KR20200108158A - Uroflowmetry by using ultrasound - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 요속 측정 장치에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 초음파를 이용하여 배뇨에 의해 시간 추이에 따라 변화되는 방광의 단면적들 또는 체적들을 측정하고, 측정된 방광의 단면적들을 이용하여 요속 및 요유량을 측정할 수 있도록 구성된 초음파를 이용한 요속 측정 장치 및 요속 측정 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a urine velocity measuring apparatus, and more specifically, measuring the cross-sectional areas or volumes of the bladder that change according to the time course by urination using ultrasound, and measuring the urine velocity and urine flow using the measured cross-sectional areas of the bladder. It relates to a urine velocity measuring apparatus and a urine velocity measuring method using ultrasonic waves configured to be measured.
요속 측정 장치(Uroflowmetry)는 배뇨와 관련된 상태, 예컨대 1회 배뇨량, 배뇨시 요속, 1회 배뇨 시간, 배뇨시 최대 요속, 배뇨 지연 시간 등의 상태를 측정하는 장치이다. 이러한 요속 측정 장치는 환자에 대한 배뇨와 관련된 장애들을 검사하고 진단하기 위하여 반드시 사용되는 장비이다. Uroflowmetry is a device that measures conditions related to urination, for example, the amount of urination once, urinary rate during urination, time of urination once, maximum urinary rate during urination, and delay time of urination. Such a urine rate measurement device is a device that is necessarily used to examine and diagnose disorders related to urination for a patient.
종래의 일반적인 요속 측정 장치는 환자가 배뇨시 단위 시간별 배뇨량의 무게를 측정하고 이를 토대로 하여 배뇨 상태를 측정한다. 도 1은 종래의 기술에 따른 배뇨 측정 시스템을 도시한 모식도이다. 도 1을 참조하면, 종래의 일반적인 요속 측정 장치는 변기와 유사한 형태의 의자와 의자의 하부에 놓인 배뇨량 측정을 위한 소변 수집기 및 저울을 구비한다. 상기 요속 측정 장치는, 소변 수집기에 수집된 소변이 상기 저울을 통해 측정되고, 측정된 배뇨량 정보가 실시간으로 컴퓨터로 전송되고, 전송된 시간대별 배뇨량 정보를 이용하여 환자에 대한 배뇨 상태를 검사하게 된다. A conventional general urine rate measuring device measures the weight of the amount of urination per unit time when the patient urinates and measures the urination state based on this. 1 is a schematic diagram showing a urine measurement system according to the prior art. Referring to FIG. 1, a conventional apparatus for measuring urine speed includes a chair similar to a toilet and a urine collector and a scale for measuring the amount of urine placed under the chair. The urine rate measurement device, urine collected in a urine collector is measured through the scale, the measured amount of urination information is transmitted to a computer in real time, and the urinating state of the patient is examined using the transmitted information on the amount of urination for each time period. .
전술한 종래의 요속 측정 장치는 환자가 배뇨함에 따라 하부의 소변 수집기에 수집되어야 하는데, 이러한 수집 과정에서 소변이 장치 밖으로 튀어나가게 되어 유실되거나 소변 수집기에 제대로 수집되지 않는 경우가 발생되어 정확한 배뇨량 측정이 어려운 문제점이 발생하게 된다. 또한, 소변이 소변 수집기 밖으로 튀어나가는 경우에는 주변을 오염시키게 되는 문제점이 발생한다. 또한, 종래의 요속 측정 장치는 배뇨 측정을 위하여 특별히 제작된 배뇨 수집기와 결합된 장치로서, 환자가 일반적인 변기가 아닌 배뇨 수집기에 배뇨하여야 하므로, 환자가 평소와 같이 편안하게 배뇨할 수 없게 되어, 환자의 배뇨 상태를 정확하게 측정하지 못하게 되는 어려움이 발생하기도 한다. The above-described conventional urine rate measurement device has to be collected in the lower urine collector as the patient urinates.In this collection process, urine may be lost due to protruding out of the device or not properly collected in the urine collector, so accurate measurement of the amount of urination is possible. Difficult problems arise. In addition, when urine protrudes out of the urine collector, there is a problem that the surroundings are contaminated. In addition, the conventional urine rate measuring device is a device combined with a urine collector specially manufactured for measuring urination, and since the patient must urinate in a urine collector rather than a general toilet, the patient cannot urinate comfortably as usual. It may be difficult to accurately measure the state of urination.
따라서, 본 발명은 초음파 영상을 이용하여 방광 내 잔뇨량을 측정하는 기술을 이용하여 배뇨 상태를 측정할 수 있는 방안을 제시하고자 한다. Accordingly, the present invention is to propose a method for measuring the urination state by using a technique of measuring the amount of urine remaining in the bladder using an ultrasound image.
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 배뇨시의 방광에 대한 2차원 초음파 영상들을 이용하여 배뇨 상태를 측정할 수 있도록 하는 배뇨 상태 측정 장치를 제공하는 것이다. It is an object of the present invention to solve the above-described problem to provide an apparatus for measuring a urinary state, which enables measuring a state of urination using 2D ultrasound images of a bladder during urination.
본 발명의 다른 목적은 배뇨시의 방광에 대한 3차원 초음파 영상들을 이용하여 배뇨 상태를 측정할 수 있도록 하는 배뇨 상태 측정 장치를 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide an apparatus for measuring a urinary state, which enables measuring the state of urination using 3D ultrasound images of a bladder during urination.
본 발명의 또 다른 목적은 배뇨시의 방광에 대한 2차원 초음파 영상들 및 배뇨 시작/종료 시점의 3차원 초음파 영상들을 이용하여 배뇨 상태를 측정할 수 있도록 하는 배뇨 상태 측정 장치를 제공하는 것이다. Still another object of the present invention is to provide an apparatus for measuring a urination state, which enables the measurement of a urination state using 2D ultrasound images of a bladder during urination and 3D ultrasound images at the start/end of urination.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 제1 특징에 따른 배뇨 상태 측정 장치는, 방광에 대한 2차원 초음파 영상을 획득하는 초음파 프로브; 상기 초음파 프로브를 이용하여 배뇨 시작 시점부터 배뇨 종료 시점까지 사전 설정된 단위 시간 간격마다 방광에 대한 2차원 초음파 영상들을 순차적으로 획득하고, 상기 획득된 복수 개의 2차원 초음파 영상들로부터 방광에 대한 단면적들을 측정하고, 상기 측정된 단면적들의 변화 상태를 이용하여 배뇨 상태 정보를 측정하는 제어부; 및 상기 제어부에 의해 측정된 배뇨 상태 정보를 화면에 출력하는 디스플레이부;를 구비한다. An apparatus for measuring a urination state according to a first aspect of the present invention for achieving the above-described technical problem includes: an ultrasonic probe for obtaining a 2D ultrasound image of a bladder; Using the ultrasound probe, 2D ultrasound images of the bladder are sequentially acquired at each preset unit time interval from the urination start point to the urination end point, and cross-sectional areas of the bladder are measured from the acquired 2D ultrasound images. And, the control unit for measuring the urination state information by using the change state of the measured cross-sectional areas; And a display unit for outputting the urine state information measured by the control unit on a screen.
전술한 제1 특징에 따른 배뇨 상태 측정 장치에 있어서, 상기 배뇨 상태 정보는, 배뇨시 시간대별 요속, 배뇨시 시간대별 배뇨량, 배뇨시 전체 배뇨량, 배뇨시 지연 시간, 배뇨시 총 소요 시간 중 하나 또는 둘 이상을 포함하는 것이 바람직하다. In the urination state measuring apparatus according to the above-described first feature, the urination state information is one of a urine rate for each time slot during urination, an amount of urination for each time slot during urination, a total amount of urination during urination, a delay time during urination, and a total time required for urination It is preferable to include two or more.
전술한 제1 특징에 따른 배뇨 상태 측정 장치에 있어서, 상기 제어부는, 상기 초음파 프로브를 구동시켜, 배뇨 시작 시점부터 배뇨 종료 시점까지 사전 설정된 단위 시간 간격으로 방광을 포함하는 2차원 초음파 영상들을 순차적으로 획득하는 2차원 초음파 영상 획득 모듈; 순차적으로 획득된 상기 복수 개의 2차원 초음파 영상들로부터 방광을 검출하고, 배뇨 시간별 방광의 단면적을 측정하는 방광 단면적 측정 모듈; 상기 방광 단면적 측정 모듈에 의해 측정된 배뇨 시간별 방광의 단면적들을 이용하여 배뇨 시간별 방광의 용적을 계산하는 방광 용적 측정 모듈; 상기 방광 용적 측정 모듈에 의해 계산된 배뇨 시간별 방광의 용적들을 이용하여 배뇨 시간별 요속을 계산하는 요속 측정 모듈; 및 상기 요속 측정 모듈에 의해 계산된 배뇨 시간별 요속들을 이용하여 배뇨 시간별 배뇨량을 측정하는 배뇨량 측정 모듈;을 구비하는 것이 바람직하다. In the apparatus for measuring a urination state according to the above-described first aspect, the controller drives the ultrasound probe to sequentially perform two-dimensional ultrasound images including the bladder at predetermined unit time intervals from the start of urination to the end of urination. An acquired 2D ultrasound image acquisition module; A bladder cross-sectional area measurement module configured to detect a bladder from the plurality of sequentially acquired 2D ultrasound images and measure a cross-sectional area of the bladder for each urination time; A bladder volume measurement module for calculating the volume of the bladder for each urination time by using the cross-sectional areas of the bladder for each urination time measured by the bladder cross-sectional area measurement module; A urine rate measurement module for calculating a urine rate for each urination time by using the volumes of the bladder for each urination time calculated by the bladder volume measurement module; And it is preferable to include a; urinary volume measurement module for measuring the amount of urination for each urination time using the urine speeds calculated by the urine rate measurement module.
본 발명의 제2 특징에 따른 배뇨 상태 측정 장치는, 방광에 대한 3차원 초음파 영상을 획득하는 초음파 프로브; 상기 초음파 프로브를 이용하여 배뇨 시작 시점부터 배뇨 종료 시점까지 사전 설정된 단위 시간 간격마다 방광에 대한 3차원 초음파 영상들을 순차적으로 획득하고, 상기 획득된 복수 개의 3차원 초음파 영상들로부터 방광 내 잔뇨량들을 순차적으로 측정하고, 상기 측정된 복수 개의 방광 내 잔뇨량들의 변화 상태를 이용하여 배뇨 상태 정보를 측정하는 제어부; 및 상기 제어부에 의해 측정된 배뇨 상태 정보를 화면에 출력하는 디스플레이부;를 구비한다. An apparatus for measuring a urination state according to a second aspect of the present invention includes: an ultrasound probe for obtaining a 3D ultrasound image of a bladder; Using the ultrasound probe, 3D ultrasound images of the bladder are sequentially acquired at each preset unit time interval from the urination start point to the urination end point, and the amount of residual urine in the bladder is sequentially obtained from the obtained 3D ultrasound images. A control unit that measures and measures urination state information using the measured state of changes in the amount of residual urine in the plurality of bladder; And a display unit for outputting the urine state information measured by the control unit on a screen.
전술한 제2 특징에 따른 배뇨 상태 측정 장치에 있어서, 상기 배뇨 상태 정보는, 배뇨시 시간대별 요속, 배뇨시 시간대별 배뇨량, 배뇨시 전체 배뇨량, 배뇨시 지연 시간, 배뇨시 총 소요 시간 중 하나 또는 둘 이상을 포함하는 것이 바람직하다. In the urination state measuring apparatus according to the second feature described above, the urination state information may be one of a urine rate for each time slot during urination, an amount of urination for each time slot during urination, a total amount of urination during urination, a delay time during urination, and a total time required for urination It is preferable to include two or more.
전술한 제2 특징에 따른 배뇨 상태 측정 장치에 있어서, 상기 제어부는, 상기 초음파 프로브를 구동시켜, 배뇨 시작 시점부터 배뇨 종료 시점까지 사전 설정된 단위 시간 간격마다 방광을 포함하는 3차원 초음파 영상들을 순차적으로 획득하는 3차원 초음파 영상 획득 모듈; 순차적으로 획득된 상기 복수 개의 3차원 초음파 영상들로부터 방광들을 검출하고, 상기 검출된 방광들로부터 방광 내 잔뇨량들을 순차적으로 측정하는 잔뇨량 측정 모듈; 상기 잔뇨량 측정 모듈에 의해 계산된 배뇨 시간별 방광 내 잔뇨량 정보들을 이용하여 배뇨 시간별 요속을 계산하는 요속 측정 모듈; 및 상기 요속 측정 모듈에 의해 계산된 배뇨 시간별 요속들을 이용하여 배뇨 시간별 배뇨량을 계산하는 배뇨량 측정 모듈;을 구비하는 것이 바람직하다. In the apparatus for measuring a urination state according to the second aspect described above, the control unit drives the ultrasound probe to sequentially sequentially perform 3D ultrasound images including a bladder at predetermined unit time intervals from a urination start point to an urination end point. An acquired 3D ultrasound image acquisition module; A residual urine amount measurement module for detecting bladder from the plurality of sequentially acquired 3D ultrasound images, and sequentially measuring residual urine amounts in the bladder from the detected bladder; A urine rate measurement module that calculates a urine rate for each urination time by using information on the amount of urine remaining in the bladder for each urination time calculated by the residual urine amount measurement module; And a urine amount measuring module for calculating an amount of urination for each urination time by using the urine speeds for each urination time calculated by the urine speed measuring module.
본 발명의 제3 특징에 따른 초음파를 이용한 배뇨 상태 측정 장치는, 방광에 대한 2차원 초음파 영상 및 3차원 초음파 영상을 획득하는 초음파 프로브; 상기 초음파 프로브를 이용하여 배뇨 시작 시점의 방광에 대한 3차원 초음파 영상, 배뇨 종료 시점의 방광에 대한 3차원 초음파 영상, 및 배뇨 시작 시점부터 배뇨 종료 시점까지 사전 설정된 단위 시간마다 방광에 대한 2차원 초음파 영상들을 획득하고, 상기 획득된 복수 개의 2차원 초음파 영상들로부터 방광에 대한 단면적들을 측정하고, 상기 측정된 단면적들의 변화 상태들을 이용하여 배뇨 상태 정보를 측정하는 제어부; 및 상기 제어부에 의해 측정된 배뇨 상태 정보를 화면에 출력하는 디스플레이부;를 구비하고, 상기 제어부는 상기 방광에 대한 3차원 초음파 영상들을 이용하여 배뇨 시작/종료 시점의 방광 내 잔뇨량들을 측정하고, 상기 측정된 방광 내 잔뇨량 정보를 이용하여 상기 배뇨 상태 정보를 보정하는 것이 바람직하다. An apparatus for measuring a urination state using ultrasound according to a third aspect of the present invention includes: an ultrasound probe for acquiring a 2D ultrasound image and a 3D ultrasound image of a bladder; Using the ultrasonic probe, a 3D ultrasound image of the bladder at the start of urination, a 3D ultrasound image of the bladder at the end of urination, and a two-dimensional ultrasound of the bladder every preset unit time from the start of urination to the end of urination. A control unit for acquiring images, measuring cross-sectional areas of the bladder from the obtained plurality of 2D ultrasound images, and measuring urination state information using change states of the measured cross-sectional areas; And a display unit for outputting information on the urination state measured by the control unit on a screen, wherein the control unit measures amounts of residual urine in the bladder at the start/end time of urination using 3D ultrasound images of the bladder, and the It is preferable to correct the urinary state information by using the measured residual urine amount information in the bladder.
전술한 제3 특징에 따른 배뇨 상태 측정 장치에 있어서, 상기 배뇨 상태 정보는, 배뇨시 시간대별 요속, 배뇨시 시간대별 배뇨량, 배뇨시 전체 배뇨량, 배뇨시 지연 시간, 배뇨시 소요 시간 중 하나 또는 둘 이상을 포함하는 것이 바람직하다. In the urination state measurement device according to the third feature described above, the urination state information is one or two of urinary rate by time slot during urination, urination volume by time slot during urination, total urination volume during urination, delay time during urination, and required time during urination. It is preferable to include the above.
전술한 제3 특징에 따른 배뇨 상태 측정 장치에 있어서, 상기 제어부는, 상기 초음파 프로브를 구동시켜, 배뇨 시작 시점부터 배뇨 종료 시점까지 사전 설정된 단위 시간 간격으로 방광을 포함하는 2차원 초음파 영상들을 순차적으로 획득하는 2차원 초음파 영상 획득 모듈; 순차적으로 획득된 복수 개의 2차원 초음파 영상들을 이용하여 배뇨 시간별 방광의 단면적을 측정하는 방광 단면적 측정 모듈; 상기 초음파 프로브를 구동시켜, 배뇨 시작 시점과 배뇨 종료 시점에 방광을 포함하는 3차원 초음파 영상들을 획득하는 3차원 초음파 영상 획득 모듈; 상기 3차원 초음파 영상들을 이용하여 방광의 용적을 측정하여 배뇨 시작 시점과 배뇨 종료 시점의 방광 내 잔뇨량들을 측정하는 잔뇨량 측정 모듈; 상기 방광 단면적 측정 모듈에 의해 측정된 배뇨 시간별 방광의 단면적들을 이용하여 배뇨 시간별 방광의 용적을 측정하는 방광 용적 측정 모듈; 상기 방광 용적 측정 모듈에 의해 측정된 배뇨 시간별 방광의 용적들을 이용하여 배뇨 시간별 요속을 계산하는 요속 측정 모듈; 상기 요속 측정 모듈에 의해 계산된 배뇨 시간별 요속들을 이용하여 배뇨 시간별 배뇨량을 계산하는 배뇨량 측정 모듈; 및 상기 잔뇨량 측정 모듈에 의해 계산된 배뇨 시작 시점의 방광 내 잔뇨량 정보와 배뇨 종료 시점의 방광 내 잔뇨량 정보를 이용하여 배뇨 상태 정보를 보정하는 보정 모듈;을 구비하는 것이 바람직하다. In the apparatus for measuring a urination state according to the third aspect described above, the control unit drives the ultrasound probe to sequentially perform 2D ultrasound images including the bladder at predetermined unit time intervals from a urination start point to an urination end point. An acquired 2D ultrasound image acquisition module; A bladder cross-sectional area measurement module configured to measure a cross-sectional area of the bladder according to urination time by using a plurality of sequentially acquired 2D ultrasound images; A 3D ultrasound image acquisition module for driving the ultrasound probe to obtain 3D ultrasound images including a bladder at a urination start point and a urination end point; A residual urine volume measurement module configured to measure the volume of the bladder by using the 3D ultrasound images to measure the amount of urine remaining in the bladder at the start of urination and the end of urination; A bladder volume measurement module configured to measure the volume of the bladder by urination time by using the cross-sectional areas of the bladder by urination time measured by the bladder cross-sectional area measurement module; A urine rate measurement module for calculating a urine rate for each urination time by using the volumes of the bladder for each urination time measured by the bladder volume measurement module; An urination amount measurement module for calculating an urination amount for each urination time by using the urine speeds for each urination time calculated by the urinary speed measurement module; And a correction module for correcting the urinary state information by using the information on the amount of residual urine in the bladder at the time of the start of urination and the information on the amount of residual urine in the bladder at the time of the end of urination calculated by the residual urine amount measurement module.
본 발명에 따른 배뇨 상태 측정 장치는 초음파 영상을 이용하여 배뇨 상태 정보를 측정함으로써, 종래의 소변 수집기 등의 장비가 필요없을 뿐만 아니라 청결하면서도 정확하게 배뇨 상태 정보를 측정할 수 있게 된다. The apparatus for measuring urination status according to the present invention measures urination status information using an ultrasound image, so that equipment such as a conventional urine collector is not required, and it is possible to measure the urination status information cleanly and accurately.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 배뇨 상태 측정 장치는 2차원 초음파 영상들로부터 배뇨 시간별 방광의 단면적들을 순차적으로 측정하고, 이를 이용하여 배뇨 상태 정보를 측정함으로써, 신속하게 배뇨 상태 정보들을 획득할 수 있게 된다. In addition, the apparatus for measuring urination status according to the first embodiment of the present invention sequentially measures the cross-sectional areas of the bladder for each urination time from 2D ultrasound images, and measures urination status information using the two-dimensional ultrasound images, thereby quickly obtaining information on the urination status. You can do it.
또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 배뇨 상태 측정 장치는 3차원 초음파 영상들로부터 배뇨 시간별 방광 내 잔뇨량들을 순차적으로 측정하고, 이를 이용하여 배뇨 상태 정보를 측정함으로써, 매우 정확하게 배뇨 상태 정보들을 획득할 수 있게 된다. In addition, the apparatus for measuring urination status according to the second embodiment of the present invention sequentially measures the amount of urine remaining in the bladder according to urination time from 3D ultrasound images, and by using this to measure the urination status information, very accurately obtains urination status information. You can do it.
또한, 본 발명의 제3 실시예에 따른 배뇨 상태 측정 장치는 2차원 초음파 영상들로부터 배뇨 시간별 방광의 단면적들을 순차적으로 측정함과 동시에, 배뇨 시작 및 종료 시점의 3차원 초음파 영상들로부터 배뇨 시작 및 종료 시점의 방광 내 잔뇨량들을 측정하고, 배뇨 시간별 방광의 단면적들을 이용하여 배뇨 상태 정보를 측정하고, 배뇨 시작 및 종료 시점의 방광 내 잔뇨량들을 이용하여 상기 배뇨 상태 정보들을 보정함으로써, 신속하면서도 측정 오차를 줄여 정확하게 배뇨 상태 정보들을 획득할 수 있게 된다. In addition, the apparatus for measuring the urination state according to the third embodiment of the present invention sequentially measures the cross-sectional areas of the bladder according to urination time from 2D ultrasound images, and at the same time, urination starts and starts from the 3D ultrasound images at the time when urination starts and ends. By measuring the amount of urine remaining in the bladder at the end, measuring the urinary state information by using the cross-sectional areas of the bladder by urination time, and correcting the information on the urinary state using the amount of remaining urine in the bladder at the beginning and end of urination, the measurement error is quickly and Reduced, it is possible to accurately obtain information on the state of urination.
도 1은 종래의 기술에 따른 배뇨 측정 시스템을 도시한 모식도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 초음파를 이용한 배뇨 상태 측정 장치(1)의 구성을 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배뇨 상태 측정 장치에 있어서, 방광 단면적 측정 모듈에 의해 배뇨 기간 동안 단위 시간 간격 마다 획득된 방광의 단면적들을 도시한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배뇨 상태 측정 장치에 있어서, 방광 단면적 필터링 모듈에 의해 필터링된 방광의 단면적들을 도시한 그래프이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배뇨 상태 측정 장치에 있어서, 방광 용적 측정 모듈에 의해 배뇨 기간동안 순차적으로 획득된 방광의 용적들을 도시한 그래프이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배뇨 상태 측정 장치에 있어서, 요속 측정 모듈에 의해 배뇨 기간동안 순차적으로 측정된 요속들을 도시한 그래프이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배뇨 상태 측정 장치에 있어서, 배뇨량 측정 모듈에 의해 배뇨 기간동안 순차적으로 측정된 배뇨량들을 도시한 그래프이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 초음파를 이용한 배뇨 상태 측정 장치를 도시한 블록도이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 초음파를 이용한 배뇨 상태 측정 장치(3)의 구성을 도시한 블록도이다.
도 10은 본 발명에 제3 실시예에 따른 배뇨 상태 측정 장치에 있어서, 방광 용적 측정 모듈에 의해 2D 단면적으로부터 획득한 방광의 용적들과 잔뇨량 측정 모듈에 의해 측정된 배뇨 전후의 잔뇨량들을 도시한 그래프이다.
도 11은 본 발명에 제3 실시예에 따른 배뇨 상태 측정 장치에 있어서, 방광 용적 보정 모듈에 의해 보정된 배뇨 시간대별 방광의 용적들을 도시한 그래프이다.1 is a schematic diagram showing a urine measurement system according to the prior art.
2 is a block diagram showing the configuration of an
3 is a graph showing the cross-sectional areas of the bladder obtained at each unit time interval during the urination period by the bladder cross-sectional area measuring module in the apparatus for measuring urination according to a preferred embodiment of the present invention.
4 is a graph showing cross-sectional areas of a bladder filtered by a bladder cross-sectional area filtering module in the apparatus for measuring urination according to a preferred embodiment of the present invention.
5 is a graph showing the volumes of the bladder sequentially obtained during the urination period by the bladder volume measurement module in the apparatus for measuring the urination state according to a preferred embodiment of the present invention.
6 is a graph showing urine speeds sequentially measured during a urination period by a urine speed measurement module in the apparatus for measuring a urine state according to a preferred embodiment of the present invention.
7 is a graph showing the amounts of urination sequentially measured during the period of urination by the urine amount measurement module in the apparatus for measuring a urination state according to a preferred embodiment of the present invention.
8 is a block diagram showing an apparatus for measuring a urination state using ultrasonic waves according to a second embodiment of the present invention.
9 is a block diagram showing the configuration of an
10 is a graph showing the volumes of the bladder obtained from the 2D cross-sectional area by the bladder volume measurement module and the amounts of residual urine before and after urination measured by the residual urine quantity measurement module in the apparatus for measuring the urination state according to the third embodiment of the present invention to be.
11 is a graph showing bladder volumes for each urination time period corrected by a bladder volume correction module in the apparatus for measuring a urination state according to a third embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초음파를 이용한 배뇨 상태 측정 장치들의 구성 및 동작에 대하여 구체적으로 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail with respect to the configuration and operation of the urination state measuring apparatus using ultrasound according to a preferred embodiment of the present invention.
< 제1 실시예 ><First embodiment>
본 발명의 제1 실시예에 따른 배뇨 상태 측정 장치(1)는 환자의 배뇨시에 방광에 대한 2차원 초음파 영상들을 순차적으로 획득하고, 순차적으로 획득된 복수 개의 2차원 초음파 영상들을 이용하여 배뇨의 시간 추이에 따른 방광의 용적 변화를 측정하고, 이러한 방광의 용적 변화를 통해 배뇨 상태 정보를 측정하는 것을 특징으로 한다. The
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 초음파를 이용한 배뇨 상태 측정 장치(1)의 구성을 도시한 블록도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 배뇨 상태 측정 장치는 초음파 프로브(10), 제어부(12), 디스플레이부(14) 및 시작/종료 버튼(16)을 구비한다. 2 is a block diagram showing the configuration of an
상기 초음파 프로브(10)는 방광에 대한 2차원 초음파 영상을 획득하여 상기 제어부(12)로 제공한다. 한편, 상기 초음파 프로브는 초음파 신호를 송수신하는 트랜스듀서 모듈 및 상기 트랜스듀서 모듈을 구동하는 모터 등으로 구성될 수 있으며, 상기 트랜스듀서 모듈은 단일의 트랜스듀서로 구성되거나 복수 개의 트랜스듀서가 어레이(array) 형태로 나열되어 구성될 수 있다. 트랜스듀서 모듈이 단일의 트랜스듀서로 구성된 경우 모터가 트랜스듀서를 사전 설정된 각도 범위를 회동시키면서 1차원 초음파 데이터들을 순차적으로 획득하게 되고, 이렇게 획득된 복수개의 1차원 초음파 데이터들을 상기 제어부로 제공하여 2차원 초음파 영상을 생성하게 된다. 한편, 트랜스듀서 모듈이 어레이 형태로 나열된 복수개의 트랜스듀서들로 구성된 경우, 한번에 모든 트랜스듀서들이 초음파 신호를 송수신하여 복수 개의 1차원 초음파 데이터들을 획득하게 되고, 이렇게 각 트랜스듀서들로부터 수신된 1차원 초음파 데이터들을 상기 제어부로 제공하여 2차원 초음파 영상을 생성할 수도 있다. 전술한 초음파 프로브에 대한 기술은 이미 널리 알려진 기술로서, 본 명세서에는 이에 대한 구체적인 설명을 생략한다. The
상기 디스플레이부(14)는 상기 제어부로부터 제공된 배뇨 상태 정보들을 화면에 출력시키게 된다. The
상기 시작/종료 버튼(16)은 환자 또는 의료진에 의해 배뇨의 시작 시점과 종료 시점에 각각 눌려지게 되고, 이러한 버튼의 입력 신호에 따라 배뇨 상태 측정을 시작하거나 해당 측정을 종료하게 된다. 상기 시작/종료 버튼은 단일의 버튼 또는 스위치로 구성되거나 서로 분리되어 구성될 수도 있다. The start/
상기 제어부(12)는, 상기 초음파 프로브를 이용하여 배뇨 시작 시점부터 배뇨 종료 시점까지 사전 설정된 단위 시간 간격마다 방광에 대한 2차원 초음파 영상들을 순차적으로 획득하고, 상기 획득된 복수 개의 2차원 초음파 영상들로부터 방광에 대한 단면적들을 측정하고, 상기 측정된 단면적들의 변화 상태를 이용하여 배뇨 상태 정보를 측정한다. 상기 배뇨 상태 정보는, 배뇨시 시간대별 요속, 배뇨시 시간대별 배뇨량, 배뇨시 전체 배뇨량, 배뇨시 지연 시간, 배뇨시 총 소요 시간 중 하나 또는 둘 이상을 포함하는 것이 바람직하다.The
전술한 상기 제어부는, 2차원 초음파 영상 획득 모듈(100), 방광 단면적 측정 모듈(110), 방광 용적 측정 모듈(120), 요속 측정 모듈(130) 및 배뇨량 측정 모듈(140)을 구비한다.The above-described control unit includes a 2D ultrasound
상기 2차원 초음파 영상 획득 모듈(100)은, 상기 초음파 프로브를 구동시켜, 배뇨 시작 시점부터 배뇨 종료 시점까지 사전 설정된 단위 시간 간격마다 방광을 포함하는 2차원 초음파 영상들을 순차적으로 획득한다. 상기 2차원 초음파 영상 획득 모듈은 상기 시작/종료 버튼의 입력에 따라 배뇨 시작 시점과 배뇨 종료 시점을 설정하게 된다.The 2D ultrasound
상기 방광 단면적 측정 모듈(110)은, 상기 2차원 초음파 영상 획득 모듈에 의해 순차적으로 획득된 상기 복수 개의 2차원 초음파 영상들로부터 방광을 검출하고, 상기 검출된 방광들로부터 배뇨 시간별 방광의 단면적들(S(t1), S(t2), S(t3), … , S(tn))을 측정한다. 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배뇨 상태 측정 장치에 있어서, 방광 단면적 측정 모듈에 의해 배뇨 기간 동안 단위 시간 간격 마다 획득된 방광의 단면적들을 도시한 그래프이다. 도 3을 참조하면, 배뇨 시간의 추이에 따른 방광 단면적의 변화를 알 수 있다. The bladder cross-sectional
한편, 상기 제어부는 방광 단면적 필터링 모듈(115)를 더 구비하여, 상기 방광 단면적 측정 모듈에 의해 측정된 방광의 단면적들을 필터링하는 것이 바람직하다. 배뇨 시간이 경과함에 따라 실제로 방광의 단면적 및 용적은 감소되어야 함에도 불구하고, 초음파 영상의 획득 위치의 미세한 변화 또는 측정의 오류 등으로 인하여, 도 3의 그래프에서 볼 수 있듯이, 방광의 단면적이 일시적으로 증가되는 구간들이 발생된다. 따라서, 상기 제어부는 방광 단면적 필터링 모듈을 통해, 배뇨 시간이 경과함에 따라 방광의 단면적이 감소되도록 하기 위하여 방광의 단면적이 일시적으로 증가되는 구간들을 필터링하여 제거하는 것이 바람직하다. 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배뇨 상태 측정 장치에 있어서, 방광 단면적 필터링 모듈에 의해 필터링된 방광의 단면적들을 도시한 그래프이다. 도 4를 참조하면, 배뇨 시간의 추이에 따른 방광 단면적들이 지속적으로 감소되도록 필터링된 것을 확인할 수 있다. Meanwhile, it is preferable that the control unit further includes a bladder cross-sectional
상기 방광 용적 측정 모듈(120)은, 상기 방광 단면적 측정 모듈에 의해 측정된 배뇨 시간별 방광의 단면적들(S(t1), S(t2), S(t3), … , S(tn))을 이용하여 배뇨 시간별 방광의 용적들(V(t1), V(t2), V(t3), … , V(tn))을 계산한다. 방광은 구(求)라고 가정하고, 방광의 단면적들(S(t1), S(t2), S(t3), … , S(tn))로부터 반지름들((R(t1), R(t2), R(t3), … , R(tn)))을 구하고, 상기 반지름들(R(t1), R(t2), R(t3), … , R(tn))을 이용하여 구(求)의 용적들(V(t1), V(t2), V(t3), … , V(tn))을 수학적으로 계산함으로써, 방광의 단면적들로부터 방광의 용적들을 추정하게 된다. The bladder
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배뇨 상태 측정 장치에 있어서, 방광 용적 측정 모듈에 의해 배뇨 기간동안 순차적으로 획득된 방광의 용적들을 도시한 그래프이다. 도 5를 참조하면, 배뇨 시간의 추이에 따른 방광의 용적들의 변화를 알 수 있다. 배뇨 시간의 추이에 따른 방광의 용적들의 감소량은 배뇨 시간의 추이에 따른 배뇨량과 정비례하게 된다. 5 is a graph showing the volumes of the bladder sequentially obtained during the urination period by the bladder volume measurement module in the apparatus for measuring the urination state according to a preferred embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5, changes in bladder volumes according to the transition of urination time can be seen. The amount of reduction in bladder volumes according to the change of urination time is directly proportional to the amount of urination according to the change of urination time.
상기 요속 측정 모듈(130)은 상기 방광 용적 측정 모듈에 의해 계산된 배뇨 시간별 방광의 용적들을 이용하여 배뇨 시간별 요속을 계산한다. 상기 배뇨 시간별 요속은 배뇨 시간별 방광의 용적들에 대하여 미분하여 기울기값을 구함으로써, 측정할 수 있게 된다. 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배뇨 상태 측정 장치에 있어서, 요속 측정 모듈에 의해 배뇨 기간동안 순차적으로 측정된 요속들을 도시한 그래프이다. 도 6을 참조하면, 배뇨 시간의 추이에 따른 요속의 변화를 알 수 있다. 상기 요속 측정 모듈은 상기 측정된 배뇨 시간별 요속들을 통해 최대 요속(Maximum Flow Rate), 최대 요속 도달 시간(Time to Maximum Flow Rate), 평균 요속(Average Flow Rate)등의 배뇨 상태 정보를 추출하여 제공할 수 있다. The urine
상기 배뇨량 측정 모듈(140)은 상기 요속 측정 모듈에 의해 측정된 배뇨 시간별 요속들을 이용하여 배뇨 시간별 배뇨량을 계산한다. 상기 배뇨 시간별 배뇨량은 배뇨 시간별 요속들을 적분하여 구할 수 있다. 도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배뇨 상태 측정 장치에 있어서, 배뇨량 측정 모듈에 의해 배뇨 기간동안 순차적으로 측정된 배뇨량들을 도시한 그래프이다. 도 7을 참조하면, 배뇨 시간의 추이에 따른 배뇨량의 증가 변화를 알 수 있다. 상기 배뇨량 측정 모듈은 상기 측정된 배뇨 시간별 배뇨량들을 이용하여, 총 배뇨량(Voided Volume), 총 배뇨시간(Voiding Time), 배뇨 시간(Flow Time), 배뇨 지연 시간(Delay Time) 등의 배뇨 상태 정보를 추출하여 제공할 수 있다. The amount of
전술한 바와 같은 본 발명의 제1 실시예에 따른 배뇨 상태 측정 장치는 배뇨 시간별로 2차원 초음파 영상들을 획득하고 이로부터 방광의 용적을 추정하여 요속 및 배뇨량을 측정하게 된다. 본 발명의 제1 실시예에 따른 배뇨 상태 측정 장치는 2차원 초음파 영상들을 이용하여 요속 및 배뇨량을 측정하게 되므로, 후술되는 제2 실시예에 따른 배뇨 상태 측정 장치에 비하여 복잡한 계산량이 감소되어 신속하게 실행될 수 있으나, 제2 실시예에 따른 장치보다 정확성은 감소될 수 있다. As described above, the apparatus for measuring a urination state according to the first embodiment of the present invention obtains 2D ultrasound images for each urination time and estimates the volume of the bladder from the two-dimensional ultrasound images to measure the urine velocity and the amount of urination. Since the urination state measuring apparatus according to the first embodiment of the present invention measures the urine velocity and the amount of urination using 2D ultrasound images, the amount of calculation is reduced compared to the apparatus for measuring urination state according to the second embodiment to be described later. It can be implemented, but the accuracy can be reduced compared to the device according to the second embodiment.
< 제2 실시예 > <Second Example>
본 발명의 제2 실시예에 따른 배뇨 상태 측정 장치는, 배뇨 시간별로 방광에 대한 3차원 초음파 영상들을 순차적으로 획득하고, 순차적으로 획득된 복수 개의 3차원 초음파 영상들로부터 배뇨 시간별 방광 내 잔뇨량들을 계산하고, 이를 이용하여 요속 및 배뇨량을 계산하는 것을 특징으로 한다. The apparatus for measuring a urination state according to the second embodiment of the present invention sequentially acquires 3D ultrasound images of the bladder by urination time, and calculates the amount of residual urine in the bladder by urination time from a plurality of sequentially acquired 3D ultrasound images. And, using this, it characterized in that the urine rate and the amount of urination are calculated.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 초음파를 이용한 배뇨 상태 측정 장치를 도시한 블록도이다. 도 8을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 배뇨 상태 측정 장치는 초음파 프로브(20), 제어부(22), 디스플레이부(24) 및 시작/종료 버튼(26)을 구비한다. 8 is a block diagram showing an apparatus for measuring a urination state using ultrasonic waves according to a second embodiment of the present invention. Referring to FIG. 8, an apparatus for measuring a urination state according to a second embodiment of the present invention includes an
상기 초음파 프로브(20)는 방광에 대한 3차원 초음파 영상을 획득하여 상기 제어부(22)로 제공한다. 한편, 상기 초음파 프로브의 구성은 제1 실시예의 초음파 프로브와 유사하나, 3차원 초음파 영상을 획득하기 위하여 트랜스듀서 모듈을 전체적으로 회전시키기 위한 모터를 추가적으로 더 구비할 수 있다. 3차원 초음파 영상을 획득하는 초음파 프로브에 대한 기술은 이미 널리 알려진 기술로서, 본 명세서에는 이에 대한 구체적인 설명을 생략한다. 상기 디스플레이부(24) 및 상기 시작/종료 버튼(16)은 제1 실시예의 그것들과 동일하므로, 반복되는 설명은 생략한다. The
상기 제어부(22)는, 3차원 초음파 영상 획득 모듈(200), 잔뇨량 측정 모듈(220), 요속 측정 모듈(230) 및 배뇨량 측정 모듈(240)을 구비한다.The
상기 3차원 초음파 영상 획득 모듈(200)은, 상기 초음파 프로브를 구동시켜, 배뇨 시작 시점부터 배뇨 종료 시점까지 사전 설정된 단위 시간 간격마다 방광을 포함하는 3차원 초음파 영상들을 순차적으로 획득한다. 상기 3차원 초음파 영상 획득 모듈은 상기 시작/종료 버튼의 입력에 따라 배뇨 시작 시점과 배뇨 종료 시점을 설정하게 된다.The 3D ultrasound
상기 잔뇨량 측정 모듈(220)은, 상기 배뇨 시간별 방광들에 대한 3차원 초음파 영상들로부터 방광들을 검출하고, 상기 방광들의 용적들(V(t1), V(t2), V(t3), … , V(tn))을 측정하게 된다. 상기 3차원 초음파 영상으로부터 검출된 방광들의 용적은 실제로 방광내 잔뇨량을 나타내므로, 배뇨 시간별 방광의 용적들의 측정을 통해 배뇨 시간별 방광내 잔뇨량들(Q(t1), Q(t2), Q(t3), … , Q(tn))을 측정할 수 있게 된다. The residual urine
상기 요속 측정 모듈(230)은 상기 잔뇨량 측정 모듈에 의해 계산된 배뇨 시간별 방광 내 잔뇨량들을 이용하여 배뇨 시간별 요속을 계산한다. 배뇨 시간별 방광내 잔뇨량을 실제로 배뇨 시간별 배뇨량과 반비례 관계를 갖게 된다. 따라서, 상기 배뇨 시간별 요속은 배뇨 시간별 방광 내 잔뇨량들에 대하여 미분하여 기울기값을 구함으로써, 계산할 수 있게 된다. The urine
상기 배뇨량 측정 모듈(240)은 상기 요속 측정 모듈에 의해 계산된 배뇨 시간별 요속들을 이용하여 배뇨 시간별 배뇨량을 계산한다. The amount of
한편, 상기 요속 측정 모듈 및 배뇨량 측정 모듈이 측정하는 배뇨 상태 정보는 제1 실시예의 그것들과 동일하다. Meanwhile, the urinary state information measured by the urine rate measurement module and the urine amount measurement module is the same as those of the first embodiment.
본 발명의 제2 실시예에 따른 배뇨 상태 측정 장치는 방광에 대한 3차원 초음파 영상들을 획득하여야 되므로, 초음파 프로브의 성능이 우수하여야 되며 제어부도 많은 계산량을 수행할 수 있는 우수한 성능의 CPU 등으로 구성되어야 할 것이다. Since the apparatus for measuring urination status according to the second embodiment of the present invention must acquire 3D ultrasound images of the bladder, the ultrasound probe must have excellent performance, and the control unit is composed of a CPU with excellent performance that can perform a large amount of calculation. Should be.
제2 실시예에 따른 배뇨 상태 측정 장치는 3차원 초음파 영상들로부터 방광 내 잔뇨량들을 직접 측정하게 되므로, 2차원 초음파 영상들로부터 방광의 용적을 간접적으로 측정하는 제1 실시예에 따른 배뇨 상태 측정 장치들에 비하여 측정의 정확성을 향상시킬 수 있게 된다. 하지만, 본 발명의 제2 실시예에 따른 배뇨 상태 측정 장치는 방광에 대한 3차원 초음파 영상들을 획득하기 위하여 정해진 시간내에 많은 복잡한 계산들을 실행하여야 하므로, 초음파 프로브의 성능이 우수하여야 되며 제어부도 많은 계산량을 수행할 수 있는 우수한 성능의 CPU 등으로 구성되어야 하며, 그 결과 제작 비용이 증가된다. Since the apparatus for measuring urination status according to the second embodiment directly measures the amount of urine remaining in the bladder from 3D ultrasound images, the apparatus for measuring urination status according to the first embodiment indirectly measures the volume of the bladder from 2D ultrasound images It is possible to improve the accuracy of the measurement compared to the field. However, since the apparatus for measuring the urination state according to the second embodiment of the present invention has to perform many complex calculations within a predetermined time in order to acquire 3D ultrasound images of the bladder, the ultrasonic probe must have excellent performance and the control unit also has a large amount of computation. It must be configured with a high-performance CPU, etc. that can perform, resulting in an increase in manufacturing cost.
< 제3 실시예 ><Third embodiment>
본 발명의 제3 실시예에 따른 배뇨 상태 측정 장치(3)는 환자의 배뇨시에 방광에 대한 2차원 초음파 영상들을 순차적으로 획득함과 동시에 배뇨 시작 시점과 배뇨 종료 시점에 방광에 대한 3차원 초음파 영상들을 획득하고, 순차적으로 획득된 복수 개의 2차원 초음파 영상들을 이용하여 배뇨의 시간 추이에 따른 방광의 용적 변화, 요속 및 배뇨량을 측정하고, 상기 3차원 초음파 영상들을 이용하여 배뇨 시작 시점의 방광 내 잔뇨량과 배뇨 종료 시점의 방광 내 잔뇨량을 측정하고, 배뇨 시간별 방광의 요속 및 배뇨량은 상기 배뇨 시작 및 종료 시점의 방광 내 잔료량 정보를 이용하여 보정하여, 보다 정확한 배뇨 상태 정보를 측정하는 것을 특징으로 한다. The
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 초음파를 이용한 배뇨 상태 측정 장치(3)의 구성을 도시한 블록도이다. 도 9를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 배뇨 상태 측정 장치(3)는 초음파 프로브(30), 제어부(32), 디스플레이부(34) 및 시작/종료 버튼(36)을 구비한다. 9 is a block diagram showing the configuration of an
상기 초음파 프로브(30)는 방광에 대한 2차원 초음파 영상 및 3차원 초음파 영상을 획득하여 상기 제어부(32)로 제공한다. 한편, 상기 초음파 프로브의 구성은 제1 및 제2 실시예의 초음파 프로브들과 동일하게 구성될 수 있다. 상기 초음파 프로브에 대한 기술은 이미 널리 알려진 기술로서, 본 명세서에는 이에 대한 구체적인 설명을 생략한다. The
상기 디스플레이부(34) 및 상기 시작/종료 버튼(36)은 제1 실시예의 그것들과 동일하므로, 반복되는 설명을 생략한다. Since the
상기 제어부(32)는, 상기 초음파 프로브를 이용하여 배뇨 시작 및 종료 시점의 방광에 대한 3차원 초음파 영상들을 획득함과 동시에, 배뇨 시작 시점부터 배뇨 종료 시점까지 사전 설정된 단위 시간 간격마다 방광에 대한 2차원 초음파 영상들을 순차적으로 획득하고, 상기 획득된 복수 개의 2차원 초음파 영상들로부터 배뇨 시간별 방광에 대한 단면적들을 측정하고, 상기 단면적들을 이용하여 배뇨 시간별 방광에 대한 용적들, 요속들 및 배뇨량을 측정하며, 상기 배뇨 시작 및 종료 시점의 방광에 대한 3차원 초음파 영상들을 이용하여 배뇨 시작 및 종료 시점의 방광 내 잔뇨량들을 측정하며, 상기 배뇨 시간별 방광에 대한 요속들 및 배뇨량들을 상기 배뇨 시작 및 종료 시점의 방광 내 잔뇨량 정보들을 이용하여 보정하고, 보정된 정보들을 이용하여 배뇨 상태 정보를 측정한다. The
상기 배뇨 상태 정보는, 배뇨시 시간대별 요속, 배뇨시 시간대별 배뇨량, 배뇨시 전체 배뇨량, 배뇨시 지연 시간, 배뇨시 총 소요 시간 중 하나 또는 둘 이상을 포함하는 것이 바람직하다.The urination status information preferably includes one or more of one or more of a urine rate for each time slot during urination, an amount of urination for each time slot during urination, a total amount of urination during the urination, a delay time for urination, and a total time required for urination.
전술한 상기 제어부(32)는, 2차원 초음파 영상 획득 모듈(300), 3차원 초음파 영상 획득 모듈(305), 방광 단면적 측정 모듈(310), 방광 용적 측정 모듈(320), 잔뇨량 측정 모듈(325), 방광 용적 보정 모듈(327), 요속 측정 모듈(330) 및 배뇨량 측정 모듈(340)을 구비한다. 상기 제어부는 방광 단면적 필터링 모듈(315)을 더 구비할 수 있다. The above-described
상기 2차원 초음파 영상 획득 모듈(300), 상기 방광 단면적 측정 모듈(310), 상기 방광 단면적 필터링 모듈(315), 방광 용적 측정 모듈(320), 요속 측정 모듈(330), 배뇨량 측정 모듈(340)은 제1 실시예의 그것들과 동일하게 동작되므로, 반복되는 설명은 생략한다. The 2D ultrasound
상기 방광 단면적 측정 모듈(310)은, 상기 2차원 초음파 영상 획득 모듈에 의해 순차적으로 획득된 상기 복수 개의 2차원 초음파 영상들로부터 방광을 검출하고, 상기 검출된 방광들로부터 배뇨 시간별 방광의 단면적들(S(t1), S(t2), S(t3), … , S(tn))을 측정한다. 상기 방광 단면적 필터링 모듈(315)은 상기 방광 단면적 측정 모듈에 의해 측정된 방광의 단면적들을 필터링한다. The bladder cross-sectional
도 10은 본 발명에 제3 실시예에 따른 배뇨 상태 측정 장치에 있어서, 방광 용적 측정 모듈에 의해 2D 단면적으로부터 획득한 방광의 용적들과 잔뇨량 측정 모듈에 의해 측정된 배뇨 전후의 잔뇨량들을 도시한 그래프이다.10 is a graph showing the volumes of the bladder obtained from the 2D cross-sectional area by the bladder volume measurement module and the amounts of residual urine before and after urination measured by the residual urine quantity measurement module in the apparatus for measuring the urination state according to the third embodiment of the present invention to be.
도 10을 참조하면, 상기 방광 용적 측정 모듈(320)은, 상기 방광 단면적 측정 모듈에 의해 측정된 배뇨 시간별 방광의 단면적들(S(t1), S(t2), S(t3), … , S(tn))을 이용하여 배뇨 시간별 방광의 용적들(V(t1), V(t2), V(t3), … , V(tn))을 계산한다. 방광은 구(求)라고 가정하고, 방광의 단면적들(S(t1), S(t2), S(t3), … , S(tn))로부터 반지름들((R(t1), R(t2), R(t3), … , R(tn)))을 구하고, 상기 반지름들(R(t1), R(t2), R(t3), … , R(tn))을 이용하여 구(求)의 용적들(V(t1), V(t2), V(t3), … , V(tn))을 수학적으로 계산함으로써, 방광의 단면적들로부터 방광의 용적들을 추정하게 된다. Referring to FIG. 10, the bladder
상기 잔뇨량 측정 모듈(325)은 배뇨 시작 시점과 배뇨 종료 시점의 방광에 대한 3차원 초음파 영상들로부터 방광을 검출하고, 상기 검출된 방광들의 용적을 계산하여 방광내 잔뇨량들(Q1, Q2)을 측정하게 된다. 상기 방광 용적 보정 모듈(327)은 상기 배뇨 시작 및 종료 시점의 방광내 잔뇨량 정보들(Q1, Q2)을 이용하여 상기 방광 용적 측정 모듈(320)에 의해 측정된 상기 배뇨 시간별 방광의 용적들(V(t1), V(t2), V(t3), … , V(tn))을 보정한다. 보정 메커니즘에 대하여 간략하게 설명한다. 먼저, 실제 배뇨량은 배뇨 시작 시점의 방광 내 잔뇨량(Q1)과 배뇨 종료 시점의 방광 내 잔뇨량(Q2)의 차이값(Qdiff = Q1 - Q2 )에 해당한다. 따라서, 배뇨 시간별 획득된 2차원 초음파 영상들로부터 측정된 총 배뇨량(F(tn))은 배뇨 시작 시점의 방광의 용적(V(t1))과 배뇨 종료 시점의 방광의 용적(V(t2))의 차이값으로서 V(t1)-V(t2) 로 구할 수 있다. 그리고, 이러한 배뇨 시간별 획득된 2차원 초음파 영상들로부터 측정된 총 배뇨량(F(tn))은 실제로는 배뇨 시작 시점의 방광 내 잔뇨량(Q1)과 배뇨 종료 시점의 방광 내 잔뇨량(Q2)의 차이(Qdiff = Q1 - Q2 )와 동일하여야 한다. The residual urine
하지만, 2차원 초음파 영상들로부터 측정된 총 배뇨량(F(tn) = V(t1)-V(t2) )과 상기 방광 내 잔뇨량(Q2)의 차이값(Qdiff = Q1 - Q2 )이 동일하지 아니한 경우, 2차원 초음파 영상들로부터 측정된 방광의 용적들은 보정되어야 한다. 따라서, 방광 용적들에 대한 보정 계수(k)는 수학식 1에 따라 정의될 수 있다.However, the difference between the total amount of urination (F(tn) = V(t1)-V(t2)) and the amount of residual urine in the bladder (Q2) measured from 2D ultrasound images (Qdiff = Q1-Q2) is not the same. In this case, the volumes of the bladder measured from 2D ultrasound images must be corrected. Thus, the correction factor k for bladder volumes may be defined according to
[수학식 1 ][Equation 1]
Qdiff = k× V(t1)-V(t2) Qdiff = k × V(t1)-V(t2)
k = Qdiff / V(t1)-V(t2) k = Qdiff / V(t1)-V(t2)
상기 방광 용적 측정 모듈에 의해 측정된 배뇨 시간별 모든 방광의 용적들(V(t1), V(t2), V(t3), … , V(tn))은 전술한 바와 같이 도출된 보정 계수(k)를 곱하여 보정함으로써 매우 정확한 배뇨량 정보들(V'(t1), V'(t2), V'(t3), … , V'(tn))))을 획득하게 된다. All bladder volumes (V(t1), V(t2), V(t3), …, V(tn)) measured by the bladder volume measurement module for each urination time are derived as described above, and the correction coefficient k ) By multiplying and correcting the amount of urination information (V'(t1), V'(t2), V'(t3), …, V'(tn)))).
도 11은 본 발명에 제3 실시예에 따른 배뇨 상태 측정 장치에 있어서, 방광 용적 보정 모듈에 의해 보정된 배뇨 시간대별 방광의 용적들을 도시한 그래프이다.11 is a graph showing bladder volumes for each urination time period corrected by a bladder volume correction module in the apparatus for measuring a urination state according to a third embodiment of the present invention.
도 11을 참조하면, 방광 내 잔뇨량 정보들을 이용하여 계산된 보정 계수 k를 이용하여 보정된 배뇨 시간별 방광 용적들(V'(t1), V'(t2), V'(t3), … , V'(tn))을 볼 수 있다. Referring to FIG. 11, bladder volumes (V'(t1), V'(t2), V'(t3), …, V) corrected by using a correction coefficient k calculated using information on the amount of residual urine in the bladder. '(tn)) can be seen.
상기 요속 측정 모듈(330)은 상기 방광 용적 보정 모듈에 의해 보정된 배뇨 시간별 방광의 용적들을 미분하여 배뇨 시간별 요속을 계산한다. The urine
상기 배뇨량 측정 모듈(340)은 상기 요속 측정 모듈에 의해 계산된 배뇨 시간별 요속들을 이용하여 배뇨 시간별 배뇨량을 계산한다. The urine
전술한 바와 같은 본 발명의 제3 실시예에 따른 배뇨 상태 측정 장치는 배뇨 시간별로 2차원 초음파 영상들을 획득하고 이로부터 방광의 용적을 추정하여 요속 및 배뇨량을 측정하게 되는데, 2차원 초음파 영상들로부터 획득된 방광의 단면적으로부터 측정된 요속 및 배뇨량의 오차를 줄이기 위하여, 배뇨 시작 및 종료 시점의 3차원 초음파 영상을 통해 측정된 방광 내 잔뇨량 정보들을 이용하여 2차원 초음파 영상들로부터 획득된 방광의 용적들을 보정하게 된다. As described above, the apparatus for measuring urination state according to the third embodiment of the present invention obtains 2D ultrasound images for each urination time and estimates the volume of the bladder from the two-dimensional ultrasound images, and measures the urine velocity and the amount of urination, from the 2D ultrasound images. In order to reduce the error in the amount of urine and urine measured from the obtained cross-sectional area of the bladder, the volumes of the bladder obtained from the 2D ultrasound images are calculated using information on the amount of urine remaining in the bladder measured through 3D ultrasound images at the beginning and end of urination. Will be corrected.
이와 같이, 제3 실시예는 2차원 초음파 영상들을 이용하여 배뇨 상태 정보들을 측정하되 방광 내 잔뇨량 정보들을 이용하여 방광의 용적들을 보정하는 보정 과정을 더 구비함으로써, 보다 정확한 배뇨 상태 정보를 보다 신속하게 획득할 수 있게 된다. As described above, the third embodiment measures urination status information using 2D ultrasound images, but further includes a correction process of correcting the volumes of the bladder using information on the amount of urine remaining in the bladder, thereby providing more accurate urination status information more quickly. You can get it.
이상에서 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예를 중심으로 설명하였으나, 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 그리고, 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다. In the above, the present invention has been described with reference to its preferred embodiments, but these are only examples and do not limit the present invention, and those of ordinary skill in the field to which the present invention pertains will not depart from the essential characteristics of the present invention. It will be appreciated that various modifications and applications not illustrated above are possible in the range. And, differences related to these modifications and applications should be construed as being included in the scope of the present invention defined in the appended claims.
1, 2, 3 : 배뇨 상태 측정 장치
10, 20 , 30 : 초음파 프로브
12, 22, 32 : 제어부
14, 24, 34 : 디스플레이부
16, 26, 36 : 시작/종료 버튼
100, 300 : 2차원 초음파 영상 획득 모듈
200, 305 : 3차원 초음파 영상 획득 모듈
110, 310 : 방광 단면적 측정 모듈
120, 320 : 방광 용적 측정 모듈
220, 325 : 잔뇨량 측정 모듈
130, 230, 330 : 요속 측정 모듈
140, 240, 340 : 배뇨량 측정 모듈
327 : 방광 용적 보정 모듈1, 2, 3: device for measuring urination status
10, 20, 30: ultrasonic probe
12, 22, 32: control unit
14, 24, 34: display unit
16, 26, 36: start/end button
100, 300: 2D ultrasound image acquisition module
200, 305: 3D ultrasound image acquisition module
110, 310: Bladder cross-sectional area measurement module
120, 320: bladder volume measurement module
220, 325: residual urine measurement module
130, 230, 330: urine speed measurement module
140, 240, 340: urine volume measurement module
327: bladder volume correction module
Claims (10)
상기 초음파 프로브를 이용하여 배뇨 시작 시점부터 배뇨 종료 시점까지 사전 설정된 단위 시간 간격마다 방광에 대한 2차원 초음파 영상들을 순차적으로 획득하고, 상기 획득된 복수 개의 2차원 초음파 영상들로부터 방광에 대한 단면적들을 측정하고, 상기 측정된 단면적들의 변화 상태를 이용하여 배뇨 상태 정보를 측정하는 제어부; 및
상기 제어부에 의해 측정된 배뇨 상태 정보를 화면에 출력하는 디스플레이부;
를 구비하는 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 배뇨 상태 측정 장치. An ultrasound probe for obtaining a 2D ultrasound image of the bladder;
Using the ultrasound probe, 2D ultrasound images of the bladder are sequentially acquired at each preset unit time interval from the urination start point to the urination end point, and cross-sectional areas of the bladder are measured from the acquired 2D ultrasound images. And, the control unit for measuring the urination state information by using the state of change of the measured cross-sectional areas; And
A display unit for outputting the urine state information measured by the control unit on a screen;
An apparatus for measuring urination conditions using ultrasound, characterized in that it comprises a.
배뇨시 시간대별 요속, 배뇨시 시간대별 배뇨량, 배뇨시 전체 배뇨량, 배뇨시 지연 시간, 배뇨시 총 소요 시간 중 하나 또는 둘 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 배뇨 상태 측정 장치. The method of claim 1, wherein the urination state information,
A device for measuring a urinary state using ultrasound, characterized in that it includes one or more of one or more of a urine rate by time slot during urination, an amount of urination by time slot during urination, a total amount of urination during urination, a delay time during urination, and a total time required during urination.
상기 초음파 프로브를 구동시켜, 배뇨 시작 시점부터 배뇨 종료 시점까지 사전 설정된 단위 시간 간격으로 방광을 포함하는 2차원 초음파 영상들을 순차적으로 획득하는 2차원 초음파 영상 획득 모듈;
순차적으로 획득된 상기 복수 개의 2차원 초음파 영상들로부터 방광을 검출하고, 배뇨 시간별 방광의 단면적을 측정하는 방광 단면적 측정 모듈;
상기 방광 단면적 측정 모듈에 의해 측정된 배뇨 시간별 방광의 단면적들을 이용하여 배뇨 시간별 방광의 용적을 계산하는 방광 용적 측정 모듈;
상기 방광 용적 측정 모듈에 의해 계산된 배뇨 시간별 방광의 용적들을 이용하여 배뇨 시간별 요속을 계산하는 요속 측정 모듈; 및
상기 요속 측정 모듈에 의해 계산된 배뇨 시간별 요속들을 이용하여 배뇨 시간별 배뇨량을 계산하는 배뇨량 측정 모듈;
을 구비하는 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 배뇨 상태 측정 장치. The method of claim 1, wherein the control unit,
A 2D ultrasound image acquisition module that sequentially acquires 2D ultrasound images including the bladder at predetermined unit time intervals from a urination start point to an urination end point by driving the ultrasound probe;
A bladder cross-sectional area measurement module configured to detect a bladder from the plurality of sequentially acquired 2D ultrasound images and measure a cross-sectional area of the bladder for each urination time;
A bladder volume measurement module for calculating the volume of the bladder for each urination time by using the cross-sectional areas of the bladder for each urination time measured by the bladder cross-sectional area measurement module;
A urine rate measurement module for calculating a urine rate for each urination time by using the volumes of the bladder for each urination time calculated by the bladder volume measurement module; And
An urination amount measurement module for calculating an urination amount for each urination time by using the urine speeds for each urination time calculated by the urinary speed measurement module;
An apparatus for measuring urination conditions using ultrasound, characterized in that it comprises a.
상기 초음파 프로브를 이용하여 배뇨 시작 시점부터 배뇨 종료 시점까지 사전 설정된 단위 시간 간격마다 방광에 대한 3차원 초음파 영상들을 순차적으로 획득하고, 상기 획득된 복수 개의 3차원 초음파 영상들로부터 방광 내 잔뇨량들을 순차적으로 측정하고, 상기 측정된 복수 개의 방광 내 잔뇨량들의 변화 상태를 이용하여 배뇨 상태 정보를 측정하는 제어부; 및
상기 제어부에 의해 측정된 배뇨 상태 정보를 화면에 출력하는 디스플레이부;
를 구비하는 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 배뇨 상태 측정 장치. An ultrasound probe for obtaining a 3D ultrasound image of the bladder;
Using the ultrasound probe, 3D ultrasound images of the bladder are sequentially acquired at each preset unit time interval from the urination start point to the urination end point, and the amount of residual urine in the bladder is sequentially obtained from the obtained 3D ultrasound images. A control unit that measures and measures urination state information using the measured state of changes in the amount of residual urine in the plurality of bladder; And
A display unit for outputting the urine state information measured by the control unit on a screen;
An apparatus for measuring urination conditions using ultrasound, characterized in that it comprises a.
배뇨시 시간대별 요속, 배뇨시 시간대별 배뇨량, 배뇨시 전체 배뇨량, 배뇨시 지연 시간, 배뇨시 총 소요 시간 중 하나 또는 둘 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 배뇨 상태 측정 장치. The method of claim 4, wherein the urination state information,
A device for measuring a urinary state using ultrasound, characterized in that it includes one or more of one or more of a urine rate by time slot during urination, an amount of urination by time slot during urination, a total amount of urination during urination, a delay time during urination, and a total time required during urination.
상기 초음파 프로브를 구동시켜, 배뇨 시작 시점부터 배뇨 종료 시점까지 사전 설정된 단위 시간 간격마다 방광을 포함하는 3차원 초음파 영상들을 순차적으로 획득하는 3차원 초음파 영상 획득 모듈;
순차적으로 획득된 상기 복수 개의 3차원 초음파 영상들로부터 방광을 검출하고, 상기 검출된 방광에 대하여 방광 내 잔뇨량들을 순차적으로 측정하는 잔뇨량 측정 모듈;
상기 잔뇨량 측정 모듈에 의해 측정된 배뇨 시간별 방광 내 잔뇨량 정보들을 이용하여 배뇨 시간별 요속을 계산하는 요속 측정 모듈; 및
상기 요속 측정 모듈에 의해 계산된 배뇨 시간별 요속들을 이용하여 배뇨 시간별 배뇨량을 계산하는 배뇨량 측정 모듈;
을 구비하는 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 배뇨 상태 측정 장치.The method of claim 4, wherein the control unit,
A 3D ultrasound image acquisition module that sequentially acquires 3D ultrasound images including a bladder at predetermined unit time intervals from a urination start point to an urination end point by driving the ultrasound probe;
A residual urine amount measurement module that detects a bladder from the plurality of sequentially acquired 3D ultrasound images, and sequentially measures residual urine amounts in the bladder with respect to the detected bladder;
A urine rate measurement module that calculates a urine rate for each urination time by using information on the amount of urine remaining in the bladder for each urination time measured by the residual urine amount measurement module; And
An urination amount measurement module for calculating an urination amount for each urination time by using the urine speeds for each urination time calculated by the urinary speed measurement module;
An apparatus for measuring urination conditions using ultrasound, characterized in that it comprises a.
상기 초음파 프로브를 이용하여 배뇨 시작 시점의 방광에 대한 3차원 초음파 영상, 배뇨 종료 시점의 방광에 대한 3차원 초음파 영상을 획득하고, 배뇨 시작 시점부터 배뇨 종료 시점까지 사전 설정된 단위 시간 간격마다 방광에 대한 2차원 초음파 영상들을 획득하고, 상기 획득된 복수 개의 2차원 초음파 영상들로부터 방광에 대한 단면적들을 측정하고, 상기 측정된 단면적들의 변화 상태들을 이용하여 배뇨 상태 정보를 측정하고 상기 배뇨 상태 정보를 보정하는 제어부; 및
상기 제어부에 의해 측정된 배뇨 상태 정보를 화면에 출력하는 디스플레이부;
를 구비하고, 상기 제어부는,
상기 방광에 대한 3차원 초음파 영상들을 이용하여 배뇨 시작 시점과 배뇨 종료 시점의 방광 내 잔뇨량들을 측정하고, 상기 3차원 초음파 영상들을 이용하여 측정된 방광 내 잔뇨량 정보를 이용하여, 상기 2차원 초음파 영상들을 이용하여 측정된 배뇨 상태 정보를 보정하는 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 배뇨 상태 측정 장치. An ultrasound probe for obtaining a 2D ultrasound image of the bladder;
Using the ultrasound probe, a 3D ultrasound image of the bladder at the start of urination and a 3D ultrasound image of the bladder at the end of urination are acquired, and the bladder is evaluated at each preset unit time interval from the start of urination to the end of urination. Acquiring 2D ultrasound images, measuring cross-sectional areas of the bladder from the obtained plurality of 2D ultrasound images, measuring urination state information using change states of the measured cross-sectional areas, and correcting the urination state information Control unit; And
A display unit for outputting the urine state information measured by the control unit on a screen;
And, the control unit,
Using the 3D ultrasound images of the bladder, the amount of urine remaining in the bladder is measured at the start of urination and the end of urination, and the amount of residual urine in the bladder measured using the 3D ultrasound images is used to determine the 2D ultrasound images. Urinating state measuring device using ultrasound, characterized in that correcting the measured urination state information using.
배뇨시 시간대별 요속, 배뇨시 시간대별 배뇨량, 배뇨시 전체 배뇨량, 배뇨시 지연 시간, 배뇨시 소요 시간 중 하나 또는 둘 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 배뇨 상태 측정 장치. The method of claim 7, wherein the urination state information,
A device for measuring a urinary state using ultrasound, characterized in that it comprises one or more of one or more of a time period for urination, an amount of time for urination, a total amount for urination, a delay time for urination, and a time required for urination.
상기 초음파 프로브를 구동시켜, 배뇨 시작 시점부터 배뇨 종료 시점까지 사전 설정된 단위 시간 간격으로 방광을 포함하는 2차원 초음파 영상들을 순차적으로 획득하는 2차원 초음파 영상 획득 모듈;
순차적으로 획득된 복수 개의 2차원 초음파 영상들을 이용하여 배뇨 시간별 방광의 단면적을 측정하는 방광 단면적 측정 모듈;
상기 초음파 프로브를 구동시켜, 배뇨 시작 시점과 배뇨 종료 시점에 방광을 포함하는 3차원 초음파 영상들을 획득하는 3차원 초음파 영상 획득 모듈;
상기 3차원 초음파 영상들을 이용하여 방광의 용적을 측정하여 배뇨 시작 시점과 배뇨 종료 시점의 방광 내 잔뇨량들을 측정하는 잔뇨량 측정 모듈;
상기 방광 단면적 측정 모듈에 의해 측정된 배뇨 시간별 방광의 단면적들을 이용하여 배뇨 시간별 방광의 용적을 측정하는 방광 용적 측정 모듈;
상기 배뇨 시간별 방광의 용적들을 이용하여 배뇨 시간별 요속들을 계산하는 요속 측정 모듈;
상기 요속 측정 모듈에 의해 계산된 배뇨 시간별 요속들을 이용하여 배뇨 시간별 배뇨량들을 계산하는 배뇨량 측정 모듈; 및
상기 잔뇨량 측정 모듈에 의해 계산된 배뇨 시작 시점의 방광 내 잔뇨량 정보와 배뇨 종료 시점의 방광 내 잔뇨량 정보를 이용하여 배뇨 상태 정보를 보정하는 보정 모듈;
을 구비하는 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 배뇨 상태 측정 장치. The method of claim 7, wherein the control unit,
A 2D ultrasound image acquisition module that sequentially acquires 2D ultrasound images including the bladder at predetermined unit time intervals from a urination start point to an urination end point by driving the ultrasound probe;
A bladder cross-sectional area measurement module configured to measure a cross-sectional area of the bladder according to urination time by using a plurality of sequentially acquired 2D ultrasound images;
A 3D ultrasound image acquisition module for driving the ultrasound probe to obtain 3D ultrasound images including a bladder at a urination start point and a urination end point;
A residual urine volume measurement module configured to measure the volume of the bladder by using the 3D ultrasound images to measure the amount of urine remaining in the bladder at the start of urination and the end of urination;
A bladder volume measurement module configured to measure the volume of the bladder by urination time by using the cross-sectional areas of the bladder by urination time measured by the bladder cross-sectional area measurement module;
A urine rate measurement module that calculates urine rates by urination time by using the volumes of the bladder by urination time;
An urination amount measurement module for calculating urination amounts for each urination time by using the urine speeds for each urination time calculated by the urine speed measurement module; And
A correction module for correcting the urinary state information by using the information on the amount of residual urine in the bladder at the time of the start of urination and the information on the amount of urine in the bladder at the time of the end of urination calculated by the residual urine amount measurement module;
An apparatus for measuring urination conditions using ultrasound, characterized in that it comprises a.
상기 잔뇨량 측정 모듈에 의해 측정된 배뇨 시작 시점의 방광 내 잔뇨량 정보와 배뇨 종료 시점의 방광 내 잔뇨량 정보를 이용하여, 방광 용적 측정 모듈에 의해 측정된 배뇨 시간별 방광의 용적을 보정하는 것을 특징으로 하며,
상기 요속 측정 모듈은 상기 보정 모듈에 의해 보정된 배뇨 시간별 방광의 용적들을 이용하여 배뇨 시간별 요속들을 계산하는 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 배뇨 상태 측정 장치.
The method of claim 9, wherein the correction module of the control unit,
Using the information on the amount of residual urine in the bladder at the time of the start of urination and the information on the amount of amount of urine in the bladder at the time of the end of urination, measured by the residual urine amount measurement module,
The urine velocity measurement module is a device for measuring urination conditions using ultrasound, characterized in that the urine velocity for each urination time is calculated using the volumes of the bladder for each urination time corrected by the correction module.
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