KR20160122740A - 매질 내부의 시침위치에 대한 물리적 특징을 판단하는 방법, 매질의 이미지를 판단하는 방법, 및 상기 방법들을 실행하는 장치 - Google Patents

매질 내부의 시침위치에 대한 물리적 특징을 판단하는 방법, 매질의 이미지를 판단하는 방법, 및 상기 방법들을 실행하는 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따르면, 진폭이 다른 방출 펄스들을 포함한 방출시퀀스를 송신하는 단계; 상기 방출 펄스들의 에코에 해당하는 수신 펄스들을 포함한 수신시퀀스를 수신하는 단계; 방출된 펄스들에 대한 수신된 펄스들 간의 위상차를 계산하는 단계; 및 상기 위상차를 기초로 물리적 특징을 판단하는 단계를 포함하는 매질 내 시침위치에 대한 물리적 특징을 판단하는 방법이 제공된다.

Description

매질 내부의 시침위치에 대한 물리적 특징을 판단하는 방법, 매질의 이미지를 판단하는 방법, 및 상기 방법들을 실행하는 장치{Method for determining a physical characteristic on a punctual location inside a medium, a method for determining an image of a medium and apparatus implementing said methods}
본 발명은 초음파로 매질 내부의 시침위치를 특징짓고 상기 매질 내부에 초음파 전파를 이용해 상기 매질 내부의 영역 이미지를 판단하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 상기 방법들을 구현한 장치에 관한 것이다.
매질의 초음파 이미징은 매질을 이미지화하기 위한, 특히 신체를 이미지하기 위한 매우 통상적인 기술이다.
예컨대, 미국특허 US 6,095,980은 소위 "펄스 역전 도플러(pulse inversion Doppler)"라고 하는 매질 내부에 선형 및 비선형 스캐터들을 감지하는 이미징 시스템 및 방법을 개시하고 있다. 이 시스템은 비선형 응답방향으로 감도를 향상시키도록 다수의 여기수준들에서 초음파 응답을 측정한다. 추가로, 이 방법은 종종 초음파 이미징의 감도를 다시 향상시키기 위해 매질 내부에 콘트라스트 시약의 주입을 이용한다.
불행히도, 이런 이미징 시스템으로, 사용자는 여전히 약한 콘트라스트를 얻으며 콘트라스트 시약의 사용에도 불구하고, 몇몇 조직신호들은 (즉, 콘트라스트 시약 없이) 여전히 이미지에 남아 있어 혈관 윤곽이 이미지에 충분히 나타나지 않는다.
본 발명의 목적은 첫째 매질 내 시침위치 상에 물리적 특징을 판단하는 방법을 제공하기 위한 것이다.
이를 달성하기 위해, 상기 방법은 다음의 단계: 즉,
a) 초음파의 방출시퀀스를 시침위치로 지향한 매질에 송신하는 단계;
b) 위치로부터 초음파의 수신시퀀스를 수신하는 단계;
c) 방출된 펄스들에 대한 수신된 펄스들 간의 위상차를 계산하는 단계; 및
d) 상기 위상차를 기초로 물리적 특징을 판단하는 단계를 포함하고,
방출시퀀스는 진폭이 다른 적어도 2개의 방출 펄스들을 포함하며, 수신시퀀스는 상기 방출 펄스들의 에코에 해당하는 적어도 2개의 수신 펄스들을 포함한다.
이들 특징들로 인해, 매질의 시침위치 상에 물리적 특징이 향상된 정확도로 판단된다.
상기 방법의 다양한 실시예로, 하기의 특징들 중 하나 또는 다른 것이 선택적으로 포함될 수 있다.
상기 방법의 태양으로, 위상차를 계산하는 단계 c)는:
c1) 수신시퀀스에서 수신된 펄스들의 각 하나에 대한 위상을 판단하는 단계; 및
c2) 상기 위상들을 결합함으로써 위상차를 계산하는 단계를 포함한다.
상기 방법의 일태양으로, 위상차를 계산하는 단계 c)는:
c3) 상기 수신된 펄스들에 해당하는 수신 신호들은 가중 인수들에 의해 가중화되고 결합신호를 생성하기 위해 합해지는 단계; 및
c4) 위상차는 상기 결합신호의 위상인 단계를 포함하고, 상기 가중 인수들은 방출 펄스들의 다른 진폭을 보상하도록 결정된다.
상기 방법의 태양으로, 물리적 특징은 위상차에 비례한다.
상기 방법의 태양으로, a)에서 c)의 연속 단계들은 복수의 위상차들을 제공하기 위해 수차례 반복되고,
- 단계 d) 동안, 물리적 특징은 상기 복수의 위상차들의 평균 또는 표준편차 또는 분산에 의해 결정된다.
상기 방법의 태양으로, 방출시퀀스는 2개의 방출 펄스들보다 더 많은 개수를 포함하고, 수신시퀀스는 방출 펄스의 개수와 적어도 같은 개수의 수신 펄스를 포함하며,
- 단계 c) 동안, 2개의 수신 및 방출 펄스들에 해당하는 커플을 간의 복수의 위상차들이 계산되고, 방출 펄스들의 각 커플은 다른 진폭을 갖고,
- 단계 d) 동안, 물리적 특징은 상기 복수의 위상차들의 평균 또는 표준편차 또는 분산에 의해 결정된다.
상기 방법의 태양으로,
- 물리적 특징은 제 1 한계 이하이면 제 1 타입이 되고,
- 물리적 특징은 제 2 한계보다 크면 제 2 타입이 된다.
상기 방법의 태양으로, 제 2 한계는 제 1 한계보다 크다.
상기 방법의 태양으로, 제 1 한계는 0.3 라디안, 바람직하게는 0.1 라디안이다.
상기 방법의 태양으로, 제 2 한계는 0.3 라디안, 바람직하게는 0.5 라디안이다.
둘째로, 본 발명의 다른 목적은 매질 내 시침위치에 대한 물리적 특징을 판단하는 장치를 제공하는 것이다. 상기 장치는:
- 초음파 트랜스듀서를 포함한 프로브;
- 트랜스듀서를 제어하는 전자유닛; 및
- 전자유닛을 제어하고 상기 전자유닛으로부터 신호를 처리하기 위한 처리유닛을 포함한다.
상기 처리유닛은 상술한 시침위치에 대한 물리적 특징을 판단하는 방법을 실행한다.
셋째로, 본 발명의 다른 목적은 복수의 픽셀들로 이미지가 구성되고, 영역 내 복수의 위치들에 대해 보상하는 매질 내 영역에 대한 이미지를 판단하는 방법을 제공하는 것이다.
상기 방법은 하기의 단계: 즉,
a) 위치를 향해 초음파의 방출시퀀스를 영역으로 송신하는 단계;
b) 위치로부터 초음파의 수신시퀀스를 수신하는 단계;
c) 방출 펄스들에 대해 수신된 펄스들 간에 위상차를 계산하는 단계; 및
d) 상기 위상차를 기초로 이미지의 픽셀을 판단하는 단계를 포함하고,
방출시퀀스는 진폭이 다른 적어도 2개의 방출 펄스들을 포함하며, 수신시퀀스는 상기 방출 펄스들에 해당하는 적어도 2개의 수신 펄스들을 포함한다.
이들 특징들로 인해, 향상된 감도와 정확도로 매질의 이미지가 결정된다. 이미지의 이미지 콘트라스트는 공지의 초음파 기술에 비해 향상된다.
상기 방법의 다양한 실시예로, 하기의 특징들 중 하나 및/또는 다른 하나가 선택적으로 포함될 수 있다.
상기 방법의 태양으로, 위상차를 계산하는 단계 c)는:
c1) 수신시퀀스에서 수신된 펄스들의 각 하나에 대한 위상을 판단하는 단계; 및
c2) 상기 위상들을 결합함으로써 위상차를 계산하는 단계를 포함한다.
상기 방법의 태양으로, 위상차를 계산하는 단계 c)는:
c3) 상기 수신된 펄스들에 해당하는 수신 신호들은 가중 인수들에 의해 가중화되고 결합신호를 생성하기 위해 합해지는 단계; 및
c4) 위상차는 상기 결합신호의 위상인 단계를 포함하고,
상기 가중 인수들은 방출 펄스들의 다른 진폭을 보상하도록 결정된다.
상기 방법의 태양으로, 단계 d) 동안, 픽셀은 위상차에 비례한다.
상기 방법의 태양으로, a)에서 c)의 연속 단계들은 영역 내 각 위치에 대한 복수의 위상차들을 제공하기 위해 수차례 반복되고,
- 단계 d) 동안, 픽셀은 상기 복수의 위상차들의 평균 또는 표준편차 또는 분산에 의해 결정된다.
상기 방법의 태양으로, 방출시퀀스는 2개의 방출 펄스들보다 더 많은 개수를 포함하고, 수신시퀀스는 방출 펄스의 개수와 적어도 같은 개수의 수신 펄스를 포함하며,
- 단계 c) 동안, 2개의 수신 및 방출 펄스들에 해당하는 커플을 간의 복수의 위상차들이 계산되고, 방출 펄스들의 각 커플은 다른 진폭을 갖고,
- 단계 d) 동안, 픽셀은 상기 복수의 위상차들의 평균 또는 표준편차 또는 분산에 의해 결정된다.
상기 방법의 태양으로, 이미지 내 각 픽셀은 영역 내 위치에 해당한다.
상기 방법의 태양으로,
- 영역은 복수의 서브영역들로 분할되고,
- 단계 c) 및 단계 d) 사이에, 상기 서브영역 위상차가 계산되며,
- 이미지내 각 픽셀은 서브영역에 해당하고,
상기 서브영역 위상차는 상기 서브영역에 속하는 위치들의 복수의 위상차의 평균값이다.
상기 방법의 태양으로,
- 물리적 특징은 제 1 한계 이하이면 제 1 타입이 되고,
- 물리적 특징은 제 2 한계보다 크면 제 2 타입이 된다.
상기 방법의 태양으로, 제 2 한계는 제 1 한계보다 크다.
상기 방법의 태양으로, 제 1 한계는 0.3 라디안, 바람직하게는 0.1 라디안이다.
상기 방법의 태양으로, 제 2 한계는 0.3 라디안, 바람직하게는 0.5 라디안이다.
상기 방법의 태양으로, 방출시퀀스의 2개의 방출 펄스들은 2 이상의 진폭비를 갖는다.
상기 방법의 태양으로, 단계 a) 전에, 콘트라스트 시약이 매질에 주입된다.
상기 방법의 태양으로, 콘트라스트 시약은 마이크로-버블을 포함한다.
넷째, 본 발명의 또 다른 목적은
- 초음파 트랜스듀서를 포함한 프로브;
- 트랜스듀서를 제어하는 전자유닛; 및
- 전자유닛을 제어하고 상기 전자유닛으로부터 신호를 처리하기 위한 처리유닛을 포함하는 매질 내 영역의 이미지를 판단하는 장치를 제공하는 것이다.
상기 처리유닛은 상술한 매질 내 영역의 이미지를 판단하는 방법을 실행한다.
본 발명의 내용에 포함됨.
첨부도면을 참조로 비제한적인 예로써 제시된 실시예에 대한 하기의 상세한 설명으로부터 본 발명의 다른 특징 및 이점이 명백해진다.
도면에서:
도 1은 본 발명에 따른 방법(시간측정 방법)의 제 1 구성을 실행하기 위한 장치의 개략도이다;
도 2a는 도 1의 장치에 의해 실행된 방법에 의해 사용된 신호의 방출시퀀스를 도시한 시간영역 곡선이다;
도 2b은 도 2a의 방출시퀀스에 따른 수신 신호 시퀀스를 도시한 시간영역 곡선이다;
도 3a는 준선형적 재료 거동을 갖는 매질 내 위치에 대해 방출된 신호와 관련된 수신신호의 위상차의 분포이다;
도 3b는 비선형 재료 거동을 갖는 매질 내 위치에 대한 방출신호에 대한 수신된 신호의 위상차의 분포이다;
도 4는 본 발명에 따른 방법(이미징 방법)의 제 2 구성을 실행하기 위한 장치의 개략도이다.
도 5는 도 4에 도시된 장치 및 방법에 의해 생성되고 매질 내부에 포함된2개의 장기를 가리키기 위해 상기 이미지의 분할의 2개의 서브영역을 도시한 이미지의 일예이다.
도면에서, 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 요소를 나타낸다.
도 1은 가령, 매질(11) 내부의 한 위치의 특징을 판단하기 위해 또는 매질(11)내 영역을 이미지화 하기 위해 본 발명의 방법을 실행하기 위한 장치(10)를 도시한 것이다.
매질(11)은 가령 살아 있는 바디 및 특히 사람 또는 동물 바디이거나, 임의의 다른 생물학적 또는 물리화학적 매질(가령, 시험관 내 매질)일 수 있다. 매질의 양은 물리적 속성에 있어 변화를 포함한다. 예컨대, 매질은 조직 및 혈관을 포함할 수 있고, 각각은 다양한 물리적 특징이 있다. 예컨대, 조직은 병으로 고통받는 부위(가령, 암세포)를 포함할 수 있거나, 매질의 다른 부위에 대한 비교를 위해 다양한 물리적 속성들을 갖는 임의의 다른 특이 부위를 포함할 수 있다. 매질(11)의 몇몇 부분들은 이들 부위들의 물리적 속성들의 콘트라스트를 향상시키기 위해 몇몇 추가된 콘트라스트 시약(가령, 마이크로-버블)을 포함할 수 있다. 초음파가 발사되면, 이런 콘트라스트 시약들은 비선형 에코를 발생한다. 따라서, 이런 콘트라스트 시약의 잘 알려진 이용은 혈관 내에 기설정된 양의 콘트라스트 시약을 포함한 유체의 주입이다. 그런 후, 이런 혈관의 물리적 특징은 콘트라스트 시약을 포함하지 않은 조직의 물리적 특징에 비해 더 쉽게 감지될 수 있고, 상기 콘트라스트 시약은 단지 혈관에서만 흐른다.
초음파를 통해 매질을 감지하는 방법에 의해 감지될 수 있는 물리적 특징들은 강도 등과 같이 매질의 기계적 속성들이다. 상기 방법은 상기 물리적 속성들의 값 및/또는 변화를 구별한다. 예컨대, 상기 방법은 매질내 2개의 재료들 간에 기계적 인터페이스를 감지할 수 있다: 가령, 버블 쉘을 감지할 수 있다.
장치(10)는:
- 신호를 초음파로 변환(방출) 및/또는 초음파를 신호로 변환(수신)하도록 각각 적용된 하나의 초음파 트랜스듀서 또는 복수의 초음파 트랜스듀서들(트랜스듀서 어레이)를 포함하는 프로브(12);
- 양(수신 및/또는 방출) 모드로 프로브에 있는 트랜스듀스들을 제어하는 전자유닛(13); 및
전자유닛(13), 처리신호를 제어하고, 매질의 특징 및/또는 상기 특징의 이미지를 판단하기 위한 처리유닛(14)을 포함한다.
변형으로, 신호전자장치는 전자유닛(13) 및 처리유닛(14)의 모든 기능을 실행할 수 있다. 처리유닛(14)은 컴퓨터일 수 있다.
프로브(12)는 프로브의 앞에 기설정된 위치에 초음파 집속을 수행하기 위해 곡선 트랜스듀스를 포함할 수 있다. 프로브(12)는 2차원(2D) 면에 초음파 집속을 수행하기 위해 축(X)을 따라 병치된 수십 개(예컨대, 100 내지 300)의 트랜스듀스들인 트랜스듀스들의 선형 어레이를 포함할 수 있다. 프로브(12)는 초음파 집속을 3차원(3D) 공간에 수행하기 위한 2차원 어레이를 포함할 수 있다.
도 1에 도시된 상기 방법의 제 1 구성은 매질(11) 내부의 위치(P0)의 물리적 특징을 결정하기 위한 것이며, 상기 위치(P0)는 실질적으로 상기 위치(P0) 부근의(위치(P0) 근처) 매질 내부에 시침위치 또는 작은 부위이다.
상기 처리유닛(14)은:
a) 매질(11)에 초음파(We)의 방출시퀀스(ES)를 위치(P0)로 보내고,
b) 위치(P0)로부터 초음파(4)의 수신된 시퀀스(RS)를 수신하기 위한,
전자유닛(13) 및 프로브(12)를 제어하고, 방출된 시퀀스(ES)는 진폭이 다른 적어도 2개의 방출 펄스(Se1,Se2)를 포함하며, 수신된 시퀀스(RS)는 적어도 2개의 수신된 펄스(Sr1,Sr2)를 포함하고, 각각은 상기 방출 펄스(Se1,Se2)에 해당한다.
위치를 오가는 초음파(We,Wr)는 집속된 웨이브(빔) 또는 비집속 빔일 수 있다.
잘 알려진 빔형성 방법은 다음과 같이 사용될 수 있다:
- 방출된 초음파(We)는 트랜스듀서 어레이의 각 트랜스듀서로 지연 및 송신되는 복수의 트랜스듀서 신호들에 의해 생성된다.
- 수신된 초음파(Wr)는 수신된 시퀀스(RS)를 생성하기 위해 저연 및 합산함으로써 조합된 복수의 트랜스듀서 신호들로 구성된다.
방출된 펄스의 적어도 2개의 다른 진폭들은 전송 전압을 변경하거나 개구 크기를 변경함으로써(즉, 방출 초음파를 방출하는데 기여하는 트랜스듀스 소자들의 개수를 변경함으로써) 발생될 수 있다. 개구는 또한 2 이상의 소자 그룹들로 분할될 수 있다.
도 2a는 각각 초음파 펄스인 2개의 신호들(Se1 및 Se2)을 포함한 방출된 시퀀스(ES)의 일예를 도시한 것이다. 간략히 하기 위해, 이들 펄스들(신호들)은 (단지 하나의 주파수 성분만을 포함한)사인신호의 일부이나, 이런 펄스들은 복수의 주파수 성분들을 포함한 더 복잡한 신호일 수 있다.
도 2b는 수신된 시퀀스(RS)에서 2개의 초음파 펄스에 해당하는 2개의 수신된 신호들(Sr1 및 Sr2)을 포함하고 도 2a의 방출된 시퀀스에 해당하는 수신시퀀스(RS)를 도시한 것이다. 제 1 수신신호(Sr1)는 제 1 방출신호(Se1)의 에코(굴절)에 상응하고, 제 2 수신신호(Sr2)는 제 2 방출신호(Se2)의 에코(굴절)에 상응한다.
상기 방법의 제 1 구성으로, 처리유닛(14)은 다음 단계들을 더 동작한다:
c) 2개의 방출된 펄스들(시스템에 의해 알려진 방출된 신호들(Se1 및 Se2))에 대한 (수신된 신호(Sr1,Sr2)에 의해 감지된) 적어도 2개의 수신 펄스들 간에 위상차(δ)를 계산하는 단계; 및
d) 상기 위상차(δ)를 기초로 위치(P0)에서 매질의 물리적 특징을 판단하는 단계.
초음파(We)의 각 방출시퀀스(ES)는 다수의(적어도 2개의) 방출 펄스들을 포함한다. 또한, 초음파(Wr)의 각 수신시퀀스(RS)는 다수의 수신 펄스들을 포함한다.
이들 시퀀스에서 각 펄스는 가령 복수의 사인 신호들의 조합인 더 복잡한 신호일 수 있다. 그러나, 펄스들은 간략히 하기 위해 단지 사인 신호들인 것으로 본 명세서에서 간주한다.
사인 신호 또는 펄스는 위상(Φ) 및 진폭(X)을 포함한다. 이런 사인 신호의 위상은 신호의 시간 척도의 표현으로 원점에서의 각도이다. 진폭은 시간에 걸쳐 사인 신호의 최대 값이다. 이런 위상은 다양한 방법들: 기준 클록신호에 대한 시간 변위, 상기 기준 클록신호와의 상호상관, 신호가 복소수 값으로 표현되는 경우(가령, IQ 복조의 경우) Arctan(Im/Re)의 계산, 또는 임의의 다른 공지의 방법에 의해 판단 또는 추정될 수 있다.
2개의 사인 신호 또는 펄스들 간에 위상차는 또한 상술한 방법들 중 어느 하나에 의해 그리고, 가령, 단지 각 신호의 기설정된 위상 차에 의해 결정될 수 있다.
그런 후, 단계 c)의 위상차는 다양한 방법들에 의해 결정될 수 있다. 이들 중 단 2개만이 하기의 설명에 나타나 있다.
위상을 결정하기 위한 제 1 방법에 따르면, (단계 c에서 사용된 바와 같이) 2개 사인 신호들의 2개 시퀀스들 간의 위상차(δ)는:
- 수신된 신호들(δr)에 대한 제 1 위상차, 즉, δr = Φ(Sr2)-Φ(Sr1), 및
- 방출된 신호들(δe)에 대한 제 2 위상차, 즉, δe = Φ(Se2)-Φ(Se1)의 차로서 정의될 수 있고, 상기 제 1 위상차는 측정되고, 상기 제 2 위상차는 시스템에 의해 알려진다.
정의된 위상차(δ)는 δ = δr - δe이다.
이 위상차는 또한 서로에 대한 신호들의 시간 변위에 의해 계산될 수 있다: 이 경우, 위상차(δ)는 다음과 같이 주어진다:
δ = 2.π.f.(Tr - Te) = 2.π.f.(Δt)
여기서,
f는 사인 신호의 주파수이고,
Te는 도 2a에 도시된 바와 같이 2개의 방출된 신호들(Se1,Se2) 간에 시간 변위이며,
Tr은 도 2b에 도시된 바와 같이 2개의 방출된 신호들(Sr1,Sr2) 간에 시간 변위이다.
시간차(Tr - Te)가 2.π보다 크면, 모듈로(modulo) 값 2.π로 감소되어야 한다.
위상을 결정하기 위한 제 2 방법에 따르면, 2개의 수신된 신호들은 동일한 진폭을 갖도록 스케일(가중화)될 수 있고, 그런 후 발생된 가중화 신호들은 서로 빼진다. 즉:
δr = Φ(a.Sr2 - b.Sr1).
결국, 제 1 가중계수(a)는 1일 수 있고, 단지 b만이 결정되므로 b.Sr1은 Sr2와 진폭이 동일하다.
본 발명자는 방출된 신호들(방출된 펄스들)에 대한 수신된 신호들(수신된 펄스들)의 상기 정의된 위상차(δ)는 집속점(Po)에서 매질(11)의 속성에 따르는 것을 알았다. 따라서, 위치(P0)에서 상기 매질의 물리적 특징이 결정될 수 있다.
이 효과는 제 1 및 제 2 방출 펄스들(Se1,Se2)의 진폭 차와, 위치(P0)에서 매질의 비선형 거동에 기인한다. 매질의 이 비선형 거동은 주로 진폭 하모닉스(제 2 고조파, 제 3 고조파 등등) 분석을 통해 초음파 이미징에서 분석된다. 이는 진폭 및 주파수 분석이다. 당면한 경우, 상기 방법은 위상차 분석을 이용한다. 물론, 이런 위상 기술은 또한 고조파 분석과 결합될 수 있다.
이점적으로, 제 1 및 제 2 방출 신호 초음파 펄스들(신호들(Se1,Se2))은 2 이상의 진폭비를 갖는다.
추가로, 방출시퀀스(ES)에서 방출 신호들의 합은 0이다. 그러므로, 수신된 신호들을 합하는 간단한 방법은 제 1 고조파에서 취소되고 이 합은 직접적으로 매질(11)에서 재료의 위상 및/또는 고조파 거동을 추정하는데 사용될 수 있다.
보다 상세하게, 방출시퀀스(ES)는 미국특허 US 6,095,980에 기술된 바대로, 펄스 역전방법에서와 같이 +1, -1 시퀀스로 표시된 역전된 진폭들의 2개 방출 펄스들만을 포함할 수 있다. 상기의 경우, 상기 제 2 방법에서의 가중인자(a,b)는 신호들의 합이 또한 0이도록 바람직하게 (+1,+1)이 되어야 한다.
보다 상세하게, 방출시퀀스(ES)는 미국특허 US 6,638,228에 기술된 바대로, 파워 변조방법과 같이 +1/2, -1, +1/2 진폭의 3개의 방출 펄스들을 포함할 수 있다. 상기의 경우, 위상차를 계산하기 위한 상기 제 2 방법은 가령, 다음의 가중인자(+1,+1,+1)를 갖는 다음 수식을 이용해야 한다:
δr = Φ(Sr1 + Sr2 + Sr3),
이와 같은 방법은 다음과 같이 일반화될 수 있다:
- 방출시퀀스(ES)는 e1, e2, e3 진폭을 갖는 펄스들을 포함한다;
- 수신된 신호들(Sr1,Sr2,Sr3)은 CS=r1.Sr1+r2.Sr2+r3.Sr3와 같이 가중인자들(r1,r2,r3)에 의해 조합신호(CS)에 조합된다;
- 위상차(δ)는 조합신호(CS)의 위상: δ=Φ(CS)이다.
상기 방법에서, 진폭 및 가중인자들은 e1.r1 + e2.r2 + e3.r3 = 0이도록 선택된다. 그런 후, 조합신호(CS)는 위치(P0)에서 매질이 선형 재료로서 거동한다면 0 신호여야 한다.
본 발명자는 최종 발생한 신호의 위상(조합신호의 위상), 즉 위상차(δ)를 보는 조사함으로써 위치(P0)에서 매질(11)의 속성이 나타나는 것을 알았다.
따라서, 주어진 시침위치(P0)에서 측정된 위상차(δ)는 이 시침위치(P0)에서 매질의 속성 또는 타입을 결정하는데 사용될 수 있다.
제 1 변형으로, 시침위치(P0)에서 또는 그 부근에서 매질(11)의 재료의 물리적 특징(PC)은 사전에 정해진 위상차(δ)의 값에 비례한다.
제 2 변형으로, a)에서 c)의 연속 단계들은 복수의 위상차(δ)를 제고하기 위해 수차례, 가령 M 반복회수로 반복되며, 복수는 위상차의 M값(δ1,…,δM)을 갖는다.
그런 후, 단계 d) 동안, 물리적 특징(PC)은:
- 복수의 위상차들의 평균값, 즉, PC = mean(δ1,…,δM), 또는
- 복수의 위상차들의 표준편차값, 즉, PC = std(δ1,…,δM), 또는
- 복수의 위상차들의 분산값, 즉, PC = variance(δ1,…,δM)
에 의해 결정되고, 이들 수학적 함수들은 대개 잘 알려지게 정의되거나 이들 정의에서 많은 변형들이 적용될 수 있는 것으로 잘 알려진 등식이다.
방출시퀀스(ES)에서 제 1 및 제 2 방출 펄스들(신호 Se1,Se2)에 대한 동일한 제 1 및 제 2 진폭들로 M 반복이 진행될 수 있다.
M 반복은 방출시퀀스(ES)에서 제 1 및 제 2 방출 신호들(Se1,Se2)에 대한 기설정된 가변 진폭 값들로 진행될 수 있어, 진폭의 다양한 변형들을 테스트하고 매질에서의 비선형성의 다양한 가능성을 테스트한다. 그러므로, 상기 변형으로 인해, 위치(P0)에서 매질(11)의 비선형 거동이 선형 거동과 더 쉽게 식별될 수 있다.
제 3 변형으로, 방출시퀀스(ES)는 다양한 진폭들의 2 이상의 신호들을 포함할 수 있다: 이는 N개, 즉, 3개, 4개, 5개 이상의 펄스(신호)을 포함할 수 있다. 수신시퀀스(RS)는 그런 후 적어도 수신된 펄스들(신호들)의 동일한 개수(N) 및 바람직하게는 수신된 펄스들(신호들)의 동일한 개수(N)를 포함한다. 색인(i)의 각 수신신호(Sri)는 동일한 색인(i)의 해당 방출신호(Sei)와 정확히 관련되어야 한다.
그런 다음, 단계 c) 동안, 복수의 커플들 또는 쌍들(색인 i 및 색인j, i=/j, i,j≤N)이 추출될 수 있고, 방출신호(Sei,Sej)의 각 커플은 다른 진폭을 갖는다. 각 커플에 대해, 위상차(δij)가 상술한 바와 같이 결정되므로 복수의 위상차들을 제공한다.
그런 다음, 단계 d) 동안, 물리적 특징(PC)이 하기에 의해 결정된다(ij는 모두 기설정된 커플들이다):
- 복수의 위상차들의 평균값, 즉: PC = mean(δij), 또는
- 복수의 위상차들의 표준편차값, 즉: PC = std(δij), 또는
- 복수의 위상차들의 분산값, 즉: PC = variance(δij).
상기 수학적 함수들은 대개 잘 알려지게 정의되거나 상기 함수들의 등가이다.
N 신호들은 모두 진폭이 다를 수 있거나 이들 중 일부는 같을 수 있다. 그런 후, 공정동안 진폭의 다양한 변화들이 테스트되고 경험될 수 있다. 따라서, 위치(P0)에서 매질(11) 내 비선형 거동은 선형 거동과 더 쉽게 구별될 수 있다.
도 3a는 실질적인 선형 거동을 갖는 매질 내 위치에 대한 복수의 위상차들(δ)의 제 1 분포(20)의 일예를 도시한 것이다. 이런 분포는 소정 값의 위상차(δ)(곡선의 가로축)를 제공하는 많은 테스트들의 카운트(곡선의 세로축)이다.
이 분포곡선(20)은 거의 0 라디안인 평균값(곡선의 최대 가로축)과 작은 표준편차 또는 분산(곡선의 폭(S))을 포함한다.
평균값(A)의 절대값은 가령 0.1 라디안 미만이며 표준편차는 0.1 라디안보다 크다.
이런 측정은 실질적인 선형 거동을 갖는 매질(11)내 한 위치에 해당한다: 이는 조직의 위치 또는 영역일 수 있거나 임의의 대조 시약(가령, 마이크로-버블)을 포함하지 않을 수 있다.
도 3b는 실질적인 비선형 거동을 갖는 매질 내의 한 위치에 대한 복수의 위상차들(δ)의 제 2 분포(21)의 일예를 도시한 것이다. 이는 혈관의 위치 또는 영역일 수 있거나 콘트라스트 시약(가령, 마이크로-버블)을 포함할 수 있다.
이 분포곡선(20)은 0이 아닌 라디안인 평균값(A)(곡선의 최대 가로축)과 표준편차(S) 또는 도 3a의 경우에서도보다 훨씬 더 큰 분산(곡선의 폭)을 포함한다.
평균값(A)의 절대값은 가령 0.3 라디안보다 크고, 표준편차는 0.3 라디안보다 더 크다. 따라서, 양 값들은 매질 내 제 1 타입의 재료(물리적 특징)를 제 2 타입의 재료(물리적 특징)와 식별하는데 사용될 수 있다.
따라서, 상기 방법의 모든 상기 변화들은 매질(11) 내부의 위치(P0)에서 물리적 특징의 본성 또는 타입을 분류 또는 세그멘트하기 위한 하기의 단계들을 포함할 수 있다:
- 물리적 특징(PC)이 제 1 한계(L1)이하이면, 물리적 특징은 제 1 타입의 재료에 해당하고,
- 물리적 특징(PC)이 제 2 한계(L2)이상이면, 물리적 특징은 제 2 타입의 재료에 해당한다.
결국, 제 2 한계(L2)가 제 1 한계(L1)보다 더 크고, 물리적 특징이 이들 2개의 한계들(L1,L2)의 간격 내에 있으면, 재료의 타입이 결정되지 않는다.
결국, 제 2 한계(L2)는 제 1 한계(L1)와 같다.
이들 분류단계들로 인해, 물리적 특징의 타입이 결정된다.
예컨대, 물리적 특징이 낮은지(선형거동인지) 판단하기 위해, 제 1 한계(L1)는 0.3 라디안 또는 0.1 라디안이다.
예컨대, 물리적 특징이 높은지(비선형 거동인지) 판단하기 위해, 제 2 한계(L2)는 0.3 라디안 또는 0.5 라디안이다.
이들 한계들은 콘트라스트 시약을 포함한 영역을 콘트라스트 시약을 포함하지 안은 또 다른 영역과 구별하거나 혈관에 대한 조직을 구별하거나, 건강한 세포에 대한 병든 세포를 구별하는 방법의 각 적용에 맞춰질 수 있다.
상기 방법의 제 2 구성이 도 4에 도시되어 있고, 이런 방법은 매질(11) 내 영역(R)의 이미지를 판단하기 위해 사용된다.
상기 방법은 도 1의 상기 개시된 장치(10)의 동일 또는 유사한 요소들을 사용한다.
상기 방법에 의해 만들어진 이미지는 복수의 픽셀들(가령, k개의 픽셀들)로 구성되고, 각 픽셀은 영역(R) 내의 다른 위치(Pk)에 해당하며, k는 이미지에 있는 각 픽셀 또는 영역(R)에 있는 각 위치를 식별하기 위한 인덱스이다. 결국, 이미지는 단 하나의 픽셀로 구성될 수 있다. 그러나, 이미지는 바람직하게는 만개 이상의 픽셀들(100×100 이미지)을 포함할 수 있다.
상기 방법(이미징 방법)의 제 2 구성은 영역의 이미지를 생성하기 위해 영역(R) 내 복수의 위치들의 스캐닝에 의한 상기 방법의 이전 제 1 구성과 대부분 다르다.
영역(R) 내의 각 위치(Pk)에서, 처리유닛(14)은:
a) 위치로 초음파(We)의 방출시퀀스(ES)를 송신하고,
b) 위치로부터 초음파(Wr)의 수신시퀀스(RS)를 수신하기 위해 전자유닛(13)과 프로브(12)를 제어하며,
방출시퀀스(ES)는 (방출신호)(Se1,Se2)에 해당하는) 적어도 2개의 방출 펄스들을 포함하고, 상기 펄스들은 진폭이 다르며,
수신시퀀스(RS)는 (수신신호)(Sr1,Sr2)에 해당하는) 적어도 2개의 수신 펄스들을 포함하고, 상기 수신펄스들은 방출펄스로부터의 응답(에코)이다.
제 1 구성에서와 유사하게, 초음파(We,Wr)는 공지의 기술에 따라 집속 또는 비집속 파들일 수 있다.
펄스를 나타내는 방출 및 수신신호도 또한 도 2a 및 2b에 표현된 바와 같은 신호들과 유사하거나 같고, 해당 상기 설명은 또한 상기 방법의 제 2 구성에도 적용된다.
본 발명의 제 2 구성의 방법에서, 처리유닛(14)은 영역(R) 내 각 위치(Pk)에 대한 하기의 단계들:
c) 2개의 방출신호들(Se1,Se2)에 대한 2개의 수신신호들(Sr1,Sr2) 간에 위상차(δ)를 계산하는 단계; 및
d) 위상차들을 기초로 영역(R) 내 위치(Pk)에 해당하는 이미지내 픽셀값을 결정하는 단계를 동작한다.
상기 방법의 제 1 구성 동안 신호위상 및 위상차(δ)에 대해 주어진 정의들은 여전히 유효하다. 위상 또는 위상차를 결정하기 위한 다양한 방법들이 있다.
단계 c)에서 위상차(δ)는 다양한 방법들과 하기의 2가지 방법들 중 적어도 하나에 의해 결정될 수 있다.
제 1 방법에 따르면, 위상차(δ)는 2개의 위상차들의 차이다: 하나는 수신신호(δr: 측정됨)에 대한 것이고 하나는 방출신호(δe: 미지)에 대한 것이다. 그런 후 (상기 방법의 제 1 구성으로 설명된) 하기의 수식에 의해 위상차가 계산된다:
δ = δr - δe = Φ(Sr2) - Φ(Sr1) - δe.
그런 다음, 상기 방법은 하기의 서브단계들을 포함한다:
c1) 수신시퀀스(RS)에서 2개 펄스들 중 각 하나에 대해 위상을 결정하는 단계; 및
c2) 상기 위상을 뺌으로써 위상차(δ)를 계산하는 단계.
제 2 방법에 따르면, 위상차(δ)는 결합된 신호의 위상이며, 상기 결합된 신호는 수신신호의 가중 합이다.
예컨대, 2개 펄스들(신호들)의 경우, 위상차는 하기의 수식에 의해 계산될 수 있다:
δr = Φ(a.Sr2 - b.Sr1)
가중인수(a,b)는 매질이 선형거동을 갖는 경우 가중신호들(a.Sr2, b.Sr1)이 소거되도록 정해진다.
보다 일반적으로, 위상차(δ)는 다음과 같다:
δ = Φ(CS) = Φ(r1.Sr1 + r2.Sr2 + r3.Sr3).
e1.r1 + e2.r2 + e3.r3　=　0이도록 방출 펄스에 대한 진폭(e1,e2,e3)과 수신신호에 대한 가중인수(r1,r2,r3)가 선택된다.
그런 후, 상기 방법은 하기의 서브단계들을 포함한다:
c3) 수신된 펄스들에 해당하는 수신신호들은 가중인수들에 의해 가중화되고, 결합된 신호(CS)를 생성하도록 합해지며, 방출펄스들의 진폭과 수신신호들에 대한 가중인수들은 이들의 내적(內積)이 0이도록 기결정된다.
c4) 위상차(δ)는 상기 결합신호(CS)의 위상이다. 다시 말하면, 진폭이 먼저 정의되면, 기결정된 진폭들을 보상하도록 가중인수들이 결정된다.
제 1 변형으로, 영역(R) 내의 각 위치(Pk)에 해당하는 픽셀값은 곧 사전 결정된 위상차(δ)의 값이다.
제 2 변형으로, 복수의 위상차들(δ)을 제공하기 위해 a)에서 c)의 연속 단계들이 수차례, 가령 M회 반복되고, 상기 복수는 위상차의 M값들(δ1,…,δM)을 갖는다.
그런 후, 단계 d) 동안, 픽셀값은 복수의 위상차들의 평균값 또는 표준편차값 또는 분산값에 의해 결정된다.
M 반복은 방출시퀀스(ES)에서 제 1 및 제 2 방출펄스들(신호 Se1,Se2)에 대해 동일한 제 1 및 제 2 진폭으로 진행될 수 있다.
M 반복은 방출시퀀스(ES)에서 제 1 및 제 2 방출펄스들(신호 Se1,Se2)에 대한 기설정된 진폭 가변값들로 진행될 수 있으므로, 진폭의 다양한 변화를 테스트하고 각 위치(Pk)에서 매질의 비선형성의 다양한 가능성을 테스트한다. 그러므로, 영역내 각 위치(Pk)에서 비선형 거동은 선형 거동과 더 쉽게 식별될 수 있다.
제 3 변형으로, 방출시퀀스(ES)는 다양한 진폭의 2개 이상 펄스들을 포함할 수 있다: 이는 펄스의 개수(N), 즉, 3, 4, 5 이상의 펄스들을 포함할 수 있다. 그런 후 수신시퀀스(RS)는 적어도 동일한 개수(N)의 수신된 펄스들, 바람직하게는 동일한 개수(N)의 수신된 펄스들을 포함한다. 펄스(i)에 해당하는 인덱스(i)의 각 수신신호(Sri)는 정확히 해당 방출펄스들(즉, 동일한 인덱스(i)의 방출신호 Sei)과 관련있어야 한다.
그런 후, 단계 c) 동안, 방출-수신신호의 복수의 커플들 또는 쌍들(인덱스 i 및 j, i=/j, 및 i,j≤N)이 추출될 수 있고, 방출신호(Sei, Sej)의 각 커플은 다른 진폭을 갖는다. 각 커플에 대해, 위상차(δij)는 상술한 바와 같이 결정되므로, 복수의 위상차를 제공한다.
그런 후, 단계 d) 동안, 복수의 위상차들의 평균값 또는 표준편차값 또는 분산값에 의해 픽셀값이 결정된다.
N개의 방출펄스들(신호들)은 모두 진폭이 다를 수 있거나 이들 중 일부는 같을 수 있다. 그런 후, 공정동안 진폭의 다양한 변형들이 테스트될 수 있다. 그러므로, 영역(R)내 각 위치(Pk)에서 매질(11)의 비선형 거동은 선형 거동과 더 쉽게 식별될 수 있다.
제 4 변형으로, 영역(R)은 이미지의 서브영역에 대응하는 복수의 서브영역들로 서브분할된다.
상기 방법의 단계 c) 및 단계 d) 간에, 서브영역 위상차(δsr)가 계산되고, 상기 서브영역 위상차(δsr)는 단계 c) 동안 계산된 상기 서브영역에 속하는 위치들의 복수의 위상차들(δ)의 평균값이다.
그런 후, 이미지내 픽셀은 서브영역에 해당한다.
추가로, 상기 변형 중 어느 하나는 매질의 더 민감한 이미지를 제공하는 방법을 갖도록 다른 하나에 결합될 수 있다: 비선형 거동은 선형 거동과 더 쉽게 구별된다.
도 5는 환자의 신체 내부에 직사각형 영역에 대해 결정된 이런 이미지(IM)의 일예를 도시한 것이다. 그레이 스케일은 매트릭스 또는 그리드의 각 위치에서 결정된 위상차 값들을 직접 나타낸다.
본 발명의 제 1 구성과 유사하게, 상기 방법의 모든 변형들은 이미지를 분류 또는 세그먼트하기 위한 하기의 단계들을 포함할 수 있다:
- 픽셀값이 제 1 한계(L1) 이하이면, 픽셀은 제 1 타입에 해당하고,
- 픽셀값이 제 2 한계(L2) 보다 크면, 물리적 특징은 제 2 타입에 해당한다.
결국, 제 2 한계(L2)는 제 1 한계(L1)보다 더 크고, 픽셀값이 이들 2개 한계들(L1,L2)의 간격 내에 있으면, 픽셀 타입이 결정되지 않는다.
결국, 제 2 한계(L2)는 제 1 한계(L1)와 같다.
이들 분류단계로 인해, 이미지는 다른 속성을 갖는 서브영역들로 세그먼트화될 수 있다.
예컨대, 제 1 한계(L1)는 0.3 라디안 또는 0.1 라디안이므로, 제 1 타입(선형 거동)의 서브영역을 결정한다.
예컨대, 제 2 한계(L2)는 0.3 라디안 또는 0.5 라디안이므로, 제 2 타입(비선형 거동)의 서브영역을 결정한다.
이들 한계들은 혈관에 대한 조직을 식별하거나 건강한 세포들에 대한 병든 세포들을 식별하는 상기 방법의 각 적용에 맞춰질 수 있다.
가령, 도 5는:
- 제 1 타입(선형)의 제 1 서브영역(R1), 및
- 제 2 타입(비선형)의 제 2 서브영역(R2)을 나타내며,
제 1 서브영역은 조직인 매질(11)의 일부에 해당하는 서브영역이고, 제 2 서브영역은 혈관인 매질(11)의 일부에 해당하는 서브영역이다.
그런 후, 전체적으로 본 방법은 매질(11) 내 콘트라스트 시약을 이용하는 이점을 취할 수 있다.
가령, 콘트라스트 시약은 조직이 아니라 혈관으로 침투한다. 그런 후, 도 5에 도시된 바와 같이 콘트라스트 시약이 있는 매질(11)의 영역과 없는 영역 간의 콘트라스트가 증가될 수 있다.
초음파 콘트라스트 시약은 작은 가스충진 마이크로-버블 콘트라스트 시약일 수 있다. 가스가 채워진 작은 마이크로-버블은 가령 혈류 속으로 또는 캡슐화된 마이크로-버블로부터 살포될 수 있다. 콘트라스트 시약은 엘라스틱 쉘에 의해 캡슐화된 가스가 채워진 작은 마이크로-버블들로 구성될 수 있다. 다양한 마이크로-버블 콘트라스트 시약들이 있다. 마이크로-버블은 캡슐화된(쉘-지질, 알부민, 폴리머) 무거운 가스/공기 혼합물(PFC, SF8)일 수 있다. 마이크로-버블들은 쉘 메이커업, 가스코어 메이크업, 및 마이크로-버블들이 타겟화될지 여부에 있어 다르다. 마이크로-버블 크기는 꽤 균일하다. 이들은 직경이 1 내지 10 마이크로미터 범위 내에 있다. 이는 버블을 적혈세포보다 더 작게 만들어, 혈액순환뿐만 아니라 마이크로혈액순환을 통해 쉽게 흐르게 한다. 마이크로-버블은 정맥주사로 체순환에 투여될 수 있다. 이들은 순환시 용해 제거되고 간에 의해 걸러지며 15분이면 사라진다.
마이크로-버블은 초음파를 반사는 고도의 능력을 갖는다. 마이크로-버블이 초음파 주파수 장에서 포획되면, 이들은 비선형 초음파 후방산란을 생성하며 특징 에코를 가압, 발진 및 반사한다. 따라서, 초음파 펄스들이 마이크로-버블을 포함한 매질내 가스에 의해 그리고 연조직 환경에 의해 다른 식으로 반사된다.

Claims (25)

  1. a) 초음파(We)의 방출시퀀스(ES)를 시침위치(P0)로 지향한 매질(11)에 송신하는 단계;
    b) 위치(P0)로부터 초음파(Wr)의 수신시퀀스(RS)를 수신하는 단계;
    c) 방출된 펄스들에 대한 수신된 펄스들 간의 위상차(δ)를 계산하는 단계; 및
    d) 상기 위상차(δ)를 기초로 물리적 특징을 판단하는 단계를 포함하고,
    방출시퀀스(ES)는 진폭이 다른 적어도 2개의 방출 펄스들을 포함하며, 수신시퀀스(RS)는 상기 방출 펄스들의 에코에 해당하는 적어도 2개의 수신 펄스들을 포함하는, 매질(11) 내 시침위치(P0)에 대한 물리적 특징을 판단하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    위상차를 계산하는 단계 c)는:
    c1) 수신시퀀스(RS)에서 수신된 펄스들의 각 하나에 대한 위상을 판단하는 단계; 및
    c2) 상기 위상들을 결합함으로써 위상차(δ)를 계산하는 단계를 포함하는, 매질 내 시침위치에 대한 물리적 특징을 판단하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    위상차를 계산하는 단계 c)는:
    c3) 상기 수신된 펄스들에 해당하는 수신 신호들은 가중 인수들에 의해 가중화되고 결합신호(CS)를 생성하기 위해 합해지는 단계; 및
    c4) 위상차(δ)는 상기 결합신호(CS)의 위상인 단계를 포함하고,
    상기 가중 인수들은 방출 펄스들의 다른 진폭을 보상하도록 결정되는, 매질 내 시침위치에 대한 물리적 특징을 판단하는 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    물리적 특징은 위상차(δ)에 비례하는 매질 내 시침위치에 대한 물리적 특징을 판단하는 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    a)에서 c)의 연속 단계들은 복수의 위상차들(δ)을 제공하기 위해 수차례 반복되고,
    - 단계 d) 동안, 물리적 특징은 상기 복수의 위상차들의 평균 또는 표준편차 또는 분산에 의해 결정되는, 매질 내 시침위치에 대한 물리적 특징을 판단하는 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    방출시퀀스는 2개의 방출 펄스들보다 더 많은 개수를 포함하고, 수신시퀀스는 방출 펄스의 개수와 적어도 같은 개수의 수신 펄스를 포함하며,
    - 단계 c) 동안, 2개의 수신 및 방출 펄스들에 해당하는 커플을 간의 복수의 위상차들이 계산되고, 방출 펄스들의 각 커플은 다른 진폭을 갖고,
    - 단계 d) 동안, 물리적 특징은 상기 복수의 위상차들의 평균 또는 표준편차 또는 분산에 의해 결정되는, 매질 내 시침위치에 대한 물리적 특징을 판단하는 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 물리적 특징은 제 1 한계 이하이면 제 1 타입이 되고,
    - 물리적 특징은 제 2 한계보다 크면 제 2 타입이 되는, 매질 내 시침위치에 대한 물리적 특징을 판단하는 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    제 2 한계는 제 1 한계보다 큰, 매질 내 시침위치에 대한 물리적 특징을 판단하는 방법.
  9. - 초음파 트랜스듀서를 포함한 프로브(12);
    - 트랜스듀서를 제어하는 전자유닛(13); 및
    - 전자유닛(13)을 제어하고 상기 전자유닛으로부터 신호를 처리하기 위한 처리유닛(14)을 포함하고,
    상기 처리유닛(14)은 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 방법을 실행하는, 매질(11) 내 시침위치(P0)에 대한 물리적 특징을 판단하는 장치.
  10. 복수의 픽셀들로 이미지가 구성되고,
    영역(R) 내 복수의 위치들(Pk)에 대해:
    a) 위치(Pk)를 향해 초음파(We)의 방출시퀀스(ES)를 영역(R)으로 송신하는 단계;
    b) 위치(Pk)로부터 초음파(Wr)의 수신시퀀스(RS)를 수신하는 단계;
    c) 방출 펄스들에 대해 수신된 펄스들 간에 위상차(δ)를 계산하는 단계; 및
    d) 상기 위상차(δ)를 기초로 이미지의 픽셀을 판단하는 단계를 포함하고,
    방출시퀀스(ES)는 진폭이 다른 적어도 2개의 방출 펄스들을 포함하며, 수신시퀀스(RS)는 상기 방출 펄스들에 해당하는 적어도 2개의 수신 펄스들을 포함하는, 매질(11) 내 영역(R)에 대한 이미지를 판단하는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    위상차를 계산하는 단계 c)는:
    c1) 수신시퀀스(RS)에서 수신된 펄스들의 각 하나에 대한 위상을 판단하는 단계; 및
    c2) 상기 위상들을 결합함으로써 위상차(δ)를 계산하는 단계를 포함하는, 매질 내 영역에 대한 이미지를 판단하는 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    위상차를 계산하는 단계 c)는:
    c3) 상기 수신된 펄스들에 해당하는 수신 신호들은 가중 인수들에 의해 가중화되고 결합신호(CS)를 생성하기 위해 합해지는 단계; 및
    c4) 위상차(δ)는 상기 결합신호(CS)의 위상인 단계를 포함하고,
    상기 가중 인수들은 방출 펄스들의 다른 진폭을 보상하도록 결정되는, 매질 내 영역에 대한 이미지를 판단하는 방법.
  13. 제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    단계 d) 동안, 픽셀은 위상차(δ)에 비례하는, 매질 내 영역에 대한 이미지를 판단하는 방법.
  14. 제 10 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    a)에서 c)의 연속 단계들은 영역 내 각 위치에 대한 복수의 위상차들(δ)을 제공하기 위해 수차례 반복되고,
    - 단계 d) 동안, 픽셀은 상기 복수의 위상차들의 평균 또는 표준편차 또는 분산에 의해 결정되는, 매질 내 영역에 대한 이미지를 판단하는 방법.
  15. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    방출시퀀스는 2개의 방출 펄스들보다 더 많은 개수를 포함하고, 수신시퀀스는 방출 펄스의 개수와 적어도 같은 개수의 수신 펄스를 포함하며,
    - 단계 c) 동안, 2개의 수신 및 방출 펄스들에 해당하는 커플을 간의 복수의 위상차들이 계산되고, 방출 펄스들의 각 커플은 다른 진폭을 갖고,
    - 단계 d) 동안, 픽셀은 상기 복수의 위상차들의 평균 또는 표준편차 또는 분산에 의해 결정되는, 매질 내 영역에 대한 이미지를 판단하는 방법.
  16. 제 10 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    이미지 내 각 픽셀은 영역 내 위치(Pk)에 해당하는, 매질 내 영역에 대한 이미지를 판단하는 방법.
  17. 제 10 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 영역(R)은 복수의 서브영역들로 분할되고,
    - 단계 c) 및 단계 d) 사이에, 상기 서브영역 위상차(δsr)가 계산되며,
    - 이미지내 각 픽셀은 서브영역에 해당하고,
    상기 서브영역 위상차(δsr)는 상기 서브영역에 속하는 위치들의 복수의 위상차(δ)의 평균값인, 매질 내 영역에 대한 이미지를 판단하는 방법.
  18. 제 10 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 물리적 특징은 제 1 한계 이하이면 제 1 타입이 되고,
    - 물리적 특징은 제 2 한계보다 크면 제 2 타입이 되는, 매질 내 영역에 대한 이미지를 판단하는 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    제 2 한계는 제 1 한계보다 큰, 매질 내 영역에 대한 이미지를 판단하는 방법.
  20. 제 18 항 또는 제 20 항에 있어서,
    제 1 한계는 0.3 라디안, 바람직하게는 0.1 라디안인, 매질 내 영역에 대한 이미지를 판단하는 방법.
  21. 제 18 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 2 한계는 0.3 라디안, 바람직하게는 0.5 라디안인, 매질 내 영역에 대한 이미지를 판단하는 방법.
  22. 제 10 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
    방출시퀀스(ES)의 2개의 방출 펄스들은 2 이상의 진폭비를 갖는, 매질 내 영역에 대한 이미지를 판단하는 방법.
  23. 제 10 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
    단계 a) 전에, 콘트라스트 시약이 매질에 주입되는, 매질 내 영역에 대한 이미지를 판단하는 방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    콘트라스트 시약은 마이크로-버블을 포함하는, 매질 내 영역에 대한 이미지를 판단하는 방법.
  25. - 초음파 트랜스듀서를 포함한 프로브(12);
    - 트랜스듀서를 제어하는 전자유닛(13); 및
    - 전자유닛(13)을 제어하고 상기 전자유닛으로부터 신호를 처리하기 위한 처리유닛(14)을 포함하고,
    상기 처리유닛(14)은 제 10 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 따른 방법을 실행하는, 매질(11) 내 영역(R)의 이미지를 판단하는 장치.
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