KR20220079980A

KR20220079980A - 초음파 스캐닝을 위한 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20220079980A
Application number: KR1020227016382A
Authority: KR
Inventors: 모날리 패드월; 준환 최; 나세르 세이버; 푸싱 양
Original assignee: 베라톤 인코포레이티드
Priority date: 2019-10-17
Filing date: 2020-10-16
Publication date: 2022-06-14
Also published as: US11911220B2; EP4044931A1; JP7455963B2; CN114554968A; JP2022551964A; CA3154396A1; US20210113194A1; WO2021076833A1

Abstract

시스템은 표적 혈관으로 향하는 초음파 신호를 송신하고, 송신된 초음파 신호와 연관된 에코 정보를 수신하도록 구성된 다수의 변환기를 포함한다. 시스템은 또한 에코 정보를 처리하고, 다수의 위치에서 혈관의 초음파 이미지를 생성하고, 위치에서 혈관의 추정 직경을 생성하도록 구성된 처리 장치를 포함한다. 처리 장치는 또한 혈관과 연관된 이미지 정보를 출력하고, 이미지 정보에 기반하여 여러 위치에서의 혈관의 최대 추정 직경 또는 추정 직경을 출력한다.

Description

초음파 스캐닝을 위한 시스템 및 방법

복부 대동맥류(abdominal aortic aneurysm, AAA)는 일반적으로 횡격막과 대동맥 분기점 사이에 위치한 대동맥의 확장을 나타낸다. 복부 대동맥류에 대한 복부 대동맥 모니터링은 일반적으로 컴퓨터 단층 촬영(CT) 스캔 또는 자기 공명 영상(MRI)을 통해 수행된다. 그러나 방사선을 사용하는 CT 스캔 및 MRI와 같은 영상 기법은 종종 관리 비용이 많이 드는 시간 소모적인 절차이다.

다른 상황에서는 초음파 스캐너를 사용하여 복부 대동맥과 관련된 특징을 측정할 수 있다. 그러나 초음파를 통한 복부 대동맥의 기능 모니터링은 무엇보다도 초음파 영상과 관련된 낮은 이미지 품질로 인해 어렵다. 또한, 복부 대동맥류의 현재 초음파 검사는 단일 2차원 이미지에서 파생된 전후방 측정을 수행해야 한다. 이러한 초음파 이미지를 분석하는 의료진은 이미지 평명의 잘못된 방향을 기반으로 하는 복부 대동맥류 측정과 관련된 오류를 생성하여 복부 대동맥류를 부정확하게 측정하는 경우가 많다. 더욱이, 기존의 초음파 스캐너를 사용하는 경우, 시술자가 고도로 숙련된 시술자가 아니면 분석을 위해 복부 대동맥 전체를 영상으로 포착하는 것은 어렵다. 결과적으로 복부 대동맥의 분석은 종종 불완전하다.

도 1a는 실시예에 따른 초음파 변환기 시스템의 평면도이다.
도 1b는 다른 실시예에 따른 다른 초음파 변환기 시스템의 측면도이다.
도 1c는 다른 실시예에 따른 다른 초음파 변환기 시스템의 측면도이다.
도 1d는 변환기와 연관된 뷰를 예시하는 도 1c의 변환기 시스템의 측면도이다.
도 2는 다른 실시예에 따른 다른 초음파 변환기 시스템의 평면도이다.
도 3은 다른 실시예에 따른 곡선형 초음파 프로브를 도시한 것이다.
도4는 도1a 내지 도 1c, 도 2 및 도3의 초음파 변환기 시스템에 포함된 논리 소자의 예시적인 구성을 도시한 것이다.
도 5는 실시예에 따라 기본 유닛 또는 제어기에 포함된 로직 요소의 예시적인 구성을 도시한 것이다.
도 6은 도 1a 내지 도 5의 요소들 중 하나 이상에 포함된 구성요소의 예시적인 구성을 도시한 것이다.
도7은 실시예에 따른 복부 대동맥 스캐닝과 관련된 흐름도이다.
도8은 실시예에 따른 환자에 대한 도 1a의 초음파 변환기 시스템의 예시적인 배치를 도시한 것이다.
도 9a 및 도 9b는 실시예에 따라 생성된 초음파 이미지를 도시한 것이다.
도 10은 실시예에 따른 도 7의 처리와 연관된 예시적인 디스플레이를 도시한 것이다.
도 11a 및 도 11b는 다른 실시예에 따라 생성된 초음파 이미지를 도시한 것이다.
도 12는 다른 실시예에 따라 환자에 대한 다른 초음파 프로브의 사용을 도시한 것이다.
도 13a 내지 도 13d는 다른 실시예에 따른 선형 패턴으로 구성된 다른 초음파 변환기 시스템의 평면도이다.
도 14a 내지 도 14c는 다른 실시예에 따른 다른 초음파 변환기 시스템의 평면도이다.
도 15a 내지 도 15c는 다른 실시예에 따라 방사상 패턴으로 구성된 다른 초음파 변환기 시스템의 평면도이다.
도 16a 내지 도 16d는 다른 실시예에 따른 다차원 패턴으로 구성된 다른 초음파 변환기 시스템의 평면도이다.
도 17a 및 도 17b는 실시예에 따른 장 가스 또는 다른 장애물의 영향을 완화하는데 사용되는 다른 예시적인 초음파 변환기 시스템의 도면이다.
도 18은 다른 실시예에 따른 초음파 변환기 시스템의 다른 사용을 도시한 것이다.

다음의 상세한 설명은 첨부된 도면을 참조한다. 다른 도면에서 동일한 참조 번호는 동일하거나 유사한 요소를 식별할 수 있다. 또한, 이하의 상세한 설명은 본 발명을 제한하지 않는다.

본 명세서에 설명된 실시는 복부 대동맥 및 복부 대동맥류(abdominal aortic aneurysm, AAA)의 가능한 존재를 식별하기 위한 초음파 이미지화를 사용하는 것에 관한 것이다. 일 실시예에 따르면, 복부 대동맥의 초음파 이미지화는 복부 대동맥의 이미지를 제공하는 용량성 마이크로머시닝된 초음파 변환기(capacitive micro-machined ultrasonic transducers, CMUTs)의 어레이(array)를 사용하여 수행될 수 있다. 다른 실시에서, 초음파 이미지화는 압전 변환기 요소의 곡선형 어레이 또는 압전 마이크로머시닝된 초음파 변환기(piezoelectric micro-machined ultrasonic transducers, PMUT)의 어레이를 사용하여 수행될 수 있다. 각각의 경우에 초음파 이미지는 전체 복부 대동맥의 이미지를 제공하고, 존재하는 경우 복부 대동맥류를 식별할 수 있다. 본 명세서에 설명된 실시는 복부 대동맥류가 존재하는지 여부를 나타내는 정보를 제공할 수 있는 복부 대동맥의 직경 및/또는 기타 매개변수를 자동으로 측정할 수도 있다.

일부 실시에서, 초음파 변환기(예를 들어, CMUT 변환기)와 연관된 위치 센서 또는 인코더(encoder)는 개별 CMUT 변환기에 의해 생성된 다양한 2차원 이미지를 결합하는데 도움을 주기 위해 사용될 수 있다. 위치 센서와 인코더는 전체 복부 대동맥의 보다 정확한 표현과 복부 대동맥과 연관된 보다 정확한 측정을 제공하는데 도움이 될 수 있다. 또한, 신경망 및 딥 러닝 사용을 포함한 기계 학습은 초음파 스캔을 통해 얻은 정보를 기반으로 환자의 복부 대동맥 또는 기타 혈관, 기관 또는 관심 구조를 식별 및/또는 측정하는 데 도움이 될 수 있다.

도 1a는 실시예에 따라 복부 대동맥류를 식별하고 측정하기 위해 사용될 수 있는 예시적인 CMUT 스트립 변환기 시스템(100)(여기에서 CMUT 시스템(100)으로 지칭됨)의 평면도이다. 도1a를 참조하면, CMUT 시스템(100)은 하우징(110), CMUTs(122-1 내지 122-5)(개별적으로 CMUT(122, 122-X 또는 변환기(122)라고 하거나, 집합적으로 CMUTs(122) 또는 변환기들(122)라고 함) 및 케이블/커넥터(130)를 포함한다. CMUT 시스템(100)은 또한 전력을 제공하거나 변환기들(122)을 활성화 하는 것과 같이 CMUT 시스템(100)을 제어하는데 도움이 되는 제어 관련 전자장치(도시되지 않음)와 같은 추가 요소를 포함할 수 있다.

일 실시에서, 하우징(110)은 변환기들(122)의 활성화를 제어하는 것과 연관된 전자 장치/회로(도시되지 않음)와 함께 CMUTs(122)를 지지/하우징하는 강성 또는 반강성 하우징 일 수 있다. 다른 실시에서, 하우징(110)은 CMUTs(122) 및 전자 장치를 지지하는 가요성 벨트 또는 스트립일 수 있다. 하우징(110)은 환자의 복부 영역에 배치될 수 있고, 하우징(110)이 하우징(110)의 전체 길이를 따라 환자의 복부와 접촉하는 것을 보장하기 위해 선택적으로 환자의 복부에 테이프로 붙일 수 있다. CMUTs(122)는 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이 초음파 이미지를 생성하도록 전력이 공급될 수 있다. 실시예에서, 하우징(110)은 또한 CMUTs(122)로부터의 이미지를 결합하는 것을 돕는 위치 센서(도 1a에 도시되지 않음)를 포함할 수 있다.

각각의 CMUT(122)는 병렬로 연결될 수 있는 소형 축전기(capacitor) 셀의 어레이와 같은 하나 이상의 셀을 포함할 수 있다. 예를 들어, CMUT(122)의 각각의 셀은 가요성(flexible)일 수 있는 상부 전극 및 고정된 하부 전극을 포함할 수 있다. 상부 전극과 하부 전극 사이에 작은 갭이 형성되어 축전기를 형성한다. 동작 동안, 전압이 상부 전극에 인가되어 CMUT(122)가 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이 복부 대동맥과 같은 관심 대상에 대한 이미지화 정보를 생성하는데 사용될 수 있는 초음파 신호를 생성할 수 있다.

CMUT 시스템(100)에서, CMUTs(122)는 인접한 CMUT(122)에 평행하게 배향되고 그로부터 분리된 각 CMUT(122)를 갖는 1차원 패턴으로 구성된다. 이러한 방식으로, CMUTs(122)는 전체 복부 대동맥을 포착하는 뷰(view)를 함께 얻는다. 즉, 관심대상(예: 이 경우 복부 대동맥)의 길이를 기준으로 CMUTs(122)의 수와 인접한 CMUTs(122) 사이의 간격은 CMUTs(122)에 의해 생성된 초음파 신호가 복부 대동맥의 전체 길이에 도달하게 송신되도록 설계된다. 그 결과, 하우징(110)의 전체 길이 및 CMUTs(122)의 수는 환자의 키에 기반할 수 있다. 예를 들어, 성인의 스캔을 위해, CMUT 시스템(110)은 어린이를 위해 사용되는 CMUT 시스템(110)보다 더 많은 CMUTs(122)를 포함하는 더 긴 하우징(110)을 포함할 수 있다. 또한, 하나의 CMUT(122)의 뷰는 인접한 CMUT(122)의 뷰와 중첩될 수 있다. CMUTs(122)로부터의 이미지는 그 다음 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이 복부 대동맥과 같은 관심 대상의 완전한 뷰를 제공하도록 결합될 수 있다.

커넥터/케이블(130)은 일단이 CMUT 시스템(100)을 사용하여 초음파 스캔을 개시하기 위해 의료진에 의해 사용되는 기본 유닛/제어기에 결합될 수 있고 다른 단부에서 CMUT 시스템(100)에 결합될 수 있다. 일 실시에서, 기본 유닛(base unit)/제어기(controller)는 CMUTs(122)를 활성화하기 위해 제어 신호 및 전력 모두를 제공한다. 예를 들어, 전압은 아래에서 상세히 설명되는 바와 같이 초음파 스캔의 개시에 응답하여 케이블(130)을 통해 제어기로부터 CMUTs(122)에 공급될 수 있다.

도 1b는 CMUTs(122)를 포함하는 다른 예시적인 CMUT 스트립 변환기 시스템(140)의 측면도를 도시한 것이다. 이 실시에서, CMUT 스트립 변환기 시스템(140)(CMUT 시스템(140)이라고도 지칭됨)은 반강성 또는 가요성 하우징(150)을 포함한다. 하우징(150)은 도 1b의 예에서 원형 단면 형상을 갖는 요소/구조물(154)을 통해 서로 연결된 다수의 섹션 또는 부분(152)으로 구성될 수 있다. 요소(154)는 하우징(150)의 폭을 연장할 수 있고, 각 센션(152)이 인접한 섹션(152)에 대해 각도 오프셋되도록 허용할 수 있다. 요소(154)는 하우징(150)이 복부의 윤곽과 같은 인체의 윤곽에 부착되도록 하는 피봇 포인트 또는 힌지로서 작용할 수 있다. 즉, CMUT 시스템(140)의 각 섹션(152)은 CMUT 시스템(140)이 환자의 복부/중간 섹션의 윤곽을 따르도록 환자의 복부의 일부와 접촉할 수 있다. 이것은 변환기들(122)이 환자의 피부와의 접촉을 유지하고 복부 대동맥과 같은 관심 대상의 전체 길이를 따라 고품질 이미지를 얻을 수 있게 한다. 일부 실시예에서, CMUTs(122) 각각은 장 가스 그림자와 같은 초음파 이미지화에서의 아티팩트를 감소시키기 위해 구부러진 피부 표면과의 양호한 접촉을 보장하도록 개별적으로 조정될 수 있다.

CMUT 시스템(140)은 또한 위치 센서(160)를 포함할 수 있다. 위치 센서(160)는 기본 유닛/제어기가 변환기들(122)로부터의 위치 센서(160)로부터의 위치 정보에 기반하여(예를 들어, 각각의 변환기들(122)의 위치에 기반하여) 변환기들(122)로부터의 이미지를 회전시킴으로써 이미지를 “등록”하게 할 수 있다. 예를 들어, CMUTs(122)는 중첩 뷰 또는 비중첩 뷰를 갖는 이미지 평면을 생성할 수 있다. 각각의 위치 센서(160)는 하우징(150)의 단부 또는 측면, 인접 변환기(122), 인접 위치 센서(160) 등과 같은 기준점에 대한 위치 또는 위치 정보를 생성할 수 있다. 실시예세서, 위치 센서(160)는 서로 각도 오프셋될 수 있는 변환기들(122)에 의해 생성된 이미지에 대한 각도 정보를 포함하는 위치 정보를 제공하는 자이로스코프 및/또는 가속도계와 같은 미세전자기계(microelectromechanical, MEMS) 위치 센서일 수 있다. 위치 정보에 기반하여, 기본 유닛/제어기는 CMUTs(122)에 의해 생성된 B-모드 이미지와 같은 이미지를 등록하고 결합하여 아래에서 더 자세히 설명되는 바와 같이 전체 관심 대상의 정확한 이미지를 생성할 수 있다. 예를 들어 기본 유닛/제어기는 위치정보를 기반으로 이미지를 적절하게 회전하여 여러 B모드 이미지를 등록할 수 있다. 상이한 CMUT와 연관된 다수의 B-모드 이미지가 서로 중첩되는 일부 구성에서, 중첩된 이미지는 아래에서 더 자세히 설명되는 바와 같이 등록 후에 함께 스티칭되거나 결합될 수 있다. 이미지가 겹치지 않는 상황에서는 아래에서 자세히 설명하는 것처럼 이미지를 사용하여 전체 복부 대동맥의 뷰를 생성할 수도 있다.

도 1c는 CMUTs(122)를 포함하는 다른 예시적인 CMUT 스트립 변환기 시스템(170)의 측면도를 도시한 것이다. 이 실시에서, CMUT 스트립 변환기 시스템(170)(여기에서 CMUT 시스템(170)이라고도 함)은 도 1b와 관련하여 위에서 설명된 하우징(150)과 유사한 반강성 또는 가요성 하우징(180)을 포함한다. 즉, 하우징(180)은 원형 단면 형상을 갖고 하우징(180)의 폭을 확장하는 요소(190)를 통해 서로 연결된 다수의 섹션 또는 부분(182)으로 구성될 수 있다. 요소(190)는 각 세션(182)이 인접한 섹션(182)에 대해 각도 오프셋되도록 허용할 수 있고 각 섹션(182)이 환자의 복부 일부와 접촉하도록 할 수 있다.

이 실시에서, 요소(190)는 기본 유닛/제어기가 위치 인코더(190)에 의해 제공되는 각각의 변환기(122)의 위치에 기반하여 변환기들(122)로부터의 다양한 이미지를 등록 및/또는 결합할 수 있도록 변환기들(122)로부터의 이미지와 연관된 위치 정보를 제공하는 위치 인코더를 포함할 수 있다. 예를 들어, 일 실시에서, CMUTs(122)는 도 1d에 예시된 바와 같이 중첩 뷰를 갖는 이미지화 평면을 생성할 수 있다. 도 1d를 참조하면, CMUTs(122-1 내지 122-5)는 인접한 뷰와 중첩되는 뷰(128-1 내지 128-5)를 갖는 초음파 신호를 각각 제공할 수 있다. 위치 인코더(190)로부터의 정보에 기반하여, 기본 유닛/제어기는 중첩 뷰(128-1내지 128-5)를 포함하는 초음파 이미지(예를 들어, B-모드 이미지)를 결합하여 아래에 자세히 설명하는 것처럼 관심 대상(예: 복부 대동맥)의 전체 길이를 따라 관심 대상의 정확한 이미지를 생성한다. 다른 실시에서, CMUTs(122)와 연관된 뷰는 서로 중첩되지 않을 수 있다.

도 2는 실시예에 따라 복부 대동맥을 이미지화하고 측정하는데 사용될 수 있는 다른 예시적인 CMUT 스트립 변환기 시스템(200)의 평면도이다. 도 2를 참조하면, CMUT 스트립 변환기 시스템(200)(CMUT 시스템(200)으로도 지칭됨)은 하우징(210), CMUTs(222-1 내지 222-4)(개별적으로는 CMUT(222, 222-X) 또는 변환기(222)로 지칭되거나 집합적으로 CMUTs(222) 또는 변환기들(222) 라고 지칭됨) 및 CMUTs(224-1 내지 224-4)(개별적으로는 CMUT(224, 224-X) 또는 변환기(224)로 지칭되거나 집합적으로 CMUTs(224) 또는 변환기들(224) 라고 지칭됨)를 포함한다. 이 실시에서, CMUTs(222, 224)는 쌍으로 배열될 수 있고, 각각의 CMUT(222)는 제1방향으로 배향되고 각 CMUT(224)는 인접한 CMUT(222)에 수직으로 배향된다. 이 실시들에서, CMUTs(222 및 224)는 함께 CMUT 시스템(200)의 각 위치에서 각각의 CMUT 쌍(222 및 224)에 의해 시상(sagittal) 및 횡단(transverse) 뷰가 모두 제공될 수 있는 양면(biplane) 이미지화를 제공할 수 있다. 또한, 변환기들(222)에 수직인 변환기들(224)의 배향은 도 1d에서 예시된 뷰에 대해 수직으로 연장되는 뷰를 제공한다. 이 실시에서, 상대적으로 경험이 없는 의료진은 무엇보다도 CMUT 시스템(200)에 의해 제공되는 시상 및 횡단 뷰로 인해 복부 대동맥을 완전히 포착할 수 있다.

일 실시에서, 하우징(210)은 변환기들(222 및 224)의 활성화를 제어하는 것과 연관된 전자/회로(도시되지 않음)와 함께 CMUTs(222 및 224)를 지지/하우징하는 강성, 반강성 또는 가요성 하우징일 수 있다. 하우징(210)은 환자의 복부 영역에 배치될 수 있고 선택적으로 환자의 복부 영역에 테이프로 붙이거나 접착될 수 있다. CMUTs(222 및 224)는 아래에서 더 자세히 설명되는 바와 같이 초음파 이미지를 생성하도록 전력이 공급될 수 있다. 실시예에서 하우징(110)은 또한 도 1b 및 도 1c에 대해 위에서 설명된 것과 유사한 위치 센서(도2에 도시되지 않음)(예를 들어, 위치 센서/인코더(160 및 190))를 포함할 수 있으며, 이는 위치 정보에 기반한 이미지 등록 및 회전 및/또는 CMUTs(222 및 224)의 이미지 결합을 지원한다. 또한, CMUT 시스템(200)은 환자의 신체의 윤곽에 일치하도록 도 1b 및 도 1c와 관련하여 위에서 설명된 것과 유사한 다른 부분에 대해 각도 오프셋된 부분을 포함할 수 있다.

각각의 CMUT(222 및 224)는 전술한 CMUTs(122)와 유사할 수 있다. 즉, 각각의 CMUT(222 및 224)는 축전기(capacitor)를 형성하기 위해 갭에 의해 분리된 상부 및 하부 전극을 포함하는 각각의 셀을 갖는 하나 이상의 셀을 포함할 수 있다. 작동 동안, 전압이 상부 전극에 인가될 수 있고, 변환기들(222 및 224)는 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이 복부 대동맥과 같은 관심 대상에 대한 이미지화 정보를 생성하는데 사용될 수 잇는 초음파 신호를 생성할 수 있다.

커넥터/케이블(230)은 위에서 설명된 케이블(130)과 유사할 수 있다. 예를 들어, 전압 및 제어 신호는 변환기들(222 및 224)을 활성화하고 초음파 신호를 생성하기 위해 케이블(230)을 통해 기본 유닛/제어기로부터 변환기(222 및 224)로 공급될 수 있다.

도 3은 본 명세서에 설명된 다른 예시적인 실시에 따라 사용될 수 있는 초음파 프로브(300)의 도면이다. 예를 들어, 초음파 프로브(300)는 복부 대동맥과 같은 관심 대상을 스캔하는데 사용될 수 있다. 도 3을 참조하면, 초음파 프로브(300)는 회전 모터에 결합된 변환기 요소의 1차원(1D) 어레이를 포함할 수 있다. 이 실시에서, 초음파 프로브(300)는 돔(315)에 연결된 베이스(310), 세타 모터(320)(회전 모터(320)이라고도 함), 스핀들(330), 및 변환기 어레이(375)를 갖는 변환기 버킷(270)을 포함할 수 있다. 세타 모터(320) 및/또는 1D 변환기 어레이(375)는 세타모터(320) 및/또는 1D 변환기 어레이(375)를 기본 유닛/제어기 유닛(도 3에 도시되지 않음)에 전기적으로 연결하는 유선 또는 무선 전기 연결을 포함 할 수 있다.

베이스(310)는 세타 모터(320)를 수용하고 초음파 프로브(300)에 구조적 지지를 제공할 수 있다. 베이스(310)는 돔(315)에 연결될 수 있고 외부 환경으로부터 초음파 프로브(300)의 구성요소들을 보호하기 위해 돔(315)과 밀봉을 형성할 수 있다. 세타 모터(320)는 세타 회전 평면(325)를 중심으로 회전함으로써 1D 변환기 어레이(375)에 대해 길이 방향으로 베이스(310)에 대해 스핀들(330)을 회전시킬 수 있다. 스핀들(330)은 변환기 버킷(370)에서 종결될 수 있다. 1D 변환기 어레이(375)는 압전 변환기, 용량성 변환기, 및/또는 다른 유형의 초음파 변환기의 만곡된 1D 어레이를 포함할 수 있다. 대안적으로, 1D 변환기 어레이(375)는 압전 변환기의 선형 어레이 또는 위상 어레이를 포함할 수 있다. 1D 변환기 어레이(375)는 특정 초음파 주파수 또는 초음파 주파수 범위에서 전기적 신호를 초음파 신호로 변환하고, 반사된 초음파 신호(예: 에코 등)를 수신하고, 수신된 초음파 신호를 전기적 신호로 변환할 수 있다. 실시예에서, 프로브(300)는 대략 2MHz로부터 대략 10MHz 이상(예를 들어, 18MHz)까지 확장되는 범위에서 초음파 신호를 전송한다. 1D 변환기 어레이(375)의 각 요소는 도 3에서 376으로 예시된 방향 세트의 특정 방향으로 초음파 신호를 송신 및 수신할 수 있다. 따라서, 1D 변환기 어레이(375)의 요소들은 함께 특정 평면에 대한 초음파 이미지 데이터를 생성할 수 있다. 3차원(3D) 스캔 모드에서, 세타 모터(320)는 관심 영역의 전체 3D 스캔을 획득하기 위해 평면 세트를 1회 이상 순환할 수 있다. 평면 세트의 각 특정 평면에서, 1D 변환기 어레이(375)는 특정 평면에 대한 초음파 이미지 데이터를 획득할 수 있다.

일부 실시에서, 초음파 프로브(300)는 베이스(310), 세타 모터(320) 및/또는 돔(315)을 포함하지 않을 수 있다. 예를 들어, 초음파 프로브(300)는 아래에서 상세히 설명되는 바와 같이 복부 대동맥의 이미지를 획득하기 위해 환자의 복부 위의 위치와 같은 다른 위치로 사용자에 의해 수동으로 이동되는 휴대용 프로브에 대응할 수 있다.

도 4는 실시예에 따른 CMUT 스트립 변환기 시스템(110, 140, 170 및/또는 200) 및/또는 프로브(300)에서 실시되는 기능적 논리 구성요소(400, component)의 블록도이다. 예를 들어, CMUT 시스템(100, 140, 170 및/또는 200)의 경우, 구성요소(400)는 각각 하우징(110, 150, 180 및 210) 내에 실시될 수 있다. 프로브(300)의 경우, 구성요소(400)는 변환기 버킷(370), 돔(315) 또는 프로브(300)의 다른 부분에 실시될 수 있다. 도 4를 참조하면, 구성요소(400)는 제어기(440, controller)에 연결된 아날로그 전단(410, analog front end, AFE), 빔형성기(420, beamformer) 및 데이터 획득 유닛(430)을 포함한다.

아날로그 전단(410)은 각각의 변환기들(122, 222, 224 및/또는 375)를 동작시키기 위한 송신 및 수신 신호 제어 로직을 포함할 수 있다. 실시예에서, 아날로그 전단(410)은 제어기(440)로부터 제어 신호를 수신할 수 있다. 제어기(440)는 CMUT 시스템(100/140/170/200) 및/또는 프로브(300)에 대해 외부에 위치한 기본 유닛 내에 포함될 수 있고, 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이 복부 대동맥과 같은 관심 대상의 스캔을 시작하기 위해 의료진에 의해 작동될 수 있다.

아날로그 전단(410)은 또한 케이블(130/230)을 통해 제어기(440)로부터 입력을 수신하고 초음파 스캔을 개시하기 위해 빔형성기(420)에 신호를 보내는 제어 로직을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어기(440)는 의료진이 복부 대동맥 스캔과 같은 스캔을 시작할 수 있도록 하는 하나 이상의 입력 버튼, 입력이 있는 그래픽 사용자 인터페이스(GUI) 등을 포함할 수 있다. 제어기(440)는 또한 케이블(130/230)을 통해 아날로그 전단(410) 및/또는 빔형성기(420)에 전력을 제공할 수 있다. 아날로그 전단(410)는 스캔을 개시하기 위한 입력을 수신하고 초음파 신호를 생성하기 위해 CMUTs(122, 222 및/또는 224)에 전력을 공급하기 위해 빔형성기(420)에 신호를 보낸다.

예를 들어, 아날로그 전단(410)은 도 1a 내지 도1c와 관련하여 위에서 설명된 CMUTs(122-1 내지 122-4)에 전력을 순차적으로 또는 동시에 제공할 수 있고 도 2와 관련하여 위에서 설명된 CMUTs(222-1 내지 222-4) 및 CMUTs(224-1 내지 224-4)에 전력을 순차적으로 또는 동시에 제공할 수 있다. 이에 응답하여, 변환기들(122, 222 및/또는 224)을 포함하는 빔형성기(420)는 복부 대동맥으로 전송되는 초음파 신호를 생성한다. 송신된 초음파 신호는 복부 대동맥에서 다시 에코된다. 실시예에서, 빔형성기(420) (예를 들어, CMUT(122, 222, 224))에 의해 생성된 초음파 신호는 3.0 메가헤르츠(MHz)에 중심을 둔 주파수 대역을 가질 수 있다. 그러나, 빔형성기(420)는 특정 애플리케이션에 기반하여 다른 주파수/주파수 대역을 갖는 초음파 신호를 생성할 수 있음을 이해해야 한다.

데이터 획득 유닛(430)는 에코 신호를 수신하고 에코 신호를 처리하여 복부 대동맥의 B-모드 영상과 같은 영상 데이터를 생성할 수 있다. 대안적으로, 데이터 획득 유닛(430)은 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이 복부 대동맥의 초음파 이미지를 생성할 제어기(440)에 의한 처리를 위해 수신된 에코 신호를 전송하거나 전달하는 송신기를 포함할 수 있다. 실시예에 따르면, 데이터 획득 유닛(430) 및/또는 제어기(440)에 의해 수행되는 이미지화는 송신된 초음파 신호들의 기본 주파수와 관련된 에코 신호들 및/또는 기본 주파수의 고조파들과 관련된 에코 신호들을 사용할 수 있다. 또한, CMUT 시스템(100, 140, 170 및/또는 200)은 초음파 이미지를 생성하기 위해 실시예에서 펄스 파형 도플러(pulsed wave doppler) 및/또는 컬러 도플러(color doppler)를 사용할 수 있다. 각각의 경우에 변환기들(122, 222, 224 및/또는 375)로부터의 에코 신호는 전체 복부 대동맥의 이미지를 생성하는 데 사용될 수 있다.

도 4에 도시된 예시적인 구성은 단순화를 위해 제공된다. 구성요소(400)는 도 4에 예시된 것보다 더 많거나 더 적은 논리 유닛/장치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 구성요소(400)는 관심 영역에서 타겟을 식별하기 위해 초음파 신호를 분석하는 것을 돕기 위해 외부 네트워크를 통해 정보를 전송 및 수신하는 통신 인터페이스(예를 들어, 무선 주파수 송수신기(transceivers))와 같은 추가 요소를 포함할 수 있다.

도 5는 실시예에 따라 제어기(440)에서 실시된 기능적 논리 구성요소의 블록도이다. 도 5를 참조하면, 제어기(440)는 스캔 개시 로직(510), 혈관/장기 식별 로직(520), 이미지 등록 및 스티칭 로직(530), 후처리 로직(540) 및 디스플레이(550)를 포함한다. 위에서 설명된 바와 같이, 실시예에서, 제어기(440)는 초음파 신호를 생성하기 위해 사용되는 CMUT 시스템(110, 140, 170 및 200) 및/또는 프로브(300)에 대해 외부에 위치될 수 있다. 일부 실시에서, 제어기(440)는 인터넷에 대한 무선 연결을 통해 또는 병원, 진료실 등의 근거리 통신망에 대한 CMUT 시스템(100/140/170/200) 및/또는 프로브(300)에 연결될 수 있다. 예를 들어, CMUT 시스템(100/140/170/200)은 예를 들어 무선 연결(예를 들어, WiFi 또는 일부 다른 무선 프로토콜/기술)을 통해 제어기(440)에 에코 데이터 및/또는 이미지 데이터를 전송할 수 있다.

위에서 설명된 바와 같이, CMUT 시스템(100, 140, 170, 200)은 초음파 신호를 생성하는 하나 이상의 CMUTs를 포함할 수 있고 데이터 획득 유닛(430)은 전송된 신호로부터 에코를 수신하는 하나 이상의 수신기를 포함할 수 있다. 실시예에서, 데이터 획득 유닛(430)은 복부 대동맥을 포함하는 영역과 같은 환자의 관심 영역에 대응하는 다중 스캔 평면과 연관된 에코 데이터(예를 들어, 기본 주파수 및/또는 기본 주파수의 고조파에서)를 획득한다. 데이터 획득 유닛(430)은 에코 데이터를 수신하고, 에코 데이터를 제어기(440)로 전송할 수 있다. 제어기(440)는 복부 대동맥 및/또는 복부 대동맥에 위치한 복부 대동맥류의 크기를 식별하기 위해 2차원(2D) B-모드 이미지 데이터를 생성하기 위해 에코 데이터를 사용할 수 있다. 다른 실시들에서, 데이터 획득 유닛(430)은 복부 대동맥 내의 복부 대동맥류의 크기를 결정하는데 사용될 수 있는 3차원(3D) 이미지 데이터를 생성하도록 처리되는 에코 데이터를 수신할 수 있다.

스캔 개시 로직(510)은 복부 대동맥 스캔과 같은 다양한 유형의 스캔을 개시하기 위한 선택과 함께 하나 이상의 입력 버튼, 그래픽 사용자 인터페이스(GUI) 등을 포함할 수 있다. 스캔 개시 로직(510)은 또한 사용자(예를 들어, 의료 직원)로부터 스캔 입력 선택을 수신하고, 입력을 식별하고, 스캔을 개시하기 위한 로직을 포함할 수 있다.

혈관/장기 식별 로직(520)은 스캔과 관련된 이미지를 생성하기 위해 송신된 초음파 신호에 응답하여 수신된 에코 데이터를 처리할 수 있다. 예를 들어, 혈관/장기 식별 로직(520)은 예를 들어, 픽셀 강도(예를 들어, 데이터 획득 유닛(430)에 의해 수신된 에코 데이터)의 미분에 기반하여 대동맥을 검출할 수 있다. 혈관 식별의 예로서, 2D 이미지에서 혈액 운반 혈관은 밝은 음영 픽셀 영역 내의 어두운 영역으로 식별될 수 있으며, 여기서 밝은 음영 픽셀은 일반적으로 신체 조직을 나타낸다. 일부 실시에서, 혈관/장기 식별 로직(520)은 또한 데이터 획득 유닛(430)으로부터 수신된 원시 B-모드 이미지 데이터의 노이즈 감소를 적용할 수 있다.

이미지 등록 및 스티칭 로직(530)은 데이터 획득 유닛(430) 및/또는 혈관/장기 식별 로직(520)으로부터 데이터를 수신하고, 위치 센서(160) 및/또는 위치 인코더(190)에 의해 획득된 위치 정보에 기반하여 이미지를 회전시킴으로써 B-모드 이미지를 등록한다. 이미지 등록 및 스티칭 로직(530)은 또한 각각의 변환기로부터의 뷰가 중첩되는 경우와 같이 변환기들(122, 222 및/또는 224)과 연관된 다양한 이미지를 결합할 수 있다. 예를 들어, 하우징(140 및 170) 내의 특정 변환기들(122)의 위치에 기반하여, 수신된 에코 정보는 초음파 신호를 생성하는 변환기들(122)와 연관된 대응하는 위치 또는 위치 정보를 사용하여 결합될 수 있다. 즉, 흉부 부근의 복부 대동맥 상부 영상과 상복부 영상을 결합하여 꿰매거나 전체 복부 대동맥 영상을 생성할 수 있다. 예를 들어, 이미지 등록 및 스티칭 로직(530)은 복부 대동맥과 관련된 모든 부분들(segments)을 결합함으로써 전체 복부 대동맥의 이미지를 생성하기 위한 재구성 기능을 제공할 수 있다.

후처리 로직(540)은 복부 대동맥의 벽, 복부 대동맥류의 존재 등과 같은 혈관벽을 식별하기 위한 로직을 포함할 수 있다. 후처리 로직(540)은 또한 용기, 복부 대동맥류 등의 벽을 정의하기 위해 "평활화(smoothing)" 기능을 제공할 수 있다. 그 다음, 후처리 로직(540)은 복부 대동맥의 크기 및 복부 대동맥류가 존재하는 경우 이를 정확하게 식별할 수 있다. 예를 들어, 후처리 로직(540)은 복부대동맥류에 대응할 수 있는 복부 대동맥의 최대 직경을 결정할 수 있을 뿐만 아니라 길이, 단면적 등과 같은 다른 매개변수(parameter)를 식별할 수 있다. 이와 같이 복부 대동맥과 가능한 복부 대동맥류의 측정은 기존의 2D 이미지화를 사용하는 것과 비교할 때 더 정확하다.

일부 실시들에서, 구불구불한 3D 관형 구조를 이미지화할 때와 같이 횡단면 뷰를 사용하여 대상 장기/혈관의 실제 직경을 결정하는 것이 정확하지 않을 수 있다. 그러한 경우에, 후처리 로직(540)은 2D 단면 이미지가 아니라 3D 구조에 기반하여 직경을 결정할 수 있다. 예를 들어, 이미지 등록 및 스티칭 로직(530) 및/또는 후처리 로직(540)은 위치 센서/인코더(예를 들어, 위치 센서(160) 및/또는 인코더(190))로부터의 정보를 사용하여 3D 공간에서 다중 단면 이미지를 등록 및/또는 결합할 수 있다. 이미지가 겹칠 때와 같은 다른 경우에, 후처리 로직(540)은 위치 센서/인코더로부터의 정보에 의존하지 않고 3D 이미지 정보를 생성하기 위해 상호 상관과 같은 이미지 기반 접근 방식을 사용할 수 있다. 또 다른 예에서, 이미지 등록 및 스티칭 로직 및/또는 후처리 로직(540)은 다수의 3D 뷰를 등록하고 함께 스티칭할 수 있다. 예를 들어, 두 개의 직교 어레이(예: 변환기 222-1 및 224-1)를 사용하여 3D 볼륨 이미지를 생성할 수 있다. 이 경우, 이미지 등록 및 스티칭 로직(530)은 다수의 3D 볼륨 이미지를 함께 스티칭할 수 있다. 3D 이미지화를 사용하는 이들 각각의 실시에서, 후처리 로직(540)은 복부 대동맥의 생성된 3D 이미지 정보에 기반하여 직경을 결정할 수 있다.

일부 실시에서, 후처리 로직(540)은 복부 대동맥을 식별하는 데 도움이 되는 기계 학습/인공 지능 로직을 포함할 수 있다. 예를 들어, 합성곱 신경망(convolutional neural networks)과 같은 기계 학습 논리를 사용하여 복부 대동맥을 식별하고 위에 있는 장 가스를 식별할 수 있다. 기계 학습 논리는 또한 여러 단면 위치에서 복부 대동맥 직경을 측정하는 데 도움이 될 수 있다.

디스플레이(550)는 액정 디스플레이(LCD), 발광 다이오드(LED) 기반 디스플레이 등과 같은 출력 장치를 포함할 수 있다. 존재하는 경우 복부 대동맥 및 복부 대동맥류의 이미지를 표시한다. 일 실시에서, 디스플레이(550)는 또한 복부 대동맥의 직경과 같은 복부 대동맥과 관련된 크기 정보를 나타낼 수 있다.

도 5에 도시된 예시적인 구성은 단순화를 위해 제공된다. 제어기(440)는 도 5에 예시된 것보다 더 많거나 더 적은 논리 유닛/장치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어기(440)는 관심 영역에서 타겟을 식별하기 위해 초음파 신호를 분석하는 것을 돕기 위해 외부 네트워크를 통해 정보를 송수신하는 통신 인터페이스(예를 들어, 무선 주파수 송수신기)와 같은 추가 요소를 포함할 수 있다.

도 6은 실시예에 따라 사용될 수 있는 장치(600)의 예시적인 구성을 예시한다. 예를 들어, 장치(600)는 CMUT 시스템(100, 140, 170 및/또는 200)의 하나 이상의 구성요소, 프로브(300)의 하나 이상의 구성요소 및/또는 제어기(440)의 하나 이상의 구성요소에 대응할 수 있다. 예로서, 도 4의 구성요소(400) 및/또는 도 5에 도시된 제어기(440)의 구성요소는 장치(600)에 의해 실시될 수 있다. 도 6을 참조하면, 장치(600)는 버스(610), 프로세서(620), 메모리(630), 입력 장치(640), 출력 장치(650) 및 통신 인터페이스(660)를 포함할 수 있다. 버스(610)는 장치(600)의 요소들 간의 통신을 허용하는 경로를 포함할 수 있다.

프로세서(620)는 명령어를 해석하고 실행할 수 있는 하나 이상의 프로세서, 마이크로프로세서, 또는 처리 로직을 포함할 수 있다. 메모리(630)는 프로세서(620)에 의한 실행을 위한 정보 및 명령어를 저장할 수 있는 랜덤 액세스 메모리(RAM) 또는 다른 유형의 동적 저장 장치를 포함할 수 있다. 메모리(630)는 또한 프로세서(620)에 의한 사용을 위한 명령어 및 정적 정보를 저장할 수 있는 판독 전용 메모리(ROM) 장치 또는 다른 유형의 정적 저장 장치를 포함할 수 있다. 메모리(630)는 SSD(Solid State Drive)를 더 포함할 수 있다. 메모리(630)는 또한 자기 및/또는 광 기록 매체(예를 들어, 하드 디스크) 및 해당 드라이브를 포함할 수 있다.

입력 장치(640)는 키보드, 키패드, 마우스, 펜, 마이크, 터치 스크린, 음성 인식 및/또는 생체 인식 메커니즘 등과 같은 사용자가 장치(600)에 정보를 입력할 수 있도록 하는 메커니즘을 포함할 수 있다. 출력 장치(650)는 디스플레이(예를 들어, 액정 디스플레이(LCD)), 프린터, 스피커 등을 포함하는 정보를 사용자에게 출력하는 메커니즘을 포함할 수 있다. 일부 실시에서, 터치 스크린 디스플레이는 입력 장치 및 출력 장치 모두로 작용할 수 있다.

통신 인터페이스(660)는 장치(600)가 유선, 무선 또는 광학 메커니즘을 통해 다른 장치와 통신하는 데 사용하는 하나 이상의 송수신기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 통신 인터페이스(660)는 하나 이상의 무선 주파수(RF) 송신기, 수신기 및/또는 송수신기, 및 네트워크를 통해 RF 데이터를 전송 및 수신하기 위한 하나 이상의 안테나를 포함할 수 있다. 통신 인터페이스(660)는 또한 모뎀 또는 LAN에 대한 이더넷(ehternet) 인터페이스 또는 네트워크의 요소와 통신하기 위한 다른 메커니즘을 포함할 수 있다.

도 6에 도시된 예시적인 구성은 단순화를 위해 제공된다. 장치(600)는 도 6에 예시된 것보다 더 많거나 더 적은 장치를 포함할 수 있음을 이해해야 한다. 실시예에서, 디바이스(600)는 프로세서(620)가 메모리(630)와 같은 컴퓨터 판독가능 매체에 포함된 명령어 시퀀스를 실행하는 것에 응답하여 동작을 수행한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는 물리적 또는 논리적인 메모리 장치로 정의될 수 있다. 소프트웨어 명령은 다른 컴퓨터 판독 가능 매체(예를 들어, 하드 디스크 드라이브(HDD), SSD 등)로부터 또는 통신 인터페이스(660)를 통해 다른 장치로부터 메모리(630)로 판독될 수 있다. 대안적으로, ASIC(application specific integrated circuit), FPGA(field programmable gate array) 등과 같은 배선 회로는 본 명세서에 설명된 실시와 일치하는 프로세스를 실시하기 위해 소프트웨어 명령 대신에 또는 이와 함께 사용될 수 있다. 따라서, 여기에 설명된 실시는 하드웨어 회로 및 소프트웨어의 특정 조합으로 제한되지 않는다.

도 7은 복부 대동맥 스캔을 수행하는 것 뿐만 아니라 복부 대동맥류를 식별하고 측정하는 것과 같은 복부 대동맥과 연관된 매개변수를 식별하는 것과 연관된 예시적인 처리(700)를 도시하는 흐름도이다. 이 예에서 초음파 스캔의 대상은 복부 대동맥이다. 그러나 여기에 설명된 특징은 신체 내의 다른 혈관, 기관 또는 구조를 식별하는 데 사용될 수 있음을 이해해야 한다. 처리는 사용자가 환자에게 CMUT 시스템(예를 들어, CMUT 시스템(100, 140, 170 또는 200))을 배치하는 것으로 시작할 수 있다(블록 710). 예를 들어, 도 8을 참조하면, 의료인은 CMUT 시스템(100)을 환자(800)의 복부 대동맥 위에 있는 복부 또는 복벽에 배치할 수 있다. 일부 실시에서, 의료 직원은 CMUT 시스템(100)이 스캐닝 동안 움직이거나 빠지지 않도록 하기 위해 CMUT 시스템(100)을 환자(800)에 테이프로 붙이거나 접착할 수 있다.

CMUT 시스템(100)은 케이블(130)을 통해 제어기(440)에 연결될 수 있다. 도 8에서, 제어기(440)(기본 유닛(440)으로도 지칭됨)는 랩탑 또는 태블릿 컴퓨터와 크기가 유사한 모바일 컴퓨터 장치이다. 다른 실시들에서, 제어기(440)는 초음파 이미지들을 나타낼 수 있는 스크린을 갖는 (예를 들어, 스마트 폰과 크기가 유사한) 임의의 비교적 작은 컴퓨터 디바이스를 통해 실시될 수 있다.

실시예에서, 사용자는 예를 들어 디스플레이(442) 상의 하나 이상의 입력 또는 영역(444)의 하나 이상의 버튼을 선택함으로써 초음파 스캔을 개시하기 위해 제어기(440)와 상호작용할 수 있다(블록 720). 예를 들어, 제어기(440)는 디스플레이(442) 상의 그래픽 사용자 인터페이스(GUI) 상의 터치에 의해 활성화될 수 있는 상이한 버튼/선택을 포함할 수 있거나 대동맥 스캔, 사지/정맥 스캔, 척추 스캔 등과 같은 다양한 유형의 초음파 스캔과 관련된 영역(444)에 하나 이상의 물리적 버튼을 포함한다. 이 예에서 의료진이 복부 대동맥 스캔을 선택했다고 가정한다.

복부 대동맥 스캔을 개시하기 위한 선택을 수신하는 것에 응답하여, 제어기(440)는 CMUT 시스템(100)에 전력/전압을 제공할 수 있다. 예를 들어, 제어기(440)는 케이블(130)을 통해 CMUT 시스템(100)에 전압을 제공할 수 있다.

CMUT 시스템(100)의 아날로그 전단(410)은 CMUT 시스템(100)의 변환기들(122)에 전압/전력을 제공할 수 있다. 예를 들어, 아날로그 전단(410)의 제어 로직은 도 1a 내지 도 1c에 예시된 CMUT 변환기들(122-1 내지 122-5) 각각에 전압을 순차적으로 제공할 수 있다. 인가된 전압에 응답하여, 각각의 변환기(122)는 초음파 신호를 생성할 수 있다(블록 720). 초음파 신호는 환자(800)의 복벽을 통해 전송되어 관심 대상(예: 복부 대동맥)에 도달할 수 있다. 초음파 신호는 복부 대동맥 및 신체 조직에서 CMUT 시스템(100)으로 에코백(echo back)될 수 있다. 데이터 획득 유닛(430)은 에코 신호를 수신하고 에코 신호를 컨트롤러(440)에 전달할 수 있다(블록 730).

제어기(440)는 그 다음 수신된 에코 신호에 기반하여 복부 대동맥의 이미지를 생성할 수 있다(블록 730). 실시예에서, 제어기(440)는 또한 수신된 에코 데이터와 함께 위치 정보를 수신할 수 있다. 예를 들어, 위에서 논의된 바와 같이, CMUT 시스템(100, 140, 170 및/또는 200)은 송신된 초음파 신호와 연관된 위치 정보를 제공하는 위치 센서(160) 및/또는 위치 인코더(190)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전력이 CMUT(122-1)에 제공되면, CMUT(122-1)와 연관된 위치 센서(160)는 CMUT(122-1)와 연관된 상대 위치 정보를 제공할 수 있다. 즉, CMUT(122-1)의 이미지와 같은 흉부 영역 근처의 복부 대동맥 상단 부분의 이미지는 위치 정보를 기반으로 회전 및/또는 상복부 영역(예: CMUTs 122-2 및 122-3에서) 및 하복부 영역(예: CMUTs 122-4 및 122-5에서)의 이미지와 결합하여 생성하거나 전체 복부 대동맥에 걸친 이미지를 함께 스티칭할 수 있다. 이러한 방식으로, 에코 신호가 CMUT(122)로부터 수신될 때, 위치 정보는 초음파 이미지를 환자(800) 상의 특정 위치와 상관시키기 위해 사용될 수 있다.

각각의 경우에, 제어기(440)는 에코 데이터 및 위치 정보를 수신하고 이미지 데이터를 회전 및/또는 결합하여 복부 대동맥의 초음파 이미지를 생성할 수 있다. 실시예에서, 제어기(440)는 디스플레이(442)와 같은 디스플레이로 이미지를 출력할 수 있다(블록 740). 예를 들어, 도 9a는 각각 CMUTs(122-1 내지 122-5)와 연관된 각각의 위치에서 복부 대동맥의 예시적인 이미지(910-950)를 도시한다. 도면과 같이 복부 대동맥은 각각 912, 922, 932, 942 및 952로 표시되어 있다. 즉, 혈관/장기 식별 로직(520)은 어두운 픽셀 영역을 대동맥 또는 대동맥 내강에 해당하는 영역으로 식별할 수 있다.

이미지 등록 및 스티칭 로직(530)은 또한 도 9b에 예시된 바와 같이 복부 대동맥의 길이를 나타내기 위해 다수의 이미지를 등록 및/또는 다수의 이미지를 스티칭하거나 결합할 수 있다. 도 9b를 참조하면, 이미지(960 내지990)는 각각 962, 972, 982 및 992로 표시된 대동맥의 직교 뷰를 예시한다.

그 다음, 제어기(440)는 복부 대동맥의 직경을 측정할 수 있다(블록 750). 예를 들어, 후처리 로직(540)은 이미지(910 내지 950) 각각에서 복부 대동맥의 직경을 측정하고 가장 큰 값을 결정할 수 있다. 복부 대동맥류는 복부 대동맥의 어느 곳에서나 발생할 수 있으므로 복부 대동맥의 가장 큰 직경은 복부 대동맥류의 가장 가능성 있는 위치를 나타낼 수 있다. 후처리 로직(540)은 직경 측정값을 디스플레이(550)에 출력할 수 있다(블록 760).

예를 들어, 도 10을 참조하면, 제어부(440)는 복부 대동맥의 이미지(1010)를 표시하고, 영역(1020)에 "2.0 centimeters"라는 텍스트를 표시할 수 있다. 그 후 의료인은 단순히 제어기(440)를 보고 복부 대동맥의 최대 직경이 복부 대동맥류의 전형적인 값(예를 들어, 3.0센티미터)보다 작다고 결정할 수 있다. 일부 실시에서, 제어기(440)는 또한 복부 대동맥류의 가능성을 자동으로 결정하고 선택적으로 그 가능성에 관한 정보를 제어기(440)에 표시할 수 있다. 예를 들어, 최대 최대 직경이 3.0센티미터(예를 들어, 5.0센티미터)보다 큰 경우, 제어기(440)는 복부 대동맥류가 존재할 수 있음을 나타내는 텍스트 또는 그래픽을 출력할 수 있다. 일부 실시에서, 후처리 로직(540)은 또한 이미지(910 내지 960)에서 식별된 각각의 위치에서 복부 대동맥과 연관된 직경 정보를 출력할 수 있다.

위에서 설명된 바와 같이, 일부 구현에서, 이미지 등록 및 스티칭 로직(530) 및/또는 후처리 로직(540)은 복부 대동맥의 3D 이미지를 생성하기 위해 다수의 2D 이미지를 결합할 수 있다. 이러한 실시에서, 후처리 로직(540)은 3D 이미지를 사용하여 최대 직경을 결정하고 영역(1020)에서 직경 정보를 출력할 수 있다.

다시 도 2를 참조하면, 전술한 바와 같이 CMUT 시스템(200)은 쌍으로 구성된 변환기들(222, 224)를 포함할 수 있다. CMUT 시스템(200)이 사용되고 있다고 가정하면, 제어기(400)는 도 11a에 예시된 4개의 이미지(1110 내지 1140)를 생성할 수 있다. 즉, 이미지(1110)는 CMUTs(222-1, 224-1)와 관련된 에코 데이터에 해당하고, 이미지(1120)는 CMUTs(222-2, 224-2)와 관련된 에코 데이터에 해당한다. 도면과 같이 복부 대동맥은 각각 1112, 1122, 1132 및 1142로 표시되어 있다. 즉, 혈관/장기 식별 로직(520)은 복부 대동맥 또는 복부 대동맥 내강에 대응하는 어두운 픽셀 영역을 식별할 수 있다.

이미지 등록 및 스티칭 로직(530)은 도 11b에 예시된 바와 같이 복부 대동맥의 길이를 나타내기 위해 다수의 이미지를 등록하고 및/또는 다수의 이미지를 스티칭하거나 결합할 수 있다. 도 11b를 참조하면, 이미지(1160 내지 1190)는 각각 1162, 1172, 1182 및 1092로 표시된 복부 대동맥의 직교도를 예시한다. 도 7 및 도 10과 관련하여 상기 논의와 유사하게, 제어기(440)는 디스플레이(1010) 상에 복부 대동맥의 이미지를 출력하고 영역(1020)에서 복부 대동맥의 각각의 위치에서 가장 큰 직경 또는 직경을 출력할 수 있다. 이러한 방식으로 의료진은 복부 대동맥의 최대 직경을 쉽게 결정할 수 있다.

또한 위에서 설명된 바와 같이, 일부 실시에서, 이미지 등록 및 스티칭 로직(530) 및/또는 후처리 로직(540)은 CMUT 시스템(200)에 의해 생성된 다수의 2D 이미지를 결합하여 복부 대동맥의 3D 이미지를 생성할 수 있다. 이러한 실시에서, 후처리 로직(540)은 3D 이미지를 사용하여 최대 직경을 결정하고 영역(1020)에서 직경 정보를 출력할 수 있다.

전술한 바와 같이, CMUT 시스템(100, 140, 170 및/또는 200)은 초음파 신호를 생성하고 초음파 신호로부터 에코 신호를 수신하는 데 사용될 수 있다. 또한 위에서 설명된 바와 같이, 다른 실시에서 프로브(300)는 복부 대동맥을 이미지화하기 위한 초음파 신호를 생성하는 데 사용될 수 있다. 이 실시에서, 프로브(300)는 도 12에 도시된 바와 같이 베이스(310), 세타 모터(320) 및 돔(315)을 포함하지 않을 수 있다. 사용자(예를 들어, 의료 기술자, 간호사, 의사 등)는 복부 대동맥의 이미지를 획득하기 위해 환자의 흉부 하부 영역(800)을 따라 복부로(예를 들어, xiphoid 돌기 위 영역에서 배꼽까지) 프로브(300)를 이동할 수 있다. 이 실시에서, 제어기(440)는 디스플레이(1210) 상에 복부 대동맥의 이미지를 생성 및 나타낼 수 있고 또한 직경과 같은 복부 대동맥의 측정치를 생성할 수 있다. 복부 대동맥의 최대 직경은 영역 1220에 표시될 수 있다. 이 실시에서 의료인은 프로브(300)를 이동할 수 있으며 프로브(300)는 환자(800)의 복부를 따라 이동함에 따라 전체 복부 대동맥을 쉽게 포착할 수 있는 넓은 뷰를 제공한다.

위에서 설명된 바와 같이, CMUT 시스템(100, 140, 170, 200)은 복부 대동맥의 이미지와 같은 이미지화 정보를 생성하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 1a와 관련하여 CMUTs(122)의 1차원 선형 영역은 복부 대동맥과 같은 길고 긴 구조를 이미지화하는 데 사용될 수 있다. 다른 실시에서, 2D 어레이, 방사형 어레이 등을 포함하는 CMUT의 다른 구성은 예를 들어 신체 내의 큰 3차원 볼륨을 이미지화하는 데 사용될 수 있다. 또한, 일부 실시에서, CMUT의 "희소한(sparse)" 어레이는 아래에서 상세히 설명되는 바와 같이 큰 3D 볼륨을 효율적으로 이미지화하기 위해 사용될 수 있다.

도 13a 내지 도 13d는 실시예에 따라 사용될 수 있는 다른 CMUT 시스템의 평면도를 도시한다. 도 13a를 참조하면, CMUT 시스템(1310)은 CMUT(100)와 유사한 CMUT(1312)의 어레이(단순화를 위해 라벨링된 단 하나의 CMUT)를 포함한다. 이 실시에서, CMUT 시스템(1310)은 10개의 CMUT의 어레이를 포함한다. CMUT(1312)의 이러한 구성은 목에서 사타구니 영역까지와 같이 전체 체강을 이미지화하는 데 사용될 수 있다.

도 13b를 참조하면, CMUT 시스템(1320)은 또한 CMUT(1312)에 수직으로 배향된 CMUT(1322)의 1D 또는 1.5D 어레이를 포함한다. CMUT 시스템(1320)은 또한 체강의 큰 부분에 포함된 이미지를 생성하는 데 사용될 수 있다. 도 13c를 참조하면, CMUT(1330)는 서로 약간 오프셋된 CMUT(1332)의 어레이를 포함할 수 있다. CMUT(1332)의 이러한 구성은 CMUT 시스템(1310 또는 1320)보다 체강 내의 더 넓은 영역을 이미지화하는 데 유용할 수 있다. 도 13d를 참조하면, CMUT(1340)는 2개의 열로 구성된 CMUT(1342)의 2차원(2D) 어레이를 포함할 수 있다. CMUT 시스템(1330)과 유사하게, CMUT 시스템(1340)은 체강 내의 넓은 영역을 이미지화할 때 유용할 수 있다.

도 14a 내지 도 14c는 또 다른 CMUT 시스템(1410 내지 1430)의 평면도를 예시한다. 도 14a를 참조하면, CMUT 시스템(1410)은 2개의 열에 배열된 CMUT(1412)의 어레이(단순화를 위해 레이블된 하나의 CMUT)를 포함하며, 각 열의 CMUT(1412)는 인접한 열의 CMUT(1412)에 수직으로 구성된다. CMUT(1412)의 이러한 구성은 전체 체강을 이미지화하는 데 사용될 수 있다.

도 14b를 참조하면, CMUT 시스템(1420)은 또한 CMUT(1422)의 1D 어레이를 포함한다. 이 구성에서, 다른 모든 행은 하나의 CMUT(1422)를 포함하고 교대하는 행은 2개의 CMUT(1422)를 포함하고, 각 행은 인접 행의 CMUT에 수직으로 배향된 CMUT(1422)를 포함한다. CMUT 시스템(1420)은 또한 체강의 큰 부분의 이미지를 생성하는 데 사용될 수 있다. 도 14c를 참조하면, CMUT 시스템(1430)은 4개의 CMUT(1432)를 갖는 행으로 그룹화되는 CMUT(1432)의 어레이를 포함할 수 있다. 이 구성에서, 4개의 CMUT(1432)의 중앙에 위치한 2개의 CMUT(1432)는 4개의 CMUT(1432)의 외부에 위치한 2개의 CMUT에 수직으로 배향된다. CMUT(1432)의 이러한 구성은 CMUT 시스템(1410 또는 1420)보다 체강 내의 더 넓은 영역을 이미지화하는 데 유용할 수 있다.

도 15a 내지 도 15c는 예시적인 구현에 따라 사용될 수 있는 또 다른 CMUT 시스템(1510-1530)의 평면도를 도시한다. 도 15a를 참조하면, CMUT 시스템(1510)은 중심 위치로부터 바깥쪽으로 연장되는 CMUT(1512)의 방사형 또는 십자형 패턴을 포함한다. CMUT(1512)의 이러한 구성은 신체의 넓은 영역을 이미지화하는 데 사용될 수 있다.

도 15b를 참조하면, CMUT 시스템(1520)은 또한 중심 영역으로부터 방사상으로 연장하는 8개 라인의 CMUT(1522)를 갖는 CMUT(1512)의 방사 패턴을 포함한다. 다시 말하지만, CMUT(1522)의 이러한 구성은 신체의 넓은 영역을 이미지화하는 데 사용될 수 있다. 도 15c를 참조하면, CMUT 시스템(1530)은 CMUT(1532)를 또한 포함하는 중심 영역으로부터 방사상으로 연장하는 16개 라인의 CMUT(1522)를 갖는 방사형 패턴의 CMUT(1532) 어레이를 포함할 수 있다. CMUT(1532)의 이러한 구성은 또한 체강 내의 넓은 영역을 이미지화하는 데 유용할 수 있다.

도 16a내지 16d는 예시적인 구현에 따라 사용될 수 있는 또 다른 CMUT 시스템(1610 내지 1640)의 평면도를 도시한다. 도 16a를 참조하면, CMUT 시스템(1610)은 CMUT(1612)의 7개의 행과 5개의 열을 포함하는 CMUT(1612)의 2D 어레이를 포함한다. CMUT(1612)의 이러한 구성은 신체의 매우 넓은 영역을 이미지화하는 데 사용될 수 있다.

도 16b를 참조하면, CMUT 시스템(1620)은 또한 CMUT(1620)의 다수의 행 및 열을 포함하는 CMUT(1622)의 2D 어레이를 포함한다(예를 들어, CMUT(1620)의 다른 수의 행 및 열이 사용될 수 있지만, 이 예에서 6개의 행 및 5개의 열). 각 열의 CMUT(1622)는 인접한 CMUT에 수직으로 그리고 인접한 열의 CMUT(1622)에 수직으로 배향된다. 그러한 구성은 CMUT 시스템(1620)이 CMUT 시스템(1610)보다 더 넓은 시야를 획득하도록 할 수 있다. 다시 말하지만, CMUT(1622)의 이러한 구성은 신체의 매우 넓은 영역을 이미지화하는 데 사용될 수 있다. 도 16c를 참조하면, CMUT 시스템(1630)은 6개의 행과 5개의 열로 배열된 CMUT(1632)의 "희소한(sparse)" 어레이를 포함한다. 이 구성에서, 다양한 행 및 열은 CMUT(1632)로 채워지지 않고, 이에 의해 CMUT 시스템(1630)에서 CMUT(1632)의 전체 수를 감소시킨다. 그러한 구성은 CMUT(1632)에 의해 생성된 초음파 신호에 기반하여 이미지를 생성하는 것과 관련된 비용 및/또는 처리 시간을 감소시킬 수 있다. 이 구성은 체강의 넓은 영역을 이미지화하는 데에도 유용할 수 있다. 도 16d를 참조하면, CMUT 시스템(1640)은 특정/정규 패턴이 없는 CMUT(1640)의 "무작위(randomized)" 어레이를 포함한다. CMUT(1642)의 이러한 구성은 또한 체강 내의 넓은 영역을 이미지화하는 데 유용할 수 있다.

위에서 설명한 구현은 복부 대동맥 이미지화를 제공한다. 어떤 경우에는 장 가스가 복부 대동맥 영상과 관련된 문제를 일으킬 수 있다. 예를 들어, 복부 대동맥과 변환기 사이에 장 가스가 존재할 때 장 가스로 인한 그림자는 초음파 신호가 복부 대동맥에 도달하거나 복부 대동맥에서 반사되는 것을 차단할 수 있다. 어떤 경우에는 조작자가 피험자의 복부에 압력을 가하여 현재 음향 창에서 장 가스를 배출할 수 있다. 그러나 압력을 제공하는 것은 환자/피험자에게 불편할 수 있다. 또한 이러한 방식으로 장내 가스를 이동시키려는 시도는 효과가 없을 수 있다.

일 실시예에 따르면, 장 가스와 관련된 문제를 완화하기 위해 다중 변환기 스트립이 상이한 위치에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 17a는 CMUT 스트립(1710, 1720 및 1730)을 포함하는 변환기 시스템(1700)을 예시하고, 도 17b는 CMUT 스트립(1710, 1720 및 1730)과 관련된 시야를 예시한다. 도 17a에 도시된 바와 같이, CMUT 스트립(1710, 1720 및 1730)은 각각 위에서 설명되고 도 1a 내지 도 1c에 도시된 CMUT 시스템(100, 140 및 170)과 유사한 CMUT 변환기의 선형 어레이를 포함할 수 있다. CMUT 시스템(1700)에서, CMUT 스트립(1710)은 CMUT 스트립(1720)의 좌측에 위치될 수 있고 CMUT 스트립(1730)은 CMUT 스트립(1720)의 우측에 위치될 수 있다.

도 17b에 도시된 바와 같이, 요소(1750)로 표시되는 복부 대동맥에 도달하는 CMUT 스트립(1720)(선(1722)으로 표시됨)으로부터의 초음파 신호와 연관된 시야는 요소(1740)로 표시되는 장 가스에 의해 차단될 수 있다. 그러나, 이 실시에서, CMUT 스트립(1710)은 장 가스(1740)와 간섭되거나 차단되지 않는 뷰(선(1712)로 표시됨)를 가질 수 있다. 유사하게, CMUT 스트립(1730)은 장 가스(1740)와 간섭되거나 차단되지 않는 뷰(선(1732)로 표시됨)를 가질 수 있다. 이러한 방식으로, CMUT 시스템(1700)은 장 가스(1740)와 관련된 그림자에 의해 차단되지 않 은 전체 복부 대동맥(1750)으로부터 이미지를 캡처할 수 있다.

예를 들어, 위치 센서(160) 및/또는 인코더(190)에 대한 상기 논의와 유사하게, 각각의 CMUT 스트립(1710 내지 1730)은 유사한 위치 센서/인코더를 포함할 수 있다. 이미지 등록 및 스티칭 로직(530)은 CMUT 스트립(1710 내지 1730)에 의해 획득된 다양한 B 모드 이미지를 등록/회전할 수 있고/있거나 장 가스(1740) 또는 다른 원치 않는 인공물에 의해 방해 받지 않는 전체 대동맥의 이미지를 획득하기 위해 이미지를 함께 스티칭할 수 있다.

또한, 이 실시에서 CMUT 스트립(1710 내지 1730)은 고정되지 않고 이동할 수 있다. 즉, 스트립(1710 내지 1730)은 동시에 다수의 음향 창을 통해 대동맥의 이미지를 캡처하도록 이동될 수 있다. CMUT 스트립(1710 내지 1730)의 중첩 또는 중복 구성과 환자의 복부 표면에서 CMUT 스트립(1710 내지 1730)을 물리적으로 이동/재배치하는 기능을 사용하면 장 가스(1740)와 같은 원치 않는 이미지 인공물이 존재하더라도 전체 복부 대동맥에 대해 양질의 이미지를 얻을 가능성이 높아진다. 장 가스 1740과 같은 인공물이 존재한다.

위에서 설명된 바와 같이, 여기에 설명된 시스템 및 방법은 초음파 이미지화를 수행하기 위해 CMUT 어레이 및/또는 변환기의 곡선형 어레이를 사용할 수 있다. 다른 실시들에서, 압전 마이크로-가공된 초음파 변환기(PMUT)의 어레이는 위에서 설명된 CMUT 어레이와 유사한 방식으로 초음파 이미지를 생성하기 위해 사용될 수 있다.

또한, 기능은 복부 대동맥 이미지화와 관련하여 위에서 설명되었다. 다른 구현에서, 여기에 설명된 시스템 및 방법은 다른 혈관, 장기, 신체 부위를 이미지화하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 다른 구현에서, CMUT 어레이(또는 PMUT 어레이)는 팔 또는 다리와 같은 말초 말단에서 동맥 및 정맥과 같은 혈관을 이미지화하는 데 사용될 수 있다.

예를 들어, 도 18은 CMUT 시스템(1810)이 환자(1800)의 다리에 있는 정맥을 이미지화하는데 사용되는 실시을 예시한다. 이 실시에서, CMUT 시스템(1810)은 위에서 설명된 임의의 구성으로 CMUT의 어레이를 포함할 수 있다. 예를 들어, 일 구현에서, CMUT 시스템(1810)은 위에서 설명된 CMUT 시스템(140 및/또는 170)과 유사하게 구성될 수 있다. 이 실시에서, CMUT 시스템(1810)은 하지의 정맥 또는 동맥의 초음파 이미지를 생성할 수 있다. CMUT 어레이를 사용하여 유사한 이미지화를 수행하여 환자의 팔에 있는 정맥/동맥을 이미지화할 수 있다.

또한, CMUT 어레이, PMUT 어레이 또는 변환기의 곡선형 어레이는 신경관 결함 또는 기타 이상에 대해 신생아 척추를 이미지화하는 데 사용될 수 있다. 각각의 경우 어레이에 있는 변환기의 크기와 구성은 특정 응용 분야를 기반으로 할 수 있다. 예를 들어, 신생아 척추를 이미지화하기 위해 비교적 작은 선형 어레이의 CMUT를 사용할 수 있다.

본 명세서에 설명된 실시는 또한 CMUT를 지원하는 강성 또는 반강성 하우징을 사용하는 것으로 설명되었다. 다른 실시들에서, 하우징은 CMUT들(또는 PMUT들)을 수용하기 위한 연속적이고 유연한 하우징일 수 있다. 유연한 하우징을 사용하면 CMUT 시스템이 환자의 피부에 부착되도록 하는 데 도움이 될 수 있다.

또한, 위치 또는 위치 정보를 식별하기 위해 다양한 유형의 위치 센서를 사용하는 것으로 특징이 위에서 설명되었다. 다른 실시에서, 다른 유형의 위치 센서가 사용될 수 있다. 예를 들어, 전자기 위치 센서가 사용될 수 있다. 이 실시에서, 전자기장 생성기는 전자기장을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 전자기장의 강도에 기반하여, 하우징의 길이에 위치된 전자기 위치 센서(위치 센서(160)와 유사함)는 그들의 상대 위치를 결정할 수 있다. 전자기 위치 센서는 초음파 이미지를 결합하는 데 도움이 되도록 위치 또는 위치 정보를 제공할 수 있다.

또 다른 실시에서, 광학 마커(optical marker)는 위치 정보를 생성하기 위해 사용될 수 있다. 이 실시에서, 카메라 기반 광학 추적기는 환자 위에 위치될 수 있고 카메라는 상대 위치 정보를 제공하기 위해 광학 마커를 감지할 수 있다. 광학 마커는 하우징의 길이에 위치할 수 있고(위치 센서(160)와 유사함) 수동 또는 능동 센서일 수 있다. 각각의 경우에, 광학 마커 및/또는 카메라 기반 광학 추적기는 초음파 이미지를 결합하는 데 도움이 되도록 위치 또는 위치 정보를 제공할 수 있다.

실시예에 대한 전술한 설명은 예시 및 설명을 제공하지만, 개시된 정확한 형태로 실시예를 완전하게 제한하거나 제한하려는 의도는 아니다. 상기 교시에 비추어 수정 및 변형이 가능하거나 실시예의 실시로부터 획득될 수 있다.

예를 들어, 환자의 복부 대동맥 및 복부 대동맥류, 사지의 정맥 또는 동맥과 같은 기타 혈관 및 신생아 척추와 같은 관심 대상을 식별하는 것과 관련하여 기능이 위에서 설명되었다. 다른 실시에서, 다른 혈관, 장기 또는 구조가 식별될 수 있고, 혈관, 장기 또는 구조와 관련된 크기 또는 기타 매개변수가 추정될 수 있다. 예를 들어, 여기에 설명된 처리는 산전 초음파 이미지화, 전체 복부 이미지화, 전체 유방 이미지화, 전립선 이미지화, 갑상선 이미지화, 신장 이미지화, 자궁 이미지화, 난소 이미지화, 심장 이미지화 등을 수행하는 데 사용될 수 있다.

또한, 일련의 동작이 도 7과 관련하여 설명되었지만, 동작의 순서는 다른 실시에서 상이할 수 있다. 또한, 비의존적 행위는 병렬로 실시될 수 있다.

위에서 설명된 다양한 특징들은 도면들에 예시된 실시들에서 소프트웨어, 펌웨어, 및 하드웨어의 많은 상이한 형태들로 실시될 수 있다는 것이 명백할 것이다. 다양한 기능을 실시하는 데 사용되는 실제 소프트웨어 코드 또는 특수 제어 하드웨어는 제한되지 않는다. 따라서, 특징의 동작 및 거동은 특정 소프트웨어 코드를 참조하지 않고 설명되었다. 당업자는 여기의 설명에 기반하여 다양한 특징을 구현하기 위해 소프트웨어 및 제어 하드웨어를 설계할 수 있음을 이해해야 한다.

또한, 본 발명의 특정 부분은 하나 이상의 기능을 수행하는 "로직"으로 구현될 수 있다. 이 로직은 하나 이상의 프로세서, 마이크로프로세서, 주문형 집적 회로, 현장 프로그래밍 가능한 게이트 어레이 또는 기타 처리 로직, 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합과 같은 하드웨어를 포함할 수 있다.

앞선 명세서에서, 첨부된 도면을 참조하여 다양한 바람직한 실시예가 설명되었다. 그러나, 다음의 청구범위에 기재된 바와 같이 본 발명의 더 넓은 범위를 벗어나지 않으면서 다양한 수정 및 변경이 이루어질 수 있고 추가적인 실시예가 구현될 수 있음이 명백할 것이다. 따라서 명세서 및 도면은 제한적인 의미가 아니라 예시적인 것으로 간주되어야 한다.

본 출원의 설명에 사용된 어떤 요소, 행위 또는 지시도 그렇게 명시적으로 설명되지 않는 한 본 발명에 중요하거나 필수적인 것으로 해석되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에 사용된 바와 같이, 관사 "a"는 하나 이상의 항목을 포함하도록 의도된다. 또한, "~에 기반한"이라는 문구는 달리 명시적으로 언급되지 않는 한 "~에, 적어도 부분적으로, ~에 기반한"을 의미하도록 의도된다.

Claims

표적 혈관으로 초음파 신호를 송신하고,
상기 송신된 초음파 신호와 연관된 에코 정보를 수신하도록 구성된 다수의 변환기; 및
상기 에코 정보를 처리하여 상기 혈관에 대한 다수의 초음파 이미지를 생성하고,
상기 다수의 초음파 이미지에 기반하여 다수의 위치에서 혈관의 추정 직경을 생성하고,
상기 혈관과 연관된 이미지 정보를 출력하고,
상기 이미지 정보에 기반하여 상기 다수의 위치에서 상기 혈관의 최대 추정 직경 또는 추정 직경 중 적어도 하나를 출력하도록 구성되는 적어도 하나의 처리장치;를 포함하는 시스템.
제1항에 있어서,
상기 혈관은 복부 대동맥인 시스템.
제2항에 있어서,
상기 적어도 하나의 처리장치는 최대 추정 직경에 기반하여 복부 대동맥류의 가능성을 결정하도록 추가로 구성되는 시스템.
제1항에 있어서,
상기 다수의 변환기는 다수의 용량성 마이크로머시닝된 초음파 변환기 (capacitive micro-machined ultrasonic transducers. CMUTs)를 포함하는 시스템.
제4항에 있어서,
상기 시스템은 다수의 용량성 마이크로머시닝된 초음파 변환기를 수용하도록 구성된 강성, 반강성 또는 가요성 하우징을 더 포함하는 시스템.
제5항에 있어서,
상기 하우징은 다수의 부분을 포함하고, 상기 부분의 적어도 일부는 부분 중 인접한 부분에 대해 각도 오프셋 되도록 구성되는 시스템.
제4항에 있어서,
상기 적어도 하나의 처리장치는 하우징에 대해 외부에 위치되고,
상기 하우징은 에코 정보 및 위치 정보를 상기 적어도 하나의 처리장치에 전달하도록 구성된 송신장치를 포함하는 시스템.
제1항에 있어서,
상기 시스템은 다수의 위치센서 또는 인코더를 더 포함하고,
상기 각각의 변환기는 위치센서 또는 인코더 중 하나와 연관되고,
상기 적어도 하나의 처리장치는 다수의 위치센서 또는 인코더로부터의 데이터에 기반하여 다수의 초음파 이미지 각각과 연관된 상대 위치를 결정하도록 추가로 구성되는 시스템.
제1항에 있어서,
상기 다수의 변환기는 변환기의 곡선형 어레이를 포함하는 프로브 내에 수용되고,
상기 프로브는 표적 혈관과 연관된 영역을 가로질러 이동하도록 구성되는 되도록 구성되는 시스템.
제1항에 있어서,
상기 시스템은 혈관을 나타내는 상기 이미지 정보를 표시하고, 상기 혈관의 추정 최대 직경을 나타내는 정보를 표시하도록 구성된 디스플레이(display)를 더 포함하는 시스템.
제1항에 있어서,
상기 다수의 변환기는 다수의 압전 마이크로머시닝된 초음파 변환기(piezoelectric micro-machined ultrasonic transducers, PMUTs)를 포함하는 시스템.
제1항에 있어서,
상기 다수의 변환기는 다수의 이동가능한 스트립 상에 위치되고,
각각의 이동가능한 스트립은 본체의 표면의 다른 위치에 배치되도록 구성되는 시스템.
표적 혈관을 향하는 초음파 신호를 송신하는 단계;
상기 송신된 초음파 신호에 대한 에코 정보를 수신하는 단계;
상기 에코 정보를 처리하여 상기 혈관에 대한 다수의 초음파 영상을 생성하는 단계;
상기 다수의 초음파 영상에 기반하여 다수의 위치에서 상기 혈관의 추정 직경을 생성하는 단계;
상기 혈관에 대한 영상 정보를 출력하는 단계; 및
상기 영상 정보에 기반하여 상기 다수의 위치에서 상기 혈관의 최대 추정 직경 또는 상기 추정 직경 중 적어도 하나를 출력하는 단계를 포함하는 방법.
제13항에 있어서,
상기 표적 혈관은 복부 대동맥인 방법.
제14항에 있어서,
상기 방법은 최대 추정 직경에 기반하여 복부 대동맥류의 가능성을 결정하는 단계를 더 포함하는 방법.
제15항에 있어서,
상기 다수의 변환기는 다수의 용량성 마이크로머시닝된 초음파 변환기(CMUTs), 다수의 압전 마이크로머시닝된 초음파 변환기(PMUTs) 또는 변환기의 곡선 어레이 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
제13항에 있어서,
상기 방법은 위치센서를 이용하여 각각의 다수의 초음파 이미지와 연관된 상대 위치 정보를 결정하는 단계; 및
상기 상대적인 위치정보에 기반하여, 다수의 이미지 중 적어도 일부를 결합하는 단계를 더 포함하는 방법.
제13항에 있어서,
상기 혈관을 나타내는 이미지 정보를 표시하는 단계; 및
상기 혈관의 추정 최대 직경을 나타내는 정보를 표시하는 단계를 더 포함하는 방법.
제13항에 있어서,
상기 표적 혈관은 팔 또는 다리의 혈관인 방법.
명령어의 시퀀스가 저장된 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체로서,
상기 명령어의 시퀀스는 적어도 하나의 프로세서(processor)에 의해 실행될 때,
혈관 또는 신체 부위를 포함하는 표적에 초음파 신호를 송신하고;
송신된 초음파 신호와 연관된 에코 정보를 수신하고;
에코 정보를 처리하고 표적의 복수 초음파 이미지를 생성하고;
다수의 초음파 이미지에 기반하여 다수의 위치에서 표적과 연관된 추정 매개변수를 생성하고;
표적과 연관된 이미지 정보를 출력하고; 및
표적의 잠재적인 결함과 관련된 정보를 출력하는 것을 포함하는 하나 이상의 프로세서가 수행되는 명령어의 시퀀스가 저장된 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체.
제20항에 있어서,
상기 표적은 상기 복부 대동맥, 말단의 혈관 또는 척추를 포함하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체.