transmits an ultrasound signal to a plurality of points included in the ROI of the object.

S920 단계에서, 초음파 장치는 복수의 지점으로부터 반사되는 복수의 응답 신호를 수신한다.In operation S920, the ultrasound apparatus receives a plurality of response signals reflected from the plurality of points.

S930 단계에서, 초음파 장치는 수신된 복수의 응답 신호의 수신 각도 및 도플러 주파수를 기초로 복수의 지점의 속력 및 이동 방향을 나타내는 복수의 벡터 정보를 획득한다.In operation S930, the ultrasound apparatus obtains a plurality of pieces of vector information indicating speeds and moving directions of the plurality of points based on the reception angles and the Doppler frequencies of the plurality of response signals received.

벡터 정보는 도 2에 도시된 초음파 장치(100)에 의해 획득될 수 있고, 일반적인 초음파 장치에 의해서도 획득될 수 있다. 구체적으로, 초음파 장치는 복수의 지점 각각으로부터 반사되는 2개의 제 1 응답 신호만을 수신하고, 2개의 제 1 응답 신호를 이용하여 복수의 지점 각각의 벡터 정보를 획득할 수도 있다.The vector information may be obtained by the ultrasound apparatus 100 shown in FIG. 2 and may also be obtained by a general ultrasound apparatus. In detail, the ultrasound apparatus may receive only two first response signals reflected from each of the plurality of points, and obtain vector information of each of the plurality of points using the two first response signals.

S940 단계에서, 초음파 장치는 복수의 벡터 정보의 벡터합을 획득한다.In operation S940, the ultrasound apparatus obtains a vector sum of the plurality of vector informations.

S950 단계에서, 초음파 장치는 초음파 신호와 획득된 벡터합의 이동 방향 사이의 각도가 소정 각도가 되도록 초음파 신호의 스티어링 각도를 조절한다.In operation S950, the ultrasound apparatus adjusts a steering angle of the ultrasound signal such that an angle between the ultrasound signal and the obtained moving direction of the vector sum is a predetermined angle.

한편, 상술한 본 발명의 실시예들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다.The above-described embodiments of the present invention can be embodied in a general-purpose digital computer that can be embodied as a program that can be executed by a computer and operates the program using a computer-readable recording medium.

상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등) 및 캐리어 웨이브(예를 들면, 인터넷을 통한 전송)와 같은 저장매체를 포함한다. The computer readable recording medium may be a magnetic storage medium such as a ROM, a floppy disk, a hard disk, etc., an optical reading medium such as a CD-ROM or a DVD and a carrier wave such as the Internet Lt; / RTI > transmission).

본 발명의 일 실시예에 따른 벡터 도플러를 이용한 초음파 장치 및 초음파 영상 생성 방법은 대상체의 벡터 정보를 정확히 측정할 수 있다.The ultrasound apparatus and the ultrasound image generating method using the vector doppler according to an embodiment of the present invention can accurately measure the vector information of the object.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 벡터 도플러를 이용한 초음파 장치 및 초음파 영상 생성 방법은 검사자에게 신뢰성 있는 컬러 도플러 영상 또는 도플러 스펙트럼 영상을 제공할 수 있다.In addition, the ultrasound apparatus and the ultrasound image generating method using the vector Doppler according to an embodiment of the present invention can provide a reliable color Doppler image or Doppler spectrum image to the examiner.

이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be understood. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.

100: 초음파 장치
110: 프로브
120: 제어부
130: 벡터 정보 획득부
140: 송신부
150: 영상 생성부
160: 디스플레이부100: Ultrasonic device
110: Probe
120:
130: vector information acquisition unit
140: transmitter
150: the image generating unit
160: display unit

Claims (19)

대상체에 포함된 소정 지점으로 초음파 신호를 송신하고, 상기 소정 지점으로부터 반사되는 적어도 3개의 응답 신호를 수신하는 단계;
상기 수신된 적어도 3개의 응답 신호 중 적어도 2개의 응답 신호를 선택하는 단계; 및
상기 적어도 2개의 응답 신호의 수신 각도 및 도플러 주파수를 기초로 상기 소정 지점의 속력 및 이동 방향을 나타내는 벡터 정보를 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 영상 생성 방법.Transmitting an ultrasonic signal to a predetermined point included in the object and receiving at least three response signals reflected from the predetermined point;
Selecting at least two response signals of the received at least three response signals; And
And obtaining vector information indicating a speed and a moving direction of the predetermined point based on a reception angle and a Doppler frequency of the at least two response signals. 제1항에 있어서,
상기 적어도 2개의 응답 신호를 선택하는 단계는,
상기 수신된 적어도 3개의 응답 신호의 수신 각도 또는 파워를 기초로 상기 적어도 2개의 응답 신호를 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 영상 생성 방법.The method of claim 1,
Selecting the at least two response signals,
And selecting the at least two response signals based on a reception angle or power of the received at least three response signals. 제2항에 있어서,
상기 적어도 2개의 응답 신호를 선택하는 단계는,
상기 수신된 적어도 3개의 응답 신호 중 파워가 큰 순서대로 상기 적어도 2개의 응답 신호를 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 영상 생성 방법.The method of claim 2,
Selecting the at least two response signals,
And selecting the at least two response signals in order of increasing power among the at least three received response signals. 제1항에 있어서,
상기 벡터 정보를 획득하는 단계는,
상기 적어도 2개의 응답 신호 각각에 대한 앙상블 신호들의 자기 상관(autocorrelation)을 이용하여 상기 적어도 2개의 응답 신호의 도플러 주파수를 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 영상 생성 방법.The method of claim 1,
Acquiring the vector information,
And obtaining a Doppler frequency of the at least two response signals using autocorrelation of ensemble signals for each of the at least two response signals. 대상체에 포함된 소정 지점으로 초음파 신호를 송신하고, 상기 소정 지점으로부터 반사되는 제 1 응답 신호를 수신하는 단계;
상기 수신된 제 1 응답 신호의 수신 각도 및 도플러 주파수를 기초로 상기 소정 지점의 속력 및 이동 방향을 나타내는 벡터 정보를 획득하는 단계; 및
상기 획득된 소정 지점의 벡터 정보를 기초로, 초음파 신호와 상기 소정 지점의 이동 방향 사이의 각도가 소정 각도가 되도록 상기 초음파 신호의 스티어링 각도를 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 영상 생성 방법.Transmitting an ultrasonic signal to a predetermined point included in the object and receiving a first response signal reflected from the predetermined point;
Obtaining vector information indicating a speed and a moving direction of the predetermined point based on a reception angle and a Doppler frequency of the received first response signal; And
And adjusting the steering angle of the ultrasonic signal such that the angle between the ultrasonic signal and the moving direction of the predetermined point becomes a predetermined angle based on the obtained vector information of the predetermined point. . 제5항에 있어서,
상기 초음파 영상 생성 방법은,
상기 조절된 스티어링 각도로 초음파 신호를 상기 대상체로 송신하고, 상기 대상체로부터 반사되는 제 2 응답 신호를 수신하는 단계; 및
상기 수신된 제 2 응답 신호를 기초로 상기 대상체의 컬러 도플러 영상 또는 도플러 스펙트럼 영상을 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 영상 생성 방법.The method of claim 5,
The ultrasound image generating method,
Transmitting an ultrasound signal to the object at the adjusted steering angle and receiving a second response signal reflected from the object; And
And generating a color Doppler image or a Doppler spectrum image of the object based on the received second response signal. 제6항에 있어서,
상기 초음파 영상 생성 방법은,
상기 생성된 컬러 도플러 영상 또는 도플러 스펙트럼 영상을 디스플레이하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 영상 생성 방법.The method according to claim 6,
The ultrasound image generating method,
And displaying the generated color Doppler image or the Doppler spectrum image. 대상체의 관심 영역에 포함된 복수의 지점으로 초음파 신호를 송신하고, 상기 복수의 지점으로부터 반사되는 복수의 응답 신호를 수신하는 단계;
상기 수신된 복수의 응답 신호의 수신 각도 및 도플러 주파수를 기초로 상기 복수의 지점의 속력 및 이동 방향을 나타내는 복수의 벡터 정보를 획득하는 단계;
상기 복수의 벡터 정보의 벡터합을 획득하는 단계; 및
상기 초음파 신호와 상기 획득된 벡터합의 이동 방향 사이의 각도가 소정 각도가 되도록 상기 초음파 신호의 스티어링 각도를 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 영상 생성 방법.Transmitting an ultrasound signal to a plurality of points included in the ROI of the object and receiving a plurality of response signals reflected from the plurality of points;
Acquiring a plurality of vector information representing speeds and moving directions of the plurality of points based on the reception angles and Doppler frequencies of the plurality of response signals;
Obtaining a vector sum of the plurality of vector informations; And
And adjusting a steering angle of the ultrasonic signal such that an angle between the ultrasonic signal and the acquired direction of movement of the vector sum is a predetermined angle. 제8항에 있어서,
상기 초음파 영상 생성 방법은,
상기 조절된 스티어링 각도에 따라 상기 관심 영역을 변경하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 영상 생성 방법.9. The method of claim 8,
The ultrasound image generating method,
And changing the ROI according to the adjusted steering angle. 대상체에 포함된 소정 지점으로 초음파 신호를 송신하고, 상기 소정 지점으로부터 반사되는 적어도 3개의 응답 신호를 수신하는 프로브;
상기 수신된 적어도 3개의 응답 신호 중 적어도 2개의 응답 신호를 선택하는 제어부; 및
상기 적어도 2개의 응답 신호의 수신 각도 및 도플러 주파수를 기초로 상기 소정 지점의 속력 및 이동 방향을 나타내는 벡터 정보를 획득하는 벡터 정보 획득부를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 장치.A probe transmitting an ultrasound signal to a predetermined point included in the object and receiving at least three response signals reflected from the predetermined point;
A controller for selecting at least two response signals from the received at least three response signals; And
And a vector information obtaining unit obtaining vector information indicating a speed and a moving direction of the predetermined point based on the reception angles of the at least two response signals and the Doppler frequency. 제10항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 수신된 적어도 3개의 응답 신호의 수신 각도 또는 파워를 기초로 상기 적어도 2개의 응답 신호를 선택하는 것을 특징으로 하는 초음파 장치.The method of claim 10,
The control unit,
And selecting the at least two response signals based on a reception angle or power of the received at least three response signals. 제11항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 수신된 적어도 3개의 응답 신호 중 파워가 큰 순서대로 상기 적어도 2개의 응답 신호를 선택하는 것을 특징으로 하는 초음파 장치.12. The method of claim 11,
The control unit,
And selecting the at least two response signals in order of increasing power among the received at least three response signals. 제10항에 있어서,
상기 벡터 정보 획득부는,
상기 적어도 2개의 응답 신호 각각에 대한 앙상블 신호들의 자기 상관(autocorrelation)을 이용하여 상기 적어도 2개의 응답 신호의 도플러 주파수를 획득하는 것을 특징으로 하는 초음파 장치.The method of claim 10,
The vector information acquisition unit,
And obtaining a Doppler frequency of the at least two response signals using autocorrelation of ensemble signals for each of the at least two response signals. 대상체에 포함된 소정 지점으로 초음파 신호를 송신하고, 상기 소정 지점으로부터 반사되는 제 1 응답 신호를 수신하는 프로브;
상기 수신된 제 1 응답 신호의 수신 각도 및 도플러 주파수를 기초로 상기 소정 지점의 속력 및 이동 방향을 나타내는 벡터 정보를 획득하는 벡터 정보 획득부; 및
상기 획득된 소정 지점의 벡터 정보를 기초로, 초음파 신호와 상기 소정 지점의 이동 방향 사이의 각도가 소정 각도가 되도록 상기 초음파 신호의 스티어링 각도를 조절하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 장치.A probe for transmitting an ultrasonic signal to a predetermined point included in the object and receiving a first response signal reflected from the predetermined point;
A vector information obtaining unit obtaining vector information representing a speed and a moving direction of the predetermined point based on a reception angle and a Doppler frequency of the received first response signal; And
And a controller configured to adjust a steering angle of the ultrasonic signal such that the angle between the ultrasonic signal and the movement direction of the predetermined point becomes a predetermined angle based on the obtained vector information of the predetermined point. 제14항에 있어서,
상기 프로브는,
상기 조절된 스티어링 각도로 초음파 신호를 상기 대상체로 송신하고, 상기 대상체로부터 반사되는 제 2 응답 신호를 수신하되,
상기 초음파 장치는,
상기 수신된 제 2 응답 신호를 기초로 상기 대상체의 컬러 도플러 영상 또는 도플러 스펙트럼 영상을 생성하는 영상 생성부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 장치.15. The method of claim 14,
The probe,
Transmitting an ultrasound signal to the object at the adjusted steering angle and receiving a second response signal reflected from the object,
The ultrasonic device,
And an image generator configured to generate a color Doppler image or a Doppler spectrum image of the object based on the received second response signal. 제15항에 있어서,
상기 초음파 장치는,
상기 생성된 컬러 도플러 영상 또는 도플러 스펙트럼 영상을 디스플레이하는 디스플레이부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 장치.16. The method of claim 15,
The ultrasonic device,
And a display configured to display the generated color Doppler image or the Doppler spectrum image. 대상체의 관심 영역에 포함된 복수의 지점으로 초음파 신호를 송신하고, 상기 복수의 지점으로부터 반사되는 복수의 응답 신호를 수신하는 프로브;
상기 수신된 복수의 응답 신호의 수신 각도 및 도플러 주파수를 기초로 상기 복수의 지점의 속력 및 이동 방향을 나타내는 복수의 벡터 정보를 획득하고, 상기 복수의 벡터 정보의 벡터합을 획득하는 벡터 정보 획득부; 및
상기 초음파 신호와 상기 획득된 벡터합의 이동 방향 사이의 각도가 소정 각도가 되도록 상기 초음파 신호의 스티어링 각도를 조절하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 장치.A probe for transmitting an ultrasonic signal to a plurality of points included in the ROI of the object and receiving a plurality of response signals reflected from the plurality of points;
A vector information acquisition unit for obtaining a plurality of vector information indicating the speed and the movement direction of the plurality of points on the basis of the received angle and the Doppler frequency of the plurality of response signals received, and obtains the vector sum of the plurality of vector information ; And
And a controller configured to adjust a steering angle of the ultrasonic signal such that an angle between the ultrasonic signal and the obtained moving direction of the vector sum is a predetermined angle. 제17항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 조절된 스티어링 각도에 따라 관심 영역을 변경하는 것을 특징으로 하는 초음파 장치.18. The method of claim 17,
The control unit,
And an ROI according to the adjusted steering angle. 제1항 내지 제9항 중 어느 하나의 항의 초음파 영상 생성 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체.A computer-readable recording medium having recorded a computer program for executing the ultrasound image generating method according to any one of claims 1 to 9.
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