WO2019117395A1 - 초음파 진단 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

초음파 진단 장치 및 그 제어 방법 Download PDF

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WO2019117395A1
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color doppler
blood
blood flow
ultrasonic
backflow
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PCT/KR2018/001278
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임유리
변미애
양은호
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삼성메디슨 주식회사
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Definitions

  • the present invention relates to an ultrasound diagnostic apparatus and a control method thereof, and more particularly, to an ultrasound diagnostic apparatus and a control method thereof that are capable of easily performing a leg vein inspection.
  • the ultrasonic diagnostic apparatus irradiates the ultrasonic wave toward the target point inside the object from the surface of the object, receives the reflected echocardiogram, and obtains the image related to the tomography or blood flow of the soft tissue by non-invasive method.
  • Ultrasonic diagnostic apparatuses are smaller and cheaper than other imaging apparatuses such as X-ray apparatus, CT scanner (Magnetic Resonance Image) and MRI (Magnetic Resonance Image), and are widely used because they can display diagnostic images in real time.
  • the ultrasonic diagnostic apparatus includes a probe for transmitting an ultrasonic wave to the object to obtain an ultrasonic image of the object and receiving the echo ultrasonic wave reflected from the object.
  • an ultrasonic diagnostic apparatus and method for controlling the ultrasonic diagnostic apparatus such that an inspection protocol for detecting the presence or absence of backflow of blood flow and then positioning a sample volume of a pulse wave is automatically performed.
  • an ultrasonic diagnostic apparatus comprising: an ultrasonic probe for acquiring color Doppler images; A controller for determining the presence or absence of backflow of the blood and the reflux time based on the acquired color Doppler image; And a display unit for displaying the test result together with the color Doppler image.
  • the examination result may include at least one of the presence or absence of backflow of the blood and the backflow time.
  • the control unit may also include automatically setting a sample volume of the pulse wave on the color Doppler image based on the color Doppler image and analyzing the blood flow spectrum of the sample volume based on the blood flow information obtained from the ultrasonic probe.
  • control unit may include calculating a blood flow velocity including at least one of an average velocity, a maximum velocity, and a minimum velocity by analyzing a blood flow spectrum of the sample volume.
  • the display unit can display the blood flow spectrum analysis result of the sample volume.
  • the blood flow spectrum analysis result may include at least one of the presence or absence of backflow of blood, the reflux time, the blood flow rate, the blood flow velocity, and the blood flow direction.
  • control section may determine the diagnostic grade for the backflow time, and the display section may display the determined diagnostic grade.
  • the apparatus may further include an input unit configured to receive an execution command for the color Doppler mode from the user to analyze the backflow of the blood.
  • the display unit may be configured to display information on a body part of the examinee who has undergone the examination and an analysis result on the part.
  • the reflux time of the blood may include that the blood is obtained on the basis of a time point at which the body part of the examinee is squeezed and released.
  • a method of controlling an ultrasonic diagnostic apparatus comprising: obtaining a color Doppler image from an ultrasonic probe; Determining the presence or absence of backflow of the blood and the reflux time based on the obtained color Doppler image; And displaying the test result together with the color Doppler image.
  • analyzing the blood flow spectrum of the sample volume may include calculating at least one of an average velocity, a maximum velocity, and a minimum velocity by analyzing a blood flow spectrum of the sample volume.
  • the method may further include determining a diagnostic grade for the reflux time, and displaying the determined diagnostic grade on the display unit.
  • the method may further include receiving an execution command for the color Doppler mode from the user to analyze the backflow of the blood.
  • the method may further include displaying information on a body part of the inspected subject and an analysis result of the part.
  • the reflux time of the blood may include that the blood is obtained on the basis of a time point at which the body part of the examinee is squeezed and released.
  • the reflux of blood may include that caused by the method of applying pressure to the body part of the examinee or the Valsalva's maneuver.
  • FIG 1 is an external perspective view of an ultrasonic diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an external view of an ultrasonic probe including a one-dimensional array transducer according to an embodiment.
  • FIG 3 is an external view of an ultrasonic probe including a two-dimensional array transducer according to one embodiment.
  • FIG. 4 is a view showing a relationship between an ultrasonic probe and a main body according to an embodiment.
  • FIG. 5 is a block diagram illustrating a control block of the ultrasonic diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a process of controlling an ultrasonic diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a workflow according to the control process of FIG.
  • Fig. 8 is a diagram showing an example in which the diagnosis level for the backflow time is displayed on the first and second inspection result display screens.
  • FIG. 9 is a view showing an example in which body markers are displayed on the first and second inspection result display screens.
  • first component may be referred to as a second component
  • second component may also be referred to as a first component.
  • the term "and / or” includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.
  • front end means front end, rear end, "upper”, “lower”, “upper” and “lower end” used in the following description are defined with reference to the drawings, And the position is not limited.
  • FIG. 1 is a view showing an appearance of an ultrasonic diagnostic apparatus according to an embodiment.
  • an ultrasound diagnostic apparatus includes a main body 200, an ultrasound probe 100 for transmitting ultrasound signals to a target object to be diagnosed, and receiving signals reflected from the target object.
  • the ultrasonic probe 100 may be connected to the main body 200 by a cable.
  • the ultrasonic probe 100 may be mounted on the body 200 by a holder 22.
  • the ultrasonic probe 100 can be stored on the holder 22 and stored.
  • the holder 22 for receiving the ultrasonic probe 100 is shown as being provided on the control panel 20, but it may be provided on the body 200 according to the user's convenience. It is also possible to provide both the main body 200 and the control panel 20.
  • the main body 200 may be provided with a mobile device 12 so that the ultrasonic diagnostic apparatus 1 can be moved.
  • the moving device 12 may be a plurality of casters provided on the bottom surface of the main body 200.
  • the casters may be aligned to allow the main body 200 to travel in a specific direction, or may be freely movably provided to be movable in an arbitrary direction or may be locked to stop at a specific position.
  • the ultrasonic probe 100 includes an ultrasonic transmission / reception device provided in the case 110.
  • the ultrasonic transceiver may include a transducer for irradiating ultrasonic waves to a target object, receiving echoes reflected from the object, and converting the electrical signals and ultrasonic waves to each other.
  • the ultrasonic probe includes a male connector 130 physically coupled to a female connector 14 of the main body 200 to transmit and receive a signal to the main body 200 and a male connector 130 connecting a male connector 130 and a transducer And a cable 120.
  • the object may be a living body of a human being or an animal, or a living tissue such as a blood vessel, a bone, a muscle, and the like, but is not limited thereto, and may be a target object if the internal structure thereof can be imaged by an ultrasonic diagnostic apparatus.
  • An echo ultrasonic wave is an ultrasonic wave reflected from an object to which an ultrasonic wave is irradiated and has various frequency bands or energy intensities for generating various ultrasonic images according to the diagnosis mode.
  • the transducers can generate ultrasonic waves according to the applied AC power.
  • the transducer can receive AC power from an external power supply device or an internal power storage device, for example, a battery or the like.
  • the vibrator of the transducer can generate ultrasonic waves by vibrating according to the supplied AC power.
  • the cable 120 is connected to the transducer at one end and connected to the male connector 130 at the other end, thereby connecting the transducer to the male connector 130.
  • the male connector 130 may be physically coupled to the female connector 14 of the main body 200.
  • the male connector 130 transmits an electrical signal generated by the transducer to the physically coupled female connector 14 or receives the control signal generated by the body 200 from the female connector 14.
  • the male connector 130 and the cable 120 are shown as being exposed to the outside in FIG. 1, the male connector 130 and the cable 120 may be embedded in the housing forming the main body 200.
  • the main body 200 of the ultrasonic diagnostic apparatus 1 may be provided with a display 30 and a control panel 20.
  • the control panel 20 may be provided with an input unit 24 for controlling the ultrasonic diagnostic apparatus 1 by a user.
  • the input unit 24 can receive not only the setting information regarding the ultrasonic probe 100, but also various control commands from the user.
  • the setting information regarding the ultrasonic probe 100 includes gain information, zoom information, focus information, TGC (Time Gain Compensation) information, depth information, Frequency information, power information, frame average information, and dynamic range information.
  • the setting information regarding the ultrasonic probe 100 is not limited to one embodiment, and includes various information that can be set for taking an ultrasound image.
  • the information is transmitted to the ultrasonic probe 100 through a cable, and the ultrasonic probe 100 can be set according to the received information.
  • the main body 200 may receive various control commands such as an ultrasonic signal transmission command from the user through the input unit 24, and may transmit the control commands to the ultrasonic probe 100.
  • the input unit 24 may be implemented by a keyboard, a foot switch, or a foot pedal.
  • the keyboard may be implemented in hardware.
  • Such a keyboard may include at least one of a switch, a key, a joystick, and a trackball.
  • the keyboard may be implemented in software, such as a graphical user interface. In this case, the keyboard can be displayed through the display 30.
  • a foot switch or a foot pedal may be provided under the main body 200, and the user may control the operation of the ultrasonic diagnostic apparatus 1 using a foot pedal.
  • the display 30 may be formed by a variety of known methods such as a cathode ray tube (CRT), a liquid crystal display (LCD), a light emitting diode (LED), a plasma display panel (PDP), an organic light emitting diode But is not limited thereto.
  • CTR cathode ray tube
  • LCD liquid crystal display
  • LED light emitting diode
  • PDP plasma display panel
  • organic light emitting diode but is not limited thereto.
  • the display 30 may display an ultrasound image of a target site inside the object.
  • the ultrasound image displayed on the display 30 may be a 2D ultrasound image or a 3D ultrasound image and various ultrasound images may be displayed according to the operation mode of the ultrasound diagnostic apparatus 1.
  • the display 30 may display not only menus and information items necessary for the ultrasonic diagnosis, but also information on the operation state of the ultrasonic probe 100 and the like.
  • control panel 20 may be provided with a secondary display 26.
  • the secondary display 26 may provide relevant information such as a menu or auxiliary image for optimizing the ultrasound image or may provide a graphical interface to the user.
  • the display 30 can also perform the function of the input section 24 as well. That is, the main body 200 can receive various commands from the user through at least one of the display 30 and the input unit 24.
  • the main body 200 is provided with a voice recognition sensor, and can receive a voice command from a user.
  • FIG. 2 is a perspective view of an ultrasonic probe including a one-dimensional array transducer according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is an external view of an ultrasonic probe including a two-dimensional array transducer according to an embodiment. Fig. Hereinafter, the description will be described together to prevent duplication of description.
  • the ultrasonic probe 100 can irradiate an ultrasonic signal with a portion contacting the surface of the object. Specifically, the ultrasonic probe 100 irradiates an ultrasonic signal to the inside of a target object in response to a control command signal received from the main body 200, receives an echo ultrasonic signal reflected from a specific area inside the target object, As shown in FIG. Accordingly, the ultrasonic probe 100 may transmit the echo ultrasound signal received from the object through the communication network to the main body 200, or may acquire and transmit the ultrasound image from the echo ultrasound signal, without any limitation.
  • the ultrasonic probe 100 may include a transducer for converting an electric signal and an ultrasonic signal into each other to transmit ultrasonic waves into the object.
  • the transducer may be implemented as a one-dimensional or two-dimensional transducer array, and the transducer array is comprised of a plurality of transducer elements.
  • the transducer may include a one-dimensional array transducer (T1) as shown in Fig.
  • the transducer may include a two-dimensional array transducer (T2) as shown in Fig.
  • each transducer element constituting a one-dimensional array transducer can convert an ultrasonic signal and an electric signal into each other.
  • the transducer elements may be magnetostrictive ultrasonic transducers that utilize the magnetostrictive effect of a magnetic material, piezoelectric ultrasonic transducers that utilize the piezoelectric effect of piezoelectric materials, or piezoelectric micromachined an ultrasonic transducer, a pMUT), and a capacitive micromachined ultrasonic transducer (abbreviated as a cMUT hereinafter) for transmitting and receiving ultrasonic waves by using vibrations of several hundreds or thousands of micromachined thin films. It is also possible to implement.
  • the transducers may be linearly arranged or may be arranged in a convex shape.
  • the basic operation principle of the ultrasonic probe 100 is the same, but in the case of the ultrasonic probe 100 in which the transducer is arranged in a curved surface, since the ultrasonic waves irradiated from the transducer are fan-shaped, .
  • the transducer of the ultrasonic probe 100 may include a two-dimensional transducer array T2 as described above.
  • the inside of the object can be three-dimensionally imaged.
  • each transducer element constituting the two-dimensional array transducer is the same as the transducer element constituting the one-dimensional transducer array, a detailed description will be omitted.
  • the relationship between the ultrasonic probe 100 and the main body 200 will be described.
  • FIG. 4 is a view showing the relationship between the ultrasonic probe 100 and the main body 200 according to an embodiment.
  • the ultrasonic diagnostic apparatus 1 may include an ultrasonic probe 100 and a main body 200.
  • the ultrasonic diagnostic apparatus 1 irradiates an ultrasonic signal from the surface of the object ob to a target portion in the body using the ultrasonic probe 100 and uses the reflected ultrasonic signal, that is, the echo ultrasonic signal, And images of the blood flow can be acquired without providing the user with the image.
  • the ultrasonic probe 100 can irradiate a plane wave to the object ob through the two-dimensional transducer array T2.
  • the plane wave means an ultrasonic signal in the form of a two-dimensional plane.
  • the ultrasonic probe 100 may receive the echo ultrasonic signal reflected from the object ob in response to irradiation of the ultrasonic wave to the object ob and then transmit the received echo ultrasonic signal to the main body 200.
  • the main body 200 may be provided with a main control unit for performing an image processing process for converting the received echo ultrasound signals into ultrasound images.
  • the main control unit may be implemented in the form of hardware such as a processor and a graphic processor, or may be implemented in the form of software that can be executed on hardware. A detailed description of the main control unit will be given later.
  • the ultrasound probe 100 may directly convert the echo ultrasound signals into ultrasound images and transmit the ultrasound images to the main body 200 as described above.
  • the ultrasonic probe 100 is provided with a probe control unit implemented in the form of hardware such as a processor or a graphic processor or in the form of software that can be executed on hardware, .
  • the generated ultrasound image may be stored in the memory 250 in the main body 200.
  • the ultrasound image may be stored in a web storage or a cloud server that performs a storage function on the web.
  • the ultrasonic diagnostic apparatus 1 aims to improve the workflow of the examiner and to provide a higher accuracy by acquiring the color Doppler image by sensing the backflow of the blood during the lower limb vein ultrasonic examination and providing it to the analysis .
  • the ultrasound diagnostic apparatus 1 includes an ultrasound probe 100 for acquiring color Doppler images, a controller for determining the presence or absence of backflow of the blood and the backflow time based on the obtained color Doppler image, And a display unit for displaying a result of the inspection together.
  • the presence / absence of backflow of the blood and the backflow time can be determined by the main control unit of the main body as described above, or may be performed by the probe control unit according to the embodiment.
  • the color control unit analyzes the color Doppler image
  • the main body control unit controls the display unit based on the analyzed result, but the operation method of the invention is not limited thereto.
  • FIG. 5 is a block diagram illustrating a control block of the ultrasonic diagnostic apparatus 1 according to an embodiment of the present invention.
  • the ultrasonic diagnostic apparatus 1 includes an ultrasonic probe 100 and a main body.
  • the ultrasonic probe 100 includes a power supply unit 110 for supplying power to the ultrasonic probe 100, a communication unit 120 for transmitting / receiving various signals to / from an external device, an ultrasound probe 100 for receiving ultrasound signals, A probe control unit 140 for controlling the overall operation of the ultrasonic probe 100 and a memory 150 for storing various control data and echo ultrasonic signals necessary for controlling the operation of the ultrasonic probe 100.
  • the transducer 130 ).
  • At least one of the communication unit 120, the probe control unit 140, and the memory 150 may be integrated into a system on chip (SOC) built in the ultrasonic probe 100, .
  • SOC system on chip
  • the power supply unit 110 can supply electric power to the ultrasonic probe 100. Specifically, the power supply unit 110 converts electrical energy into chemical energy and accumulates it, and then converts the accumulated chemical energy into electrical energy to supply power. According to one embodiment, the power supply unit 110 may be implemented as a lithium ion battery, a nickel metal hydride battery, a polymer battery, or the like. However, the power supply unit 110 is not limited to the above-described example. The power supply unit 110 may be embodied as various types of batteries that are built in the ultrasonic probe 100 and can supply power.
  • the power supply unit 110 may be charged through a wired charging method, which is directly connected to the charging device, or may be charged through a wireless charging method. That is, the charging method of the power source unit 110 can be performed according to various known methods, and the charging method is not limited.
  • the power source unit 110 may or may not be included in the ultrasonic probe 100 according to need, It is not.
  • the communication unit 120 may include one or more components that enable wireless communication or wired communication with an external device.
  • the communication unit 120 may include at least one of a wireless communication module including at least one of a short-range communication module and a mobile communication module, and a wired communication module supporting a wired communication method.
  • the short-range communication module means a module for short-range communication within a predetermined distance.
  • wireless LAN Wi-Fi
  • Bluetooth Zigbee
  • Wi-Fi Direct UWB (Ultra Wideband)
  • IrDA IrDA
  • BLE Bluetooth Low Energy
  • NFC Near Field Communication
  • the mobile communication module can transmit and receive a radio signal with at least one of a base station, an external terminal, and a server on a mobile communication network.
  • the mobile communication module can exchange various types of data with the main body 200 through the base station through the 3G and 4G communication networks.
  • the short-range communication module and the mobile communication module will be referred to as a communication module.
  • the wired communication module refers to a module that supports sending and receiving signals containing data to a wired network.
  • the wired communication module may support at least one of various well-known wired communication methods such as PCI (Peripheral Component Interconnect), PCI-express, and USB (Universe Serial Bus).
  • PCI Peripheral Component Interconnect
  • PCI-express Peripheral Component Interconnect
  • USB Universal Serial Bus
  • the communication unit 120 can transmit / receive various data to / from the main body 200 through a communication network.
  • the communication unit 120 can transmit and receive data related to diagnosis of a target object, such as an ultrasound image, echocardiographic data, and Doppler data, with respect to a target object through a communication network. Further, the communication unit 120 can receive various control command signals from the main body 200. That is, there is no limitation on the kind of data or command that the communication unit 120 can exchange via the wire / wireless signal.
  • the ultrasonic probe 100 may be provided with a transducer 130 as described above.
  • the transducer 130 can irradiate a target object with an ultrasonic signal and receive the echo ultrasonic signal reflected from the target object. Since the description of the transducer 130 has been described above, the description of the same contents will be omitted.
  • the probe control unit 140 may control the overall operation of the ultrasonic probe 100.
  • the probe control unit 140 may be implemented by a processor capable of performing various processes such as an image processing process, an arithmetic processing process, and the like, or may be implemented through at least one of a graphics processor or a single Or may be implemented through components.
  • the probe control unit 140 generates a control signal according to a control command of the user and can control the overall operation of the components of the ultrasonic probe 100 through the generated control signal.
  • control data for controlling components of the ultrasonic probe 100 and control data for performing an image processing process may be stored in the memory 150 in advance.
  • the probe control unit 140 generates a control signal based on the data stored in the memory 150 and controls the overall operation of the components of the ultrasonic probe 100 through the generated control signal.
  • the probe control unit 140 can acquire an ultrasound image from the echo ultrasound signal received by the transducer 130.
  • the probe control unit 140 may acquire an ultrasound image by performing an image processing process based on control data stored in the memory 150, with respect to the echo ultrasound signal received through the transducer 130.
  • the ultrasound image may include a gray scale image acquired by scanning an object according to one of an A-mode (Amplitude mode), a B-mode (Brightness mode), and an M- have.
  • A-mode Amplitude mode
  • B-mode Brightness mode
  • M- have M- have.
  • the ultrasound image may include a color Doppler image that expresses a motion of a target object using a Doppler effect according to a C-mode (Color Doppler mode), and may include a Doppler spectrum And may include a Doppler image.
  • a C-mode Color Doppler mode
  • the disclosed invention relates to detecting the presence or absence of backflow of blood on the basis of a color Doppler image and automatically positioning a sample volume of a pulse wave.
  • an embodiment of the present invention will be described on the assumption that C, D- do.
  • the probe control unit 140 may generate a color Doppler image from the received echocardiogram signal and calculate the presence / absence of backflow of the blood in the blood vessel based on the color Doppler image and the time of occurrence of the backflow.
  • the reflux time of the blood is obtained based on a time point when the body part of the examinee is squeezed and released.
  • the reflux of the blood is a method of applying pressure to the body part of the examinee or a method of inducing by the Valsalva's maneuver ≪ / RTI >
  • the method of applying pressure to the body part of the examinee may be a method of using a cuff or a method of pressing by hand.
  • the method of inducing the backflow of blood is not limited by the above-mentioned examples, and it is needless to say that the method of inducing the backflow of blood widely used in the art can be used.
  • the main control unit 240 of the main body 200 may control the communication unit 120 to transmit the color Doppler image to the main control unit 240.
  • the main control unit 240 may control the communication unit 120 to transmit the color Doppler image to the main body 200, And the backflow occurrence time and so on.
  • the examiner can check the color Doppler image through the display unit of the main body 200 to check the backflow of the blood in the blood vessel, the backflow time, and the like.
  • the probe control unit 140 automatically sets the sample volume of the pulse wave on the basis of the acquired color Doppler image and analyzes the spectrum of the blood flow in the set sample volume to calculate the blood flow velocity, have.
  • the blood flow velocity may include an average velocity, a maximum velocity, and a minimum velocity of blood flow.
  • the method of automatically setting the sample volume of the pulse wave on the basis of the color Doppler image in the probe control unit 140 may include a method of randomly setting the sample volume. According to the embodiment, in the center portion of the color Doppler image, But the present invention is not limited thereto.
  • the main controller 240 of the main body 200 may transmit the blood flow spectrum analysis result to the main body 200 by controlling the communication unit 120 and the probe control unit 140
  • the display unit 210 can be controlled.
  • the examiner can check the bloodstream spectrum together with the color Doppler image through the display unit 210 of the main body 200 to check the presence / absence of backflow, blood flow, blood flow rate, and blood flow direction in the blood vessel .
  • the memory 150 may store control programs, applications, or data necessary to control the components of the ultrasound probe 100 and to perform an image process to acquire ultrasound images.
  • the memory 150 may store a control program, an application, or control data for obtaining a color Doppler image based on the echo ultrasound signal and determining the presence / have.
  • the memory 150 automatically sets the sample volume of the pulse wave on the color Doppler image based on the color Doppler image, analyzes the blood flow spectrum of the sample volume based on the blood flow information obtained from the ultrasonic probe 100, Application, or control data for calculating a blood flow velocity including at least one of a velocity, a maximum velocity, and a minimum velocity.
  • the memory 150 may be a flash memory type, a hard disk type, a multimedia card micro type, a card type memory (for example, SD or XD memory) A random access memory (SRAM), a read only memory (ROM), an electrically erasable programmable read-only memory (EEPROM), a programmable read-only memory (PROM) A magnetic disk, or an optical disk.
  • SRAM random access memory
  • ROM read only memory
  • EEPROM electrically erasable programmable read-only memory
  • PROM programmable read-only memory
  • magnetic disk or an optical disk.
  • optical disk any other form known in the art.
  • the components of the ultrasonic probe 100 are not limited to the above-described examples.
  • the ultrasound probe 100 may further include a display unit as needed. Information related to the operation state of the ultrasonic probe 100, such as the power state of the ultrasonic probe 100, may be displayed on the display unit.
  • the ultrasonic probe 100 may further include an input unit as needed.
  • the input unit can receive power on and off commands of the ultrasonic probe 100 from a user.
  • the input unit may be configured to receive an execution command for the color Doppler mode from the user to analyze the backflow of the blood in the blood vessel.
  • the input unit may receive a control command for changing the operation mode of the ultrasonic probe 100 .
  • Such an input unit can be implemented in the form of a switch, a key, or the like, and is not limited.
  • the main body 200 may include a display unit 210, an input unit 220, a communication unit 230, a main control unit 240, and a memory 250. At least one of the communication unit 230, the main control unit 240, and the memory 250 may be integrated in the system-on-chip incorporated in the main body 200 and operated by the processor.
  • the display unit 210 may display various information including an ultrasound image acquired through an image processing process from the echo ultrasound signal.
  • the display unit 210 may display a test result screen together with a color Doppler image.
  • the display unit 210 displays a color Doppler mode entry screen according to the progress of the inspection process, displays a first inspection result screen including the presence / absence of reverse flow of blood and reverse flow time information, And a second test result screen showing a blood flow analysis result of the sample volume can be displayed.
  • a color Doppler mode entry screen according to the progress of the inspection process
  • a second test result screen showing a blood flow analysis result of the sample volume can be displayed.
  • An example of the screen displayed on the display unit 210 according to the progress of the inspection process will be described later in the related part.
  • the display unit 210 When the display unit 210 is implemented as a touch screen type, the display unit 210 displays a graphical user interface (GUI) to input various control commands related to the ultrasonic probe 100 as well as the main body 200 from the user Can receive. Accordingly, the display unit 210 implemented as a touch screen type may perform the function of an input unit.
  • GUI graphical user interface
  • the communication unit 230 can exchange data with an external device through a communication network.
  • the communication network includes a wired / wireless communication network.
  • the specific description of the wired / wireless communication network is the same as that described above, and therefore, it is omitted.
  • the communication unit 230 can exchange various signals with the ultrasonic probe 100 through the communication network as described above. 5, the ultrasonic probe 100 and the main body 200 are connected through the communication unit 120 of the ultrasonic probe 100 and the communication unit 230 of the main body 200 to exchange various data.
  • the communication unit 230 may transmit various control commands, and may receive a signal including ultrasound image data reconstructed from an echo ultrasound signal or an echo ultrasound signal.
  • the memory 250 may store control programs, applications, or data for controlling the components of the main body 200.
  • the memory 250 can store a program (hereinafter referred to as a guide program) that can guide the diagnosis of the patient.
  • a guide program a program that can guide the diagnosis of the patient.
  • the guide program stored in the memory 250 may guide the inspection procedure for a plurality of inspection sites through the display unit 210 so that the inspection work of the inspector proceeds smoothly.
  • the guide program guides the examination of the first position so that the examination for the first position proceeds, and the display unit 210 (not shown) automatically reports the examination result for the first position when the examination for the first position is completed ) Can be controlled. Then, the guide program guides the inspection for the second position so that the examination for the second position is progressed according to the programmed inspection order, and when the inspection for the second position is completed, the inspection result for the second position is automatically reported
  • the display of the display unit 210 can be controlled.
  • the guide program can display an ultrasound image of a site diagnosed by the examiner on the display unit 210 while guiding the above-described inspection procedure, and can also display an ultrasound image mode (Image Mode), an annotation A display layout, an image parameter, and a probe preset may be displayed and guided.
  • Image Mode ultrasound image mode
  • annotation A display layout, an image parameter, and a probe preset may be displayed and guided.
  • the memory 250 may store patient information acquired using the ultrasonic probe 100 during each examination step.
  • the patient information may include a set value of the ultrasound probe 100 set to acquire an ultrasound image and an ultrasound image acquired by the ultrasound probe 100.
  • the main control unit 240 controls the overall operation of the ultrasonic diagnostic apparatus 1 and the signal flow between the internal components of the ultrasonic diagnostic apparatus 1 and performs processing of data.
  • the main control unit 240 may be implemented through at least one of a processor and a graphic processor capable of performing various processes such as an image processing process and an arithmetic processing process, Lt; / RTI >
  • the main control unit 240 generates a control signal according to a control command of the user, and can control the overall operation of the ultrasonic diagnostic apparatus through the generated control signal. For example, in the main control unit 240, the same process as the image processing process and the calculation process process performed in the probe control unit 140 may be performed. In other words, the main control unit 240 calculates the presence / absence of backflow of blood in the blood vessel based on the color Doppler image and calculates the backflow occurrence time, and displays the result on the display unit 210 of the main body 200 Can be controlled.
  • the main control unit 240 provides a guide screen for guiding the examination of the first position so that the examination for the first position proceeds when the examination is performed based on the guide program stored in the memory 250,
  • the display of the display unit 210 can be controlled so that the inspection result for the first position is automatically reported.
  • the main control unit 240 provides a guide screen for guiding the examination of the second position so that the examination for the second position progresses according to the inspection order programmed in the guide program, and the inspection for the second position is completed
  • the display of the display unit 210 can be controlled so that the inspection result for the second position is automatically reported.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a process of controlling the ultrasonic diagnostic apparatus 1 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a workflow according to the control process of FIG.
  • a method of controlling the ultrasonic diagnostic apparatus 1 includes setting (310) a color Doppler mode of the ultrasonic diagnostic apparatus 1, Obtaining a Doppler image (320), determining (330) the presence or absence of backflow of the blood based on the color Doppler image and a reflux time (330), and displaying the test result together with the color Doppler image.
  • control method of the ultrasonic diagnostic apparatus 1 comprises the steps of: (a) automatically setting the sample volume of the pulse wave to the color Doppler image based on the color Doppler image, 100), analyzing (360) a blood flow spectrum of the sample volume based on the blood flow information obtained in (370), and displaying the analysis result of the blood flow spectrum (370).
  • a step of setting the color Doppler mode of the ultrasonic diagnostic apparatus 1 is performed.
  • the inspector can input an execution command for the color Doppler mode through the input unit provided in the ultrasonic probe 100 or the input unit 220 provided in the main body 200 and can set the color box CB in the B-mode image .
  • the ultrasonic diagnostic apparatus can control the ultrasonic diagnostic apparatus 1 to operate in the color Doppler mode based on an execution command for the color Doppler mode received at the input unit.
  • the ultrasonic probe 100 When the ultrasonic diagnostic apparatus 1 operates in the color Doppler mode, the ultrasonic probe 100 forms a color Doppler image based on the received echo ultrasonic signal.
  • the ultrasonic probe 100 may acquire a Doppler signal corresponding to a color box CB set by a user, and form a color Doppler image based on the obtained Doppler signal.
  • FIG. 7 shows an example of a color Doppler mode entry screen S1 provided on the display unit 210 of the main body 200 when the ultrasound diagnostic apparatus 1 enters the color Doppler mode.
  • the ultrasonic diagnostic apparatus 1 When the ultrasonic diagnostic apparatus 1 enters the color Doppler mode and performs the squeegeeing and releasing to the examinee, the blood backflow occurs in the blood vessel of the examinee.
  • the ultrasonic probe 100 detects the Doppler And obtain a signal and form a color Doppler image based on the obtained Doppler signal.
  • the display unit 210 of the main body 200 is provided with a color Doppler image different from the first image of FIG.
  • the examiner can intuitively confirm whether or not the subject has blood backflow based on the color change of the color Doppler image.
  • the ultrasonic diagnostic apparatus 1 can determine the presence or absence of backflow of blood and the reflux time based on the color Doppler image and display the result of the examination together with the color Doppler image on the display unit 210 of the main body 200.
  • a screen showing the results of checking the presence or absence of backflow of blood and the backflow time is defined as a first inspection result screen S2.
  • the first test result screen S2 may be provided with a color Doppler image and a graphic or text for visually providing a test result. More specifically, at one end of the color Doppler image, a graphic or text may be provided to indicate the reflux time of the blood. The examiner can judge the presence or absence of the backflow of the blood based on the color provided through the color Doppler image and can check the backwash time of the blood together with the backflow of the blood through the graphic or text provided at the end of the color Doppler image .
  • a step of automatically setting the sample volume of the pulse wave on the color Doppler image based on the color Doppler image may be performed. This process can be performed automatically after the provision of the first inspection result screen S2 according to the setting of the inspector, thereby making it possible to simplify the inspection process of the inspector.
  • a sample volume setting screen S3 for automatically setting a sample volume SV of a pulse wave on a color Doppler image is provided when a predetermined time elapses after a first test result screen is provided .
  • the method of automatically setting the sample volume SV of the pulse wave may include a method of randomly setting the sample volume and may be a method of setting the sample volume in the central part of the color Doppler image according to the embodiment, But is not limited to.
  • a step of analyzing the blood flow spectrum of the sample volume based on the blood flow information acquired by the ultrasonic probe 100 and a step of displaying the analysis result of the blood flow spectrum may be performed.
  • the probe control unit 140 may analyze the blood flow spectrum of the sample volume based on the blood flow information obtained from the ultrasonic probe 100 and transmit the analysis result to the main control unit 240 of the main body 200,
  • the blood flow spectrum analysis result of the sample volume can be displayed through the display unit 210 of the display unit 210.
  • a screen displaying the analysis result of the blood flow spectrum of the sample volume is defined as a second inspection result screen S4.
  • the second test result screen S4 may be provided with a color Doppler image and a blood flow spectrum for visually providing test results.
  • the blood flow spectrum may be provided in a graphical and textual form including blood flow velocity and blood flow direction information, and the user may select the blood flow velocity through the blood flow spectrum, for example, the maximum velocity, the average velocity, .
  • the first and second test result screens may be provided with a diagnostic grade for the backwash time together with the presence / absence of the backwash of the blood, the backwash time and the backwheel speed information, A body marker for providing information on the body part of the testee who has undergone the examination and an analysis result of the part may be provided together.
  • Fig. 8 is a diagram showing an example in which the diagnosis level for the backflow time is displayed on the first and second inspection result display screens.
  • the diagnostic grades for the detected backwash times may be stored in the memories 150 and 250 of the ultrasonic diagnostic apparatus 1 in advance.
  • the range of detected reverse flow time can be divided into stages, and the diagnostic grade can be classified into low risk, normal, and high risk according to the range.
  • the range of the diagnostic grade can be delineated according to the designer's intent.
  • graphic or text information indicating the diagnostic grade for the backflow time described above may be displayed.
  • the inspector can more intuitively confirm the state of the subject based on the graphic or text information provided on the screen.
  • the diagnostic grade for the backflow time is displayed stepwise by a plurality of indicators and the text about the diagnostic grade is provided around the indicator.
  • the example of providing the diagnostic grade is limited It is not.
  • the diagnostic grade may be provided in a form in which the color of the indicator is changed according to the grade, or may be provided only in text.
  • the diagnostic grade may be displayed on at least one of the first examination screen and the second examination screen, and may also be displayed on the color Doppler mode entry screen and the sample volume setting screen according to the embodiment.
  • FIG. 9 is a view showing an example in which body markers are displayed on the first and second inspection result display screens.
  • the body marker is provided for visually confirming the inspection site of the examinee, and the body marker can be provided in a form in which the inspection part of the target inspection site can be easily confirmed.
  • the body marker may be provided in the form of a graphic image of a region to be inspected of the examinee, and mark the portion where the inspection is completed, thereby allowing the inspector to perform the inspection more easily.
  • Fig. 9 shows an example of a displayable body marker. Examples of markers that can be displayed on the first and second inspection screens are not limited to those shown in Fig.
  • the body marker may be displayed on at least one of the first examination screen and the second examination screen, and may be displayed on the color Doppler mode entry screen and the sample volume setting screen according to the embodiment.

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Abstract

초음파 진단장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 보다 간편하게 하지 정맥 검사를 수행할 수 있도록 마련된 초음파 진단장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다. 일 실시 예에 따른 초음파 진단 장치는 컬러 도플러 영상을 획득하는 초음파 프로브; 획득된 컬러 도플러 영상에 기초하여 혈액의 역류 유무와 역류 시간을 판단하는 제어부; 및 컬러 도플러 영상과 함께 검사 결과를 표시하는 표시부;를 포함한다.

Description

초음파 진단 장치 및 그 제어 방법
초음파 진단 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 보다 간편하게 하지 정맥 검사를 수행할 수 있도록 마련된 초음파 진단장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
초음파 진단 장치는 대상체의 표면에서 대상체 내부의 목표 지점을 향해 초음파를 조사하고, 반사된 에코 초음파를 수신하여 연부조직의 단층이나 혈류에 관한 이미지를 비침습으로 얻는 장치이다.
초음파 진단 장치는 X선 장치, CT스캐너(Computerized Tomography Scanner), MRI(Magnetic Resonance Image)등의 다른 영상진단장치에 비해 소형이고 저렴하며, 실시간으로 진단 영상을 표시할 수 있어 널리 이용되고 있다.
초음파 진단 장치는 대상체의 초음파 영상을 얻기 위해 초음파를 대상체로 송신하고, 대상체로부터 반사되어 온 에코 초음파를 수신하기 위한 프로브를 포함한다.
종래 초음파 진단 장치를 통해 하지 정맥 검사를 수행하는 경우에 있어서, 검사를 위한 모드 진입 시 각각의 모드에 수동으로 진입해야 하는 불편함이 있었으며, 검사 진행 과정에서 한 손으로 프로브를 혈관부위에 고정하고 다른 한 손으로는 시스템 동작 수행 및 환자의 혈관 부위에 스퀴징 및 릴리즈를 해야 하는 불편함이 있다.
일 측면은 혈류의 역류 발생 유무를 감지한 후 펄스 웨이브의 샘플 볼륨을 위치키는 검사 프로토콜이 자동으로 수행되도록 마련된 초음파 진단 장치 및 그 제어 방법을 제공한다.
일 실시 예에 따른 초음파 진단 장치는 컬러 도플러 영상을 획득하는 초음파 프로브; 획득된 컬러 도플러 영상에 기초하여 혈액의 역류 유무와 역류 시간을 판단하는 제어부; 및 컬러 도플러 영상과 함께 검사 결과를 표시하는 표시부;를 포함한다.
또한, 검사 결과는, 혈액의 역류 유무 및 역류 시간 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 제어부는, 컬러 도플러 영상에 기초하여 컬러 도플러 영상에 펄스 웨이브의 샘플 볼륨을 자동으로 설정하고, 초음파 프로브에서 획득된 혈류 정보를 기초로 샘플 볼륨의 혈류 스펙트럼을 분석하는 것을 포함할 수 있다.
또한, 제어부는, 샘플 볼륨의 혈류 스펙트럼을 분석하여 평균 속도, 최고 속도 및 최저 속도 중 적어도 하나를 포함하는 혈류 속도를 산출하는 것을 포함할 수 있다.
또한, 표시부는, 샘플 볼륨의 혈류 스펙트럼 분석 결과를 표시할 수 있다.
또한, 혈류 스펙트럼 분석 결과는, 혈액의 역류 유무, 역류 시간, 혈류 량, 혈류 속도 및 혈류 방향 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 제어부는, 역류 시간에 대한 진단 그레이드를 결정하고, 표시부는, 결정된 진단 그레이드를 표시할 수 있다.
또한, 혈액의 역류를 분석하기 위해 사용자로부터 컬러 도플러 모드에 대한 실행 명령을 입력 받도록 마련된 입력부;를 더 포함할 수 있다.
또한, 표시부는, 검사가 진행된 피검사자의 신체 부위에 대한 정보 및 해당 부위에 대한 분석 결과를 표시하도록 마련될 수 있다.
또한, 혈액의 역류 시간은, 피검사자의 신체 부위를 스퀴징한 후 릴리즈하는 시점을 기준으로 획득되는 것을 포함할 수 있다.
다음으로, 일 측면에 따른 초음파 진단 장치의 제어 방법은 초음파 프로브에서 컬러 도플러 영상을 획득하는 단계; 획득된 컬러 도플러 영상에 기초하여 혈액의 역류 유무와 역류 시간을 판단하는 단계; 및 컬러 도플러 영상과 함께 검사 결과를 표시하는 단계;를 포함한다.
또한, 컬러 도플러 영상에 기초하여 컬러 도플러 영상에 펄스 웨이브의 샘플 볼륨을 자동으로 설정하는 단계; 초음파 프로브에서 획득된 혈류 정보를 기초로 샘플 볼륨의 혈류 스펙트럼을 분석하는 단계; 및 상기 혈류 스펙트럼의 분석 결과를 표시하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 샘플 볼륨의 혈류 스펙트럼을 분석하는 단계는, 샘플 볼륨의 혈류 스펙트럼을 분석하여 평균 속도, 최고 속도 및 최저 속도 중 적어도 하나를 산출하는 것을 포함할 수 있다.
또한, 역류 시간에 대한 진단 그레이드를 결정하고, 결정된 진단 그레이드를 표시부에 표시하는 단계;를 더 포함할 수 있다 .
또한, 혈액의 역류를 분석하기 위해 사용자로부터 컬러 도플러 모드에 대한 실행 명령을 입력 받는 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 검사가 진행된 피 검사자의 신체 부위에 대한 정보 및 해당 부위에 대한 분석 결과를 표시하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 혈액의 역류 시간은, 피검사자의 신체 부위를 스퀴징한 후 릴리즈하는 시점을 기준으로 획득되는 것을 포함할 수 있다.
또한, 혈액의 역류는, 피검사자의 신체 부위에 압력을 가하는 방식 또는 발사바법(Valsalva's maneuver)에 의해 유발된 것을 포함할 수 있다.
개시된 발명에 따른 초음파 진단장치 및 그 제어 방법에 의하면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.
먼저, 검사를 위한 프로토콜을 자동화 함으로써 검사자의 검사 단계 및 피로도를 줄여주고 정확한 검사가 수행되도록 할 수 있다.
또한, 자동으로 역류 감지 및 펄스 웨이브의 파형 분석을 수행하도록 함으로써 검사시간 단축 및 검사단계 개선을 도모할 수 있다.
또한, 종래에는 대부분 스탠딩 방식으로 검사를 진행하여 장기간 검사 시 환자에게 부담감이 가중되었으나, 검사시간을 단축 하여 환자의 만족도 상승을 도모할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 초음파 진단 장치의 외관 사시도이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 1차원 어레이 트랜스듀서를 포함하는 초음파 프로브의 외관도를 도시한 도면이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 2차원 어레이 트랜스듀서를 포함하는 초음파 프로브의 외관도를 도시한 도면이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 초음파 프로브와 본체 간의 관계를 도시한 도면이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 초음파 진단 장치의 제어 블록도를 도시한 도면이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 초음파 진단 장치의 제어 과정을 도시한 흐름도 이다.
도 7은 도 6의 제어 과정에 따른 워크플로우를 도시한 도면이다.
도 8은 제 1, 2 검사 결과 표시 화면에 역류 시간에 대한 진단 그레이드가 표시된 예를 도시한 도면이다.
도 9는 제 1, 2 검사 결과 표시 화면에 바디 마커가 표시된 예를 도시한 도면이다.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 개시된 발명의 바람직한 일 실시예이며, 본 출원의 출원 시점에 있어서 본 명세서의 실시예와 도면을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있다.
또한, 본 명세서의 각 도면에서 제시된 동일한 참조 번호 또는 부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부품 또는 구성 요소를 나타낸다.
또한, 본 명세서에서 사용한 용어는 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 개시된 발명을 제한 및/또는 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는다.
또한, 본 명세서에서 사용한 "제1", "제2" 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1구성 요소는 제2구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1구성 요소로 명명될 수 있다. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
한편, 하기의 설명에서 사용된 용어 "선단", "후단", "상부", "하부", "상단" 및 "하단"등은 도면을 기준으로 정의한 것이며, 이 용어에 의하여 각 구성요소의 형상 및 위치가 제한되는 것은 아니다.
이하에서는 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 일 실시 예에 따른 초음파 진단장치의 외관을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 일 실시 예에 따른 초음파 진단장치는, 본체(200), 초음파 신호를 진단하고자 하는 대상체에 송신하며 대상체로부터 반사된 신호를 수신하는 초음파 프로브(100)를 포함한다. 초음파 프로브(100)는 케이블에 의해 본체(200)와 연결될 수 있다.
초음파 프로브(100)는 홀더(22)에 의해 본체(200)에 거치될 수 있다. 사용자는 초음파 진단 장치(1)를 사용하지 않을 때, 초음파 프로브(100)를 홀더(22)에 거치시켜 보관할 수 있다. 도 1에서는 초음파 프로브(100)를 거치하는 홀더(22)가 컨트롤 패널(20)에 마련된 것으로 도시되었으나, 사용자의 편의에 따라 본체(200)에 마련되는 것도 가능하다. 또한, 본체(200)와 컨트롤 패널(20)에 모두 마련되는 것도 가능하다.
본체(200)에는 초음파 진단 장치(1)를 이동시킬 수 있도록 이동장치(12)가 마련될 수 있다. 이동장치(12)는 본체(200)의 저면에 마련된 복수의 캐스터일 수 있다. 캐스터는 본체(200)를 특정 방향으로 주행시킬 수 있도록 정렬(align)되거나, 자유롭게 이동 가능하게 구비되어 임의의 방향으로 이동 가능하게 구비되거나, 특정 위치에 정지되도록 록킹(locking)될 수 있다.
초음파 프로브(100)는 케이스(110) 내에 구비되는 초음파 송수신 장치를 포함한다. 초음파 송수신 장치는 초음파를 대상체로 조사하고, 대상체로부터 반사된 에코 초음파를 수신하며, 전기적 신호와 초음파를 상호 변환시키는 트랜스듀서를 포함할 수 있다. 초음파 프로브는 본체(200)의 암 커넥터(female connector, 14)와 물리적으로 결합되어 본체(200)에 신호를 송수신하는 수 커넥터(male connector, 130), 수 커넥터(130)와 트랜스듀서를 연결하는 케이블(120)을 포함한다.
여기서 대상체는 인간이나 동물의 생체, 또는 혈관, 뼈, 근육 등과 같은 생체 내 조직일 수도 있으나 이에 한정되지는 않으며, 초음파 진단 장치에 의해 그 내부 구조가 영상화 될 수 있는 것이라면 대상체가 될 수 있다.
에코 초음파는 초음파가 조사된 대상체로부터 반사된 초음파로서, 진단 모드에 따라 다양한 초음파 영상을 생성하기 위한 다양한 주파수 대역 또는 에너지 강도를 갖는다.
트랜스듀서는 인가된 교류 전원에 따라 초음파를 생성할 수 있다. 구체적으로, 트랜스듀서는 외부의 전원 공급 장치 또는 내부의 축전장치 예를 들어, 배터리 등으로부터 교류 전원을 공급받을 수 있다. 트랜스듀서의 진동자는 공급받은 교류 전원에 따라 진동함으로써 초음파를 생성할 수 있다.
케이블(120)은 일단에 트랜스듀서와 연결되고, 타단에 수 커넥터(130)와 연결됨으로써, 트랜스듀서와 수 커넥터(130)를 연결시킨다. 수 커넥터(130)는 본체(200)의 암 커넥터(14)와 물리적으로 결합할 수 있다. 이러한 수 커넥터(130)는 트랜스듀서에 의해 생성된 전기적 신호를 물리적으로 결합된 암 커넥터(14)에 전달하거나, 본체(200)에 의해 생성된 제어 신호를 암 커넥터(14)로부터 수신한다.
도 1에서는 수 커넥터(130)와 케이블(120)이 외부에 노출되어 있는 것으로 도시되었으나, 수 커넥터(130)와 케이블(120)이 본체(200)를 형성하는 하우징에 내장될 수도 있다.
한편, 초음파 진단 장치(1)의 본체(200)에는 디스플레이(30), 컨트롤 패널(20)이 마련될 수 있다. 컨트롤 패널(20)에는 사용자가 초음파 진단 장치(1)를 제어하기 위한 입력부(24)가 마련될 수 있다. 입력부(24)는 사용자로부터 초음파 프로브(100)에 관한 설정 정보뿐만 아니라, 각종 제어 명령 등을 입력 받을 수 있다.
일 실시예에 따르면, 초음파 프로브(100)에 관한 설정 정보는 이득(gain) 정보, 배율(zoom) 정보, 초점(focus) 정보, 시간이득 보상(TGC, Time Gain Compensation) 정보, 깊이(depth) 정보, 주파수 정보, 파워 정보, 프레임 평균값(frame average) 정보, 및 다이나믹 레인지(dynamic range) 정보 등을 포함한다. 그러나, 초음파 프로브(100)에 관한 설정 정보는 일 실시예에 한하지 않고, 초음파 영상을 촬영하기 위해 설정할 수 있는 다양한 정보를 포함한다.
이 정보들은 케이블을 통해 초음파 프로브(100)로 전달되고, 초음파 프로브(100)는 전달 받은 정보들에 맞추어 설정될 수 있다. 이외에도, 본체(200)는 입력부(24)를 통해 초음파 신호의 송신 명령 등과 같은 각종 제어 명령을 사용자로부터 입력 받아, 이를 초음파 프로브(100)에 전달할 수 있다.
한편, 입력부(24)는 키보드, 풋 스위치(foot switch) 또는 풋 페달(foot pedal) 방식으로 구현될 수도 있다. 예를 들어, 키보드는 하드웨어적으로 구현될 수 있다. 이러한 키보드는 스위치, 키, 조이스틱 및 트랙볼 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다른 예로, 키보드는 그래픽 유저 인터페이스와 같이 소프트웨어적으로 구현될 수도 있다. 이 경우, 키보드는 디스플레이(30)를 통해 표시될 수 있다. 풋 스위치나 풋 페달은 본체(200)의 하부에 마련될 수 있으며, 사용자는 풋 페달을 이용하여 초음파 진단 장치(1)의 동작을 제어할 수 있다.
디스플레이(30)는 브라운관(Cathode Ray Tube; CRT), LCD(Liquid Crystal Display), LED(Light Emitting Diode), PDP(Plasma Display Panel), OLED(Organic Light Emitting Diode) 등과 같이, 공지된 다양한 방식으로 구현될 수 있으나, 이에 한하지 않는다.
디스플레이(30)는 대상체 내부의 목표 부위에 대한 초음파 영상을 표시할 수 있다. 디스플레이(30)에 표시되는 초음파 영상은 2차원 초음파 영상, 또는 3차원 입체 초음파 영상일 수 있으며, 초음파 진단 장치(1)의 동작 모드에 따라 다양한 초음파 영상이 표시될 수 있다. 또한, 디스플레이(30)는 초음파 진단에 필요한 메뉴나 안내 사항뿐만 아니라, 초음파 프로브(100)의 동작 상태에 관한 정보 등을 표시할 수 있다.
한편, 컨트롤 패널(20)에는 보조 디스플레이(26)가 마련될 수 있다. 보조 디스플레이(26)는 초음파 영상을 최적화하기 위한 메뉴 또는 보조 영상과 같은 관련 정보를 제공하거나 사용자에게 그래픽 인터페이스를 제공할 수 있다.
또한, 보조 디스플레이(26)가 터치 스크린 타입으로 구현되는 경우, 디스플레이(30)는 입력부(24)의 기능도 함께 수행할 수 있다. 즉, 본체(200)는 디스플레이(30) 및 입력부(24) 중 적어도 하나를 통해 사용자로부터 각종 명령을 입력 받을 수 있다. 이외에도, 도면에는 도시되어 있지 않으나, 본체(200)에는 음성 인식 센서가 마련되어, 사용자로부터 음성 명령을 입력 받을 수도 있다.
이하에서는 초음파 프로브의 구성에 대해서 보다 구체적으로 살펴보도록 한다.
도 2는 일 실시 예에 따른 1차원 어레이 트랜스듀서를 포함하는 초음파 프로브의 외관도를 도시한 도면이고, 도 3은 일 실시 예에 따른 2차원 어레이 트랜스듀서를 포함하는 초음파 프로브의 외관도를 도시한 도면이다. 이하에서는 설명의 중복을 방지하기 위해 함께 설명하도록 한다.
초음파 프로브(100)는 대상체의 표면에 접촉하는 부분으로, 초음파 신호를 조사할 수 있다. 구체적으로, 초음파 프로브(100)는 본체(200)로부터 전달 받은 제어 명령 신호에 따라, 초음파 신호를 대상체의 내부로 조사하고, 대상체 내부의 특정 부위로부터 반사된 에코 초음파 신호를 수신하여 본체(200)로 송신하는 역할을 할 수 있다. 이에 따라, 초음파 프로브(100)는 통신망을 통해 대상체로부터 수신한 에코 초음파 신호를 본체(200)로 송신하거나 또는 에코 초음파 신호로부터 초음파 영상을 획득하여 송신할 수도 있으며, 제한은 없다.
이때, 초음파 프로브(100)는 대상체의 내부로 초음파를 송신하기 위해 전기적 신호와 초음파 신호를 상호 변환하는 트랜스듀서를 포함할 수 있다. 트랜스듀서는 1차원 또는 2차원 트랜스듀서 어레이(transducer array)로 구현될 수 있으며, 트랜스듀서 어레이는 복수의 트랜스듀서 엘리먼트(element)로 구성된다.
예를 들어, 트랜스듀서는 도 2에 도시된 바와 같이 1차원 어레이 트랜스듀서(T1)를 포함할 수 있다. 또 다른 일 실시예로, 트랜스듀서는 도 4에 도시된 바와 같이 2차원 어레이 트랜스듀서(T2)를 포함할 수도 있다.
예를 들어, 1차원 어레이 트랜스듀서를 구성하는 각각의 트랜스듀서 엘리먼트는 초음파 신호와 전기 신호를 상호 변환시킬 수 있다. 이를 위해, 트랜스듀서 엘리먼트는 자성체의 자왜효과를 이용하는 자왜 초음파 트랜스듀서(Magnetostrictive Ultrasonic Transducer), 압전 물질의 압전 효과를 이용한 압전 초음파 트랜스듀서(Piezoelectric Ultrasonic Transducer) 또는 압전형 미세가공 초음파 트랜스듀서(piezoelectric micromachined ultrasonic transducer, pMUT) 등으로 구현될 수 있으며, 미세 가공된 수백 또는 수천 개의 박막의 진동을 이용하여 초음파를 송수신하는 정전용량형 미세가공 초음파 트랜스듀서(Capacitive Micromachined Ultrasonic Transducer, 이하 cMUT으로 약칭한다)로 구현되는 것도 가능하다.
한편, 트랜스듀서는 선형(linear)으로 배열되는 것도 가능하고, 곡면(convex)으로 배열되는 것도 가능하다. 두 경우 모두 초음파 프로브(100)의 기본적인 동작 원리는 동일하나, 트랜스듀서가 곡면으로 배열된 초음파 프로브(100)의 경우에는 트랜스듀서로부터 조사되는 초음파가 부채꼴 모양이기 때문에, 생성되는 초음파 영상도 부채꼴 모양이 될 수 있다.
도 3을 참조하면, 초음파 프로브(100)의 트랜스듀서는 전술한 바와 같이 2차원 트랜스듀서 어레이(T2)를 포함할 수도 있다. 2차원 트랜스듀서 어레이(T2)를 포함하는 경우에는 대상체의 내부를 3차원 영상화할 수 있다.
2차원 어레이 트랜스듀서를 구성하는 각각의 트랜스듀서 엘리먼트는 1차원 트랜스듀서 어레이를 구성하는 트랜스듀서 엘리먼트와 동일하므로, 자세한 설명은 생략하도록 한다. 이하에서는 초음파 프로브(100)와 본체(200) 간의 관계를 살펴보도록 한다.
도 4는 일 실시 예에 따른 초음파 프로브(100)와 본체(200) 간의 관계를 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 초음파 진단장치(1)는 초음파 프로브(100) 및 본체(200)를 포함할 수 있다. 초음파 진단장치(1)는 초음파 프로브(100)를 이용하여 대상체(ob)의 표면으로부터 체내의 타겟 부위를 향하여 초음파 신호를 조사하고, 반사된 초음파 신호, 즉 에코 초음파 신호를 이용하여 연부 조직의 단층이나 혈류에 관한 이미지를 무침습으로 얻어 사용자에게 제공할 수 있다.
예를 들어, 초음파 프로브(100)는 2차원 트랜스듀서 어레이(T2)를 통해 평면파를 대상체(ob)에 조사할 수 있다. 여기서, 평면파는 2차원 평면 형태의 초음파 신호를 의미한다.
초음파 프로브(100)는 초음파를 대상체(ob)에 조사함에 대응하여 대상체(ob)로부터 반사된 에코 초음파 신호를 수신한 다음, 수신한 에코 초음파 신호를 본체(200)에 전달할 수 있다.
이 때, 본체(200)에는 수신한 에코 초음파 신호를 초음파 영상으로 변환하는 영상 처리 프로세스를 수행하는 메인 제어부가 마련될 수 있다. 메인 제어부는 프로세서(processor), 그래픽 프로세서(graphic processor)와 같은 하드웨어의 형태로 구현될 수 있고, 이와는 달리 하드웨어 상에서 수행될 수 있는 소프트웨어의 형태로 구현될 수도 있다. 메인 제어부에 관한 구체적인 설명은 후술하도록 한다.
또 다른 예로, 전술한 바와 같이 초음파 프로브(100)가 직접 에코 초음파 신호를 초음파 영상으로 변환하여 본체(200)에 전달할 수도 있다. 초음파 프로브(100)에는 프로세서(processor), 그래픽 프로세서(graphic processor)와 같은 하드웨어의 형태로 구현되거나, 또는 하드웨어 상에서 수행될 수 있는 소프트웨어의 형태로 구현된 프로브 제어부가 마련되어, 에코 초음파 신호를 초음파 영상으로 변환할 수도 있다.
한편, 생성된 초음파 영상은 본체(200) 내의 메모리(250)에 저장될 수 있다. 이외에도 초음파 영상은 웹 상에서 저장기능을 수행하는 웹(Web Storage) 또는 클라우드 서버에 저장될 수 있다.
개시된 발명에 따른 초음파 진단 장치(1)는 하지정맥 초음파 검사 시 혈액의 역류를 감지하여 컬러 도플러 영상을 획득하고 이를 분석에 제공함으로써 검사자의 워크플로우를 개선하고 보다 높은 정확도를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이를 위해 일 실시 예에 따른 초음파 진단 장치(1)는 컬러 도플러 영상을 획득하는 초음파 프로브(100), 획득된 컬러 도플러 영상에 기초하여 혈액의 역류 유무와 역류 시간을 판단하는 제어부 및 컬러 도플러 영상과 함께 검사 결과를 표시하는 표시부를 포함한다. 여기서, 혈액의 역류 유무와 역류 시간을 판단하는 것은 앞서 설명한 바와 같이 본체의 메인 제어부에서 수행될 수 있으며, 실시 예에 따라 프로브 제어부에서 수행될 수도 있다. 후술하는 예에서는 프로브 제어부에서 컬러 도플러 영상을 분석하고, 분석된 결과를 기초로 본체 제어부가 디스플레이부를 제어하는 경우를 예로 들어 설명할 것이나 발명의 동작 방식이 이에 제한되는 것은 아니다.
이하에서는, 초음파 진단 장치(1)의 내부 구성에 대해 보다 구체적으로 살펴보도록 한다.
도 5는 일 실시 예에 따른 초음파 진단 장치(1)의 제어 블록도를 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 일 실시 예에 따른 초음파 진단 장치(1)는 초음파 프로브(100) 및 본체를 포함한다.
먼저 초음파 프로브(100)의 구성에 대해 설명한 후 본체(200)의 구성에 대해 설명하도록 한다.
초음파 프로브(100)는 초음파 프로브(100)에 전원을 공급하는 전원부(110), 외부 기기와 각종 신호를 송수신하는 통신부(120), 대상체로 초음파 신호를 조사하고 대상체로부터 반사된 에코 초음파 신호를 수신하는 트랜스듀서(130), 초음파 프로브(100)의 전반적인 동작을 제어하는 프로브 제어부(140), 및 초음파 프로브(100)의 동작을 제어하는데 필요한 각종 제어 데이터, 에코 초음파 신호 등을 저장하는 메모리(150)를 포함할 수 있다.
여기서, 통신부(120), 프로브 제어부(140), 및 메모리(150) 중 적어도 하나는 초음파 프로브(100)에 내장된 시스템 온 칩(System On Chip, SOC)에 집적될 수 있으며, 프로세서에 의해 동작될 수 있다. 이 때, 초음파 프로브(100)에 시스템 온 칩이 하나만 마련되는 것은 아닐 수 있으므로, 하나의 시스템 온 칩에 집적되는 것으로 제한되진 않는다.
전원부(110)는 초음파 프로브(100)에 전력을 공급할 수 있다. 구체적으로, 전원부(110)는 전기 에너지를 화학 에너지로 변환시켜 축적한 다음, 축적된 화학 에너지를 전기 에너지로 변환하여 전력을 공급할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전원부(110)는 리튬이온 배터리, 니켈수소 배터리, 폴리머 배터리 등으로 구현될 수 있다. 그러나, 전원부(110)는 전술한 예에 한정되지 않으며, 초음파 프로브(100)에 내장되어 전력을 공급할 수 있는 다양한 종류의 배터리로 구현될 수 있다.
전원부(110)는 충전 장치와 직접적으로 연결하는 유선 충전방식을 통해 충전하거나 또는 무선 충전방식을 통해 충전할 수 있다. 즉, 전원부(110)의 충전 방식은 기존에 공지된 다양한 방식에 따라 수행될 수 있으며, 충전 방식에 제한을 두지는 않는다.
한편, 초음파 프로브(100)가 유선통신 방식을 통해 본체(200)와 연결된 경우, 전원부(110)는 필요에 따라 초음파 프로브(100)에 포함되거나 포함되지 않을 수 있으며, 도 5에 도시된 바로 제한되는 것은 아니다.
통신부(120)는 외부 디바이스와의 무선 통신 또는 유선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 구성 요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 통신부(120)는 근거리통신 모듈, 및 이동통신 모듈 중 적어도 하나를 포함하는 무선통신 모듈 및 유선통신 방식을 지원하는 유선통신 모듈을 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
근거리통신 모듈은 소정 거리 이내의 근거리통신을 위한 모듈을 의미한다. 예를 들어, 근거리통신에는 무선 랜(Wireless LAN), 와이파이(Wi-Fi), 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zigbee), WFD(Wi-Fi Direct), UWB(Ultra wideband), 적외선 통신(IrDA; Infrared Data Association), BLE (Bluetooth Low Energy), NFC(Near Field Communication) 등이 있을 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이동통신 모듈은, 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신할 수 있다. 예를 들어, 이동통신 모듈은 3G, 4G 통신망을 통해 기지국을 거쳐, 본체(200)와 다양한 형태의 데이터를 주고 받을 수 있다. 이하에서는 근거리통신 모듈, 및 이동통신 모듈을 통신 모듈이라 하기로 한다.
유선통신 모듈은 데이터가 포함된 신호를 유선으로 주고 받는 것을 지원하는 모듈을 의미한다. 예를 들어, 유선통신 모듈은 PCI(Peripheral Component Interconnect), PCI-express, USB(Universe Serial Bus) 등 기 공지된 다양한 유선통신 방식 중 적어도 하나를 지원할 수 있다.
통신부(120)는 통신망을 통해 본체(200)와 각종 데이터를 송수신할 수 있다. 통신부(120)는 통신망을 통해 대상체에 관한 초음파 영상, 에코 초음파 데이터, 도플러 데이터 등 대상체의 진단과 관련된 데이터를 송수신할 수 있다. 또한, 통신부(120)는 본체(200)로부터 각종 제어 명령 신호를 수신할 수 있다. 즉, 통신부(120)가 유/무선 신호를 통해 주고 받을 수 있는 데이터 또는 명령의 종류에는 제한이 없다.
한편, 초음파 프로브(100)에는 전술한 바와 같이 트랜스듀서(130)가 마련될 수 있다. 트랜스듀서(130)는 대상체에 초음파 신호를 조사하고, 대상체로부터 반사된 에코 초음파 신호를 수신할 수 있다. 트랜스듀서(130)에 관한 설명은 전술하였으므로 동일한 내용에 대한 설명은 생략하도록 한다.
프로브 제어부(140)는 초음파 프로브(100)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 프로브 제어부(140)는 영상 처리 프로세스, 연산 처리 프로세스 등과 같은 각종 프로세스를 수행할 수 있는 프로세서(processor), 및 그래픽 프로세서(processor) 중 적어도 하나를 통해 구현되거나 전술한 프로세서들의 기능이 통합된 단일의 구성요소를 통해 구현될 수도 있다.
프로브 제어부(140)는 사용자의 제어 명령에 따라 제어신호를 생성하고, 생성한 제어신호를 통해 초음파 프로브(100)의 구성요소의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 메모리(150)에는 초음파 프로브(100)의 구성요소를 제어하기 위한 제어 데이터, 영상 처리 프로세스를 수행하기 위한 제어 데이터가 미리 저장될 수 있다. 프로브 제어부(140)는 메모리(150)에 저장된 데이터를 기초로 제어신호를 생성하고, 생성한 제어신호를 통해 초음파 프로브(100)의 구성요소의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.
프로브 제어부(140)는 트랜스듀서(130)가 수신한 에코 초음파 신호로부터 초음파 영상을 획득할 수 있다. 예를 들어, 프로브 제어부(140)는 트랜스듀서(130)를 통해 수신한 에코 초음파 신호에 대해, 메모리(150)에 저장된 제어 데이터를 기초로 영상 처리 프로세스를 수행함으로써 초음파 영상을 획득할 수 있다.
초음파 영상은 A-모드(Amplitude mode), B-모드(Brightness mode) 및 M-모드(Motion mode) 중 어느 하나의 모드에 따라 대상체를 스캔하여 획득한 그레이 스케일(gray scale) 영상을 포함할 수 있다.
또한, 초음파 영상은 C-모드(Color Doppler mode)에 따라 도플러 효과(doppler effect)를 이용하여 대상체의 움직임을 표현하는 컬러 도플러 영상을 포함할 수도 있으며, D-모드에 따라 도플러 스펙트럼을 제공하는 스펙트럴 도플러 영상을 포함할 수도 있다.
개시된 발명은 컬러 도플러 영상을 기초로 혈액의 역류 발생 유무를 감지하고 자동으로 펄스 웨이브의 샘플 볼륨을 위치시키는 것과 관련된 것으로, 이하 C, D-모드가 설정된 경우를 전제로 발명의 실시 예를 설명하도록 한다.
프로브 제어부(140)는 수신한 에코 초음파 신호로부터 컬러 도플러 영상을 생성하고, 컬러 도플러 영상에 기초하여 혈관 내에서 혈액의 역류 발생 유무 및 역류 발생 시간을 산출할 수 있다. 여기서, 혈액의 역류 시간은 피검사자의 신체 부위를 스퀴징한 후 릴리즈하는 시점을 기준으로 획득되는 것으로, 혈액의 역류는 피검사자의 신체부위에 압력을 가하는 방식 또는 발사바법(Valsalva's maneuver)에 의해 유발된 것을 포함할 수 있다. 여기서 피검사자의 신체부위에 압력을 가하는 방식은 커프 사용 및 손으로 압박하는 방법 등이 사용될 수 있다. 다만, 혈액의 역류 유발 방법이 전술한 예들에 의해 제한되는 것은 아니며, 당업계에서 널리 사용되는 혈액의 역류 유발 방법이 사용될 수 있음은 물론이다.
프로브 제어부(140)는 통신부(120)를 제어하여 본체(200)에 컬러 도플러 영상을 전달할 수 있으며, 본체(200)의 메인 제어부(240)는 수신한 컬러 도플러 영상에 기초하여 혈액의 역류 발생 유무 및 역류 발생 시간 등을 표시하도록 본체(200)의 디스플레이부를 제어할 수 있다. 결과적으로, 검사자는 본체(200)의 디스플레이부를 통해 컬러 도플러 영상을 확인하여 혈관 내에 혈액의 역류 유무 및 역류 시간 등을 확인할 수 있다.
프로브 제어부(140)는 획득된 컬러 도플러 영상을 기초로 펄스 웨이브의 샘플 볼륨을 자동으로 설정하고, 설정된 샘플 볼륨에서 혈류의 스펙트럼을 분석하여 혈류 속도, 보다 상세하게 방향 별 혈류 속도 등을 산출할 수 있다. 여기서 혈류 속도는 혈류의 평균 속도, 최고 속도 및 최저 속도를 포함할 수 있다.
프로브 제어부(140)에서 컬러 도플러 영상을 기초로 펄스 웨이브의 샘플 볼륨을 자동으로 설정하는 방식은 랜덤으로 샘플 볼륨을 설정하는 방식을 포함할 수 있으며, 실시 예에 따라 컬러 도플러 영상의 중심 부분에 샘플 볼륨을 설정하는 방식일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
프로브 제어부(140)는 통신부(120)를 제어하여 본체(200)에 혈류 스펙트럼 분석 결과를 전달할 수 있으며, 본체(200)의 메인 제어부(240)는 수신한 분석 결과를 표시하도록 본체(200)의 디스플레이부(210)를 제어할 수 있다. 결과적으로, 검사자는 본체(200)의 디스플레이부(210)를 통해 컬러 도플러 영상과 함께 혈류 스펙트럼을 확인하여 혈관 내에 혈액의 역류 유무, 역류 시간, 혈류 량, 혈류 속도 및 혈류 방향 등을 확인할 수 있다.
메모리(150)는 초음파 프로브(100)의 구성요소를 제어하고 초음파 영상을 획득하기 위한 영상 프로세스를 수행하는데 필요한 제어 프로그램, 어플리케이션 또는 데이터를 저장할 수 있다.
보다 상세하게, 메모리(150)는 에코 초음파 신호를 기초로 컬러 도플러 영상을 획득하고, 획득된 컬러 도플러 영상에 기초하여 혈액의 역류 유무와 역류 시간을 판단하는 제어 프로그램, 어플리케이션 또는 제어 데이터를 저장할 수 있다. 아울러, 메모리(150)는 컬러 도플러 영상에 기초하여 컬러 도플러 영상에 펄스 웨이브의 샘플 볼륨을 자동으로 설정하고, 초음파 프로브(100)에서 획득된 혈류 정보를 기초로 샘플 볼륨의 혈류 스펙트럼을 분석하여 평균 속도, 최고 속도 및 최저 속도 중 적어도 하나를 포함하는 혈류 속도를 산출하기 위한 제어 프로그램, 어플리케이션 또는 제어 데이터를 저장할 수 있다.
이러한 메모리(150)는 플래쉬 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory: RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(ROM, Read-Only Memory), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 통해 구현될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 당업계에 알려져 있는 임의의 다른 형태로 구현될 수도 있다.
한편, 초음파 프로브(100)의 구성요소가 전술한 예로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 초음파 프로브(100)에는 필요에 따라 디스플레이부가 더 마련될 수도 있다. 디스플레이부에는 초음파 프로브(100)의 전원 상태 등과 같이, 초음파 프로브(100)의 동작 상태와 관련된 정보가 표시될 수 있다.
이외에도, 초음파 프로브(100)에는 필요에 따라 입력부가 더 마련될 수 있다. 입력부는 사용자로부터 초음파 프로브(100)의 전원 온(on), 오프(off) 명령 등을 입력 받을 수 있다. 이러한 입력부는 혈관 내에서 혈액의 역류를 분석하기 위해 사용자로부터 컬러 도플러 모드에 대한 실행 명령을 입력 받도록 마련될 수 있으며, 그 밖에 초음파 프로브(100)의 동작 모드 변경에 관한 제어 명령 등을 입력 받도록 마련될 수 있다. 이러한 입력부는 스위치, 키 등과 같은 형태로 구현될 수 있으며, 제한은 없다.
다음으로, 본체(200)는 디스플레이부(210), 입력부(220), 통신부(230), 메인 제어부(240) 및 메모리(250)를 포함할 수 있다. 여기서, 통신부(230), 메인 제어부(240) 및 메모리(250) 중 적어도 하나는 본체(200)에 내장된 시스템 온 칩에 집적될 수 있으며, 프로세서에 의해 동작될 수 있다.
이때, 본체(200)에 내장된 시스템 온 칩이 하나만 존재하는 것은 아니므로 하나의 시스템 온 칩에 집적되는 것으로 제한되는 것은 아니다. 한편, 입력부(220) 및 통신부(230)에 관한 설명은 전술하였으므로 동일한 설명에 대해서는 생략하도록 한다.
디스플레이부(210)는 에코 초음파 신호로부터 영상 처리 프로세스를 통해 획득한 초음파 영상을 포함한 다양한 정보를 표시할 수 있다. 보다 상세하게, 디스플레이부(210)는 컬러 도플러 영상과 함께 검사 결과 화면을 표시할 수 있다.
예를 들어, 디스플레이부(210)는 검사 프로세스 진행에 따라 컬러 도플러 모드 진입 화면을 표시하고, 혈액의 역류 유무 및 역류 시간 정보를 포함하는 제 1 검사결과 화면을 표시하고, 샘플 볼륨 설정 화면을 표시하고, 샘플 볼륨의 혈류 분석 결과를 나타내는 제 2 검사결과 화면을 표시할 수 있다. 검사 프로세스 진행에 따라 디스플레이부(210)에 표시되는 화면의 예에 대해서는 추후 관련 부분에서 상술하도록 한다.
디스플레이부(210)가 터치 스크린 타입으로 구현된 경우, 디스플레이부(210)는 그래픽 유저 인터페이스(GUI)가 표시되어, 사용자로부터 본체(200)뿐만 아니라 초음파 프로브(100)에 관한 각종 제어 명령을 입력 받을 수 있다. 이에 따라, 터치 스크린 타입으로 구현된 디스플레이부(210)는 입력부의 기능을 수행할 수도 있다.
통신부(230)는 통신망을 통해 외부 기기와 데이터를 주고 받을 수 있다. 여기서, 통신망은 유/무선 통신망을 포함한다. 유/무선 통신망에 대한 구체적인 설명은 전술한 바와 동일하므로 생략하도록 한다.
통신부(230)는 전술한 바와 같이 통신망을 통해 초음파 프로브(100)와 다양한 신호를 주고 받을 수 있다. 도 5를 참조하면, 초음파 프로브(100)와 본체(200)는 초음파 프로브(100)의 통신부(120)와 본체(200)의 통신부(230)를 통해 연결되어 다양한 데이터 등을 주고 받을 수 있다. 예를 들어, 통신부(230)는 각종 제어명령을 송신할 수 있고, 에코 초음파 신호 또는 에코 초음파 신호로부터 복원한 초음파 영상 데이터가 포함된 신호를 수신할 수도 있다.
메모리(250)는 본체(200)의 구성 요소를 제어하기 위한 제어 프로그램, 어플리케이션 또는 데이터를 저장할 수 있다.
본체의 메모리(250)에 저장 가능한 정보들과 관련하여 전술한 초음파 프로브(100)의 메모리(150) 부분에서 설명한 내용과 중복되는 내용은 생략하도록 한다.
한편, 메모리(250)는 환자의 진단을 가이드할 수 있는 프로그램(이하, 가이드 프로그램이라 지칭한다.)을 저장할 수 있다. 개시된 발명에 따른 초음파 진단 장치를 통해 하지 정맥 검사를 수행하기 위해서는 복수의 검사 부위에 대한 검사가 진행되어야 한다. 이 경우, 검사자의 검사 작업이 원활하게 진행되도록 하기 위해 메모리(250)에 저장된 가이드 프로그램은 디스플레이부(210)를 통해 복수의 검사 부위에 대한 검사 순서를 가이드할 수 있다.
예를 들면, 가이드 프로그램은 제 1 위치에 대한 검사가 진행되도록 제 1 위치에 대한 검사를 가이드하고 제 1 위치에 대한 검사가 완료되면 제 1 위치에 대한 검사 결과가 자동으로 레포팅되도록 디스플레이부(210)의 표시를 제어할 수 있다. 이어서, 가이드 프로그램은 프로그래밍된 검사 순서에 따라 제 2 위치에 대한 검사가 진행되도록 제 2 위치에 대한 검사를 가이드하고 제 2 위치에 대한 검사가 완료되면 제 2 위치에 대한 검사 결과가 자동으로 레포팅되도록 디스플레이부(210)의 표시를 제어할 수 있다. 또한, 가이드 프로그램은 전술한 검사 순서를 가이드하면서 검사자가 진단하고 있는 부위의 초음파 영상을 디스플레이부(210)에 표시할 수 있으며, 아울러, 초음파 이미지 모드(Image Mode), 어노테이션(Annotation), 디스플레이 레이아웃(Display Layout), 이미지 파라미터(Image parameter) 및 초음파 프로브의 설정(Probe preset)을 표시하여 가이드 할 수 있다.
또한, 메모리(250)는 각각의 검사 단계 동안 초음파 프로브(100)를 이용하여 획득한 환자의 정보를 저장할 수 있다. 환자의 정보는 초음파 프로브(100)가 획득한 초음파 영상, 초음파 영상을 획득하는데 설정된 초음파 프로브(100)의 설정 값을 포함할 수 있다.
메인 제어부(240)는 초음파 진단 장치(1)의 전반적인 동작 및 초음파 진단 장치(1)의 내부 구성요소들 사이의 신호 흐름을 제어하고 데이터를 처리하는 기능을 수행한다.
메인 제어부(240)는 영상 처리 프로세스, 연산 처리 프로세스 등과 같은 각종 프로세스를 수행할 수 있는 프로세서(Processor), 및 그래픽 프로세서(graphic processor) 중 적어도 하나를 통해 구현되거나 전술한 프로세서들의 기능이 통합된 단일의 구성요소를 통해 구현될 수도 있다.
메인 제어부(240)는 사용자의 제어 명령에 따라 제어신호를 생성하고, 생성한 제어 신호를 통해 초음파 진단장치의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 메인 제어부(240)에서는 전술한 프로브 제어부(140)에서 수행되는 영상처리 프로세스 및 연산 처리 프로세스와 동일한 프로세스가 수행될 수 있다. 다시 말해, 메인 제어부(240)는 앞서 설명한 컬러 도플러 영상에 기초하여 혈관 내에서 혈액의 역류 발생 유무 및 역류 발생 시간을 산출하고, 산출된 결과가 표시되도록 본체(200)의 디스플레이부(210)를 제어할 수 있다.
메인 제어부(240)는 메모리(250)에 저장된 가이드 프로그램에 기초하여 검사가 수행되는 경우, 제 1 위치에 대한 검사가 진행되도록 제 1 위치에 대한 검사를 가이드하기 위한 가이드 화면을 제공하고, 제 1 위치에 대한 검사가 완료되면 제 1 위치에 대한 검사 결과가 자동으로 레포팅되도록 디스플레이부(210)의 표시를 제어할 수 있다. 이어서, 메인 제어부(240)는 가이드 프로그램에 프로그래밍된 검사 순서에 따라 제 2 위치에 대한 검사가 진행되도록 제 2 위치에 대한 검사를 가이드하기 위한 가이드 화면을 제공하고, 제 2 위치에 대한 검사가 완료되면 제 2 위치에 대한 검사 결과가 자동으로 레포팅되도록 디스플레이부(210)의 표시를 제어할 수 있다.
이하, 메인 제어부(240)와 관련하여 전술한 프로브 제어부(140)에서 설명한 내용과 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
이상으로 개시된 발명에 따른 초음파 진단 장치(1)의 제어 구성에 대해 설명하였다.
다음으로, 앞서 설명한 초음파 진단 장치(1)의 구성을 전제로 개시된 발명에 따른 초음파 진단 장치(1)의 제어 과정에 대해 설명하도록 한다.
도 6은 일 실시 예에 따른 초음파 진단 장치(1)의 제어 과정을 도시한 흐름도 이고, 도 7은 도 6의 제어 과정에 따른 워크플로우를 도시한 도면이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 일 실시 예에 따른 초음파 진단 장치(1)의 제어 방법은 초음파 진단 장치(1)의 컬러 도플러 모드를 설정하는 단계와(310), 초음파 프로브(100)에서 컬러 도플러 영상을 획득하는 단계와(320), 컬러 도플러 영상에 기초하여 혈액의 역류 유무와 역류 시간을 판단하는 단계(330), 컬러 도플러 영상과 함께 검사 결과를 표시하는 단계(340)를 포함한다.
실시 예에 따라, 초음파 진단 장치(1)의 제어 방법은 위의 단계들에 이어서 컬러 도플러 영상에 기초하여 컬러 도플러 영상에 펄스 웨이브의 샘플 볼륨을 자동으로 설정하는 단계와(350), 초음파 프로브(100)에서 획득된 혈류 정보를 기초로 샘플 볼륨의 혈류 스펙트럼을 분석하는 단계와(360), 혈류 스펙트럼의 분석 결과를 표시하는 단계(370)를 포함할 수 있다.
먼저, 초음파 진단 장치(1)의 컬러 도플러 모드를 설정하는 단계가 수행된다. 검사자는 초음파 프로브(100)에 마련된 입력부 또는 본체(200)에 마련된 입력부(220)를 통해 컬러 도플러 모드에 대한 실행 명령을 입력할 수 있으며, B-모드 영상에 컬러박스(CB)를 설정할 수 있다. 초음파 진단장치는 입력부에서 수신한 컬러 도플러 모드에 대한 실행 명령에 기초하여 초음파 진단 장치(1)가 컬러 도플러 모드로 동작하도록 제어할 수 있다.
초음파 진단 장치(1)가 컬러 도플러 모드로 동작하면 초음파 프로브(100)는 수신된 에코 초음파 신호에 기초해 컬러 도플러 영상을 형성한다. 보다 상세하게, 초음파 프로브(100)는 사용자에 의해 설정된 컬러박스(CB)에 해당하는 도플러 신호를 획득하고 획득된 도플러 신호에 기초하여 컬러 도플러 영상을 형성할 수 있다.
도 7의 첫 번째 그림은 초음파 진단 장치(1)가 컬러 도플러 모드에 진입한 경우 본체(200)의 디스플레이부(210)에 제공되는 컬러 도플러 모드 진입 화면(S1)의 예를 도시한 것이다.
초음파 진단 장치(1)가 컬러 도플러 모드에 진입한 후 피검사자에게 스퀴징 및 릴리즈를 진행할 경우, 피검사자의 혈관에서 혈액의 역류가 발생되게 되고, 초음파 프로브(100)는 혈액의 역류에 의해 생성된 도플러 신호를 획득하고 획득된 도플러 신호에 기초하여 컬러 도플러 영상을 형성할 수 있다.
도 7의 두 번째 그림을 참조하면, 피검사자에게 스퀴징 및 릴리즈를 진행할 경우 본체(200)의 디스플레이부(210)에는 도 7의 첫 번째 그림과 다른 컬러의 도플러 영상이 제공됨을 확인할 수 있다. 검사자는 컬러 도플러 영상의 컬러 변화에 기초하여 피검사자의 혈액 역류 유무를 직관적으로 확인할 수 있다.
초음파 진단 장치(1)는 컬러 도플러 영상에 기초하여 혈액의 역류 유무와 역류 시간을 판단하고, 컬러 도플러 영상과 함께 검사 결과를 본체(200)의 디스플레이부(210)에 표시할 수 있다. 이하, 혈액의 역류 유무와 역류 시간에 대한 검사 결과를 표시한 화면을 제 1 검사결과 화면(S2)으로 정의한다.
도 7의 두 번째 그림을 참조하면, 제 1 검사 결과 화면(S2)에는 컬러 도플러 영상과 함께 검사 결과를 시각적으로 제공하기 위한 그래픽 또는 텍스트가 제공될 수 있다. 보다 상세하게, 컬러 도플러 영상의 일단에는 혈액의 역류 시간을 표시하기 위한 그래픽 또는 텍스트가 제공될 수 있다. 검사자는 컬러 도플러 영상을 통해 제공되는 컬러에 기초하여 혈액의 역류 유무를 판단할 수 있으며, 컬러 도플러 영상의 일단에 제공되는 그래픽 또는 텍스트를 통해 혈액의 역류 유무와 함께 혈액의 역류 시간을 확인할 수 있다.
다음, 컬러 도플러 영상에 기초하여 컬러 도플러 영상에 펄스 웨이브의 샘플 볼륨을 자동으로 설정하는 단계가 수행될 수 있다. 이러한 과정은 검사자의 설정에 따라 제 1 검사 결과 화면(S2)의 제공 이후 자동으로 수행될 수 있으며, 이로써 검사자의 검사 프로세스를 간소화하도록 할 수 있다.
예를 들어, 도 7을 참조하면, 제 1 검사 결과 화면의 제공 후 일정 시간이 경과하면 컬러 도플러 영상에 펄스 웨이브의 샘플 볼륨(SV)을 자동으로 설정하기 위한 샘플 볼륨 설정 화면(S3)이 제공될 수 있다. 펄스 웨이브의 샘플 볼륨(SV)을 자동으로 설정하는 방식은 랜덤으로 샘플 볼륨을 설정하는 방식을 포함할 수 있으며, 실시 예에 따라 컬러 도플러 영상의 중심 부분에 샘플 볼륨을 설정하는 방식일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
다음, 초음파 프로브(100)에서 획득된 혈류 정보를 기초로 샘플 볼륨의 혈류 스펙트럼을 분석하는 단계와, 혈류 스펙트럼의 분석 결과를 표시하는 단계가 수행될 수 있다.
프로브 제어부(140)는 초음파 프로브(100)에서 획득된 혈류 정보를 기초로 샘플 볼륨의 혈류 스펙트럼을 분석할 수 있으며, 분석 결과를 본체(200)의 메인 제어부(240)에 전달하여 본체(200)의 디스플레이부(210)를 통해 샘플 볼륨의 혈류 스펙트럼 분석 결과를 표시할 수 있다. 이하, 샘플 볼륨의 혈류 스펙트럼의 분석 결과를 표시한 화면을 제 2 검사결과 화면(S4)으로 정의한다.
예를 들어, 도 7을 참조하면 제 2 검사 결과 화면(S4)에는 컬러 도플러 영상과 함께 검사 결과를 시각적으로 제공하기 위한 혈류 스펙트럼이 제공될 수 있다. 혈류 스펙트럼은 혈액의 혈류 속도 및 혈류 방향 정보를 포함하는 그래픽 및 텍스트 형태로 제공될 수 있으며, 사용자는 혈류 스펙트럼을 통해 혈류의 속도, 예를 들어 최고 속도, 평균속도 및 최저 속도와 혈류의 방향 정보를 확인할 수 있다.
이상으로, 일 실시 예에 따른 초음파 진단 장치(1)의 제어 과정에 대해 설명하였다. 이러한 초음파 진단 장치(1)의 제어 과정에서 전술한 제 1, 2 검사결과 화면에는 혈액의 역류 유무, 역류 시간 및 역류 속도 정보와 함께 역류 시간에 대한 진단 그레이드가 제공될 수 있으며, 실시 예에 따라 검사가 진행된 피검사자의 신체 부위에 대한 정보 및 해당 부위에 대한 분석 결과를 제공하기 위한 바디 마커가 함께 제공될 수 있다.
도 8은 제 1, 2 검사 결과 표시 화면에 역류 시간에 대한 진단 그레이드가 표시된 예를 도시한 도면이다.
초음파 진단 장치(1)의 메모리(150, 250)에는 검출된 역류 시간에 대한 진단 그레이드가 미리 저장될 수 있다. 예를 들어, 검출된 역류 시간의 레인지를 단계별로 구분하고 해당 레인지에 따라 진단 그레이드를 저위험, 보통 및 위험 등급으로 구분할 수 있다. 진단 그레이드의 레인지는 설계자의 의도에 따라 세부적으로 구분될 수 있다.
도 8을 참조하면, 제 1, 2 검사 결과 표시 화면의 일 영역에는 앞서 설명한 역류 시간에 대한 진단 그레이드를 나타내는 그래픽 또는 텍스트 정보가 표시될 수 있다. 검사자는 화면에 제공되는 그래픽 또는 텍스트 정보에 기초하여 피검사자의 상태를 보다 직관적으로 확인 가능할 수 있다.
도 8은 역류 시간에 대한 진단그레이드를 복수 개의 인디케이터로 단계적으로 표시하고, 인디케이터 주위에 진단 그레이드에 대한 텍스트를 제공하는 경우를 예로 들어 도시하였으나, 진단 그레이드의 제공 예가 도 8에 도시된 바에 의해 제한되는 것은 아니다. 다시 말해, 진단 그레이드는 등급에 따라 인디케이터의 컬러가 변경되는 형태로 제공되거나 텍스트 만으로 제공될 수 있음은 물론이다.
또한, 진단 그레이드는 제 1 검사 화면 및 제 2 검사 화면 중 적어도 하나에만 표시될 수 있으며, 실시 예에 따라 컬러 도플러 모드 진입 화면 및 샘플 볼륨 설정 화면에도 표시될 수도 있다.
도 9는 제 1, 2 검사 결과 표시 화면에 바디 마커가 표시된 예를 도시한 도면이다. 바디 마커는 피검사자의 검사 부위를 시각적으로 확인하기 위해 제공되는 것으로, 바디 마커는 목표하는 검사 부위 중 검사가 완료된 부분을 쉽게 확인할 수 있는 형태로 제공될 수 있다. 예를 들어, 바디 마커는 피검사자의 검사 부위에 대한 그래픽 이미지 형태로 제공되고, 검사가 완료된 부분을 마크하여 검사자가 보다 편하게 검사를 수행하도록 할 수 있다. 도 9는 표시 가능한 바디 마커의 예를 도시한 것으로, 제 1, 2 검사 화면에 표시 가능한 마커의 예가 도 9에 도시된 바에 의해 제한되는 것은 아니다.
또한, 바디 마커는 제 1 검사 화면 및 제 2 검사 화면 중 적어도 하나에만 표시될 수 있으며, 실시 예에 따라 컬러 도플러 모드 진입 화면 및 샘플 볼륨 설정 화면에도 표시될 수 있음은 물론이다.
이상으로 일 실시 예에 따른 초음파 진단 장치(1) 및 초음파 진단 장치(1)의 제어 방법에 대해 설명하였다. 발명의 기술적 사상이 전술한 실시 예들에 제한 되는 것은 아니며 당해 업계에서 통상의 지식을 가진 자가 쉽게 생각할 수 있는 범위 내의 변경을 포함하는 개념으로 넓게 이해되어야 할 것이다.

Claims (15)

  1. 컬러 도플러 영상을 획득하는 초음파 프로브;
    상기 획득된 컬러 도플러 영상에 기초하여 혈액의 역류 유무와 역류 시간을 판단하는 제어부; 및
    상기 컬러 도플러 영상과 함께 검사 결과를 표시하는 표시부;를 포함하는 초음파 진단 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 검사 결과는,
    상기 혈액의 역류 유무 및 역류 시간 중 적어도 하나를 포함하는 초음파 진단 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 컬러 도플러 영상에 기초하여 상기 컬러 도플러 영상에 펄스 웨이브의 샘플 볼륨을 자동으로 설정하고,
    상기 초음파 프로브에서 획득된 혈류 정보를 기초로 상기 샘플 볼륨의 혈류 스펙트럼을 분석하는 것을 포함하는 초음파 진단 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 샘플 볼륨의 혈류 스펙트럼을 분석하여 평균 속도, 최고 속도 및 최저 속도 중 적어도 하나를 포함하는 혈류 속도를 산출하는 것을 포함하는 초음파 진단 장치.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 표시부는,
    상기 샘플 볼륨의 혈류 스펙트럼 분석 결과를 표시하는 초음파 진단 장치.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 혈류 스펙트럼 분석 결과는,
    상기 혈액의 역류 유무, 역류 시간, 혈류 량, 혈류 속도 및 혈류 방향 중 적어도 하나를 포함하는 초음파 진단 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 역류 시간에 대한 진단 그레이드를 결정하고,
    상기 표시부는,
    상기 결정된 진단 그레이드를 표시하는 초음파 진단 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    혈액의 역류를 분석하기 위해 사용자로부터 컬러 도플러 모드에 대한 실행 명령을 입력 받도록 마련된 입력부;를 더 포함하는 초음파 진단 장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 표시부는,
    검사가 진행된 피검사자의 신체 부위에 대한 정보 및 해당 부위에 대한 분석 결과를 표시하도록 마련된 초음파 진단 장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 혈액의 역류 시간은,
    피검사자의 신체 부위를 스퀴징한 후 릴리즈하는 시점을 기준으로 획득되는 것을 포함하는 초음파 진단 장치.
  11. 초음파 프로브에서 컬러 도플러 영상을 획득하는 단계;
    상기 획득된 컬러 도플러 영상에 기초하여 혈액의 역류 유무와 역류 시간을 판단하는 단계; 및
    상기 컬러 도플러 영상과 함께 검사 결과를 표시하는 단계;를 포함하는 초음파 진단 장치의 제어 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 컬러 도플러 영상에 기초하여 상기 컬러 도플러 영상에 펄스 웨이브의 샘플 볼륨을 자동으로 설정하는 단계;
    상기 초음파 프로브에서 획득된 혈류 정보를 기초로 상기 샘플 볼륨의 혈류 스펙트럼을 분석하는 단계; 및
    상기 혈류 스펙트럼의 분석 결과를 표시하는 단계;를 더 포함하는 초음파 진단 장치의 제어 방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 샘플 볼륨의 혈류 스펙트럼을 분석하는 단계는,
    상기 샘플 볼륨의 혈류 스펙트럼을 분석하여 평균 속도, 최고 속도 및 최저 속도 중 적어도 하나를 산출하는 것을 포함하는 초음파 진단 장치의 제어 방법.
  14. 제 11항에 있어서,
    상기 역류 시간에 대한 진단 그레이드를 결정하고, 상기 결정된 진단 그레이드를 표시부에 표시하는 단계;를 더 포함하는 초음파 진단 장치의 제어 방법.
  15. 제 11항에 있어서,
    상기 혈액의 역류 시간은,
    피검사자의 신체 부위를 스퀴징한 후 릴리즈하는 시점을 기준으로 획득되는 것을 포함하는 초음파 진단 장치의 제어 방법.
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