KR20210112807A - 초음파 영상 장치 및 그 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 심장의 초음파 영상에 포함된 판막의 움직임을 이용하여 효율적으로 심장의 운동 주기를 결정하는 초음파 영상 장치 및 그 제어방법을 제공한다.
일 실시예에 따른 초음파 영상 장치는, 표시부; 심장의 초음파 신호를 획득하는 프로브; 및 상기 초음파 신호를 기초로 상기 심장의 초음파 영상을 생성하여 상기 표시부에 출력하고, 상기 초음파 영상에 포함된 적어도 하나의 판막의 움직임을 기초로 상기 심장의 운동 주기를 결정하는 제어부;를 포함하고, 상기 심장의 초음파 영상은, 상기 심장의 심방 및 심실을 포함하는 초음파 영상으로 생성될 수 있다.

Description

초음파 영상 장치 및 그 제어방법{ULTRASOUND IMAGE APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING THEREOF}
본 발명은 초음파 영상을 이용하여 심장의 운동 주기를 결정하는 초음파 영상 장치 및 그 제어방법에 관련된 기술이다.
태아의 심장박동은 임신 중 태아의 건강을 평가하는 중요한 요소이다.
태아의 심박을 측정하는 방법에는 초음파 도플러를 이용하는 방법과 태아 심전도를 측정하는 방법이 있다.
태아 심전도를 측정하는 경우 전극을 삽입하여 태아의 두피에 전극을 부착하는 방법과 산모 복부 신호로부터 태아의 심전도를 분리하는 방법이 있다. 한편 임상에서는 일반적으로 초음파 도플러를 이용한 태아 심박 측정방법이 사용되고 있다.
다만 도플러 초음파 신호를 이용한 방법은 산모 또는 태아의 움직임 및 심음과 계산된 심장 박동수와의 오차 등의 오류로 인해 태아의 심박박동을 측정하기가 어려운 단점이 있다.
따라서 태아의 심장 박동을 정확하고 효율적으로 측정하기 위한 기술이 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 심장의 초음파 영상에 포함된 판막의 움직임을 이용하여 효율적으로 심장의 운동 주기를 결정하는 초음파 영상 장치 및 그 제어방법을 제공한다.
일 실시예에 따른 초음파 영상 장치는, 표시부; 심장의 초음파 신호를 획득하는 프로브; 및 상기 초음파 신호를 기초로 상기 심장의 초음파 영상을 생성하여 상기 표시부에 출력하고, 상기 초음파 영상에 포함된 적어도 하나의 판막의 움직임을 기초로 상기 심장의 운동 주기를 결정하는 제어부;를 포함하고, 상기 심장의 초음파 영상은, 상기 심장의 심방 및 심실을 포함하는 초음파 영상으로 생성될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 심장의 심방 및 심실의 위치를 기초로 상기 적어도 하나의 판막의 위치를 결정할 수 있다.
상기 제어부는, 적어도 하나의 다른 심장의 초음파 영상에 기초한 학습을 통하여 상기 심장의 판막의 위치를 식별할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 심장에 포함된 판륜의 위치를 기초로 상기 심장의 판막의 위치를 결정할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 판륜의 위치를 기초로 상기 판막의 위치에 대응되는 적어도 하나의 적어도 하나의 라인을 형성하고, 상기 라인을 기초로 상기 판막의 움직임을 판단할 수 있다.
상기 제어부는, 사용자의 명령에 기초하여 상기 판막에 대응되는 관심 영역을 결정하고, 상기 관심 영역에 대응되는 초음파 영상의 밝기 값에 기초하여 상기 심장의 운동 주기를 결정할 수 있다.
상기 제어부는, 시간에 대한 상기 밝기 값의 변화량에 기초하여 상기 심장의 운동 주기를 결정할 수 있다.
상기 심장의 초음파 영상은, 상기 심장에 대응되는 난원공(Foramen Ovale)을 포함하고,
상기 제어부는, 상기 난원공의 움직임 및 상기 적어도 하나의 판막의 움직임에 기초하여 상기 심장의 운동 주기를 결정할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 심장의 위치를 실시간으로 추적하고, 상기 심장에 위치에 대응하는 상기 적어도 하나의 판막의 위치를 결정할 수 있다.
일 실시예에 따른 초음파 영상 장치 제어방법은, 프로브를 통하여 심장의 초음파 신호를 획득하고, 상기 초음파 신호를 기초로 상기 심장의 초음파 영상을 생성하여 표시부에 출력하고, 상기 초음파 영상에 포함된 적어도 하나의 판막의 움직임을 기초로 상기 심장의 운동 주기를 결정하고,
상기 심장의 초음파 영상은,
상기 심장의 심방 및 심실을 포함하는 초음파 영상으로 생성되는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 초음파 영상 장치 제어방법은, 상기 심장의 심방 및 심실의 위치를 기초로 상기 적어도 하나의 판막의 위치를 결정하는 것을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 초음파 영상 장치 제어방법은, 적어도 하나의 다른 심장의 초음파 영상에 기초한 학습을 통하여 상기 심장의 판막의 위치를 식별하는 것을 포함할 수 있다.
상기 심장의 운동주기를 결정하는 것은, 상기 심장에 포함된 판륜의 위치를 기초로 상기 심장의 판막의 위치를 결정하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 초음파 영상 장치 제어방법은, 상기 판륜의 위치를 기초로 상기 판막의 위치에 대응되는 적어도 하나의 적어도 하나의 라인을 형성하는 것을 더 포함하고,
상기 초음파 영상에 포함된 적어도 하나의 판막의 움직임을 기초로 상기 심장의 운동 주기를 결정하는 것은, 상기 라인을 기초로 상기 판막의 움직임을 판단하는 것을 포함할 수 있다.
상기 초음파 영상에 포함된 적어도 하나의 판막의 움직임을 기초로 상기 심장의 운동 주기를 결정하는 것은, 사용자의 명령에 기초하여 상기 판막에 대응되는 관심 영역을 결정하고, 상기 관심 영역에 대응되는 초음파 영상의 밝기 값에 기초하여 상기 심장의 운동 주기를 결정하는 것을 포함할 수 있다.
상기 초음파 영상에 포함된 적어도 하나의 판막의 움직임을 기초로 상기 심장의 운동 주기를 결정하는 것은, 시간에 대한 상기 밝기 값의 변화량에 기초하여 상기 심장의 운동 주기를 결정하는 것을 포함할 수 있다.
상기 심장의 초음파 영상은, 상기 심장에 대응되는 난원공(Foramen Ovale)을 포함하고,
상기 초음파 영상에 포함된 적어도 하나의 판막의 움직임을 기초로 상기 심장의 운동 주기를 결정하는 것은, 상기 난원공의 움직임 및 상기 적어도 하나의 판막의 움직임에 기초하여 상기 심장의 운동 주기를 결정하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 초음파 영상 장치 제어방법은, 상기 심장의 위치를 실시간으로 추적하고, 상기 심장에 위치에 대응하는 상기 적어도 하나의 판막의 위치를 결정하는 것을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 초음파 영상 장치 및 그 제어방법은 심장의 초음파 영상에 포함된 판막의 움직임을 이용하여 효율적으로 심장의 운동 주기를 결정할 수 있다.
도1은 개시된 실시예에 따른 초음파 영상장치의 외관도이다.
도2는 개시된 실시예에 따른 초음파 영상장치의 제어 블럭도이다.
도3은 개시된 실시예에 따른 초음파 영상장치의 본체의 구성을 구체적으로 나타낸 제어블럭도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 초음파 영상장치의 본체의 구성을 개략적으로 나타낸 제어블럭도이다.
도5는 일 실시예에 따른 판막의 움직임을 기초로 심장의 운동주기를 결정하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도6a은 일 실시예에 따른 심장의 판륜을 기초로 판막의 위치를 결정하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도6b는 일 실시예에 따른 판륜의 위치를 기초로 라인을 형성하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도7 는 일 실시예에 따른 초음파 영상 장치가 심장의 움직임을 추적하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도8a은 일 실시예에 따른 관심 영역에 대응되는 밝기 값을 도출하는 동작을 나타낸 도면이다.
도8b는 일 실시예에 따른 도출된 밝기 값을 시간에 따라 나타낸 그래프이다.
도9는 일 실시예에 따른 난원공(Foramen Ovale)을 기초로 심장의 운동 주기를 결정하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도10은 일 실시예에 따른 순서도이다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.본 명세서가 실시예들의 모든 요소들을 설명하는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 일반적인 내용 또는 실시예들 간에 중복되는 내용은 생략한다. 명세서에서 사용되는 '부, 모듈, 부재, 블록'이라는 용어는 소프트웨어 또는 하드웨어로 구현될 수 있으며, 실시예들에 따라 복수의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 하나의 구성요소로 구현되거나, 하나의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 복수의 구성요소들을 포함하는 것도 가능하다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 간접적으로 연결되어 있는 경우를 포함하고, 간접적인 연결은 무선 통신망을 통해 연결되는 것을 포함한다.
또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
제1, 제 2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 전술된 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
각 단계들에 있어 식별부호는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다.
이하 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명의 작용 원리 및 실시예들에 대해 설명한다.
도1은 일 실시예에 따른 초음파 영상장치의 외관도이고, 도2는 일 실시예에 따른 초음파 영상장치의 제어 블럭도이다. 그리고 도 3은 실시예에 따른 초음파 영상장치의 본체의 구성을 구체적으로 나타낸 제어블럭도이다.
도1을 참조하면, 초음파 영상장치(1)는 대상체에 초음파를 송신하고 대상체로부터 초음파 에코신호를 수신하여 전기적 신호로 변환하는 초음파 프로브(P)와, 초음파 프로브(P)와 연결되며 입력부(540) 및 표시부(550)를 갖추고 초음파 영상을 표시하는 본체(M)를 포함한다. 초음파 프로브(P)는 케이블(5)을 통해 초음파 영상장치의 본체(M)와 연결되어 초음파 프로브(P)의 제어에 필요한 각종 신호를 입력 받거나, 초음파 프로브(P)가 수신한 초음파 에코신호에 대응되는 아날로그 신호 또는 디지털 신호를 본체(M)로 전달할 수 있다. 그러나, 초음파 프로브(P)의 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 무선 프로브(wireless probe)로 구현되어 초음파 프로브(P)와 본체(M) 사이에 형성된 네트워크를 통해 신호를 주고 받는 것도 가능하다.
케이블(5)의 일 측 말단은 초음파 프로브(P)와 연결되고, 타 측 말단에는 본체(M)의 슬롯(7)에 결합 또는 분리가 가능한 커넥터(6)가 마련될 수 있다. 본체(M)와 초음파 프로브(P)는 케이블(5)을 이용하여 제어 명령이나 데이터를 주고 받을 수 있다. 예를 들어, 사용자가 입력부(540)를 통해 초점 깊이, 어퍼쳐(aperture)의 크기나 형태 또는 스티어링 각도 등에 관한 정보를 입력하면, 이 정보들은 케이블(5)을 통해 초음파 프로브(P)로 전달되어 송신장치(100)와 수신부(200)의 송수신 빔포밍에 사용될 수 있다. 또는, 전술한 바와 같이 초음파 프로브(P)가 무선 프로브로 구현되는 경우에는, 초음파 프로브(P)는 케이블(5)이 아닌 무선 네트워크를 통해 본체(M)와 연결된다. 무선 네트워크를 통해 본체(M)와 연결되는 경우에도 본체(M)와 초음파 프로브(P)는 전술한 제어 명령이나 데이터를 주고 받을 수 있다. 본체(M)는 도 2에 도시한 바와 같이, 제어부(500), 영상처리부(530), 입력부(540) 및 표시부(550)를 포함할 수 있다.
제어부(500)는 초음파 영상장치(1)의 전반적인 동작을 제어한다. 구체적으로, 제어부(500)는 초음파 영상장치(1)의 각 구성 요소, 일례로 도 2에 도시한 송신장치(100), T/R스위치(10), 수신부(200), 영상처리부(530) 및 표시부(550) 등을 제어하기 위한 제어신호를 생성하여 전술한 각 구성 요소의 동작을 제어한다. 도 2 및 도 3에 도시된 실시예에 따른 초음파 영상장치는 송수신 빔포머가 본체가 아닌 초음파 프로브(P)에 포함되나, 송수신 빔포머는 초음파 프로브(P)가 아닌 본체에 포함될 수도 있다.
제어부(500)는 초음파 트랜스듀서 어레이(TA)를 이루는 복수의 초음파 트랜스듀서 엘리먼트(60)들에 대한 지연 프로파일(delay profile)을 산출하고, 산출된 지연 프로파일에 기초하여 초음파 트랜스듀서 어레이(TA) 내에 포함된 복수의 초음파 트랜스듀서 엘리먼트(60)와 대상체의 집속점(focal point)의 거리 차에 따른 시간 지연값을 산출한다. 그리고 제어부(500)는 이에 따라 송수신 빔포머를 제어하여 송수신 신호가 생성되도록 한다.
트렌스듀서 어레이(TA)는 본체(M) 또는 프로브(P)에 포함되도록 구성될 수 있다.
또한 제어부(500)는 입력부(540)를 통해 입력되는 사용자의 지시 또는 명령에 따라 초음파 영상장치(1)의 각 구성 요소에 대한 제어명령을 생성하여 초음파 영상장치(1)를 제어할 수 있다.
영상처리부(530)는 수신부(200)를 통해 집속된 초음파 신호에 기초하여 대상체 내부의 목표 부위에 대한 초음파 영상을 생성한다.
도3을 참조하면, 영상처리부(530)는 다시 영상형성부(531), 신호 처리부(533), 스캔컨버터(535), 저장부(537) 및 볼륨 렌더링부(539)를 포함할 수 있다.
영상형성부(531)는 수신부(200)를 통해 집속된 초음파 신호에 기초하여 대상체 내부의 목표 부위에 대한 코히런트(coherent) 2차원 영상 또는3차원 영상을 생성한다.
신호 처리부(533)는 영상형성부(531)에 의해 형성된 코히런트 영상 정보를 B-모드나 도플러 모드 등의 진단 모드에 따른 초음파 영상 정보로 변환한다. 예를 들면, 신호 처리부(533)는 진단 모드가 Ｂ-모드로 설정되어 있는 경우, A/D 변환 처리 등의 처리를 행하고 Ｂ-모드 영상용의 초음파 영상 정보를 실시간으로 작성한다. 또한 신호 처리부(533)는 진단 모드가 D-모드(도플러 모드)로 설정되어 있는 경우에는, 초음파 신호로부터 위상 변화 정보를 추출하고, 속도, 파워, 분산과 같은 촬영 단면의 각 점에 대응하는 혈류 등의 정보를 산출하고 D-모드 영상용의 초음파 영상 정보를 실시간으로 작성한다.
스캔컨버터(535)는 신호 처리부(533)로부터 입력받은 변환된 초음파 영상 정보 또는 저장부(537)에 저장되어 있는 변환된 초음파 영상 정보를 표시부(550)용의 일반 비디오 신호로 변환하여 볼륨 렌더링부(539)로 전송한다.
저장부(537)는 신호 처리부(533)를 통해 변환된 초음파 영상 정보를 일시적 또는 비일시적으로 저장한다.
볼륨 렌더링부(539)는 스캔컨버터(535)로부터 전송된 비디오 신호를 기초로 볼륨 렌더링(volume rendering)을 수행하고, 렌더링된 영상 정보를 보정하여 최종적인 결과 영상을 생성한 후 생성된 결과 영상을 표시부(550)로 전송한다.
입력부(540)는 사용자가 초음파 영상장치(1)의 동작에 관한 명령을 입력할 수 있도록 마련된다. 사용자는 입력부(540)를 통해 초음파 진단 시작 명령, B-모드(Brightness mode), M-모드(Motion mode), D-모드(Doppler mode), 탄성모드 및 3차원 모드 등의 진단 모드 선택 명령, 관심영역(region of interest; ROI)의 크기 및 위치를 포함하는 관심영역(ROI) 설정 정보 등을 입력하거나 설정할 수 있다.
B-모드는 대상체 내부의 단면 영상을 표시하는 것으로서, 반사 에코가 강한 부분과 약한 부분을 밝기의 차이로 나타낸다. B-모드 영상은 수십 내지 수백의 스캔 라인으로부터 얻어진 정보에 기초하여 구성된다.
M-모드는 대상체의 단면 영상(B-모드 영상) 중에서 특정 부분(M 라인)에 대한 생체 정보(예를 들어, 휘도 정보)가 시간에 따라 어떻게 변화하는지를 영상으로 표시해주는 것으로서, 일반적으로 B-모드 영상과 M-모드 영상은 하나의 화면에 동시에 표시되어 사용자로 하여금 두 데이터를 비교, 분석하여 정확한 진단을 내릴 수 있도록 한다.
D-모드는 움직이는 물체에서 방출되는 소리의 주파수는 변화를 일으킨다는 도플러 효과를 이용한 영상을 의미한다. 이러한 도플러 효과를 이용한 모드는 PDI 모드, 컬러 플로우 모드(S Flow) 및 DPDI 모드로 다시 구분할 수 있다.
PDI(Power Doppler Imaging) 모드는 도플러 신호의 정도나 구조물의 수(혈액 속의 적혈 구)를 영상으로 나타내는 것으로 입사 각도에 덜 민감하여 위신호가 없고 노이즈에 의한 영상 감쇠도 덜하다. 또한 PDI모드는 반사된 도플러 에너지를 기록하기 때문에 매우 민감하여 작은 혈관과 느린 속도의 혈류도 검출할 수 있다.
컬러 플로우 모드(S Flow)는 도플러 신호의 파워를 2차원 분포로 나타내는 파워 영상(PDI, Power Doppler Imaging) 및 도플러 신호의 속도(velosity)를 2차원 분포로 나타내는 속도 영상을 제공한다. 컬러 플로우 모드의 영상은 실시간으로 혈류를 시각화할 수 있을 뿐만 아니라, 큰 혈관에서의 높은 속도의 혈류에서부터 작은 혈관에서의 낮은 속도의 혈류까지 광범위한 혈류의 상태를 표현할 수 있다.
DPDI 모드는 PDI 모드에서 도플러 신호의 방향 정보를 2차원 분포로 나타내는 방향 영상을 의미한다. 따라서 PDI보다 혈류의 흐름에 대한 정보를 더욱 정확하게 검출할 수 있는 효과가 있다. 또한, 도플러 모드 영상에 대해서도 M 모드 영상이 생성될 수 있다.
탄성 모드는 탄성 초음파(Elastography)를 이용하여 대상체의 초음파 탄성영상을 획득하는 방법을 의미한다. 여기서 탄성 초음파(Elastography)은 악성종괴처럼 딱딱한 구조일수록 조직의 탄성도가 떨어져 압력에 따른 조직의 변성도의 차이가 작아지는 것을 분석하는 것이다. 초음파 탄성영상은 이와 같이 조직의 강도(stiffness)를 정량적으로 표시한 영상을 의미한다. 특히, 자궁경부(cervix) 검사나, 유방암(breast cancer)이나 전립선 암(prostate cancer) 등의 검사분야에서 많이 활용되고 있다.
3차원 모드는 일반적으로 깊이, 넓이, 높이를 대표하는 X,Y,Z 값을 포함하는 기하학적 입체나 공간을 표시하는 영상을 의미하고, 3차원 형태로서 입체감을 의미하거나 입체 효과를 나타내는 일련의 영상을 의미할 수도 있다. 일 예로 3차원 모드의 입체 효과를 이용하여, 사용자는 태아의 얼굴 형태를 디스플레이하고 부모에게 태아의 얼굴을 보여줄 수 있다.
한편 본 발명의 동작은 초음파 조영제 영상 모드를 진입하여 얻는 초음파 조영제 영상에서 실시될 수 있으나 해당 모드에 한정되지 않고 영상 신호의 차이에 기초하여 대상체의 영상을 도출하는 것이라면 그 실시에 제한은 없다.
한편 초음파 영상 장치가 동작하는 모드는 조직 영상을 획득하는 B-모드, 조영제 영상과 조직 영상을 동시에 획득하는 저전압 B-모드, 조영제 영상을 획득하는 조영제 영상 모드 및 조영제 투여 전 조영제 영상 모드로 동작할 수 있다.
본 명세서에서 설명하는 조영제 영상은 초음파 조영제를 이루는 미세기포로부터 반사된 에코 신호가 일반 조직 대비 강한 신호로 표시되는 특성을 이용하여 영상화하는 기법으로 정의될 수 있다. 이와 관련된 자세한 설명은 후술한다.
입력부(540)는 키보드, 마우스, 트랙볼(trackball), 태블릿(tablet) 또는 터치스크린 모듈 등과 같이 사용자가 데이터, 지시나 명령을 입력할 수 있는 다양한 수단을 포함할 수 있다.
표시부(550)는 초음파 진단에 필요한 메뉴나 안내 사항 및 초음파 진단 과정에서 획득한 초음파 영상 등을 표시한다. 표시부(550)는 영상처리부(530)에서 생성된 대상체 내부의 목표 부위에 대한 초음파 영상을 표시한다. 표시부(550)에 표시되는 초음파 영상은 B-모드의 초음파 영상이나 탄성모드의 초음파 영상일 수도 있고, 3차원 입체 초음파 영상일 수도 있다. 표시부(550)는 전술한 모드에 따른 다양한 초음파 영상을 표시할 수 있다.
표시부(550)는 브라운관(Cathode Ray Tube; CRT), 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display; LCD) 등 공지된 다양한 디스플레이 방식으로 구현될 수 있다.
일 실시예에 따른 초음파 프로브(P)는 도 2에 도시된 것처럼, 트랜스듀서 어레이(TA), T/R스위치(10), 송신장치(100), 수신부(200)를 포함할 수 있다. 트랜스듀서 어레이(TA)는 초음파 프로브(P)의 단부에 마련된다. 초음파 트랜스듀서 어레이(TA)는 복수의 초음파 트랜스듀서 엘리먼트(60)를 1차원 또는 2차원 배열(array)상으로 배치한 것을 의미한다. 초음파 트랜스듀서 어레이(TA)는 인가되는 펄스 신호 또는 교류 전류에 의해 진동하면서 초음파를 생성한다. 생성된 초음파는 대상체 내부의 목표 부위로 송신된다. 이 경우 초음파 트랜스듀서 어레이(TA)에서 생성된 초음파는 대상체 내부의 복수의 목표 부위를 초점으로 하여 송신될 수도 있다. 다시 말해, 생성된 초음파는 복수의 목표 부위로 멀티 포커싱(multi-focusing)되어 송신될 수도 있다.
초음파 트랜스듀서 어레이(TA)에서 발생된 초음파는 대상체 내부의 목표 부위에서 반사되어 다시 초음파 트랜스듀서 어레이(TA)로 돌아온다. 초음파 트랜스듀서 어레이(TA)는 목표 부위에서 반사되어 돌아오는 초음파 에코신호를 수신한다. 초음파 에코신호가 도달하면 초음파 트랜스듀서 어레이(TA)는 초음파 에코신호의 주파수에 상응하는 소정의 주파수로 진동하면서, 진동 주파수에 상응하는 주파수의 교류 전류를 출력한다. 이에 따라 초음파 트랜스듀서 어레이(TA)는 수신한 초음파 에코신호를 소정의 전기적 신호로 변환할 수 있게 된다. 각각의 엘리먼트(60)는 초음파 에코신호를 수신하여 전기적 신호를 출력하므로, 초음파 트랜스듀서 어레이(TA)는 복수 채널의 전기적 신호를 출력할 수 있다.
초음파 트랜스듀서는 자성체의 자왜효과를 이용하는 자왜 초음파 트랜스듀서(Magnetostrictive Ultrasonic Transducer), 압전 물질의 압전 효과를 이용한 압전 초음파 트랜스듀서(Piezoelectric Ultrasonic Transducer) 및 미세 가공된 수백 또는 수천 개의 박막의 진동을 이용하여 초음파를 송수신하는 정전용량형 미세가공 초음파 트랜스듀서(Capacitive Micromachined Ultrasonic Transducer; cMUT) 중 어느 하나로 구현될 수 있다. 또한 이외에 전기적 신호에 따라 초음파를 생성하거나 또는 초음파에 따라 전기적 신호를 생성할 수 있는 다른 종류의 트랜스듀서들 역시 초음파 트랜스듀서의 일례가 될 수 있다.
예를 들어, 개시된 실시예에 따른 초음파 트랜스듀서 엘리먼트(60)는 압전 진동자나 박막을 포함할 수 있다. 압전 진동자나 박막은 전원으로부터 교류 전류가 인가되면, 인가되는 교류 전류에 따라 소정의 주파수로 진동하고, 진동하는 주파수에 따라 소정 주파수의 초음파를 생성한다. 반대로 압전 진동자나 박막은 소정 주파수의 초음파 에코신호가 압전 진동자나 박막에 도달하면, 초음파 에코신호에 따라 진동하여, 진동 주파수에 대응하는 주파수의 교류 전류를 출력한다.
송신장치(100)는 트랜스듀서 어레이(TA)에 송신펄스를 인가하여 트랜스듀서 어레이(TA)로 하여금 대상체 내 목표 부위로 초음파 신호를 송신하도록 한다. 송신장치는 송신 빔포머와 펄서를 포함할 수 있다.송신 빔포머(110)는 본체(M)의 제어부(500)의 제어신호에 따라 송신 신호 패턴을 형성하여 펄서(120)로 출력한다. 송신 빔포머(110)는 제어부(500)를 통해 산출된 초음파 트랜스듀서 어레이(TA)를 이루는 각각의 초음파 트랜스듀서 엘리먼트(60)에 대한 시간 지연값에 기초하여 송신 신호 패턴을 형성하고, 형성된 송신 신호 패턴을 펄서(120)로 전송한다.
수신부(200)는 트랜스듀서 어레이(TA)에서 수신한 초음파 에코신호에 대한 소정의 처리를 수행하고 수신 빔포밍을 수행한다. 수신부(200)는 수신신호 처리부와 수신 빔포머를 포함할 수 있다.
수신부(200)는 트랜스 듀서로부터 신호를 수신 후에 영상 처리및 신호처리를 수행할 수 있다. 트랜스듀서 어레이(TA)에서 변환된 전기신호는 수신신호 처리부로 입력된다. 수신신호 처리부는 초음파 에코신호가 변환된 전기신호의 대해 신호 처리나 시간 지연 처리를 하기 전에 신호를 증폭시키고, 이득(gain)을 조절하거나 깊이에 따른 감쇠를 보상할 수 있다. 보다 구체적으로, 수신 신호 처리부는 초음파 트랜스듀서 어레이(TA)로부터 입력된 전기신호의 대하여 잡음을 감소시키는 저잡음 증폭기(low noise amplifier; LNA) 및 입력되는 신호에 따라 이득(gain) 값을 제어하는 가변 이득 증폭기(variable gain amplifier; VGA)를 포함할 수 있다. 가변 이득 증폭기는 집속점과의 거리에 따른 이득을 보상하는 TGC(Time Gain compensation)가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
수신 빔포머는 수신신호 처리부로부터 입력되는 전기적 신호에 대해 빔포밍(beam forming)을 수행한다. 수신 빔포머는 수신신호 처리부로부터 입력되는 전기적 신호를 중첩(superposition)시키는 방식을 통해 신호의 세기를 강하게 한다. 수신 빔포머에서 빔포밍된 신호는 아날로그-디지털 변환기를 거쳐 디지털 신호로 변환되어 본체(M)의 영상처리부(530)로 전송된다. 아날로그-디지털 변환기가 본체(M)에 마련되는 경우, 수신 빔포머에서 빔포밍된 아날로그 신호를 본체(M)로 전송하여 본체(M)에서 디지털 신호로 변환될 수도 있다. 또는 수신 빔포머가 디지털 빔포머일 수도 있다. 디지털 빔포머의 경우 아날로그 신호를 샘플링하여 저장할 수 있는 저장부와, 샘플링 주기를 제어할 수 있는 샘플링 주기 제어부(500)와 샘플의 크기를 조절할 수 있는 증폭기와, 샘플링 전 aliasing을 방지하기 위한 anti-aliasing low pass filter와, 원하는 주파수 대역을 선택할 수 있는 bandpass filter와, 빔포밍 시의 샘플링 레이트를 증가시킬 수 있는 interpolation filter와, DC성분 또는 저주파 대역의 신호를 제거할 수 있는 high-pass filter 등을 포함할 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 초음파 영상장치의 본체의 구성을 개략적으로 나타낸 제어블럭도이다.
도4를 참고하면 일 실시예에 따른 초음파 영상 장치는 프로브(P), 표시부(550) 및 제어부(500)를 포함할 수 있다.
프로브(P)는 상술한 바와 같이 대상체에 초음파를 송신하고 대상체로부터 초음파 에코신호를 수신하여 전기적 신호로 변환할 수 있다.
표시부(550)는 상술한 바와 같이 초음파 진단에 필요한 메뉴나 안내 사항 및 초음파 진단 과정에서 획득한 초음파 영상 등을 표시할 수 있다. 프로브(P)와 표시부(550)에 대한 내용은 상술한바 자세한 내용은 생략한다.
제어부(500)는 초음파 영상에 포함된 적어도 하나의 판막의 움직임을 기초로 상기 심장의 운동 주기를 결정할 수 있다.
구체적으로 제어부(500)는 심장의 초음파 영상을 기초로 판막의 위치를 도출할 수 있으며, 판막의 움직임은 심장의 주기와 대응되어 움직일 수 있다. 따라서 제어부는 판막의 움직임을 기초로 심장의 운동 주기를 결정할 수 있다.
심장의 초음파 영상은 심장의 심방 및 심실을 포함하는 초음파 영상으로 생성될 수 있다.
일 실시예에 따르면 심장의 초음파 영상은 심장의 좌우 심방 및 심실이 모두 표시되는 4CH view로 형성될 수 있다.
제어부(500)는 심장의 심방 및 심실의 위치를 기초로 적어도 하나의 판막의 위치를 결정할 수 있다.
양쪽 심방과 심실 사이에는 방실판(atrioventricular valve, AV valve)에 의해 분리되어 있는데, 이에 따라 혈액이 심방으로부터 심실방향으로 흐르지만 심실에서 심방으로 역류하지 못하게 한다. 방실판은 매 심장박동마다 일어나는 주기적인 압력변화에 반응하여 개폐된다. 심방의 압력이 심실의 압력보다 높을 때 판막은 열리고, 심실의 압력이 심방의 압력보다 높아지면 판막은 닫힌다. 우심방과 우심실 사이의 방실판은 결합조직인 세 개의 뾰족돌기(cusp, 첨판)로 이루어져 있어서 3첨판(tricuspid valve)이라 부르고, 좌심방과 좌심실 사이의 방실판은 두 개의 뾰족돌기를 가지고 있어 2첨판(bicuspid valve) 또는 승모판(mitral valve)이라고 한다.
방실판이 심방으로 밀려 올라가는 것을 막기 위하여 판막은 건삭(chordae tendineae)이라고 하는 섬유상 줄에 의해 심실벽에 돌출해 있는 유두근(papillary muscle)에 단단하게 고정되어 있다. 유두근은 판막의 개폐와는 관계가 없고 단지 판막의 움직임을 제한함으로서 뒤집히는 것을 막아주는 역할을 한다.
방실판 외에 심실과 동맥 사이에 반월판(semilunar valve)이라는 판막이 위치한다. 대동맥판(aortic valve)은 좌심실과 대동맥 사이에 있고, 폐동맥판(pulmonary valve)은 우심실과 폐동맥 사이에 있는데, 이들 판막은 반달 모양의 뾰족돌기로 이루어져 있어서, 그 모양을 따라 반월판(semilunar valve)이라고도 부른다. 이들 판막은 심실수축으로 동맥으로 흘러나간 혈액이 심실이 이완할 때 반대 방향으로 역류하는 것을 방지한다. 방실판과 마찬가지로 이들 판막도 개폐가 수동적이어서 판막 양측의 압력차에 의해 개폐가 결정된다.
본 발명에서는 특히 심방과 심실에 마련된 반월판의 움직임을 기초로 심장의 운동 주기를 결정하는 동작을 서술한다.
제어부(500)는 적어도 하나의 다른 심장의 초음파 영상에 기초한 학습을 통하여 심장의 판막의 위치를 식별할 수 있다.
구체적으로 제어부(500)는 심장의 심방 및 심실의 위치를 판단할 수 있고 상술판 판막 중 반월판은 심방과 심실 사이에 위치하는바, 제어부(500)는 심장의 심방 및 심실의 위치를 판단하고 그 사이에 위치한 판막의 위치를 결정할 수 있다.
제어부(500)는 심장에 포함된 판륜의 위치를 기초로 심장의 판막의 위치를 결정할 수 있다.
판륜은 후술하는 바와 같이 판막의 위치와 대응되는 것으로 제어부(500)는 판막의 위치를 기초로 판막의 위치를 결정할 수 있다.
제어부(500)는 판륜의 위치를 기초로 상기 판막의 위치에 대응되는 적어도 하나의 적어도 하나의 라인을 형성할 수 있다.
즉 판륜은 판막과 연결되는 부분으로 판륜을 기초로 하나의 라인을 형성한다면 판막의 움직임을 가장 효율적으로 도출할 수 있다.
제어부(500)는 기준 라인을 기초로 판막의 움직임을 판단할 수 있다. 한편 제어부가 판륜을 기초로 기준 라인을 형성하고 이를 기초로 판막의 움직임을 결정하는 동작은 아래에서 설명한다.
제어부(500)는 사용자의 명령에 기초하여 상기 판막에 대응되는 관심 영역을 결정하고, 관심 영역에 대응되는 초음파 영상의 밝기 값에 기초하여 상기 심장의 운동 주기를 결정할 수 있다.
판막에 대응되는 관심 영역은 상술한 바와 같이 심방, 심실의 위치와 판륜의 위치로 결정될 수 있다.
한편 밝기 값은 M모드에서 도출되는 그레이 값(Gray value)를 의미할 수 있다.
제어부(500)는 시간에 대한 밝기 값의 변화량에 기초하여 상기 심장의 운동 주기를 결정할 수 있다.
즉 제어부(500)는 밝기 값 자체 이외에 밝기 값의 시간에 따른 변화량 즉 미분 값으로도 판막의 움직임을 결정할 수 있고 이를 이용하여 심장의 운동 주기를 결정할 수 있다.
심장의 초음파 영상은, 심장에 대응되는 난원공(Foramen Ovale)을 포함할 수 있다.
난원공은 심장의 산소 공급의 효율성을 위해 형성된 좌우 심방 사이에 뚫려있는 구멍을 의미할 수 있다.
제어부(500)는 난원공의 움직임 및 상기 적어도 하나의 판막의 움직임에 기초하여 상기 심장의 운동 주기를 결정할 수 있다.
제어부(500)는, 심장의 위치를 실시간으로 추적하고, 심장에 위치에 대응하는 상기 적어도 하나의 판막의 위치를 결정할 수 있다.
상술한 바와 같이 판막의 위치는 심장에 있는 다양한 요소를 기초로 결정되는데 심장의 움직임에 따라 다양한 요소의 위치가 변경될 수 있으므로 제어부(500)는 심장의 위치를 실시간을 추적하여 해당 요소의 위치를 재 설정하고 이를 기초로 판막의 움직임을 도출할 수 있다.
도 4에 도시된 초음파 영상 장치의 구성 요소들의 성능에 대응하여 적어도 하나의 구성요소가 추가되거나 삭제될 수 있다. 또한, 구성 요소들의 상호 위치는 시스템의 성능 또는 구조에 대응하여 변경될 수 있다는 것은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 용이하게 이해될 것이다.
한편, 도 4에서 도시된 각각의 구성요소는 소프트웨어 및/또는 Field Programmable Gate Array(FPGA) 및 주문형 반도체(ASIC, Application Specific Integrated Circuit)와 같은 하드웨어 구성요소를 의미한다.
도5는 일 실시예에 따른 판막의 움직임을 기초로 심장의 운동주기를 결정하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도5를 참고하면, 초음파 영상 장치의 표시부(550)가 심장의 초음파 영상(B모드, I51)과 M모드 영상(I52)을 출력하는 것을 나타내고 있다.
도5에 제시된 심장의 구조를 살펴보면, 양쪽 심방과 심실 사이에는 방실판(atrioventricular valve, AV valve)에 의해 분리되어 있는데, 이에 따라 혈액이 심방으로부터 심실방향으로 흐르지만 심실에서 심방으로 역류하지 못하게 한다.
방실판은 매 심장박동마다 일어나는 주기적인 압력변화에 반응하여 개폐된다. 심방의 압력이 심실의 압력보다 높을 때 판막은 열리고, 심실의 압력이 심방의 압력보다 높아지면 판막은 닫힌다. 우심방과 우심실 사이의 방실판은 결합조직인 세 개의 뾰족돌기(cusp, 첨판)로 이루어져 있어서 3첨판(tricuspid valve)이라 부르고, 좌심방과 좌심실 사이의 방실판은 두 개의 뾰족돌기를 가지고 있어 2첨판(bicuspid valve) 또는 승모판(mitral valve)이라고 한다.
방실판이 심방으로 밀려 올라가는 것을 막기 위하여 판막은 건삭(chordae tendineae)이라고 하는 섬유상 줄에 의해 심실벽에 돌출해 있는 유두근(papillary muscle)에 단단하게 고정되어 있다. 유두근은 판막의 개폐와는 관계가 없고 단지 판막의 움직임을 제한함으로서 뒤집히는 것을 막아주는 역할을 한다.
방실판 외에 심실과 동맥 사이에 반월판(semilunar valve)이라는 판막이 위치한다. 대동맥판(aortic valve)은 좌심실과 대동맥 사이에 있고, 폐동맥판(pulmonary valve)은 우심실과 폐동맥 사이에 있는데, 이들 판막은 반달 모양의 뾰족돌기로 이루어져 있어서, 그 모양을 따라 반월판(semilunar valve)이라고도 부른다. 이들 판막은 심실수축으로 동맥으로 흘러나간 혈액이 심실이 이완할 때 반대 방향으로 역류하는 것을 방지한다. 방실판과 마찬가지로 이들 판막도 개폐가 수동적이어서 판막 양측의 압력차에 의해 개폐가 결정된다.
한편 본 발명에서는 심방과 심실 사이에 위치한 방실판(V51)의 움직임을 기초로 심장의 운동 주기를 판단할 수 있다.
한편 방실판(V51)은 심방과 심실 사이에 위치하므로 제어부(500)는 심방과 심실의 위치를 판단하고 심방과 심실 사이의 판막의 위치를 도출할 수 있다.
또한 제어부(500)는 심방과 심실 사이의 영역의 M모드 영상(I52)을 획득할 수 있고 이를 기초로 판막의 움직임을 도출할 수 있다.
또한 이렇게 획득한 M모드 영상(I52)은 초음파 영상 장치에 마련된 표시부(550)에 출력될 수 있다.
즉 제어부(500)는 심장의 B모드 영상(I51)을 출력하고, 동시에M모드 영상(I52)을 표시부에 출력할 수 있다.
M모드 영상(I52)은 움직임을 도출하는데 효과적이므로 제어부(500)는 판막의 움직임을 도출하여 심장의 운동주기를 결정할 수 있다. 이와 관련된 자세한 내용은 후술한다.
도6a은 일 실시예에 따른 심장의 판륜을 기초로 판막의 위치를 결정하는 동작을 설명하기 위한 도면이고, 도6b는 일 실시예에 따른 판륜의 위치를 기초로 라인을 형성하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도6a를 참고하면 제어부(500)는 심장의 판륜(V62a)은 이첨판 또는 삼첨판이 움직이는데 기준이 되는 요소로 결정할 수 있다. 또한 판륜(V62a)은 심방과 심실 사이에 위치하기 때문에 제어부(500)가 판막의 위치 및 판막의 움직임을 결정하는데 있어 기준이 되는 요소로 결정할 수 있다.
즉 판막(V61a)이 주기성을 갖고 움직이더라도 판륜(V62a)은 움직임의 기준점 역할을 하므로 제어부는 판륜(V62a)의 위치를 기초로 판막의 위치를 결정할 수 있다.
구체적으로 도6b를 참고하면 제어부는 판륜(V61b)의 위치를 기준으로 적어도 하나의 라인(L6b)을 형성할 수 있다. 구체적으로 제어부(500)는 판륜 사이에 적어도 하나의 라인(L6b)을 형성하고 이를 기초로 판막의 M모드 영상을 획득하여 판막의 움직임을 도출할 수 있다.
도6b에서는 판륜 사이 중간에 라인(L6b)을 형성하는 실시예를 나타내었는데 판륜(V61b) 사이에 라인을 형성하는 것이라면 그 실시예의 제한은 없다.
도7 는 일 실시예에 따른 초음파 영상 장치가 심장의 움직임을 추적하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도7을 참고하면, 일 실시예에 따른 제어부(500)는 심장의 위치(H71, H72)를 실시간으로 추적하고, 심장에 위치에 대응하는 상기 적어도 하나의 판막의 위치(V71)를 결정할 수 있다.
상술한 바와 같이 제어부는 판륜의 위치를 이용하여 판막의 움직임을 도출할 수 있다. 다만 심장은 진동운동 이외에도 병진운동을 할 수 있다. 다만 병진 운동의 경우에는 심장 자체의 위치(H71, H72)가 변하는 것을 의미하므로 판막의 위치를 도출하기 위해선 판륜의 위치의 재조정이 필요하다.
제어부(500)는 심장의 위치를 실시간으로 추적하여 심장의 위치를 결정하고 이를 기초로 판륜의 위치를 결정할 수 있다.
판륜의 위치가 심장의 위치(H71, H72)에 기초하여 재결정되면 제어부는 재 결정된 판륜의 위치를 기초로 새로운 라인을 형성하고 이를 기초로 판막의 M모드 영상을 획득하여 판막의 움직임을 도출할 수 있고 이를 기초로 심장의 운동 주기를 결정할 수 있다.한편 도7에서도 제어부가 도6b와 마찬가지로 판륜 사이 중간에 라인(L71)을 형성할 수 있다. 한편, 판륜의 위치는 심장의 위치가 변함(H71, H72)에 따라서 변경 될 수 있고, 제어부는 심장의 위치가 변함에 따라서 판륜 사이 중간의 라인(L71)의 위치를 변경시킬 수 있다.
한편 도6a, 도 6b 및 도7에 설명한 본 발명의 동작은 본 발명의 일 실시예에 불과하며 그 동작의 제한은 없다.
도8a은 일 실시예에 따른 관심 영역(R8a)에 대응되는 밝기 값을 도출하는 동작을 나타낸 도면이고 도8b는 도출된 밝기 값을 시간에 따라 나타낸 그래프이다.
도8a를 참고하면, 제어부는 심장(H8a)의 초음파 영상 중 판막에 대응되는 관심 영역(R8a)을 결정하고, 관심 영역에 대응되는 초음파 영상의 밝기 값에 기초하여 상기 심장의 운동 주기를 결정할 수 있다.
한편 관심 영역은 제어부가 상술한 바와 같이 심방과 심실 사이 위치 및 판륜의 위치에 기초하여 제어부가 결정할 수 있다.
또한 해당 관심 영역(R8a)은 사용자가 입력한 명령에 기초하여 결정될 수 있다.
구체적으로 사용자는 입력부를 통하여 심장(H8a)의 판막 영역을 관심영역(R8a)으로 결정할 수 있다.
한편, 제어부는 관심영역(R8a)으로 결정된 해당 영역의 M모드 영상을 획득할 수 있고 대응되는 밝기 값을 도출할 수 있다.
도8b를 참고하면 이러한 밝기 값을 시간에 따라 나타낸 그래프를 나타내고 있다.
해당 값은 관심 영역의 Gray value로 정의될 수 있다. 한편 Gray value의 값, 즉 밝기 값을 참고하면 밝기 값이 주기적으로 변경되고 있다.
판막의 밝기 값의 변경은 심장의 운동 주기와 대응될 수 있다.
도8b에서는 관심 영역의 밝기가 주기성을 갖고 변경되는 것을 나타내고 있다. 제어부는 이러한 주기 정보를 이용하여 심장의 운동 주기를 결정할 수 있다.
한편 도8b에는 명시적으로 제시하지는 않았으나, 제어부는 시간에 따른 밝기 값의 변화량을 도출할 수 있다. 즉 제어부는 밝기 값을 시간에 따라 미분할 수 있고 이를 기초로 미분 값이 0이되는 지점을 결정할 수 있다.
도8b에서는 t1, t2 및 t3가 해당 시점에 해당되며 제어부는 t1과 t3의 간격을 판막의 움직임의 한 주기로 결정할 수 있다.
구체적으로 제어부는 미분 값을 이용하는 경우에는 밝기 값의 최대 값과 최소값의 간격의 2배에 해당하는 것을 판막의 운동 주기로 판단하고 심장의 운동 주기를 결정할 수 있다.
한편 도8a 및 도8b에서 설명한 동작은 본 발명의 일 실시예예 불과하고 판막의 움직임을 기초로 심장의 주기를 결정하는 동작에는 그 제한이 없다.
도9는 일 실시예에 따른 난원공(Foramen Ovale, 9FO)을 기초로 심장의 운동 주기를 결정하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
난원공(9FO)은 태아의 심장의 산소 공급을 원활하게 해주는 것을 좌우 심방사이에 뚫려있는 구멍을 의미할 수 있다.
제어부는 태아의 심장이 움직이면서 난원공(9FO)을 나타내는 부분의 밝기 값(Gray value)이 달라지는 것을 검출할 수 있다.
제어부는 난원공(9FO)의 영역을 검출하여 심장의 운동 주기를 결정할 수 있다.
한편 태아가 출산 직후에 폐로 호흡하기 시작하면 좌심방의 압력이 높아지고 우심방의 압력이 떨어지면서 난원공(9FO)이 막히게 된다.
한편 제어부는 상술한 판막을 기초로 심장의 운동 주기를 결정할 수 있고, 난원공(9FO)을 이용하여 심장의 운동주기를 결정할 수도 있다.
한편 제어부는 난원공을 이용하여 심장의 운동주기를 결정할 수 있고, 판막을 이용하여 심장의 운동 주기를 결정할 수 있다.
또한 난원공 및 판막 각각을 기초로 결정한 심장의 운동 주기를 비교하여 심장의 운동 주기를 결정할 수 있다.
즉 판막은 방실판을 포함하고, 상술한 바와 같이 방실판은 2첨판과 3첨판이 존재한다.
따라서 제어부는 두 방실판과 난원공의 움직임을 기초로 심장의 운동주기를 결정할 수 있다.
구체적으로 제어부는 2첨판의 움직임을 기초로 심장의 운동 주기를 결정하고, 3첨판의 움직임을 기초로 심장의 운동 주기를 결정하고, 난원공의 움직임을 기초로 심장의 운동주기를 결정할 수 있다.
또한 제어부는 각각의 운동주기를 서로 비교하여 각각을 기초로 도출된 심장의 운동주기가 유효한지 여부를 판단할 수 있다.
즉 판막 및 난원공 각각을 기초로 결정한 심장의 운동주기가 미리 결정된 범위내로 유사한 값을 가지면 해당 심장의 운동 주기는 유효한 것으로 판단할 수 있다.
일 예로 이첨판과 난원공을 기초로 결정한 심장의 운동주기는 실질적으로 동일하지만, 삼첨판을 기초로 결정한 심장의 주기가 이첨판 및 난원공을 기초로 결정한 심장의 주기와 차이가 큰 경우 삼첨판을 기초로 결정한 심장의 운동주기는 운동주기를 결정하는데 있어 배제할 수 있다.
이를 기초로 제어부는 판막의 움직임을 기초로 심장의 운동 주기를 결정할 수 있다.
한편 난원공을 이용하여 심장의 운동 주기를 결정하는 것은 본 발명의 일 실시예에 불과하며, 심장의 초음파 영상에서 식별가능 한 요소의 움직임을 이용하여 심장의 운동주기를 결정하는 동작에는 그 제한이 없다.
도10은 일 실시예에 따른 순서도이다.
도10을 참고하면 초음파 영상 장치는 프로브를 통하여 심장의 초음파 영상을 획득할 수 있다(1001).
또한 초음파 영상 장치는 획득한 초음파 영상을 기초로 판막의 위치를 결정할 수 있다(1002).
한편 초음파 영상 장치는 판막의 움직임을 기초로 심장의 운동 주기를 결정할 수 있다(1003). 한편 초음파 영상 장치는 판막의 움직임의 M모드 영상과 심장의 운동 주기를 초음파 영상 장치의 표시부에 출력할 수 있다(1004).
한편, 개시된 실시예들은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 저장하는 기록매체의 형태로 구현될 수 있다. 명령어는 프로그램 코드의 형태로 저장될 수 있으며, 프로세서에 의해 실행되었을 때, 프로그램 모듈을 생성하여 개시된 실시예들의 동작을 수행할 수 있다. 기록매체는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체로 구현될 수 있다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체로는 컴퓨터에 의하여 해독될 수 있는 명령어가 저장된 모든 종류의 기록 매체를 포함한다. 예를 들어, ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 자기 테이프, 자기 디스크, 플래쉬 메모리, 광 데이터 저장장치 등이 있을 수 있다.
이상에서와 같이 첨부된 도면을 참조하여 개시된 실시예들을 설명하였다.본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고도, 개시된 실시예들과 다른 형태로 본 발명이 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 개시된 실시예들은 예시적인 것이며, 한정적으로 해석되어서는 안 된다.
P : 초음파 프로브
1 : 초음파 영상 장치
500 : 제어부
550 : 표시부

Claims (18)

  1. 표시부;
    심장의 초음파 신호를 획득하는 프로브; 및
    상기 초음파 신호를 기초로 상기 심장의 초음파 영상을 생성하여 상기 표시부에 출력하고,
    상기 초음파 영상에 포함된 적어도 하나의 판막의 움직임을 기초로 상기 심장의 운동 주기를 결정하는 제어부;를 포함하고,
    상기 심장의 초음파 영상은,
    상기 심장의 심방 및 심실을 포함하는 초음파 영상으로 생성되는 초음파 영상장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 심장의 심방 및 심실의 위치를 기초로 상기 적어도 하나의 판막의 위치를 결정하는 초음파 영상 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    적어도 하나의 다른 심장의 초음파 영상에 기초한 학습을 통하여 상기 심장의 판막의 위치를 식별하는 초음파 영상 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 심장에 포함된 판륜의 위치를 기초로 상기 심장의 판막의 위치를 결정하는 초음파 영상장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 판륜의 위치를 기초로 상기 판막의 위치에 대응되는 적어도 하나의 적어도 하나의 라인을 형성하고,
    상기 라인을 기초로 상기 판막의 움직임을 판단하는 초음파 영상 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    사용자의 명령에 기초하여 상기 판막에 대응되는 관심 영역을 결정하고,
    상기 관심 영역에 대응되는 초음파 영상의 밝기 값에 기초하여 상기 심장의 운동 주기를 결정하는 초음파 영상 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는,
    시간에 대한 상기 밝기 값의 변화량에 기초하여 상기 심장의 운동 주기를 결정하는 초음파 영상 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 심장의 초음파 영상은,
    상기 심장에 대응되는 난원공(Foramen Ovale)을 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 난원공의 움직임 및 상기 적어도 하나의 판막의 움직임에 기초하여 상기 심장의 운동 주기를 결정하는 초음파 영상 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 심장의 위치를 실시간으로 추적하고,
    상기 심장에 위치에 대응하는 상기 적어도 하나의 판막의 위치를 결정하는 초음파 영상 장치.
  10. 프로브를 통하여 심장의 초음파 신호를 획득하고,
    상기 초음파 신호를 기초로 상기 심장의 초음파 영상을 생성하여 표시부에 출력하고,
    상기 초음파 영상에 포함된 적어도 하나의 판막의 움직임을 기초로 상기 심장의 운동 주기를 결정하고,
    상기 심장의 초음파 영상은,
    상기 심장의 심방 및 심실을 포함하는 초음파 영상으로 생성되는 것을 포함하는 초음파 영상 장치 제어방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 심장의 심방 및 심실의 위치를 기초로 상기 적어도 하나의 판막의 위치를 결정하는 것을 더 포함하는 초음파 영상 장치 제어방법.
  12. 제11항에 있어서,
    적어도 하나의 다른 심장의 초음파 영상에 기초한 학습을 통하여 상기 심장의 판막의 위치를 식별하는 것을 포함하는 초음파 영상 장치 제어방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 심장의 운동주기를 결정하는 것은,
    상기 심장에 포함된 판륜의 위치를 기초로 상기 심장의 판막의 위치를 결정하는 초음파 영상장치 제어방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 판륜의 위치를 기초로 상기 판막의 위치에 대응되는 적어도 하나의 적어도 하나의 라인을 형성하는 것을 더 포함하고,
    상기 초음파 영상에 포함된 적어도 하나의 판막의 움직임을 기초로 상기 심장의 운동 주기를 결정하는 것은,
    상기 라인을 기초로 상기 판막의 움직임을 판단하는 것을 포함하는 초음파 영상 장치 제어방법.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 초음파 영상에 포함된 적어도 하나의 판막의 움직임을 기초로 상기 심장의 운동 주기를 결정하는 것은,
    사용자의 명령에 기초하여 상기 판막에 대응되는 관심 영역을 결정하고,
    상기 관심 영역에 대응되는 초음파 영상의 밝기 값에 기초하여 상기 심장의 운동 주기를 결정하는 것을 포함하는 초음파 영상 장치 제어방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 초음파 영상에 포함된 적어도 하나의 판막의 움직임을 기초로 상기 심장의 운동 주기를 결정하는 것은,
    시간에 대한 상기 밝기 값의 변화량에 기초하여 상기 심장의 운동 주기를 결정하는 초음파 영상 장치 제어방법.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 심장의 초음파 영상은,
    상기 심장에 대응되는 난원공(Foramen Ovale)을 포함하고,
    상기 초음파 영상에 포함된 적어도 하나의 판막의 움직임을 기초로 상기 심장의 운동 주기를 결정하는 것은,
    상기 난원공의 움직임 및 상기 적어도 하나의 판막의 움직임에 기초하여 상기 심장의 운동 주기를 결정하는 것을 포함하는 초음파 영상 장치 제어방법.
  18. 제10항에 있어서,
    상기 심장의 위치를 실시간으로 추적하고,
    상기 심장에 위치에 대응하는 상기 적어도 하나의 판막의 위치를 결정하는 것을 더 포함하는 초음파 영상 장치 제어방법.
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