KR20170091956A - 대상체의 속도를 출력하는 방법 및 이를 위한 초음파 진단 장치 - Google Patents

대상체의 속도를 출력하는 방법 및 이를 위한 초음파 진단 장치 Download PDF

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KR20170091956A
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Abstract

대상체로 초음파 신호를 송신하고, 대상체로부터 수신된 초음파 에코 신호를 수신하는 단계, 초음파 에코 신호에 기초하여, 대상체의 속도를 결정하는 단계, 대상체의 시간에 따른 속도를 나타내는 스펙트럴 도플러 이미지를 디스플레이하는 단계, 스펙트럴 도플러 이미지에 나타난 대상체의 속도의 범위 중 일부 구간을 선택하고, 선택된 일부 구간의 속도에 대응하는 가청음의 출력 크기를 조절하는 사용자 입력을 수신하는 단계, 및 조절된 가청음의 출력 크기에 기초하여, 대상체의 시간에 따른 속도를 나타내는 가청음을 출력하는 단계를 포함하는, 일 실시예에 따른, 대상체의 속도 출력 방법을 개시한다.

Description

대상체의 속도를 출력하는 방법 및 이를 위한 초음파 진단 장치{METHOD OF OUTPUTTING A VELOCITY OF OBJECT AND ULTRASOUND APPARATUS THEREOF}
본 개시는 대상체의 속도를 출력하는 방법 및 이를 위한 초음파 진단 장치에 관한 것이다.
초음파 진단 장치는 프로브(probe)의 트랜스듀서(transducer)로부터 생성되는 초음파 신호를 대상체로 조사하고, 대상체로부터 반사된 에코 신호의 정보를 수신하여 대상체 내부의 부위 (예를들면, 연조직 또는 혈류) 에 대한 적어도 하나의 영상을 얻는다. 특히, 초음파 진단 장치는 대상체 내부의 관찰, 이물질 검출, 및 상해 측정 등 의학적 목적으로 사용된다. 이러한 초음파 진단 장치는 X선을 이용하는 진단 장치에 비하여 안정성이 높고, 실시간으로 영상의 디스플레이가 가능하며, 방사능 피폭이 없어 안전하다는 장점이 있다. 따라서, 초음파 진단 장치는, 컴퓨터 단층 촬영(computed tomography, CT) 장치, 자기 공명 영상(magnetic resonance imaging, MRI) 장치 등을 포함하는 다른 영상 진단 장치와 함께 널리 이용된다.
또한, 초음파 진단 장치는 도플러 효과(Doppler effect)를 이용하여 움직이는 대상체의 속도 및 방향을 측정하고, 측정된 대상체의 속도 및 방향을 출력할 수 있다. 예를 들어, 초음파 진단 장치는, 경동맥(Carotid Artery), 심장 내의 혈류 또는 움직이는 근육의 속도 및 방향을 측정할 수 있다.
대상체가 움직일 때, 대상체로 전송된 초음파 신호의 주파수와 대상체로부터 반사된 초음파 에코 신호의 주파수간에 차이가 발생하며, 발생된 주파수 차이를 도플러 편향 주파수라 한다. 대상체의 속도가 빠를수록 도플러 편향 주파수는 커지므로, 초음파 진단 장치는 산출된 도플러 편향 주파수의 크기에 기초하여, 대상체의 속도를 산출할 수 있다.
또한, 도플러 편향 주파수는 가청음 대역에 위치하므로, 초음파 진단 장치는 산출된 도플러 편향 주파수를 갖는 가청음을 출력함으로써, 측정된 대상체의 속도를 나타낼 수 있다.
일부 실시예는, 대상체의 속도를 측정하고, 측정된 속도 중 사용자가 선택한 구간의 속도에 관한 정보를 자세히 출력하는 초음파 진단 장치 및 방법을 제공할 수 있다.
일부 실시예는, 초음파 도플러 음향 신호를 선택적으로 조절하는 초음파 진단 장치 및 방법을 제공할 수 있다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 개시의 제 1 측면은, 대상체로 초음파 신호를 송신하고, 대상체로부터 수신된 초음파 에코 신호를 수신하는 단계, 초음파 에코 신호에 기초하여, 대상체의 속도를 결정하는 단계, 대상체의 시간에 따른 속도를 나타내는 스펙트럴 도플러 이미지를 디스플레이하는 단계, 스펙트럴 도플러 이미지에 나타난 대상체의 속도의 범위 중 일부 구간을 선택하고, 선택된 일부 구간의 속도에 대응하는 가청음의 출력 크기를 조절하는 사용자 입력을 수신하는 단계, 및 조절된 가청음의 출력 크기에 기초하여, 대상체의 시간에 따른 속도를 나타내는 가청음을 출력하는 단계를 포함하는, 대상체의 속도 출력 방법을 제공할 수 있다.
또한, 조절된 가청음의 출력 크기에 기초하여, 대상체의 시간에 따른 속도를 나타내는 가청음을 출력하는 단계는, 사용자 입력에 기초하여, 대상체의 속도 범위 중 일부 구간에 대응하는 도플러 편향 주파수의 파워를 조절함으로써 일부 구간의 속도에 대응하는 가청음의 출력 크기를 조절하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 조절된 가청음의 출력 크기에 기초하여, 대상체의 시간에 따른 속도를 나타내는 가청음을 출력하는 단계는, 파워가 조절된 도플러 편향 주파수 및 대상체의 속도 범위 중 일부 구간을 제외한 나머지 구간에 대응하는 도플러 편향 주파수를 혼합하여, 대상체의 시간에 따른 속도를 나타내는 가청음을 출력하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 스펙트럴 도플러 이미지에 나타난 대상체의 속도의 범위 중 일부 구간을 선택하는 단계는, 스펙트럴 도플러 이미지에 나타난 대상체의 속도의 범위를 복수개의 속도 구간으로 분할하고, 복수개의 속도 구간 중 적어도 하나를 선택함으로써 대상체의 속도의 범위 중 일부 구간을 선택하는 사용자 입력을 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 선택된 일부 구간의 속도에 대응하는 가청음의 출력 크기를 조절하는 사용자 입력을 수신하는 단계는, 스펙트럴 도플러 이미지에 나타난 대상체의 속도의 범위를 복수개의 속도 구간으로 분할하는 사용자 입력을 수신함에 따라, 대상체의 속도의 분포를 나타내는 이미지를 디스플레이하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 선택된 일부 구간의 속도에 대응하는 가청음의 출력 크기를 조절하는 사용자 입력을 수신하는 단계는, 선택된 일부 구간의 속도에 대응하는 가청음의 출력 크기를 조절하는 사용자 입력을 수신함에 따라, 대상체의 속도의 분포를 나타내는 이미지 내의 선택된 일부 구간의 속도의 크기를 변경하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 선택된 일부 구간의 속도에 대응하는 가청음의 출력 크기를 조절하는 사용자 입력을 수신하는 단계는, 컨트롤 패널 내의 TGC(Time gain compensation)버튼을 조작하는 사용자 입력을 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 대상체의 속도 출력 방법은, 대상체의 속도의 범위 중 일부 구간을 선택하는 사용자 입력이 수신됨에 따라, 대상체의 시간에 따른 속도를 나타내는 가청음 중 선택된 일부 구간에 대응하는 가청음만을 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 대상체의 속도 출력 방법은, 대상체의 속도의 범위 중 일부 구간을 선택하는 사용자 입력이 수신됨에 따라, 대상체의 B 모드 이미지 상에 대상체의 속도 중 선택된 일부 구간의 속도만을 컬러로써 나타내는 컬러 도플러 이미지를 디스플레이하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 대상체의 속도 출력 방법은, 스펙트럴 도플러 이미지 내의 시간의 범위 중 일부 시간 구간을 선택하고, 일부 시간 구간 동안 검출된 속도의 범위 중 일부 속도 구간에 대응하는 가청음의 출력 크기를 조절하는 사용자 입력을 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 개시의 제 2 측면은, 대상체로 초음파 신호를 송신하고, 대상체로부터 수신된 초음파 에코 신호를 수신하는 초음파 프로브, 초음파 에코 신호에 기초하여, 대상체의 속도를 결정하는 제어부, 대상체의 시간에 따른 속도를 나타내는 스펙트럴 도플러 이미지를 디스플레이하는 디스플레이부, 스펙트럴 도플러 이미지에 나타난 대상체의 속도의 범위 중 일부 구간을 선택하고, 선택된 일부 구간의 속도에 대응하는 가청음의 출력 크기를 조절하는 사용자 입력을 수신하는 사용자 입력부, 및 조절된 가청음의 출력 크기에 기초하여, 대상체의 시간에 따른 속도를 나타내는 가청음을 출력하는 오디오 출력부를 포함하는, 초음파 진단 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 일부 실시예에 따른, 초음파 진단 장치가 대상체의 속도를 나타내는 예시를 도시하는 도면이다.
도 2는 일부 실시예에 따른, 초음파 진단 장치가 선택된 속도 구간에 대응하는 가청음의 크기를 조절하는 예시를 도시하는 도면이다.
도 3은 일부 실시예에 따른, 초음파 진단 장치가 선택된 속도 구간에 대응하는 가청음의 크기를 조절하는 예시를 도시하는 흐름도이다.
도 4는 일부 실시예에 따른, 선택된 속도 구간에 대응하는 가청음의 크기를 조절하는 초음파 진단 장치의 블록도이다.
도 5는 일부 실시예에 따른, 초음파 진단 장치가, 대상체의 속도를 나타내는 예시를 도시한 도면이다.
도 6a는 일부 실시예에 따른, 초음파 진단 장치가 속도 구간을 설정하는 사용자 입력을 수신하는 예시를 도시한 도면이다.
도 6b는 일부 실시예에 따른, 대상체의 속도의 범위가 복수개의 속도 구간으로 분할됨에 따라, 초음파 진단 장치가 복수개의 속도 구간의 분포를 디스플레이하는 예시를 나타내는 도면이다.
도 7a 및 7b는 일부 실시예에 따른, 초음파 진단 장치가 선택된 속도 구간의 크기를 조절하는 사용자 입력을 수신하는 예시를 도시하는 도면이다.
도 8은 일부 실시예에 따른, 초음파 진단 장치가, 사용자에 의해 선택된 속도 구간에 대응하는 영역을 나타내는 컬러 도플러 이미지를 디스플레이하는 예시를 도시하는 도면이다.
도 9는 일부 실시예에 따른, 초음파 진단 장치가, 사용자에 의해 선택된 속도 구간 중 일부의 속도 구간의 크기를 조절하는 예시를 도시하는 도면이다.
도 10은 일부 실시예에 따른, 초음파 진단 장치가, 사용자에 의해 선택된 시간 구간의 속도의 범위 중 일부의 속도 구간의 크기를 조절하는 예시를 도시하는 도면이다.
도 11은 일부 실시예에 따른, 초음파 진단 장치가, 사용자에 의해 선택된 시간 구간에 대한 가청음의 크기를 조절하는 예시를 도시하는 도면이다.
도 12는 일부 실시예에 따른, 초음파 진단 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 13은 다른 일부 실시예에 따른, 초음파 진단 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서 "초음파 영상"이란 초음파를 이용하여 획득된 대상체(object)에 대한 영상을 의미한다. 또한, 대상체는 사람 또는 동물, 또는 사람 또는 동물의 일부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 대상체는 간, 심장, 자궁, 뇌, 유방, 복부 등의 장기, 및 혈관 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 대상체는 팬텀(phantom)일 수도 있으며, 팬텀은 생물의 밀도와 실효 원자 번호에 아주 근사하고 생물의 부피와 아주 근사한 물질을 의미할 수 있다. 예를 들어, 팬텀은, 인체와 유사한 특성을 갖는 구형 팬텀일 수 있다.
또한, 명세서 전체에서 "사용자"는 의료 전문가로서 의사, 간호사, 임상 병리사, 의료 영상 전문가 등이 될 수 있으며, 의료 장치를 수리하는 기술자가 될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1은 일부 실시예에 따른, 초음파 진단 장치(1000)가 대상체의 속도를 나타내는 예시를 도시하는 도면이다.
초음파 진단 장치(1000)는 대상체로 전송된 초음파 신호의 주파수와 대상체로부터 반사된 초음파 에코 신호의 주파수의 차이에 기초하여, 시간에 따른 도플러 편향 주파수를 산출할 수 있다. 또한, 초음파 진단 장치(1000)는 대상체의 시간에 따른 도플러 편향 주파수를 나타내는 그래프(50)를 디스플레이할 수 있다.
임의의 시점에서의 대상체의 도플러 편향 주파수(52)는 복수개의 주파수 성분을 포함할 수 있다. 예를 들어, 대상체가 경동맥 내의 혈류인 경우, 경동맥의 단면을 흐르는 혈류는 복수개의 혈구의 흐름일 수 있으며, 복수개의 혈구의 흐름의 속도가 서로 상이함에 따라, 임의의 시점에서 경동맥의 단면을 흐르는 혈류의 도플러 편향 주파수(52)는 복수개의 주파수 성분을 가질 수 있다. 이에 따라, 시간에 따른 도플러 편향 주파수를 나타내는 그래프(50)에서, 임의의 시점의 도플러 편향 주파수는 최고값 및 최저값을 갖는 직선 형태로 나타날 수 있다.
또한, 임의의 시점에서 경동맥의 단면을 흐르는 혈구들 중 동일 또는 비슷한 속도로 이동하는 혈구들이 존재할 수 있다. 이 경우, 동일 또는 비슷한 속도로 이동하는 혈구들이 많을수록, 혈구들의 속도에 대응하는 도플러 편향 주파수의 파워 또한 증가할 수 있다. 초음파 장치는 임의의 시점에서 도플러 편향 주파수의 파워를 밝기 또는 컬러로 나타낼 수 있다. 이에 따라, 시간에 따른 도플러 편향 주파수를 나타내는 그래프(50)에서, 임의의 시점의 도플러 편향 주파수들의 밝기는 서로 상이할 수 있다.
도플러 편향 주파수는 가청음 주파수 대역에 위치하므로, 초음파 진단 장치(1000)는 도플러 편향 주파수의 범위를 갖는 가청음을 초음파 진단 장치(1000)에 구비된 오디오 출력부(1900)로 출력함으로써, 측정된 대상체의 속도를 출력할 수 있다. 사용자는 출력되는 가청음에 기초하여, 대상체의 이상 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 대상체마다 가청음이 만들어내는 고유의 패턴이 있을 수 있다. 따라서, 사용자는 출력되는 가청음의 패턴이 대상체가 일반적으로 나타내는 고유의 패턴과 상이한지 여부에 기초하여, 대상체의 이상 여부를 판단할 수 있다. 또한, 사용자는 출력되는 가청음 중 비정상적으로 높은 음이 출력 되거나 낮은 음이 출력되는지 여부에 기초하여, 대상체의 이상 여부를 판단할 수 있다.
또한, 초음파 진단 장치(1000)는 시간에 따른 대상체의 속도를 나타내는 그래프(60)를 디스플레이할 수 있다. 도플러 편향 주파수는 대상체의 속도에 비례하며, 초음파 진단 장치(1000)는 측정된 도플러 편향 주파수에 기초하여 시간에 따른 대상체의 속도를 산출할 수 있다.
Figure pat00001
상기 [수학식 1]에서 fo는 송신 주파수, fr은 수신 주파수, v는 대상체의 속도, c는 생체 내의 음속을 의미하며, θ는 도플러 각도로써, 대상체로부터 반사된 초음파 에코 신호가 수신되는 방향과 대상체가 움직이는 방향 간의 각도를 의미할 수 있다. θ는 사용자에 의해 입력되거나, 프로브의 기울기에 기초하여 결정될 수도 있고, 대상체 B 모드 이미지로부터 결정된 대상체의 해부학적 구조에 기초하여 결정될 수도 있다. [수학식 1]에 기초하여, 초음파 진단 장치(1000)는 도플러 각도를 이용하여 도플러 편향 주파수(fd)를 대상체의 속도(v)로 변환할 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 임의의 시점에서 경동맥의 단면을 흐르는 혈구들 중 동일 또는 비슷한 속도로 이동하는 혈구들이 존재할 수 있으며, 동일 또는 비슷한 속도로 이동하는 혈구들이 많을수록, 초음파 장치는 속도를 나타내는 지점을 보다 밝게 표현할 수 있다.
이에 따라, 초음파 진단 장치(1000)는 출력되는 가청음을 시각화하는 이미지를 사용자에게 제공할 수 있다. 실시예에 따라, 시간에 따른 대상체의 속도를 나타내는 이미지(60)는 스펙트럴 도플러 이미지로 언급될 수 있다.
도 2는 일부 실시예에 따른, 초음파 진단 장치(1000)가 선택된 속도 구간에 대응하는 가청음의 크기를 조절하는 예시를 도시하는 도면이다.
도 2를 참조하면, 초음파 진단 장치(1000)는 사용자에 의해 선택된 속도 구간에 대응하는 가청음의 크기를 조절함으로써, 대상체의 움직임에 대한 자세한 정보를 제공할 수 있다.
도 2(a)에 도시된 바와 같이, 초음파 진단 장치(1000)는 연속되는 시간 구간 동안, 대상체의 속도를 산출하고, 산출된 대상체의 속도의 분포를 나타내는 이미지를 디스플레이할 수 있다.
도 2(b)에 도시된 바와 같이, 초음파 진단 장치(1000)는 대상체의 속도의 범위 중 일부 구간을 선택하고, 선택된 구간에 대응하는 가청음의 크기를 조절하는 기능을 제공할 수 있다. 예를 들어, 초음파 진단 장치(1000)는 대상체의 속도의 범위 중 v4 내지 v5 구간을 선택하고, 선택된 구간에 대응하는 가청음의 크기를 증가시키는 사용자 입력을 수신할 수 있다. 선택된 구간에 대응하는 가청음의 크기를 증가시키는 사용자 입력을 수신함에 따라, 초음파 진단 장치(1000)는 크기가 증가된 가청음을 선택되지 않은 나머지 속도 구간에 대응하는 가청음과 혼합하여 대상체의 시간에 따른 가청음을 출력할 수 있다. 이에 따라, 사용자는 대상체의 속도에 대한 정보 중 듣고 싶은 속도 구간에 대한 정보를 보다 자세히 들을 수 있다.
도 3은 일부 실시예에 따른, 초음파 진단 장치(1000)가 선택된 속도 구간에 대응하는 가청음의 크기를 조절하는 예시를 도시하는 흐름도이다.
단계 S310에서, 초음파 진단 장치(1000)는, 대상체로 초음파 신호를 송신하고, 대상체로부터 수신된 초음파 에코 신호를 수신할 수 있다.
단계 S320에서, 초음파 진단 장치(1000)는, 초음파 에코 신호에 기초하여, 대상체의 속도를 결정할 수 있다.
단계 S330에서, 초음파 진단 장치(1000)는, 대상체의 시간에 따른 속도를 나타내는 스펙트럴 도플러 이미지를 디스플레이할 수 있다.
단계 S340에서, 초음파 진단 장치(1000)는, 스펙트럴 도플러 이미지에 나타난 대상체의 속도의 범위 중 일부 구간을 선택하고, 선택된 일부 구간의 속도에 대응하는 가청음의 출력 크기를 조절하는 사용자 입력을 수신할 수 있다.
단계 S350에서, 초음파 진단 장치(1000)는, 조절된 가청음의 출력 크기에 기초하여, 대상체의 시간에 따른 속도를 나타내는 가청음을 출력할 수 있다.
도 4는 일부 실시예에 따른, 선택된 속도 구간에 대응하는 가청음의 크기를 조절하는 초음파 진단 장치(1000)의 블록도이다.
도 4를 참조하면, 초음파 진단 장치(1000)는, 트랜스듀서(22), 초음파 송수신부(1100), 도플러 처리부(1214) 및 오디오 출력부(1900)를 포함할 수 있다. 또한, 도플러 처리부(1214)는 프로세서(1215), 속도 범위 선택부(1216_1, 1216_2), 증폭기(1217_1, 1217_2) 및 가청음 생성부(1218)을 포함할 수 있다.
트랜스듀서(22)는 프로브(미도시)에 구비될 수 있으며, 초음파 송수신부(1100)로부터 인가된 구동 신호에 따라 대상체로 초음파 신호를 송출하고, 대상체로부터 반사된 에코 신호를 수신할 수 있다.
초음파 송수신부(1100)는 트랜스듀서(22)가 펄스 반복 주파수(PRF, Pulse Repetition Frequency)에 따른 펄스(pulse)파를 생성하도록 프로브(미도시)를 구동할 수 있으며, 트랜스듀서(22)가 연속파(Continuous Wave)를 생성하도록 프로브(미도시)를 구동할 수 있다. 또한, 초음파 송수신부(1100)는 트랜스듀서(22)로부터 수신되는 초음파 에코 신호를 수신하여, 수신된 초음파 에코 신호를 디지털 데이터로 변환할 수 있다.
도플러 처리부(1214)는 초음파 송수신부(110)로부터 디지털 데이터로 변환된 초음파 에코 신호를 수신할 수 있다. 도플러 처리부(1214)는 초음파 에코 신호에 기초하여, 도플러 편향 주파수를 분석하거나, 도플러 편향 주파수를 추출하는 연산 장치일 수 있다. 예를 들어, 프로세서(1215)는 디지털 데이터로 변환된 초음파 에코 신호를 퓨리에 변환(Fourier Transform) 또는 고속 퓨리에 변환(Fast Fourier Transform)하여, 대상체의 시간에 따른 도플러 편향 주파수를 산출할 수 있다.
초음파 진단 장치(1000)는 사용자로부터 대상체의 도플러 편향 주파수의 범위 중 일부 구간을 선택하는 사용자 입력을 수신할 수 있다. 또한, 초음파 진단 장치(1000)는 사용자로부터 대상체의 속도의 범위 중 일부 구간을 선택하는 사용자 입력을 수신할 수 있다. 이 경우, 초음파 진단 장치(1000)는 선택된 속도 구간에 대응하는 도플러 편향 주파수의 구간을 결정할 수 있다.
프로세서(1215)는 대상체의 도플러 편향 주파수의 범위 중 사용자에 의해 선택된 구간과 사용자에 의해 선택되지 않은 구간이 나눠지도록 속도 구간 선택부(1216_1, 1216_2)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 대상체의 도플러 편향 주파수의 범위 중 사용자에 의해 선택된 구간은 제 1 속도 구간 선택부(1216_1)에 의해 선택되고, 사용자에 의해 선택되지 않은 구간은 제 2 속도 구간 선택부(1216_2)에 의해 선택되도록, 속도 구간 선택부(1216_1, 1216_2)를 제어할 수 있다.
또한, 프로세서(1215)는 대상체의 도플러 편향 주파수의 범위 중 사용자에 의해 선택된 구간에 대응하는 주파수의 가청음이 사용자에 의해 조절된 크기로 출력되도록 제 1 증폭기(1217_1)를 제어하고, 사용자에 의해 선택되지 않은 구간에 대응하는 주파수의 가청음이 기 설정되어 있는 크기로 출력되도록 제 2 증폭기(1217_2)를 제어할 수 있다.
가청음 생성부(1218)는 제 1 증폭기(1217_1)에 의해 증폭된 주파수 및 제 2 증폭기(1217_2)에 의해 증폭된 주파수를 혼합(Mix)하여 대상체의 도플러 편향 주파수를 나타내는 오디오 신호를 발생시킬 수 있다. 발생된 오디오 신호는 오디오 출력부(1900)를 통해 가청음으로 출력될 수 있다.
도 5는 일부 실시예에 따른, 초음파 진단 장치(1000)가, 대상체의 속도를 나타내는 예시를 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 초음파 진단 장치(1000)는, 대상체의 속도를 컬러 도플러 이미지(70) 및 스펙트럴 도플러 이미지(60) 형태로 디스플레이할 수 있다.
초음파 진단 장치(1000)는 사용자의 입력에 따라, 대상체로 초음파 신호를 전송하고, 대상체로부터 반사되는 초음파 에코 신호를 수신할 수 있다. 대상체가 환자의 경동맥일 경우, 도 5에 도시된 바와 같이, 초음파 진단 장치(1000)는, 경동맥을 흐르는 혈류의 속도를 나타내는 컬러 도플러 이미지(70) 및 스펙트럴 도플러 이미지(60)를 디스플레이할 수 있다.
초음파 진단 장치(1000)는, 환자의 경동맥을 나타내는 B 모드 이미지 상에 경동맥을 흐르는 혈류의 움직임 방향을 색으로 나타내고, 속도를 채도 또는 화살표로 나타내는 컬러 도플러 이미지(70)를 디스플레이할 수 있다.
또한, 초음파 진단 장치(1000)는 컬러 도플러 이미지(70) 내의 경동맥 상에 샘플 게이트(72)를 설정하는 사용자 입력을 수신할 수 있다. 실시예에 따라, 초음파 진단 장치(1000)는 컬러 도플러 이미지(70)가 아닌 B 모드 이미지 상에 샘플 게이트(72)를 설정하는 사용자 입력을 수신할 수도 있다.
초음파 진단 장치(1000)는 샘플 게이트(72)가 설정된 영역을 흐르는 혈류의 속도를 시간의 흐름에 따라 나타내는 스펙트럴 도플러 이미지(60)를 디스플레이할 수 있다. 이 경우, 임의의 시점에서 샘플 게이트(720)가 설정된 영역을 흐르는 혈류는 하나의 속도가 아닌 하나의 범위의 속도를 가질 수 있다. 이에 따라, 도 5의 스펙트럴 도플러 이미지(60)에 나타난 바와 같이, 임의의 시점에서 샘플 게이트(720)가 설정된 영역을 흐르는 혈류의 속도는 최저값과 최고값을 갖는 하나의 범위의 속도로써 디스플레이될 수 있다.
또한, 초음파 진단 장치(1000)는, 샘플 게이트(720)가 설정된 영역을 흐르는 혈류의 속도를 나타내는 가청음을 오디오 출력부(1900)로 출력할 수 있다. 임의의 시점에서 샘플 게이트(720)가 설정된 영역을 흐르는 혈류는 하나의 속도가 아닌 하나의 범위의 속도를 가질 수 있으므로, 임의의 시점에서 출력되는 가청음은 최저 주파수와 최고 주파수의 범위를 갖는 가청음 일 수 있다.
또한, 초음파 진단 장치(1000)는, 사용자에 의해 선택된 속도 구간에 대응하는 가청음의 크기를 조절하기 위한 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다. 예를 들어, 초음파 진단 장치(1000)는 스펙트럴 도플러 이미지(60)와 함께, 사용자에 의해 선택된 속도 구간에 대응하는 가청음의 크기를 조절하기 위한 버튼(510)을 디스플레이할 수 있다. 또한, 초음파 진단 장치(1000)는 컨트롤 패널 내의 기 설정된 버튼을 선택하는 사용자 입력을 수신할 수도 있다.
도 6a는 일부 실시예에 따른, 초음파 진단 장치(1000)가 속도 구간을 설정하는 사용자 입력을 수신하는 예시를 도시한 도면이다.
도 6a를 참조하면, 초음파 진단 장치(1000)는, 속도 구간을 설정하기 위한 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다.
예를 들어, 초음파 진단 장치(1000)는 대상체의 속도의 범위를 분할하기 위한 버튼(630)을 디스플레이할 수 있다. 버튼(630)을 선택하는 사용자 입력을 수신함에 따라, 초음파 진단 장치(1000)는 속도의 범위를 분할하기 위한 위한 표시자(612, 614)를 속도를 나타내는 축 상에 디스플레이할 수 있다. 표시자(612, 614)를 선택한 후, 선택된 표시자(612, 614)를 이동시키는 사용자 입력을 수신함에 따라, 초음파 진단 장치(1000)는 이동된 위치에서 표시자(612, 614)가 가리키는 속도를 기준으로 스펙트럴 도플러 이미지(60)에 디스플레이된 속도의 범위를 분할할 수 있다. 또한, 초음파 진단 장치(1000)는 분할된 속도 구간을 나타내는 이미지(622, 624, 626)를 스펙트럴 도플러 이미지(60) 상에 디스플레이할 수 있다.
예를 들어, 제 1 표시자(612)가 0.02m/s를 가리키도록 제 1 표시자(612)를 속도 축 상에 위치시키고, 제 2 표시자(614)가 -0.05m/s를 가리키도록 제 2 표시자(614)를 속도 축 상에 위치시키는 사용자 입력을 수신함에 따라, 초음파 진단 장치(1000)는, -0.1 내지 0.1 m/s의 속도 범위를 -0.1 내지 -0.05m/s, -0.05m/s 내지 0.02m/s 및 0.02m/s 내지 0.1 m/s 구간으로 분할할 수 있다.
또한, 선택된 표시자(612, 614)를 이동시키는 사용자 입력을 수신함에 따라, 초음파 진단 장치(1000)는, 표시자(612, 614)가 가리키는 속도에 대응하는 가청음을 출력할 수 있다.
도 6b는 일부 실시예에 따른, 대상체의 속도의 범위가 복수개의 속도 구간으로 분할됨에 따라, 초음파 진단 장치(1000)가 복수개의 속도 구간의 분포를 디스플레이하는 예시를 나타내는 도면이다.
도 6b를 참조하면, 대상체의 속도의 범위가 복수개의 속도 구간으로 분할됨에 따라, 초음파 진단 장치(1000)는, 복수개의 속도 구간의 분포를 나타내는 이미지(640)를 디스플레이할 수 있다.
예를 들어, 제 1 속도 구간의 크기는, 대상체의 속도가 디스플레이된 시간 범위 동안, 제 1 속도 구간 내의 속도들이 검출된 횟수에 비례할 수 있다. 또한, 제 1 속도 구간의 크기는, 대상체의 속도가 디스플레이된 시간 범위 동안, 제 1 속도 구간 내의 속도들이 검출된 시간에 비례할 수 있다. 또한, 제 1 속도 구간의 크기는, 대상체의 속도가 디스플레이된 시간 범위 동안, 제 1 속도 구간 내의 속도들에 대응하는 도플러 편향 주파수 성분들의 파워에 비례할 수 있다. 또한, 제 1 속도 구간의 크기는, 대상체의 속도가 디스플레이된 시간 범위 동안, 제 1 속도 구간 내의 속도들에 대응하는 가청음의 파워에 비례할 수 있다
도 7a 및 7b는 일부 실시예에 따른, 초음파 진단 장치(1000)가 선택된 속도 구간의 크기를 조절하는 사용자 입력을 수신하는 예시를 도시하는 도면이다.
도 7a를 참조하면, 초음파 진단 장치(1000)는, 복수개의 속도 구간 중 하나를 선택하는 사용자 입력을 수신할 수 있다.
초음파 진단 장치(1000)는, 복수개의 속도 구간 중 하나를 선택하는 사용자 입력을 수신함에 따라, 복수개의 속도 구간의 분포를 나타내는 이미지(640) 상에 선택된 속도 구간의 크기를 조절할 수 있음을 나타내는 표시자(645)를 디스플레이 할 수 있다. 예를 들어, 복수개의 속도 구간 중 제 3 속도 구간을 선택하는 사용자 입력을 수신함에 따라, 초음파 진단 장치(1000)는 복수개의 속도 구간의 분포를 나타내는 이미지(640)상에, 제 3 속도 구간의 크기를 조절할 수 있음을 나타내는 이미지(645)를 디스플레이할 수 있다.
또한, 복수개의 속도 구간 중 적어도 하나를 선택하는 사용자 입력을 수신함에 따라, 초음파 진단 장치(1000)는, 시간에 따른 전체 가청음 중 선택된 속도 구간에 대응하는 가청음만을 출력할 있다. 따라서, 사용자는 조절하고자 하는 속도 구간을 정확히 선택하였는지 여부를 확인할 수 있다.
또한, 초음파 진단 장치(1000)는 선택된 속도 구간의 크기를 조절하는 사용자 입력을 수신할 수 있다. 예를 들어, 초음파 진단 장치(1000)는, 선택된 속도 구간의 크기를 조절하기 위한 사용자 인터페이스(702)를 디스플레이하고, 디스플레이된 사용자 인터페이스(702)를 통해 선택된 속도 구간의 크기를 조절하는 사용자 입력을 수신할 수 있다.
또한, 예를 들어, 초음파 진단 장치(1000)는, 초음파 진단 장치(1000)에 구비된 컨트롤 패널 내의 버튼들에 대한 사용자 입력에 기초하여, 선택된 속도 구간의 크기를 조절할 수 있다.
예를 들어, 컨트롤 패널 내의 TGC 버튼들(704)은 복수개의 속도 구간 각각에 대응할 수 있다. 예를 들어, 세번째 TGC 버튼의 위치를 이동시키는 사용자 입력에 기초하여, 초음파 진단 장치(1000)는, 제 3 속도 구간의 크기를 결정할 수 있다.
또한, 예를 들어, 컨트롤 패널 내의 복수개의 원형 다이얼이 복수개의 속도 구간 각각에 대응될 수 있다. 복수개의 원형 다이얼 중 하나를 돌리는 사용자 입력을 수신함에 따라, 초음파 진단 장치(1000)는 복수개의 속도 구간 중 돌려진 원형 다이얼에 대응하는 속도 구간의 크기를 변경할 수 있다.
선택된 속도 구간의 크기를 조절하기 위해 사용되는 버튼들은 TGC 버튼들 또는 복수개의 원형 다이얼에 한정되지 않으며, 사용자의 설정에 따라 다양한 버튼들이 사용될 수 있다.
도 7b를 참조하면, 초음파 진단 장치(1000)는, 조절된 속도 구간의 크기를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 초음파 진단 장치(1000)는, 조절되기 전의 제 3 속도 구간의 크기(647)와 조절된 후의 제 3 속도 구간의 크기(649)를 함께 나타냄으로써, 조절되기 전과 후의 제 3 속도 구간의 크기를 비교하여 나타낼 수 있다.
또한, 복수개의 속도 구간 중 적어도 하나의 속도 구간의 크기를 조절하는 사용자 입력을 수신함에 따라, 초음파 진단 장치(1000)는, 조절된 속도 구간에 대응하는 가청음의 파워를 조절할 수 있다. 예를 들어, 초음파 진단 장치(1000)는, 조절된 속도 구간의 크기에 기초하여, 조절된 속도 구간에 대응하는 도플러 편향 주파수의 파워를 조절함으로써, 조절된 속도 구간에 대응하는 가청음의 파워를 조절할 수 있다.
초음파 진단 장치(1000)는 조절된 가청음의 파워에 기초하여, 대상체의 시간에 따른 전체 속도를 나타내는 가청음을 출력할 수 있다. 초음파 진단 장치(1000)는 대상체의 시간에 따른 전체 속도를 나타내는 가청음을 다시 출력하기 위한 버튼(710)을 디스플레이할 수 있다. 버튼(710)을 선택하는 사용자 입력을 수신함에 따라, 초음파 진단 장치(1000)는 조절된 가청음의 파워에 기초하여, 대상체의 시간에 따른 전체 속도를 나타내는 가청음을 출력할 수 있다.
또한, 선택된 속도 구간의 크기가 조절된 후, 대상체의 속도를 측정하는 사용자 입력을 수신함에 따라, 초음파 진단 장치(1000)는, 선택된 속도 구간에 대하여 설정된 가청음의 파워에 기초하여, 측정된 대상체의 속도를 나타내는 가청음을 출력할 수 있다. 예를 들어, 선택된 속도 구간의 크기가 두 배 만큼 증가 되도록 설정된 후, 대상체의 속도를 측정하는 사용자 입력을 수신함에 따라, 초음파 진단 장치(1000)는, 선택된 속도 구간에 대응하는 가청음의 파워를 두 배 증가시켜 대상체의 전체 속도를 나타내는 가청음을 출력할 수 있다.
도 8은 일부 실시예에 따른, 초음파 진단 장치(1000)가, 사용자에 의해 선택된 속도 구간에 대응하는 영역을 나타내는 컬러 도플러 이미지를 디스플레이하는 예시를 도시하는 도면이다.
도 8을 참조하면, 대상체의 속도 범위 중 일부 속도 구간을 선택하는 사용자 입력을 수신함에 따라 초음파 진단 장치(1000)는, 관심 영역 중 사용자에 의해 선택된 속도 구간에 대응하는 영역만을 나타내는 컬러 도플러 이미지를 디스플레이할 수 있다.
예를 들어, 초음파 진단 장치(1000)는, 사용자 입력에 기초하여, B 모드 이미지(80) 상에 관심 영역(810)을 설정하고, 설정된 관심 영역(810)에 대한 컬러 도플러 이미지(70)를 디스플레이할 수 있다. 또한, 초음파 진단 장치(1000)는, B 모드 이미지 상(80)에 샘플 게이트(72)를 설정하고, 샘플 게이트(72)가 설정된 영역의 시간에 따른 속도를 나타내는 스펙트럴 도플러 이미지(60)를 디스플레이할 수 있다.
스펙트럴 도플러 이미지(60) 내에 나타난 대상체의 속도 범위 중 일부 속도 구간(820)을 선택하는 사용자 입력을 수신함에 따라, 초음파 진단 장치(1000)는, 관심 영역(810) 중 사용자에 의해 선택된 속도 구간(820)에 대응하는 영역만을 나타내는 컬러 도플러 이미지를 디스플레이할 수 있다. 예를 들어, -0.15 내지 0.05m/s를 선택하는 사용자 입력을 수신함에 따라, 초음파 진단 장치(1000)는 혈류의 속도가 표시된 영역 중 -0.15 내지 0.05m/s의 혈류가 검출된 영역만을 나머지 영역과 구분하여 디스플레이할 수 있다.
이 경우, 초음파 진단 장치(1000)는, 기 촬영된 컬러 도플러 동영상 내에서, 선택된 속도 구간에 대응하는 영역만을 나머지 영역과 구분하여 다시 재생할 수 있다. 또한, 초음파 진단 장치(1000)는, 새롭게 촬영되는 컬러 도플러 동영상 내에서, 선택된 속도 구간에 대응하는 영역만을 나머지 영역과 구분하여 디스플레이할 수 있다.
도 9는 일부 실시예에 따른, 초음파 진단 장치(1000)가, 사용자에 의해 선택된 속도 구간 중 일부의 속도 구간의 크기를 조절하는 예시를 도시하는 도면이다.
도 9를 참조하면, 초음파 진단 장치(1000)는, 사용자에 의해 선택된 속도 구간 중 일부의 속도 구간을 선택하는 사용자 입력을 수신하고, 선택된 일부의 속도 구간의 크기를 조절하는 사용자 입력을 수신할 수 있다.
대상체의 스펙트럴 도플러 이미지(60) 상에 디스플레이된 대상체의 속도의 범위 중 일부의 속도 구간(820)을 선택하는 사용자 입력을 수신함에 따라, 초음파 진단 장치(1000)는, 선택된 일부의 속도 구간(820)의 속도의 분포를 나타내는 이미지(910)를 디스플레이할 수 있다.
또한, 초음파 진단 장치(1000)는, 선택된 일부의 속도 구간(820)의 속도의 분포를 나타내는 이미지(910) 상에서 다시 일부의 속도 구간(920)을 선택하는 사용자 입력을 수신할 수 있다. 또한, 초음파 진단 장치(1000)는 선택된 일부의 속도 구간(920)의 크기를 조절하는 사용자 입력을 수신하고, 조절된 크기에 기초하여, 대상체의 시간에 따른 전체 속도를 나타내는 가청음을 출력할 수 있다.
도 10은 일부 실시예에 따른, 초음파 진단 장치(1000)가, 사용자에 의해 선택된 시간 구간의 속도의 범위 중 일부의 속도 구간의 크기를 조절하는 예시를 도시하는 도면이다.
도 10을 참조하면, 초음파 진단 장치(1000)는, 스펙트럴 도플러 이미지(60) 상의 시간 범위 중 일부의 시간 구간(1010)을 선택하는 사용자 입력을 수신하고, 선택된 일부의 시간 구간(1010)의 속도의 범위 중 일부의 속도 구간(1020)의 크기를 조절하는 사용자 입력을 수신할 수 있다.
대상체의 스펙트럴 도플러 이미지(60) 상에 디스플레이된 시간의 범위 중 일부의 시간 구간(1010)을 선택하는 사용자 입력을 수신함에 따라, 초음파 진단 장치(1000)는, 선택된 일부의 시간 구간(1010)에 검출된 속도의 분포를 나타내는 이미지(1030)를 디스플레이할 수 있다.
또한, 초음파 진단 장치(1000)는, 속도의 분포를 나타내는 이미지(1030) 상에서 일부의 속도 구간(1020)을 선택하는 사용자 입력을 수신할 수 있다. 또한, 초음파 진단 장치(1000)는 선택된 일부의 속도 구간(1020)의 크기를 조절하는 사용자 입력을 수신하고, 조절된 크기에 기초하여, 선택된 일부의 시간 구간(1010)에 대한 대상체의 시간에 따른 속도를 나타내는 가청음을 출력할 수 있다.
도 11은 일부 실시예에 따른, 초음파 진단 장치(1000)가, 사용자에 의해 선택된 시간 구간에 대한 가청음의 크기를 조절하는 예시를 도시하는 도면이다.
도 11을 참조하면, 초음파 진단 장치(1000)는, 스펙트럴 도플러 이미지(60) 상에서 시간 구간을 선택하고, 선택된 시간 구간에 대응하는 가청음의 크기를 조절하는 사용자 입력을 수신할 수 있다.
예를 들어, 초음파 진단 장치(1000)는, 제 1 시간 구간(1110)에 대하여 제 1 가청음 크기를 설정하고, 제 2 시간 구간(1120)에 대하여 제 2 가청음 크기를 설정하는 사용자 입력을 수신할 수 있다. 일부 시간 구간에 대한 가청음의 크기를 설정하는 사용자 입력을 수신한 후, 대상체의 속도를 나타내는 가청음을 출력하는 사용자 입력을 수신함에 따라, 초음파 진단 장치(1000)는 제 1 시간 구간(1110)에 대하여 제 1 가청음 크기로, 제 2 시간 구간(1120)에 대하여 제 2 가청음 크기로 가청음을 출력할 수 있다.
도 12는 일부 실시예에 따른, 초음파 진단 장치(1000)의 구성을 도시한 블록도이다.
도 12을 참조하면, 초음파 진단 장치(1000)는, 제어부(1700), 사용자 입력부(1600), 디스플레이부(1400) 및 오디오 출력부(1900)를 포함할 수 있다.
그러나 도시된 구성요소 모두가 필수 구성 요소인 것은 아니다. 도시된 구성 요소보다 많은 구성 요소에 의해 초음파 진단 장치(1000)가 구현될 수도 있고, 그보다 적은 구성 요소에 의해서도 초음파 진단 장치(1000)는 구현될 수 있다.
도 12에서, 사용자 입력부(1600)와 디스플레이부(1400)가 별도의 구성으로 도시되었으나, 터치 스크린과 같이, 사용자 입력부(1600)와 디스플레이부(1400)는 하나의 구성으로 구현될 수도 있다.
제어부(1700)는 초음파 진단 장치(1000)의 전반적인 구성을 제어할 수 있다.
예를 들어, 제어부(1700)는 대상체로부터 수신된 초음파 에코 신호에 기초하여, 대상체의 속도를 결정할 수 있다.
또한, 제어부(1700)는, 사용자 입력에 기초하여, 대상체의 속도 범위 중 일부 구간에 대응하는 도플러 편향 주파수의 파워를 조절함으로써 일부 구간의 속도에 대응하는 가청음의 출력 크기를 조절할 수 있다.
디스플레이부(1400)는 초음파 이미지 및 사용자 인터페이스를 디스플레이할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이부(1400)는 대상체의 시간에 따른 속도를 나타내는 스펙트럴 도플러 이미지를 디스플레이할 수 있다.
사용자 입력부(1600)는 초음파 진단 장치(1000)를 제어하기 위한 사용자 입력을 수신할 수 있다. 예를 들어, 사용자 입력부(1600)는 스펙트럴 도플러 이미지에 나타난 대상체의 속도의 범위 중 일부 구간을 선택하고, 선택된 일부 구간의 속도에 대응하는 가청음의 출력 크기를 조절하는 사용자 입력을 수신할 수 있다.
오디오 출력부(1900)는 초음파 진단 장치(1000)에서 생성된 오디오 신호를 출력할 수 있다. 오디오 출력부(1900)는 대상체의 시간에 따른 속도를 나타내는 가청음을 출력할 수 있다.
또한, 제어부(1700)는, 파워가 조절된 도플러 편향 주파수 및 대상체의 속도 범위 중 일부 구간을 제외한 나머지 구간에 대응하는 도플러 편향 주파수를 혼합하여, 대상체의 시간에 따른 속도를 나타내는 가청음을 출력하도록 오디오 출력부(1900)를 제어할 수 있다.
또한, 사용자 입력부(1600)는 스펙트럴 도플러 이미지에 나타난 대상체의 속도의 범위를 복수개의 속도 구간으로 분할하고, 복수개의 속도 구간 중 적어도 하나를 선택함으로써 대상체의 속도의 범위 중 일부 구간을 선택하는 사용자 입력을 수신할 수 있다.
또한, 제어부(1700)는, 스펙트럴 도플러 이미지에 나타난 대상체의 속도의 범위를 복수개의 속도 구간으로 분할하는 사용자 입력을 수신함에 따라, 대상체의 속도의 분포를 나타내는 이미지를 디스플레이하도록 디스플레이부(1400)를 제어할 수 있다.
또한, 제어부(1700)는, 선택된 일부 구간의 속도에 대응하는 가청음의 출력 크기를 조절하는 사용자 입력을 수신함에 따라, 대상체의 속도의 분포를 나타내는 이미지 내의 선택된 일부 구간의 속도의 크기가 조절되어 표현되도록 디스플레이부(1400)를 제어할 수 있다.
또한, 사용자 입력부(1600)는 초음파 진단 장치에 구비된 컨트롤 패널 내의 TGC 버튼을 조작하는 사용자 입력을 수신함으로써, 선택된 일부 구간의 속도에 대응하는 가청음의 출력 크기를 조절하는 사용자 입력을 수신할 수 있다.
또한, 제어부(1700)는, 대상체의 속도의 범위 중 일부 구간을 선택하는 사용자 입력이 수신됨에 따라, 대상체의 시간에 따른 속도를 나타내는 가청음 중 선택된 일부 구간에 대응하는 가청음 만을 출력하도록 오디오 출력부(1900)를 제어할 수 있다.
또한, 제어부(1700)는, 대상체의 속도의 범위 중 일부 구간을 선택하는 사용자 입력이 수신됨에 따라, 대상체의 B 모드 이미지 상에 대상체의 속도 중 선택된 일부 구간의 속도만을 컬러로써 나타내는 컬러 도플러 이미지를 디스플레이하도록 디스플레이부(1400)를 제어할 수 있다.
또한, 사용자 입력부(1600)는, 스펙트럴 도플러 이미지 내의 시간의 범위 중 일부 시간 구간을 선택하고, 일부 시간 구간 동안 검출된 속도의 범위 중 일부 속도 구간에 대응하는 가청음의 출력 크기를 조절하는 사용자 입력을 수신할 수 있다.
도 13은 다른 일부 실시예에 따른, 초음파 진단 장치(1000)의 구성을 도시한 블록도이다.
일 실시 예에 의한 초음파 진단 장치(1000)는 프로브(20), 초음파 송수신부(1100), 영상 처리부(1200), 통신부(1300), 디스플레이(1400), 메모리(1500), 입력 디바이스(1600), 및 제어부(1700)를 포함할 수 있으며, 상술한 여러 구성들은 버스(1800)를 통해 서로 연결될 수 있다.
초음파 진단 장치(1000)는 카트형뿐만 아니라 휴대형으로도 구현될 수 있다. 휴대형 초음파 진단 장치의 예로는 팩스 뷰어(PACS, Picture Archiving and Communication System viewer), 스마트 폰(smartphone), 랩탑 컴퓨터, PDA, 태블릿 PC 등이 있을 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
프로브(20)는, 초음파 송수신부(1100)로부터 인가된 구동 신호(driving signal)에 따라 대상체(10)로 초음파 신호를 송출하고, 대상체(10)로부터 반사된 에코 신호를 수신한다. 프로브(20)는 복수의 트랜스듀서를 포함하며, 복수의 트랜스듀서는 전달되는 전기적 신호에 따라 진동하며 음향 에너지인 초음파를 발생시킨다. 또한, 프로브(20)는 초음파 진단 장치(1000)의 본체와 유선 또는 무선으로 연결될 수 있으며, 초음파 진단 장치(1000)는 구현 형태에 따라 복수 개의 프로브(20)를 구비할 수 있다.
송신부(1110)는 프로브(20)에 구동 신호를 공급하며, 펄스 생성부(1112), 송신 지연부(1114), 및 펄서(1116)를 포함한다. 펄스 생성부(1112)는 소정의 펄스 반복 주파수(PRF, Pulse Repetition Frequency)에 따른 송신 초음파를 형성하기 위한 펄스(pulse)를 생성하며, 송신 지연부(1114)는 송신 지향성(transmission directionality)을 결정하기 위한 지연 시간(delay time)을 펄스에 적용한다. 지연 시간이 적용된 각각의 펄스는, 프로브(20)에 포함된 복수의 압전 진동자(piezoelectric vibrators)에 각각 대응된다. 펄서(1116)는, 지연 시간이 적용된 각각의 펄스에 대응하는 타이밍(timing)으로, 프로브(20)에 구동 신호(또는, 구동 펄스(driving pulse))를 인가한다.
수신부(1120)는 프로브(20)로부터 수신되는 에코 신호를 처리하여 초음파 데이터를 생성하며, 증폭기(1122), ADC(아날로그 디지털 컨버터, Analog Digital converter)(1124), 수신 지연부(1126), 및 합산부(1128)를 포함할 수 있다. 증폭기(1122)는 에코 신호를 각 채널(channel) 마다 증폭하며, ADC(1124)는 증폭된 에코 신호를 아날로그-디지털 변환한다. 수신 지연부(1126)는 수신 지향성(reception directionality)을 결정하기 위한 지연 시간을 디지털 변환된 에코 신호에 적용하고, 합산부(1128)는 수신 지연부(1166)에 의해 처리된 에코 신호를 합산함으로써 초음파 데이터를 생성한다. 한편, 수신부(1120)는 그 구현 형태에 따라 증폭기(1122)를 포함하지 않을 수도 있다. 즉, 프로브(20)의 감도가 향상되거나 ADC(1124)의 처리 비트(bit) 수가 향상되는 경우, 증폭기(1122)는 생략될 수도 있다.
영상 처리부(1200)는 초음파 송수신부(1100)에서 생성된 초음파 데이터에 대한 주사 변환(scan conversion) 과정을 통해 초음파 영상을 생성한다. 한편, 초음파 영상은 A 모드(amplitude mode), B 모드(brightness mode) 및 M 모드(motion mode)에서 대상체를 스캔하여 획득된 그레이 스케일(gray scale)의 영상뿐만 아니라, 도플러 효과(doppler effect)를 이용하여 움직이는 대상체를 표현하는 도플러 영상일 수도 있다. 도플러 영상은, 혈액의 흐름을 나타내는 혈류 도플러 영상 (또는, 컬러 도플러 영상으로도 불림), 조직의 움직임을 나타내는 티슈 도플러 영상, 또는 대상체의 이동 속도를 파형으로 표시하는 스펙트럴 도플러 영상일 수 있다.
데이터 처리부(1210)에 포함되는 B 모드 처리부(1212)는, 초음파 데이터로부터 B 모드 성분을 추출하여 처리한다. 영상 생성부(1220)는, B 모드 처리부(1212)에 의해 추출된 B 모드 성분에 기초하여 신호의 강도가 휘도(brightness)로 표현되는 초음파 영상을 생성할 수 있다.
마찬가지로, 데이터 처리부(1210)에 포함되는 도플러 처리부(1214)는, 초음파 데이터로부터 도플러 성분을 추출하고, 영상 생성부(1220)는 추출된 도플러 성분에 기초하여 대상체의 움직임을 컬러 또는 파형으로 표현하는 도플러 영상을 생성할 수 있다.
일 실시 예에 의한 영상 생성부(1220)는, 볼륨 데이터에 대한 볼륨 렌더링 과정을 거쳐 3차원 초음파 영상을 생성할 수 있으며, 압력에 따른 대상체(10)의 변형 정도를 영상화한 탄성 영상을 생성할 수도 있다. 나아가, 영상 생성부(1220)는 초음파 영상 상에 여러 가지 부가 정보를 텍스트, 그래픽으로 표현할 수도 있다. 한편, 생성된 초음파 영상은 메모리(1500)에 저장될 수 있다.
디스플레이부(1400)는 생성된 초음파 영상을 표시 출력한다. 디스플레이부(1400)는, 초음파 영상뿐 아니라 초음파 진단 장치(1000)에서 처리되는 다양한 정보를 GUI(Graphical User Interface)를 통해 화면 상에 표시 출력할 수 있다. 한편, 초음파 진단 장치(1000)는 구현 형태에 따라 둘 이상의 디스플레이부(1400)를 포함할 수 있다.
통신부(1300)는, 유선 또는 무선으로 네트워크(30)와 연결되어 외부 디바이스나 서버와 통신한다. 통신부(1300)는 의료 영상 정보 시스템(PACS)을 통해 연결된 병원 서버나 병원 내의 다른 의료 장치와 데이터를 주고 받을 수 있다. 또한, 통신부(1300)는 의료용 디지털 영상 및 통신(DICOM, Digital Imaging and Communications in Medicine) 표준에 따라 데이터 통신할 수 있다.
통신부(1300)는 네트워크(30)를 통해 대상체(10)의 초음파 영상, 초음파 데이터, 도플러 데이터 등 대상체의 진단과 관련된 데이터를 송수신할 수 있으며, CT 장치, MRI 장치, X-ray 장치 등 다른 의료 장치에서 촬영한 의료 영상 또한 송수신할 수 있다. 나아가, 통신부(1300)는 서버로부터 환자의 진단 이력이나 치료 일정 등에 관한 정보를 수신하여 대상체(10)의 진단에 활용할 수도 있다. 나아가, 통신부(1300)는 병원 내의 서버나 의료 장치뿐만 아니라, 의사나 환자의 휴대용 단말과 데이터 통신을 수행할 수도 있다.
통신부(1300)는 유선 또는 무선으로 네트워크(30)와 연결되어 서버(32), 의료 장치(34), 또는 휴대용 단말(36)과 데이터를 주고 받을 수 있다. 통신부(1300)는 외부 디바이스와 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 구성 요소를 포함할 수 있으며, 예를 들어 근거리 통신 모듈(1310), 유선 통신 모듈(1320), 및 이동 통신 모듈(1330)을 포함할 수 있다.
근거리 통신 모듈(1310)은 소정 거리 이내의 근거리 통신을 위한 모듈을 의미한다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 근거리 통신 기술에는 무선 랜(Wireless LAN), 와이파이(Wi-Fi), 블루투스, 지그비(ZigBee), WFD(Wi-Fi Direct), UWB(ultra wideband), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), BLE (Bluetooth Low Energy), NFC(Near Field Communication) 등이 있을 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
유선 통신 모듈(1320)은 전기적 신호 또는 광 신호를 이용한 통신을 위한 모듈을 의미하며, 일 실시 예에 의한 유선 통신 기술에는 트위스티드 페어 케이블(twisted pair cable), 동축 케이블, 광섬유 케이블, 이더넷(ethernet) 케이블 등이 있을 수 있다.
이동 통신 모듈(1330)은, 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신한다. 여기에서, 무선 신호는, 음성 호 신호, 화상 통화 호 신호 또는 문자/멀티미디어 메시지 송수신에 따른 다양한 형태의 데이터일 수 있다.
메모리(1500)는 초음파 진단 장치(1000)에서 처리되는 여러 가지 정보를 저장한다. 예를 들어, 메모리(1500)는 입/출력되는 초음파 데이터, 초음파 영상 등 대상체의 진단에 관련된 의료 데이터를 저장할 수 있고, 초음파 진단 장치(1000) 내에서 수행되는 알고리즘이나 프로그램을 저장할 수도 있다.
메모리(1500)는 플래시 메모리, 하드디스크, EEPROM 등 여러 가지 종류의 저장매체로 구현될 수 있다. 또한, 초음파 진단 장치(1000)는 웹 상에서 메모리(1500)의 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage) 또는 클라우드 서버를 운영할 수도 있다.
입력 디바이스(1600)는, 사용자로부터 초음파 진단 장치(1000)를 제어하기 위한 데이터를 입력받는 수단을 의미한다. 입력 디바이스(1600)의 예로는 키 패드, 마우스, 터치 패드, 터치 스크린, 트랙볼, 조그 스위치 등 하드웨어 구성을 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 심전도 측정 모듈, 호흡 측정 모듈, 음성 인식 센서, 제스쳐 인식 센서, 지문 인식 센서, 홍채 인식 센서, 깊이 센서, 거리 센서 등 다양한 입력 수단을 더 포함할 수 있다.
제어부(1700)는 초음파 진단 장치(1000)의 동작을 전반적으로 제어한다. 즉, 제어부(1700)는 도 13에 도시된 프로브(20), 초음파 송수신부(1100), 영상 처리부(1200), 통신부(1300), 디스플레이부(1400), 메모리(1500), 및 입력 디바이스(1600) 간의 동작을 제어할 수 있다.
프로브(20), 초음파 송수신부(1100), 영상 처리부(1200), 통신부(1300), 디스플레이부(1400), 메모리(1500), 입력 디바이스(1600) 및 제어부(1700) 중 일부 또는 전부는 소프트웨어 모듈에 의해 동작할 수 있으나 이에 제한되지 않으며, 상술한 구성 중 일부가 하드웨어에 의해 동작할 수도 있다. 또한, 초음파 송수신부(1100), 영상 처리부(1200), 및 통신부(1300) 중 적어도 일부는 제어부(1600)에 포함될 수 있으나, 이러한 구현 형태에 제한되지는 않는다.
일부 실시예는 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 통신 매체는 전형적으로 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈, 또는 반송파와 같은 변조된 데이터 신호의 기타 데이터, 또는 기타 전송 메커니즘을 포함하며, 임의의 정보 전달 매체를 포함한다.
또한, 본 명세서에서, “부”는 프로세서 또는 회로와 같은 하드웨어 구성(hardware component), 및/또는 프로세서와 같은 하드웨어 구성에 의해 실행되는 소프트웨어 구성(software component)일 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (20)

  1. 대상체로 초음파 신호를 송신하고, 상기 대상체로부터 수신된 초음파 에코 신호를 수신하는 초음파 프로브;
    상기 초음파 에코 신호에 기초하여, 상기 대상체의 속도를 결정하는 제어부;
    상기 대상체의 시간에 따른 속도를 나타내는 스펙트럴 도플러 이미지를 디스플레이하는 디스플레이부;
    상기 스펙트럴 도플러 이미지에 나타난 상기 대상체의 속도의 범위 중 일부 구간을 선택하고, 상기 선택된 일부 구간의 속도에 대응하는 가청음의 출력 크기를 조절하는 사용자 입력을 수신하는 사용자 입력부; 및
    상기 조절된 가청음의 출력 크기에 기초하여, 상기 대상체의 시간에 따른 속도를 나타내는 가청음을 출력하는 오디오 출력부를 포함하는, 초음파 진단 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 사용자 입력에 기초하여, 상기 대상체의 속도 범위 중 상기 일부 구간에 대응하는 도플러 편향 주파수의 파워 정보에 기초하여, 상기 일부 구간의 속도에 대응하는 가청음의 출력 크기를 조절하는, 초음파 진단 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 도플러 편향 주파수의 파워 정보에 기초하여, 상기 대상체의 속도 범위 중 상기 일부 구간에 대응하는 도플러 편향 주파수의 파워를 조절하고, 상기 파워가 조절된 도플러 편향 주파수 및 상기 대상체의 속도 범위 중 상기 일부 구간을 제외한 나머지 구간에 대응하는 도플러 편향 주파수를 혼합하여, 상기 대상체의 시간에 따른 속도를 나타내는 가청음을 출력하도록 상기 오디오 출력부를 제어하는, 초음파 진단 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 사용자 입력부는,
    상기 스펙트럴 도플러 이미지에 나타난 상기 대상체의 속도의 범위를 복수개의 속도 구간으로 분할하고, 상기 복수개의 속도 구간 중 적어도 하나를 선택함으로써 상기 대상체의 속도의 범위 중 일부 구간을 선택하는 사용자 입력을 수신하는, 초음파 진단 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 스펙트럴 도플러 이미지에 나타난 상기 대상체의 속도의 범위를 복수개의 속도 구간으로 분할하는 사용자 입력을 수신함에 따라, 상기 대상체의 속도의 분포를 나타내는 이미지를 디스플레이하도록 상기 디스플레이부를 제어하는, 초음파 진단 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 선택된 일부 구간의 속도에 대응하는 가청음의 출력 크기를 조절하는 사용자 입력을 수신함에 따라, 상기 대상체의 속도의 분포를 나타내는 이미지 내의 상기 선택된 일부 구간의 속도의 크기가 조절되어 표현되도록 상기 디스플레이부를 제어하는, 초음파 진단 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 사용자 입력부는,
    상기 초음파 진단 장치에 구비된 컨트롤 패널 내의 TGC 버튼을 조작하는 사용자 입력을 수신함으로써, 상기 선택된 일부 구간의 속도에 대응하는 가청음의 출력 크기를 조절하는 사용자 입력을 수신하는, 초음파 진단 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 대상체의 속도의 범위 중 일부 구간을 선택하는 사용자 입력이 수신됨에 따라, 상기 대상체의 시간에 따른 속도를 나타내는 가청음 중 상기 선택된 일부 구간에 대응하는 가청음 만을 출력하도록 상기 오디오 출력부를 제어하는, 초음파 진단 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 대상체의 속도의 범위 중 일부 구간을 선택하는 사용자 입력이 수신됨에 따라, 상기 대상체의 B 모드 이미지 상에 대상체의 속도 중 상기 선택된 일부 구간의 속도만을 컬러로써 나타내는 컬러 도플러 이미지를 디스플레이하도록 상기 디스플레이부를 제어하는, 초음파 진단 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 사용자 입력부는,
    상기 스펙트럴 도플러 이미지 내의 시간의 범위 중 일부 시간 구간을 선택하고, 상기 일부 시간 구간 동안 검출된 속도의 범위 중 일부 속도 구간에 대응하는 가청음의 출력 크기를 조절하는 사용자 입력을 수신하는, 초음파 진단 장치.
  11. 대상체로 초음파 신호를 송신하고, 상기 대상체로부터 수신된 초음파 에코 신호를 수신하는 단계;
    상기 초음파 에코 신호에 기초하여, 상기 대상체의 속도를 결정하는 단계;
    상기 대상체의 시간에 따른 속도를 나타내는 스펙트럴 도플러 이미지를 디스플레이하는 단계;
    상기 스펙트럴 도플러 이미지에 나타난 상기 대상체의 속도의 범위 중 일부 구간을 선택하고, 상기 선택된 일부 구간의 속도에 대응하는 가청음의 출력 크기를 조절하는 사용자 입력을 수신하는 단계; 및
    상기 조절된 가청음의 출력 크기에 기초하여, 상기 대상체의 시간에 따른 속도를 나타내는 가청음을 출력하는 단계를 포함하는, 대상체의 속도 출력 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 조절된 가청음의 출력 크기에 기초하여, 상기 대상체의 시간에 따른 속도를 나타내는 가청음을 출력하는 단계는,
    상기 사용자 입력에 기초하여, 상기 대상체의 속도 범위 중 상기 일부 구간에 대응하는 도플러 편향 주파수의 파워 정보에 기초하여, 상기 일부 구간의 속도에 대응하는 가청음의 출력 크기를 조절하는 단계를 포함하는, 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 조절된 가청음의 출력 크기에 기초하여, 상기 대상체의 시간에 따른 속도를 나타내는 가청음을 출력하는 단계는,
    상기 도플러 편향 주파수의 파워 정보에 기초하여, 상기 대상체의 속도 범위 중 상기 일부 구간에 대응하는 도플러 편향 주파수의 파워를 조절하고, 상기 파워가 조절된 도플러 편향 주파수 및 상기 대상체의 속도 범위 중 상기 일부 구간을 제외한 나머지 구간에 대응하는 도플러 편향 주파수를 혼합하여, 상기 대상체의 시간에 따른 속도를 나타내는 가청음을 출력하는 단계를 포함하는, 방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 스펙트럴 도플러 이미지에 나타난 상기 대상체의 속도의 범위 중 일부 구간을 선택하는 단계는,
    상기 스펙트럴 도플러 이미지에 나타난 상기 대상체의 속도의 범위를 복수개의 속도 구간으로 분할하고, 상기 복수개의 속도 구간 중 적어도 하나를 선택함으로써 상기 대상체의 속도의 범위 중 일부 구간을 선택하는 사용자 입력을 수신하는 단계를 포함하는, 방법.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 선택된 일부 구간의 속도에 대응하는 가청음의 출력 크기를 조절하는 사용자 입력을 수신하는 단계는,
    상기 스펙트럴 도플러 이미지에 나타난 상기 대상체의 속도의 범위를 복수개의 속도 구간으로 분할하는 사용자 입력을 수신함에 따라, 상기 대상체의 속도의 분포를 나타내는 이미지를 디스플레이하는 단계를 포함하는, 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 선택된 일부 구간의 속도에 대응하는 가청음의 출력 크기를 조절하는 사용자 입력을 수신하는 단계는,
    상기 선택된 일부 구간의 속도에 대응하는 가청음의 출력 크기를 조절하는 사용자 입력을 수신함에 따라, 상기 대상체의 속도의 분포를 나타내는 이미지 내의 상기 선택된 일부 구간의 속도의 크기를 변경하는 단계를 포함하는, 방법.
  17. 제 11 항에 있어서,
    상기 선택된 일부 구간의 속도에 대응하는 가청음의 출력 크기를 조절하는 사용자 입력을 수신하는 단계는,
    컨트롤 패널 내의 TGC 버튼을 조작하는 사용자 입력을 수신하는 단계를 포함하는, 방법.
  18. 제 11 항에 있어서,
    상기 대상체의 속도 출력 방법은,
    상기 대상체의 속도의 범위 중 일부 구간을 선택하는 사용자 입력이 수신됨에 따라, 상기 대상체의 시간에 따른 속도를 나타내는 가청음 중 상기 선택된 일부 구간에 대응하는 가청음만을 출력하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  19. 제 11 항에 있어서,
    상기 대상체의 속도 출력 방법은,
    상기 대상체의 속도의 범위 중 일부 구간을 선택하는 사용자 입력이 수신됨에 따라, 상기 대상체의 B 모드 이미지 상에 대상체의 속도 중 상기 선택된 일부 구간의 속도만을 컬러로써 나타내는 컬러 도플러 이미지를 디스플레이하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  20. 제 11 항에 있어서,
    상기 대상체의 속도 출력 방법은,
    상기 스펙트럴 도플러 이미지 내의 시간의 범위 중 일부 시간 구간을 선택하고, 상기 일부 시간 구간 동안 검출된 속도의 범위 중 일부 속도 구간에 대응하는 가청음의 출력 크기를 조절하는 사용자 입력을 수신하는 단계를 더 포함하는, 방법.
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