WO2015099253A1 - 초음파 또는 광음향 프로브와 이를 이용한 초음파 진단 시스템, 초음파 치료 시스템, 초음파 진단 및 치료 시스템, 및 초음파 또는 광음향 시스템 - Google Patents

초음파 또는 광음향 프로브와 이를 이용한 초음파 진단 시스템, 초음파 치료 시스템, 초음파 진단 및 치료 시스템, 및 초음파 또는 광음향 시스템 Download PDF

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transceiver
ultrasound
signal
optoacoustic
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한철민
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노슨주식회사
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    • G01N29/2418—Probes using optoacoustic interaction with the material, e.g. laser radiation, photoacoustics

Definitions

  • Embodiments of the present invention relate to an ultrasound or optoacoustic probe and an ultrasound diagnostic system, an ultrasound therapy system, an ultrasound diagnosis and treatment system, and an ultrasound or optoacoustic system.
  • an ultrasound system using industrial or medical ultrasound equipment uses a method of obtaining an image of an object by receiving an echo signal reflected after transmitting ultrasound to an object. That is, conventional ultrasonic probes are configured to perform ultrasonic transmission and reception on a single element.
  • dental diagnostic imaging equipment it was common to acquire image information of an object using dental CT or X-ray due to such difficulty.
  • dental CT or X-ray equipment has the disadvantage of being exposed to radiation, it is difficult to apply a dental procedure by obtaining a real-time diagnostic image.
  • Embodiments of the present invention provide an ultrasonic or optoacoustic probe and a system using the same to obtain an image of a high hardness object in real time without the risk of radiation exposure.
  • a first transceiver for transmitting an ultrasonic or optoacoustic signal to the object; And a second transceiver configured to face the first transceiver and receive an ultrasound or optoacoustic signal that has passed through the object.
  • the ultrasonic wave or photoacoustic probe may further include a distance adjuster for adjusting a distance between the first transceiver and the second transceiver.
  • Each of the first transceiver and the second transceiver may include a plurality of ultrasonic or optoacoustic signal generating transducers.
  • the ultrasonic or photoacoustic signal generating transducer may be a diagnostic transducer or a therapeutic transducer.
  • the ultrasonic or photoacoustic probe may further include a wired and wireless transceiver.
  • the ultrasonic or optoacoustic probe may further include a gel pad suitable for the characteristics of the medium.
  • the gel pad may be formed to correspond to the ultrasonic or optoacoustic probe.
  • an ultrasonic diagnostic system using the ultrasonic or optoacoustic probe described above, the diagnostic function unit; A signal generator for generating a diagnostic pulse for diagnosing an object when the diagnostic function unit is activated; And a diagnostic image generator for generating a diagnostic image for diagnosing the object using the diagnostic pulse.
  • an ultrasonic treatment system using the ultrasonic or optoacoustic probe described above, the treatment function; And a signal generator for generating a therapeutic pulse for treatment of the subject when the therapeutic function is activated.
  • an ultrasonic diagnostic and treatment system using the ultrasonic or optoacoustic probe described above, the diagnostic function unit; Therapeutic function; A signal generator for generating a diagnostic pulse for diagnosing a subject when the diagnostic function is activated, and generating a therapeutic pulse for treatment of the subject when the therapeutic function is activated; A diagnostic image generator for generating a diagnostic image for diagnosing the object using the diagnostic pulse; A therapeutic virtual image generator which generates a therapeutic virtual image for the treatment of the object using the therapeutic pulse; And a treatment image generator configured to generate a treatment image using the diagnosis image and the treatment virtual image.
  • an ultrasonic or optoacoustic system using the ultrasonic or optoacoustic probe using the above-described ultrasonic or optoacoustic probe a virtual image of a region and a beam field of a therapeutic transmission signal is generated.
  • an ultrasound or optoacoustic system including a therapeutic virtual image generator to generate.
  • the ultrasound or photoacoustic system may further include a procedure information manager including at least one of a treatment site, a treatment range, and a treatment method.
  • the ultrasound or photoacoustic system may further include a safety control unit that may guarantee the safety of the procedure according to the information of the procedure information management unit.
  • the ultrasonic or optoacoustic system includes a diagnostic function unit; Therapeutic function; And a signal generator for generating a diagnostic pulse for diagnosing an object when the diagnostic function is activated, and generating a therapeutic pulse for treatment of the object when the therapeutic function is activated.
  • the generated signal has a delay signal value so that either one of the first transceiver and the second transceiver can generate the directivity and the steering signal, and analyzes the received signal according to the delay signal value to obtain a 2D / 3D / 4D image. Can be generated.
  • the signal generated by the signal generator may be controlled to be steered in one of up, down, left, and right directions on one surface of the first transceiver and the second transceiver.
  • the present invention by transmitting an ultrasound from the first transceiver of the ultrasound or optoacoustic probe to the object, and receiving the ultrasound passing through the object in the second transceiver disposed to face the first transceiver.
  • the image of the object having high hardness, such as teeth, jawbone, etc. may be acquired in real time, and thus diagnosis, treatment, etc. of jawbone, teeth, etc. may be easily performed.
  • 1 is a view for explaining the detailed configuration of the ultrasonic or optoacoustic probe according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a view illustrating a shape in which a gel pad is attached and a protective cover is attached to an ultrasonic or optoacoustic probe according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a view for explaining the detailed configuration of the ultrasonic or optoacoustic probe according to a second embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a view illustrating a shape in which a gel pad is attached to a ultrasonic or optoacoustic probe and a protective cover is mounted according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a view showing a state in which the ultrasound system is connected to the ultrasonic or optoacoustic probe according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 6 is a block diagram showing the detailed configuration of the ultrasonic system according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 7 is a block diagram showing a detailed configuration of a setting unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a block diagram illustrating an ultrasonic or optoacoustic probe, an ultrasonic system, and an external output device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a block diagram illustrating an image generator according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a block diagram including a surgical information management unit and a safety control unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a block diagram showing a beam field and a region, which are virtual images for treatment of a Convex ultrasound or optoacoustic probe, according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a therapeutic image in which a beam field and a region of a probe, which is a therapeutic virtual image, are synthesized in a 2D diagnostic image according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is an image illustrating a method in which one of the first transceiver 102 and the second transceiver 104 generates a pulse on an object according to an embodiment of the present invention.
  • the first transmitting and receiving unit 102 and the second transmitting and receiving unit 104 is provided with one or a plurality of transducers (elements) and transmits the ultrasonic or optoacoustic signal, or reflected (echo) or transmitted signal It is a function to receive.
  • the first transceiver 102 and the second transceiver 102 may be referred to as a first surface 102 and a second surface 104, respectively.
  • either one of the first transceiver 102 and the second transceiver 104 may transmit an ultrasound or optoacoustic signal, and the other may receive the transmission signal that has passed through the object.
  • the ultrasonic or optoacoustic probe 100 is the first transceiver 102, the second transceiver 104, the distance adjusting unit 106, the interface unit 108 , Gel pad 110 and protective cover 112.
  • the first transceiver 102 and the second transceiver 104 are arrays of a plurality of transducers that transmit and receive ultrasound waves, and transmit ultrasound waves to or receive ultrasound waves from an object (not shown). do.
  • the array form of the probes can be variously modified according to the type or physical characteristics of the object.
  • the first transceiver 102 and the second transceiver 104 may be disposed to face each other, and an object may be disposed between the first transceiver 102 and the second transceiver 104.
  • the object is an object that is used to obtain a diagnostic image by using ultrasound or optoacoustic diagnostic pulses, or as an object for treatment or destruction using the ultrasound or optoacoustic therapeutic pulses, for example, teeth, jawbone, bone, and cement. , Semiconductors, skin, and the like.
  • the ultrasonic or optoacoustic probe 100 according to the first embodiment of the present invention may be formed in a symmetrical structure of 'b' or 'c' shape, in this case the first transceiver 102 And the second transceiver 104 may be disposed to face each other and be spaced apart from each other.
  • the first transceiver 102 and the second transceiver 104 are disposed to face each other, when the first transceiver 102 transmits an ultrasonic wave to the object, the second transceiver 104 may pass through the object. Can be received. Similarly, when the second transceiver 104 transmits ultrasound to the object, the first transceiver 102 may receive ultrasound that has passed through the object.
  • the first transceiver 102 and the second transceiver 104 may perform any one function of the ultrasound transmitter TX or the ultrasound receiver RX, respectively, according to the state of the object or the user's manual operation.
  • embodiments of the present invention transmit the ultrasonic wave from the first transceiver 102 of the ultrasound or optoacoustic probe 100 to the object, and are arranged to face the first transceiver 102.
  • the ultrasound By configuring the ultrasound to pass through the object in 104, it is possible to obtain an image of the object of high hardness, such as teeth, jaw bone in real time, thereby easily performing diagnosis, treatment, etc. of jaw bone, teeth, etc. have.
  • the ultrasonic or optoacoustic probe 100 of the present invention does not receive a signal transmitted through the transmission and reception of the first transceiver 102 and the second transceiver 104, and interprets the reflected signal according to the hardness of the medium. If possible, a diagnostic image may be generated by analyzing the reflected RX signal. This is to use the physical properties of the ultrasonic or optoacoustic probe, the present invention is not limited to generating a diagnostic image using only the signal transmitted from the object.
  • the first transceiving unit 102 and the second transceiving unit 104 may be composed of a diagnostic ultrasonic vibration device 110-1 or a therapeutic ultrasonic vibration device 110-2, as shown in Figure 8, diagnostic ultrasonic vibration device And therapeutic ultrasonic diagnostic elements may be combined.
  • the first transceiver 102 and the second transceiver 104 are configured by the above-mentioned diagnostic ultrasonic vibration device, this is to obtain a diagnosis image of an object, and the therapeutic ultrasound
  • any one of the first transceiver 102 and the second transceiver 104 is configured as a vibrating element, this is to treat the object.
  • the ultrasonic vibration elements of the first transceiver 102 and the second transceiver 104 are configured (arranged) for diagnosis and treatment, the diagnosis and treatment functions may be performed.
  • the ultrasonic vibration device of the first transmission and reception unit 102 and the second transmission and reception unit 104 is an embodiment of the configuration (arrangement) of the ultrasonic vibration device of the first transmission and reception unit 102 and the second transmission and reception unit 104, according to the purpose of the diagnosis or treatment of the ultrasonic vibration device or ultrasonic or optoacoustic probe It may be implemented in various forms.
  • the quality of the image of the object obtained from the ultrasound passing through the object may vary according to the structure and shape of the object.
  • the first transceiver 102 sequentially performs the function of the ultrasound transmitter TX and the ultrasound receiver RX on the same object, and the second transceiver 104 performs the ultrasound receiver ( RX) By configuring so as to sequentially perform the function as the ultrasonic transmitter (TX), it was configured to obtain a better image of the object.
  • the first transceiver 102 may transmit ultrasound to the object, and the second transceiver 104 may receive ultrasound that has passed through the object. Thereafter, the second transceiver 104 transmits an ultrasound of a frequency equal to or different from that of the ultrasound transmitted by the first transceiver 102 to the object, and the first transceiver 102 transmits the second ultrasound to the object.
  • the ultrasound transmitted from the transceiver 104 and passed through the object may be received. That is, when cross transmission and reception of ultrasonic waves are required, the first transceiver 102 sequentially performs a function as an ultrasonic transmitter TX ultrasonic receiver RX, and the second transceiver 104 is an ultrasonic receiver RX ultrasonic.
  • the function as the transmitter TX can be performed sequentially.
  • the distance adjuster 106 adjusts the distance between the first transceiver 102 and the second transceiver 104.
  • the subject may be, for example, a tooth, a jawbone, or the like, and in this case, the subject may have various structures and shapes according to the type of the subject or the subject. Accordingly, the distance adjuster 106 may adjust the distance between the first transceiver 102 and the second transceiver 104 according to the type or structure of the object.
  • the distance adjusting unit 106 may be connected to the first transceiver 102 from a distance measurement signal received from a sensor (not shown) for measuring the distance between the first transceiver 102 and the second transceiver 104.
  • the distance between the second transceiver 104 may be adjusted.
  • a micro actuator may be mounted in the distance adjuster 106, and the sensor may detect the number of revolutions of the micro actuator.
  • the rotation speed of the micro actuator inside the distance adjuster 106 is also changed.
  • the number of revolutions of the micro actuator may increase.
  • the sensor may detect the number of revolutions of the micro actuator to generate a distance measurement signal and transmit the generated distance measurement signal to the distance adjuster 106.
  • the distance adjuster 106 may adjust the distance between the first transceiver 102 and the second transceiver 104 by receiving a distance measurement signal from the sensor.
  • the sensor may detect the number of revolutions of the micro actuator and transmit it to the ultrasound system 500 as will be described later.
  • the distance adjusting unit 106 may adjust the distance between the first transceiver 102 and the second transceiver 104 by receiving a distance control signal from the ultrasound system 500.
  • the sensor may be attached to the distance adjuster 106 or appropriately disposed at another position of the ultrasonic or optoacoustic probe 100.
  • the distance adjusting unit 106 connects one side of the ultrasonic or optoacoustic probe 100 and the other side opposite to the one side to a predetermined thickness, for example, as shown, and the one side and the other side.
  • the distance between the first transceiver 102 and the second transceiver 104 may be adjusted by adjusting the thickness between the side surfaces, but is not limited thereto.
  • Ultrasonic waves, light, etc. may be used as the distance measurement source used in the distance adjuster 106, and the mechanical method may be a method using the above-mentioned actuator.
  • the ultrasonic or optoacoustic probe (100, 200) is an embodiment of the present invention is composed of 'b' letter 'c'
  • the distance adjusting unit 106 may adjust the distance between the first transceiver 102 and the second transceiver 102 according to a distance control signal received from the outside.
  • the ultrasound or optoacoustic probe 100 may be connected to the ultrasound system 500 through a wired or wireless connection.
  • the distance adjuster 106 may receive a distance control signal from the ultrasound system 500, and adjust the distance between the first transceiver 102 and the second transceiver 102 according to the distance control signal.
  • the distance control signal is generated based on the distance between the first transceiver 102 and the second transceiver 102 calculated by the ultrasound system 500, and may be received from the ultrasound system 500.
  • the distance control signal may also be generated based on the distance calculated according to the rotational speed of the micro actuator described above.
  • the distance adjusting unit 106 may adjust the distance between the first transmitting and receiving unit 102 and the second transmitting and receiving unit 104 by the user's manual operation, that is, the physical operation of the user. As described above, the distance adjusting unit 106 may connect, for example, one side of the ultrasonic or optoacoustic probe 100 and the other side opposite to the one side to a predetermined thickness. The user may adjust the distance between the first transceiver 102 and the second transceiver 104 by adjusting the thickness between the one side and the other side.
  • the interface unit 108 performs an interface function between the ultrasound or optoacoustic probe 100 and the ultrasound system 500, and may transmit and receive an electrical signal with the ultrasound system 500.
  • the interface unit 108 may be, for example, a connector.
  • the interface unit 108 receives the transmission signal, which is an electrical conversion signal of the ultrasound for the first transceiver 102 to transmit to the object, from the ultrasound system 500 or the second transceiver 104 receives the ultrasound from the object.
  • the received signal which is an electrical conversion signal, may be transmitted to the ultrasound system 500.
  • the interface unit 108 may receive a distance control signal from the ultrasound system 500 for adjusting the distance between the first transceiver 102 and the second transceiver 104, and may be an ultrasonic or optoacoustic probe. A control signal for controlling each component of 100 may be received.
  • the gel pad 110 is to prevent ultrasonic attenuation and may be attached to the outer surfaces of the first transceiver 102 and the second transceiver 104.
  • the gel pad 110 may have different physical properties according to the characteristics of the medium. The reason why the gel pad 110 has different physical properties according to the characteristics of the medium is to match the acoustic impedance of the gel pad 110 of the object.
  • the protective cover 112 is for protecting the ultrasonic or optoacoustic probe 100 from external shock and preventing contamination by contaminants (eg, saliva). It can be formed to surround.
  • contamination by contaminants eg, saliva
  • the gel pad 110 and the protective cover 112 will be described in detail with reference to FIG. 2.
  • FIG. 2 is a view illustrating a shape in which a gel pad 110 is attached and a protective cover 112 is attached to an ultrasonic wave or an optoacoustic probe 100 according to a first embodiment of the present invention.
  • the gel pad 110 may be attached to the outer surfaces of the first transceiver 102 and the second transceiver 104.
  • Gel pad 110 is to prevent the ultrasonic attenuation, it may be made of a pad of a flexible material.
  • the gel pad 110 may be attached to the outer surfaces of the first transceiving unit 102 and the second transceiving unit 104 to be in contact with an object (eg, a tooth), and may be modified according to the structure and shape of the object. have. That is, the gel pad 110 may be deformed into an irregular curved surface according to the structure and shape of the object to be in close contact with the object. As the gel pad 110 is deformed to be in close contact with the object, the contact area between the gel pad 110 and the object becomes wider, and thus the ultrasonic attenuation efficiency of the gel pad 110 is further increased.
  • the protective cover 112 may be formed to surround the outer surface of the ultrasonic or optoacoustic probe 100.
  • a protective cover 112 surrounds the outer surface of the ultrasonic or optoacoustic probe 100, thereby protecting the ultrasonic or optoacoustic probe 100 from external impact and preventing contamination by contaminants (eg, saliva). can do.
  • the protective cover 112 may achieve an ultrasonic attenuation prevention effect, and may perform a waterproof function of the ultrasonic or photoacoustic probe 100.
  • the protective cover 112 may be decomposed into a predetermined number of regions, and may be coupled to surround the outer surface of the ultrasonic or optoacoustic probe 100.
  • the protective cover 112 is configured to be detached and detached from the ultrasonic or optoacoustic probe 100 at any time, and can be replaced whenever the object changes. That is, the protective cover 112 may be configured to be replaced each time for a single use.
  • the protective cover 112 may be made of the same material as the gel pad 110, but is not limited thereto.
  • the ultrasonic or optoacoustic probe 200 according to the second embodiment of the present invention may be formed in a symmetrical structure of the '' 'shape. Since the detailed configuration and function of the ultrasonic or optoacoustic probe 200 according to the second embodiment of the present invention are the same as described above, the detailed description thereof will be omitted and the same reference numerals as described above will be used.
  • the ultrasonic or optoacoustic probe 200 may be provided with a plurality of distance adjusting unit 106, in which case the plurality of distance adjusting unit 106 is opposed to each other It can be arranged to operate in conjunction with each other.
  • the gel pad 110 is to prevent ultrasonic attenuation and may be attached to the outer surfaces of the first transceiver 102 and the second transceiver 104.
  • the protective cover 112 is for protecting the ultrasonic or optoacoustic probe 200 from external impact and preventing contamination by contaminants, and may be formed to surround the outer surface of the ultrasonic or optoacoustic probe 200.
  • the shape of the protective cover 110 may vary depending on the shape of the ultrasonic or optoacoustic probes 100 and 200, but the function is the same as described above.
  • the ultrasonic system 500 according to an embodiment of the present invention is connected to the ultrasonic or optoacoustic probes 100 and 200.
  • the ultrasound or optoacoustic probes 100 and 200 according to the embodiment of the present invention may be connected to the ultrasound system 500 through a wired or wireless connection, and transmit and receive an electrical signal with the ultrasound system 500. can do.
  • the interface unit 108 of the ultrasonic or optoacoustic probes 100 and 200 is ultrasonically connected through a cable 114. May be coupled to the system 500.
  • the ultrasound system 500 includes a setting unit 502, a signal processor 504, a signal generator 506 and a signal transceiver 508, ultrasonic or
  • the photoacoustic probes 100 and 200 may be connected by wire or wirelessly.
  • the setting unit 502 activates the signal processing unit 504 of the ultrasound system 500 or transmits the ultrasound or optoacoustic probes 100 and 200 before the ultrasound or optoacoustic probes 100 and 200 transmit the ultrasound to the object.
  • a preprocessing process for setting the functions and positions of the first transceiver 102 and the second transceiver 104 is performed. It is required to transmit the therapeutic pulse to the object and the setting value required to obtain the diagnostic image of the object such as the frequency, amplitude, power intensity, channel group, number of channels, steering, depth, and distance information of the ultrasonic pulse. It is a function to set the value to be.
  • the setting unit 502 includes an input unit 702, an ultrasonic wave function control unit 704, a transmission / reception setting unit 706, and a distance information management unit 708.
  • the input unit 702 receives an input signal from the outside.
  • the input signal may be, for example, diagnostic signal information for diagnosing an object or treatment signal information for treatment of an object, and may be input by a user. Diagnostic signals and treatment signals may differ in frequency, for example.
  • the ultrasound function control unit 704 activates either the diagnostic function unit 504-1 or the treatment function unit 504-2 of the signal processing unit 504 according to the input signal.
  • the signal generator 506 When the diagnostic function unit 504-1 is activated according to an input signal input to the input unit 702, the signal generator 506 generates a transmission signal for diagnosing an object.
  • the treatment function 504-2 when the treatment function 504-2 is activated according to the input signal input to the input unit 702, the signal generator 506 generates a transmission signal for treating the object.
  • the transmission / reception setting unit 706 sets the first transmission / reception unit 102 and the second transmission / reception unit 104 of the ultrasonic or photoacoustic probes 100 and 200 to respectively perform an ultrasonic transmission or an ultrasonic reception function.
  • the first transceiver 102 and the second transceiver 104 may each perform a function of either the ultrasonic transmitter TX or the ultrasonic receiver RX.
  • the transmission / reception setting unit 706 sets whether the first transmission / reception unit 102 or the second transmission / reception unit 104 performs the ultrasonic transmission unit TX or the ultrasonic reception unit RX.
  • the first transceiver 102 performs the function of the ultrasonic transmitter TX
  • the second transceiver 104 performs the function of the ultrasonic receiver RX.
  • the distance information manager 708 calculates a distance between the first transceiver 102 and the second transceiver 104, and between the first transceiver 102 and the second transceiver 104 according to the calculated distance.
  • a distance control signal for adjusting the distance is generated and transmitted to the ultrasonic or optoacoustic probes 100 and 200.
  • the subject may be, for example, a tooth, a jawbone, or the like, and in this case, the subject may have various structures and shapes according to the type of the subject or the subject.
  • the distance information manager 708 generates a distance control signal for adjusting the distance between the first transceiver 102 and the second transceiver 104 and transmits the distance control signal to the ultrasonic or optoacoustic probes 100 and 200. can do.
  • the distance adjusting unit 106 of the ultrasonic or photoacoustic probes 100 and 200 adjusts the distance between the first transceiver 102 and the second transceiver 104 according to the distance control signal received from the distance information manager 708. I can adjust it.
  • the distance information management unit 708 transmits the first transmission / reception unit 102 and the second transmission / reception using the information about the pre-stored medium and the time required for the ultrasound transmitted from the ultrasound or photoacoustic probes 100 and 200 to reach the object.
  • the distance between the units 104 may be calculated and a distance control signal may be generated.
  • the transmission speed of the ultrasound waves may vary according to the type of medium, so that the distance between the first transceiver 102 and the second transceiver 104 is calculated. In order to do so, it is necessary to consider the type of medium.
  • the database (not shown) stores characteristic information for each medium, for example, permittivity, conductivity, density, etc. of the medium, and particularly, stores the delivery speed of each medium by frequency of the ultrasound.
  • the distance information management unit 708 controls the first transceiver 102 to transmit an ultrasound wave having a specific frequency toward the object in order to calculate the distance between the first transceiver 102 and the second transceiver 104. can do.
  • the distance information manager 708 may acquire a time taken for the ultrasound transmitted from the first transceiver 102 to reach the second transceiver 104 and may use the transmission speed of the ultrasound for each medium previously stored in the database. The distance between the first transceiver 102 and the second transceiver 104 may be calculated.
  • the distance information manager 708 may calculate the distance between the first transceiver 102 and the second transceiver 104 from the rotational speed of the micro actuator described above, and calculates the distance control signal according to the calculated distance. You can also create As described above, for example, a micro actuator may be mounted in the distance adjuster 106. The distance information management unit 708 may receive the rotation speed information of the micro actuator through the sensor described above, and the distance between the first transceiver 102 and the second transceiver 104 according to the rotation speed information of the micro actuator. Can be calculated.
  • the distance information manager 708 calculates the distance between the first transceiver 102 and the second transceiver 104 from the number of revolutions of the micro actuator, and then generates a distance control signal to generate the ultrasonic or photoacoustic probes 100 and 200. ) Can be sent.
  • the distance information manager 708 may generate ultrasonic transmission time difference information at one point and the other point of the first transceiver 102 and transmit the generated ultrasonic wave time difference information to the ultrasonic or photoacoustic probes 100 and 200.
  • the plurality of transducers are arrayed in the first transceiver 102, and the distance from each of the transducers to the object (the distance on the path through which the ultrasonic waves are delivered to the object) may vary according to the positions of the transducers. . Therefore, it is necessary to transmit ultrasonic waves to the object with a time difference depending on the position of each transducer.
  • the ultrasonic wave should be transmitted to the subject before a predetermined time interval. That is, the transducers of the first transceiver 102 should transmit ultrasound to the object with a predetermined time difference.
  • the distance information management unit 708 calculates the distance to the object for each transducer according to the above-described method, and then transmits the ultrasonic transmission delay time information signal for each transducer to the ultrasonic or photoacoustic probes 100 and 200. Can be.
  • the first transceiver 102 may transmit ultrasound to the object with a time difference for each probe with reference to the ultrasound transmission delay time information.
  • the signal processor 504 controls the signal generator 506 to generate a transmission signal for diagnosis of an object or a transmission signal for treatment of the object, and receives the signal from the ultrasound or photoacoustic probes 100 and 200. An image of the object is acquired by using the signal.
  • the signal processing unit 504 may include a diagnostic function unit 504-1 and a treatment function unit 504-2.
  • the ultrasound function control unit 704 may use either the diagnostic function unit 504-1 or the treatment function unit 504-2 of the signal processing unit 504 according to the input signal input to the input unit 702. Activate it.
  • the diagnostic function unit 504-1 When the diagnostic function unit 504-1 is activated according to an input signal input to the input unit 702, the diagnostic function unit 504-1 may generate a signal generator 506 to generate a transmission signal for diagnosis of an object. ) Can be controlled.
  • the treatment function unit 504-2 when the treatment function unit 504-2 is activated according to an input signal input to the input unit 702, the treatment function unit 504-2 may generate a signal generator to generate a transmission signal for treatment of the object. 506 can be controlled.
  • the signal processor 504 acquires an image of the object by using the received signals received from the ultrasound or photoacoustic probes 100 and 200.
  • the image may be used, for example, for diagnosing or treating a subject.
  • the signal transceiver 508 may receive a received signal, which is an electrical conversion signal of ultrasonic waves passing through the object, from the ultrasonic waves or the photoacoustic probes 100 and 200.
  • the signal transceiver 508 acquires an image of an object in real time using a frequency, a period, and an intensity of a received signal and outputs the image to a display device (not shown).
  • the diagnostic function unit 504-1 of the signal processor 504 may acquire and output a diagnostic image for diagnosing an object, and the therapeutic function unit 504-2 of the signal processor 504 may acquire an image of the object. And output. That is, according to embodiments of the present invention, an image of a high hardness object may be acquired in real time without a risk of radiation exposure.
  • the signal generator 506 generates a transmission signal that is an electrical conversion signal of ultrasonic waves for the ultrasound or photoacoustic probes 100 and 200 to transmit toward the object.
  • the signal generator 506 is controlled by the diagnostic function unit 504-1 or the treatment function unit 504-2 of the signal processing unit 504, and the diagnostic function unit 504-1 is activated.
  • the treatment function 504-2 is activated, and generates a transmission signal for the treatment of the object when the treatment function 504-2 is activated.
  • the transmission signal for diagnosis of the subject and the transmission signal for treatment of the subject may be different in frequency, for example.
  • the signal transceiver 508 transmits the transmission signal generated by the signal generator 506 to the ultrasound or photoacoustic probes 100 and 200, and transmits the received signal, which is an electrical conversion signal of the ultrasound that has passed through the object, to the ultrasound or photoacoustic. It receives from the probes 100 and 200.
  • the signal transceiver 508 may transmit the transmission signal generated by the signal generator 506 to the ultrasound or photoacoustic probes 100 and 200.
  • the signal transceiver 508 transmits to either the first transceiver 102 or the second transceiver 104 of the ultrasound or optoacoustic probe 100, 200 according to the setting of the transceiver setup unit 706. You can send a signal.
  • the signal transceiver 508 may transmit the transmission signal to the first transceiver 102 or the second transceiver 104 through the interface unit 108 of the ultrasonic or optoacoustic probes 100 and 200.
  • the first transceiving unit 102 or the second transceiving unit 104 of the ultrasonic or optoacoustic probes 100 and 200 receiving the transmission signal from the signal transceiving unit 508 converts the transmission signal into ultrasonic waves and then converts the transmitted signal into ultrasonic waves. I can send it.
  • the signal transceiver 508 may receive a received signal, which is an electrical conversion signal of ultrasonic waves passing through the object, from the ultrasonic waves or the photoacoustic probes 100 and 200.
  • the first transceiving unit 102 or the second transceiving unit 104 of the ultrasonic or optoacoustic probes 100 and 200 may receive the ultrasonic waves passing through the object and convert the ultrasonic waves into electrical signals, that is, received signals.
  • the signal transceiver 508 may receive the received signal through the interface unit 108 of the ultrasonic or optoacoustic probes 100 and 200.
  • the ultrasound system 2000 may include an ultrasonic signal or pulse generator, an ultrasonic signal processor, an ultrasound image combiner, an ultrasound image processor, and the like.
  • the external signal input / output device 3000 may include a keyboard, a printer, a display, a recording device, and the like.
  • the image generator includes a diagnostic image generator 210, a treatment virtual image generator 220, and a treatment image generator 230.
  • the diagnostic image generator 210 is a component for acquiring a partial image of a subject or an object in real time. Typically, the diagnostic image generator 210 may acquire an ultrasonic image, an optoacoustic image, and the like. Three-dimensional, four-dimensional and slice images.
  • the diagnostic image acquisition unit 210 may generate a diagnostic image with a signal A received at the second surface 104 by passing sound waves transmitted from the first surface 102 through the object. have.
  • the sound wave transmitted from the second surface 104 may pass through the object to generate a diagnostic image using the signal B received from the first surface 102.
  • the synthesized diagnostic image may be generated by combining the received signal A and the received signal B.
  • the real-time diagnostic image acquisition unit 210 transmits an ultrasound signal from the ultrasound or optoacoustic probe to the object and receives the ultrasound signal transmitted from the object, thereby obtaining a 2D, 3D or 4D ultrasound image of the object.
  • the real-time diagnostic image acquisition unit 210 may divide the real-time diagnostic image into predetermined portions to segment the real-time diagnostic image.
  • the diagnostic image generator 210 may receive a signal that is echoed according to the characteristics of the medium. Signals echoed to the signal transmitted from the first transceiver 102 and the second transceiver 104 to the object are called echo signals a and echo signals b, respectively. If so, the diagnostic image generator 210 may increase the sensitivity of the received signal and increase the resolution of the diagnostic image, thereby reflecting the reflected signal (a) and the reflected signal (b), the received signal (A), and the received signal ( B) can be synthesized.
  • the diagnostic image generator 210 performs a function of generating a diagnostic image in real time.
  • the therapeutic virtual image generator 220 is a functional unit for virtualizing a therapeutic (ultrasound) beam field or a treatment area, and a parameter required for shaping the therapeutic (ultrasound) beam may include an ultrasonic wave or an optoacoustic probe ( Geometry information, frequency, depth of focus, power intensity, steering, slope information of the ultrasonic or optoacoustic probe 110, the number of channels, the channel group, the number of focuses, etc. of the 110.
  • the direction and shape of the beamfield 520, the size of the treatment area 510, the shape of the treatment area, the energy intensity of the treatment area, and the like, including one or more of the parameterizers may be determined. Create a virtual image (specified by symbol).
  • the treatment image generator 230 maps the diagnosis image generated by the diagnosis image generator 210 and the treatment virtual image generated by the treatment virtual image generator 220 according to synchronization information of the system synchronizer 133. To generate a treatment image. At this time, the generated treatment image shows in real time where the beam and the treatment area of the therapeutic virtual image is located in the real-time diagnosis state, the operator checks whether the treatment beam or treatment area is located in the desired treatment site and At the same time, the status of the procedure can be monitored in real time.
  • the image generating unit further illustrates an embodiment including a procedure information manager 310 and a safety controller 320.
  • the procedure information management unit 310 includes a procedure site, a procedure range, and a procedure method.
  • the treatment method and the treatment range are determined according to the treatment site. For example, if the treatment site corresponds to a local part, the treatment range will be narrow, and if the treatment site corresponds to a wide part, the treatment range will be widened.
  • the first side 102 or the second side 104 transmits a therapeutic pulse to be used outside the body such as teeth or gums and when used inside the body, whether anesthesia is present and the range of anesthesia or the cutting and body of the tooth
  • the method of treatment is different, such as the transmission of.
  • the treatment site of the treatment information is a corresponding tooth or nerve to be treated, and the treatment range means depth, length, width, and the like of the treatment.
  • the safety control unit 320 performs a function of preventing the treatment instrument or region from exceeding the treatment range with respect to the treatment site, the treatment range, and the treatment method set by the treatment information management unit 310.
  • the size of a region is controlled to transmit a treatment pulse only to the corresponding nerve, or information is provided to the operator through a notification signal.
  • the diagnostic image generated by the diagnostic image generating unit provides the operator with a danger notification signal or information even when the treatment range is exceeded.
  • the provided notification signal may be provided in a manner in which the operator can detect a danger, such as a voice signal, an image signal, and a vibration.
  • the safety controller 320 may control to prevent the treatment device or region when the treatment device or region is out of the treatment range based on the image generated by the diagnostic image generator 210 or the treatment image generator 230. .
  • the safety control unit 320 generates a control signal so that the strength, frequency or amplitude of the ultrasonic transmission signal, the number of transmission channels, the group of transmission channels, beamforming conditions (eg, inter-channel delay time, etc.). , By controlling the transition, etc., it is possible to adjust the type of ultrasound generated from the ultrasound or photoacoustic probe 100, the power of the ultrasound, the size of the treatment area, the number of focus, the depth of penetration and the like.
  • the safety control unit 320 may use information of the external or internal surgical information management unit 310.
  • the safety control unit 320 uses the temperature information in the treatment region received from the temperature measuring unit 330 to transmit the strength, frequency or amplitude of the transmission signal, the number of transmission channels, the group of the transmission channels, and the beamforming.
  • the conditions for example, inter-channel delay time), transition, etc., the type of ultrasound generated by the ultrasound or photoacoustic probe 100, the power of the ultrasound, the size of the treatment area, the number of focuses, the depth of penetration, etc. I can regulate it.
  • FIG. 12 illustrates an embodiment in which a shape of a region 510 and an ultrasonic beam field 502 is virtually shown when an ultrasonic signal is generated by a convex 101 probe. It is schematic. Region 510 and beam field 503 are the physical geometry characteristics of the ultrasonic or optoacoustic probe, and the power intensity, number of transducers, group of transducers and elements of the transducer. The shape may vary depending on physical properties, focal depth, and the like. The region 510 and the beam field 503 may be applied to a software simulation (virtual experiment) or an object according to values calculated through physical experiments. The region 510 and the beam field 503 are generated by the treatment virtual image generator 220.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating an image mapped by the treatment image generator to match an image generated by the diagnosis image generator 210 and an image generated by the treatment virtual image generator 220 with an actual size.
  • FIG. 14 illustrates an embodiment of the present invention, in which one of the first transceiver 102 and the first transceiver 104 transmits a signal to one surface of the object 600 that is opposed to each other. will be.
  • (C-01) receives the transmission signal 801 from the second transmission / reception unit 104 in which the transmission signal 801 generated in the first transmission / reception unit 102 is replaced by passing through the object
  • (C-02) 4 illustrates a process of receiving the transmission signal 802 by the first transmission / reception unit 102 in which the transmission signal 802 generated by the second transmission / reception unit 104 passes through an object.
  • (C-03) and (C-04) are the same as (C-01) and (C-02), but the steering signal is steered to the right, and (C-05) and (C- 06) is steering to the left.
  • steering may be driven up, down, left, or right. Can be.
  • steering may be controlled by a delay time of sound waves generated in each transducer.
  • object image information generated from signals such as 801, 802, 803, 804, 805, and 806 controlled by the delay time shown in one embodiment may reconstruct a 2D / 3D / 4D image.
  • an effective 3D / 4D image may be reconstructed.
  • the present invention can be used to secure, destroy or treat an image of an object using an ultrasonic vibration device.
  • the signal reflected from the object (Echo), as well as may be used in ultrasound or optoacoustic equipment for securing an image of the object using a signal obtained by passing through the object.
  • it may be applied to a dental diagnostic imaging system.
  • diagnostic image generating unit 210 diagnostic image generating unit

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Abstract

초음파 또는 광음향 프로브와 이를 이용한 초음파 진단 시스템, 초음파 치료 시스템, 초음파 진단 및 치료 시스템, 및 초음파 또는 광음향 시스템이 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 또는 광음향 프로브는, 대상체로 초음파 또는 광음향 신호를 송신하는 제 1 송수신부; 및 상기 제 1 송수신부와 대향하도록 배치되며, 상기 대상체를 통과한 초음파 또는 광음향 신호를 수신하는 제 2 송수신부를 포함한다.

Description

초음파 또는 광음향 프로브와 이를 이용한 초음파 진단 시스템, 초음파 치료 시스템, 초음파 진단 및 치료 시스템, 및 초음파 또는 광음향 시스템
본 발명의 실시예들은 초음파 또는 광음향 프로브와 이를 이용한 초음파 진단 시스템, 초음파 치료 시스템, 초음파 진단 및 치료 시스템, 및 초음파 또는 광음향 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 산업용 또는 의료용 초음파 장비를 이용한 초음파 시스템의 경우 초음파를 대상체에 송신한 후 반사되는 에코 신호를 수신하여 대상체의 영상을 획득하는 방식을 사용하고 있다. 즉, 종래의 초음파 프로브는 단일 엘리먼트(element)에서 초음파 송신 및 수신을 수행하도록 구성되었다. 그러나, 초음파의 물리적 특성으로 인해 경도가 높은 뼈, 치아 등과 같은 대상체에서는 에코 신호를 수신하기 어려우며, 이에 따라 진단 및 치료를 위한 대상체의 영상을 획득하는데 어려움이 있었다. 특히, 치과용 진단영상 장비의 경우 이러한 어려움으로 인해 치과용 CT 또는 X-ray를 이용하여 대상체의 영상 정보를 획득하는 것이 일반적이었다. 그러나, 치과용 CT 또는 X-ray 장비는 방사선에 노출되는 단점을 지니고 있으며, 실시간 진단영상을 획득하여 치과 시술을 적용하는데 어려움이 있다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
대한민국 등록특허공보 제10-1243499호 (2013.03.13)
본 발명의 실시예들은 방사선 노출에 대한 위험 없이 경도가 높은 대상체의 영상을 실시간으로 획득하기 위한 초음파 또는 광음향 프로브 및 이를 이용한 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 대상체로 초음파 또는 광음향 신호를 송신하는 제 1 송수신부; 및 상기 제 1 송수신부와 대향하도록 배치되며, 상기 대상체를 통과한 초음파 또는 광음향 신호를 수신하는 제 2 송수신부를 포함하는, 초음파 또는 광음향 프로브가 제공된다.
상기 초음파 또는 광음향 프로브는, 상기 제 1 송수신부와 상기 제 2 송수신부 사이의 거리를 조정하는 거리 조정부를 더 포함할 수 있다.
상기 초음파 또는 광음향 프로브는, 'ㄴ'자, 'ㄷ'자, '11'자 및 '='자 형태 중 적어도 하나의 형태로 이루어질 수 있다.
상기 제 1 송수신부 및 상기 제 2 송수신부 각각은, 복수 개의 초음파 또는 광음향 신호 발생 탐촉자(element)를 포함할 수 있다.
상기 초음파 또는 광음향 신호 발생 탐촉자(element)는, 진단용 탐촉자 또는 치료용 탐촉자일 수 있다.
상기 초음파 또는 광음향 프로브는, 유무선 송수신부를 더 포함할 수 있다.
상기 초음파 또는 광음향 프로브는, 매질의 특성에 적합한 젤 패드를 더 포함할 수 있다.
상기 젤 패드는, 상기 초음파 또는 광음향 프로브에 대응되도록 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 상술한 초음파 또는 광음향 프로브를 이용한 초음파 진단 시스템으로서, 진단 기능부; 상기 진단 기능부가 활성화되는 경우 대상체의 진단을 위한 진단용 펄스를 발생시키는 신호 발생부; 및 상기 진단용 펄스를 이용하여 상기 대상체의 진단을 위한 진단 이미지를 생성하는 진단 이미지 생성부를 포함하는, 초음파 진단 시스템이 제공된다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 상술한 초음파 또는 광음향 프로브를 이용한 초음파 치료 시스템으로서, 치료 기능부; 및 상기 치료 기능부가 활성화되는 경우 대상체의 치료를 위한 치료용 펄스를 발생시키는 신호 발생부를 포함하는, 초음파 진단 시스템이 제공된다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 상술한 초음파 또는 광음향 프로브를 이용한 초음파 진단 및 치료 시스템으로서, 진단 기능부; 치료 기능부; 상기 진단 기능부가 활성화되는 경우 대상체의 진단을 위한 진단용 펄스를 발생시키고, 상기 치료 기능부가 활성화되는 경우 상기 대상체의 치료를 위한 치료용 펄스를 발생시키는 신호 발생부; 상기 진단용 펄스를 이용하여 상기 대상체의 진단을 위한 진단 이미지를 생성하는 진단 이미지 생성부; 상기 치료용 펄스를 이용하여 상기 대상체의 치료를 위한 치료용 가상 이미지를 생성하는 치료용 가상 이미지 생성부; 및 상기 진단 이미지 및 상기 치료용 가상 이미지를 이용하여 치료 이미지를 생성하는 치료 이미지 생성부를 포함하는, 초음파 진단 및 치료 시스템이 제공된다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 상술한 초음파 또는 광음향 프로브를 이용한 초음파 또는 광음향 프로브를 이용한 초음파 또는 광음향 시스템으로서, 치료용 송신 신호의 리전(Region)과 빔 필드의 가상 이미지를 생성하는 치료용 가상 이미지 생성부를 포함하는, 초음파 또는 광음향 시스템이 제공된다.
상기 초음파 또는 광음향 시스템은, 시술 부위, 시술 범위 및 시술 방법 중 적어도 하나를 포함하는 시술 정보 관리부를 더 포함할 수 있다.
상기 초음파 또는 광음향 시스템은, 상기 시술 정보 관리부의 정보에 따라 시술의 안전을 보장할 수 있는 안전 제어부를 더 포함할 수 있다.
상기 초음파 또는 광음향 시스템은, 진단 기능부; 치료 기능부; 및 상기 진단 기능부가 활성화되는 경우 대상체의 진단을 위한 진단용 펄스를 발생시키고, 상기 치료 기능부가 활성화되는 경우 상기 대상체의 치료를 위한 치료용 펄스를 발생시키는 신호 발생부를 더 포함하며, 상기 신호 발생부에서 발생된 신호는, 제 1 송수신부와 제 2 송수신부 중 어느 하나가 지향성과 스티어링 신호를 발생할 수 있도록 지연신호 값을 가지며, 상기 지연신호 값에 따라서 수신된 신호를 분석하여 2D/3D/4D 이미지를 생성할 수 있다.
상기 신호 발생부에서 발생된 신호는 제 1 송수신부와 제 2 송수신부 중 어느 하나가 대향하도록 배치된 일면에 상하좌우 중 어느 한 방향으로 스티어링 할 수 있도록 제어될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 초음파 또는 광음향 프로브의 제 1 송수신부에서 대상체로 초음파를 송신하고, 상기 제 1 송수신부와 대향하도록 배치되는 제 2 송수신부에서 대상체를 통과한 초음파를 수신함으로써, 치아, 악골 등의 경도가 높은 대상체의 영상을 실시간으로 획득할 수 있으며, 이에 따라 악골, 치아 등의 진단, 치료 등을 용이하게 수행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 초음파 또는 광음향 프로브의 상세 구성을 설명하기 위한 도면
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 초음파 또는 광음향 프로브에 젤 패드가 부착되고, 보호 커버가 씌워진 형상을 나타내는 도면
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 초음파 또는 광음향 프로브의 상세 구성을 설명하기 위한 도면
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 초음파 또는 광음향 프로브에 젤 패드가 부착되고, 보호 커버가 장착된 형상을 나타내는 도면
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 시스템이 초음파 또는 광음향 프로브와 연결된 상태를 나타내는 도면
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 시스템의 상세 구성을 나타내는 블록도
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 설정부의 상세 구성을 나타내는 블록도
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 진동소자의 배열 구성을 나타낸 도면
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 또는 광음향 프로브와 초음파 시스템 및 외부 출력 장치를 나타낸 블록도
도 10는 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 생성부를 나타낸 블록도
도 11는 본 발명의 일 실시예에 따른 시술 정보 관리부와 안전 제어부를 포함한 블록도
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 Convex 초음파 또는 광음향 프로브의 치료용 가상 이미지인 빔 필드와 리전(Region)을 나타낸 블록도
도 13는 본 발명의 일 실시예에 따른 2D 진단 이미지에 치료용 가상 이미지인 프로브의 빔 필드와 리전(Region)이 합성된 치료 이미지
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 제 1 송수신부(102)와 제 2 송수신부(104) 중 어느 하나가 대상체에 펄스를 발생하는 방법을 나타낸 이미지
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하 실시예는 진보적인 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 효율적으로 설명하기 위한 일 수단일 뿐이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 설명하기로 한다. 그러나 이는 예시적 실시예에 불과하며 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
본 발명에서 제 1 송수신부(102)과 제 2 송수신부(104)는 한개 또는 복수개의 탐촉자(element)를 구비하며 이를 통해 된 초음파 또는 광음향 신호를 송신하거나, 반사(echo) 또는 투과된 신호를 수신하는 기능부이다. 상기 제 1 송수신부(102)와 제 2 송수신부는 제 1 면(102), 제 2 면(104)으로 각각 표기될 수도 있다. 여기서, 제 1 송수신부(102)과 제 2 송수신부(104) 중 어느 하나는 초음파 또는 광음향 신호를 송신하고, 다른 하나는 대상체를 통과한 상기 송신 신호를 수신할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 초음파 또는 광음향 프로브(100)의 상세 구성을 설명하기 위한 도면이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 초음파 또는 광음향 프로브(100)는 제 1 송수신부(102), 제 2 송수신부(104), 거리 조정부(106), 인터페이스부(108), 젤 패드(110) 및 보호 커버(112)를 포함한다.
제 1 송수신부(102) 및 제 2 송수신부(104)는 초음파를 송수신하는 복수 개의 탐촉자(element)들의 어레이(array)로서, 대상체(미도시)로 초음파를 송신하거나 대상체를 통과한 초음파를 수신한다. 상기 탐촉자들의 어레이 형태는 대상체의 종류 또는 물리적 특성에 따라 다양하게 변형이 가능하다. 제 1 송수신부(102) 및 제 2 송수신부(104)는 상호 대향하도록 배치되며, 제 1 송수신부(102)와 제 2 송수신부(104) 사이에는 대상체가 배치될 수 있다. 여기서, 대상체란 초음파 또는 광음향 진단 펄스를 이용해 진단 영상을 확보하거나, 상기 초음파 또는 광음향의 치료용 펄스를 이용해 치료 또는 파괴를 위한 대상이 되는 물체로서, 예를 들어 치아, 악골, 뼈, 시멘트, 반도체, 피부 등이 될 수 있다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 초음파 또는 광음향 프로브(100)는 'ㄴ'자 또는 'ㄷ' 형상의 대칭형 구조로 형성될 수 있으며, 이 경우 제 1 송수신부(102) 및 제 2 송수신부(104)는 상호 이격하여 대향 배치될 수 있다. 상기의 제 1 송수신부(102) 및 제 2 송수신부(104)가 대향 비치될 때, 상기의 'ㄴ'자 또는 'ㄷ' 자 형상의 대칭형 구조는 일 실시예이며, '11'과 '=' 같이 다양한 대칭 구조를 지닐 수 있다.
제 1 송수신부(102)와 제 2 송수신부(104)가 대향하도록 배치되므로, 제 1 송수신부(102)가 대상체로 초음파를 송신하는 경우, 제 2 송수신부(104)는 대상체를 통과한 초음파를 수신할 수 있다. 마찬가지로, 제 2 송수신부(104)가 대상체로 초음파를 송신하는 경우, 제 1 송수신부(102)는 대상체를 통과한 초음파를 수신할 수 있다. 제 1 송수신부(102) 및 제 2 송수신부(104)는 대상체의 상태 또는 사용자의 수동 조작에 따라 각각 초음파 송신부(TX) 또는 초음파 수신부(RX) 중 어느 하나의 기능을 수행할 수 있다. 상술한 바와 같이, 초음파의 물리적 특성으로 인해 경도가 높은 치아, 악골 등의 대상체에서는 에코 신호를 수신하기 어려우며, 이에 따라 초음파 진단 또는 치료 등을 위한 대상체의 영상을 획득하는데 어려움이 있었다. 이에 따라, 본 발명의 실시예들은 초음파 또는 광음향 프로브(100)의 제 1 송수신부(102)에서 대상체로 초음파를 송신하고, 제 1 송수신부(102)와 대향하도록 배치되는 제 2 송수신부(104)에서 대상체를 통과한 초음파를 수신하도록 구성됨으로써, 치아, 악골 등의 경도가 높은 대상체의 영상을 실시간으로 획득할 수 있으며, 이에 따라 악골, 치아 등의 진단, 치료 등을 용이하게 수행할 수 있다.
본 발명의 초음파 또는 광음향 프로브(100)는 제 1 송수신부(102)과 제 2 송수신부(104)이 대치되어 투과된 신호만 수신하는 것이 아니며, 매질의 경도에 따라 반사된 신호를 해석할 수 있을 경우, 상기 반사된 수신(RX) 신호를 해석하여 진단 영상을 생성할 수 있다. 이는 초음파 또는 광음향 프로브가 갖는 물리적 특성을 이용하는 것으로써, 본 발명이 대상체로부터 투과된 신호만을 이용하여 진단영상을 생성하는 것으로 국한되지 않는다.
제 1 송수신부(102)와 제 2 송수신부(104)는 도 8과 같이 진단용 초음파 진동소자(110-1) 또는 치료용 초음파 진동소자(110-2)로 구성될 수 있으며, 진단용 초음파 진동소자와 치료용 초음파 진단소자가 조합되어 구성될 수 도 있다.
상기의 일 실시 예로써, 상기에서 언급된 진단용 초음파 진동 소자로 제 1 송수신부(102)와 제 2 송수신부(104)가 구성되는 경우, 이는 대상체의 진단영상을 획득하기 위함이며, 치료용 초음파 진동 소자로 제 1 송수신부(102)와 제 2 송수신부(104)중 어느 하나가 구성되는 경우, 이는 대상체를 치료하기 위함이다. 그리고 제 1 송수신부(102)와 제 2 송수신부(104)의 초음파 진동소자가 진단용과 치료용으로 조합되어 구성(배열)될 경우, 진단 기능과 치료 기능을 수행할 수 있다.
도 8은 제 1 송수신부(102)와 제 2 송수신부(104)의 초음파 진동소자의 구성(배열)의 일 실시 예이며, 초음파 진동소자 또는 초음파 또는 광음향 프로브의 진단 또는 치료의 목적에 따라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
한편, 서로 다른 위치에서 동일한 대상체에 동일한 주파수의 초음파를 송신하더라도, 대상체의 구조 및 형상에 따라 대상체를 통과한 초음파로부터 획득되는 대상체의 영상의 품질이 달라질 수 있다. 또한, 대상체의 종류 및 특성 등에 따라 서로 다른 주파수의 초음파를 대상체로 송신하여 서로 다른 주파수 대역의 대상체 영상을 획득할 필요가 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시예들은 동일한 대상체에 대해 제 1 송수신부(102)가 초음파 송신부(TX) 초음파 수신부(RX)로서의 기능을 순차적으로 수행하며, 제 2 송수신부(104)가 초음파 수신부(RX) 초음파 송신부(TX)로서의 기능을 순차적으로 수행하도록 구성함으로써, 보다 좋은 품질의 대상체의 영상을 획득할 수 있도록 구성하였다. 상술한 바와 같이, 제 1 송수신부(102)는 대상체로 초음파를 송신하며, 제 2 송수신부(104)는 대상체를 통과한 초음파를 수신할 수 있다. 이후, 제 2 송수신부(104)는, 제 1 송수신부(102)가 대상체로 송신하는 초음파의 주파수와 동일하거나 또는 상이한 주파수의 초음파를 대상체로 송신하며, 제 1 송수신부(102)는 제 2 송수신부(104)로부터 송신되어 대상체를 통과한 초음파를 수신할 수 있다. 즉, 초음파의 교차 송수신이 필요할 경우, 제 1 송수신부(102)는 초음파 송신부(TX) 초음파 수신부(RX) 로서의 기능을 순차적으로 수행하며, 제 2 송수신부(104)는 초음파 수신부(RX) 초음파 송신부(TX)로서의 기능을 순차적으로 수행할 수 있다.
거리 조정부(106)는 제 1 송수신부(102)와 제 2 송수신부(104) 사이의 거리를 조정한다. 상술한 바와 같이, 대상체는 예를 들어 치아, 악골 등이 될 수 있으며, 이 경우 피검자 또는 대상체의 종류에 따라 다양한 구조 및 형태를 가질 수 있다. 이에 따라, 거리 조정부(106)는 대상체의 종류 또는 구조에 따라 제 1 송수신부(102)와 제 2 송수신부(104) 사이의 거리를 조정할 수 있다. 구체적으로, 거리 조정부(106)는 제 1 송수신부(102)와 제 2 송수신부(104) 사이의 거리를 측정하는 센서(미도시)로부터 수신한 거리 측정 신호로부터 제 1 송수신부(102)와 제 2 송수신부(104) 사이의 거리를 조정할 수 있다. 거리 조정부(106)의 내부에는 예를 들어, 마이크로 엑추에이터(Micro Actuator)가 장착될 수 있으며, 상기 센서는 마이크로 엑추에이터의 회전수를 감지할 수 있다. 제 1 송수신부(102)와 제 2 송수신부(104) 사이의 거리가 달라짐에 따라 거리 조정부(106) 내부의 마이크로 엑추에이터의 회전수 또한 달라지게 된다. 예를 들어, 제 1 송수신부(102)와 제 2 송수신부(104) 사이의 거리가 증가할수록 마이크로 엑추에이터의 회전수가 증가할 수 있다. 상기 센서는 마이크로 엑추에이터의 회전수를 감지하여 거리 측정 신호를 생성한 후 거리 조정부(106)로 송신할 수 있다. 거리 조정부(106)는 센서로부터 거리 측정 신호를 수신하여 제 1 송수신부(102)와 제 2 송수신부(104) 사이의 거리를 조정할 수 있다. 또한, 상기 센서는 후술할 바와 같이 마이크로 엑추에이터의 회전수를 감지하여 초음파 시스템(500)으로 송신할 수도 있다. 이 경우, 거리 조정부(106)는 초음파 시스템(500)으로부터 거리 제어 신호를 수신하여 제 1 송수신부(102)와 제 2 송수신부(104) 사이의 거리를 조정할 수 있다. 상기 센서는 거리 조정부(106)에 부착되거나 또는 초음파 또는 광음향 프로브(100)의 다른 위치에 적절히 배치될 수 있다. 한편, 거리 조정부(106)는 예를 들어, 도시된 바와 같이 초음파 또는 광음향 프로브(100)의 일 측면 및 상기 일 측면과 대향하는 타 측면을 소정의 두께로 서로 이어주며, 상기 일 측면과 타 측면 사이에서 상기 두께를 조정함으로써 제 1 송수신부(102)와 제 2 송수신부(104) 사이의 거리를 조정할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
거리 조정부(106)에서 사용되는 거리 측정 소스로는 초음파, 광 등이 사용될 수 있으며, 기계적 방법으로는 상기에서 언급한 엑츄에이터를 이용한 방법일 수 있다. 그리고 본 발명의 일 실시예인 초음파 또는 광음향 프로브(100, 200)가 'ㄴ'자 'ㄷ'자로 구성되는 경우, 거리 조정부(106)는 본 발명의 초음파 또는 광음향 프로브(100)에 내장 될 수 있으며, 초음파 또는 광음향 프로브(100, 200)가 '11' 또는 '=' 형태로 대치되는 구조를 가질 경우, 레일, 암(arm) 등과 같이 제 1 면(102)과 제 2 송수신부(104)을 대치 시킬 수 있기 때문에 거리 조정부(106)을 외부에 위치할 수도 있다.
또한, 거리 조정부(106)는 외부로부터 수신한 거리 제어 신호에 따라 제 1 송수신부(102)와 제 2 송수신부(102) 사이의 거리를 조정할 수 있다. 후술할 바와 같이, 초음파 또는 광음향 프로브(100)는 유선 또는 무선 연결 방식을 통해 초음파 시스템(500)과 연결될 수 있다. 거리 조정부(106)는 초음파 시스템(500)으로부터 거리 제어 신호를 수신하고, 상기 거리 제어 신호에 따라 제 1 송수신부(102)와 제 2 송수신부(102) 사이의 거리를 조정할 수 있다. 상기 거리 제어 신호는 초음파 시스템(500)에서 산출한 제 1 송수신부(102)와 제 2 송수신부(102) 사이의 거리에 근거하여 생성된 것으로서, 초음파 시스템(500)으로부터 수신할 수 있다. 거리 제어 신호는 또한 상술한 마이크로 엑추에이터의 회전수에 따라 계산된 거리에 근거하여 생성될 수도 있다.
또한, 거리 조정부(106)는 사용자의 수동 조작, 즉 사용자의 물리적 조작에 의해 제 1 송수신부(102)와 제 2 송수신부(104) 사이의 거리를 조정할 수 있다. 상술한 바와 같이, 거리 조정부(106)는 예를 들어, 초음파 또는 광음향 프로브(100)의 일 측면 및 상기 일 측면과 대향하는 타 측면을 소정의 두께로 서로 이어줄 수 있다. 사용자는 상기 일 측면과 타 측면 사이에서 상기 두께를 조정함으로써 제 1 송수신부(102)와 제 2 송수신부(104) 사이의 거리를 조정될 수 있다.
인터페이스부(108)는 초음파 또는 광음향 프로브(100)와 초음파 시스템(500) 간의 인터페이스 기능을 수행하며, 초음파 시스템(500)과 전기 신호를 송수신 할 수 있다. 인터페이스부(108)는 예를 들어, 커넥터(connector)일 수 있다. 인터페이스부(108)는 제 1 송수신부(102)가 대상체로 송신하기 위한 초음파의 전기적 변환 신호인 송신 신호를 초음파 시스템(500)로부터 수신하거나 제 2 송수신부(104)가 대상체로부터 수신한 초음파의 전기적 변환 신호인 수신 신호를 초음파 시스템(500)로 송신할 수 있다. 또한, 인터페이스부(108)는 제 1 송수신부(102)와 제 2 송수신부(104) 사이의 거리를 조정하기 위한 거리 제어 신호를 초음파 시스템(500)로부터 수신할 수 있으며, 초음파 또는 광음향 프로브(100)의 각 구성을 제어하기 위한 제어 신호를 수신할 수도 있다.
젤 패드(110)는 초음파 감쇄를 방지하기 위한 것으로서, 제 1 송수신부(102) 및 제 2 송수신부(104) 외면에 부착될 수 있다. 상기 젤 패드(110)는 매질의 특성에 따라서 물리적 특성을 달리 할 수 있다. 상기 젤 패드(110)가 매질의 특성에 따라서 물리적 특성을 달리하는 이유는 대상체의 젤 패드(110)의 음향 임피던스를 일치시키기 위함이다.
보호 커버(112)는 초음파 또는 광음향 프로브(100)를 외부의 충격으로부터 보호하고 오염 물질(예를 들어, 타액)에 의한 오염을 방지하기 위한 것으로서, 초음파 또는 광음향 프로브(100)의 외면을 둘러싸도록 형성될 수 있다. 상기 젤 패드(110) 및 보호 커버(112)에 대해서는 도 2를 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 초음파 또는 광음향 프로브(100)에 젤 패드(110)가 부착되고, 보호 커버(112)가 씌워진 형상을 나타내는 도면이다.
도시된 바와 같이, 젤 패드(110)는 제 1 송수신부(102) 및 제 2 송수신부(104) 외면에 부착될 수 있다. 젤 패드(110)는 초음파 감쇄를 방지하기 위한 것으로, 가요성 있는 재질의 패드 형태로 이루어질 수 있다. 젤 패드(110)는 제 1 송수신부(102) 및 제 2 송수신부(104) 외면에 각각 부착되어 대상체(예를 들어, 치아)와 접촉할 수 있으며, 대상체의 구조 및 형상에 따라 변형될 수 있다. 즉, 젤 패드(110)는 대상체의 구조 및 형상에 따라 불규칙한 곡면으로 변형되어 대상체와 밀착될 수 있다. 젤 패드(110)가 대상체와 밀착되도록 변형됨에 따라, 젤 패드(110)와 대상체와의 접촉 면적이 넓어지게 되며, 이에 따라 젤 패드(110)의 초음파 감쇄 효율이 더욱 증가하게 된다.
다음으로, 보호 커버(112)는 초음파 또는 광음향 프로브(100)의 외면을 둘러싸도록 형성될 수 있다. 보호 커버(112)가 초음파 또는 광음향 프로브(100)의 외면을 둘러쌈으로써, 초음파 또는 광음향 프로브(100)를 외부의 충격으로부터 보호하고 오염 물질(예를 들어, 타액)에 의한 오염을 방지할 수 있다. 또한, 보호 커버(112)는 젤 패드(110)와 마찬가지로 초음파 감쇄 방지 효과를 달성할 수 있으며, 초음파 또는 광음향 프로브(100)의 방수 기능을 수행할 수 있다. 보호 커버(112)는 소정 개수의 영역으로 분해 가능하며, 초음파 또는 광음향 프로브(100)의 외면을 둘러싸도록 결합될 수 있다. 보호 커버(112)는 초음파 또는 광음향 프로브(100)로부터 수시로 분해 및 착탈이 가능하도록 구성되며, 대상체가 바뀔 때마다 교체가 가능하다. 즉, 보호 커버(112)는 1회용으로 매번 교체가 가능하도록 구성될 수 있다. 보호 커버(112)는 젤 패드(110)와 동일한 재질로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 초음파 또는 광음향 프로브(200)의 상세 구성을 설명하기 위한 도면이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 초음파 또는 광음향 프로브(200)는 'ㄷ'자 형상의 대칭형 구조로 형성될 수 있다. 본 발명의 제 2 실시예에 따른 초음파 또는 광음향 프로브(200)의 세부 구성 및 기능은 앞에서 설명한 바와 동일하므로, 여기서는 그 자세한 설명을 생략하며, 앞서 기재한 도면 부호를 그대로 사용하도록 한다. 한편, 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 초음파 또는 광음향 프로브(200)는 거리 조정부(106)를 복수 개 구비할 수 있으며, 이 경우 복수의 거리 조정부(106)는 상호 대향하도록 배치되며, 상호 연동되어 동작할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 초음파 또는 광음향 프로브(200)에 젤 패드(110)가 부착되고, 보호 커버(112)가 장착된 형상을 나타내는 도면이다. 상술한 바와 같이, 젤 패드(110)는 초음파 감쇄를 방지하기 위한 것으로서, 제 1 송수신부(102) 및 제 2 송수신부(104) 외면에 부착될 수 있다. 보호 커버(112)는 초음파 또는 광음향 프로브(200)를 외부의 충격으로부터 보호하고 오염 물질에 의한 오염을 방지하기 위한 것으로서, 초음파 또는 광음향 프로브(200)의 외면을 둘러싸도록 형성될 수 있다. 도시된 바와 같이, 보호 커버(110)의 형상은 초음파 또는 광음향 프로브(100, 200)의 형상에 따라 달라질 수 있으나, 그 기능은 앞서 설명한 바와 동일하다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 시스템(500)이 초음파 또는 광음향 프로브(100, 200)와 연결된 상태를 나타내는 도면이다. 상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 초음파 또는 광음향 프로브(100, 200)는 유선 또는 무선 연결 방식을 통해 초음파 시스템(500)과 연결될 수 있으며, 초음파 시스템(500)과 전기 신호를 송수신 할 수 있다. 초음파 또는 광음향 프로브(100, 200)가 유선 연결 방식을 통해 초음파 시스템(500)과 연결되는 경우, 초음파 또는 광음향 프로브(100, 200)의 인터페이스부(108)는 케이블(114)을 통해 초음파 시스템(500)과 연결될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 시스템(500)의 상세 구성을 나타내는 블록도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 시스템(500)은 설정부(502), 신호 처리부(504), 신호 발생부(506) 및 신호 송수신부(508)를 포함하며, 초음파 또는 광음향 프로브(100, 200)와 유선 또는 무선으로 연결될 수 있다.
설정부(502)는 초음파 또는 광음향 프로브(100, 200)가 초음파를 대상체로 송신하기 전에 초음파 시스템(500)의 신호 처리부(504)를 활성화시키거나 초음파 또는 광음향 프로브(100, 200)의 제 1 송수신부(102) 및 제 2 송수신부(104)의 기능 및 위치를 설정하는 전처리 과정을 수행한다. 초음파 펄스의 주파수, 진폭, 파워의 세기, 채널 그룹, 채널 수, 스티어링, 깊이(Depth), 거리정보 등 대상체의 진단영상을 확보하기 위해 요구되는 설정 값과 대상체에 치료용 펄스를 송신하기 위해 요구되는 값을 설정하는 기능부 이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 설정부(502)의 상세 구성을 나타내는 블록도이다. 도시된 바와 같이, 설정부(502)는 입력부(702), 초음파 기능 제어부(704), 송수신 설정부(706) 및 거리 정보 관리부(708)을 포함한다.
입력부(702)는 외부로부터 입력 신호를 입력받는다. 여기서, 입력 신호란 예를 들어, 대상체의 진단을 위한 진단 신호 정보 또는 대상체의 치료를 위한 치료 신호 정보가 될 수 있으며, 사용자에 의해 입력될 수 있다. 진단 신호 및 치료 신호는 예를 들어, 주파수가 상이할 수 있다.
초음파 기능 제어부(704)는 입력 신호에 따라 신호 처리부(504)의 진단 기능부(504-1) 또는 치료 기능부(504-2) 중 어느 하나를 활성화시킨다. 입력부(702)에 입력된 입력 신호에 따라 진단 기능부(504-1)가 활성화되는 경우 신호 발생부(506)는 대상체의 진단을 위한 송신 신호를 발생시킨다. 또한, 입력부(702)에 입력된 입력 신호에 따라 치료 기능부(504-2)가 활성화되는 경우 신호 발생부(506)는 대상체의 치료를 위한 송신 신호를 발생시킨다.
송수신 설정부(706)는 초음파 또는 광음향 프로브(100, 200)의 제 1 송수신부(102) 및 제 2 송수신부(104)가 각각 초음파 송신 또는 초음파 수신 기능을 수행하도록 설정한다. 상술한 바와 같이, 제 1 송수신부(102) 및 제 2 송수신부(104)는 각각 초음파 송신부(TX) 또는 초음파 수신부(RX) 중 어느 하나의 기능을 수행할 수 있다. 송수신 설정부(706)는 초음파 송신부(TX) 또는 초음파 수신부(RX) 기능 수행을 제 1 송수신부(102) 및 제 2 송수신부(104) 중 어느 쪽에서 각각 수행할지 설정한다. 이하에서는, 제 1 송수신부(102)가 초음파 송신부(TX)의 기능을 수행하고, 제 2 송수신부(104)가 초음파 수신부(RX)의 기능을 수행하는 것으로 가정한다.
거리 정보 관리부(708)는 제 1 송수신부(102) 및 제 2 송수신부(104) 사이의 거리를 산출하고, 산출된 거리에 따라 제 1 송수신부(102) 및 제 2 송수신부(104) 사이의 거리를 조정하기 위한 거리 제어 신호를 생성하여 초음파 또는 광음향 프로브(100, 200)로 송신한다. 상술한 바와 같이, 대상체는 예를 들어 치아, 악골 등이 될 수 있으며, 이 경우 피검자 또는 대상체의 종류에 따라 다양한 구조 및 형태를 가질 수 있다. 이에 따라, 거리 정보 관리부(708)는 제 1 송수신부(102)와 제 2 송수신부(104) 사이의 거리를 조정하기 위한 거리 제어 신호를 생성하여 초음파 또는 광음향 프로브(100, 200)로 송신할 수 있다. 초음파 또는 광음향 프로브(100, 200)의 거리 조정부(106)는 거리 정보 관리부(708)로부터 수신한 거리 제어 신호에 따라 제 1 송수신부(102)와 제 2 송수신부(104) 사이의 거리를 조정할 수 있다.
거리 정보 관리부(708)는 기 저장된 매질에 관한 정보 및 초음파 또는 광음향 프로브(100, 200)에서 송신하는 초음파가 대상체에 도달하기까지 걸리는 시간을 이용하여 제 1 송수신부(102) 및 제 2 송수신부(104) 사이의 거리를 산출하고, 거리 제어 신호를 생성할 수 있다. 일반적으로, 동일한 위치에서 동일한 주파수의 초음파를 대상체를 향해 송신하더라도 매질의 종류에 따라 초음파의 전달 속도가 달라질 수 있으므로, 제 1 송수신부(102) 및 제 2 송수신부(104) 사이의 거리를 산출하기 위해서는 매질의 종류를 고려할 필요가 있다. 데이터베이스(미도시)는 매질별 특성 정보, 예를 들어 매질의 유전율, 전도도, 밀도 등을 저장하고 있으며, 특히 각 매질별 초음파의 전달 속도를 초음파의 주파수별로 저장하고 있다.
거리 정보 관리부(708)는 제 1 송수신부(102)와 제 2 송수신부(104) 사이의 거리를 산출하기 위해, 제 1 송수신부(102)에서 특정 주파수를 갖는 초음파를 대상체를 향해 송신하도록 제어할 수 있다. 거리 정보 관리부(708)는 제 1 송수신부(102)가 송신하는 초음파가 제 2 송수신부(104)에 도달하기까지 걸리는 시간을 획득할 수 있으며, 데이터베이스에 기 저장된 매질별 초음파의 전달 속도를 이용하여 제 1 송수신부(102)와 제 2 송수신부(104) 사이의 거리를 산출할 수 있다.
또한, 거리 정보 관리부(708)는 상술한 마이크로 엑추에이터의 회전수로부터 제 1 송수신부(102)와 제 2 송수신부(104) 사이의 거리를 산출할 수 있으며, 산출된 거리에 따라 거리 제어 신호를 생성할 수도 있다. 상술한 바와 같이, 거리 조정부(106)의 내부에는 예를 들어, 마이크로 엑추에이터(Micro Actuator)가 장착될 수 있다. 거리 정보 관리부(708)는 상술한 센서를 통해 마이크로 엑추에이터의 회전수 정보를 수신할 수 있으며, 마이크로 엑추에이터의 회전수 정보에 따라 제 1 송수신부(102)와 제 2 송수신부(104) 사이의 거리를 산출할 수 있다. 거리 정보 관리부(708)는 마이크로 엑추에이터의 회전수로부터 제 1 송수신부(102)와 제 2 송수신부(104) 사이의 거리를 산출한 후 거리 제어 신호를 생성하여 초음파 또는 광음향 프로브(100, 200)로 송신할 수 있다.
또한, 거리 정보 관리부(708)는 제 1 송수신부(102)의 일 지점과 타 지점에서 초음파 송신 시간 차 정보를 생성하여 초음파 또는 광음향 프로브(100, 200)로 송신할 수도 있다. 상술한 바와 같이, 제 1 송수신부(102)에는 복수 개의 탐촉자들이 어레이되어 있으며, 탐촉자들 각각에서 대상체까지의 거리(초음파가 대상체로 전달되는 경로 상의 거리)는 탐촉자 각각의 위치에 따라 다를 수 있다. 따라서, 탐촉자 각각의 위치에 따라 시간차를 두어 대상체로 초음파를 송신할 필요가 있다. 예를 들어, 제 1 송수신부(102)의 가장자리에 위치하는 탐촉자는 중앙에 위치한 탐촉자보다 대상체까지의 거리가 멀기 때문에, 중앙에 위치한 탐촉자보다 소정 시간 간격 앞서서 초음파를 대상체로 송신하여야 한다. 즉, 제 1 송수신부(102)의 탐촉자들은 일정한 시간차를 두고 초음파를 대상체로 송신하여야 한다. 거리 정보 관리부(708)는 상술한 방법에 따라 각 탐촉자별 대상체까지의 거리를 산출한 후, 각 탐촉자별 초음파 송신 딜레이(delay) 시간 정보 신호를 초음파 또는 광음향 프로브(100, 200)로 송신할 수 있다. 제 1 송수신부(102)는 초음파 송신 딜레이 시간 정보를 참조하여 각 탐촉자별로 시간차를 두고 초음파를 대상체로 송신할 수 있다.
신호 처리부(504)는 대상체의 진단을 위한 송신 신호 또는 대상체의 치료를 위한 송신 신호를 발생시킬 수 있도록 신호 발생부(506)를 제어하며, 초음파 또는 광음향 프로브(100, 200)로부터 수신하는 수신 신호를 이용하여 대상체의 영상을 획득한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 신호 처리부(504)는 진단 기능부(504-1) 및 치료 기능부(504-2)를 포함할 수 있다. 상술한 바와 같이, 초음파 기능 제어부(704)는 입력부(702)에 입력된 입력 신호에 따라 신호 처리부(504)의 진단 기능부(504-1) 또는 치료 기능부(504-2) 중 어느 하나를 활성화시킨다. 입력부(702)에 입력된 입력 신호에 따라 진단 기능부(504-1)가 활성화되는 경우, 진단 기능부(504-1)는 대상체의 진단을 위한 송신 신호를 발생시킬 수 있도록 신호 발생부(506)를 제어할 수 있다. 또한, 입력부(702)에 입력된 입력 신호에 따라 치료 기능부(504-2)가 활성화되는 경우, 치료 기능부(504-2)는 대상체의 치료을 위한 송신 신호를 발생시킬 수 있도록 신호 발생부(506)를 제어할 수 있다.
또한, 신호 처리부(504)는 초음파 또는 광음향 프로브(100, 200)로부터 수신한 수신 신호를 이용하여 대상체의 영상을 획득한다. 상기 영상은 예를 들어, 대상체의 진단 또는 치료를 위해 사용될 수 있다. 신호 송수신부(508)는 대상체를 통과한 초음파의 전기적 변환 신호인 수신 신호를 초음파 또는 광음향 프로브(100, 200)로부터 수신할 수 있다. 신호 송수신부(508)는 수신 신호의 주파수, 주기, 세기 등을 이용하여 대상체의 영상을 실시간으로 획득한 후 디스플레이 장치(미도시)로 출력한다. 신호 처리부(504)의 진단 기능부(504-1)는 대상체의 진단을 위한 진단 영상을 획득 및 출력할 수 있으며, 신호 처리부(504)의 치료 기능부(504-2)는 대상체의 영상을 획득 및 출력할 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예들에 따르면, 방사선 노출에 대한 위험 없이 경도가 높은 대상체의 영상을 실시간으로 획득할 수 있다.
신호 발생부(506)는 초음파 또는 광음향 프로브(100, 200)가 대상체를 향해 송신하기 위한 초음파의 전기적 변환 신호인 송신 신호를 발생시킨다. 상술한 바와 같이, 신호 발생부(506)는 신호 처리부(504)의 진단 기능부(504-1) 또는 치료 기능부(504-2)에 의해 제어되며, 진단 기능부(504-1)가 활성화되는 경우 대상체의 진단을 위한 송신 신호를 발생시키며 치료 기능부(504-2)가 활성화되는 경우 대상체의 치료를 위한 송신 신호를 발생시킨다. 대상체의 진단을 위한 송신 신호와 대상체의 치료를 위한 송신 신호는 예를 들어, 주파수가 상이할 수 있다. 신호 송수신부(508)는 신호 발생부(506)에서 발생된 송신 신호를 초음파 또는 광음향 프로브(100, 200)로 송신하고, 대상체를 통과한 초음파의 전기적 변환 신호인 수신 신호를 초음파 또는 광음향 프로브(100, 200)로부터 수신한다.
먼저, 신호 송수신부(508)는 신호 발생부(506)에서 발생된 송신 신호를 초음파 또는 광음향 프로브(100, 200)로 송신할 수 있다. 이 경우, 신호 송수신부(508)는 송수신 설정부(706)의 설정에 따라 초음파 또는 광음향 프로브(100, 200)의 제 1 송수신부(102) 및 제 2 송수신부(104) 중 어느 하나로 송신 신호를 송신할 수 있다. 신호 송수신부(508)는 초음파 또는 광음향 프로브(100, 200)의 인터페이스부(108)를 통해 상기 송신 신호를 제 1 송수신부(102) 또는 제 2 송수신부(104)에 송신할 수 있다. 신호 송수신부(508)로부터 송신 신호를 수신한 초음파 또는 광음향 프로브(100, 200)의 제 1 송수신부(102) 또는 제 2 송수신부(104)는 상기 송신 신호를 초음파로 변환시킨 후 대상체로 송신할 수 있다.
다음으로, 신호 송수신부(508)는 대상체를 통과한 초음파의 전기적 변환 신호인 수신 신호를 초음파 또는 광음향 프로브(100, 200)로부터 수신할 수 있다. 초음파 또는 광음향 프로브(100, 200)의 제 1 송수신부(102) 또는 제 2 송수신부(104)는 대상체를 통과한 초음파를 수신하고, 이를 전기 신호, 즉 수신 신호로 변환시킬 수 있다. 신호 송수신부(508)는 초음파 또는 광음향 프로브(100, 200)의 인터페이스부(108)를 통해 상기 수신 신호를 수신할 수 있다.
도 9는 본 발명의 초음파 또는 광음향 프로브에 적합한 초음파 시스템부(2000)과 외부신호 입출력장치(3000)의 구성을 간단히 도식화 한 것이다. 초음파 시스템(2000)부는 초음파 신호 또는 펄스 발생부, 초음파 신호 처리부, 초음파 영상 조합부, 초음파 영상 처리부 등을 포함하며, 외부신호 입출력장치(3000)는 키보드, 프린터, 디스플레이, 기록장치 등을 포함한다.
도 10은 본 발명의 초음파 또는 광음향 프로브(100)를 이용하여 이미지를 생성하는 기능부를 간단히 도식화 한 것이다. 이미지 생성부는 진단 이미지 생성부(210)와 치료용 가상 이미지 생성부(220), 치료용 이미지 생성부(230)을 포함한다.
진단 이미지 생성부(210)는 실시간적으로 피검자 또는 대상체의 부분 이미지를 획득하기 위한 구성으로서, 대표적으로 초음파(ultrasonic) 이미지 또는 광음향 이미지 등을 획득할 수 있고 이 때 얻어지는 이미지는 2차원 이미지, 3차원 이미지, 4차원 이미지 및 슬라이스 이미지를 포함한다. 진단 이미지 획득부(210)는 치과용으로 사용되는 경우, 제1면(102)에서 송신된 음파가 대상체를 통과하여 제2면(104)에서 수신된 신호(A)로 진단 이미지를 생성할 수 있다. 그리고 제2면(104)에서 송신된 음파가 대상체를 통과하여 제1면(102)에서 수신된 신호(B)로 진단 이미지를 생성 할 수 있다. 또한 상기 수신된 신호(A)와 수신된 신호(B)를 조합하여 합성된 진단 이미지를 생성할 수도 있다. 실시간 진단 이미지 획득부(210)는 상기 초음파 또는 광음향 프로브에서 상기 대상체로 초음파 신호를 송신하고 대상체로부터 투과되는 상기 초음파 신호를 수신함으로써, 상기 대상체에 대한 2차원 또는 3차원 또는 4차원 초음파 이미지를 구현한다. 실시간 진단 이미지 획득부(210)는 상기 실시간 진단 이미지를 일정 부분으로 나누어 세그먼트(Segment)화 할수도 있다.
상기 진단 이미지 생성부(210)는 매질의 특성에 따라서 반사(echo)되는 신호를 수신할 수 있다. 상기 제 1 송수신부(102)과 제 2 송수신부(104)에서 대상체로 송신된 신호에 대해서 반사(echo)되는 신호를 각각 반사(echo) 신호(a), 반사(echo) 신호(b)라 한다면, 진단 이미지 생성부(210)은 수신된 신호의 감도를 높이고, 진단 이미지의 해상도를 높이기 위해, 상기 반사 신호(a)와 반사 신호(b), 수신된 신호(A), 수신된 신호(B)를 합성할 수 있다. 이때, 합성하는 일 실시예로 반사 신호(a)와 수신된 신호(B)를 시간(time)과 깊이(depth)를 기준으로 Time domain 또는 Frequency domain 에서 두 신호를 오버랩(Overlab) 시킴으로써, 의미있는 신호를 추출하는 것이다. 상기에서 언급된 신호들의 다양한 조합으로 진단 이미지 생성부(210)에서는 실시간으로 진단 이미지를 생성하는 기능을 수행한다.
치료용 가상 이미지 생성부(220)는 치료용 (초음파) 빔 필드 또는 치료 영역을 가상 이미지화 시키기는 기능부이며, 치료용 (초음파) 빔을 형상화하기 위해서 요구되는 파라미터는, 초음파 또는 광음향 프로브(110)의 기하학적 형태(geometry) 정보, 주파수, 초점 깊이, 파워 세기, 스티어링, 초음파 또는 광음향 프로브(110)의 기울기 정보, 채널 수, 채널 그룹, 집속 개수 등이 있다. 상기 파마리터 중 1개 이상을 포함하여 빔필드(520)의 방향과 모양, 그리고 치료 영역의 크기(510), 치료 영역의 모양, 치료 영역의 에너지 세기 등이 결정될수 있고, 이결과를 이용하여 가상영상(기호로 명시할 것)을 생성한다.
치료 이미지 생성부(230)는 진단 이미지 생성부(210)에서 생성된 진단 이미지와 치료용 가상 이미지 생성부(220)에서 생성된 치료용 가상 이미지를 시스템 동기화부(133)의 동기화 정보에 따라서 맵핑하여 치료 이미지를 생성할 수 있다. 이때, 생성된 치료 이미지는 실시간 진단 상태에서 치료용 가상 이미지의 빔과 치료 영역이 어디에 위치되어 있는지 실시간으로 보여줌으로써, 시술자는 원하는 시술 부위에 치료용 빔 또는 치료 영역이 위치되어 있는지를 확인함과 동시에, 시술 상태를 실시간으로 모니터링할 수 있다.
도 11에서는 상기 이미지 생성부에 시술 정보 관리부(310)와 안전 제어부(320)를 더 포함하는 실시 예를 도식화한 것이다.
시술 정보 관리부(310)는 시술 부위, 시술 범위 및 시술 방법을 포함한다. 상기 시술 방법 및 상기 시술 범위는 상기 시술 부위에 따라 결정된다. 가령, 상기 시술 부위가 국소부에 해당하는 경우 상기 시술 범위는 좁을 것이고, 상기 시술 부위가 넓은 부위에 해당하는 경우 상기 시술 범위는 넓어진다. 제1면(102) 또는 제2면(104)가 치료용 펄스를 송신하여 치아나 잇몸같은 신체 외부에 사용되는 경우와 신체 내부에 사용되는 경우에, 마취 여부 및 마취 범위 또는 치아의 절삭 및 신체의 투과 등과 같이 상기 시술 방법이 달라진다.
치과 관련 시술에 있어서, 상기 시술 정보의 상기 시술 부위는 치료해야할 해당 치아 또는 신경, 상기 시술 범위는 시술의 깊이(depth), 길이(length), 폭(width) 등을 의미하며, 상기 시술 방법은 신경치료, 치주질환 치료, 임플란트, 상/하악골 신장 등을 수행하기 위한 시술절차 또는 시술 방법을 의미한다.
안전 제어부(320)는 상기 시술 정보 관리부(310)에서 설정된 시술 부위, 시술 범위, 시술 방법에 대해서 시술 기구나 리전이 시술 범위를 초과하는 것을 방지하는 기능을 수행한다. 일 실시예로 신경을 치료할 때, 해당 신경에만 치료 펄스를 송신할 수 있도록 리전(Region)의 크기를 제어하거나, 알림 신호를 통해 시술자에게 정보를 제공하도록 한다. 또한 진단 이미지 생성부에서 생성된 진단 이미지를 통해, 시술 범위를 초과할 경우에도 위험 알림 신호 또는 정보를 시술자에게 제공한다. 이때 제공되는 알림 신호는 음성 신호, 영상 신호, 진동 등, 시술자가 위험을 감지할 수 있는 방법으로 제공 될 수 있다.
안전 제어부(320)는 진단 이미지 생성부(210) 또는 치료 이미지 생성부(230)에서 생성된 이미지를 기초로 치료기기 또는 리전(Region)이 시술 범위를 벗어날 경우 이를 방지하기 위한 제어를 할 수 있다. 일 예를 들면, 안전 제어부(320)는 제어 신호를 생성하여 초음파 전송 신호의 세기, 주파수 또는 진폭, 전송 채널의 수, 전송 채널의 그룹, 빔포밍 조건(예를 들어, 채널간 지연 시간 등), 천이 등을 제어함으로써, 초음파 또는 광음향 프로브(100)에서 발생하는 초음파의 종류, 초음파의 파워, 치료 영역의 크기, 집속 갯수, 침투 깊이 등을 조절할 수 있다. 이때, 안전 제어부(320)는 외부 또는 내부의 시술 정보 관리부(310)의 정보를 이용 할 수 있다.
또한, 안전 제어부(320)는 온도 측정부(330)로부터 수신된 치료 영역(region)에서의 온도 정보를 이용하여 전송 신호의 세기, 주파수 또는 진폭, 전송 채널의 수, 전송 채널의 그룹, 빔포밍 조건(예를 들어, 채널간 지연 시간 등), 천이 등을 제어함으로써, 초음파 또는 광음향 프로브(100)에서 발생하는 초음파의 종류, 초음파의 파워, 치료 영역의 크기, 집속 갯수, 침투 깊이 등을 조절할 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예이며, 컨벡스(Convex)(101) 프로브에서 초음파 신호를 발생했을 때, 리전(Region)(510)과 초음파 빔 필드(502)의 형상을 가상적으로 보여지는 형태를 도식화 한 것이다. 리전(Region)(510)과 빔 필드(503)는 초음파 또는 광음향 프로브의 물리적 지오메트리(geometry) 특성과 파워 세기, 탐촉자(element) 수, 탐촉자(element) 그룹(group), 탐촉자(element)의 물리적 특성, 침투 깊이(focal depth) 등에 따라서 형상이 달라질 수 있다. 상기 리전(region)(510)과 빔 필드(503)은 소프트웨어 시뮬레이션(가상 실험) 또는 대상체에 물리적 실험을 통해 산출된 값에 따라서 적용시킨다. 그리고 상기 리전(region)(510)과 빔 필드(503)은 치료용 가상 이미지 생성부(220)에서 생성한다.
도 13은 진단 이미지 생성부(210)에서 생성된 이미지와 치료용 가상 이미지 생성부(220)에서 생성된 이미지를 실제 크기와 매치되도록 치료 이미지 생성부에서 맵핑한 이미지를 도식화 한 것이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예이며, 제 1 송수신부(102)과 제 1 송수신부(104) 중 어느 어느 하나가 대상체(600)를 투과하여 대항되는 일면에 신호를 송신하는 방법을 도식화 한 것이다.
(C-01)은 제 1 송수신부(102)에서 발생한 송신 신호(801)가 대상체를 투과하여 대치되는 제 2 송수신부(104)에서 상기 송신 신호(801)를 수신하고, (C-02)는 제 2 송수신부(104)에서 발생한 송신 신호(802)가 대상체를 투과하여 대치되는 제 1 송수신부(102)에서 상기 송신 신호(802)를 수신하는 과정을 도식화 한 것이다.
(C-03)과 (C-04)는 상기 (C-01)과 (C-02)와 송신 신호의 방향은 같지만, 우측으로 스티어링(steering)한 것이고, (C-05)와 (C-06)은 좌측으로 스티어링(steering)한 것이다.
본 발명에서는 도식화하지 않았지만, 제 1 송수신부(102)와 제 2 송수신부(104)의 탐촉자(element)가 2차원 배열로 구성될 경우, 스티어링(steering)은 상/하/좌/우로 구동될 수 있다. 이때, 스티어링(steering)은 각각의 탐촉자(element)에서 발생되는 음파의 지연(delay) 시간으로 제어될 수 있다. 이때, 일 실시예로 나타낸 상기 지연(delay) 시간으로 제어된 801, 802, 803, 804, 805, 806 등과 같은 신호들에서 생성된 대상체 이미지 정보들은 2D/3D/4D 영상을 재구성 할 수 있다.
특히, 본 발명에서 언급된 대상체를 투과한 신호에서 진단영상 또는 진단 신호를 추출하기 위해서는 다양한 각도에서 투과된 신호정보가 있을 때, 효과적인 3D/4D 영상을 재구성 할 수 있다.
이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 전술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
본 발명은 초음파 진동 소자를 이용하여 대상체의 영상을 확보하거나 파괴 또는 치료하는 용도로 활용 될 수 있다. 특히, 대상체로부터 반사(Echo)된 신호를 해석할 뿐아니라, 대상체를 투과하여 획득된 신호를 이용하여 대상체의 영상을 확보하기 위한 초음파 또는 광음향 장비에 활용될 수있다. 일 예로써, 치의학 진단영상 시스템에 적용될 수 있다.
[부호의 설명]
100 : 본 발명의 제 1 실시예에 따른 초음파 또는 광음향 프로브
101 : Convex Probe의 일 실시예
102 : 제 1 송수신부(제 1 면)
104 : 제 2 송수신부(제 2 면)
106 : 거리 조정부
108 : 인터페이스부
110 : 젤 패드
112 : 보호 커버
114 : 케이블
200 : 본 발명의 제 2 실시예에 따른 초음파 또는 광음향 프로브
300: 이미지 생성부
210: 진단 이미지 생성부
220: 치료용 가상 이미지 생성부
230: 치료 이미지 생성부
310: 시술 정보 관리부
320: 안전 제어부
330: 온도 측정부
500 : 초음파 시스템
502 : 설정부
504 : 신호 처리부
504-1 : 진단 기능부
504-2 : 치료 기능부
506 : 신호 발생부
508 : 신호 송수신부
600 : 대상체
702 : 입력부
704 : 초음파 기능 제어부
706 : 송수신 설정부
708 : 거리 정보 관리부
801 : 제 1 송수신부에서 제 2 송수신부로의 송신 신호
802 : 제 2 송수신부에서 제 1 송수신부로의 송신 신호
803 : 제 1 송수신부에서 제 2 송수신부로의 우측 방향 스티어링 송신 신호
804 : 제 2 송수신부에서 제 1 송수신부로의 우측 방향 스티어링 송신 신호
805 : 제 1 송수신부에서 제 2 송수신부로의 좌측 방향 스티어링 송신 신호
806 : 제 2 송수신부에서 제 1 송수신부로의 좌측 방향 스티어링 송신 신호
C-01, C-03, C-05 : 제 1 송수신부에서 대상체로 음파 송신하고, 제 2 송수신부에서 수신
C-02, C-04, C-06 : 제 2 송수신부에서 대상체로 음파 송신하고, 제 1 송수신부에서 수신

Claims (16)

  1. 대상체로 초음파 또는 광음향 신호를 송신하는 제 1 송수신부; 및
    상기 제 1 송수신부와 대향하도록 배치되며, 상기 대상체를 통과한 초음파 또는 광음향 신호를 수신하는 제 2 송수신부를 포함하는, 초음파 또는 광음향 프로브.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 초음파 또는 광음향 프로브는, 상기 제 1 송수신부와 상기 제 2 송수신부 사이의 거리를 조정하는 거리 조정부를 더 포함하는, 초음파 또는 광음향 프로브.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 초음파 또는 광음향 프로브는, 'ㄴ'자, 'ㄷ'자, '11'자 및 '='자 형태 중 적어도 하나의 형태로 이루어지는, 초음파 또는 광음향 프로브.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 송수신부 및 상기 제 2 송수신부 각각은, 복수 개의 초음파 또는 광음향 신호 발생 탐촉자(element)를 포함하는, 초음파 또는 광음향 프로브.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 초음파 또는 광음향 신호 발생 탐촉자(element)는, 진단용 탐촉자 또는 치료용 탐촉자인, 초음파 또는 광음향 프로브.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 초음파 또는 광음향 프로브는, 유무선 송수신부를 더 포함하는, 초음파 또는 광음향 프로브.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 초음파 또는 광음향 프로브는, 매질의 특성에 적합한 젤 패드를 더 포함하는, 초음파 또는 광음향 프로브.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 젤 패드는, 상기 초음파 또는 광음향 프로브와 대응되는 형태로 이루어지는, 초음파 또는 광음향 프로브.
  9. 청구항 1 내지 8에 기재된 초음파 또는 광음향 프로브를 이용한 초음파 진단 시스템으로서,
    진단 기능부;
    상기 진단 기능부가 활성화되는 경우 대상체의 진단을 위한 진단용 펄스를 발생시키는 신호 발생부; 및
    상기 진단용 펄스를 이용하여 상기 대상체의 진단을 위한 진단 이미지를 생성하는 진단 이미지 생성부를 포함하는, 초음파 진단 시스템.
  10. 청구항 1 내지 8에 기재된 초음파 또는 광음향 프로브를 이용한 초음파 치료 시스템으로서,
    치료 기능부; 및
    상기 치료 기능부가 활성화되는 경우 대상체의 치료를 위한 치료용 펄스를 발생시키는 신호 발생부를 포함하는, 초음파 치료 시스템.
  11. 청구항 1 내지 8에 기재된 초음파 또는 광음향 프로브를 이용한 초음파 진단 및 치료 시스템으로서,
    진단 기능부;
    치료 기능부;
    상기 진단 기능부가 활성화되는 경우 대상체의 진단을 위한 진단용 펄스를 발생시키고, 상기 치료 기능부가 활성화되는 경우 상기 대상체의 치료를 위한 치료용 펄스를 발생시키는 신호 발생부;
    상기 진단용 펄스를 이용하여 상기 대상체의 진단을 위한 진단 이미지를 생성하는 진단 이미지 생성부;
    상기 치료용 펄스를 이용하여 상기 대상체의 치료를 위한 치료용 가상 이미지를 생성하는 치료용 가상 이미지 생성부; 및
    상기 진단 이미지 및 상기 치료용 가상 이미지를 이용하여 치료 이미지를 생성하는 치료 이미지 생성부를 포함하는, 초음파 진단 및 치료 시스템.
  12. 청구항 1 내지 8에 기재된 초음파 또는 광음향 프로브를 이용한 초음파 또는 광음향 시스템으로서,
    치료용 송신 신호의 리전(Region)과 빔 필드의 가상 이미지를 생성하는 치료용 가상 이미지 생성부를 포함하는, 초음파 또는 광음향 시스템.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 초음파 또는 광음향 시스템은, 시술 부위, 시술 범위 및 시술 방법 중 적어도 하나를 포함하는 시술 정보 관리부를 더 포함하는, 초음파 또는 광음향 시스템.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 초음파 또는 광음향 시스템은, 상기 시술 정보 관리부의 정보에 따라 시술의 안전을 보장할 수 있는 안전 제어부를 더 포함하는, 초음파 또는 광음향 시스템.
  15. 청구항 12에 있어서,
    상기 초음파 또는 광음향 시스템은,
    진단 기능부;
    치료 기능부; 및
    상기 진단 기능부가 활성화되는 경우 대상체의 진단을 위한 진단용 펄스를 발생시키고, 상기 치료 기능부가 활성화되는 경우 상기 대상체의 치료를 위한 치료용 펄스를 발생시키는 신호 발생부를 더 포함하며,
    상기 신호 발생부에서 발생된 신호는, 제 1 송수신부와 제 2 송수신부 중 어느 하나가 지향성과 스티어링 신호를 발생할 수 있도록 지연신호 값을 가지며, 상기 지연신호 값에 따라서 수신된 신호를 분석하여 2D/3D/4D 이미지를 생성하는, 초음파 또는 광음향 시스템.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 신호 발생부에서 발생된 신호는 제 1 송수신부와 제 2 송수신부 중 어느 하나가 대향하도록 배치된 일면에 상하좌우 중 어느 한 방향으로 스티어링 할 수 있도록 제어되는, 초음파 또는 광음향 시스템.
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