KR20230173714A - 초음파 프로브의 위치결정 및 배향을 유도하기 위한 시스템 및 방법 - Google Patents
초음파 프로브의 위치결정 및 배향을 유도하기 위한 시스템 및 방법 Download PDFInfo
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Abstract
초음파 프로브를 위치결정 및 배향하기 위한 시스템 및 방법은, 초음파 프로브로부터 유도된 데이터세트를 수신하는 단계 - 상기 데이터세트는 상기 프로브의 펄스형 도플러 모드 동작 도중에 획득된 적어도 하나의 데이터세트를 포함함 -; 목표 위치 및 배향에 상대적인 상기 프로브의 현재 위치 및 배향을 식별하도록 상기 데이터세트를 분석하는 단계 - 상기 목표 위치 및 배향은 신체 부위의 선택된 뷰를 정확하게 획득하도록 상기 프로브를 정렬시킴 -; 및 목표 위치 및 배향에 상대적인 상기 프로브의 현재 위치 및 배향을 이송하는 단계를 포함한다.
Description
본 발명은 초음파 프로브의 위치결정 및 배향을 유도하는 분야에 관한 것이고, 특히, 초음파 프로브의 위치결정 및 배향을 유도하기 위한 시각적 큐를 생성하기 위하여 펄스형 도플러 모드에서 획득된 데이터를 사용하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
초음파 스캐너가 광범위한 임상 시나리오에서 널리 사용된다. 숙련된 전문가에 의해서 사용될 경우, 기관의 해부학적 구조 및 기능을 평가하기 위한 현장 진단(point-of-care) 초음파 스캐닝의 효용이 양호하게 구축되어 왔다. 그러나, 기관의 해부학적 구조 및 기능의 신속한 평가가 환자 치료를 쉽게 만들 수 있는 일부 중요한 임상 상황(예를 들어, 일차 병원, 집중 치료 유닛, 응급실, 원격 설정 등에서의 상황)에서는, 현장 진단 초음파 스캐닝에 경험을 가진 전문가가 즉시 가용하지 않을 수도 있다. 상이한 모드, 예컨대 펄스형 도플러 모드에서 동작할 수 있는 초음파 스캐너가 공지되어 있다.
본 발명의 일부 실시형태는 초음파 프로브의 위치결정 및 배향을 위한 시스템을 제공할 수 있는데, 이러한 시스템은 컴퓨터 프로세서; 및 명령들의 하나 이상의 세트를 포함할 수 있고, 상기 명령은 상기 컴퓨터 프로세서로 하여금, 상기 초음파 프로브를 그 현재 위치 및 배향으로부터 그 목표 위치 및 배향으로 이동시키기 위하여 요구되는 움직임의 타입, 방향 및 척도를 표시하는 데이터세트를 수신하거나 결정하게 하고 - 목표 위치 및 배향은 상기 신체 부위의 선택된 뷰를 정확하게 획득하도록 상기 초음파 프로브를 정렬함 -; 상기 데이터세트의 적어도 일부에 기반하여, 상기 초음파 프로브를 그 현재 위치 및 배향으로부터 그 목표 위치 및 배향으로 이동시키기 위하여 요구되는 움직임의 타입, 방향 및 척도를 표시하는 하나 이상의 시각적 큐를 각각 포함하는 하나 이상의 이미지를 생성하게 하며, 상기 하나 이상의 이미지가 디스플레이 상에 제공되게 하도록 한다.
일부 실시형태들에서, 하나 이상의 이미지 각각은, 상기 초음파 프로브의 목표 위치 및 배향을 표시하는 제 1 시각적 큐; 및 상기 초음파 프로브의 목표 위치 및 배향에 상대적인 상기 초음파 프로브의 현재 위치 및 배향을 표시하는 제 2 시각적 큐를 포함할 수 있다.
일부 실시형태들에서, 상기 제 2 시각적 큐와 상기 제 1 시각적 큐 사이의 상대적인 위치 및 배향은, 상기 초음파 프로브를 그 현재 위치 및 배향으로부터 그 목표 위치 및 배향으로 이동시키기 위하여 요구되는 움직임의 타입 및 방향을 표시하고 있고, 상기 제 2 시각적 큐 상의 특정 포인트와 상기 제 1 시각적 큐 상의 대응하는 특정 포인트 사이의 거리는, 상기 초음파 프로브를 그 현재 위치 및 배향으로부터 그 목표 위치 및 배향으로 이동시키기 위하여 요구되는 움직임의 척도를 표시하고 있다.
일부 실시형태들에서, 제 1 시각적 큐는 서로 수직이고 교점에서 교차하는 두 개의 막대를 가진 십자 도형을 포함할 수 있고, 상기 십자 도형은 그 목표 위치 및 배향에서의 상기 초음파 프로브의 근위 단부를 나타내며, 교점은 그 목표 위치 및 배향에서의 상기 초음파 프로브의 중앙 세로축을 나타내고, 상기 막대들에 의해 형성되는 면은, 그 목표 위치 및 배향에서의 상기 초음파 프로브의 중앙 세로축에 수직인 면을 나타낸다.
일부 실시형태들에서, 상기 제 1 시각적 큐는, 그 위치가 상기 초음파 프로브 상의 대응하는 물리적 마커의 위치에 대응하는 시각적 마커를 더 포함할 수 있다.
일부 실시형태들에서, 상기 제 2 시각적 큐는, 그 현재 위치 및 배향에서의 상기 초음파 프로브의 3D 표현의 2D 투영; 및 서로 수직이고 제 2 교점에서 교차하는 두 개의 제 2 막대를 가진 제 2 십자 도형을 포함할 수 있고, 상기 제 2 십자 도형은 그 현재 위치 및 배향에서의 상기 초음파 프로브의 근위 단부를 나타내며, 제 2 교점은 그 현재 위치 및 배향에서의 상기 초음파 프로브의 중앙 세로축을 나타내고, 상기 제 2 막대들에 의해 형성되는 면은, 그 현재 위치 및 배향에서의 상기 초음파 프로브의 중앙 세로축에 수직인 면을 나타내낸다.
일부 실시형태들에서, 상기 제 2 시각적 큐는, 그 위치가 상기 초음파 프로브 상의 대응하는 물리적 마커의 위치에 대응하는 제 2 시각적 마커를 더 포함할 수 있다.
일부 실시형태들에서, 상기 제 2 시각적 큐는 화살표를 포함할 수 있고, 화살표의 형상은 움직임의 타입을 표시하며, 화살표의 방향은 움직임의 방향을 표시하고, 화살표의 크기는 상기 초음파 프로브를 그 현재 위치 및 배향으로부터 그 목표 위치 및 배향으로 이동시키기 위하여 요구되는 움직임의 척도를 표시한다.
일부 실시형태들에서, 상기 제 2 시각적 큐는 상기 초음파 프로브를 그 현재 위치 및 배향으로부터 그 목표 위치 및 배향으로 이동시키기 위하여 요구되는 움직임의 척도를 정량화하기 위한 수치값을 가진 텍스트 표시자를 포함할 수 있다.
일부 실시형태들에서, 상기 명령들의 하나 이상의 세트는 실행될 때, 상기 컴퓨터 프로세서로 하여금 더 나아가, 그 현재 위치 및 배향에서 상기 초음파 프로브에 의해 획득된 적어도 하나의 초음파 이미지를 수신하게 하고, 상기 적어도 하나의 초음파 이미지 및 상기 신체 부위의 선택된 뷰를 신경망으로 들어가는 입력으로서 공급하게 하며, 상기 신경망은 상기 컴퓨터 프로세서에서 구현되고 상기 데이터세트를 출력하도록 구성된다.
본 발명의 일부 실시형태는 초음파 프로브의 위치결정 및 배향 방법을 제공할 수 있는데, 이러한 방법은, 컴퓨터 프로세서에 의하여, 상기 초음파 프로브를 그 현재 위치 및 배향으로부터 그 목표 위치 및 배향으로 이동시키기 위하여 요구되는 움직임의 타입, 방향 및 척도를 표시하는 데이터세트를 수신하거나 결정하는 단계 - 상기 목표 위치 및 배향은 신체 부위의 선택된 뷰를 정확하게 획득하도록 상기 초음파 프로브를 정렬시킴 -; 상기 컴퓨터 프로세서에 의하여, 상기 데이터세트의 적어도 일부에 기반하여, 상기 초음파 프로브를 그 현재 위치 및 배향으로부터 그 목표 위치 및 배향으로 이동시키기 위하여 요구되는 움직임의 타입, 방향 및 척도를 표시하는 하나 이상의 시각적 큐를 각각 포함하는 하나 이상의 이미지를 생성하는 단계; 및 상기 컴퓨터 프로세서에 의하여, 상기 하나 이상의 이미지가 디스플레이 상에 제공되게 하는 단계를 포함할 수 있다.
일부 실시형태들에서, 하나 이상의 이미지 각각은, 상기 초음파 프로브의 목표 위치 및 배향을 표시하는 제 1 시각적 큐; 및 상기 초음파 프로브의 목표 위치 및 배향에 상대적인 상기 초음파 프로브의 현재 위치 및 배향을 표시하는 제 2 시각적 큐를 포함할 수 있다.
일부 실시형태들에서, 상기 제 2 시각적 큐와 상기 제 1 시각적 큐 사이의 상대적인 위치 및 배향은, 상기 초음파 프로브를 그 현재 위치 및 배향으로부터 그 목표 위치 및 배향으로 이동시키기 위하여 요구되는 움직임의 타입 및 방향을 표시하고 있고, 상기 제 2 시각적 큐 상의 특정 포인트와 상기 제 1 시각적 큐 상의 대응하는 특정 포인트 사이의 거리는, 상기 초음파 프로브를 그 현재 위치 및 배향으로부터 그 목표 위치 및 배향으로 이동시키기 위하여 요구되는 움직임의 척도를 표시하고 있다.
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일부 실시형태들에서, 상기 제 2 시각적 큐는 화살표를 포함할 수 있고, 화살표의 형상은 움직임의 타입을 표시하며, 화살표의 방향은 움직임의 방향을 표시하고, 화살표의 크기는 상기 초음파 프로브를 그 현재 위치 및 배향으로부터 그 목표 위치 및 배향으로 이동시키기 위하여 요구되는 움직임의 척도를 표시한다.
일부 실시형태들에서, 상기 제 2 시각적 큐는 상기 초음파 프로브를 그 현재 위치 및 배향으로부터 그 목표 위치 및 배향으로 이동시키기 위하여 요구되는 움직임의 척도를 정량화하기 위한 수치값을 가진 텍스트 표시자를 포함할 수 있다.
일부 실시형태들에서, 상기 위치결정 및 배향 방법은 상기 컴퓨터 프로세서에 의하여, 그 현재 위치 및 배향에서 상기 초음파 프로브에 의해 획득된 적어도 하나의 초음파 이미지 수신하는 단계; 및 상기 컴퓨터 프로세서에 의하여, 상기 적어도 하나의 초음파 이미지 및 상기 신체 부위의 선택된 뷰를 신경망으로 들어가는 입력으로서 공급하는 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 신경망은 상기 컴퓨터 프로세서에서 구현되고, 상기 데이터세트를 출력하도록 구성된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 초음파 프로브를 위치결정 및 배향하기 위한 방법은, 초음파 프로브로부터 유도된 데이터세트를 수신하는 단계 - 상기 데이터세트는 상기 프로브의 펄스형 도플러 모드 동작 도중에 획득된 적어도 하나의 데이터세트를 포함함 -; 목표 위치 및 배향에 상대적인 상기 프로브의 현재 위치 및 배향을 식별하도록 상기 데이터세트를 분석하는 단계 - 상기 목표 위치 및 배향은 신체 부위의 선택된 뷰를 정확하게 획득하도록 상기 프로브를 정렬시킴 -; 및 상기 프로브의 사용자에게, 목표 위치 및 배향에 상대적인 상기 프로브의 현재 위치 및 배향을 이송하는 단계를 포함한다.
일부 실시형태에 따르면, 상기 데이터세트는 상기 초음파 프로브에 의해 획득된 신호로부터 유도된 이미지를 포함한다.
일부 실시형태에 따르면, 상기 데이터세트는 상기 초음파 프로브와 통신하는 디스플레이를 모니터링함으로써 수신된다.
일부 실시형태에 따르면, 상기 프로브의 펄스형 도플러 모드 동작 도중에 획득된 적어도 하나의 데이터세트는 이미지 및 도플러 정보를 포함한다.
일부 실시형태에 따르면, 상기 이미지는 도플러 정보로써 증강된다.
일부 실시형태에 따르면, 상기 데이터세트를 분석하는 단계는 인공 지능 프로세스를 사용하는 것을 포함한다.
일부 실시형태에 따르면, 상기 분석하는 것은, 상기 신체 부위 내의 움직임을 펄스형 도플러 모드 정보에 기반하여 분석하는 것을 포함한다.
일부 실시형태에 따르면, 상기 움직임은 상기 신체 부위 내의 유체의 움직임이다.
일부 실시형태에 따르면, 상기 인공 지능 프로세스는, 상기 선택된 뷰에 상대적인 상기 초음파 프로브의 현재 위치 및 배향; 및 그 현재 위치 및 배향에서 상기 초음파 프로브에 의해 생성된 이미지의 품질의 표시 중 적어도 하나를 출력하고, 상기 이미지의 품질은 상기 선택된 뷰가 획득된 바 있는지 여부에 대응한다.
일부 실시형태에 따르면, 상기 이송하는 것은, 상기 데이터세트의 적어도 일부에 기반하여, 상기 프로브의 현재 위치 및 배향을 표시하는 하나 이상의 시각적 큐를 각각 포함하는 하나 이상의 이미지를 생성하는 것; 및 상기 하나 이상의 이미지가 디스플레이 상에 제공되게 하는 것을 포함한다.
일부 실시형태에 따르면, 상기 하나 이상의 시각적 큐는, 상기 프로브를 그 현재 위치 및 배향으로부터 그 목표 위치 및 배향으로 이동시키기 위해서 요구되는 움직임의 타입의 표시, 방향, 및 척도 중 적어도 하나를 포함한다.
일부 실시형태에 따르면, 상기 이송 하는 것은 이미지 품질 표시 눈금을 디스플레이 상에 제공하는 것을 포함한다.
일 실시형태에 따르면, 초음파 프로브의 위치 및 배향을 정정하기 위한 방법이 제공되는데, 이러한 방법은, 상기 초음파 프로브로부터 유도된 이미지를 수신하는 단계 - 상기 이미지는 상기 프로브의 펄스형 도플러 모드 동작 도중에 획득된 유체 흐름 정보와 중첩됨 -; 목표 위치 및 배향에 상대적인 상기 프로브의 현재 위치 및 배향을 결정하도록 상기 이미지를 분석하는 단계 - 상기 목표 위치 및 배향은 신체 부위의 선택된 뷰를 정확하게 획득하도록 상기 프로브를 정렬시킴 -; 및 상기 프로브의 사용자에게, 목표 위치 및 배향에 상대적인 상기 프로브의 현재 위치 및 배향, 및 상기 선택된 뷰가 되기 위한 상기 이미지의 품질의 표시를 이송하는 단계를 포함한다.
일 실시형태에 따르면, 초음파 프로브를 위치결정 및 배향하기 위한 시스템이 제공되는데, 이러한 시스템은, 컴퓨터 프로세서; 및 명령들의 하나 이상의 세트를 포함하는 메모리를 포함하고, 상기 명령들은, 실행될 때, 상기 컴퓨터 프로세서로 하여금, 초음파 프로브로부터 유도된 데이터세트를 수신하게 하고 - 상기 데이터세트는 상기 프로브의 펄스형 도플러 모드 동작 도중에 획득된 적어도 하나의 데이터세트를 포함함 -; 목표 위치 및 배향에 상대적인 상기 프로브의 현재 위치 및 배향을 식별하도록 상기 데이터세트를 분석하게 하며 - 상기 목표 위치 및 배향은 신체 부위의 선택된 뷰를 정확하게 획득하도록 상기 프로브를 정렬시킴 -; 및 상기 프로브의 사용자에게, 목표 위치 및 배향에 상대적인 상기 프로브의 현재 위치 및 배향을 이송하게 한다.
일부 실시형태에 따르면, 상기 프로세서는, 상기 데이터세트를 분석하기 위하여 인공 지능 프로세스를 실행한다.
일부 실시형태에 따르면, 상기 분석하는 것은, 상기 신체 부위 내의 움직임을 펄스형 도플러 모드 정보에 기반하여 분석하는 것을 포함한다.
일부 실시형태에 따르면, 상기 인공 지능 프로세스는, 상기 선택된 뷰에 상대적인 상기 초음파 프로브의 현재 위치 및 배향; 및 그 현재 위치 및 배향에서 상기 초음파 프로브에 의해 생성된 이미지의 품질의 표시 중 적어도 하나를 출력하고, 상기 이미지의 품질은 상기 선택된 뷰가 획득된 바 있는지 여부에 대응한다.
일부 실시형태에 따르면, 상기 이송하는 것은, 상기 데이터세트의 적어도 일부에 기반하여, 상기 프로브의 현재 위치 및 배향을 표시하는 하나 이상의 시각적 큐를 각각 포함하는 하나 이상의 이미지를 생성하는 것; 및 상기 하나 이상의 이미지가 디스플레이 상에 제공되게 하는 것을 포함한다.
일부 실시형태에 따르면, 상기 이송 하는 것은 이미지 품질 표시 눈금을 디스플레이하는 것을 더 포함한다.
일부 실시형태에 따르면, 상기 하나 이상의 시각적 큐는, 상기 프로브를 그 현재 위치 및 배향으로부터 그 목표 위치 및 배향으로 이동시키기 위해서 요구되는 움직임의 타입의 표시, 방향, 및 척도 중 적어도 하나를 포함한다.
본 발명의 이러한, 추가적인, 및/또는 그 외의 양태 및/또는 장점들은 후속하는 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 설명되고; 상세한 설명으로부터 유추될 수 있으며; 및/또는 본 발명을 실시함으로써 학습될 수 있다.
본 발명의 실시형태들을 더 잘 이해하게 하고 본 발명이 어떻게 실시될 수 있는지를 보여주기 위하여, 전체에 걸쳐서 유사한 번호들이 대응하는 요소들 또는 섹션들을 가리키는 첨부 도면을 예시적으로 참조할 것이다. 첨부 도면에서:
도 1은 본 발명의 일부 실시형태에 따른, 초음파 프로브의 위치설정 및 배향을 유도하기 위한 시스템의 블록도이다;
도 2는 본 발명의 일부 실시형태에 따른, 초음파 프로브를 사용하여 스캐닝가능한 피험자의 신체 부위의 가능한 뷰들의 세트를 표시하는 데이터를 제공하는 디스플레이의 개략도이다;
도 3은 본 발명의 일부 실시형태에 따른, 피험자 신체의 적어도 일부에 대한 초음파 프로브의 목표 위치 및 배향을 표시하는 시각적 큐를 포함하는 이미지를 제공하는 디스플레이의 예시도이다;
도 4a 내지 도 4i는 본 발명의 일부 실시형태에 따른, 초음파 프로브를 그 현재 위치 및 배향으로부터 그 목표 위치 및 배향으로 이동시키기 위해서 요구되는 모션의 타입, 방향 및 척도를 표시하는 시각적 큐를 포함하는 이미지를 제공하는 디스플레이의 개략도이다;
도 5는 본 발명의 일부 실시형태에 따른, 초음파 프로브의 위치설정 및 배향을 유도하는 방법의 흐름도이다;
도 6은 본 발명의 일 실시형태에 따른 방법의 흐름도이다;
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따르는 디스플레이의 개략도이다; 그리고
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따르는 시스템의 개략도이다.
간결하고 명확한 설명을 위하여, 도면에 도시된 요소들이 반드시 척도에 맞게 그려진 것은 아니라는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, 요소들 중 일부의 치수는 다른 요소에 비하여 과장되어 분명하게 표시될 수도 있다. 더 나아가, 적합하다면, 참조 번호는 도면들에서 반복 사용되어 대응하거나 유사한 요소를 표시할 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일부 실시형태에 따른, 초음파 프로브의 위치설정 및 배향을 유도하기 위한 시스템의 블록도이다;
도 2는 본 발명의 일부 실시형태에 따른, 초음파 프로브를 사용하여 스캐닝가능한 피험자의 신체 부위의 가능한 뷰들의 세트를 표시하는 데이터를 제공하는 디스플레이의 개략도이다;
도 3은 본 발명의 일부 실시형태에 따른, 피험자 신체의 적어도 일부에 대한 초음파 프로브의 목표 위치 및 배향을 표시하는 시각적 큐를 포함하는 이미지를 제공하는 디스플레이의 예시도이다;
도 4a 내지 도 4i는 본 발명의 일부 실시형태에 따른, 초음파 프로브를 그 현재 위치 및 배향으로부터 그 목표 위치 및 배향으로 이동시키기 위해서 요구되는 모션의 타입, 방향 및 척도를 표시하는 시각적 큐를 포함하는 이미지를 제공하는 디스플레이의 개략도이다;
도 5는 본 발명의 일부 실시형태에 따른, 초음파 프로브의 위치설정 및 배향을 유도하는 방법의 흐름도이다;
도 6은 본 발명의 일 실시형태에 따른 방법의 흐름도이다;
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따르는 디스플레이의 개략도이다; 그리고
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따르는 시스템의 개략도이다.
간결하고 명확한 설명을 위하여, 도면에 도시된 요소들이 반드시 척도에 맞게 그려진 것은 아니라는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, 요소들 중 일부의 치수는 다른 요소에 비하여 과장되어 분명하게 표시될 수도 있다. 더 나아가, 적합하다면, 참조 번호는 도면들에서 반복 사용되어 대응하거나 유사한 요소를 표시할 수도 있다.
후속하는 상세한 설명에서, 본 발명의 다양한 양태들이 설명된다. 설명하기 위해서, 본 발명이 완전히 이해되게 하기 위해서 특정한 구성과 세부 사항들이 언급된다. 그러나, 본 명세서에 제공된 특정 세부사항들이 없어도 본 발명이 실시될 수 있다는 것이 당업자들에게는 명백할 것이다. 더욱이, 본 발명의 논점을 흐르지 않기 위해서 잘 알려진 피쳐들은 생략되거나 단순화되었을 수 있다. 도면들을 특정하여 참조할 때, 도시된 특이사항들은 오직 예시로써 그리고 본 발명을 예시적으로 논의하기 위하여 도시되는 것일 뿐이며, 본 발명의 이론적이고 개념적인 양태들의 가장 유용하면서도 쉽게 이해되는 설명일 것으로 여겨지는 내용을 제공하기 위해서 제시된다는 것을 강조해 둔다. 이러한 관점에서, 본 발명의 구조적인 세부사항을 본 발명의 기본적인 이해를 위해 필요한 것보다 더 상세히 설명하려고 시도되지 않으며, 도면과 함께 제공되는 상세한 설명은 본 발명의 여러 형태들이 실무상 어떻게 구현될 수 있는지를 당업자들에게 명백하게 이해할 수 있게 한다.
본 발명의 적어도 하나의 실시형태를 자세하게 설명하기 이전에, 본 발명이 후속하는 상세한 설명에서 진술되거나 도면에 표시된 구성요소들의 디자인 및 배치구성의 세부사항에만 적용되는 것으로 한정되지 않는다는 것이 이해되어야 한다. 본 발명은 다양한 방법들로 실시되거나 수행될 수 있는 다른 실시형태와 개시된 실시형태들의 조합에 적용가능하다. 또한, 본 명세서에서 채용된 어법 및 용어는 설명하기 위한 목적을 위한 것이라는 것이 이해되어야 하고 한정하는 것으로 간주되어서는 안된다.
구체적으로 그렇지 않다고 진술되지 않으면, 후속하는 설명으로부터 명백한 것과 같이, 명세서 전체에 걸쳐서, "처리," "컴퓨팅," "계산," "결정," "증강" 또는 기타 등등과 같은 용어를 사용한 논의는, 컴퓨팅 시스템의 레지스터 및/또는 메모리 내에서 물리적, 예컨대 전자적, 양으로서 표현되는 데이터의, 컴퓨팅 시스템의 메모리, 레지스터 또는 다른 이러한 정보 저장, 송신 또는 디스플레이 디바이스 내의 물리량으로서 이와 유사하게 표현되는 다른 데이터로 조작 및/또는 변환하는 컴퓨터, 컴퓨팅 시스템, 또는 유사한 전자적 컴퓨팅 디바이스의 액션 및/또는 돌기를 지칭한다는 것이 인정될 것이다. 개시된 모듈 또는 유닛 중 임의의 것은 컴퓨터 프로세서에 의하여 적어도 부분적으로 구현될 수 있다.
이제 도 1을 참조하는데, 이것은 본 발명의 일부 실시형태에 따른 초음파 프로브의 위치설정 및 배향을 유도하기 위한 시스템(100)의 블록도이다.
또한, 도 2 도 참조하는데, 이것은 본 발명의 일부 실시형태에 따른, 초음파 프로브를 사용하여 스캐닝가능한 피험자의 신체 부위의 가능한 뷰들(210a…210n)의 세트(210)를 표시하는 데이터를 제공하는 디스플레이(120)의 개략도이다.
또한, 도 3 도 참조하는데, 이것은 본 발명의 일부 실시형태에 따른, 피험자 신체의 적어도 일부에 대한 초음파 프로브의 목표 위치 및 배향을 표시하는 시각적 큐(310, 320)를 포함하는 이미지(300)를 제공하는 디스플레이(120)의 개략도이다.
또한, 도 4a 내지 도 4i 도 참조하는데, 이들은 본 발명의 일부 실시형태에 따른, 초음파 프로브를 그 현재 위치 및 배향으로부터 그 목표 위치 및 배향으로 이동시키기 위해서 요구되는 움직임의 타입, 방향 및 척도를 표시하는 시각적 큐(410, 420)를 포함하는 이미지(400)를 제공하는 디스플레이(120)의 개략도이다.
본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 시스템(100)은 컴퓨터 프로세서(110), 디스플레이(120), 입력 디바이스(130) 및 명령들의 하나 이상의 세트(142)를 포함하는 메모리(140)를 포함할 수 있다. 명령들의 하나 이상의 세트(142)가 실행되면, 컴퓨터 프로세서(110)가 본 명세서에 설명된 기능을 수행하게 할 수 있다.
일부 실시형태에 따르면, 컴퓨터 프로세서(110)는 초음파 프로브를 사용하여 스캐닝가능한 피험자의 신체 부위의 가능한 뷰들(210a…210n)의 세트(210)(예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같음)를 표시하는 데이터를 포함하는 이미지(200)를 생성할 수 있다. 이미지(200)는, 예를 들어 뷰들(210a…210n)의 예시, 뷰들(210a…210n)의 목록 등을 포함할 수 있다. 컴퓨터 프로세서(110)는 이미지(200)가 디스플레이(120) 상에 제공되게 할 수 있다. 세트(210)는 초음파 프로브의 펄스형 도플러 모드 동작 도중에 수집된 적어도 일부의 데이터를 포함할 수 있다.
일부 실시형태에 따르면, 컴퓨터 프로세서(110)는 신체 부위의 가능한 뷰들(210a…210n)의 세트(210) 중의 뷰들의 셀렉션을 수신할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 프로세서(110)는 입력 디바이스(130)를 사용하여 셀렉션을 수신할 수 있다.
일부 실시형태에 따르면, 컴퓨터 프로세서(110)는 이미지(300)(예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같음)를 생성할 수 있다. 이미지(300)는 피험자 신체의 적어도 일부에 대한 초음파 프로브의 목표 위치 및 배향을 표시하는 하나 이상의 시각적 큐를 포함할 수 있다. 목표 위치 및 배향은 신체 부위의 선택된 뷰를 정확하게 획득하기 위해서 초음파 프로브를 정렬한다.
일부 실시형태들에서, 이미지(300)는 피험자 신체의 적어도 일부(예를 들어, 도 3에 개략적으로 도시되는 바와 같은 피험자 신체의 몸통)의 시각적 표현을 포함하는 제 1 시각적 큐(310)를 포함할 수 있다.
일부 실시형태들에서, 이미지(300)는 그 목표 위치 및 배향에서의 초음파 프로브의 피험자 신체에 대한 시각적 표현(322)을 포함하는 제 2 시각적 큐(320)를 포함할 수 있다. 일부 실시형태들에서, 초음파 프로브의 시각적 표현(322)은 그 목표 위치 및 배향에서의 초음파 프로브의 3-차원(3D) 표현의 2-차원(2D) 투영(예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같음)을 포함할 수 있다.
일부 실시형태들에서, 초음파 프로브(예를 들어, 물리적 초음파 프로브)는 그 측변들 중 하나에 물리적 마커를 포함할 수 있다. 일부 실시형태들에서, 초음파 프로브의 시각적 표현(322)은 그 위치가 초음파 프로브 상의 대응하는 물리적 마커의 위치에 대응하는 시각적 마커(322a)를 포함할 수 있다.
일부 실시형태들에서, 이미지(300)는, 예를 들어 피험자 신체에 대한 초음파 프로브의 목표 위치 및 배향을 기술하는 기록된 명령(예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같음), 또는 다른 기록된 명령을 포함하는 텍스트 표시자(330)를 포함할 수 있다.
일부 실시형태에 따르면, 컴퓨터 프로세서(110)는 초음파 프로브를 자신의 현재 위치 및 배향으로부터 그 목표 위치 및 배향으로 이동시키기 위해서 요구되는 움직임의 타입(예를 들어, 슬라이딩, 회전, 틸트, 로킹(rocking)), 방향(예를 들어, 상향, 하향, 우향, 좌향, 시계방향, 반시계방향 등) 및 척도(예를 들어, 인치, 각도, 사원법(quaternion), 좌표 등)를 표시하는 데이터세트를 수신할 수 있다.
일부 실시형태에 따르면, 컴퓨터 프로세서(110)는 초음파 프로브를 자신의 현재 위치 및 배향으로부터 그 목표 위치 및 배향으로 이동시키기 위해서 요구되는 움직임의 타입, 방향 및 척도를 표시하는 데이터세트를 생성할 수 있다. 일부 실시형태들에서, 컴퓨터 프로세서(110)는 데이터세트를 신체 부위의 선택된 뷰 및 그 현재 위치 및 배향에서 초음파 프로브에 의해 획득된 적어도 하나의 초음파 이미지에 기반하여 생성할 수 있다. 적어도 하나의 초음파 이미지는, 예를 들어 초음파 디바이스로부터 수신될 수 있다. 일부 실시형태들에서, 컴퓨터 프로세서(110)는 데이터세트를, 예를 들어 컴퓨터 프로세서(110) 상에 구현되는 훈련된 신경망을 사용하여 결정할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 프로세서(110)는 신체 부위의 적어도 하나의 초음파 이미지 및 선택된 뷰를 신경망으로의 입력으로서 공급할 수 있고, 신경망은 데이터세트를 출력할 수 있다.
일부 실시형태에 따르면, 컴퓨터 프로세서(110)는 데이터세트에 기반하여, 하나 이상의 이미지(400)(예를 들어, 도 4a 내지 도 4i에 도시된 바와 같음)를 생성할 수 있다. 하나 이상의 이미지(400) 각각은, 예를 들어 초음파 프로브를 자신의 현재 위치 및 배향으로부터 그 목표 위치 및 배향으로 이동시키기 위해서 요구되는 움직임의 타입, 방향 및/또는 척도를 표시하는 하나 이상의 시각적 큐를 포함할 수 있다. 컴퓨터 프로세서(110)는 하나 이상의 이미지(400)가 디스플레이(120) 상에 제공되게 할 수 있다.
일부 실시형태들에서, 하나 이상의 이미지(400) 각각은 초음파 프로브의 목표 위치 및 배향을 표시하는 제 1 시각적 큐(410)를 포함할 수 있다. 일부 실시형태들에서, 제 1 시각적 큐(410)는 서로 수직이고 교점(412c)에서 교차하는 두 개의 막대(412a, 412b)를 가진 십자 도형(412)을 포함할 수 있다. 십자 도형(412)은, 예를 들어 초음파 프로브의 근위 단부를 표현할 수 있고, 교점(412c)은 그 목표 위치 및 배향에서의 초음파 프로브의 중앙 세로축을 표현할 수 있으며, 십자 도형(412)의 막대(412a, 412b)에 의해서 형성되는 평면은 그 목표 위치 및 배향에서의 초음파 프로브의 중앙 세로축에 수직인 평면을 나타낼 수 있다. 일부 실시형태들에서, 제 1 시각적 큐(410)는 그 위치가 초음파 프로브 상의 대응하는 물리적 마커의 위치에 대응하는 시각적 마커(414)(예를 들어, 도 4a 내지 도 4i에서는 두 개의 아치에 의해서 개략적으로 표시됨)를 포함할 수 있다.
일부 실시형태들에서, 하나 이상의 이미지(400) 각각은 초음파 프로브의 목표 위치 및 배향에 상대적인 초음파 프로브의 현재 위치 및 배향을 표시하는 제 2 시각적 큐(420)를 포함할 수 있다. 일부 실시형태들에서, 제 2 시각적 큐(420)는 그 현재 위치 및 배향에서의 초음파 프로브(422)의 3D 표현의 2D 투영을 포함할 수 있다. 일부 실시형태들에서, 제 2 시각적 큐(420)는 서로 수직이고 교점(424c)에서 교차하는 두 개의 막대(424a, 424b)를 가진 십자 도형(424)을 포함할 수 있다. 십자 도형(424)은 그 현재 위치 및 배향에서의 초음파 프로브의 근위 단부를 표현할 수 있고, 교점(424c)은 그 현재 위치 및 배향에서의 초음파 프로브의 중앙 세로축을 나타낼 수 있으며, 십자 도형(424)의 막대(424a, 424b)에 의해서 형성된 평면은 그 현재 위치 및 배향에서의 초음파 프로브의 중앙 세로축에 수직인 평면을 나타낼 수 있다. 일부 실시형태들에서, 제 2 시각적 큐(420)는 그 위치가 초음파 프로브 상의 대응하는 물리적 마커의 위치에 대응하는 시각적 마커(426)(예를 들어, 도 4a 내지 도 4i에서는 두 개의 아치에 의해서 개략적으로 표시됨)를 포함할 수 있다.
제 2 시각적 큐(420) 및 제 1 시각적 큐(410) 사이의 상대적인 위치 및 배향은 초음파 프로브를 그 현재 위치 및 배향으로부터 그 목표 위치 및 배향으로 이동시키기 위하여 요구되는 움직임의 타입, 방향 및/또는 척도를 표시할 수 있다.
예를 들어, 도 4a에 개략적으로 도시되는 바와 같은 제 2 시각적 큐(420) 및 제 1 시각적 큐(410) 사이의 상대적인 위치 및 배향은, 초음파 프로브를 그 목표 위치 및 배향으로 이동시키기 위해서는 초음파 프로브가 그 현재 위치 및 배향에 대하여 우측으로 슬라이딩되거나 이동되어야 한다는 것을 표시한다.
다른 예에서, 도 4b에 개략적으로 도시되는 바와 같은 제 2 시각적 큐(420) 및 제 1 시각적 큐(410) 사이의 상대적인 위치 및 배향은, 초음파 프로브를 그 목표 위치 및 배향으로 이동시키기 위해서는 초음파 프로브가 그 현재 위치 및 배향에 대하여 좌측으로 슬라이딩되거나 이동되어야 한다는 것을 표시한다.
다른 예에서, 도 4c에 개략적으로 도시되는 바와 같은 제 2 시각적 큐(420) 및 제 1 시각적 큐(410) 사이의 상대적인 위치 및 배향은, 초음파 프로브를 그 목표 위치 및 배향으로 이동시키기 위해서는 초음파 프로브가 그 현재 위치 및 배향에 대하여 하향으로 슬라이딩되거나 이동되어야 한다는 것을 표시한다.
다른 예에서, 도 4d에 개략적으로 도시되는 바와 같은 제 2 시각적 큐(420) 및 제 1 시각적 큐(410) 사이의 상대적인 위치 및 배향은, 초음파 프로브를 그 목표 위치 및 배향으로 이동시키기 위해서는 초음파 프로브가 그 현재 위치 및 배향에 대하여 반시계방향으로 회전되어야 한다는 것을 표시한다.
다른 예에서, 도 4e에 개략적으로 도시되는 바와 같은 제 2 시각적 큐(420) 및 제 1 시각적 큐(410) 사이의 상대적인 위치 및 배향은, 초음파 프로브를 그 목표 위치 및 배향으로 이동시키기 위해서는 초음파 프로브가 그 현재 위치 및 배향에 대하여 좌측으로 틸팅되어야 한다는 것을 표시한다.
다른 예에서, 도 4f에 개략적으로 도시되는 바와 같은 제 2 시각적 큐(420) 및 제 1 시각적 큐(410) 사이의 상대적인 위치 및 배향은, 초음파 프로브를 그 목표 위치 및 배향으로 이동시키기 위해서는 초음파 프로브가 그 현재 위치 및 배향에 대하여 우측으로 틸팅되어야 한다는 것을 표시한다.
다른 예에서, 도 4g에 개략적으로 도시되는 바와 같은 제 2 시각적 큐(420) 및 제 1 시각적 큐(410) 사이의 상대적인 위치 및 배향은, 초음파 프로브를 그 목표 위치 및 배향으로 이동시키기 위해서는 초음파 프로브가 그 현재 위치 및 배향에 대하여 상향으로 틸팅되어야 한다는 것을 표시한다.
다른 예에서, 도 4h에 개략적으로 도시되는 바와 같은 제 2 시각적 큐(420) 및 제 1 시각적 큐(410) 사이의 상대적인 위치 및 배향은, 초음파 프로브를 그 목표 위치 및 배향으로 이동시키기 위해서는 초음파 프로브가 그 현재 위치 및 배향에 대하여 하향으로 틸팅되어야 한다는 것을 표시한다.
다른 예에서, 도 4i에 개략적으로 도시되는 바와 같은 제 2 시각적 큐(420) 및 제 1 시각적 큐(410) 사이의 상대적인 위치 및 배향은, 초음파 프로브가 그 목표 위치 및 배향에 있다는 것을 표시한다. 일부 실시형태들에서, 제 2 시각적 큐(420)는 초음파 프로브의 위치 및 배향을 유지하라고 명령하는 표시자(427)(예를 들어, 도 4i에 개략적으로 도시되는 바와 같은 텍스트 표시자(427))를 포함할 수 있다. 일부 실시형태들에서, 이미지(400)는 초음파 스캔의 진행을 표시하는 진행 막대(미도시) 또는 다른 시각적 진행 표시자(예를 들어, 퍼센티지, 모래시계 등)를 포함할 수 있다.
일부 실시형태들에서, 제 2 시각적 큐(420) 상의 특정된 포인트와 제 1 시각적 큐(410) 상의 대응하는 포인트 사이의 거리는, 초음파 프로브를 그 현재 위치 및 배향으로부터 그 목표 위치 및 배향으로 이동시키기 위하여 요구되는 움직임의 척도(예를 들어, 인치, 각도, 사원법, 좌표 등)를 표시할 수 있다. 예를 들어, (i) 제 2 시각적 큐(420)의 십자 도형(424)의 교점(424c) 및 (ii) 제 1 시각적 큐(410)의 십자 도형(412)의 교점(414c) 사이의 거리는, 초음파 프로브를 그 현재 위치 및 배향으로부터 그 목표 위치 및 배향으로 이동시키기 위하여 요구되는 움직임의 척도를 표시할 수 있다. 일부 실시형태들에서, 제 2 시각적 큐(420)는 초음파 프로브를 그 현재 위치 및 배향으로부터 그 목표 위치 및 배향으로 이동시키기 위하여 요구되는 모션의 척도를 정량화하기 위한 수치값을 가진 텍스트 표시자(428)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 4d에 개략적으로 도시되는 바와 같이, 텍스트 표시자(428)는 초음파 프로브를 그 목표 위치 및 배향으로 이동시키기 위해서는 초음파 프로브가 그 현재 위치 및 배향에 대하여 반시계방향으로 45°만큼 회전되어야 한다는 것을 표시한다. 명확화를 위하여, 텍스트 표시자(428)가 도 4d에만 도시되고 도 4a 내지 도 4c 및 도 4e 내지 도 4i에는 도시되지 않는다는 것에 주의한다.
일부 실시형태들에서, 제 2 시각적 큐(420)는 화살표(429)를 포함할 수 있고, 화살표의 형상은 모션의 타입을 표시할 수 있으며, 화살표의 방향은 모션의 방향을 표시할 수 있고, 및/또는 화살표의 크기는 상기 초음파 프로브를 그 현재 위치 및 배향으로부터 그 목표 위치 및 배향으로 이동시키기 위하여 요구되는 모션의 척도를 표시할 수 있다. 예를 들어, 도 4d에 개략적으로 도시되는 바와 같이, 화살표(429)는 초음파 프로브를 그 목표 위치 및 배향으로 이동시키기 위해서는 초음파 프로브가 그 현재 위치 및 배향에 대하여 반시계방향으로 회전되어야 한다는 것을 표시한다. 명확화를 위하여, 화살표(429)가 도 4d에만 도시되고 도 4a 내지 도 4c 및 도 4e 내지 도 4i에는 도시되지 않는다는 것에 주의한다. 또한, 도 4a 내지 도 4i에 관하여 본 명세서에서 설명된 바와 같은 시각적 큐들의 상이한 조합들도 역시 가능하다는 것에 주의한다.
일부 실시형태에 따르면, 컴퓨터 프로세서(110)는 데이터세트에 기반하여, 초음파 프로브를 자신의 현재 위치 및 배향으로부터 그 목표 위치 및 배향으로 이동시키기 위해서 요구되는 모션의 타입, 방향 및 척도를 표시하는 하나 이상의 사운드 큐를 생성할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 사운드 큐는, 예를 들어 "초음파 프로브를 좌측으로 회전시키세요", "초음파 프로브를 우측으로 4 인치 이동시키세요, "초음파 프로브의 위치를 유지하세요" 등과 같은 하나 이상의 보이스 또는 오디오 명령을 포함할 수 있다. 다른 예에서, 하나 이상의 사운드 큐는 초음파 프로브가 그 목표 위치 및 배향에 있으며 초음파 프로브가 초음파 이미지를 획득하고 있다는 것을 표시하는 제 1 사운드를 포함할 수 있다. 다른 예에서, 하나 이상의 사운드 큐는 초음파 프로브가 초음파 이미지를 획득하는 것을 완료했다는 것을 표시하는 제 2 사운드를 포함할 수 있다.
이제 도 5를 참조하는데, 이것은 본 발명의 일부 실시형태에 따른 초음파 프로브의 위치설정 및 배향을 유도하기 위한 방법의 흐름도이다.
일부 실시형태들에서, 이러한 방법은, 컴퓨터 프로세서에 의하여, 초음파 프로브를 그 현재 위치 및 배향으로부터 그 목표 위치 및 배향으로 이동시키기 위하여 요구되는 움직임의 타입, 방향 및 척도 중 적어도 하나를 표시하는 데이터세트를 수신하거나 결정하는 단계(502)를 포함할 수 있고, 목표 위치 및 배향은 신체 부위의 선택된 뷰를 정확하게 획득하도록 초음파 프로브를 정렬시킨다. 예를 들어, 컴퓨터 프로세서(110) 및 데이터세트는 도 1에 대하여 전술된다.
이러한 방법은, 컴퓨터 프로세서에 의하여, 데이터세트에 기반하여 하나 이상의 이미지를 생성하는 단계(504)를 포함할 수 있는데, 하나 이상의 이미지 각각은 초음파 프로브를 그 현재 위치 및 배향으로부터 그 목표 위치 및 배향으로 이동시키기 위하여 요구되는 움직임의 타입, 방향 및/또는 척도를 표시하는 하나 이상의 시각적 큐를 포함한다. 예를 들어, 시각적 큐(410, 420)는 도 4a 내지 도 4i에서 전술된다.
이러한 방법은 컴퓨터 프로세서에 의하여, 하나 이상의 생성된 이미지가 디스플레이 상에 제공되게 하는 단계(506)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이(120)는 도 1에 대하여 전술된다.
이제 도 6, 도 7, 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 실시형태는 초음파 프로브의 펄스형 도플러 모드 동작에서 획득된 데이터를 사용하여 초음파 프로브의 위치 및 배향을 식별하고, 신체 부위의 선택된/소망되는 뷰를 정확하게 획득하기 위해서 사용자가 프로브의 위치 및 배향을 정정 또는 조절하는 것을 잠재적으로 지원할 수 있다. 펄스형 도플러 모드에서 동작하는 초음파 프로브는 이동하는 대상물이 음파의 속성에 영향을 준다는 원리를 사용한다. 사운드의 짧고 빠른 펄스를 전송함으로써, 초음파 머신(예를 들어 프로브 + 소프트웨어)은 신체 내의 이동, 예를 들어 이동하는 유체(예를 들어 혈액), 호흡 도중의 폐의 움직임, 및 소화계를 따라가는 이동의 속도를, 신체 내의 특정 부위에서 모두 실시간으로 측정할 수 있을 수 있다. 혈액이 주기적인 심장 사이클(예를 들어 일 회의 심박에 수반된 축소 및 이완의 과정)에 따라서 흐르기 때문에, 펄스형 도플러 모드에서 동작하는 프로브에 의해서 획득된 데이터 및/또는 이미지는 초음파 이미지가 나타날 수 있는 방식에서의 변동을 설명하도록 분석될 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 비젼 시스템은 초음파 프로브의 위치 및 배향을, 해당 위치 및 배향에서 이미지가 획득되는 방식이 심장 사이클 내의 특정 타이밍의 결과로서 변할 수 있기 때문에 부정확하게 결정할 수 있다: 일부 이미지에서 심장은 더 크게 나타날 수 있고, 다른 이미지에서는 더 작게 나타날 수 있다(심장의 형상은 심장 사이클을 따르는 상이한 시간들에서 극적으로 변하고, 예를 들어, 좌심실의 부피는 건강한 심장 내에서 사이클을 따라서 50-70%보다 많이 변한다). 초음파 이미지 내의 시간적 자유도에 기인한 이러한 변동/왜곡은 컴퓨터 비젼 시스템이 초음파 프로브의 부정확한 위치 및 배향을 결정하도록 속일 수 있다. 본 발명의 실시형태들에서는, 혈액 흐름의 암시적 정보 또는 명시적 정보를 사용하면 인공 지능이 사이클에 따른 특정 타이밍에 기인한 변경을 설명하는 것을 도울 수 있다.
도 6은 초음파 프로브를 위치설정 및 배향하기 위한 방법(600)의 흐름도이다. 방법(600)은 초음파 프로브로부터 유도된 데이터세트를 수신하는 단계(602)를 포함할 수 있다. 초음파 프로브로부터 유도된 데이터세트는 초음파 프로브로부터 직접적으로 획득되거나 간접적으로 획득된 데이터세트일 수 있다. 예를 들어, 초음파 프로브로부터 직접적으로 획득된 데이터세트는 트랜스듀서 신호 데이터의 시계열, 예를 들어 일련의 반사된 주파수 측정치들일 수 있다. 초음파 프로브로부터 획득된 간접적으로 데이터세트는 초음파 프로브에 의해 획득된 측정치로부터 유도된 이미지(또는 복수 개의 이미지)를 포함할 수 있다. 이러한 이미지는 처리 소프트웨어/하드웨어에 의해서 유도될 수 있고, 초음파 프로브와 통신(예를 들어, 유선 통신)하는 컴퓨터 디스플레이에 디스플레이될 수 있다. 본 발명의 실시형태는 데이터세트/이미지를 수신하기 위해서 이러한 디스플레이를 모니터링할 수 있다(예를 들어, 컴퓨터 비젼 기법을 사용함).
바람직한 실시형태에 따르면, 수신된 데이터세트는 프로브의 펄스형 도플러 모드 동작 도중에 획득된 적어도 하나의 데이터세트를 포함한다. 프로브의 펄스형 도플러 모드 동작 도중에 획득된 데이터세트는 도플러 정보/데이터를 포함할 수 있고, 도플러 정보를 보유하거나 이러한 정보에 의해서 증강된 이미지를 포함할 수 있다. 도플러 정보로 증강된 이미지는, 예를 들어, 유체의 흐름(예를 들어 도플러 정보)을 표시하는 색상처리된 구역과 중첩된(예를 들어, 표시하도록 소프트웨어에 의해서 편집됨), 초음파 프로브의 B-모드 동작 도중에 획득된 종류의 이미지일 수 있다. 예를 들어, 도플러 정보로 증강된 이미지/데이터세트는 유체가 프로브로부터 멀어지게 흘러가는 구역을, 제 1 색상, 예를 들어 청색을 그러한 구역과 연관시킴으로써(또는 관련 데이터를, 예를 들어 문자열로 "태깅"함으로써) 표시할 수 있다. 그러므로, 프로브로부터 유도된 이미지 내에서 청색 구역은, 해당 시점에 프로브가 동작하고 있었고, 그러한 구역이 프로브로부터 멀어지는 방향으로 이동하고 있었던 유체(예를 들어 혈액)를 보유했었다는 것을 표시할 수 있다. 이와 유사하게, 유체가 프로브를 향해서 흘러가는 구역은 제 2 색상, 예컨대 적색과 연관될 수 있다. 유체의 속도의 표시는, 색상의 음영을 속도에 대응하는 점진적인 눈금으로 지정함으로써, 예를 들어 프로브를 향해서 이동하고 있는 빠르게 흐르는 유체(예를 들어, 19 cm/s)에 대해서는 어두운 적색을, 그리고 프로브를 향한 방향으로 느리게 흐르는 유체(예를 들어 4.9 cm/s)에 대해서는 밝은 적색을 지정함으로써 제공될 수 있다. 이와 유사하게, 프로브로부터 멀어지게 이동하는 유체에 대한 속도는, 청색 색상 스펙트럼을 취하고 속도의 저속 내지 고속 범위(예를 들어 1.5-7.1 cm/s)에 따라서 음영을 분산시킴으로써 지정될 수 있다.
방법(600)은 목표 위치 및 배향에 상대적인 프로브의 현재 위치 및 배향을 식별하기 위하여 데이터세트를 분석하는 단계를 포함할 수 있다. 목표 위치 및 배향은, 신체 부위의 선택된 뷰, 예를 들어 심장의 네 개의 심방의 뷰를 정확하게 획득하기 위해서 프로브를 정렬시키기 위해 요구되는 위치 및 배향을 표시하기 위한 것일 수 있다. 프로브의 사용자(또는, 예를 들어 컴퓨터 수치 제어(CNC)를 통하는 것과 같이 머신에 의해 유도된 프로세스)는 그 위치 및 배향이 목표 위치 및 배향과 같아지게 프로브를 이동시키고, 따라서 소망되는 뷰를 획득하도록 프로브를 정렬시키기 위하여, 프로브를 개조, 조절, 또는 그렇지 않으면 이동시킬 수 있다. 일부 실시형태에 따르면, 데이터세트를 분석하는 것은 인공 지능(AI) 프로세스, 예를 들어 훈련 이미지들의 세트(예를 들어 훈련 뭉치 또는 이미지들의 큰 콜렉션)에서 훈련된 신경망을 사용하는 것을 포함할 수 있다. 인공 지능 프로세스는 지도 방식, 또는 비지도 방식으로 사전에 훈련되었을 수 있다. 인공 지능 프로세스는 라벨링된 훈련 데이터, 예를 들어 프로브에 의해 이미징된 특정 위치 및/또는 배향 및/또는 뷰와 상관된(예를 들어, 라벨링된) 바 있는 초음파 데이터세트(또는 이러한 데이터세트로부터 유도된 이미지)를 사용하여 훈련된 바 있다. 본 발명의 실시형태에 따른 AI 프로세스의 훈련은, AI 프로세스가 초음파 이미지 내의 시간적 자유도로부터 디커플링된 초음파 프로브의 위치 및 배향에 대한 표시를 출력하게 할 수 있다: 예를 들어 동일한 프로브 위치에서 상이한 시각에 촬영된 심장의 이미지들은 다르게 보일 수 있고, AI 알고리즘에 의해서 상이한 프로브 위치에서 촬영된 것으로 잘못 해석될 수 있다. 혈액 흐름의 속도 및 방향이 주기적인 심장 사이클에 의해서 구동되기 때문에, 펄스형-도플러-모드에서의 가이던스(guidance)는 B-모드 초음파 이미지보다 심장 사이클에 따른 각각의 프레임의 타이밍에 관련된 훨씬 더 많은 정보를 보유한다. 추가적으로, 신체에는 방대한 혈관이 존재하기 때문에, 펄스형-도플러-모드의 이미지는 심장이 이미지 안에 존재하지 않는 경우에도 이러한 정보를 보유한다.
인공 지능 프로세스는 신경망(NN)일 수 있다. 신경망은 계층들로 조직화된 뉴런 또는 노드들을 포함할 수 있고, 뉴런들 사이의 링크들이 출력을 뉴런들 사이에 전달한다. NN의 양태들은 계량될 수 있고, 예를 들어 링크들은 가중치를 가질 수 있으며, 훈련은 가중치를 조절하는 것을 수반할 수 있다. 양의 가중치는 강화형 연결(excitatory connection)을 표시할 수 있고, 음의 가중치는 억제형 연결(inhibitory connection)을 표시할 수 있다. NN은 노드 또는 뉴런들 사이의 공식 또는 관계로서 실행되고 표현될 수 있어서, 뉴런, 노드, 또는 링크는 소프트웨어 및 공식에 의해 표현되는 "가상적"인 것들이 되게 되는데, NN을 훈련 또는 실행하는 것은, 예를 들어 종래의 컴퓨터 또는 GPU(예컨대 도 1의 디바이스(100))에 의해 수행된다.
일부 실시형태에 따르면, 인공 지능 프로세스는 수신된 데이터세트 내의, 예를 들어 프로브에 의해 이미징된 신체 부위 내의 움직임을 분석할 수 있다. 움직임은 데이터세트의 일부로서 수신된 펄스형 도플러 모드 정보에 기반하여 분석될 수 있다. 예를 들어, 인공 지능 프로세스는 초음파 프로브와 통신하는 디스플레이를 모니터링함으로써 획득된 도플러 향상/증강 이미지를 수신할 수 있다: 그러면, 움직임은, 예를 들어 프로브를 향한/프로브로부터 멀어지는 움직임의 속도에 대응하는, 모니터링된 이미지 내의 색상처리된 구역을 식별함으로써 추론될 수 있다. 이러한 움직임은 어떤 속도로 신체 부위를 통해 흐르는 유체, 예를 들어 해당 신체 부위를 통과하는 혈액의 흐름의 움직임에 기인할 수 있다.
일부 실시형태에 따르면, 방법(600)은 인공 지능 프로세스에 의하여, 상기 선택된 뷰에 상대적인 상기 초음파 프로브의 현재 위치 및 배향; 및 그 현재 위치 및 배향에서 상기 초음파 프로브에 의해 생성된 이미지의 품질의 표시 중 적어도 하나를 출력하는 단계를 포함할 수 있고, 이미지의 품질은 상기 선택된 뷰가 획득된 바 있는지 여부에 대응한다. 선택된 뷰에 상대적인 현재 위치 및 배향이 본 명세서에서 논의되는 방식으로 사용자에게 이송될 수 있다. 선택된 뷰에 상대적인 현재 위치 및 배향은 신체 부위의 선택된 뷰/목표 뷰를 획득하기 위해서 요구되는 위치 및 배향과 비교한 초음파 프로브의 현재 위치 및 배향일 수 있다. 이미지의 품질의 표시는 신체 부위의 선택된 뷰를 획득하기 위해서 요구되는 목표 위치 및 배향과의 초음파 프로브의 정렬의 "정확도(exactness), 및 이러한 선택된 뷰가 획득되었는지 여부를 가리킬 수 있다. 다르게 말하면, AI 프로세스는 선택된 뷰와 비교된, 그 현재 위치 및 배향에서 초음파 프로브에 의해 생성된 이미지의 품질의 표시를 출력한다. 예를 들어, 고품질의 이미지는 초음파 프로브가 신체 부위의 선택된 뷰, 예를 들어 심장의 흉골 장축 단면도(parasternal long axis view; PLAX) 또는 심장의 심첨 4C(네 개의 챔버) 단면도를 획득하기 위하여 요구되는 올바른 위치 및 배향에 정확하게 있을 때에 획득된 이미지일 수 있다. 저품질의 이미지는 요구된/목표 위치 및 배향으로부터 멀리 떨어진 초음파 프로브 위치 및 배향에서 획득된 것일 수 있다. 본 명세서에서 사용될 때 이미지 품질이란 반드시 이미지 수차, 예를 들어 초음파 이미지의 픽셀화를 가리키지 않을 수 있고, 설명된 바와 같이 관심 대상인 이미지를 생성하는 초음파 프로브의 위치 및 배향이 해당 신체 부위의 목표/선택된 뷰를 획득하기 위하여 요구되는 목표 위치 및 배향에 얼마나 정확하게 대응하는지를 가리킬 수 있다. 공간적 자유도 및 시간적 자유도를 식별할 때에, 본 발명의 실시형태는 이러한 공간적 및 시간적 관계를 고려하는 가이던스를 제공함으로써 현존 방법에 비하여 초음파 프로브의 위치결정을 개선시킬 수 있다. 일부 실시형태에 따르면, 방법(600)은 목표 위치 및 배향에 상대적인 프로브의 현재 위치 및 배향을 공간적 자유도 및 시간적 자유도 중 적어도 하나에 기반하여 식별하는 단계를 포함한다.
방법(600)은, 예를 들어 프로브의 사용자에게, 목표 위치 및 배향에 상대적인 프로브의 현재 위치 및 배향을 이송하는 단계(606)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 그리고 일부 실시형태에 따르면, 이송하는 단계는 데이터세트의 적어도 일부에 기반하여, 프로브의 현재 위치 및 배향(그리고, 일부 실시형태에서는 목표 위치 및 배향)을 표시하는 하나 이상의 시각적 큐를 각각 포함하는 하나 이상의 이미지를 생성하는 것, 및 상기 하나 이상의 이미지가 디스플레이 상에 제공되게 하는 것을 포함할 수 있다. 시각적 큐는, 예를 들어 도 4a 내지 도 4i에 도시된 것들과 같은 큐일 수 있다. 이송하는 단계는, 프로브의 위치 및 배향(P&O)의 그래픽 표현, 및/또는 목표 위치 및 배향의 그래픽 표현을 보여주는 것을 포함할 수 있다: 그러면, 사용자는 프로브를 조작하여 이것을 그 현재 P&O로부터 타겟 P&O로 이동시킬 수 있다.
대안적으로, 또는 상보적으로, 이송하는 단계는 이미지 품질 표시 눈금(예를 들어 도 7의 눈금(750))을 디스플레이 상에 제공하는 것을 포함할 수 있다. 위에서 논의된 바와 같이, 이미지 품질 표시는 프로브 P&O의 신체 부위의 선택된 뷰를 생성하기 위해서 요구되는 목표 P&O와의 맞춤/정렬의 척도를 가리킬 수 있다. 프로브 P&O 및 결과적으로 얻어지는 이미지 품질은 신체 내의 움직임에 링크될 수 있고, 예를 들어 프로브는 심장의 PLAX 뷰를 획득하기 위한 정확한 P&O에 있을 수 있지만, 호흡 도중의 폐의 움직임이 심장을 가려서 선택된 PLAX 뷰와 비교할 때 저품질의 이미지가 얻어지게 된다: 따라서, 프로브의 P&O가 일반적으로는 정확할 것이지만, 해당 시점에서 프로브에 의해서 이미징되는 뷰가 선택된/소망된 뷰가 아니기 때문에 이미지의 품질은 낮게 된다. 품질 표시 눈금은 연속 눈금일 수 있고, 결정된 이미지 품질이 변할때마다 눈금 상에서 "슬라이딩"될 수 있는(예를 들어 상하로) 원과 같은 그래픽 요소(예를 들어, 도 7의 755)를 포함할 수 있다. 따라서, 사용자는 눈금 상에서의 슬라이더의 움직임에 의해서 유도되는 허용가능한 이미지 품질을 획득하기 위해서 프로브의 P&O를 미세 조절할 수 있다.
이송하는 단계는, 프로브를 그 현재 P&O로부터 그 목표 P&O로 이동시키기 위해 요구되는 움직임의 타입, 방향, 및 척도의 표시 중 적어도 하나에 관련된 하나 이상의 시각적 큐를, 예를 들어 프로브를 정확하게 정렬하기 위해서 프로브의 사용자가 따라가야 하는 병진 및/또는 회전 이동의 방향을 표시하는 화살표를 보여줌으로써 제공하는 것을 더 포함할 수 있다.
일부 실시형태에 따르면, 초음파 프로브의 위치 및 배향을 정정하기 위한 방법이 제공된다. 이러한 방법은 초음파 프로브로부터 유도된 이미지, 예를 들어 프로브의 펄스형 도플러 모드 동작 도중에 획득된 유체 흐름 정보와 중첩된 이미지를 수신하는 단계를 포함할 수 있다. 전술된 바와 같이, 프로브의 펄스형 도플러 모드 동작 도중에 획득된 유체 흐름 정보와 중첩된 이미지는 프로브를 향한 및/또는 프로브로부터 멀어지는 흐름을 표시하는 색상처리된 구역을 포함할 수 있고, 유체의 속도의 표시를 제공할 수 있다.
이러한 방법은, 목표 위치 및 배향에 상대적인 프로브의 현재 위치 및 배향을 결정하기 위해서 이미지를 분석하는 단계를 더 포함할 수 있고, 목표 위치 및 배향은 신체 부위의 선택된 뷰를 정확하게 획득하기 위해서 프로브를 정렬시키기 위한 것이다.
예를 들어, AI 프로세스에 의한 이러한 결정은, 유체 흐름의 주기적 사이클 내의 캡쳐된 시점에서의 시간적 자유도 및 적어도 하나의 공간적 자유도 사이의 관계에 기반하여 프로브의 위치 및 배향을 고려할 수 있다. 예를 들어, 주기적 유체 사이클 내의 추론된 포인트(예를 들어 도플러 정보로부터 추론됨)는, 위치 및 배향 및/또는 이미지 품질 표시를 출력하는 것에 고려될 수 있다.
이러한 방법은, 예를 들어 프로브의 사용자에게 목표 위치 및 배향에 상대적인 프로브의 현재 위치 및 배향 및 선택된 뷰로서의 이미지의 품질의 표시를 이송하는 단계를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 품질 표시는 이미지가 선택된 뷰라면(예를 들어, 선택된 뷰에 대응하면) 높을 수 있고, 품질 표시는 이미지가 선택된 뷰가 아니라면(예를 들어, 선택된 뷰를 보여주거나 관련되지 않으면) 낮을 수 있다.
도 7은 초음파 프로브의 사용자에게 이송될 수 있는 예시적인 디스플레이 뷰(700)의 개략도를 도시한다. 디스플레이 뷰(700)는 컴퓨터 디스플레이, 예컨대 초음파 프로브와 통신하는(예를 들어, 유선 또는 무선 연결) 디스플레이 상에 디스플레이될 수 있다. 디스플레이 뷰(700)는 초음파 프로브에서 획득된 신호(예를 들어 초음파 측정치)로부터 유도된 이미지(710)를 포함할 수 있다. 디스플레이 뷰(700)는, 예를 들어 심장의 흉골 장축(PLAX) 단면도를 보여줄 수 있다. 디스플레이(700)는 관찰되는 피험자(720)(예를 들어 인체)에 상대적인 프로브의 현재 위치 및 배향(725)의 그래픽 표현을 더 포함할 수 있다.
디스플레이 뷰(700)는 프로브를 그 현재 위치 및 배향으로부터 목표 위치 및 배향으로 어떻게 이동시킬지에 대한 튜토리얼(미도시), 예를 들어 텍스트 또는 그래픽 명령을 포함할 수 있다.
디스플레이 뷰(700)는 이미지 품질 표시, 예컨대 이미지 품질 눈금(750)을 더 포함할 수 있다. 이미지 품질 눈금(750)은 프로브의 현재 P&O(725)에서 획득된 이미지(710)의 품질을 사용자에게 표시하기 위한 슬라이더(755)와 같은 그래픽 요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 소망되는 뷰가 심장의 심첨 사심방 단면도이지만, 캡쳐된 이미지가 현재 모든 심방의 선명한 뷰를 표시하지 않으면, 이미지 품질 눈금은 낮은 이미지 품질을 표시할 수 있다. 낮은 이미지 품질은 초음파 프로브를 목표 위치 및 배향으로 이동시킴으로써 정정될 수 있고, 슬라이더(755)는 사용자가 신체 부위의 선택된 뷰를 획득하기 위해서 미세 조절을 할 수 있도록 대응하도록 이동할 수 있다.
이미지(710)의 구역(711)은 도플러 정보로 증강(예를 들어 중첩)될 수 있다. 증강은 프로브 및 디스플레이와 통신하는 적어도 하나의 프로세서에 의해서 수행될 수 있다. 디스플레이 뷰(700)는 이미지(710)가 움직임, 예컨대 유체 움직임을 표시하는 구역을 가지는 것으로 보여줄 수 있다. 디스플레이 뷰(700)는 프로브를 향해서 이동하고 있는 구역(712)을, 예를 들어 이러한 구역을 제 1 색상, 예를 들어 적색으로 디스플레이함으로써 표시할 수 있다(도면에서는 색상이 아니라 음영 및 점묘법(stippling)이 사용되었음). 디스플레이 상의 눈금은 움직임의 속도를 표시할 수 있고, 예컨대 음영(716)을 가진 음영의 색상 눈금은 프로브를 향하는 방향으로의 속도, 예를 들어 약 0 내지 59.8 cm/s의 범위를 가지는 양의 속도를 나타낸다. 디스플레이 뷰(700)는 프로브로부터 멀어지게 이동하고 있는 구역(714)을, 예를 들어 이러한 구역을 제 2 색상, 예를 들어 청색으로 디스플레이함으로써 표시할 수 있다. 디스플레이 상의 눈금은 모션의 속도를 표시할 수 있고, 예컨대 음영(718)을 가진 음영의 색상 눈금은 프로브로부터 멀어지는 방향으로의 속도, 예를 들어 약 0 내지 -59.8 cm/s의 범위를 가지는 음의 속도를 나타낸다. 이러한 움직임은 유체, 예를 들어 혈액의 움직임일 수 있다. 본 발명의 실시형태는 도 7에 도시되는 것과 같은 디스플레이(예를 들어, 도플러 정보를 포함하는 디스플레이)를 모니터링할 수 있고, 분석 프로세스, 예컨대 신경망과 같은 인공 지능 프로세스로의 입력인 디스플레이된 이미지의 컴퓨터 비젼 기법, 스크린 그랩(grab) 및/또는 스크린 캡쳐를 사용할 수 있다. 그러면, AI 프로세스는 이미지 및 도플러 정보를 분석하여 프로브의 현재 위치(725) 및/또는 이미지 품질 눈금(750) 상의 이미지 품질 표시를 출력할 수 있다.
일부 실시형태에 따르면, 본 명세서에서 설명된 방법의 하나 이상의 단계를 수행할 수 있는 시스템이 제공된다. 예를 들어, 그리고 일 실시형태에 따르면, 초음파 프로브를 위치설정 및 배향하기 위한 시스템은, 컴퓨터 프로세서; 및 명령들의 하나 이상의 세트를 포함하는 메모리를 포함하고, 상기 명령들은, 실행될 때, 상기 컴퓨터 프로세서로 하여금, 초음파 프로브로부터 유도된 데이터세트를 수신하게 하고 - 상기 데이터세트는 상기 프로브의 펄스형 도플러 모드 동작 도중에 획득된 적어도 하나의 데이터세트를 포함함 -; 목표 위치 및 배향에 상대적인 상기 프로브의 현재 위치 및 배향을 식별하도록 상기 데이터세트를 분석하게 하며 - 상기 목표 위치 및 배향은 몸체부의 선택된 뷰를 정확하게 획득하도록 상기 프로브를 정렬시킴 -; 및 상기 프로브의 사용자에게, 목표 위치 및 배향에 상대적인 상기 프로브의 현재 위치 및 배향을 이송하게 한다.
이러한 시스템은 도 1에서 설명된 것과 같은 시스템일 수 있고, 예를 들어 디스플레이의 직접 모니터링에 의하여 또는 디스플레이에 대한 통신 피더와의 인터페이싱에 의하여 초음파 프로브와 통신하는 디스플레이와 공동으로 동작할 수 있다. 시스템의 프로세서는 인공 지능 프로세스를 실행하여 데이터세트를 전술된 바와 같이 분석할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일부 실시예에 따르는 시스템(800)의 아키텍처를 보여준다. 시스템(800)은, 필립스(Koninklijke Philips N. V.), 제너럴 일렉트릭 컴파니, 클라리우스(Clarius), 버터플라이(Butterfly), 엑소(Exo) 및 후지필름 소노사이트(Fujifilm SonoSite)에 의해 개발된 초음파 프로브 시스템과 같은 현존하는 초음파 처리 플랫폼에서 또는 이들과 공동으로 전개될 수 있는 애플리케이션/앱과 같은 소프트웨어 서비스(software as a service; SAAS) 제품으로서 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시형태는 필립스에 의해 개발된 EPIQ, Affiniti, CX50, Lumify, 및/또는 Sparq; GE에 의해 개발된 Vscan, Vscan Air, Vscan Extend, Venue, Venue Fit, Venue Go, Vivid, Versana, NextGen LOGIQ, 및/또는 LOGIQ; 클라리우스 핸드헬드 프로브; 버터플라이 IQ 및 IQ+; 및/또는 소노사이트에 의해 개발된 Sonosite PX, Sonosite LX, Sonosite S, Sonosite EDGE, Sonosite X-PORTE, 및/또는 Sonosite M-Turbo 중 임의의 것과 나란히 동작할 수 있다.
시스템(800)은, 예를 들어 디스플레이 디바이스 상에서 사용자에 의해 시청될 수 있는 프론트엔드(802)를 포함할 수 있다. 프론트엔드(802)는 도 7의 디스플레이 뷰(700)에 대해서 설명된 바와 같은 디스플레이 뷰(806)를 디스플레이할 수 있다. 디스플레이 뷰는 도플러 정보로 증강될 수 있다. 디스플레이 뷰(806)는 현재 초음파 이미지(808), 그래픽 사용자 인터페이스(810) 및/또는 이미지 품질 표시자(812)(눈금(750)에 대하여 전술된 바와 같음)를 포함할 수 있다.
애플리케이션 백엔드(804)는 복수 개의 초음파 이미지(808)를 수신할 수 있고, 이들을 신경망(818)으로의 입력(811)을 위해서 저장할 수 있다. 신경망(818)은 메타데이터(814)를 더 수신할 수 있는데, 이것은 타임스탬프, 도플러 데이터, 초음파 신호 데이터(예를 들어 주파수, 반사된 세기), 및 환자 체중, 신장, 연령, 성별, 알려진 병력 등과 같은 데이터를 포함할 수 있다. 신경망(818)은 목적/목표 뷰(816)(예를 들어 사용자 입력에 의해서 선택된 소망되는 뷰) 및 요구된 이미지 품질과 같은 추가 파라미터를 더 수신할 수 있다.
신경망(818)은 이러한 입력을 분석하여, 예를 들어 목표 뷰를 획득할 목표 위치 및 배향에 상대적인 프로브의 현재 위치 및 배향을 결정하고, 이미지 품질 표시를 결정할 수 있다.
그래픽 사용자 인터페이스 및 프론트엔드의 이미지 품질 표시자를 통하여 사용자에게 가이던스를 전달하기 위하여, 후처리 동작(820)이 수행될 수 있다. 후처리 동작은 네비게이션 출력 및 품질을 사용자에게 전달하기 위해서 수행되는 임의의 로직을 포함할 수 있다. 이러한 로직으로의 입력은 신경망의 출력을 포함할 수 있다. 예를 들어, 신경망 출력의 평활화가 이것을 사용자에게 디스플레이하기 이전에, 예를 들어 비정상 결과를 최소화하도록 여러 출력의 평균을 취함으로써 수행될 수 있다.
본 발명의 양태들은 본 발명의 실시형태에 따르는 방법, 장치(시스템) 및 컴퓨터 프로그램 제품의 흐름도 예시 및/또는 부분 도면을 참조하여 본 명세서에서 전술된다. 흐름도 예시 및/또는 부분 도면의 각각의 부분, 및 흐름도 예시 및/또는 부분 도면에서의 부분들의 조합이 컴퓨터 프로그램 명령에 의하여 구현될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램 명령은 범용 컴퓨터, 특수 목적 컴퓨터, 또는 다른 프로그래밍가능한 데이터 프로세스 장치의 프로세서로 제공되어 머신을 생성함으로써, 컴퓨터 또는 다른 프로그래밍가능한 데이터 프로세스 장치의 프로세서를 통하여 실행되는 명령들이 흐름도 및/또는 부분 도면 또는 그 일부에서 규정된 기능/동작을 구현하기 위한 수단을 생성하게 할 수 있다.
이러한 컴퓨터 프로그램 명령은 또한 컴퓨터, 다른 프로그래밍가능한 데이터 프로세스 장치, 또는 다른 디바이스가 특정한 방식으로 기능하도록 디렉팅함으로써, 컴퓨터 판독가능 매체 내에 저장된 명령들이 흐름도 및/또는 부분 도면 또는 그 일부에서 규정된 기능/동작(act)을 구현하는 명령들을 포함하는 제조물을 생산하게 할 수 있다. 컴퓨터 프로그램 명령은 또한 컴퓨터, 다른 프로그래밍가능한 데이터 프로세스 장치, 또는 다른 디바이스에 로딩되어 일련의 동작적 단계들이 컴퓨터, 다른 프로그래밍가능한 장치 또는 다른 디바이스에서 수행되게 하여 컴퓨터 구현 프로세스를 생성함으로써, 컴퓨터 또는 다른 프로그래밍가능한 장치에서 실행되는 명령들이 흐름도 및/또는 부분 도면 또는 그 일부에서 규정된 기능/동작을 구현하기 위한 프로세스를 제공하게 할 수도 있다.
전술된 흐름도 및 블록도들은 본 발명의 다양한 실시형태들에 따르는 시스템, 방법 및 컴퓨터 프로그램 제품의 가능한 구현형태의 아키텍처, 기능성, 및 동작을 예시한다. 이러한 관점에서, 흐름도 또는 부분 도면 내의 각각의 부분은 모듈, 세그먼트, 또는 규정된 논리적 기능(들)을 구현하기 위한 하나 이상의 실행가능한 명령을 포함하는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또한, 일부 대안적 구현형태에서, 부분 도면에서 표시된 기능들이 도면에 표시된 순서에 어긋나게 발생될 수 있다는 것에 또한 주의해야 한다. 예를 들어, 연속하게 도시된 두 개의 부분들은 실제로는 실질적으로 동시에 실행될 수 있고, 또는 부분들은 가끔 수반된 기능성에 의존하여 역순서로 실행될 수도 있다. 또한, 부분 도면 및/또는 흐름도 예시의 각각의 부분, 및 부분 도면 및/또는 흐름도 예시의 부분의 조합이 규정된 기능 또는 동작을 수행하는 특수 목적 하드웨어-기초 시스템, 또는 특수 목적 하드웨어 및 컴퓨터 명령의 조합에 의하여 구현될 수 있다는 것이 주의될 것이다.
전술된 설명에서, 일 실시형태란 본 발명의 하나의 예 또는 구현형태이다. 따라서, "하나의 실시형태, "일 실시형태", "특정 실시형태", 또는 "일부 실시형태"라는 다양한 표현은 반드시 동일한 실시형태를 가리키는 것이 아니다. 본 발명의 다양한 특징들이 단일 실시형태의 콘텍스트에서 설명될 수 있지만, 이러한 특징들은 개별적으로 또는 임의의 적합한 조합에서 제공할 수도 있다. 반대로, 본 발명은 본 명세서에서 명확화를 위하여 별개의 실시형태들의 콘텍스트에서 설명될 수 있지만, 본 발명은 단일 실시형태에서 구현될 수도 있다. 본 발명의 어떤 실시형태는 위에 개시된 상이한 실시형태들로부터 얻은 특징을 포함할 수 있고, 어떤 실시형태들은 위에 개시된 다른 실시형태들로부터 얻은 요소들을 통합할 수 있다. 특정한 실시형태의 경우에서 본 발명의 요소들을 개시한 것은, 그들의 용도를 이러한 특정 실시형태로만 한정하는 것으로 간주되어서는 안 된다. 더 나아가, 본 발명이 다양한 방법들로 실행되거나 실시될 수 있다는 것, 그리고 본 발명이 전술된 상세한 설명에서 개략적으로 설명된 것들과 다른 특정 실시형태로 구현될 수도 있다는 것이 이해되어야 한다.
본 발명은 도면 또는 대응하는 설명으로 한정되지 않는다. 예를 들어, 흐름도는 각각의 예시된 박스 또는 상태를 따라, 또는 도시되고 설명된 것과 정확하게 동일한 순서로 이동해야 하는 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 기술 용어 및 과학 용어의 의미는 다르게 정의되지 않는 한 당업자에게 이해되는 것과 같이 통례에 따라 이해되어야 한다. 본 발명이 제한된 개수의 실시형태를 참조하여 설명된 바 있지만, 이들은 발명의 범위를 한정하는 것으로 해석되어서는 안 되고, 바람직한 실시형태 중 일부에 대한 예라고 해석되어야 한다. 다른 가능한 변형예, 수정예, 및 적용예도 역시 본 발명의 범위에 속한다. 따라서, 본 발명의 범위는 지금까지 설명된 것들에 의해 한정되어서는 안 되며, 첨부된 청구항 및 그들의 법률적인 균등물에 의해서만 한정되어야 한다.
Claims (40)
- 초음파 프로브를 위치결정 및 배향하기 위한 방법으로서,
초음파 프로브로부터 유도된 데이터세트를 수신하는 단계 - 상기 데이터세트는 상기 프로브의 펄스형 도플러 모드 동작 도중에 획득된 적어도 하나의 데이터세트를 포함함 -;
목표 위치 및 배향에 상대적인 상기 프로브의 현재 위치 및 배향을 식별하도록 상기 데이터세트를 분석하는 단계 - 상기 목표 위치 및 배향은 신체 부위의 선택된 뷰를 정확하게 획득하도록 상기 프로브를 정렬시킴 -; 및
상기 프로브의 사용자에게, 목표 위치 및 배향에 상대적인 상기 프로브의 현재 위치 및 배향을 이송하는 단계
를 포함하는, 위치결정 및 배향 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 데이터세트는 상기 초음파 프로브에 의해 획득된 신호로부터 유도된 이미지를 포함하는, 위치결정 및 배향 방법. - 제 2 항에 있어서,
상기 데이터세트는 상기 초음파 프로브와 통신하는 디스플레이를 모니터링함으로써 수신되는, 위치결정 및 배향 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 프로브의 펄스형 도플러 모드 동작 도중에 획득된 적어도 하나의 데이터세트는 이미지 및 도플러 정보를 포함하는, 위치결정 및 배향 방법. - 제 4 항에 있어서,
상기 이미지는 상기 도플러 정보로써 증강되는, 위치결정 및 배향 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 데이터세트를 분석하는 단계는, 인공 지능 프로세스를 사용하는 것을 포함하는, 위치결정 및 배향 방법. - 제 6 항에 있어서,
상기 분석하는 단계는, 상기 신체 부위 내의 움직임을 펄스형 도플러 모드 정보에 기반하여 분석하는 것을 포함하는, 위치결정 및 배향 방법. - 제 7 항에 있어서,
상기 움직임은 상기 신체 부위 내의 유체의 움직임인, 위치결정 및 배향 방법. - 제 6 항에 있어서,
상기 인공 지능 프로세스는,
상기 선택된 뷰에 상대적인 상기 초음파 프로브의 현재 위치 및 배향; 및
그 현재 위치 및 배향에서 상기 초음파 프로브에 의해 생성된 이미지의 품질의 표시
중 적어도 하나를 출력하고,
상기 이미지의 품질은 상기 선택된 뷰가 획득된 바 있는지 여부에 대응하는, 위치결정 및 배향 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 이송하는 단계는,
상기 데이터세트의 적어도 일부에 기반하여, 현재 위치 및 배향을 표시하는 하나 이상의 시각적 큐를 각각 포함하는 하나 이상의 이미지를 생성하는 것, 및
상기 하나 이상의 이미지가 디스플레이 상에 제공되게 하는 것
을 포함하는, 위치결정 및 배향 방법. - 제 10 항에 있어서,
상기 하나 이상의 시각적 큐는,
상기 프로브를 그 현재 위치 및 배향으로부터 그 목표 위치 및 배향으로 이동시키기 위해서 요구되는 움직임의 타입의 표시, 방향, 및 척도 중 적어도 하나를 포함하는, 위치결정 및 배향 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 이송하는 단계는,
이미지 품질 표시 눈금을 디스플레이 상에 제공하는 것을 포함하는, 위치결정 및 배향 방법. - 초음파 프로브의 위치 및 배향을 정정하기 위한 방법으로서,
상기 초음파 프로브로부터 유도된 이미지를 수신하는 단계 - 상기 이미지는 상기 프로브의 펄스형 도플러 모드 동작 도중에 획득된 유체 흐름 정보와 중첩됨 -;
목표 위치 및 배향에 상대적인 상기 프로브의 현재 위치 및 배향을 결정하도록 상기 이미지를 분석하는 단계 - 상기 목표 위치 및 배향은 신체 부위의 선택된 뷰를 정확하게 획득하도록 상기 프로브를 정렬시킴 -; 및
상기 프로브의 사용자에게, 목표 위치 및 배향에 상대적인 상기 프로브의 현재 위치 및 배향, 및 상기 선택된 뷰가 되기 위한 상기 이미지의 품질의 표시를 이송하는 단계
를 포함하는, 위치 및 배향 정정 방법. - 초음파 프로브를 위치결정 및 배향하기 위한 시스템으로서,
컴퓨터 프로세서; 및
명령들의 하나 이상의 세트를 포함하는 메모리
를 포함하고,
상기 명령들은, 실행될 때, 상기 컴퓨터 프로세서로 하여금,
초음파 프로브로부터 유도된 데이터세트를 수신하게 하고 - 상기 데이터세트는 상기 프로브의 펄스형 도플러 모드 동작 도중에 획득된 적어도 하나의 데이터세트를 포함함 -;
목표 위치 및 배향에 상대적인 상기 프로브의 현재 위치 및 배향을 식별하도록 상기 데이터세트를 분석하게 하며 - 상기 목표 위치 및 배향은 신체 부위의 선택된 뷰를 정확하게 획득하도록 상기 프로브를 정렬시킴 -; 및
상기 프로브의 사용자에게, 목표 위치 및 배향에 상대적인 상기 프로브의 현재 위치 및 배향을 이송하게 하는, 위치결정 및 배향 시스템. - 제 14 항에 있어서,
상기 프로세서는, 상기 데이터세트를 분석하기 위하여 인공 지능 프로세스를 실행하는, 위치결정 및 배향 시스템. - 제 15 항에 있어서,
상기 분석하는 것은, 상기 신체 부위 내의 움직임을 펄스형 도플러 모드 정보에 기반하여 분석하는 것을 포함하는, 위치결정 및 배향 시스템. - 제 15 항에 있어서,
상기 인공 지능 프로세스는,
상기 선택된 뷰에 상대적인 상기 초음파 프로브의 현재 위치 및 배향; 및
그 현재 위치 및 배향에서 상기 초음파 프로브에 의해 생성된 이미지의 품질의 표시
중 적어도 하나를 출력하고,
상기 이미지의 품질은 상기 선택된 뷰가 획득된 바 있는지 여부에 대응하는, 위치결정 및 배향 시스템. - 제 15 항에 있어서,
상기 이송하는 것은,
상기 데이터세트의 적어도 일부에 기반하여, 상기 프로브의 현재 위치 및 배향을 표시하는 하나 이상의 시각적 큐를 각각 포함하는 하나 이상의 이미지를 생성하는 것; 및
상기 하나 이상의 이미지가 디스플레이 상에 제공되게 하는 것
을 포함하는, 위치결정 및 배향 시스템. - 제 18 항에 있어서,
상기 위치결정 및 배향 시스템은,
이미지 품질 표시 눈금을 디스플레이하는 것을 더 포함하는, 위치결정 및 배향 시스템. - 제 18 항에 있어서,
상기 하나 이상의 시각적 큐는,
상기 프로브를 그 현재 위치 및 배향으로부터 그 목표 위치 및 배향으로 이동시키기 위해서 요구되는 움직임의 타입의 표시, 방향, 및 척도 중 적어도 하나를 포함하는, 위치결정 및 배향 시스템. - 초음파 프로브의 위치결정 및 배향을 위한 시스템으로서,
컴퓨터 프로세서; 및
명령들의 하나 이상의 세트를 포함하고,
상기 명령은 상기 컴퓨터 프로세서로 하여금,
상기 초음파 프로브를 그 현재 위치 및 배향으로부터 그 목표 위치 및 배향으로 이동시키기 위하여 요구되는 움직임의 타입, 방향 및 척도를 표시하는 데이터세트를 수신하거나 결정하게 하고 - 목표 위치 및 배향은 신체 부위의 선택된 뷰를 정확하게 획득하도록 상기 초음파 프로브를 정렬함 -;
상기 데이터세트의 적어도 일부에 기반하여 상기 초음파 프로브를 그 현재 위치 및 배향으로부터 그 목표 위치 및 배향으로 이동시키기 위하여 요구되는 움직임의 타입, 방향 및 척도를 표시하는 하나 이상의 시각적 큐를 각각 포함하는 하나 이상의 이미지를 생성하게 하며,
상기 하나 이상의 이미지가 디스플레이 상에 제공되게 하도록 하는, 위치결정 및 배향 시스템. - 제 21 항에 있어서,
하나 이상의 이미지 각각은,
상기 초음파 프로브의 목표 위치 및 배향을 표시하는 제 1 시각적 큐; 및
상기 초음파 프로브의 목표 위치 및 배향에 상대적인 상기 초음파 프로브의 현재 위치 및 배향을 표시하는 제 2 시각적 큐
를 포함하는, 위치결정 및 배향 시스템. - 제 22 항에 있어서,
상기 제 2 시각적 큐와 상기 제 1 시각적 큐 사이의 상대적인 위치 및 배향은, 상기 초음파 프로브를 그 현재 위치 및 배향으로부터 그 목표 위치 및 배향으로 이동시키기 위하여 요구되는 움직임의 타입 및 방향을 표시하고 있고,
상기 제 2 시각적 큐 상의 특정 포인트와 상기 제 1 시각적 큐 상의 대응하는 특정 포인트 사이의 거리는, 상기 초음파 프로브를 그 현재 위치 및 배향으로부터 그 목표 위치 및 배향으로 이동시키기 위하여 요구되는 움직임의 척도를 표시하고 있는, 위치결정 및 배향 시스템. - 제 22 항에 있어서,
상기 제 1 시각적 큐는,
서로 수직이고 교점에서 교차하는 두 개의 막대를 가진 십자 도형을 포함하고,
상기 십자 도형은 그 목표 위치 및 배향에서의 상기 초음파 프로브의 근위 단부를 나타내며,
교점은 그 목표 위치 및 배향에서의 상기 초음파 프로브의 중앙 세로축을 나타내고,
상기 막대들에 의해 형성되는 면은, 그 목표 위치 및 배향에서의 상기 초음파 프로브의 중앙 세로축에 수직인 면을 나타내는, 위치결정 및 배향 시스템. - 제 24 항에 있어서,
상기 제 1 시각적 큐는,
그 위치가 상기 초음파 프로브 상의 대응하는 물리적 마커의 위치에 대응하는 시각적 마커를 더 포함하는, 위치결정 및 배향 시스템. - 제 22 항에 있어서,
상기 제 2 시각적 큐는,
그 현재 위치 및 배향에서의 상기 초음파 프로브의 3D 표현의 2D 투영; 및
서로 수직이고 제 2 교점에서 교차하는 두 개의 제 2 막대를 가진 제 2 십자 도형을 포함하고,
상기 제 2 십자 도형은 그 현재 위치 및 배향에서의 상기 초음파 프로브의 근위 단부를 나타내며,
제 2 교점은 그 현재 위치 및 배향에서의 상기 초음파 프로브의 중앙 세로축을 나타내고,
상기 제 2 막대들에 의해 형성되는 면은, 그 현재 위치 및 배향에서의 상기 초음파 프로브의 중앙 세로축에 수직인 면을 나타내는, 위치결정 및 배향 시스템. - 제 26 항에 있어서,
상기 제 2 시각적 큐는,
그 위치가 상기 초음파 프로브 상의 대응하는 물리적 마커의 위치에 대응하는 제 2 시각적 마커를 더 포함하는, 위치결정 및 배향 시스템. - 제 22 항에 있어서,
상기 제 2 시각적 큐는 화살표를 포함하고,
화살표의 형상은 움직임의 타입을 표시하며,
화살표의 방향은 움직임의 방향을 표시하고,
화살표의 크기는 상기 초음파 프로브를 그 현재 위치 및 배향으로부터 그 목표 위치 및 배향으로 이동시키기 위하여 요구되는 움직임의 척도를 표시하는, 위치결정 및 배향 시스템. - 제 22 항에 있어서,
상기 제 2 시각적 큐는,
상기 초음파 프로브를 그 현재 위치 및 배향으로부터 그 목표 위치 및 배향으로 이동시키기 위하여 요구되는 움직임의 척도를 정량화하기 위한 수치값을 가진 텍스트 표시자를 포함하는, 위치결정 및 배향 시스템. - 제 21 항에 있어서,
상기 명령들의 하나 이상의 세트는 실행될 때, 상기 컴퓨터 프로세서로 하여금 더 나아가,
그 현재 위치 및 배향에서 상기 초음파 프로브에 의해 획득된 적어도 하나의 초음파 이미지를 수신하게 하고,
상기 적어도 하나의 초음파 이미지 및 신체 부위의 선택된 뷰를 신경망으로 들어가는 입력으로서 공급하게 하며,
상기 신경망은 상기 컴퓨터 프로세서에서 구현되고 상기 데이터세트를 출력하도록 구성된, 위치결정 및 배향 시스템. - 초음파 프로브의 위치결정 및 배향 방법으로서,
컴퓨터 프로세서에 의하여, 상기 초음파 프로브를 그 현재 위치 및 배향으로부터 그 목표 위치 및 배향으로 이동시키기 위하여 요구되는 움직임의 타입, 방향 및 척도를 표시하는 데이터세트를 수신하거나 결정하는 단계 - 상기 목표 위치 및 배향은 신체 부위의 선택된 뷰를 정확하게 획득하도록 상기 초음파 프로브를 정렬시킴 -;
상기 컴퓨터 프로세서에 의하여, 상기 데이터세트의 적어도 일부에 기반하여, 상기 초음파 프로브를 그 현재 위치 및 배향으로부터 그 목표 위치 및 배향으로 이동시키기 위하여 요구되는 움직임의 타입, 방향 및 척도를 표시하는 하나 이상의 시각적 큐를 각각 포함하는 하나 이상의 이미지를 생성하는 단계; 및
상기 컴퓨터 프로세서에 의하여, 상기 하나 이상의 이미지가 디스플레이 상에 제공되게 하는 단계
를 포함하는, 위치결정 및 배향 방법. - 제 31 항에 있어서,
하나 이상의 이미지 각각은,
상기 초음파 프로브의 목표 위치 및 배향을 표시하는 제 1 시각적 큐; 및
상기 초음파 프로브의 목표 위치 및 배향에 상대적인 상기 초음파 프로브의 현재 위치 및 배향을 표시하는 제 2 시각적 큐
를 포함하는, 위치결정 및 배향 방법. - 제 32 항에 있어서,
상기 제 2 시각적 큐와 상기 제 1 시각적 큐 사이의 상대적인 위치 및 배향은, 상기 초음파 프로브를 그 현재 위치 및 배향으로부터 그 목표 위치 및 배향으로 이동시키기 위하여 요구되는 움직임의 타입 및 방향을 표시하고 있고,
상기 제 2 시각적 큐 상의 특정 포인트와 상기 제 1 시각적 큐 상의 대응하는 특정 포인트 사이의 거리는, 상기 초음파 프로브를 그 현재 위치 및 배향으로부터 그 목표 위치 및 배향으로 이동시키기 위하여 요구되는 움직임의 척도를 표시하고 있는, 위치결정 및 배향 방법. - 제 32 항에 있어서,
상기 제 1 시각적 큐는,
서로 수직이고 교점에서 교차하는 두 개의 막대를 가진 십자 도형을 포함하고,
상기 십자 도형은 그 목표 위치 및 배향에서의 상기 초음파 프로브의 근위 단부를 나타내며,
교점은 그 목표 위치 및 배향에서의 상기 초음파 프로브의 중앙 세로축을 나타내고,
상기 막대들에 의해 형성되는 면은, 그 목표 위치 및 배향에서의 상기 초음파 프로브의 중앙 세로축에 수직인 면을 나타내는, 위치결정 및 배향 방법 - 제 34 항에 있어서,
상기 제 1 시각적 큐는,
그 위치가 상기 초음파 프로브 상의 대응하는 물리적 마커의 위치에 대응하는 시각적 마커를 더 포함하는, 위치결정 및 배향 방법. - 제 32 항에 있어서,
상기 제 2 시각적 큐는,
그 현재 위치 및 배향에서의 상기 초음파 프로브의 3D 표현의 2D 투영; 및
서로 수직이고 제 2 교점에서 교차하는 두 개의 제 2 막대를 가진 제 2 십자 도형을 포함하고,
상기 제 2 십자 도형은 그 현재 위치 및 배향에서의 상기 초음파 프로브의 근위 단부를 나타내며,
제 2 교점은 그 현재 위치 및 배향에서의 상기 초음파 프로브의 중앙 세로축을 나타내고,
상기 제 2 막대들에 의해 형성되는 면은, 그 현재 위치 및 배향에서의 상기 초음파 프로브의 중앙 세로축에 수직인 면을 나타내는, 위치결정 및 배향 방법. - 제 36 항에 있어서,
상기 제 2 시각적 큐는,
그 위치가 상기 초음파 프로브 상의 대응하는 물리적 마커의 위치에 대응하는 제 2 시각적 마커를 더 포함하는, 위치결정 및 배향 방법. - 제 32 항에 있어서,
상기 제 2 시각적 큐는 화살표를 포함하고,
화살표의 형상은 움직임의 타입을 표시하며,
화살표의 방향은 움직임의 방향을 표시하고,
화살표의 크기는 상기 초음파 프로브를 그 현재 위치 및 배향으로부터 그 목표 위치 및 배향으로 이동시키기 위하여 요구되는 움직임의 척도를 표시하는, 위치결정 및 배향 방법. - 제 32 항에 있어서,
상기 제 2 시각적 큐는,
상기 초음파 프로브를 그 현재 위치 및 배향으로부터 그 목표 위치 및 배향으로 이동시키기 위하여 요구되는 움직임의 척도를 정량화하기 위한 수치값을 가진 텍스트 표시자를 포함하는, 위치결정 및 배향 방법. - 제 31 항에 있어서,
상기 위치결정 및 배향 방법은,
상기 컴퓨터 프로세서에 의하여, 그 현재 위치 및 배향에서 상기 초음파 프로브에 의해 획득된 적어도 하나의 초음파 이미지를 수신하는 단계; 및
상기 컴퓨터 프로세서에 의하여, 상기 적어도 하나의 초음파 이미지 및 상기 신체 부위의 선택된 뷰를 신경망으로 들어가는 입력으로서 공급하는 단계
를 더 포함하고,
상기 신경망은 상기 컴퓨터 프로세서에서 구현되고, 상기 데이터세트를 출력하도록 구성되는, 위치결정 및 배향 방법.
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