KR20150005052A - 대상체 정보를 제공하는 초음파 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

대상체(보다 바람직하게는 동맥 및 정맥)를 구분하여 대상체의 위치에 대응하는 대상체 정보를 제공하는 초음파 시스템 및 방법이 개시된다. 본 발명에 따른 초음파 시스템은, 대상체를 포함하는 생체에 초음파 신호를 송신하고 생체로부터 반사되는 초음파 에코신호를 수신하여 수신신호를 형성하도록 동작하는 초음파 프로브; 수신신호를 이용하여 대상체에 대응하는 초음파 데이터를 획득하도록 동작하는 초음파 데이터 획득부; 초음파 데이터를 이용하여 도플러 데이터를 형성하고, 도플러 데이터를 분석하여 대상체를 검출하고, 검출된 대상체의 위치에 대응하는 대상체 정보를 형성하도록 동작하는 처리부; 및 대상체 정보를 출력하도록 동작하는 대상체 정보 제공부를 포함한다.

Description

대상체 정보를 제공하는 초음파 시스템 및 방법{ULTRASOUND SYSTEM AND METHOD FOR PROVIDING TARGET OBJECT INFORMATION}
본 발명은 초음파 시스템에 관한 것으로, 특히 대상체(보다 바람직하게는 동맥 및 정맥)를 구분하여 대상체의 위치에 대응하는 대상체 정보를 제공하는 초음파 시스템 및 방법에 관한 것이다.
초음파 시스템은 무침습 및 비파괴 특성을 가지고 있어, 생체 내부의 정보를 얻기 위한 의료 분야에서 널리 이용되고 있다. 초음파 시스템은 생체를 직접 절개하여 관찰하는 외과 수술의 필요 없이, 생체 내부의 고해상도 영상을 실시간으로 의사에게 제공할 수 있으므로 의료 분야에서 매우 중요하게 사용되고 있다.
한편, 집중 치료 또는 지속적인 약물을 위해, 정맥에 바늘을 삽입하여 약물을 주입하는 방법이 이용되고 있다. 이러한 방법으로서, 중심 정맥 삽관술(cetnral vein access) 또는 사지 정맥 삽관술(peripheral vein access)이 알려져 있다. 이러한 삽관술 또는 정맥 주사의 경우, 사용자가 영상의 도움없이 해부학적 지식을 기반으로 랜드마크 기반 삽관술을 수행하거나, 초음파, 엑스레이, 컴퓨터 단층촬영(computed tomography) 또는 자기공명영상(magnetic resonance imaging)을 기반으로 정맥을 찾아 정맥 주사를 수행한다.
이러한 삽관술에서 동맥 천자(arterial puncture), 혈전, 감염 등이 주요한 부작용으로 보고되고 있다. 특히, 초음파 영상을 이용한 삽관술에서 외과의 또는 마취의와 같은 초음파 영상에 익숙하지 않은 사용자가 시술함에 따라 정맥과 동맥을 구분하지 못하여 동맥에 상처를 입히거나 삽관을 시도하는 등의 의료사고가 발생하고 있다.
이러한 의료사고를 방지하기 위해, 동맥과 정맥을 동시에 보여주는 트랜스버스 뷰(transvese view)를 이용하여 삽관술을 수행하도록 하고 있다. 그러나, 트랜스버스 뷰를 이용하는 경우에 삽입하는 니들(needle) 또는 가이드(guide)가 초음파 단면 영상에서 잘 나타나지 않는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 니들 또는 가이드가 초음파 단면 영상에서 잘 나타나는 란저투드널 뷰(longitudinal view)를 니들 키드(needle kit)와 함께 사용하는 방법, 또는 동맥 및 정맥을 동시에 나타내는 트랜스듀서 뷰를 이용하여 삽입관을 수행하고 니들(또는 가이드)를 찾기 위해 초음파 프로브와 니들에 위치 센서를 부착하여 초음파 단면 영상에 대한 니들의 상대 위치를 디스플레이부에 표시하는 방법이 제안되고 있다.
그러나, 란저투드널 뷰를 이용한 삽관술(access)은 숙련되지 않은 사용자가 정맥 또는 동맥만을 보게 되어 여전히 동맥과 정맥을 혼동할 수 있는 문제점이 발생한다. 또한, 위치 센서 및 트랜스버스 뷰를 이용한 삽관술은 센서와 같은 부가 장치가 필요로 하여 장소의 제약을 받으며, 초음파 프로브의 무게가 증가하거나 비용이 상승하는 문제점이 있다.
본 발명에서는 도플러 데이터를 이용하여 생체내의 대상체(즉, 동맥과 정맥)를 검출하고, 검출된 대상체를 구분하여 대상체의 위치에 대응하는 대상체 정보를 제공하는 초음파 시스템 및 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 초음파 시스템은, 대상체를 포함하는 생체에 초음파 신호를 송신하고 상기 생체로부터 반사되는 초음파 에코신호를 수신하여 수신신호를 형성하도록 동작하는 초음파 프로브; 상기 수신신호를 이용하여 상기 대상체에 대응하는 초음파 데이터를 획득하도록 동작하는 초음파 데이터 획득부; 상기 초음파 데이터를 이용하여 도플러 데이터를 형성하고, 상기 도플러 데이터를 분석하여 상기 대상체를 검출하고, 상기 검출된 대상체의 위치에 대응하는 대상체 정보를 형성하도록 동작하는 처리부; 및 상기 대상체 정보를 출력하도록 동작하는 대상체 정보 제공부를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 대상체 정보 제공 방법은, a) 초음파 프로브를 이용하여, 대상체를 포함하는 생체에 초음파 신호를 송신하고, 상기 생체로부터 반사되는 초음파 에코신호를 수신하여 수신신호를 형성하는 단계; b) 상기 수신신호를 이용하여 상기 대상체에 대응하는 초음파 데이터를 획득하는 단계; c) 상기 초음파 데이터를 이용하여 도플러 데이터를 형성하는 단계; d) 상기 도플러 데이터를 분석하여 상기 대상체를 검출하는 단계; e) 상기 검출된 대상체의 위치에 대응하는 대상체 정보를 형성하는 단계; 및 f) 상기 대상체 정보를 출력하는 단계를 포함한다.
본 발명은 도플러 데이터를 이용하여 대상체(즉, 혈관)를 검출하고, 검출된 대상체에서 동맥과 정맥을 정확하게 구분하여 대상체의 위치를 정확하게 제공할 수 있어, 사용자가 동맥에 니들을 잘못 삽입하는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 정맥에 정확하게 니들을 삽입할 수 있도록 가이드해 줄 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 초음파 시스템의 구성을 개략적으로 보이는 블록도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 초음파 데이터 획득부의 구성을 개략적으로 블록도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 대상체를 구분하여 대상체 정보를 제공하는 절차를 보이는 플로우차트.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 초음파 프로브, 변환소자, 초음파 영상 및 대상체를 보이는 예시도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 초음파 프로브, 발광부 및 대상체 정보를 보이는 예시도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 초음파 프로브, 영상 투사부 및 대상체 정보를 보이는 예시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 초음파 시스템의 구성을 개략적으로 보이는 블록도이다. 도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 초음파 시스템(100)은 초음파 프로브(110), 초음파 데이터 획득부(120), 처리부(130), 대상체 정보 제공부(140), 저장부(150) 및 디스플레이부(160)를 포함한다. 또한, 초음파 시스템(100)은 사용자의 입력정보를 수신하도록 동작하는 사용자 입력부(도시하지 않음)를 더 포함한다. 사용자 입력부는 컨트롤 패널(control panel), 트랙볼(trackball), 터치 스크린(touch screen), 키보드(keyboard), 마우스(mouse) 등을 포함한다.
초음파 프로브(110)는 전기적 신호 및 초음파 신호를 상호 변환하도록 동작하는 복수의 변환소자(transducer element)(211, 도 4 참조)를 포함한다. 초음파 프로브(210)는 초음파 신호를 생체에 송신한다. 생체는 대상체(예를 들어, 동맥, 정맥 등)를 포함한다. 또한, 초음파 프로브(110)는 생체로부터 반사되는 초음파 신호(즉, 초음파 에코신호)를 수신하여 전기적 신호(이하, 수신신호라 함)를 형성한다. 수신신호는 아날로그 신호이다. 초음파 프로브(110)는 컨벡스 프로브(convex probe), 리니어 프로브(linear probe) 등을 포함한다.
일실시예에 있어서, 초음파 프로브(110)는 생체의 표면에 접촉되어 고정된 상태에서 초음파 신호의 송수신을 수행한다. 다른 실시예에 있어서, 초음파 프로브(110)는 생체의 표면에 접촉되어 소정 방향으로 이동되면서 초음파 신호의 송수신을 수행한다.
초음파 데이터 획득부(120)는 초음파 신호의 송신을 제어한다. 또한, 초음파 데이터 획득부(120)는 초음파 프로브(110)로부터 제공되는 수신신호를 이용하여 생체의 초음파 영상에 대응하는 초음파 데이터를 획득한다. 초음파 데이터 획득부(120)는 CPU(Central Processing Unit), 마이크로프로세서(microprocessor), GPU(Graphic Processing Unit) 등을 포함하는 프로세서로서 구현될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 초음파 데이터 획득부(120)의 구성을 개략적으로 보이는 블록도이다. 도 2를 참조하면, 초음파 데이터 획득부(120)는 송신부(210), 수신부(220) 및 초음파 데이터 형성부(230)를 포함한다.
송신부(210)는 초음파 신호의 송신을 제어한다. 또한, 송신부(210)는 변환소자(211)를 고려하여 초음파 영상을 얻기 위한 전기적 신호(이하, 송신신호라 함)를 형성한다.
일실시예에 있어서, 송신부(210)는 변환소자(211)를 고려하여 제1 초음파 영상을 얻기 위한 송신신호(이하, 제1 송신신호라 함)를 형성한다. 제1 초음파 영상은 B 모드(brightness mode) 영상을 포함한다. 그러나, 제1 초음파 영상은 반드시 이에 한정되지 않는다. 따라서, 초음파 프로브(110)는 생체의 표면에 접촉되어 고정된 상태에서, 송신부(210)로부터 제공되는 제1 송신신호를 초음파 신호로 변환하고, 변환된 초음파 신호를 생체에 송신하고, 생체로부터 반사되는 초음파 에코신호를 수신하여 수신신호(이하, 제1 수신신호라 함)를 형성한다.
또한, 송신부(210)는 변환소자(211) 및 앙상블 넘버(ensemble number)를 고려하여, 제2 초음파 영상을 얻기 위한 송신신호(이하, 제2 송신신호라 함)를 형성한다. 제2 초음파 영상은 도플러 스펙트럼 영상, 컬러 도플러 영상 또는 파워 도플러 영상을 포함한다. 그러나, 제2 초음파 영상은 반드시 이에 한정되지 않는다. 따라서, 초음파 프로브(110)는 생체의 표면에 접촉되어 고정된 상태에서, 송신부(210)로부터 제공되는 제2 송신신호를 초음파 신호로 변환하고, 변환된 초음파 신호를 생체에 송신하고, 생체로부터 반사되는 초음파 에코신호를 수신하여 수신신호(이하, 제2 수신신호라 함)를 형성한다.
다른 실시예에 있어서, 송신부(210)는 변환소자(211)를 고려하여, 복수의 제1 초음파 영상 각각을 얻기 위한 송신신호(이하, 제3 송신신호라 함)를 순차적으로 형성한다. 따라서, 초음파 프로브(110)는 생체의 표면에 접촉되어 소정 방향으로 이동되면서, 송신부(210)로부터 제공되는 제3 송신신호를 초음파 신호로 변환하고, 변환된 초음파 신호를 생체에 송신하고, 생체로부터 반사되는 초음파 에코신호를 수신하여 수신신호(이하, 제3 수신신호라 함)를 형성한다.
또한, 송신부(210)는 변환소자(211) 및 앙상블 넘버를 고려하여, 복수의 제2 초음파 영상 각각을 얻기 위한 송신신호(이하, 제4 송신신호라 함)를 순차적으로 형성한다. 따라서, 초음파 프로브(110)는 생체의 표면에 접촉되어 소정 방향으로 이동되면서, 송신부(210)로부터 제공되는 제4 송신신호를 초음파 신호로 변환하고, 변환된 초음파 신호를 생체에 송신하고, 생체로부터 반사되는 초음파 에코신호를 수신하여 수신신호(이하, 제4 수신신호라 함)를 형성한다.
수신부(220)는 초음파 프로브(110)로부터 제공되는 수신신호를 아날로그 디지털 변환하여 디지털 신호를 형성한다. 또한, 수신부(220)는 변환소자(211)를 고려하여, 디지털 신호에 수신 빔포밍을 수행하여 수신집속신호를 형성한다. 수신 빔포밍은 공지된 다양한 방법이 이용될 수 있으므로 본 실시예에서 상세하게 설명하지 않는다.
일실시예에 있어서, 수신부(220)는 초음파 프로브(110)로부터 제공되는 제1 수신신호를 아날로그 디지털 변환하여 디지털 신호(이하, 제1 디지털 신호라 함)를 형성한다. 수신부(220)는 변환소자(211)를 고려하여 제1 디지털 신호에 수신 빔포밍을 수행하여 수신집속신호(이하, 제1 수신집속신호)를 형성한다.
또한, 수신부(220)는 초음파 프로브(110)로부터 제공되는 제2 수신신호를 아날로그 디지털 변환하여 디지털 신호(이하, 제2 디지털 신호라 함)를 형성한다. 또한, 수신부(220)는 변환소자(211)를 고려하여 제2 디지털 신호에 수신 빔포밍을 수행하여 수신집속신호(이하, 제2 수신집속신호)를 형성한다.
다른 실시예에 있어서, 수신부(220)는 초음파 프로브(110)로부터 제공되는 제3 수신신호를 아날로그 디지털 변환하여 디지털 신호(이하, 제3 디지털 신호라 함)를 형성한다. 수신부(220)는 변환소자(211)를 고려하여 제3 디지털 신호에 수신 빔포밍을 수행하여 수신집속신호(이하, 제3 수신집속신호)를 형성한다.
또한, 수신부(220)는 초음파 프로브(110)로부터 순차적으로 제4 수신신호를 아날로그 디지털 변환하여 디지털 신호(이하, 제4 디지털 신호라 함)를 형성한다. 또한, 수신부(220)는 변환소자(211)를 고려하여 제4 디지털 신호에 수신 빔포밍을 수행하여 수신집속신호(이하, 제4 수신집속신호)를 형성한다.
초음파 데이터 형성부(230)는 수신부(220)로부터 제공되는 수신집속신호를 이용하여 초음파 영상에 대응하는 초음파 데이터를 형성한다. 또한, 초음파 데이터 형성부(230)는 초음파 데이터를 형성하는데 필요한 다양한 신호 처리(예를 들어, 이득(gain) 조절 등)를 수신집속신호에 수행할 수도 있다.
일실시예에 있어서, 초음파 데이터 형성부(230)는 수신부(220)로부터 제공되는 제1 수신집속신호를 이용하여 제1 초음파 영상에 대응하는 초음파 데이터(이하, 제1 초음파 데이터라 함)를 형성한다. 제1 초음파 데이터는 RF(Radio Frequency) 데이터를 포함한다. 그러나, 제1 초음파 데이터는 반드시 이에 한정되지 않는다.
또한, 초음파 데이터 형성부(230)는 수신부(220)로부터 제공되는 제2 수신집속신호를 이용하여 제2 초음파 영상에 대응하는 초음파 데이터(이하, 제2 초음파 데이터라 함)를 형성한다. 제2 초음파 데이터는 I/Q(In-phase/Quadrature) 데이터를 포함한다. 그러나, 제2 초음파 데이터는 반드시 이에 한정되지 않는다.
다른 실시예에 있어서, 초음파 데이터 형성부(230)는 수신부(220)로부터 제공되는 제3 수신집속신호를 이용하여 복수의 제1 초음파 영상 각각에 대응하는 초음파 데이터(이하, 제3 초음파 데이터라 함)를 형성한다.
또한, 초음파 데이터 형성부(230)는 수신부(220)로부터 제공되는 제4 수신집속신호를 이용하여 복수의 제2 초음파 영상 각각에 대응하는 초음파 데이터(이하, 제4 초음파 데이터라 함)를 형성한다.
다시 도 1을 참조하면, 처리부(130)는 초음파 프로브(110), 초음파 데이터 획득부(120), 대상체 정보 제공부(140), 저장부(150) 및 디스플레이부(160)에 연결되어, 초음파 프로브(110), 초음파 데이터 획득부(120), 대상체 정보 제공부(140), 저장부(150) 및 디스플레이부(160)의 동작을 제어한다. 처리부(130)는 CPU, 마이크로프로세서, GPU 등을 포함하는 프로세서로서 구현될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 대상체를 검출하여 대상체 정보를 제공하는 절차를 보이는 플로우차트이다. 이하, 설명의 편의를 위해 대상체가 혈관(동맥 및 정맥) 및 혈관내에 흐르는 피(즉, 혈류)를 포함하는 것으로 가정한다. 도 3을 참조하면, 처리부(130)는 초음파 데이터 획득부(120)로부터 제공되는 초음파 데이터(제1 초음파 데이터 또는 제3 초음파 데이터)를 이용하여 제1 초음파 영상을 형성한다(S302).
처리부(130)는 초음파 데이터 획득부(120)로부터 제공되는 초음파 데이터를 이용하여 도플러 데이터를 형성한다(S304). 도플러 데이터는 대상체의 움직임에 해당하는 속도 또는 강도, 대상체(즉, 혈류)의 양을 나타내는 데이터이다. 도플러 데이터는 공지된 다양한 방법을 이용하여 형성될 수 있으므로 본 실시예에서 상세하게 설명하지 않는다.
일실시예에 있어서, 처리부(130)는 초음파 데이터 획득부(120)로부터 제공되는 제2 초음파 데이터를 이용하여 제2 초음파 영상에 대응하는 도플러 데이터를 형성한다. 다른 실시예에 있어서, 처리부(130)는 초음파 데이터 획득부(120)로부터 제4 초음파 데이터를 이용하여 복수의 제2 초음파 영상 각각에 대응하는 도플러 데이터를 형성한다.
처리부(130)는 도플러 데이터를 이용하여 대상체를 검출한다(S306). 본 실시예에 있어서, 처리부(130)는 도플러 데이터를 시간축으로 누적한다. 일례로서, 처리부(130)는 도플러 데이터를 큐(queue)에 들어오는 순서대로 저장한다. 다른 예로서, 처리부(130)는 도플러 데이터를 합을 통해 누적한다. 처리부(130)는 누적된 도플러 데이터(속도, 강도 또는 혈류의 양)의 평균값을 산출하고, 산출된 평균값과 사전 설정된 임계값을 비교하여 대상체를 검출한다. 예를 들면, 처리부(130)는 산출된 평균값의 절대값을 산출한다. 처리부(130)는 대상체(특히, 혈류)를 검출하기 위한 사전 설정된 제1 임계값과 절대값을 비교하여, 사전 설정된 제1 임계값 이상인 절대값을 검출한다. 즉, 처리부(130)는 혈류에 대응하는 절대값을 검출한다. 처리부(130)는 동맥과 정맥을 구분하기 위한 사전 설정된 제2 임계값과 검출된 절대값을 비교하여, 검출된 절대값이 사전 설정된 제2 임계값 이상인 것으로 판단되면, 검출된 절대값에 해당하는 대상체를 동맥(즉, 동맥에 해당하는 혈류)으로 설정한다. 한편, 검출된 절대값이 사전 설정된 제2 임계값 미만인 것으로 판단되면, 처리부(130)는 검출된 절대값에 해당하는 대상체를 정맥(즉, 정맥에 해당하는 혈류)으로 설정한다.
처리부(130)는 검출된 대상체를 이용하여 대상체의 위치에 대응하는 정보(이하, 대상체 정보라 함)를 형성한다(S308).
일실시예에 있어서, 처리부(130)는 검출된 대상체가 초음파 프로브(110)의 특정 위치에 위치하는지를 판단하고, 검출된 대상체가 초음파 프로브(210)의 특정 위치에 위치하는 것으로 판단되면, 검출된 대상체가 초음파 프로브(110)의 특정 위치에 위치하는 것을 나타내는 대상체 정보를 형성한다. 본 실시예에서의 대상체 정보는 알람을 포함한다.
예를 들면, 처리부(130)는 도 4에 도시된 바와 같이, 검출된 대상체(TO)가 초음파 프로브(110)의 복수의 변환소자(211)중 중간에 위치하는 변환소자(211c)의 위치에 위치하는지를 판단하여 대상체 정보를 형성한다. 도 4에 있어서, 도면부호 UI는 초음파 영상(즉, 제1 초음파 영상)을 나타낸다.
다른 실시예에 있어서, 처리부(130)는 검출된 대상체가 초음파 프로브(110)의 특정 위치에 위치하는지를 판단하고, 검출된 대상체가 초음파 프로브(110)의 특정 위치에 위치하는 것으로 판단되면, 검출된 대상체가 초음파 프로브(110)의 특정 위치에 위치하는 것을 나타내는 대상체 정보를 형성한다. 본 실시예에서의 대상체 정보는 도 5에 도시된 바와 같이 발광부(LE)를 구동하여 대상체의 위치를 빛으로 표시하기 위한 대상체 정보(TOI)를 포함한다.
또 다른 실시예에 있어서, 처리부(130)는 검출된 대상체가 초음파 프로브(110)의 특정 위치에 위치하는지를 판단하고, 검출된 대상체가 초음파 프로브(110)의 특정 위치에 위치하는 것으로 판단되면, 검출된 대상체가 초음파 프로브(110)의 특정 위치에 위치하는 것을 나타내는 대상체 정보를 형성한다. 본 실시예에서의 대상체 정보는 초음파 프로브(110)에 장착된 진동부(도시하지 않음)를 구동하여 대상체의 위치를 진동으로서 나타내기 위한 대상체 정보를 포함한다.
또 다른 실시예에 있어서, 처리부(130)는 검출된 대상체에 기초하여 제1 초음파 영상에 영상 처리를 수행하여 제1 초음파 영상으로부터 대상체 영상을 추출하고, 추출된 대상체 영상을 포함하는 대상체 정보를 형성한다.
또 다른 실시예에 있어서, 처리부(130)는 복수의 제2 초음파 영상 각각에서 검출된 대상체에 기초하여 복수의 제1 초음파 영상 각각에 영상 처리를 수행하여 복수의 제1 초음파 영상 각각으로부터 대상체 영상을 추출하고, 추출된 대상체 영상을 포함하는 대상체 정보를 형성한다. 즉, 처리부(130)는 초음파 프로브(110)가 이동하여 지나온 생체내의 조직 부위에 대상체 위치를 표시할 수 있는 대상체 정보를 형성한다.
전술한 실시예들에서는 대상체 정보가 알람, 구동신호 또는 대상체 영상을 포함하는 것으로 설명하였지만, 반드시 이에 한정되지 않고 다양한 정보를 포함할 수 있다.
선택적으로, 처리부(130)는 도플러 데이터를 이용하여 제2 초음파 영상 또는 복수의 제2 초음파 영상을 형성한다. 도플러 데이터를 이용한 제2 초음파 영상은 공지된 다양한 방법을 이용하여 형성될 수 있으므로, 본 실시예에서 상세하게 설명하지 않는다.
다시 도 1을 참조하면, 대상체 정보 제공부(140)는 처리부(130)의 제어에 따라 처리부(130)에서 형성된 대상체 정보를 제공(즉, 출력)한다.
일실시예에 있어서, 대상체 정보 제공부(140)는 스피커(도시하지 않음)를 포함한다. 스피커는 처리부(130)의 제어에 따라 대상체 정보(즉, 알람)를 출력한다. 예를 들면, 스피커는 초음파 프로브(110)의 일측에 장착된다. 그러나, 스피커는 반드시 이에 한정되지 않고 사용자가 스피커를 통해 출력되는 알람을 들을 수 있는 위치라면 어떤 위치에 장착되어도 무방하다.
다른 실시예에 있어서, 대상체 정보 제공부(140)는 도 5에 도시된 바와 같이 발광부(LE)를 포함한다. 발광부(LE)는 처리부(130)의 제어에 따라 발광하여, 도 5에 도시된 바와 같이 대상체의 위치를 빛으로 나타내는 대상체 정보(TOI)를 출력한다. 발광부(LE)는 도 5에 도시된 바와 같이 초음파 프로브(110)의 일측에 장착된다.
전술한 실시예에서는 2개의 발광부(LE)가 초음파 프로브(110)의 일측에 장착되는 것으로 설명하였지만, 반드시 이에 한정되지 않고, 적어도 하나의 발광부가 초음파 프로브(110)의 일측에 장착될 수 있다.
또 다른 실시예에 있어서, 대상체 정보 제공부(140)는 진동부(도시하지 않음)를 포함한다. 진동부는 처리부(130)의 제어에 따라 구동하여, 대상체의 위치를 진동으로서 나타내는 대상체 정보를 출력한다. 진동부는 초음파 프로브(110)의 일측에 장착된다.
또 다른 실시예에 있어서, 대상체 정보 제공부(140)는 도 6에 도시된 바와 같이 영상 투사부(IP)를 포함한다. 일례로서, 영상 투사부(IP)는 처리부(130)의 제어에 따라 구동하여, 대상체 영상을 포함하는 대상체 정보를 출력한다. 영상 투사부(IP)는 도 6에 도시된 바와 같이, 초음파 프로브(210)의 일측에 장착되어 생체의 표면에 대상체 정보를 출력한다. 다른 예로서, 영상 투사부(IP)는 처리부(130)의 제어에 따라 구동하여, 대상체의 위치와 초음파 프로브(110)의 이동 및 위치(즉, 초음파 프로브(110)가 이동하여 지나온 위치)에 대응하는 대상체 정보를 출력한다.
다시 도 1을 참조하면, 저장부(150)는 초음파 데이터 획득부(120)에서 획득된 초음파 데이터(제1 초음파 데이터 및 제2 초음파 데이터)를 저장한다. 또한, 저장부(150)는 처리부(130)에서 형성된 도플러 데이터를 저장한다. 또한, 저장부(150)는 처리부(130)에서 형성된 대상체 정보를 저장한다. 저장부(150)는 하드디스크, 비휘발성 메모리, CD-ROM(Compact Disc-Read Only Memory), DVD-ROM(Digital Versatile Disc-Read Only Memory) 등을 포함한다.
디스플레이부(160)는 처리부(130)에서 형성된 제1 초음파 영상(들)을 디스플레이한다. 또한, 디스플레이부(160)는 처리부(130)에서 형성된 제2 초음파 영상(들)을 디스플레이한다. 디스플레이부(160)는 LCD(Liquid Crystal Display), LED(Light Emitting Diode) 디스플레이, OLED(Organic Light Emitting Diode) 디스플레이 등을 포함한다.
선택적으로, 전술한 실시예에서는 초음파 데이터 획득부(120) 및 처리부(130)를 각각의 프로세서로서 구현하는 것을 설명하였지만, 다른 실시예에서는 초음파 데이터 획득부(120) 및 처리부(130)를 하나의 프로세서로서 구현할 수도 있다.
본 발명은 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.
100: 초음파 시스템 110: 초음파 프로브
120: 초음파 데이터 획득부 130: 처리부
140: 대상체 정보 제공부 150: 저장부
160: 디스플레이부 211: 변환소자
210: 송신부 220: 수신부
230: 초음파 데이터 형성부 UI: 제1 초음파 영상
TO: 대상체 LE: 발광부
TOI: 대상체 정보 IP: 영상 투사부

Claims (31)

  1. 초음파 시스템으로서,
    대상체를 포함하는 생체에 초음파 신호를 송신하고 상기 생체로부터 반사되는 초음파 에코신호를 수신하여 수신신호를 형성하도록 동작하는 초음파 프로브;
    상기 수신신호를 이용하여 상기 대상체에 대응하는 초음파 데이터를 획득하도록 동작하는 초음파 데이터 획득부;
    상기 초음파 데이터를 이용하여 도플러 데이터를 형성하고, 상기 도플러 데이터를 분석하여 상기 대상체를 검출하고, 상기 검출된 대상체의 위치에 대응하는 대상체 정보를 형성하도록 동작하는 처리부; 및
    상기 대상체 정보를 출력하도록 동작하는 대상체 정보 제공부
    를 포함하는 초음파 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 대상체는, 동맥 및 정맥 중 적어도 하나의 혈관을 포함하는 초음파 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 도플러 데이터는, 상기 대상체의 움직임에 해당하는 속도, 상기 대상체의 움직임에 해당하는 강도 및 상기 대상체의 양 중 적어도 하나를 포함하는 초음파 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 처리부는,
    상기 도플러 데이터를 시간축으로 누적하고,
    상기 누적된 도플러 데이터의 평균값을 산출하고,
    상기 산출된 평균값과 사전 설정된 임계값을 비교하여 상기 대상체를 검출하도록 동작하는 초음파 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 처리부는,
    상기 산출된 평균값의 절대값을 산출하고,
    상기 대상체를 검출하기 위한 사전 설정된 제1 임계값과 상기 절대값을 비교하여, 상기 사전 설정된 임계값 이상인 절대값을 검출하고,
    상기 동맥 및 상기 정맥을 구분하기 위한 사전 설정된 제2 임계값과 상기 검출된 임계값을 비교하여 상기 검출된 절대값에 해당하는 대상체를 상기 동맥 또는 상기 정맥으로 설정하도록 동작하는 초음파 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 상기 처리부는, 상기 검출된 절대값이 상기 사전 설정된 제2 임계값 이상인 것으로 판단되면, 상기 검출된 절대값에 해당하는 상기 대상체를 상기 동맥으로 설정하도록 동작하는 초음파 시스템.
  7. 제5항에 있어서, 상기 처리부는, 상기 검출된 절대값이 상기 사전 설정된 제2 임계값 미만인 것으로 판단되면, 상기 검출된 절대값에 해당하는 상기 대상체를 상기 정맥으로 설정하도록 동작하는 초음파 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 상기 처리부는, 상기 검출된 대상체가 상기 초음파 프로브의 소정 위치에 위치하는지를 판단하여, 상기 검출된 대상체가 상기 초음파 프로브의 소정 위치에 위치하는 것을 나타내는 상기 대상체 정보를 형성하도록 동작하는 초음파 시스템.
  9. 제8항에 있어서, 상기 대상체 정보 제공부는, 상기 대상체 정보를 알람으로서 출력하도록 동작하는 스피커를 포함하는 초음파 시스템.
  10. 제8항에 있어서, 상기 대상체 정보 제공부는, 상기 대상체 정보를 광으로서 출력하도록 동작하는 발광부를 포함하는 초음파 시스템.
  11. 제8항에 있어서, 상기 대상체 정보 제공부는, 상기 대상체 정보를 진동으로서 출력하도록 동작하는 진동부를 포함하는 초음파 시스템.
  12. 제1항에 있어서, 상기 처리부는, 상기 검출된 대상체의 위치에 기초하여 상기 대상체를 포함하는 초음파 영상으로부터 상기 대상체에 해당하는 대상체 영상을 추출하고, 상기 대상체 영상을 포함하는 상기 대상체 정보를 형성하도록 초음파 시스템.
  13. 제12항에 있어서, 상기 대상체 정보 제공부는, 상기 대상체 영상을 투사하도록 동작하는 영상 투사부를 포함하는 초음파 시스템.
  14. 제1항 내지 제13항중 어느 한 항에 있어서, 상기 대상체 정보 제공부는, 상기 초음파 프로브의 일측에 장착되는 초음파 시스템.
  15. 제13항에 있어서, 상기 초음파 프로브는 소정 방향으로 이동하면서 초음파 신호를 상기 생체에 송신하고 상기 생체로부터 반사되는 초음파 에코신호를 수신하여 수신신호를 형성하는 과정을 복수회 반복 수행하도록 동작하고,
    상기 초음파 데이터 획득부는, 상기 수신신호를 이용하여 복수의 초음파 영상 각각에 대응하는 초음파 데이터를 획득하고,
    상기 처리부는, 상기 초음파 데이터를 이용하여 복수의 초음파 영상을 형성하고, 상기 복수의 초음파 영상 각각을 이용하여 상기 대상체를 검출하고, 상기 검출된 대상체에 기초하여 상기 복수의 초음파 영상 각각에 영상 처리를 수행하여 상기 대상체에 대응하는 대상체 영상을 추출하여 상기 초음파 프로브가 이동하여 지나온 상기 생체내의 대상체의 위치를 표시할 수 있는 대상체 정보를 형성하도록 동작하고,
    상기 대상체 정보 제공부는, 상기 대상체 정보를 제공하도록 동작하는 초음파 시스템.
  16. 대상체 정보 제공 방법으로서,
    a) 초음파 프로브를 이용하여, 대상체를 포함하는 생체에 초음파 신호를 송신하고, 상기 생체로부터 반사되는 초음파 에코신호를 수신하여 수신신호를 형성하는 단계;
    b) 상기 수신신호를 이용하여 상기 대상체에 대응하는 초음파 데이터를 획득하는 단계;
    c) 상기 초음파 데이터를 이용하여 도플러 데이터를 형성하는 단계;
    d) 상기 도플러 데이터를 분석하여 상기 대상체를 검출하는 단계;
    e) 상기 검출된 대상체의 위치에 대응하는 대상체 정보를 형성하는 단계; 및
    f) 상기 대상체 정보를 출력하는 단계
    를 포함하는 대상체 정보 제공 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 대상체는, 동맥 및 정맥 중 적어도 하나의 혈관을 포함하는 대상체 정보 제공 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 도플러 데이터는, 상기 대상체의 움직임에 해당하는 속도, 상기 대상체의 움직임에 해당하는 강도 및 상기 대상체의 양 중 적어도 하나를 포함하는 대상체 정보 제공 방법.
  19. 제17항에 있어서, 상기 단계 d)는,
    d1) 상기 도플러 데이터를 시간축으로 누적하는 단계;
    d2) 상기 누적된 도플러 데이터의 평균값을 산출하는 단계; 및
    d3) 상기 산출된 평균값과 사전 설정된 임계값을 비교하여 상기 대상체를 검출하는 단계
    를 포함하는 대상체 정보 제공 방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 단계 d3)은,
    d31) 상기 산출된 평균값의 절대값을 산출하는 단계;
    d32) 상기 대상체를 검출하기 위한 사전 설정된 제1 임계값과 상기 절대값을 비교하여, 상기 사전 설정된 임계값 이상인 절대값을 검출하는 단계; 및
    d33) 상기 동맥 및 상기 정맥을 구분하기 위한 사전 설정된 제2 임계값과 상기 검출된 임계값을 비교하여 상기 검출된 절대값에 해당하는 대상체를 상기 동맥 또는 상기 정맥으로 설정하는 단계
    를 포함하는 대상체 정보 제공 방법.
  21. 제20항에 있어서, 상기 단계 d33)은,
    상기 검출된 절대값이 상기 사전 설정된 제2 임계값 이상인 것으로 판단되면, 상기 검출된 절대값에 해당하는 상기 대상체를 상기 동맥으로 설정하는 단계
    를 포함하는 대상체 정보 제공 방법.
  22. 제20항에 있어서, 상기 단계 d33)은,
    상기 검출된 절대값이 상기 사전 설정된 제2 임계값 미만인 것으로 판단되면, 상기 검출된 절대값에 해당하는 상기 대상체를 상기 정맥으로 설정하는 단계
    를 포함하는 대상체 정보 제공 방법.
  23. 제16항에 있어서, 상기 단계 e)는,
    상기 검출된 대상체가 상기 초음파 프로브의 소정 위치에 위치하는지를 판단하여, 상기 검출된 대상체가 상기 초음파 프로브의 소정 위치에 위치하는 것을 나타내는 상기 대상체 정보를 형성하는 단계
    를 포함하는 대상체 정보 제공 방법.
  24. 제23항에 있어서, 상기 단계 f)는,
    대상체 정보 제공부를 통해 상기 대상체 정보를 알람으로서 출력하는 단계
    를 포함하는 대상체 정보 제공 방법.
  25. 제23항에 있어서, 상기 단계 f)는,
    대상체 정보 제공부를 통해 광을 이용하여 상기 대상체 정보를 선으로 출력하는 단계
    를 포함하는 대상체 정보 제공 방법.
  26. 제23항에 있어서, 상기 단계 f)는,
    대상체 정보 제공부를 통해 상기 대상체 정보를 진동으로서 출력하는 단계
    를 포함하는 대상체 정보 제공 방법.
  27. 제24항 내지 제26항중 어느 한 항에 있어서, 상기 대상체 정보 제공부는, 상기 초음파 프로브의 일측에 장착되는 대상체 정보 제공 방법.
  28. 제16항에 있어서, 상기 단계 e)는,
    상기 검출된 대상체의 위치에 기초하여 상기 대상체를 포함하는 초음파 영상으로부터 상기 대상체에 해당하는 대상체 영상을 추출하는 단계; 및
    상기 대상체 영상을 포함하는 상기 대상체 정보를 형성하는 단계
    를 포함하는 대상체 정보 제공 방법.
  29. 제28항에 있어서, 상기 단계 f)는,
    대상체 정보 제공부를 통해 상기 대상체 영상을 투사하는 단계
    를 포함하는 대상체 정보 제공 방법.
  30. 제29항에 있어서, 상기 대상체 정보 제공부는, 상기 초음파 프로브의 일측에 장착되는 대상체 정보 제공 방법.
  31. 제30항에 있어서, 상기 단계 a)는,
    상기 초음파 프로브를 소정 방향으로 이동하면서 초음파 신호를 상기 생체에 송신하고 상기 생체로부터 반사되는 초음파 에코신호를 수신하여 수신신호를 형성하는 과정을 복수회 반복 수행하는 단계를 더 포함하고,
    상기 단계 b)는,
    상기 수신신호를 이용하여 복수의 초음파 영상 각각에 대응하는 초음파 데이터를 획득하는 단계를 더 포함하고,
    상기 단계 d)는,
    상기 초음파 데이터를 이용하여 복수의 초음파 영상을 형성하는 단계; 및
    상기 복수의 초음파 영상 각각을 이용하여 상기 대상체를 검출하는 단계를 포함하고,
    상기 단계 e)는,
    상기 검출된 대상체에 기초하여 상기 복수의 초음파 영상 각각에 영상 처리를 수행하여 상기 대상체에 대응하는 대상체 영상을 추출하여 상기 초음파 프로브가 이동하여 지나온 상기 생체내의 대상체의 위치를 표시할 수 있는 대상체 정보를 형성하는 단계를 더 포함하는 대상체 정보 제공 방법.
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