KR20230168419A

KR20230168419A - 초음파 진단 장치 및 그 동작 방법

Info

Publication number: KR20230168419A
Application number: KR1020220068844A
Authority: KR
Inventors: 김한준; 김한얼; 이진용; 최성진
Original assignee: 삼성메디슨 주식회사
Priority date: 2022-06-07
Filing date: 2022-06-07
Publication date: 2023-12-14
Also published as: WO2023238987A1

Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 초음파 진단 장치는, 대상체에 대해 초음파 신호를 송신하여, 상기 대상체로부터 반사된 초음파 에코 신호를 수신하는 초음파 신호 송수신부, 상기 초음파 신호 송수신부로부터 수신한 상기 에코 신호에 기초하여 상기 대상체에 포함된 복수의 객체들 각각이 상기 대상체 내에서 차지하는 영역에 대한 정보인 영역 정보를 추출하고, 상기 영역 정보에 기초하여, 상기 복수의 객체들 각각이 차지하는 영역에 대응되는 가시성(visibility) 관련 파라메터들을 미리 정해진 값에 따라 변경하여 상기 복수의 객체들 각각에 대응되는 복수의 프리셋 데이터들을 생성하는 제어부, 상기 미리 정해진 값에 대한 정보를 저장하고, 상기 제어부의 요청에 대응하여 상기 미리 정해진 값에 대한 정보를 상기 제어부에 대해 제공하는 파라메터 정보 저장부 및 상기 제어부로부터 상기 복수의 프리셋 데이터들을 수신한 후, 상기 복수의 프리셋 데이터들에 기초하여 상기 대상체에 대한 프리셋 3차원 볼륨 데이터를 렌더링하여 출력하는 디스플레이부를 포함할 수 있다.

Description

초음파 진단 장치 및 그 동작 방법{ULTRASOUND DIAGNOSIS APPARATUS AND OPERATION METHOD THEREOF}

본 발명은 초음파 진단 장치 및 그 동작 방법에 관한 것으로서, 구체적으로 대상체로부터 복수의 객체들을 분할한 후 복수의 객체들 각각에 대한 3차원 볼륨 데이터를 생성하여 이를 통해 복수의 객체들 중 사용자가 원하는 객체에 대한 관찰을 용이하게 할 수 있는 초음파 진단 장치 및 그 동작 방법에 관한 것이다.

근래 의료 분야에서는 각종 질병의 조기 진단 또는 수술을 목적으로 인체의 생체 조직에 대한 정보를 영상화하여 획득하기 위한 각종 의료 영상 장치가 널리 이용되고 있다. 이러한 의료 영상 장치의 대표적인 예로는 초음파 진단 장치, CT 장치, MRI 장치가 있을 수 있다.

초음파 진단 장치는 프로브(probe)의 트랜스듀서(transducer)로부터 생성되는 초음파 신호를 대상체로 조사하고, 대상체로부터 반사된 에코 신호의 정보를 수신하여 대상체 내부의 부위에 대한 영상을 얻는다. 특히, 초음파 진단 장치는 대상체 내부의 관찰, 이물질 검출, 및 상해 측정 등 의학적 목적으로 사용된다. 이러한 초음파 진단 장치는 X선을 이용하는 진단 장치에 비하여 안정성이 높고, 실시간으로 영상의 디스플레이가 가능하며, 방사능 피폭이 없어 안전하다는 장점이 있어서 다른 화상 진단 장치와 함께 널리 이용된다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 대상체 내부에 포함된 복수의 객체들 각각에 대한 가시성 파라메터를 조절하고, 이를 통해 복수의 객체들 중 사용자가 원하는 객체에 대한 관찰을 용이하게 할 수 있는 초음파 진단 장치 및 그 동작 방법이 제공될 수 있다.

본 발명에 따른 초음파 진단 장치의 동작 방법은 대상체에 대해 초음파 신호를 송신하여, 상기 대상체로부터 반사된 초음파 에코 신호를 수신하는 단계, 상기 에코 신호에 기초하여 상기 대상체에 포함된 복수의 객체들 각각이 상기 대상체 내에서 차지하는 영역에 대한 정보인 영역 정보를 추출하는 단계, 상기 영역 정보에 기초하여 상기 복수의 객체들 각각이 차지하는 영역에 대응되는 가시성(visibility) 관련 파라메터들을 미리 정해진 값에 따라 변경하여 상기 복수의 객체들 각각에 대응되는 복수의 프리셋(preset) 데이터들을 생성하는 단계 및 상기 복수의 프리셋 데이터들에 기초하여 상기 대상체에 대한 프리셋 3차원 볼륨 데이터를 렌더링하여 출력하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 실시 예에 따른 초음파 진단 장치는 대상체 내부에 포함된 복수의 객체들 각각에 대한 가시성 파라메터를 조절하고, 이를 통해 복수의 객체들 중 사용자가 원하는 객체에 대한 관찰을 용이하게 할 수 있다.

도 1은 일 실시 예에 따른 초음파 진단 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2의 (a) 내지 (c)는 일 실시 예에 따른 초음파 진단 장치를 나타내는 도면들이다.
도 3은 초음파 진단 장치가 복수의 객체들을 포함하는 대상체에 대한 초음파 이미지를 표시하는 예시를 나타낸 도면이다.
도 4는 실시 예에 따라 초음파 진단 장치가 대상체 내에 포함된 복수의 객체들을 클래스 단위로 분류하는 내용을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 실시 예에 따른 초음파 진단 장치가 복수의 객체들을 포함하는 대상체에 대한 3차원 볼륨 이미지를 출력하는 내용을 설명하기 위한 순서도이다.
도 6은 실시 예에 따른 초음파 진단 장치의 구성 및 동작을 설명하기 위한 블록도이다.
도 7은 다른 실시 예에 따른 초음파 진단 장치의 구성 및 동작을 설명하기 위한 블록도이다.
도 8a 및 8b는 실시 예에 따른 클래스 정보 저장부를 설명하기 위한 순서도이다.
도 9는 실시 예에 따른 파라메터 정보 저장부를 설명하기 위한 순서도이다.
도 10은 다른 실시 예에 따른 초음파 진단 장치의 구성 및 동작을 설명하기 위한 블록도이다.
도 11은 실시 예에 따른 사용자 인터페이스부를 설명하기 위한 블록도이다.
도 12a, 도 12b 및 도 12c는 실시 예에 따라 초음파 진단 장치의 디스플레이부에 표시되는 내용을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 실시 예에 따라 초음파 진단 장치가 변경 내용을 반영한 초음파 이미지를 출력하는 내용을 설명하기 위한 순서도이다.

본 명세서는 본 발명의 권리 범위를 명확히 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 실시할 수 있도록, 본 발명의 원리를 설명하고, 실시 예들을 개시한다. 개시된 실시 예들은 다양한 형태로 구현될 수 있다.

본 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, 본 명세서에서 사용한 용어는 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 개시된 발명을 제한 및/또는 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는다.

또한, 본 명세서에서 사용한 "제1", "제2" 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

또한, "~부", "~기", "~블록", "~부재", "~모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미할 수 있다. 예를 들어, 상기 용어들은 FPGA(field-programmable gate array) / ASIC(application specific integrated circuit) 등 적어도 하나의 하드웨어, 메모리에 저장된 적어도 하나의 소프트웨어 또는 프로세서에 의하여 처리되는 적어도 하나의 프로세스를 의미할 수 있다.

각 단계들에 붙여지는 부호는 각 단계들을 식별하기 위해 사용되는 것으로 이들 부호는 각 단계들 상호 간의 순서를 나타내는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다.

또한, 본 명세서에서 영상은 자기 공명 영상(MRI) 장치, 컴퓨터 단층 촬영(CT) 장치, 초음파 촬영 장치, 또는 엑스레이 촬영 장치 등의 의료 영상 장치에 의해 획득된 의료 영상을 포함할 수 있다.

또한, 본 명세서에서 '대상체(object)'는 촬영의 대상이 되는 것으로서, 사람, 동물, 또는 그 일부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 대상체는 신체의 일부(장기 또는 기관 등; organ) 또는 팬텀(phantom) 등을 포함할 수 있다.

명세서 전체에서 "초음파 영상"이란 대상체로 송신되고, 대상체로부터 반사된 초음파 신호에 근거하여 처리된 대상체(object)에 대한 영상을 의미한다.

이하에서는 실시 예에 따른 초음파 프로브 및 그 제조 방법에 관하여 도 1 내지 도 10을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 일 실시 예에 따른 초음파 진단 장치의 구성을 도시한 블록도이다.

일 실시 예에 따른 초음파 진단 장치(100)는 프로브(20), 초음파 송수신부(110), 제어부(120), 영상 처리부(130), 디스플레이부(140), 저장부(150), 통신부(160), 및 입력부(170)를 포함할 수 있다.

초음파 진단 장치(100)는 카트형뿐만 아니라 휴대형으로도 구현될 수 있다. 휴대형 초음파 진단 장치의 예로는 프로브 및 어플리케이션을 포함하는 스마트 폰(smart phone), 랩탑 컴퓨터, PDA, 태블릿 PC 등이 있을 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

프로브(20)는 복수의 트랜스듀서(도 3의 '1134' 참조)들을 포함할 수 있다. 복수의 트랜스듀서(1134)들은 송신부(113)로부터 인가된 송신 신호에 따라 대상체(10)로 초음파 신호를 송출할 수 있다. 복수의 트랜스듀서(1134)들은 대상체(10)로부터 반사된 초음파 신호를 수신하여, 수신 신호를 형성할 수 있다. 또한, 프로브(20)는 초음파 진단 장치(100)와 일체형으로 구현되거나, 또는 초음파 진단 장치(100)와 유무선으로 연결되는 분리형으로 구현될수 있다. 또한, 초음파 진단 장치(100)는 구현 형태에 따라 하나 또는 복수의 프로브(20)를 구비할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 프로브(20)는 초음파 프로브(20)로 지칭될 수 있다.

제어부(120)는 프로브(20)에 포함되는 복수의 트랜스듀서(1134)들의 위치 및 집속점을 고려하여, 복수의 트랜스듀서(1134)들 각각에 인가될 송신 신호를 형성하도록 송신부(113)를 제어한다.

제어부(120)는 프로브(20)로부터 수신되는 수신 신호를 아날로그 디지털 변환하고, 복수의 트랜스듀서(1134)들의 위치 및 집속점을 고려하여, 디지털 변환된 수신 신호를 합산함으로써, 초음파 데이터를 생성하도록 수신부(115)를 제어 한다.

영상 처리부(130)는 초음파 수신부(115)에서 생성된 초음파 데이터를 이용하여, 초음파 영상을 생성한다.

디스플레이부(140)는 생성된 초음파 영상 및 초음파 진단 장치(100)에서 처리되는 다양한 정보를 표시할 수 있다. 초음파 진단 장치(100)는 구현 형태에 따라 하나 또는 복수의 디스플레이부(140)를 포함할 수 있다. 또한, 디스플레이부(140)는 터치패널과 결합하여 터치 스크린으로 구현될 수 있다.

제어부(120)는 초음파 진단 장치(100)의 전반적인 동작 및 초음파 진단 장치(100)의 내부 구성 요소들 사이의 신호 흐름을 제어할 수 있다. 제어부(120)는 초음파 진단 장치(100)의 기능을 수행하기 위한 프로그램 또는 데이터를 저장하는 메모리, 및 프로그램 또는 데이터를 처리하는 프로세서를 포함할 수 있다. 또한, 제어부(120)는 입력부(170) 또는 외부 장치로부터 제어신호를 수신하여, 초음파 진단 장치(100)의 동작을 제어할 수 있다.

초음파 진단 장치(100)는 통신부(160)를 포함하며, 통신부(160)를 통해 외부 장치(예를 들면, 서버, 의료 장치, 휴대 장치(스마트폰, 태블릿 PC, 웨어러블 기기 등))와 연결할 수 있다.

통신부(160)는 외부 장치와 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 구성 요소를 포함할 수 있으며, 예를 들어 근거리 통신 모듈, 유선 통신 모듈 및 무선 통신 모듈 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

통신부(160)가 외부 장치로부터 제어 신호 및 데이터를 수신하고, 수신된 제어 신호를 제어부(120)에 전달하여 제어부(120)로 하여금 수신된 제어 신호에 따라 초음파 진단 장치(100)를 제어하도록 하는 것도 가능하다.

또는, 제어부(120)가 통신부(160)를 통해 외부 장치에 제어 신호를 송신함으로써, 외부 장치를 제어부의 제어 신호에 따라 제어하는 것도 가능하다.

예를 들어 외부 장치는 통신부를 통해 수신된 제어부의 제어 신호에 따라 외부 장치의 데이터를 처리할 수 있다.

외부 장치에는 초음파 진단 장치(100)를 제어할 수 있는 프로그램(인공 지능 등)이 설치될 수 있는 바, 이 프로그램은 제어부(120)의 동작의 일부 또는 전부를 수행하는 명령어를 포함할 수 있다.

프로그램은 외부 장치에 미리 설치될 수도 있고, 외부 장치의 사용자가 어플리케이션을 제공하는 서버로부터 프로그램을 다운로드하여 설치하는 것도 가능하다. 어플리케이션을 제공하는 서버에는 해당 프로그램이 저장된 기록매체가 포함될 수 있다.

또한, 프로그램은 서버 및 클라이언트 장치로 구성되는 시스템에서, 서버의 저장매체 또는 클라이언트 장치의 저장매체를 포함할 수 있다. 또는, 서버 또는 클라이언트 장치와 통신 연결되는 제3 장치(스마트폰, 태블릿 PC, 웨어러블 기기 등)가 존재하는 경우, 프로그램 제품은 제3 장치의 저장매체를 포함할 수 있다. 또는, 프로그램은 서버로부터 클라이언트 장치 또는 제3 장치로 전송되거나, 제3 장치로부터 클라이언트 장치로 전송되는 S/W 프로그램 자체를 포함할 수 있다.

이 경우, 서버, 클라이언트 장치 및 제3 장치 중 하나가 프로그램을 실행하여 개시된 실시 예들에 따른 방법을 수행할 수 있다. 또는, 서버, 클라이언트 장치 및 제3 장치 중 둘 이상이 프로그램을 실행하여 개시된 실시 예들에 따른 방법을 분산하여 실시할 수 있다.

예를 들면, 서버(예로, 클라우드 서버 또는 인공 지능 서버 등)가 서버에 저장된 프로그램을 실행하여, 서버와 통신 연결된 클라이언트 장치가 개시된 실시 예들에 따른 방법을 수행하도록 제어할 수 있다.

저장부(150)는 초음파 진단 장치(100)를 구동하고 제어하기 위한 다양한 데이터 또는 프로그램, 입/출력되는 초음파 데이터, 획득된 초음파 영상 등을 저장할 수 있다.

입력부(170)는, 초음파 진단 장치(100)를 제어하기 위한 사용자의 입력을 수신할 수 있다. 예를 들어, 사용자의 입력은 버튼, 키 패드, 마우스, 트랙볼, 조그 스위치, 놉(knop) 등을 조작하는 입력, 터치 패드나 터치 스크린을 터치하는 입력, 음성 입력, 모션 입력, 생체 정보 입력(예를 들어, 홍채 인식, 지문 인식 등) 등을 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

일 실시 예에 따른 초음파 진단 장치(100)의 예시는 도 2의 (a) 내지 (c)를 통해 후술된다.

도 2의 (a) 내지 (c)는 일 실시 예에 따른 초음파 진단 장치를 나타내는 도면들이다.

도 2의 (a) 및 도 2의 (b)를 참조하면, 초음파 진단 장치(100a, 100b)는 메인 디스플레이부(121) 및 서브 디스플레이부(122)를 포함할 수 있다. 메인 디스플레이부(121) 및 서브 디스플레이부(122) 중 하나는 터치 스크린으로 구현될 수 있다. 메인 디스플레이부(121) 및 서브 디스플레이부(122)는 초음파 영상 또는 초음파 진단 장치(100a, 100b)에서 처리되는 다양한 정보를 표시할 수 있다. 또한, 메인 디스플레이부(121) 및 서브 디스플레이부(122)는 터치 스크린으로 구현되고, GUI 를 제공함으로써, 사용자로부터 초음파 진단 장치(100a, 100b)를 제어하기 위한 데이터를 입력 받을 수 있다. 예를 들어, 메인 디스플레이부(121)는 초음파 영상을 표시하고, 서브 디스플레이부(122)는 초음파 영상의 표시를 제어하기 위한 컨트롤 패널을 GUI 형태로 표시할 수 있다. 서브 디스플레이부(122)는 GUI 형태로 표시된 컨트롤 패널을 통하여, 영상의 표시를 제어하기 위한 데이터를 입력 받을 수 있다. 초음파 진단 장치(100a, 100b)는 입력 받은 제어 데이터를 이용하여, 메인 디스플레이부(121)에 표시된 초음파 영상의 표시를 제어할 수 있다.

도 2의 (b)를 참조하면, 초음파 진단 장치(100b)는 메인 디스플레이부(121) 및 서브 디스플레이부(122) 이외에 컨트롤 패널(165)을 더 포함할 수 있다. 컨트롤 패널(165)은 버튼, 트랙볼, 조그 스위치, 놉(knop) 등을 포함할 수 있으며, 사용자로부터 초음파 진단 장치(100b)를 제어하기 위한 데이터를 입력 받을 수 있다. 예를 들어, 컨트롤 패널(165)은 TGC(Time Gain Compensation) 버튼(171), Freeze 버튼(172) 등을 포함할 수 있다. TGC 버튼(171)은, 초음파 영상의 깊이 별로 TGC 값을 설정하기 위한 버튼이다. 또한, 초음파 진단 장치(100b)는 초음파 영상을 스캔하는 도중에 Freeze 버튼(172) 입력이 감지되면, 해당 시점의 프레임 영상이 표시되는 상태를 유지시킬 수 있다.

한편, 컨트롤 패널(165)에 포함되는 버튼, 트랙볼, 조그 스위치, 놉(knop) 등은, 메인 디스플레이부(121) 또는 서브 디스플레이부(122)에 GUI로 제공될 수 있다.

도 2의 (c)를 참조하면, 초음파 진단 장치(100c)는 휴대형으로도 구현될 수 있다. 휴대형 초음파 진단 장치(100c)의 예로는, 프로브 및 어플리케이션을 포함하는 스마트 폰(smart phone), 랩탑 컴퓨터, PDA, 태블릿 PC 등이 있을 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

초음파 진단 장치(100c)는 프로브(20)와 본체(40)를 포함하며, 프로브(20)는 본체(40)의 일측에 유선 또는 무선으로 연결될 수 있다. 본체(40)는 터치 스크린(145)을 포함할 수 있다. 터치 스크린(145)은 초음파 영상, 초음파 진단 장치에서 처리되는 다양한 정보, 및 GUI 등을 표시할 수 있다.

한편, 개시된 실시 예들은 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 실시 예들의 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.

도 3은 초음파 진단 장치가 복수의 객체들을 포함하는 대상체에 대한 초음파 이미지를 표시하는 예시를 나타낸 도면이다.

초음파 진단 장치는 대상체에 대해 초음파 신호를 송신한 후 반사되는 에코 신호를 수신하여, 수신한 에코 신호에 기초하여 대상체에 대한 초음파 이미지를 출력하기 위한 데이터를 생성할 수 있다. 초음파 진단 장치는 생성된 데이터에 기초하여 대상에 대한 초음파 영상을 디스플레이부를 통해 출력할 수 있다. 출력되는 영상은 2차원 또는 3차원 영상일 수 있다.

도 3의 왼쪽 그림은 초음파 진단 장치의 디스플레이부를 통해 출력되는 대상체에 대한 초음파 영상을 도식화한 것이고, 도 3의 오른쪽 그림은 초음파 진단 장치의 디스플레이부에 표시되는 실제 영상에 대한 예시이다. 도 3의 왼쪽 그림을 참조하면, 대상체는 복수의 객체들(제1 객체 내지 제5 객체)을 대상체의 내부에, 또는 표면에 포함할 수 있다. 이 경우 대상체에 포함된 복수의 객체들에 대응되는 각각의 초음파 영상들은 동일한 색채, 질감 및 불투명도로 하나의 화면에 표시될 수 있다. 예를 들어 도 3의 오른 쪽 그림을 참조하면, 초음파 진단 장치는 인체 내부의 자궁에 대한 3차원 볼륨 이미지를 출력할 수 있다. 이 경우 초음파 영상을 통해 자궁 내부에 포함된 복수의 객체들, 예를 들어 태아, 양수, 태반 및 탯줄 등이 함께 표시될 수 있다. 이 때, 자궁 및 자궁 내부에 포함된 태아, 양수, 태반 및 탯줄 등에 대응되는 초음파 이미지들이 서로 동일한 색채, 질감 및 불투명도로 렌더링되어 하나의 화면에 출력될 수 있다. 따라서 각각의 객체에 대한 구별 및 관찰이 용이하지 않을 수 있다.

도 4는 실시 예에 따라 초음파 진단 장치가 대상체 내에 포함된 복수의 객체들을 클래스 단위로 분류하는 내용을 설명하기 위한 도면이다.

실시 예에 따른 초음파 진단 장치는 대상체에 포함된 복수의 객체들을 분할하여 검출할 수 있다. 실시 예에서, 초음파 진단 장치는 초음파 송수신부로부터 수신한 에코 신호에 기초하여 대상체에 포함된 복수의 객체들 각각이 대상체 내에서 차지하는 영역에 대한 정보인 영역 정보를 추출할 수 있다. 이 때 추출된 영역 정보에 기초하여 복수의 객체들 각각을 미리 설정된 클래스에 따라 분류할 수 있다. 실시 예에서 클래스는 임상적인 의미에 따라 분류된 신체의 특정 부위, 장기, 조직 또는 태아 등에 대응될 수 있다. 예를 들어 도 4를 참조하면, 대상체는 복수의 객체들(제1 객체 내지 제5 객체)을 포함할 수 있고 복수의 객체들(제1 객체 내지 제5 객체)은 임상적인 의미에 따라 미리 설정된 클래스(Class1 내지 Class 3)별로 분류될 수 있다.

구체적으로 예를 들면, 도 4에서 대상체는 '태아의 신체'일 수 있다. 태아의 신체는 태아의 개별 신체 부위에 대응되는 복수의 객체들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 태아의 신체는 태아의 머리, 태아의 오른손, 태아의 왼손, 태아의 오른발 및 태아의 왼발 등을 포함할 수 있다. 도 4에서 '제1 객체' 및 '제4 객체'는 각각 '태아의 오른손' 및 '태아의 왼손'일 수 있다. 도 4에서 '제2 객체'는 '태아의 머리'일 수 있다. 도 4에서 '제2 객체' 및 '제 5 객체'는 각각 '태아의 오른발' 및 '태아의 왼발'일 수 있다. 실시 예에 따른 초음파 진단 장치는 '태아의 손'을 Class 1로, '태아의 발'을 Class 2로, '태아의 머리'를 Class 3으로 설정하고, 각 Class에 대한 정보를 별도의 저장부에 저장할 수 있다. 실시 예에 따른 초음파 진단 장치는 별도의 저장부에 저장된 각 클래스에 대한 정보를 기초로, 대상체(태아)에 포함된 복수의 객체들(제1 객체 내지 제5 객체)을 각각 대응되는 클래스 별로 분류할 수 있다.

대상체에 포함된 복수의 객체들을 분할하여 검출한 후, 복수의 객체들을 클래스 별로 분류하는 동작은 공지된 여러 방법에 따라 수행될 수 있다. 일 실시 예에서, 대상체로부터 복수의 객체들을 분할하여 검출하는 동작 및 복수의 객체들을 클래스 별로 분류하는 동작은 머신 러닝(machine learning)에 의해 수행될 수 있다. 머신 러닝 동작을 위해 공지된 복수의 머신 러닝 모델들 중 어느 하나의 모델이 이용될 수 있다. 구체적으로, Neural Network 기반의 Convolutional Neural Networks (CNNs), Recurrent Neural Networks (RNNs), LSTM, Encoder-Decoder, Auto-Encoder, Generative Adversarial Networks (GANs) 모델이 이용될 수 있다. 구체적으로, 복수의 객체들에 대한 검출 및 복수의 객체들을 클래스 별로 분류하는 동작은 '시맨틱 세그멘테이션(semantic segmentation)' 방법에 의해 수행될 수 있다. '시맨틱 세그멘테이션(semantic segmentation)'은 대상체 내에서 특정 의미를 가지는 객체를 분할하는 방법을 의미할 수 있다. 실시 예에 따른 초음파 진단 장치는 신체의 특정 부위, 장기, 조직 또는 태아 등이 복수의 클래스들 중 어느 클래스에 대응되는지 미리 정해진 알고리즘에 기초하여 학습(learning)할 수 있다. 초음파 진단 장치는 학습된 결과에 기초하여, 대상체의 3차원 볼륨 데이터로부터 복수의 객체들 각각을 분할하여 검출할 수 있다. 초음파 진단 장치는 학습된 결과와 별도의 저장부에 저장된 클래스 정보에 기초하여, 검출된 복수의 객체들 각각을 미리 정해진 클래스 별로 분류할 수 있다.

각 클래스에 대응되는 객체들은 초음파 진단 장치를 사용하는 사용자의 의도나 목적에 따라 다양하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 위의 실시 예에서는 태아의 왼손 및 태아의 오른손을 포함한 '태아의 손'을 Class 1으로 설정하였으나, 다른 실시 예에서 '태아의 오른손' 및 '태아의 왼손'은 각각 별도의 Class로 설정될 수 있다.

다른 실시 예에서, 대상체 내 복수의 객체들을 클래스 별로 분할하는 동작은 사용자에 의해 수동으로 수행될 수도 있다. 예를 들어, 사용자는 GUI에 표시된 영상 정보에 기초하여 대상체 내 복수의 객체들을 특정 의미를 가지는 객체 단위로 구분하여 선택할 수 있다.

도 5는 실시 예에 따른 초음파 진단 장치가 복수의 객체들을 포함하는 대상체에 대한 3차원 볼륨 이미지를 출력하는 내용을 설명하기 위한 순서도이다. S501 단계에서 초음파 진단 장치는 대상체에 대해 초음파 신호를 송신한 후 반사된 에코 신호를 수신할 수 있다. 대상체는 내부에 복수의 객체들을 포함할 수 있다.

S503 단계에서, 초음파 진단 장치는 수신한 에코 신호에 기초하여 대상체에 대한 3차원 볼륨 데이터를 생성할 수 있다.

S505 단계에서, 초음파 진단 장치는 대상체에 대한 3차원 볼륨 데이터로부터 대상체에 포함된 복수의 객체들 각각에 대응되는 영역 정보를 추출할 수 있다.

S507 단계에서, 초음파 진단 장치는 추출된 복수의 객체들 각각에 대응되는 영역 정보에 기초하여 복수의 객체들 각각을 미리 정해진 복수의 클래스(Class)에 따라 분류할 수 있다.

S509 단계에서, 초음파 진단 장치는 각 클래스 단위로 3차원 볼륨 데이터에 포함된 가시성(visibility) 관련 파라메터들을 변경하여 복수의 객체들 각각에 대응되는 프리셋(preset) 데이터들을 생성할 수 있다. 가시성 관련 파라메터는 초음파 진단 장치의 디스플레이부를 통해 출력되는 초음파 이미지가 사용자에게 잘 인지될 수 있도록 설정되는 변수들을 의미할 수 있다. 예를 들어, 가시성 관련 파라메터는 초음파 이미지에 포함된 대상체의 색상, 불투명도 및 재질 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 복수의 객체들 각각에 대응되는 가시성 관련 파라메터들은 다른 객체들과 시각적으로 구분될 수 있도록 미리 정해진 값으로 설정될 수 있다. 실시 예에서, 복수의 객체들 각각의 가시성 관련 파라메터들은 클래스 단위로 설정될 수 있다. 즉, 동일한 클래스에 대응되는 객체들의 가시성 관련 파라메터들은 은 동일한 값으로 설정될 수 있다. 프리셋 데이터는 복수의 객체들 각각 대해, 미리 정해진 가시성 관련 파라메터 값이 적용된 데이터를 의미할 수 있다.

즉, 실시 예에 따른 초음파 진단 장치는, 대상체에 대한 3차원 볼륨 데이터 및 복수의 객체들 각각에 대응되는 영역 정보에 기초하여, 복수의 객체들 각각에 대응되는 가시성 관련 파라메터들을 미리 설정된 값에 따라 변경하여 복수의 객체들 각각에 대응되는 프리셋 데이터들을 생성할 수 있다.

S511 단계에서, 초음파 진단 장치는 복수의 객체들 각각에 대한 프리셋 데이터들에 기초하여 대상체에 대한 프리셋 3차원 볼륨 데이터를 렌더링하여 디스플레이부를 통해 출력할 수 있다.

도 6은 실시 예에 따른 초음파 진단 장치의 구성 및 동작을 설명하기 위한 블록도이다.

실시 예에 따른 초음파 진단 장치는 초음파 송수신부(110), 제어부(120), 디스플레이부(140) 및 파라메터 정보 저장부(151)를 포함할 수 있다. 초음파 송수신부(110), 제어부(120) 및 디스플레이부(140)는 각각 도 1의 초음파 송수신부(110), 제어부(120), 디스플레이부(140)와 동일한 구성일 수 있다. 파라메터 정보 저장부(151)는 도 1의 저장부(150)에 포함된 구성일 수 있다.

초음파 송수신부(110)는 대상체에 대해 초음파 신호를 송신한 후, 대상체로부터 반사된 에코 신호(echo_sig)를 수신할 수 있다. 초음파 송수신부(110)는 대상체로부터 수신한 에코 신호(echo_sig)를 제어부(120)에 전달할 수 있다.

제어부(120)는 초음파 신호 송수신부(110)로부터 수신한 에코 신호(echo_sig)에 기초하여 대상체에 대한 3차원 볼륨 데이터를 생성할 수 있다. 이 때 초음파 진단 장치는 대상체에 대한 3차원 볼륨 데이터로부터 복수의 객체들 각각에 대한 영역 정보를 추출할 수 있다. 영역 정보는 대상체 내에 포함된 복수의 객체들 각각이 대상체 내에서 차지하는 영역에 대한 정보를 의미할 수 있다. 대상체에 대한 3차원 볼륨 데이터는 복수의 객체들에 대응하는 영상 정보를 렌더링(rendering)하여 디스플레이부(140)를 통해 출력하기 위한 가시성(visibility) 관련 파라메터들을 포함할 수 있다. 구체적으로, 실시 예에서 제어부(120)는 초음파 신호 송수신부(110)로부터 수신한 에코 신호(echo_sig)에 기초하여 대상체에 대한 3차원 볼륨 데이터들을 생성할 수 있다. 제어부(120)는 대상체에 포함된 복수의 객체들 각각에 대응하는 3차원 볼륨 데이터에 포함된 가시성(visibility) 관련 파라메터들을 미리 정해진 값에 따라 변경할 수 있다.

다시 말해, 제어부(120)는 복수의 3차원 볼륨 데이터들 각각에 포함된 가시성(visibility) 관련 파라메터들을 변경하여 복수의 객체들 각각에 대응되는 프리셋 데이터(pre_data)들을 생성할 수 있다. 이 때, 복수의 객체들 각각에 대응하는 가시성 관련 파라메터에 대한 미리 정해진 값은 파라메터 정보 저장부(151)에 저장되어 있을 수 있다. 실시 예에 따라, 미리 정해진 값은, 각 클래스 별로 동일하게 설정될 수 있다. 제어부(120)는 파라메터 정보 저장부(151)에 대해 각 클래스 별로 가시성 관련 파라메터를 설정하기 위한 프리셋 값 요청 신호(para_req)를 파라메터 정보 저장부(151)에 대해 제공할 수 있다. 파라메터 정보 저장부(151)는 프리셋 값 요청 신호(para_req)에 대응하여 각 클래스에 대한 가시성 관련 파라메터 정보를 포함하는 프리셋 정보(para_info)를 제어부(120)에 대해 제공할 수 있다. 제어부(120)는 생성된 프리셋 데이터(pre_data)를 디스플레이부(140)에 대해 제공할 수 있다.

디스플레이부(140)는 제어부(120)로부터 복수의 프리셋 데이터(pre_data)들을 수신한 후, 복수의 프리셋 데이터(pre_data)들에 기초하여 상기 대상체에 대한 프리셋 3차원 볼륨 데이터를 렌더링하여 외부로 출력할 수 있다.

도 7은 다른 실시 예에 따른 초음파 진단 장치의 구성 및 동작을 설명하기 위한 블록도이다.

도 7을 참조하면, 도 6에서 설명한 제어부(120)는 세그멘테이션 제어부(123) 및 클래스 정보 저장부(124)를 더 포함할 수 있다.

세그멘테이션 제어부(123)는 도 4에서 설명한 바와 같이, 실시 예에 따른 초음파 진단 장치가 대상체에 포함된 복수의 객체들을 분할하여 검출하는 동작 및 복수의 객체들 각각을 미리 설정된 클래스에 따라 분류하는 동작을 수행하도록 제어할 수 있다. 실시 예에서, 세그멘테이션 제어부(123)는 미리 설정된 알고리즘에 기초하여 신체의 특정 부위, 장기, 조직 또는 태아 등이 복수의 클래스들 중 어느 클래스에 대응되는지 학습(learning)할 수 있다. 이 때, 클래스 정보 저장부(124)에 저장된 정보가 참조될 수 있다.

세그멘테이션 제어부(123)는 학습한 결과를 데이터 베이스화하여 세그멘테이션 제어부(123) 내에 포함된 별도의 저장 공간(미도시)에 저장할 수 있다. 세그멘테이션 제어부(123)는 학습된 결과에 기초하여, 대상체의 3차원 볼륨 데이터로부터 복수의 객체들 각각을 분할하여 검출할 수 있다. 실시 예에서, 대상체의 3차원 볼륨 데이터로부터 복수의 객체들 각각을 분할하는 것은 대상체 내 포함된 복수의 객체들 각각이 대상체 내 차지하는 영역에 대한 정보인 영역 정보를 추출하는 것을 의미할 수 있다.

세그멘테이션 제어부(123)는 복수의 객체들 각각을 미리 설정된 클래스에 따라 분류할 수 있다. 세그멘테이션 제어부(123)는 복수의 객체들을 분류하기 위해 클래스 정보 저장부(124)에 대해 검출된 객체가 대응되는 클래스에 대한 정보를 요청하는 클래스 정보 요청 신호(class_req)를 제공할 수 있다. 클래스 정보 저장부(124)는 세그멘테이션 제어부(123)가 요청한 검출된 객체에 대응되는 클래스 정보(class_info)를 세그멘테이션 제어부(123)에 대해 제공할 수 있다. 세그멘테이션 제어부(123)는 클래스 정보 저장부(124)로부터 수신한 클래스 정보(class_info)에 기초하여 복수의 객체들 각각을 미리 설정된 클래스에 따라 분류할 수 있다.

도 8a 및 8b는 실시 예에 따른 클래스 정보 저장부를 설명하기 위한 순서도이다. 클래스 정보 저장부는 도 7의 클래스 정보 저장부(124)와 동일한 구성일 수 있다.

도 8a를 참조하면, 클래스 정보 저장부는 복수의 객체들에 대한 정보 및 복수의 객체들 각각에 대응되는 클래스 값에 대한 정보를 포함할 수 있다. 도 8a를 참조하면, 태아의 머리는 Class 1에 대응될 수 있다. 태아의 손은 Class 2에 대응될 수 있다. 태아의 발은 Class 3에 대응될 수 있다. 자궁은 Class 4에 대응될 수 있다. 양수는 Class 5에 대응될 수 있다. 태반은 Class 6에 대응될 수 있다. 폐는 Class 110에 대응될 수 있다. 신장은 Class 111에 대응될 수 있다.

도 8b를 참조하면, 클래스 정보 저장부는 복수의 객체들에 대해 산모의 임신 분기 별로 구별하여 클래스를 설정할 수 있다. 도 8b를 참조하면, 산모의 임신 1분기의 태아, 양수, 자궁 및 태반은 각각 Class 1, Class 2, Class 3 및 Class 4에 대응될 수 있다. 산모의 임신 2분기의 태아, 양수, 자궁 및 태반은 각각 Class 11, Class 12, Class 13 및 Class 14에 대응될 수 있다.

실시 예에서, 각 클래스 별로 대응되는 객체들은 임상적 분류에 기초하여 세분화하여 설정될 수 있다.

예를 들어 산모의 임신 1분기 태아의 신체는, 머리(head), 목(neck), 얼굴(face), 척추(spine), 가슴(chest), 심장(heart), 복부(abdomen), 복벽(abdominal wall), 팔다리(extremities), 태반(placenta), 척수(cord)로 세분화될 수 있고, 세분화된 각각의 객체에 대해 서로 다른 클래스가 설정될 수 있다.

예를 들어 산모의 임신 2분기 태아의 신체는, 머리(head), 얼굴(face), 목(neck), 가슴/심장(chest/heart), 복부(abdomen), 골격(skeletal), 탯줄(umbilical cord), 생식기(genitalia)로 세분화될 수 있고, 세분화된 각각의 객체에 대해 서로 다른 클래스가 설정될 수 있다. 각 클래스에 대응되는 객체는 초음파 진단 장치의 사용 목적이나 사용자의 의도에 따라 다양하게 설정될 수 있고, 8a 또는 8b에서 설명한 본 발명의 실시 예에 의해 제한되지 않는다.

도 9는 실시 예에 따른 파라메터 정보 저장부를 설명하기 위한 순서도이다. 파라메터 정보 저장부는 도 7의 클래스 정보 저장부(124)와 동일한 구성일 수 있다.

도 9를 참조하면, 파라메터 정보 저장부는 복수의 클래스들에 대한 정보 및 복수의 클래스들 각각에 대응되는 여러가지 가시성 관련 파라메터 정보들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 가시성 관련 파라메터들은 불투명도, 색상, 재질, 빛 효과 및 반전 효과 등을 포함할 수 있다. 실시 예에서, 각각의 가시성 관련 파라메터들은 클래스 별로 설정될 수 있다. 실시 예에서 각각의 가시성 관련 파라메터들은 클래스마다 서로 다르게 설정될 수 있다. 다른 실시 예에서 각각의 가시성 관련 파라메터들은 일부의 클래스들에 대해서 동일하게 설정될 수도 있다.

도 9에서, 불투명도는 각 클래스에 대응하는 복수의 객체들이 디스플레이부를 통해 불투명하게 표시되는 정도를 의미할 수 있다. 실시 예에서 각 클래스에 대응되는 불투명도 값들(opacity 1, opacity 2, opacity 3, opacity 4, opacity 5, opacity 6)은 0% 내지 100% 중의 어느 하나의 값에 해당할 수 있다. 제1 객체 및 제1객체 내부에 포함된 제2 객체가 존재한다고 가정했을 때, 제1 객체의 불투명도 값이 100%인 경우 제1 객체 내부에 포함된 제2 객체는 제1 객체의 표면에 가려져 보이지 않는 것으로 표시될 수 있다. 제1 객체의 불투명도 값이 0%인 경우, 제1 객체는 완전히 투명하게 표시되므로 제1 객체는 보이지 않고, 제2 객체만이 디스플레이부를 통해 보이는 것으로 표시될 수 있다. 제1 객체 및 제2 객체의 투명도 값이 0%와 100% 사이의 중간 값들 중 어느 하나인 경우, 제1 객체 및 제2 객체는 겹쳐진 상태로 디스플레이부를 통해 표시될 수 있다.

색상은 각 클래스에 대응하는 복수의 객체들이 디스플레이부를 통해 표시되는 색상을 의미할 수 있다. 각 클래스에 대응하는 복수의 객체들의 색상은 여러가지 색상들 중 어느 하나의 색상으로 임의로 설정될 수 있다.

재질은 디스플레이부를 통해 보여지는 복수의 객체들 각각의 표면 상태를 의미할 수 있다. 실시 예에서, 초음파 진단 장치는 복수의 재질 값들(texture 1, texture 2, texture 3, texture 4, texture 5, texture 6) 각각에 대한 속성을 저장할 수 있다. 예를 들어, 제1 재질 값(texture 1)은 매끄러운 표면으로 설정되고, 제2 재질 값(texture 2)은 거친 표면으로 설정될 수 있다. 제1 재질 값(texture 1)이 매끄러운 표면으로 설정되기 위해, 여러가지 가시성 관련 파라메터들이 조절될 수 있다. 마찬가지로, 제2 재질 값(texture 2)이 거친 표면으로 설정되기 위해, 여러가지 가시성 관련 파라메터들이 조절될 수 있다. 예를 들어, Class 1의 재질이 texture 1으로 설정된 경우, Class 1에 대응되는 객체들의 표면은 매끄러운 표면으로 디스플레이부를 통해 표시될 수 있다. Class 2가 texture 2으로 설정된 경우, Class 2에 대응되는 객체들의 표면은 거친 표면으로 디스플레이부를 통해 표시될 수 있다. 재질은 매끄러운 재질 및 거친 재질에 제한되지 않고 다양하게 설정될 수 있다. 각각의 Class들에 대해 서로 다른 재질 값이 설정됨으로써, 복수의 객체들이 디스플레이부를 통해 함께 표시되는 경우 복수의 객체들 각각이 서로 다른 객체들과 효과적으로 구별될 수 있다.

파라메터 정보 저장부는 빛 효과와 관련된 가시성 관련 파라메터들(shadow, specular, diffuse, reflection, scattering, diffraction)을 각 클래스 단위로 저장할 수 있다.

파라메터 정보 저장부는 디스플레이부를 통해 표현되는 빛 효과와 관련하여, 객체에 대해 조사되는 광원(light source)의 속성에 대한 가시성 관련 파라메터들(ambient light(주변광), specular light(반사광), diffuse light(확산광))을 각 클래스 단위로 저장할 수 있다.

파라메터 정보 저장부는 디스플레이부를 통해 표현되는 빛 효과와 관련하여, 객체에 대해 조사되는 빛의 세기(light intensity) 및 빛의 방향(light direction)에 대한 가시성 관련 파라메터들을 각 클래스 단위로 저장할 수 있다.

파라메터 정보 저장부는 각각의 class들에 대해 반전 효과 적용 여부에 대한 정보를 저장할 수 있다. 반전 효과는 디스플레이부를 통해 표시되는 특정 객체의 불투명도가 반전된 효과를 의미할 수 있다. 예를 들어, 제1 객체의 불투명도가 0으로 설정된 경우에, 반전 효과가 적용되는 경우 디스플레이부를 통해 표시되는 제1 객체의 불투명도는 100에 대응될 수 있다. 예를 들어 제2 객체의 불투명도가 1로 설정된 경우에, 반전 효과가 적용되는 경우 디스플레이부를 통해 표시되는 제2 객체의 불투명도는 99에 대응될 수 있다. 예를 들어 제3 객체의 불투명도가 10으로 설정된 경우에, 반전 효과가 적용되는 경우 디스플레이부를 통해 표시되는 제3 객체의 불투명도는 90에 대응될 수 있다.

도 10은 다른 실시 예에 따른 초음파 진단 장치의 구성 및 동작을 설명하기 위한 블록도이다. 도 10에 개시된 구성들 중 도 6에서 설명한 구성들과 동일한 구성들 및 그 동작에 대한 설명은 생략한다.

도 10을 참조하면, 실시 예에 따른 초음파 진단 장치는 사용자 인터페이스부(180)를 더 포함할 수 있다. 사용자 인터페이스부(180)는 디스플레이부를 통해 표시된 복수의 객체들에 대한 가시성 관련 파라메터들을 변경하기 위한 인터페이스를 포함할 수 있다. 사용자 인터페이스부(180)는 도 2 에서 설명한 바와 같이 디스플레이부(140) 내에 포함되어 터치스크린 형태로 구현될 수 있다. 사용자 인터페이스부(180) 도 2의 (a) 및 도 2의 (b)에서 설명한 바와 같이 서브 디스플레이부(122) 형태로 구현될 수 있다. 사용자 인터페이스부(180)는 디스플레이부를 통해 표시되는 객체들의 가시성 관련 파라메터들을 조절하기 위한 컨트롤 패널을 포함할 수 있다. 초음파 진단 장치를 사용하는 사용자는 사용자 인터페이스부(180)를 통해 디스플레이부를 통해 보여지는 객체들의 가시서 관련 파라메터들을 조절할 수 있다.

실시 예에서, 사용자 인터페이스부(180)는 가시성 관련 파라메터의 변경 내용을 포함하는 변경 내용 입력 신호(vis_input)를 제어부(120)에 대해 제공할 수 있다. 제어부(120)는 변경 내용 입력 신호(vis_input)에 대응하여 변경 내용에 따라 복수의 프리셋 데이터(pre_data)들에 대한 가시성 관련 파라메터들을 변경하여, 변경된 데이터(chg_data)를 생성할 수 있다. 제어부(120)는 변경된 데이터(chg_data)를 디스플레이부에 제공할 수 있다. 디스플레이부(140)는 제어부(120)로부터 수신한 변경된 데이터(chg_data)에 기초하여 변경된 상기 대상체에 대한 3차원 볼륨 데이터를 렌더링하여 출력할 수 있다.

도 6에서 개시되지 않았으나, 실시 예에 따른 초음파 진단 장치는 복수의 프리셋 데이터(pre_data)들을 저장하기 위한 데이터 저장부(152)를 더 포함할 수 있다. 제어부(120)는 프리셋 데이터(pre_data)를 생성한 경우, 이를 디스플레이부(140) 뿐만 아니라 데이터 저장부(152)에 대해 제공할 수 있다. 데이터 저장부(152)는 프리셋 데이터(pre_data)를 저장할 수 있다. 제어부(120)는 사용자 인터페이스부(180)로부터 변경 내용 입력 신호(vis_input)를 제공받은 경우, 데이터 저장부(152)에 대해 프리셋 데이터 요청 신호(data_req)를 제공할 수 있다. 데이터 저장부(152)는 프리셋 데이터 요청 신호(data_req)에 대응하여 제어부(120)의 요청과 대응되는 프리셋 데이터(pre_data)를 제어부(120)에 대해 제공할 수 있다. 제어부(120)는 데이터 저장부(152)로부터 제공받은 프리셋 데이터(pre_data)를 사용자 인터페이스부(180)로부터 제공받은 변경 내용에 따라 변경하여 변경된 데이터(chg_data)를 생성할 수 있다.

도 11은 실시 예에 따른 사용자 인터페이스부를 설명하기 위한 블록도이다.

사용자 인터페이스부(180)는 복수의 객체들 중 특정 개체를 선택할 수 있는 인터페이스, 선택된 객체의 가시성 관련 파라메터들을 변경하기 위한 적어도 하나 이상의 인터페이스를 포함할 수 있다.

예를 들어, 도 11을 참조하면, 사용자 인터페이스부(180)는 클래스 선택부(181), 불투명도 조절부(182), 색상 조절부(183) 및 재질 조절부(184)를 포함할 수 있다.

사용자는 클래스 선택부(181)를 통해 복수의 클래스들 중 하나의 클래스를 선택할 수 있다. 이 경우 각각의 클래스에 대응되는 하나 또는 복수의 객체들이 선택될 수 있다.

사용자는 불투명도 조절부(182)를 통해, 선택된 클래스에 대응되는 객체들의 불투명도를 조절할 수 있다.

사용자는 색상 조절부(183)를 통해, 선택된 클래스에 대응되는 객체들의 색상을 조절할 수 있다.

사용자 인터페이스부(180)에 포함된 구성은 도 11에서 예를 들어 설명한 구성에 의해 제한되지 않고 다양한 방식으로 구현될 수 있다. 사용자 인터페이스부(180)는 불투명도, 색상, 재질 뿐만 아니라 다양한 가시성 관련 파라메터들을 조절할 수 있는 구성을 포함할 수 있다. 예를 들어, 사용자 인터페이스부(180)는 빛 효과 또는 반전 효과를 조절하기 위한 구성을 포함할 수 있다.

사용자 인터페이스부(180)는 사용자로부터 입력된 가시성 파라메터에 대한 변경 내용을 제어부에 대해 제공할 수 있다.

도 12a, 도 12b 및 도 12c는 실시 예에 따라 초음파 진단 장치의 디스플레이부에 표시되는 내용을 설명하기 위한 도면이다.

도 12a, 도 12b 및 도 12c에서 디스플레이부(140)는 자궁(1201), 양수(1203) 및 태아(1205) 중 적어도 어느 하나에 대한 영상이 표시될 수 있다. 디스플레이부(140)는 도 6 내지 7 및 도 10에서 설명한 디스플레이부(140)와 동일한 구성일 수 있다. 사용자 인터페이스부(180)는 색상 조절부(183) 및 불투명도 조절부(182)를 포함할 수 있다. 사용자 인터페이스부(180), 색상 조절부(183) 및 불투명도 조절부(182)는 도 11의 사용자 인터페이스부(180), 색상 조절부(183) 및 불투명도 조절부(182)와 동일한 구성일 수 있다.

도 12a를 참조하면, 색상 조절부(183)를 통해 '태아'는 'red'로 설정될 수 있다. 이 때 디스플레이부(140)를 통해 출력되는 태아(1205)의 색상은 붉은 색일 수 있다. 색상 조절부(183)를 통해 '자궁'은 'pink'로 설정될 수 있다. 이 때 디스플레이부(140)를 통해 출력되는 자궁(1201)의 색상은 핑크 색일 수 있다. 색상 조절부(183)를 통해 '양수'는 'blue'로 설정될 수 있다. 이 때 디스플레이부(140)를 통해 출력되는 양수(1203)의 색상은 푸른 색일 수 있다.

도 12a를 참조하면, 불투명도 조절부(182)를 통해 디스플레이부(140를 통해 표시되는 자궁(1201), 양수(1203) 및 태아(1205)의 불투명도가 조절될 수 있다. 도 12a, 도 12b 및 도 12c의 불투명도 조절부(182)는, 자궁(1201), 양수(1203) 및 태아(1205)의 불투명도를 조절하기 위한 세 개의 서브 조절부들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 불투명도 조절부(182) 내에서 왼쪽 서브 조절부는 태아(1205)의 불투명도를 조절하기 위한 것일 수 있다. 예를 들어, 불투명도 조절부(182)내에서 가운데 서브 조절부는 자궁(1201)의 불투명도를 조절하기 위한 것일 수 있다. 예를 들어, 불투명도 조절부(182) 내에서 오른쪽 서브 조절부는 양수(1203)의 불투명도를 조절하기 위한 것일 수 있다. 도 12a를 참조하면, 태아(1205), 자궁(1201) 및 양수(1203)의 불투명도는 0%와 100% 사이의 중간 값을 가지므로, 도 9에서 설명한 바와 같이 디스플레이부(140)에서 태아(1205), 자궁(1201) 및 양수(1203)는 겹쳐진 상태로 표시될 수 있다.

도 12b를 참조하면, 실시 예에서, 색상 조절부(183)를 통해 '태아', '자궁' 및 '양수'는 각각 'red', 'pink' 및 'blue'로 설정될 수 있다.

도 12b를 참조하면, 실시 예에서 불투명도 조절부(182)를 통해 태아(1205)의 불투명도는 0%와 100% 사이의 중간 값으로 설정되고, 자궁(1201) 및 양수(1203)의 불투명도는 0%로 설정될 수 있다. 따라서, 자궁(1201) 및 양수(1203)는 완전히 투명하게 표시되므로, 디스플레이부(140)를 통해 보이지 않고, 태아(1205)만이 디스플레이부(140)를 통해 보이는 것으로 표시될 수 있다.

도 12c를 참조하면, 실시 예에서, 색상 조절부(183)를 통해 '태아', '자궁' 및 '양수'는 각각 'red', 'pink' 및 'blue'로 설정될 수 있다.

도 12c를 참조하면, 실시 예에서 불투명도 조절부(182)를 통해 태아(1205) 및 양수(1203)의 불투명도는 0%와 100% 사이의 중간 값으로 설정되고, 자궁(1201)의 불투명도는 0%로 설정될 수 있다. 따라서, 자궁(1201) 은 완전히 투명하게 표시되므로, 디스플레이부(140)를 통해 보이지 않고, 태아(1205) 및 양수(1203)만이 디스플레이부(140)를 통해 겹쳐진 상태로 표시될 수 있다.

도 12a 내지 도 12c를 통해 설명한 바와 같이 신체 내부의 특정 객체들에 대해 서로 다른 클래스를 지정한 후, 클래스 별로 가시성 파라메터들을 조절함으로써, 초음파 진단 장치를 통한 질병 진단을 효과적으로 수행할 수 있다.

예를 들어, 자궁, 태아 및 태반에 대해 각각 서로 다른 클래스를 지정한 후, 각 클래스 별로 가시성 관련 파라메터들, 예를 들어, 반투명도 및 색상 등을 조절하여 자궁, 태아 및 태반 각각의 상대적인 위치 관계를 명확하게 파악할 수 있다. 이를 통해 산모의 전치 태반 유무와 태반의 조기 박리 상태를 효과적으로 진단할 수 있다. 전치 태반은 태반이 자궁 위쪽이 아닌 아래쪽에 부착된 상태를 의미할 수 있다. 조기 박리란 정상적으로 자리 잡은 태반이 자궁 벽으로부터 조기에 분리되는 것을 의미할 수 있다.

실시 예에서, 태반과 다른 장기들에 대해 서로 다른 클래스를 지정한 후 각 클래스 별로 가시성 관련 파라메터들을 조절함으로써, 임신 주기 동안 태반이 다른 조직으로 침투하였는지 여부를 진단할 수 있다. 예를 들어, 태반과 산모의 방광에 대해 서로 다른 클래스를 지정한 후, 각 클래스 별로 가시성 관련 파라메터들을 조절함으로써, 태반이 산모의 방광 내강까지 침투한 정도를 판단할 수 있다.

실시 예에서, 태반과 다른 장기들에 대해 서로 다른 클래스를 지정한 후 각 클래스 별로 가시성 관련 파라메터들을 조절함으로써 임신 중절 수술 후 태반의 잔류물이 자궁 내에 존재하는지 여부를 진단할 수 있다.

실시 예에서, 탯줄과 다른 장기들에 대해 서로 다른 클래스를 지정한 후 각 클래스 별로 가시성 관련 파라메터들을 조절함으로써, 탯줄의 비정상 유무를 진단할 수 있다. 예를 들어, 탯줄의 꼬임 등 형태적인 비정상 유무를 판단할 수 있다.

실시 예에서, 얼굴(face)과 다른 신체의 일부에 대해 서로 다른 클래스를 지정한 후, 각 클래스 별로 가시성 관련 파라메터들을 조절함으로써, 얼굴의 형태와 관련된 질환을 용이하게 진단할 수 있다. 예를 들어, 언청이(cleft lip) 관련 질환의 형태적 진단을 효과적으로 수행할 수 있다.

실시 예에서, 태아의 척추와 다른 신체 구성들에 대해 서로 다른 클래스를 지정한 후, 각 클래스 별로 가시성 관련 파라메터들을 조절함으로써, 태아의 자세와 위치에 대한 진단을 효과적으로 수행할 수 있다.

실시 예에서, 태아의 척추와 다른 신체 구성들에 대해 서로 다른 클래스를 지정한 후, 각 클래스 별로 가시성 관련 파라메터들을 조절함으로써, 척추와 관련된 질환을 용이하게 진단할 수 있다. 예를 들어, 이분 척추증 등 중추 신경계의 발달 정도를 용이하게 진단할 수 있다.

도 13은 실시 예에 따라 초음파 진단 장치가 변경 내용을 반영한 초음파 이미지를 출력하는 내용을 설명하기 위한 순서도이다.

S1301 단계에서, 초음파 진단 장치에 포함된 사용자 인터페이스부를 통해 사용자로부터 선택된 클래스에 대응하는 객체들의 가시성 관련 파라메터들에 대한 변경 내용이 입력될 수 있다.

S1303 단계에서, 초음파 진단 장치는 변경 내용에 기초하여 선택된 클래스에 대응하는 객체들의 가시성 관련 파라메터들을 변경할 수 있다.

S1305 단계에서, 초음파 진단 장치는 선택된 클래스에 대응하는 객체들에 대한 변경 내용이 적용된, 대상체에 대한 3차원 볼륨 데이터를 렌더링하여 출력할 수 있다.

이상에서와 같이 첨부된 도면을 참조하여 개시된 실시 예들을 설명하였다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고도, 개시된 실시 예들과 다른 형태로 본 발명이 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 개시된 실시 예들은 예시적인 것이며, 한정적으로 해석되어서는 안 된다.

100: 초음파 진단 장치
120: 제어부
140: 디스플레이부
150: 저장부
170: 입력부

Claims

대상체에 대해 초음파 신호를 송신하여, 상기 대상체로부터 반사된 초음파 에코 신호를 수신하는 초음파 신호 송수신부;
상기 초음파 신호 송수신부로부터 수신한 상기 에코 신호에 기초하여 상기 대상체에 포함된 복수의 객체들 각각이 상기 대상체 내에서 차지하는 영역에 대한 정보인 영역 정보를 추출하고, 상기 영역 정보에 기초하여, 상기 복수의 객체들 각각이 차지하는 영역에 대응되는 가시성(visibility) 관련 파라메터들을 미리 정해진 값에 따라 변경하여 상기 복수의 객체들 각각에 대응되는 복수의 프리셋 데이터들을 생성하는 제어부;
상기 미리 정해진 값에 대한 정보를 저장하고, 상기 제어부의 요청에 대응하여 상기 미리 정해진 값에 대한 정보를 상기 제어부에 대해 제공하는 파라메터 정보 저장부; 및
상기 제어부로부터 상기 복수의 프리셋 데이터들을 수신한 후, 상기 복수의 프리셋 데이터들에 기초하여 상기 대상체에 대한 프리셋 3차원 볼륨 데이터를 렌더링하여 출력하는 디스플레이부; 를 포함하는 초음파 진단 장치.
제 1항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 에코 신호를 수신한 때에는 상기 대상체에 대한 3차원 볼륨 데이터를 생성한 후, 시맨틱 분할(semantic segmentation) 방식을 이용하여, 상기 대상체에 대한 3차원 볼륨 데이터로부터 상기 복수의 객체들 각각에 대응되는 영역 정보를 추출하고, 추출된 상기 복수의 객체들 각각에 대응되는 영역 정보에 기초하여 복수의 객체들 각각을 미리 정해진 복수의 클래스(class)들 중 어느 하나에 대응시키는 분류(classification) 동작을 수행한 후, 상기 복수의 객체들 각각에 대응하는 복수의 프리셋 데이터들을 생성하는 초음파 진단 장치.
제 2항에 있어서,
상기 미리 정해진 복수의 클래스들은 인체 내부에 포함된 복수의 장기(organ)들 중 어느 하나 또는 태아(fetus)에 대응되고,
상기 제어부는,
상기 미리 정해진 복수의 클래스들에 대한 정보 및 상기 미리 정해진 복수의 클래스들 각각에 대응되는 복수의 장기들 및 태아에 대한 정보를 포함하는 클래스 정보 저장부를 포함하는 초음파 진단 장치.
제 2항에 있어서,
상기 파라메터 정보 저장부는 상기 복수의 클래스들에 대한 정보 및 상기 복수의 클래스들 각각에 대응되는 상기 미리 정해진 값에 대한 정보를 포함하는 초음파 진단 장치.
제 2항에 있어서,
상기 가시성 관련 파라메터들은 색상, 불투명도, 재질 중 적어도 어느 하나를 포함하고,
상기 파라메터 정보 저장부는 상기 클래스 별로 상기 가시성 관련 파라메터들 각각에 대응되는 미리 정해진 값에 대한 정보를 저장하는 초음파 진단 장치.
제 2항에 있어서,
상기 가시성 관련 파라메터들을 변경하기 위한 사용자 인터페이스부를 더 포함하고,
상기 사용자 인터페이스부는 색상 조절부, 불투명도 조절부 및 재질 조절부 중 적어도 어느 하나를 포함하고,
상기 제어부는 상기 사용자 인터페이스부에 의해 상기 가시성 관련 파라메터들에 대한 변경 내용이 입력되면, 상기 변경 내용에 따라 상기 복수의 객체들 각각에 대응하는 프리셋 데이터들에 대한 가시성 관련 파라메터들을 변경하여 변경된 데이터들을 상기 디스플레이부에 제공하는 초음파 진단 장치.
제 6항에 있어서, 상기 사용자 인터페이스부는,
상기 복수의 클래스들 중 어느 하나를 선택하는 클래스 선택부를 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 사용자 인터페이스부에 의해 상기 가시성 관련 파라메터들에 대한 변경 내용이 입력된 경우에는, 사용자의 입력에 따라 상기 복수의 객체들 중 상기 클래스 선택부에 의해 선택된 클래스에 대응하는 객체들의 프리셋 데이터들에 포함된 가시성 관련 파라메터들을 변경하는 초음파 진단 장치.
제 6항에 있어서, 상기 디스플레이부는,
상기 제어부로부터 상기 변경된 데이터들을 수신한 때에는, 상기 변경된 데이터에 기초하여 변경된, 상기 대상체에 대한 3차원 볼륨 데이터를 렌더링하여 출력하는 초음파 진단 장치.
제 6항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 복수의 객체들 각각에 대응되는 복수의 프리셋 데이터들이 저장되는 데이터 저장부를 더 포함하고,
상기 사용자 인터페이스부로부터 상기 변경 내용이 입력된 때에는, 상기 데이터 저장부로부터 상기 복수의 프리셋 데이터를 제공받아, 상기 변경 내용에 따라 상기 데이터 저장부로부터 제공받은 상기 복수의 프리셋 데이터들에 포함된 가시성 관련 파라메터들을 변경하는 초음파 진단 장치.
제 3항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 클래스 정보 저장부에 포함된 상기 미리 정해진 복수의 클래스들에 대한 정보 및 상기 미리 정해진 복수의 클래스들 각각에 대응되는 복수의 장기들 및 태아에 대한 정보를 기초로, 상기 복수의 객체들 각각을 상기 미리 정해진 복수의 클래스들 중 어느 하나에 대응시키는 초음파 진단 장치.
대상체에 대해 초음파 신호를 송신하여, 상기 대상체로부터 반사된 초음파 에코 신호를 수신하는 단계;
상기 에코 신호에 기초하여 상기 대상체에 포함된 복수의 객체들 각각이 상기 대상체 내에서 차지하는 영역에 대한 정보인 영역 정보를 추출하는 단계; 상기 영역 정보에 기초하여 상기 복수의 객체들 각각이 차지하는 영역에 대응되는 가시성(visibility) 관련 파라메터들을 미리 정해진 값에 따라 변경하여 상기 복수의 객체들 각각에 대응되는 복수의 프리셋 데이터들을 생성하는 단계; 및
상기 복수의 프리셋 데이터들에 기초하여 상기 대상체에 대한 프리셋 3차원 볼륨 데이터를 렌더링하여 출력하는 단계를 포함하는 초음파 진단 장치의 동작 방법.
제 11항에 있어서,
상기 미리 정해진 값에 대한 정보를 상기 초음파 진단 장치 내에 포함된 파라메터 정보 저장부에 저장하는 단계;를 더 포함하는 초음파 진단 장치의 동작 방법.
제 11항에 있어서, 상기 영역 정보를 추출하는 단계는,
상기 에코 신호에 기초하여 상기 대상체에 대한 3차원 볼륨 데이터를 생성하는 단계;
시맨틱 분할(semantic segmentation) 방식을 이용하여, 상기 복수의 객체들 각각에 대응되는 영역 정보를 추출하는 단계;
추출된 상기 복수의 객체들 각각에 대응되는 영역 정보에 기초하여 복수의 객체들 각각을 미리 정해진 복수의 클래스(class)들 중 어느 하나에 대응 시키는 단계; 및
상기 복수의 객체들 각각에 대응하는 복수의 프리셋 데이터들을 생성하는 단계를 포함하는 초음파 진단 장치의 동작 방법.
제 13항에 있어서,
상기 미리 정해진 복수의 클래스들은 인체 내부에 포함된 복수의 장기(organ)들 중 어느 하나 또는 태아(fetus)에 대응되고,
상기 복수의 클래스들에 대한 정보 및 상기 미리 정해진 복수의 클래스들 각각에 대응되는 복수의 장기들 및 태아에 대한 정보를 상기 초음파 진단 장치 내부의 클래스 정보 저장부에 저장하는 단계;를 더 포함하는 초음파 진단 장치의 동작 방법.
제 12항에 있어서, 상기 미리 정해진 값에 대한 정보를 상기 파라메터 정보 저장부에 저장하는 단계는,
상기 복수의 클래스들 각각에 대응되는 상기 미리 정해진 값에 대한 정보를 저장하는 초음파 진단 장치의 동작 방법.
제 13항에 있어서,
상기 가시성 관련 파라메터들은 색상, 불투명도, 재질 중 적어도 어느 하나를 포함하고,
상기 미리 정해진 값에 대한 정보를 상기 초음파 진단 장치 내에 포함된 파라메터 정보 저장부에 저장하는 단계는, 상기 클래스 별로 상기 가시성 관련 파라메터들 각각에 대응되는 미리 정해진 값에 대한 정보를 저장하는 단계를 포함하는 초음파 진단 장치의 동작 방법.
제 16항에 있어서,
외부로부터 상기 가시성 관련 파라메터들에 대한 변경 내용이 입력된 때에는, 상기 변경 내용에 따라 상기 복수의 객체들 각각에 대응하는 프리셋 데이터들에 대한 가시성 관련 파라메터들을 변경하는 단계; 및
상기 변경된 데이터에 기초하여 변경된 상기 대상체에 대한3차원 볼륨 데이터를 렌더링하여 출력하는 단계를 더 포함하는 초음파 진단 장치의 동작 방법.
제 17항에 있어서, 상기 가시성 관련 파라메터들을 변경하는 단계는,
사용자의 입력에 따라 상기 복수의 클래스들 중 어느 하나를 선택하는 단계; 및
상기 복수의 객체들 중 선택된 클래스에 대응하는 객체들의 프리셋 데이터들에 포함된 가시성 관련 파라메터들을 변경하는 단계;를 더 포함하는 초음파 진단 장치의 동작 방법.
제 11항에 있어서,
상기 복수의 객체들 각각에 대응되는 복수의 프리셋 데이터들을 상기 초음파 진단 장치에 포함된 데이터 저장부에 저장하는 단계;를 더 포함하는 초음파 진단 장치의 동작 방법.
제 14항에 있어서, 상기 검출된 상기 복수의 객체들 각각을 미리 정해진 복수의 클래스들 중 어느 하나에 대응 시키는 단계는,
상기 클래스 정보 저장부에 저장된 상기 미리 정해진 복수의 클래스들에 대한 정보 및 상기 미리 정해진 복수의 클래스들 각각에 대응되는 복수의 장기들 및 태아에 대한 정보를 기초로, 상기 복수의 객체들 각각을 상기 미리 정해진 복수의 클래스들 중 어느 하나에 대응시키는 초음파 진단 장치의 동작 방법.