WO2020184790A1 - 초음파 영상 장치 및 그 제어방법 - Google Patents

초음파 영상 장치 및 그 제어방법 Download PDF

Info

Publication number
WO2020184790A1
WO2020184790A1 PCT/KR2019/009210 KR2019009210W WO2020184790A1 WO 2020184790 A1 WO2020184790 A1 WO 2020184790A1 KR 2019009210 W KR2019009210 W KR 2019009210W WO 2020184790 A1 WO2020184790 A1 WO 2020184790A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
observation signal
region
irradiated
imaging apparatus
transverse
Prior art date
Application number
PCT/KR2019/009210
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
박지영
최기완
최성현
Original Assignee
삼성메디슨 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성메디슨 주식회사 filed Critical 삼성메디슨 주식회사
Priority to US17/430,563 priority Critical patent/US20220125412A1/en
Priority to EP19918564.6A priority patent/EP3915487B1/en
Publication of WO2020184790A1 publication Critical patent/WO2020184790A1/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/48—Diagnostic techniques
    • A61B8/485—Diagnostic techniques involving measuring strain or elastic properties
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/06—Measuring blood flow
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/08—Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings
    • A61B8/0891—Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings for diagnosis of blood vessels
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/44—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device
    • A61B8/4477—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device using several separate ultrasound transducers or probes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/46—Ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic devices with special arrangements for interfacing with the operator or the patient
    • A61B8/461—Displaying means of special interest
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/52—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/5207—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves involving processing of raw data to produce diagnostic data, e.g. for generating an image
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/54—Control of the diagnostic device
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
    • G01S7/52017—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00 particularly adapted to short-range imaging
    • G01S7/52019—Details of transmitters
    • G01S7/5202—Details of transmitters for pulse systems
    • G01S7/52022—Details of transmitters for pulse systems using a sequence of pulses, at least one pulse manipulating the transmissivity or reflexivity of the medium
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
    • G01S7/52017—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00 particularly adapted to short-range imaging
    • G01S7/52023—Details of receivers
    • G01S7/52036—Details of receivers using analysis of echo signal for target characterisation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
    • G01S7/52017—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00 particularly adapted to short-range imaging
    • G01S7/52023—Details of receivers
    • G01S7/52036—Details of receivers using analysis of echo signal for target characterisation
    • G01S7/52042—Details of receivers using analysis of echo signal for target characterisation determining elastic properties of the propagation medium or of the reflective target
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
    • G01S7/52017—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00 particularly adapted to short-range imaging
    • G01S7/52053—Display arrangements
    • G01S7/52057—Cathode ray tube displays
    • G01S7/52071—Multicolour displays; using colour coding; Optimising colour or information content in displays, e.g. parametric imaging
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
    • G01S7/52017—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00 particularly adapted to short-range imaging
    • G01S7/52053—Display arrangements
    • G01S7/52057—Cathode ray tube displays
    • G01S7/52073—Production of cursor lines, markers or indicia by electronic means

Definitions

  • the present invention relates to an ultrasound imaging apparatus for acquiring an image inside an object by using ultrasound and a control method thereof.
  • the ultrasound imaging apparatus irradiates an ultrasound signal generated from a transducer of a probe onto an object, receives information on an echo signal reflected from the object, and obtains an image of a portion inside the object.
  • Ultrasound imaging apparatuses are widely used in the medical diagnosis field because they do not have radiation exposure, have higher stability than X-ray imaging apparatuses, can display images in real time, and are inexpensive and mobile compared to magnetic resonance imaging apparatuses.
  • a push pulse is used to generate a transverse wave in the tissue, and the transverse wave elasticity value is calculated using the displacement change of the tissue due to the transverse wave. It can accurately diagnose factors such as cancer or cirrhosis.
  • there are areas such as blood vessels in which displacement changes occur on their own or bones in which displacement changes do not occur due to high strength, and accurate transverse elastic values cannot be calculated in these areas.
  • a problem in which the transverse elastic value of the region of interest in the object is incorrectly calculated may occur due to internal movements such as the vibration of the probe, the movement of blood vessels, respiration, and heartbeat.
  • a push pulse is used. There is a need for an ultrasound imaging apparatus that calculates an accurate transverse elastic value by calculating the displacement of an object tissue by using.
  • An ultrasound imaging apparatus capable of obtaining a more accurate transverse acoustic image by removing an inefficient region such as a blood vessel using a transverse wave observation signal in a section where an object is not affected by a push pulse, and a control method thereof are provided.
  • the ultrasound imaging apparatus irradiates a push pulse for generating a shear wave to the object, irradiates a first observation signal after the push pulse is irradiated, and the push An ultrasonic probe for irradiating a second observation signal before the pulse is irradiated or after the first observation signal is irradiated;
  • the inefficiency area of the object is determined based on the area-specific displacement data of the object obtained from the irradiated second observation signal, and the object's area-specific displacement data obtained from the irradiated first observation signal and the determined inefficiency
  • a control unit that generates a transverse acoustic image based on the region; And a display displaying the generated transverse acoustic image.
  • first observation signal and the second observation signal include a plurality of ultrasonic signals having a predetermined time interval, and a time interval of each of the plurality of ultrasonic signals included in the second observation signal is the first observation signal It may be longer than or equal to the time interval of each of the plurality of ultrasonic signals included in the.
  • the second observation signal may be irradiated for the same time or shorter than that of the first observation signal.
  • a time interval of each of the plurality of ultrasonic signals included in the second observation signal may be 500 usec or less.
  • the second observation signal may be irradiated for a time of 10 msec or more.
  • the inefficiency region may include at least one of a blood vessel region in which blood flow exists and a region in which tissue movement occurs.
  • an area in which the displacement value or the transverse wave velocity value is equal to or greater than a predetermined value is determined, and the determined area is It can be determined as an inefficient area.
  • a horizontal wave elastic value for each region of the object is determined, and a horizontal wave elastic image of the object based on the determined horizontal wave elastic value for each region.
  • a horizontal wave elastic value for each region of the object is determined, and a horizontal wave elastic image of the object based on the determined horizontal wave elastic value for each region
  • a transverse elastic image may be generated to generate a transverse elastic image.
  • the controller may control the display to display a transverse acoustic image in which the transverse acoustic value of the determined inefficiency region is not displayed.
  • the controller may control the display to display a transverse elastic image to which the changed Reliability Measurement Index (RMI) is applied.
  • RMI Reliability Measurement Index
  • controller may control the display to display the changed Reliability Measurement Index (RMI).
  • RMI Reliability Measurement Index
  • the display may be controlled to display the determined inefficiency area.
  • a method of controlling an ultrasound imaging apparatus includes: irradiating a second observation signal to an object; Irradiating the object with a push pulse for generating a shear wave on the object after the second observation signal is irradiated; Irradiating the object with a first observation signal after the push pulse is irradiated; Determining an inefficient region of the object based on the displacement data for each region of the object obtained from the irradiated second observation signal; Generating a transverse acoustic image based on the determined inefficiency region and displacement data for each region of the object obtained from the irradiated first observation signal; It may include displaying the generated transverse acoustic image.
  • first observation signal and the second observation signal may include a plurality of ultrasonic signals having a predetermined time interval, and the time interval of each of the plurality of ultrasonic signals included in the second observation signal is the first observation It may be longer than or equal to the time interval of each of the plurality of ultrasonic signals included in the signal.
  • the second observation signal may be irradiated for the same time or shorter than that of the first observation signal.
  • a time interval of each of the plurality of ultrasonic signals included in the second observation signal may be 500 usec or less.
  • the second observation signal may be irradiated for a time of 10 msec or more.
  • the inefficiency region may include at least one of a blood vessel region in which blood flow exists and a region in which tissue movement occurs.
  • determining the inefficient region of the object based on the displacement data for each region of the object obtained from the irradiated second observation signal is based on the displacement data for each region of the object obtained from the irradiated second observation signal. Based on the determination, an area in which a displacement value or a transverse wave velocity value is greater than or equal to a predetermined value among the areas of the object may be determined, and the determined area is determined as an inefficient area.
  • generating a transverse acoustic image based on the displacement data for each region of the object obtained from the irradiated first observation signal and the determined inefficiency region may be performed for each region of the object obtained from the irradiated first observation signal. Determining a transverse elastic value for each area of the object based on the displacement data; The transverse acoustic image may be generated based on the determined transverse acoustic value for each region, but the transverse acoustic image may be generated so that the transverse acoustic value of the determined inefficient region is not displayed.
  • generating a transverse acoustic image based on the displacement data for each region of the object obtained from the irradiated first observation signal and the determined inefficiency region may be performed for each region of the object obtained from the irradiated first observation signal.
  • RMI reliability measurement index
  • the method of controlling the ultrasound imaging apparatus may further include displaying a transverse acoustic image in which the transverse acoustic value of the determined inefficiency region is not displayed.
  • the method of controlling the ultrasound imaging apparatus may further include displaying the changed Reliability Measurement Index (RMI).
  • RMI changed Reliability Measurement Index
  • the method of controlling the ultrasound imaging apparatus may further include displaying the determined inefficiency region.
  • a method of controlling an ultrasound imaging apparatus includes: irradiating a push pulse for generating a shear wave to the object; Irradiating the object with a first observation signal after the push pulse is irradiated; Irradiating the object with a second observation signal after the first observation signal is irradiated; Determining an inefficient region of the object based on the displacement data for each region of the object obtained from the irradiated second observation signal; Generating a transverse acoustic image based on the determined inefficiency region and displacement data for each region of the object obtained from the irradiated first observation signal; It may include displaying the generated transverse acoustic image.
  • a more accurate transverse elastic value can be calculated by removing an inaccurate measurement area such as a blood vessel using a transverse wave observation signal in a section where an object is not affected by a push pulse. Therefore, it is possible to provide a highly reliable transverse acoustic image to the user.
  • FIG. 1 is an external view of an ultrasound imaging apparatus according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 2 is a block diagram of an ultrasound imaging apparatus according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a process of obtaining a transverse acoustic image by a conventional ultrasound imaging apparatus.
  • 4A is a diagram illustrating a push pulse and an observation signal irradiated by a conventional ultrasound imaging apparatus.
  • 4B is a diagram illustrating a transverse wave velocity for each region acquired according to an observation signal irradiated by a conventional ultrasound imaging apparatus over time.
  • 5A is a diagram for describing a case in which the transverse wave velocity for each region exists in the second half.
  • 5B is a diagram for illustrating an ultrasound image obtained when a transverse wave velocity for each region exists in the second half.
  • 6A is a diagram for explaining an ultrasound irradiation process of an ultrasound imaging apparatus according to an exemplary embodiment.
  • 6B is a diagram for explaining an ultrasound irradiation process of an ultrasound imaging apparatus according to another exemplary embodiment.
  • FIG. 7A is a diagram illustrating a push pulse, a first observation signal, and a second observation signal irradiated by an ultrasound imaging apparatus according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 7B is a diagram illustrating a push pulse, a first observation signal, and a second observation signal irradiated by an ultrasound imaging apparatus according to another exemplary embodiment.
  • FIG. 8 is a diagram showing the transverse wave velocity for each area acquired by irradiating a second observation signal over time.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a display on which a transverse acoustic image is displayed according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a display unit displaying a transverse acoustic image according to another exemplary embodiment.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating an ultrasound imaging apparatus according to an exemplary embodiment.
  • the same reference numerals refer to the same elements throughout the specification. This specification does not describe all elements of the embodiments, and general content or content overlapping between the embodiments in the technical field to which the present invention pertains will be omitted.
  • the term'unit, module, member, block' used in the specification may be implemented as software or hardware, and according to embodiments, a plurality of'units, modules, members, blocks' may be implemented as one component, It is also possible for one'unit, module, member, block' to include a plurality of components.
  • an identification code is used to identify each step and does not describe the order of each step, and each step may be implemented differently from the specified order unless a specific order is clearly stated in the context.
  • The'subject' may include a person or an animal, or a part of a person or animal.
  • the subject may include not only a mass, but also organs such as liver, heart, uterus, brain, breast, abdomen, or blood vessels.
  • the'user' may be a doctor, a nurse, a clinical pathologist, a medical imaging expert, or the like, and may be a technician who develops and repairs a medical device, but is not limited thereto.
  • Ultrasonic image and “object image” refer to an image of an object acquired using ultrasound.
  • The'transverse wave elastic image' refers to an image obtained by using ultrasound and displaying the transverse wave elastic value for each area of an object.
  • The'inefficient area' refers to an area in which a signal exists without a push pulse, such as a blood vessel area in which blood flow exists and an area in which tissue movement occurs.
  • FIG. 1 is an external view of an ultrasound imaging apparatus according to an exemplary embodiment.
  • an ultrasound imaging apparatus 1 includes an ultrasound probe 100 and a body 200.
  • the ultrasound probe 100 may transmit an ultrasound signal to an object to be diagnosed and receive an ultrasound echo signal reflected from the object.
  • the ultrasonic probe 100 receives an ultrasonic echo signal reflected from an object and converts it into an electrical signal (hereinafter, referred to as an ultrasonic signal).
  • the ultrasonic probe 100 is connected to the main body 200 of the ultrasonic imaging apparatus 1 through a cable 120, and may receive various signals required for control of the ultrasonic probe 100 from the main body 200. In addition, the ultrasonic probe 100 may transmit an analog signal or a digital signal corresponding to the ultrasonic echo signal to the main body 200.
  • the ultrasonic probe 100 may be implemented as a wireless probe, and may transmit and receive signals through a network formed between the probe 100 and the body 200.
  • the main body 200 may include a PSA board (Probe Select Assembly) 250, a control panel 260, and displays 270 (270-1, 270-2).
  • the PSA board 250 includes a port connected to the ultrasonic probe 100.
  • the PSA board 250 may activate the ultrasonic probe 100 according to a user's command input through the control panel 260 and control of the controller 300.
  • One end of the cable 120 includes a connector 130 connectable to the port of the PSA board 250.
  • the control panel 260 is a device that receives a command for operating the ultrasound imaging apparatus 1 from a user.
  • the control panel 260 may receive setting information regarding the probe 100 and may receive various control commands related to the operation of the main body 200.
  • the control panel 260 may include a keyboard.
  • the keyboard may include buttons, switches, knobs, touch pads and trackballs.
  • the control panel 260 may include a first display 270-1.
  • the first display 270-1 may display a graphic user interface (GUI) for controlling the operation of the ultrasound imaging apparatus 1.
  • GUI graphic user interface
  • the first display 270-1 may display related information such as a menu for optimizing an ultrasound image or an auxiliary image.
  • the first display 270-1 may include a touch panel, and may receive a user's touch input for a graphic user interface.
  • the first display 270-1 may display a graphic user interface having the same shape as a button included in the keyboard. The user may input a command for controlling the ultrasound imaging apparatus 1 through a touch input on the first display 270-1.
  • the second display 270-2 may display an ultrasound image.
  • the ultrasound image may be a 2D ultrasound image or a 3D stereoscopic ultrasound image, and various ultrasound images may be displayed according to an operation mode of the ultrasound imaging apparatus 1.
  • the second display 270-2 may display menus required for ultrasound diagnosis, guidance items, and information on an operating state of the probe 100.
  • the second display 270-2 may display the reference ultrasound image by superimposing or matching the transverse acoustic wave image.
  • the second display 270-2 may also include a touch panel, and may receive a user's touch input for a graphic user interface. The user may input a command for controlling the ultrasound imaging apparatus 1 through a touch input to the second display 270-2.
  • the display 270 may be implemented with various display devices such as a liquid crystal display (LCD), a light emitting diode (LED), a plasma display panel (PDP), and an organic light emitting diode (OLED).
  • LCD liquid crystal display
  • LED light emitting diode
  • PDP plasma display panel
  • OLED organic light emitting diode
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of an ultrasound imaging apparatus according to an exemplary embodiment.
  • the ultrasonic probe 100 may be a linear array probe, a curved array probe, a phased array probe, and a volume probe. .
  • the present invention is not limited thereto, and the ultrasonic probe 100 may include various probes, such as an Endocavity Probe, a Convex Probe, a Matrix Probe, and/or a 3D Probe.
  • the main body 200 of the ultrasound imaging apparatus 1 may further include beamformers 281 and 282, an image processing unit 290, and a controller 300.
  • the beamformer may be divided into a transmission beamformer 281 and a reception beamformer 282.
  • a beamforming technique is applied to increase the resolution of the image.
  • the transmission beamformer 281 may apply a transmission pulse to the ultrasonic probe 100.
  • the transmission beamformer 281 may apply an appropriate time delay so that ultrasonic signals to be transmitted by a plurality of transducer elements are simultaneously focused on one focusing point, and generate a transmission beam.
  • the transducer array 110 may irradiate a transmission beam to a target portion in the object.
  • such a transmission beam may be referred to as an'observation signal' so as to be contrasted with a push pulse to be described later.
  • the transmission beamformer 281 may generate a push pulse transmitted along a push line.
  • the push pulse may be irradiated to a region of interest of an object to induce tissue displacement and to induce a shear wave.
  • the displacement of the tissue is used to measure the transverse elasticity value, which will be described later.
  • the push pulse may be a focusing beam having a relatively high focusing speed.
  • the observation signal irradiated to the object may be reflected from the object and re-incident to the transducer array 110 of the ultrasound probe 100.
  • the reflected ultrasonic signal may be defined as an ultrasonic echo signal.
  • the reception beamformer 281 converts the ultrasonic echo signal received from the ultrasonic probe 100 to analog/digital and performs reception beamforming.
  • the reception beamformer 281 may apply a time delay to the ultrasonic echo signal reflected from the focal point and returned to the transducer element, and add it at the same time.
  • the beamformers 281 and 282 may be provided in the ultrasonic probe 100.
  • the ultrasonic probe 100 may include beamformers 281 and 282.
  • the image processing unit 290 filters noise components from the received beam to improve the quality of the ultrasound image, performs envelope detection processing for detecting the intensity of the received signal, and generates digital ultrasound image data.
  • the image processing unit 290 may perform scan conversion for converting a scan line of the digital ultrasound image data so that the digital ultrasound image data can be displayed on the display 270.
  • the image processing unit 290 performs image processing on the ultrasonic echo signal to provide an A-mode image, a B-mode image, a D-mode image, an E-mode image, an M-mode image, a Doppler image, and/or a 3D ultrasound image. Can be created.
  • the image processing unit 290 processes the ultrasound image data in RGB so that the ultrasound image can be displayed through the display 270 and transmits the processed ultrasound image data to the display 270.
  • the image processing unit 290 may perform image processing to display various additional information on an ultrasound image.
  • the image processing unit 290 is shown separately from the controller 300, but the controller 300 may include an image processing unit 290.
  • the display 270 may display an ultrasound image and various information processed by the ultrasound imaging apparatus 1.
  • the display 270 may display various graphic user interfaces capable of adjusting the generated ultrasound image.
  • the controller 300 may control an operation of the ultrasound imaging apparatus 1 and a signal flow between internal components of the ultrasound imaging apparatus 1.
  • the controller 300 may include a processor 310 and a memory 320.
  • the controller 300 may be implemented as a processing board in which a processor 310 and a memory 320 are installed on a circuit board.
  • the processor 310 and the memory 320 may be connected through a bus.
  • One or more processors 310 may be provided.
  • the controller 300 may be implemented as a plurality of logic gates, or may be implemented as a combination of a general-purpose micro-processor and a memory 320 in which a program executable in the microprocessor is stored.
  • the memory 320 refers to a storage medium that stores algorithms and data required for operation of each component of the ultrasound imaging apparatus 1.
  • the memory 320 may include a high-speed random access memory, a magnetic disk, SRAM, DRAM, ROM, and the like. Also, the memory 320 may be detachable from the ultrasound imaging apparatus 1.
  • the memory 320 may include a compact flash card (CF card), a secure digital card (SD card), a smart media card (SM card), a multimedia card (MMC), or a memory stick, but is not limited thereto. Does not.
  • the control unit 300 may be electrically connected to each of the PSA board 250, the control panel 260, the display 270, and the beamformers 281 and 282, and each component of the probe 100 and the body 200 It is possible to generate a control signal to control.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a process of obtaining a transverse acoustic image by a conventional ultrasound imaging apparatus.
  • 4A is a diagram illustrating a push pulse and an observation signal irradiated by a conventional ultrasound imaging apparatus.
  • 4B is a diagram illustrating the intensity of an echo signal according to an observation signal irradiated by a conventional ultrasound imaging apparatus over time.
  • 5A is a diagram for describing a case in which the transverse wave velocity for each region exists in the second half.
  • 5B is a diagram for illustrating an ultrasound image obtained when a transverse wave velocity for each region exists in the second half.
  • the ultrasound imaging apparatus according to an embodiment includes the configuration of a conventional ultrasound imaging apparatus, for convenience of explanation, the It can be described as the ultrasound imaging apparatus 1 according to the following.
  • the ultrasound probe 100 irradiates a push pulse 521 to an object along a push line under the control of the ultrasound imaging apparatus 1 to provide a shear wave 532. ) May generate a transverse wave in the object.
  • the push pulse 521 may be irradiated to a focal point 520 in an ROI of the object to induce displacement of the object and generate a transverse wave 532.
  • the push pulse 521 is a focusing beam having a relatively high focusing speed and may have a narrow beam profile.
  • a transverse wave 532 may be generated. That is, when a force is applied to the object of the focal point 520 in the depth direction by the push pulse, the object of the focal point 520 moves in the depth direction. The distance the object moves in the depth direction may be defined as a displacement. Since the tissue of the object has a certain degree of elasticity and the adjacent tissues are organically connected, the movement of the object located at the focal point 520 also affects the adjacent tissue.
  • the displacement of adjacent tissues is induced by the movement of the object located at the focal point 520.
  • the transverse wave 532 may propagate in a direction perpendicular to the depth direction.
  • the transverse waves 532 propagate from the focal point 520 to both sides.
  • the transverse wave 532 changes its speed according to the vibrational characteristics of the medium. Accordingly, the velocity of the transverse wave 532 may be estimated to obtain a transverse elastic value of the object.
  • a change in displacement or a displacement that is, an elastic value, which occurs when a certain force is received according to the characteristics of the medium, is different, it is possible to estimate the transverse wave elastic value of the object based on the change or displacement of the displacement for each area of the object. In other words, based on the displacement data for each region of the object, a transverse elastic value for each region of the object may be estimated.
  • the ultrasound probe 100 In order to estimate the velocity of the transverse wave, that is, to obtain the transverse wave elasticity value of the object, the ultrasound probe 100 according to an exemplary embodiment irradiates a push pulse 521 and then controls an observation signal ( 541) can be irradiated to the subject. That is, the ultrasound probe 100 irradiates the observation signal 541 having a wide beam profile in the region of interest where the transverse wave 532 is traveling due to tissue displacement, and the observation signal 541 is reflected from the region of interest. It is possible to receive an ultrasonic echo signal.
  • the ultrasound imaging apparatus 1 may detect displacement of the tissue based on the echo signal of the observation signal 541.
  • the controller 300 may acquire a transverse acoustic image at a high frame rate, and may detect tissue displacement by comparing successive transverse acoustic image frames.
  • the elastic value for each region of the object is displacement data for each region of the object that can estimate the displacement, change of displacement, and velocity of the object due to the horizontal wave 532 generated by the push pulse 521 Can be determined based on
  • the meaning of determining the elastic value for each area of the object based on the displacement data may mean determining the elastic value for each area of the object based on the displacement, and based on the amount of displacement change per time, that is, the velocity of the transverse wave for each area of the object.
  • the elasticity value for each area of the object may be determined.
  • the ultrasound imaging apparatus may irradiate the object with a push pulse 521 on the region of interest of the object and then irradiate the observation signal 541 to the object to observe the occurrence of displacement of adjacent tissues.
  • the observation signal 541 may be irradiated to the region of interest of the object.
  • the observation signal 541 for observing tissue displacement data due to the push pulse 521 may be defined as a'first observation signal 541'.
  • the first observation signal 541 may include a plurality of ultrasonic signals having a predetermined time interval.
  • the predetermined time interval may be set to such an extent that tissue displacement data by the push pulse 521 can be observed.
  • the first observation signal 541 is always irradiated for a predetermined time after the push pulse 521 is irradiated, so that tissue displacement data due to the push pulse 521 can be observed.
  • the predetermined time may be determined as a time until the tissue displacement by the push pulse 521 disappears.
  • the ultrasound imaging apparatus 1 may irradiate the push pulse and the first observation signal several times.
  • the controller 300 may determine a transverse wave elastic value for each area of the object based on the displacement data for each area of the object acquired from the irradiated first observation signal 541, and the transverse wave elasticity value for each area of the object A transverse acoustic image may be obtained based on the value.
  • a velocity value of a particle in an object region corresponding to tissue displacement data obtained from the irradiated first observation signal 541 may be checked.
  • (a) which shows the speed of particles in the liver region over time
  • the speed of particles in the object region is generated by the push pulse 521 in the first half 410 that has just been irradiated with the push pulse 521.
  • the particle velocity in the object region disappears in the second half 420 after a certain time elapses after the push pulse 521 is irradiated. That is, it can be seen that the transverse wave 532 generated in the tissue disappears.
  • the conventional ultrasound imaging apparatus determines the region where the displacement exists in the second half 420 as the blood vessel region, and The image was displayed so that the transverse elastic value of was not displayed.
  • the change in displacement of the region between the second half 420 will disappear, but as described above, in order to obtain a transverse acoustic image at a high frame rate, It may be advantageous to shorten the irradiation time of the first observation signal 541 as short as possible.
  • a transverse acoustic image acquired according to a conventional ultrasound imaging apparatus may be checked. Looking at the transverse elastic image obtained by the conventional ultrasound imaging apparatus, there is a portion 421 in which the elastic value is not displayed due to the presence of the particle velocity in the second half 420 as a blood vessel region, whereas the second half 420 is a liver region. ), there may be a part 422 where the elasticity value is not displayed due to the existence of the particle velocity.
  • the conventional ultrasound imaging apparatus cannot provide an accurate transverse acoustic image to the user, and may lower the reliability of the user's ultrasound imaging apparatus.
  • FIG. 6A is a diagram for explaining an ultrasonic irradiation process of the ultrasound imaging apparatus 1 according to an exemplary embodiment
  • FIG. 6B is a diagram for explaining an ultrasound irradiation process of the ultrasound imaging apparatus 1 according to another exemplary embodiment.
  • FIG. 7A is a diagram illustrating a push pulse, a first observation signal, and a second observation signal irradiated by an ultrasound imaging apparatus according to an exemplary embodiment
  • FIG. 7B is a push pulse irradiated by the ultrasound imaging apparatus according to another exemplary embodiment, and a first observation signal. It is a diagram showing an observation signal and a second observation signal.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a transverse wave velocity for each area of an object obtained by irradiating a second observation signal over time.
  • the ultrasonic probe 100 may irradiate a second observation signal 542 before irradiation of the push pulse 521. That is, displacement data for each area of the object in a state in which the transverse wave 532 is not generated in the tissue may be obtained using the second observation signal 542.
  • the controller 300 may determine an inefficient area of the object based on the displacement data for each area of the object obtained from the irradiated second observation signal 542.
  • the particle velocity in the liver region obtained from the irradiated second observation signal 542 is very small, and the particle velocity in the blood vessel region obtained from the irradiated second observation signal 542 is present. I can confirm that.
  • the blood vessel region is a region included in the inefficient region, and the inefficient region may include at least one of a blood vessel region in which blood flow exists and a region in which tissue movement occurs. That is, the inefficiency region may mean a region in which the displacement changes even without the push pulse 521.
  • the controller 300 determines an area in which the displacement value or the transverse wave velocity value is equal to or greater than a predetermined value among the areas of the object based on the displacement data for each area of the object obtained from the irradiated second observation signal 542, and , The determined area may be determined as an inefficient area.
  • the ultrasonic probe 100 may irradiate the push pulse 521 after the second observation signal 542 is irradiated. After the pulse 521 is irradiated, displacement data for each area of the object may be obtained by irradiating the first observation signal 541.
  • the controller 300 may generate a transverse elastic image based on the displacement data for each area of the object obtained from the irradiated first observation signal 541 and the determined inefficient area, which will be described later with reference to FIGS. 9 to 10. .
  • the ultrasonic probe 100 may irradiate a first observation signal 541 after irradiating a push pulse 521 to obtain tissue displacement due to a transverse wave 532.
  • the second observation signal 542 may be irradiated.
  • the transverse wave 532 caused by the push pulse 521 may disappear. Accordingly, displacement data for each area of the object may be obtained in a state in which the transverse wave 532 is not generated by the push pulse 521 by using the second observation signal 542.
  • the controller 300 may determine an inefficient area based on the displacement data for each area of the object obtained from the irradiated second observation signal 542. In more detail, the controller 300 determines an area in which the displacement value or the transverse wave velocity value is greater than or equal to a predetermined value, among the areas of the object, based on the displacement data for each area of the object obtained from the irradiated second observation signal 542, The determined area may be determined as an inefficient area.
  • the particle velocity in the liver region obtained from the irradiated second observation signal 542 is very small, and it is confirmed that the particle velocity in the blood vessel region obtained from the irradiated second observation signal is present. I can.
  • the ultrasonic probe 100 may irradiate a second observation signal 542 before irradiation of the push pulse 521.
  • the second observation signal 542 is irradiated to obtain displacement data for each area of the object that is not affected by the push pulse 521, and then the push pulse 521 is irradiated to generate a transverse wave 532 in the object, and
  • the first observation signal 541 may be irradiated to obtain displacement data for each region of the object generated by the transverse wave 532.
  • the ultrasound probe 100 generates a horizontal wave 532 on an object by irradiating a push pulse 521, and the generated horizontal wave 532
  • the first observation signal 541 may be irradiated in order to obtain displacement data for each area of the object to be generated.
  • the second observation signal 542 is irradiated to obtain displacement data for each area of the object without the influence of the push pulse 521.
  • the first observation signal 541 and the second observation signal 542 may include a plurality of ultrasonic signals having a predetermined time interval.
  • the frequency range of blood vessels is approximately 500 Hz or less, so in order to observe a signal of 500 Hz or less, the sampling frequency must be 2 kHz or more.
  • the signal for observing the displacement data of the blood vessel can be irradiated at a maximum time interval of 500 usec. That is, it may be 500 usec or less.
  • a signal for observing the displacement data of the blood vessel may be irradiated for a time of at least 10 msec. That is, it can be irradiated for a time of 10 msec or more.
  • the sampling frequency in order to observe the displacement data for each area of the object by the push pulse 521, the sampling frequency must be 2 kHz or less, and the signal for observing the displacement data for each area of the object is irradiated at a time interval shorter than the maximum 500 usec. Can be. For example, it may be irradiated at intervals of at least 200 usec or less.
  • the signal for obtaining the displacement data for each region of the object by the push pulse 521 is less than 10 msec. It can be irradiated for a long time. For example, it may be irradiated for a time of at least 50 msec or more.
  • the time interval 545 of each of the plurality of ultrasonic signals included in the second observation signal 542 may be longer or equal to the time interval 547 of each of the plurality of ultrasonic signals included in the first observation signal 541.
  • the time 544 at which the second observation signal 542 is irradiated may be shorter or equal to the time 546 at which the first observation signal 541 is irradiated.
  • the second observation signal 542 may be irradiated for a time 544 of 10 msec or more, and a time interval 545 of each of the plurality of ultrasound signals included in the second observation signal 542 may be 500 usec or less.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a display displaying a transverse acoustic image according to an exemplary embodiment
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a display displaying a transverse acoustic image according to another exemplary embodiment.
  • control unit 300 may determine an inefficient region based on the displacement data for each region of the object obtained from the second observation signal 542 irradiated by the ultrasonic probe 100. have.
  • the controller 300 may generate a transverse elastic image based on the displacement data for each area of the object and the determined inefficiency area obtained from the first observation signal 541 irradiated by the ultrasound probe 100. And the display may display the generated transverse acoustic image.
  • the control unit 300 determines a transverse wave elastic value for each area of the object based on the displacement data for each area of the object obtained from the irradiated first observation signal 541, and the horizontal wave elasticity value for each area. You can create an elastic image.
  • the control unit 300 determines a transverse wave elastic value for each area of the object based on displacement data for each area of the object acquired from the irradiated first observation signal 541, and determines the determined area.
  • a transverse acoustic image may be generated based on the star transverse acoustic value, but the transverse acoustic image may be generated so that the determined transverse acoustic value of the inefficient region 271 is not displayed.
  • controller 300 may control the display 270 to display a transverse acoustic image in which the determined inefficiency region 271 is not displayed.
  • the inefficient area 271 such as a blood vessel is displayed in black on the display 270, if the transverse wave elastic value of the inefficient area 271 indicated in black is not displayed, the user Since only the area indicated in black can be checked, it can be determined as the inefficient area 271.
  • the controller 300 may control the display 270 to display the determined inefficiency area 271.
  • the controller 300 may control the display 270 to display a border 273 indicating that the inefficient area 271 is the inefficient area 271, but is not limited thereto.
  • the controller 300 determines a transverse wave elastic value for each area of the object based on displacement data for each area of the object obtained from the irradiated first observation signal 541, and determines the determined area.
  • a transverse elastic image may be generated based on the star transverse wave elastic value, but a transverse elastic image may be generated by changing a Reliability Measurement Index (RMI) of the determined transverse elastic value of the inefficient region 272.
  • RMI Reliability Measurement Index
  • control unit 300 may control the display 270 to display a transverse elastic image to which a modified Reliability Measurement Index (RMI) is applied, as shown in FIG. 10.
  • RMI Reliability Measurement Index
  • the display 270 may be controlled to display a Reliability Measurement Index (RMI).
  • the reliability measurement index of the transverse wave elastic value of the inefficient region 272 may be changed to 0, which may mean not displaying the transverse wave elastic value of the inefficient region 272 as described above in FIG. 9. .
  • control unit 300 may generate a smooth transverse acoustic image by changing the reliability measurement index of the transverse elastic value of the inefficient region 272 to a low value and displaying the transverse elastic value. have.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating an ultrasound imaging apparatus according to an exemplary embodiment.
  • the ultrasound probe 100 may irradiate the object with a push pulse for generating a shear wave on the object (1000).
  • the push pulse may be irradiated to the focal point 520 in the region of interest of the object to induce displacement of the object and to induce a transverse wave.
  • a transverse wave When a push pulse is irradiated to a focal point in an ROI of an object, a transverse wave may be generated. That is, when a force is applied to the object at the focus point in the depth direction by the push pulse, the object at the focus point moves in the depth direction. The distance the object moves in the depth direction may be defined as a displacement. Since the tissue of the object has a certain degree of elasticity and the adjacent tissues are organically connected, the movement of the object located at the focal point also affects the adjacent tissue.
  • the ultrasound probe 100 may irradiate the first observation signal after the push pulse is irradiated in order to obtain displacement data for each area of the object due to the generated transverse wave (1100).
  • the ultrasonic probe 100 may irradiate the second observation signal after the first observation signal is irradiated (1200), and regardless of the order of the flow chart, the ultrasonic probe 100 receives the second observation signal. It is also possible to irradiate the object before the push pulse is irradiated (between 1000 and the start). That is, the irradiation 1200 of the second observation signal may be performed after the first observation signal is irradiated (after 1100) or before the push pulse is irradiated to the object (between 1000 and the start).
  • the controller 300 may determine an inefficient area of the object based on the displacement data for each area of the object obtained from the irradiated second observation signal (1300 ).
  • determining the inefficient area based on the displacement data for each area of the object acquired from the irradiated second observation signal is based on the displacement data for each area of the object acquired from the irradiated second observation signal. It may include determining a region in which the displacement value or the transverse wave velocity value is equal to or greater than a predetermined value, and determining the determined region as an inefficiency region.
  • the inefficiency region may include at least one of a blood vessel region in which blood flow exists and a region in which tissue movement occurs.
  • the controller 300 may generate a transverse acoustic image based on the displacement data for each region of the object obtained from the irradiated first observation signal and the determined inefficiency region (1400).
  • generating the transverse acoustic image includes determining a transverse wave elastic value for each area of the object based on the displacement data for each area of the subject obtained from the irradiated first observation signal, and determining the transverse wave elasticity value for each area based on the determined transverse wave elastic value for each area.
  • Generating an elastic image may include generating a transverse acoustic image so that the transverse acoustic value of the determined inefficiency region is not displayed.
  • generating the transverse acoustic image is to determine the transverse wave elasticity value for each area of the object based on the displacement data for each area of the subject obtained from the irradiated first observation signal, and the transverse wave elasticity value based on the determined transverse wave elasticity value for each area.
  • the image may be generated, but may include generating a transverse elastic image by changing a Reliability Measurement Index (RMI) of the transverse elastic value of the determined inefficiency region.
  • RMI Reliability Measurement Index
  • the display 270 may display the generated transverse acoustic image (1500 ).
  • a transverse acoustic image in which the transverse acoustic value of the determined inefficiency region is not displayed may be displayed.
  • a transverse elastic image to which a modified Reliability Measurement Index (RMI) is applied can be displayed, and a changed Reliability Measurement Index (RMI) can be displayed.
  • RMI Modal Reliability Measurement Index
  • the determined inefficient area may be displayed by displaying a border indicating that the determined inefficient area is an inefficient area.
  • the disclosed embodiments may be implemented in the form of a recording medium storing programs and/or instructions executable by a computer.
  • the instruction may be stored in the form of a program code, and when executed by a processor, a program module may be generated to perform the operation of the disclosed embodiments.
  • the recording medium may be implemented as a computer-readable recording medium.
  • Computer-readable recording media include all kinds of recording media in which instructions that can be read by a computer are stored. For example, there may be read only memory (ROM), random access memory (RAM), magnetic tape, magnetic disk, flash memory, optical data storage device, and the like.
  • ROM read only memory
  • RAM random access memory
  • magnetic tape magnetic tape
  • magnetic disk magnetic disk
  • flash memory optical data storage device

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Gynecology & Obstetrics (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)

Abstract

대상체가 푸시 펄스에 의하여 영향을 받지 않는 구간에서 횡파 관측 신호를 이용하여 혈관 등의 비효율 영역을 제거함으로써 보다 정확한 횡파 탄성 영상을 획득할 수 있는 초음파 영상 장치 및 그 제어방법을 제공한다. 일 실시예에 따른 초음파 영상 장치는, 대상체에 횡파(Shear wave)를 발생시키기 위한 푸시 펄스(Push pulse)를 상기 대상체에 조사하고, 상기 푸시 펄스가 조사된 후 제 1 관측 신호를 조사하고, 상기 푸시 펄스가 조사되기 전 또는 상기 제 1 관측 신호가 조사된 후에 제 2 관측 신호를 조사하는 초음파 프로브, 상기 조사된 제 2 관측 신호로부터 획득된 상기 대상체의 영역별 변위 데이터에 기초하여 상기 대상체의 비효율 영역을 결정하고, 상기 조사된 제 1 관측 신호로부터 획득된 상기 대상체의 영역별 변위 데이터 및 상기 결정된 비효율 영역에 기초하여 횡파 탄성 영상을 생성하는 제어부 및 상기 생성된 횡파 탄성 영상을 표시하는 디스플레이를 포함할 수 있다.

Description

초음파 영상 장치 및 그 제어방법
초음파를 이용하여 대상체 내부 영상을 획득하는 초음파 영상 장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
초음파 영상 장치는 프로브의 트랜스듀서(transducer)로부터 생성되는 초음파 신호를 대상체로 조사하고, 대상체로부터 반사된 에코 신호의 정보를 수신하여 대상체 내부의 부위에 대한 영상을 얻는다.
초음파 영상 장치는 방사능 피폭이 없어 엑스선 영상 장치에 비해 안정성이 높고, 실시간으로 영상의 디스플레이가 가능하며, 자기 공명 영상 장치에 비해 저렴하고 이동이 가능하기 때문에 의료 진단 분야에서 널리 이용되고 있다.
정상적인 조직과 달리 암이나 간경화와 같은 요소가 발생하여 조직의 강도가 변화하는 경우, 푸시 펄스를 이용하여 조직에 횡파를 발생시키고, 횡파로 인한 조직의 변위 변화를 이용하여 횡파 탄성값을 계산하면 보다 정확하게 암이나 간경화와 같은 요소를 진단할 수 있다. 그러나, 신체 내부에는 자체적으로 변위 변화가 발생하는 혈관이나, 강도가 높아서 변위 변화가 발생하지 않는 뼈와 같은 영역이 존재하며, 이러한 영역에서는 정확한 횡파 탄성값을 계산할 수 없다. 또한, 프로브의 흔들림이나 혈관의 움직임, 호흡, 심장 박동과 같은 신체 내부 움직임에 의해 대상체 내 관심영역의 횡파 탄성값이 부정확하게 계산되는 문제가 발생할 수 있다.이와 같은 문제를 해결하기 위하여, 푸시 펄스를 이용하여 대상체 조직의 변위를 계산하여 정확한 횡파 탄성값을 계산하는 초음파 영상 장치가 요구되고 있다.
대상체가 푸시 펄스에 의하여 영향을 받지 않는 구간에서 횡파 관측 신호를 이용하여 혈관 등의 비효율 영역을 제거함으로써 보다 정확한 횡파 탄성 영상을 획득할 수 있는 초음파 영상 장치 및 그 제어방법을 제공한다.
일 실시예에 따른 초음파 영상 장치는 대상체에 횡파(Shear wave)를 발생시키기 위한 푸시 펄스(Push pulse)를 상기 대상체에 조사하고, 상기 푸시 펄스가 조사된 후 제 1 관측 신호를 조사하고, 상기 푸시 펄스가 조사되기 전 또는 상기 제 1 관측 신호가 조사된 후에 제 2 관측 신호를 조사하는 초음파 프로브; 상기 조사된 제 2 관측 신호로부터 획득된 상기 대상체의 영역별 변위 데이터에 기초하여 상기 대상체의 비효율 영역을 결정하고, 상기 조사된 제 1 관측 신호로부터 획득된 상기 대상체의 영역별 변위 데이터 및 상기 결정된 비효율 영역에 기초하여 횡파 탄성 영상을 생성하는 제어부; 및 상기 생성된 횡파 탄성 영상을 표시하는 디스플레이;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 1 관측 신호 및 제 2 관측 신호는 미리 정해진 시간 간격을 갖는 복수의 초음파 신호를 포함하고, 상기 제 2 관측 신호에 포함되는 복수의 초음파 신호 각각의 시간 간격은, 상기 제 1 관측 신호에 포함되는 복수의 초음파 신호 각각의 시간 간격보다 길거나 동일할 수 있다.
또한, 상기 제 2 관측 신호는, 상기 제 1 관측 신호보다 짧거나 동일한 시간 동안 조사될 수 있다.
또한, 상기 제 2 관측 신호에 포함되는 복수의 초음파 신호 각각의 시간 간격은, 500usec 이하일 수 있다.
또한, 상기 제 2 관측 신호는, 10msec 이상의 시간 동안 조사될 수 있다.
또한, 상기 비효율 영역은, 혈류가 존재하는 혈관 영역 및 조직의 움직임이 발생하는 영역 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 조사된 제 2 관측 신호로부터 획득된 상기 대상체의 영역별 변위 데이터에 기초하여, 상기 대상체의 영역 중 변위값 또는 횡파 속도값이 미리 정해진 값 이상이 되는 영역을 결정하고, 상기 결정된 영역을 비효율 영역으로 결정할 수 있다.
또한, 상기 조사된 제 1 관측 신호로부터 획득된 상기 대상체의 영역별 변위 데이터에 기초하여 상기 대상체의 영역별 횡파 탄성값을 결정하고, 상기 결정된 영역별 횡파 탄성값에 기초하여 상기 대상체의 횡파 탄성 영상을 생성하되, 상기 결정된 비효율 영역의 횡파 탄성값이 표시되지 않도록 횡파 탄성 영상을 생성할 수 있다.
또한, 상기 조사된 제 1 관측 신호로부터 획득된 상기 대상체의 영역별 변위 데이터에 기초하여 상기 대상체의 영역별 횡파 탄성값을 결정하고, 상기 결정된 영역별 횡파 탄성값에 기초하여 상기 대상체의 횡파 탄성 영상을 생성하되, 상기 결정된 비효율 영역의 횡파 탄성값의 신뢰성 측정 지표(Reliability Measurement Index, RMI)를 변경하여 횡파 탄성 영상을 생성하여 횡파 탄성 영상을 생성할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 결정된 비효율 영역의 횡파 탄성값이 표시되지 않은 횡파 탄성 영상을 표시하도록 상기 디스플레이를 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 변경된 신뢰성 측정 지표(Reliability Measurement Index, RMI)가 적용된 횡파 탄성 영상을 표시하도록 상기 디스플레이를 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 변경된 신뢰성 측정 지표(Reliability Measurement Index, RMI)를 표시하도록 상기 디스플레이를 제어할 수 있다.
또한, 상기 결정된 비효율 영역을 표시하도록 상기 디스플레이를 제어할 수 있다.
일 실시예에 따른 초음파 영상 장치의 제어방법은, 대상체에 제 2 관측 신호를 조사하고; 제 2 관측 신호가 조사된 후 상기 대상체에 횡파(Shear wave)를 발생시키기 위한 푸시 펄스(Push pulse)를 상기 대상체에 조사하고; 상기 푸시 펄스가 조사된 후에 상기 대상체에 제 1 관측 신호를 조사하고; 상기 조사된 제 2 관측 신호로부터 획득된 상기 대상체의 영역별 변위 데이터에 기초하여 상기 대상체의 비효율 영역을 결정하고; 상기 조사된 제 1 관측 신호로부터 획득된 상기 대상체의 영역별 변위 데이터 및 상기 결정된 비효율 영역에 기초하여 횡파 탄성 영상을 생성하고; 상기 생성된 횡파 탄성 영상을 표시하는 것을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 1 관측 신호 및 제 2 관측 신호는 미리 정해진 시간 간격을 갖는 복수의 초음파 신호를 포함할 수 있고, 상기 제 2 관측 신호에 포함되는 복수의 초음파 신호 각각의 시간 간격은 상기 제 1 관측 신호에 포함되는 복수의 초음파 신호 각각의 시간 간격보다 길거나 동일할 수 있다.
또한, 상기 제 2 관측 신호는, 상기 제 1 관측 신호보다 짧거나 동일한 시간 동안 조사될 수 있다.
또한, 상기 제 2 관측 신호에 포함되는 복수의 초음파 신호 각각의 시간 간격은, 500usec 이하일 수 있다.
또한, 상기 제 2 관측 신호는, 10msec 이상의 시간 동안 조사될 수 있다.
또한, 상기 비효율 영역은, 혈류가 존재하는 혈관 영역 및 조직의 움직임이 발생하는 영역 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 조사된 제 2 관측 신호로부터 획득된 상기 대상체의 영역별 변위 데이터에 기초하여 상기 대상체의 비효율 영역을 결정하는 것은, 상기 조사된 제 2 관측 신호로부터 획득된 상기 대상체의 영역별 변위 데이터에 기초하여, 상기 대상체의 영역 중 변위값 또는 횡파 속도값이 미리 정해진 값 이상인 영역을 결정하고, 상기 결정된 영역을 비효율 영역으로 결정하는 것일 수 있다.
또한, 상기 조사된 제 1 관측 신호로부터 획득된 상기 대상체의 영역별 변위 데이터 및 상기 결정된 비효율 영역에 기초하여 횡파 탄성 영상을 생성하는 것은, 상기 조사된 제 1 관측 신호로부터 획득된 상기 대상체의 영역별 변위 데이터에 기초하여 상기 대상체의 영역별 횡파 탄성값을 결정하고; 상기 결정된 영역별 횡파 탄성값에 기초하여 횡파 탄성 영상을 생성하되, 상기 결정된 비효율 영역의 횡파 탄성값이 표시되지 않도록 횡파 탄성 영상을 생성하는 것일 수 있다.
또한, 상기 조사된 제 1 관측 신호로부터 획득된 상기 대상체의 영역별 변위 데이터 및 상기 결정된 비효율 영역에 기초하여 횡파 탄성 영상을 생성하는 것은, 상기 조사된 제 1 관측 신호로부터 획득된 상기 대상체의 영역별 변위 데이터에 기초하여 상기 대상체의 영역별 횡파 탄성값을 결정하고; 상기 결정된 영역별 횡파 탄성값에 기초하여 횡파 탄성 영상을 생성하되; 상기 결정된 비효율 영역의 횡파 탄성값의 신뢰성 측정 지표(Reliability Measurement Index, RMI)를 변경하여 횡파 탄성 영상을 생성하는 것일 수 있다.
또한, 일 실시예에 따른 초음파 영상 장치의 제어방법은, 상기 결정된 비효율 영역의 횡파 탄성값이 표시되지 않은 횡파 탄성 영상을 표시하는 것;을 더 포함할 수 있다.
또한, 일 실시예에 따른 초음파 영상 장치의 제어방법은, 상기 변경된 신뢰성 측정 지표(Reliability Measurement Index, RMI)를 표시하는 것;을 더 포함할 수 있다.
또한, 일 실시예에 따른 초음파 영상 장치의 제어방법은, 상기 결정된 비효율 영역을 표시하는 것;을 더 포함할 수 있다.
또한 일 실시예에 따른 초음파 영상 장치의 제어방법은, 대상체에 횡파(Shear wave)를 발생시키기 위한 푸시 펄스(Push pulse)를 상기 대상체에 조사하고; 상기 푸시 펄스가 조사된 후에 제 1 관측 신호를 상기 대상체에 조사하고; 상기 제 1 관측 신호가 조사된 후 제 2 관측 신호를 상기 대상체에 조사하고; 상기 조사된 제 2 관측 신호로부터 획득된 상기 대상체의 영역별 변위 데이터에 기초하여 상기 대상체의 비효율 영역을 결정하고; 상기 조사된 제 1 관측 신호로부터 획득된 상기 대상체의 영역별 변위 데이터 및 상기 결정된 비효율 영역에 기초하여 횡파 탄성 영상을 생성하고; 상기 생성된 횡파 탄성 영상을 표시하는 것을 포함할 수 있다.
일 측면에 따른 초음파 영상 장치 및 그 제어방법에 의하면, 대상체가 푸시 펄스에 의하여 영향을 받지 않는 구간에서 횡파 관측 신호를 이용하여 혈관 등의 부정확한 계측 영역을 제거함으로써 보다 정확한 횡파 탄성값을 계산할 수 있어서 신뢰도가 높은 횡파 탄성 영상을 사용자에게 제공할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 초음파 영상 장치의 외관도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 초음파 영상 장치의 블록도이다.
도 3은 종래의 초음파 영상 장치가 횡파 탄성 영상을 획득하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4a는 종래의 초음파 영상 장치가 조사하는 푸시 펄스 및 관측 신호를 나타낸 도면이다.
도 4b는 종래의 초음파 영상 장치가 조사하는 관측 신호에 따라 획득한 영역별 횡파 속도를 시간에 따라 나타낸 도면이다.
도 5a는 영역별 횡파 속도가 후반부에 존재하는 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 5b는 영역별 횡파 속도가 후반부에 존재하는 경우 획득되는 초음파 영상을 나타내기 위한 도면이다.
도 6a는 일 실시예에 따른 초음파 영상 장치의 초음파 조사 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6b는 다른 실시예에 따른 초음파 영상 장치의 초음파 조사 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7a는 일 실시예에 따른 초음파 영상 장치가 조사하는 푸시 펄스, 제 1 관측 신호 및 제 2 관측 신호를 나타낸 도면이다.
도 7b는 다른 실시예에 따른 초음파 영상 장치가 조사하는 푸시 펄스, 제 1 관측 신호 및 제 2 관측 신호를 나타낸 도면이다.
도 8은 제 2 관측 신호를 조사하여 획득한 영역별 횡파 속도를 시간에 따라 나타낸 도면이다.
도 9는 일 실시예에 따른 횡파 탄성 영상이 표시된 디스플레이를 나타낸 도면이다.
도 10은 다른 실시예에 따른 횡파 탄성 영상이 표시된 디스플레부를 나타낸 도면이다.
도 11은 일 실시예에 따른 초음파 영상 장치의 제어 순서도이다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 본 명세서가 실시예들의 모든 요소들을 설명하는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 일반적인 내용 또는 실시예들 간에 중복되는 내용은 생략한다. 명세서에서 사용되는 '부, 모듈, 부재, 블록'이라는 용어는 소프트웨어 또는 하드웨어로 구현될 수 있으며, 실시예들에 따라 복수의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 하나의 구성요소로 구현되거나, 하나의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 복수의 구성요소들을 포함하는 것도 가능하다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 간접적으로 연결되어 있는 경우를 포함하고, 간접적인 연결은 무선 통신망을 통해 연결되는 것을 포함한다.
또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
명세서 전체에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 신호 또는 데이터를 전달 또는 전송한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 해당 구성요소와 다른 구성요소 사이에 또 다른 구성요소가 존재하여 이 구성요소를 통해 전달 또는 전송하는 것을 배제하지 않는다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
각 단계들에 있어 식별부호는 각 단계들을 식별하기 위해 사용되는 것으로 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다.
'대상체'는 사람 또는 동물, 또는 사람 또는 동물의 일부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 대상체는 종괴 뿐만 아니라 간, 심장, 자궁, 뇌, 유방, 복부 등의 장기, 또는 혈관을 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 '사용자'는 의사, 간호사, 임상 병리사, 의료 영상 전문가 등이 될 수 있으며, 의료 장치를 개발 및 수리하는 기술자가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
'초음파 영상' 및 '대상체의 이미지'란 초음파를 이용하여 획득된 대상체에 대한 영상을 의미한다.
'횡파 탄성 영상'이란 초음파를 이용하여 획득된 대상체의 영역별 횡파 탄성값을 표시한 영상을 의미한다.
'비효율 영역'이란 혈류가 존재하는 혈관 영역 및 조직의 움직임이 발생하는 영역 등 푸시 펄스 없이 자체 신호가 존재하는 영역을 의미한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 일 측면에 따른 초음파 영상 장치 및 그 제어방법에 관한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 초음파 영상 장치의 외관도이다.
도 1을 참조하면, 초음파 영상 장치(1)는 초음파 프로브(100) 및 본체(200)를 포함한다. 초음파 프로브(100)는 초음파 신호를 진단하고자 하는 대상체에 송신하고 대상체로부터 반사된 초음파 에코 신호를 수신할 수 있다. 초음파 프로브(100)는 대상체로부터 반사된 초음파 에코 신호를 수신하여 전기적 신호(이하, 초음파 신호라 함)로 변환한다.
초음파 프로브(100)는 케이블(120)을 통해 초음파 영상 장치(1)의 본체(200)와 연결되고, 본체(200)로부터 초음파 프로브(100)의 제어에 필요한 각종 신호를 입력 받을 수 있다. 또한, 초음파 프로브(100)는 초음파 에코 신호에 대응되는 아날로그 신호 또는 디지털 신호를 본체(200)로 전송할 수 있다.
한편, 초음파 프로브(100)는 무선 프로브(wireless probe)로 구현될 수 있고, 프로브(100)와 본체(200) 사이에 형성된 네트워크를 통해 신호를 송수신할 수도 있다.
본체(200)는 PSA보드(Probe Select Assembly, 250), 컨트롤 패널(260) 및 디스플레이(270;270-1, 270-2)를 포함할 수 있다. PSA보드(250)는 초음파 프로브(100)와 연결되는 포트를 포함한다. PSA보드(250)는 컨트롤 패널(260)을 통해 입력되는 사용자의 명령과 제어부(300)의 제어에 따라 초음파 프로브(100)를 활성화시킬 수 있다. 케이블(120)의 일단은 PSA보드(250)의 포트와 접속 가능한 커넥터(130)를 포함한다.
컨트롤 패널(260)은 사용자로부터 초음파 영상 장치(1)의 작동을 위한 명령을 입력 받는 장치이다. 컨트롤 패널(260)은 프로브(100)에 관한 설정 정보를 입력 받을 수 있고, 본체(200)의 작동과 관련된 각종 제어 명령을 입력 받을 수 있다.
컨트롤 패널(260)은 키보드를 포함할 수 있다. 키보드는 버튼, 스위치, 놉(knop), 터치 패드 및 트랙볼 등을 포함할 수 있다. 또한, 컨트롤 패널(260)은 제1 디스플레이(270-1)를 포함할 수 있다. 제1 디스플레이(270-1)는 초음파 영상 장치(1)의 작동을 제어하기 위한 그래픽 유저 인터페이스(Graphic User Interface, GUI)를 표시할 수 있다. 제1 디스플레이(270-1)는 초음파 영상을 최적화하기 위한 메뉴 또는 보조 영상과 같은 관련 정보를 표시할 수 있다.
제1 디스플레이(270-1)는 터치 패널을 포함할 수 있고, 그래픽 유저 인터페이스에 대한 사용자의 터치 입력을 수신할 수 있다. 제1 디스플레이(270-1)는 키보드에 포함된 버튼과 동일한 형상의 그래픽 유저 인터페이스를 표시할 수도 있다. 사용자는 제1 디스플레이(270-1)에 대한 터치 입력을 통해 초음파 영상 장치(1)를 제어하기 위한 명령을 입력할 수 있다.
제2 디스플레이(270-2)는 초음파 영상을 표시할 수 있다. 초음파 영상은 2차원 초음파 영상 또는 3차원 입체 초음파 영상일 수 있으며, 초음파 영상 장치(1)의 작동 모드에 따라 다양한 초음파 영상이 표시될 수 있다. 또한, 제2 디스플레이(270-2)는 초음파 진단에 필요한 메뉴, 안내 사항, 프로브(100)의 작동 상태에 관한 정보 등을 표시할 수 있다.
제2 디스플레이(270-2)는 기준 초음파 영상에 횡파 탄성 영상을 중첩 또는 정합하여 표시할 수 있다.
제2 디스플레이(270-2) 또한 터치 패널을 포함할 수 있고, 그래픽 유저 인터페이스에 대한 사용자의 터치 입력을 수신할 수 있다. 사용자는 제2 디스플레이(270-2)에 대한 터치 입력을 통해 초음파 영상 장치(1)를 제어하기 위한 명령을 입력할 수 있다.
디스플레이(270)는 LCD(Liquid Crystal Display), LED(Light Emitting Diode), PDP(Plasma Display Panel), OLED(Organic Light Emitting Diode) 등 다양한 디스플레이 장치로 구현될 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 초음파 영상 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2를 참조하면, 초음파 프로브(100)는 리니어 어레이 프로브(linear array probe), 커브드 어레이 프로브(curved array probe), 페이즈드 어레이 프로브(Phased array probe), 볼륨 프로브(Volume probe)일 수 있다. 이에 한정되지 않으며, 초음파 프로브(100)는 엔도캐비티 프로브(Endocavity Probe), 컨벡스 프로브(Convex Probe), 매트릭스(Matrix) 프로브 및/또는 3D프로브 등 다양한 프로브를 포함할 수 있다.
초음파 영상 장치(1)의 본체(200)는 빔포머(281, 282), 영상 처리부(290), 제어부(300)를 더 포함할 수 있다.
빔포머는 송신 빔포머(281)와 수신 빔포머(282)로 구분될 수 있다. 초음파 신호를 이용하여 이미지를 얻는데 있어서, 이미지의 해상도를 높이기 위해 빔포밍(Beamforming) 기술이 적용된다. 송신 빔포머(281)는 초음파 프로브(100)에 송신 펄스를 인가할 수 있다. 송신 빔포머(281)는 복수의 트랜스듀서 엘리먼트(element)에 의해 송신될 초음파 신호가 하나의 집속점에 동시에 집속되도록 적절한 시간 지연(time delay)을 적용하고, 송신 빔을 생성할 수 있다. 트랜스듀서 어레이(110)는 대상체 내 목표 부위로 송신 빔을 조사할 수 있다.
설명의 편의를 위하여, 이러한 송신 빔을, 후술하여 설명할 푸시 펄스와 대비되도록, '관측 신호'라고 지칭될 수 있다.
또한, 송신 빔포머(281)는 푸시 라인(Push line)을 따라 송신되는 푸시 펄스(Push pulse)를 생성할 수 있다. 푸시 펄스는 대상체의 관심 영역에 조사되어 조직의 변위(displacement)를 유도하고, 횡파(Shear wave)를 유도할 수 있다. 조직의 변위는 후술할 횡파 탄성값을 측정하는데 이용된다. 푸시 펄스는 집속도가 상대적으로 높은 집속빔일 수 있다.
대상체에 조사된 관측 신호는 대상체로부터 반사되어 초음파 프로브(100)의 트랜스듀서 어레이(110)에 다시 입사될 수 있다. 반사된 초음파 신호는 초음파 에코 신호로 정의될 수 있다.
수신 빔포머(281)는 초음파 프로브(100)로부터 수신한 초음파 에코 신호를 아날로그/디지털 변환하고, 수신 빔포밍을 수행한다. 수신 빔포머(281)는 집속점으로부터 반사되어 트랜스듀서 엘리먼트로 돌아오는 초음파 에코 신호에 시간 지연을 적용하고 동일한 시간에 합산할 수 있다.
한편, 빔포머(281, 282)는 초음파 프로브(100)에 마련될 수도 있다. 예를 들면, 초음파 프로브(100)가 무선 프로브일 경우, 초음파 프로브(100)는 빔포머(281, 282)를 포함할 수 있다.
영상 처리부(290)는 초음파 영상의 화질을 개선하기 위해 수신 빔에서 잡음(noise)성분을 필터링하고, 수신 신호의 세기를 검출하는 포락선 검파 처리를 수행하며, 디지털 초음파 영상 데이터를 생성한다.
영상 처리부(290)는 디지털 초음파 영상 데이터가 디스플레이(270)에 표시될 수 있도록 디지털 초음파 영상 데이터의 주사선을 변환하는 스캔 변환을 수행할 수 있다. 또한, 영상 처리부(290)는 초음파 에코 신호에 영상 처리를 수행하여 A-모드 영상, B-모드 영상, D-모드 영상, E-모드 영상, M-모드 영상, 도플러 영상 및/또는 3D 초음파 영상을 생성할 수 있다. 영상 처리부(290)는 디스플레이(270)를 통해 초음파 영상이 표시될 수 있도록, 초음파 영상 데이터를 RGB 처리하고, 디스플레이(270)로 전송한다.
또한, 영상 처리부(290)는 초음파 영상 상에 여러 가지 부가 정보를 표시하기 위한 영상 처리를 수행할 수도 있다.
한편, 도 2에서 영상 처리부(290)는 제어부(300)와 별도로 도시되어 있으나, 제어부(300)가 영상 처리부(290)를 포함할 수도 있다.
디스플레이(270)는 초음파 영상 및 초음파 영상 장치(1)에서 처리되는 다양한 정보를 표시할 수 있다. 디스플레이(270)는 생성된 초음파 영상을 조절할 수 있는 다양한 그래픽 유저 인터페이스를 표시할 수 있다.
제어부(300)는 초음파 영상 장치(1)의 작동 및 초음파 영상 장치(1)의 내부 구성 요소들 사이의 신호 흐름을 제어할 수 있다. 제어부(300)는 프로세서(310) 및 메모리(320)를 포함할 수 있다. 제어부(300)는 회로 기판에 프로세서(310) 및 메모리(320)가 설치된 프로세싱 보드(processing board)로 구현될 수 있다. 프로세서(310)와 메모리(320)는 버스(bus)를 통해 연결될 수 있다. 프로세서(310)는 하나 또는 복수 개 마련될 수 있다.
제어부(300)는 다수의 논리 게이트들로 구현될 수도 있고, 범용적인 마이크로 프로세서(Micro-Processor)와 마이크로 프로세서에서 실행될 수 있는 프로그램이 저장된 메모리(320)의 조합으로 구현될 수 있다.
메모리(320)는 초음파 영상 장치(1)의 각 구성의 작동에 필요한 알고리즘 및 데이터를 저장하는 저장매체를 의미한다. 메모리(320)는 고속 랜덤 액세스 메모리(high-speed random access memory), 자기 디스크, 에스램(SRAM), 디램(DRAM), 롬(ROM) 등을 포함할 수 있다. 또한, 메모리(320)는 초음파 영상 장치(1)에 탈착 가능할 수 있다. 메모리(320)는 CF 카드(Compact Flash Card), SD 카드(Secure Digital Card), SM카드(Smart Media Card), MMC(Multimedia Card) 또는 메모리 스틱(Memory Stick)을 포함할 수 있고, 이에 한정되지 않는다.
제어부(300)는 PSA보드(250), 컨트롤 패널(260), 디스플레이(270) 및 빔포머(281, 282) 각각과 전기적으로 연결될 수 있고, 프로브(100)와 본체(200)의 각 구성 요소를 제어하는 제어 신호를 생성할 수 있다.
이하 도 3 내지 도 5를 참조하여, 종래의 초음파 영상 장치가 횡파 탄성 영상을 획득하는 과정을 설명한다.
도 3은 종래의 초음파 영상 장치가 횡파 탄성 영상을 획득하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 도 4a는 종래의 초음파 영상 장치가 조사하는 푸시 펄스 및 관측 신호를 나타낸 도면이다. 도 4b는 종래의 초음파 영상 장치가 조사하는 관측 신호에 따른 에코 신호의 세기를 시간에 따라 나타낸 도면이다. 도 5a는 영역별 횡파 속도가 후반부에 존재하는 경우를 설명하기 위한 도면이다. 도 5b는 영역별 횡파 속도가 후반부에 존재하는 경우 획득되는 초음파 영상을 나타내기 위한 도면이다.
도 3 내지 도 5를 참조하여 후술할 내용은 종래의 초음파 영상 장치에 관한 것이나, 일 실시예에 따른 초음파 영상 장치는 종래의 초음파 영상 장치 구성을 포함하고 있으므로, 설명의 편의를 위하여 일 실시예에 따른 초음파 영상 장치(1)로 간주하여 설명할 수 있다.
도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 초음파 프로브(100)는 초음파 영상 장치(1)의 제어에 의해 푸시 라인을 따라 대상체에 푸시 펄스(Push pulse; 521)를 조사하여 횡파(Shear wave; 532)를 대상체에 횡파를 발생시킬 수 있다. 푸시 펄스(521)는 대상체의 관심 영역 내의 집속점(520)에 조사되어 대상체의 변위(displacement)를 유도하고, 횡파(532)를 발생시킬 수 있다. 푸시 펄스(521)는 집속도가 상대적으로 높은 집속빔으로서 빔 프로파일의 폭이 좁게 형성될 수 있다.
대상체의 관심 영역 내의 집속점(520)에 푸시 펄스(521)가 조사되면, 횡파(532)가 발생될 수 있다. 즉, 푸시 펄스에 의해 집속점(520)의 대상체에 깊이 방향으로 힘이 가해지면, 집속점(520)의 대상체는 깊이 방향으로 움직이게 된다. 대상체가 깊이 방향으로 움직인 거리는 변위로 정의될 수 있다. 대상체의 조직은 일정한 탄성도를 가지며, 인접한 조직들은 유기적으로 연결되어 있으므로, 집속점(520)에 위치한 대상체의 움직임은 인접한 조직에도 영향을 미친다.
집속점(520)에 위치한 대상체의 움직임에 의해 인접한 조직의 변위가 유도된다. 횡파(532)는 깊이 방향과 수직인 방향으로 전파될 수 있다. 횡파(532)는 집속점(520)으로부터 양쪽으로 전파된다. 횡파(532)는 매질의 진동학적 특성에 따라 그 속도가 바뀐다. 따라서 횡파(532)의 속도를 추정하여 대상체의 횡파 탄성값을 획득할 수 있다.
또한, 매질의 특성에 따라 일정한 힘을 받았을 때 발생하는 변위의 변화 또는 변위, 즉 탄성값이 다르므로, 대상체의 영역별 변위의 변화 또는 변위에 기초하여 대상체의 횡파 탄성값을 추정할 수 있다. 다시 말해서, 대상체의 영역별 변위 데이터에 기초하여 대상체의 영역별 횡파 탄성값을 추정할 수 있다.
횡파의 속도를 추정하기 위하여, 즉 대상체의 횡파 탄성값을 획득하기 위하여 일 실시예에 따른 초음파 프로브(100)는 푸시 펄스(521)를 조사한 후 초음파 영상 장치(1)의 제어에 의하여 관측 신호(541)를 대상체에 조사할 수 있다. 즉, 초음파 프로브(100)는 조직의 변위가 발생하여 횡파(532)가 진행하고 있는 관심 영역에 넓은 빔 프로파일을 갖는 관측 신호(541)를 조사하고, 관측 신호(541)가 관심 영역으로부터 반사된 초음파 에코 신호를 수신할 수 있다. 초음파 영상 장치(1)는 관측 신호(541)의 에코 신호에 기초하여 조직의 변위를 검출할 수 있다.
예를 들면, 제어부(300)는 횡파 탄성 영상을 높은 프레임 레이트(frame rate)로 획득할 수 있고, 연속하는 횡파 탄성 영상 프레임을 비교하여 조직의 변위를 검출할 수 있다.
그런데 횡파(532)를 이용하여 조직의 탄성값을 측정할 때, 대상체의 관심 영역 내에 위치하는 혈관 등에 의하여 대상체의 정확한 횡파 탄성값을 획득하지 못할 수 있다. 구체적으로, 혈관 등과 같이 푸시 펄스(521)의 조사 없이도 혈류에 의하여 자체적으로 변위 데이터가 존재하는 경우 혹은 푸시 펄스(521)의 조사 없이도 조직의 움직임이 발생하여 변위 변화가 존재하는 경우에는 정확한 조직의 횡파 탄성값을 획득하기 어려울 수 있다.
상술하여 설명한 바와 같이, 대상체의 영역별 탄성값은 푸시 펄스(521)로 인하여 발생한 횡파(532)에 의한 대상체의 영역별 변위, 변위의 변화, 속도 등을 추정할 수 있는 대상체의 영역별 변위 데이터에 기초하여 결정될 수 있다.
즉, 변위 데이터에 기초하여 대상체의 영역별 탄성값을 결정한다는 의미는, 변위에 기초하여 대상체의 영역별 탄성값을 결정하는 것일 수 있으며, 시간당 변위 변화량, 즉 대상체의 영역별 횡파의 속도에 기초하여 대상체의 영역별 탄성값을 결정하는 것일 수 있다.
이하 도 4a 내지 4b를 참조하여, 종래 기술에 따른 초음파 영상 장치(1)가 혈관 등의 자체 신호가 존재하는 영역을 제외하여 정확한 대상체의 횡파 탄성값을 획득하는 과정을 설명한다.
도 4a를 참조하면, 종래의 초음파 영상 장치가 시간에 따라 푸시 펄스(521) 및 관측 신호(541)를 조사하는 순서를 확인할 수 있다. 초음파 영상 장치는, 대상체의 관심 영역에 푸시 펄스(521)를 조사한 후, 인접한 조직의 변위가 발생하는 것을 관측하기 위하여 관측 신호(541)를 대상체에 조사할 수 있다.
즉, 대상체의 관심 영역 내의 집속점(520)에 푸시 펄스(521)를 조사하고 이로 인한 조직의 변위 데이터를 관측하기 위하여 관측 신호(541)를 대상체의 관심 영역에 조사할 수 있다. 이 때, 설명의 편의를 위하여 푸시 펄스(521)로 인한 조직의 변위 데이터를 관측하기 위한 관측 신호(541)는 '제 1 관측 신호(541)'로 정의될 수 있다.
이 때, 제 1 관측 신호(541)는 미리 정해진 시간 간격을 갖는 복수의 초음파 신호를 포함할 수 있다. 이 때, 미리 정해진 시간 간격은 푸시 펄스(521)에 의한 조직의 변위 데이터를 관측할 수 있을 정도로 정해질 수 있다.
즉, 제 1 관측 신호(541)는 항상 푸시 펄스(521)가 조사된 후 미리 정해진 시간 동안 조사되어, 푸시 펄스(521)에 의한 조직의 변위 데이터를 관측할 수 있다. 이 때, 미리 정해진 시간은 푸시 펄스(521)에 의한 조직의 변위가 사라질 때까지의 시간으로 정해질 수 있다. 도 4a에 도시된 바와 같이, 보다 정확한 대상체의 횡파 탄성값을 획득하기 위하여, 초음파 영상 장치(1)는 푸시 펄스 및 제 1 관측 신호를 여러 번 조사할 수 있다.
도면에는 도시되지 않았지만, 제어부(300)는 조사된 제 1 관측 신호(541)로부터 획득된 대상체의 영역별 변위 데이터에 기초하여 대상체의 영역별 횡파 탄성값을 결정할 수 있으며, 대상체의 영역별 횡파 탄성값에 기초하여 횡파 탄성 영상을 획득할 수 있다.
도 4b를 참조하면, 조사된 제 1 관측 신호(541)로부터 획득된 조직의 변위 데이터에 대응되는 대상체 영역 내 입자의 속도값을 확인할 수 있다. 간 영역 내의 입자 속도를 시간에 따라 나타낸 (a) 부분을 참조하면, 푸시 펄스(521)가 조사된 지 얼마 되지 않은 전반부(410)에는 푸시 펄스(521)에 의하여 대상체 영역 내 입자의 속도가 발생함을 확인할 수 있지만, 푸시 펄스(521)가 조사된 후 일정한 시간이 지난 후반부(420)에는 대상체 영역 내 입자 속도가 사라지는 것을 확인할 수 있다. 즉, 조직에 발생한 횡파(532)가 사라지는 것을 확인할 수 있다.
반면에, 혈관 영역 내의 입자 속도를 시간에 따라 나타낸 (b) 부분을 참조하면, 푸시 펄스(521)가 조사된 후 일정한 시간이 지난 후반부(420)에서의 입자 속도가 사라지지 않는 것을 확인할 수 있다. 즉, 혈관 영역 내의 입자 속도가 사라지지 않는 것을 확인할 수 있다.
혈관 영역은 푸시 펄스(521)의 조사 여부와 관계 없이 혈류의 움직임과 같은 인자에 의하여 변위의 변화가 발생하므로, 푸시 펄스(521)에 의한 변위 데이터를 획득할 수 없고, 이로 인하여 정확한 횡파 탄성값을 획득할 수 없다.
후반부(420)에서 혈관 영역의 자체 변위 변화에 의한 신호만이 존재한다는 점에 착안하여, 종래 기술에 따른 초음파 영상 장치는 후반부(420)에 변위가 존재하는 영역을 혈관 영역으로 결정하고, 혈관 영역의 횡파 탄성값이 표시되지 않게 영상을 표시하였다.
이하 도 5a 내지 도 5b를 참조하여 후반부(420)에 변위가 존재하는 영역을 혈관 영역으로 결정하는 방법에 따른 문제점을 설명한다.
도 5a를 참조하면, 푸시 펄스가 조사된 후 일정한 시간이 지난 후반부(420)에 간 영역의 변위 변화가 존재함을 확인할 수 있다.
제 1 관측 신호(541)를 보다 오랜 시간 동안 조사한다면 후반부(420)에 간 영역의 변위 변화가 사라지겠지만, 전술하여 설명한 바와 같이, 횡파 탄성 영상을 높은 프레임 레이트(frame rate)로 획득하기 위해서는, 제 1 관측 신호(541)의 조사 시간을 최대한 짧게 하는 것이 유리할 수 있다.
종래의 초음파 영상 장치는, 간 영역임에도 불구하고 후반부(420)에 입자 속도가 존재하는 경우 이를 혈관 영역으로 판단하고, 간 영역임에도 불구하고 입자 속도가 존재하는 영역의 횡파 탄성값이 표시되지 않게 영상을 표시하였다.
즉, 혈관 영역의 후반부(420)에도 입자 속도가 존재하고, 간 영역의 후반부(420)에도 입자 속도가 존재하므로, 이러한 입자 속도의 차이를 구별할 수 없다는 문제점이 존재하였다.
도 5b를 참조하면, 종래의 초음파 영상 장치에 따라 획득한 횡파 탄성 영상을 확인할 수 있다. 종래의 초음파 영상 장치에 따라 획득한 횡파 탄성 영상을 살펴보면, 혈관 영역으로써 후반부(420)에 입자 속도가 존재하여 탄성값이 표시되지 않은 부분(421)이 있는 반면, 간 영역임에도 불구하고 후반부(420)에 입자 속도가 존재하여 탄성값이 표시되지 않은 부분(422)이 존재할 수도 있다.
이러한 문제점으로 인하여, 종래의 초음파 영상 장치는 사용자에게 정확한 횡파 탄성 영상을 제공할 수 없고 사용자의 초음파 영상 장치에 대한 신뢰도를 하락시킬 수 있다.
이하 도 6 내지 도 8을 참조하여, 상술하여 설명한 문제점을 해결할 수 있는 일 실시예에 따른 초음파 영상 장치(1)를 설명한다.
도 6a는 일 실시예에 따른 초음파 영상 장치(1)의 초음파 조사 과정을 설명하기 위한 도면이고, 도 6b는 다른 실시예에 따른 초음파 영상 장치(1)의 초음파 조사 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7a는 일 실시예에 따른 초음파 영상 장치가 조사하는 푸시 펄스, 제 1 관측 신호 및 제 2 관측 신호를 나타낸 도면이고, 도 7b는 다른 실시예에 따른 초음파 영상 장치가 조사하는 푸시 펄스, 제 1 관측 신호 및 제 2 관측 신호를 나타낸 도면이다.
도 8은 제 2 관측 신호를 조사하여 획득한 대상체의 영역별 횡파 속도를 시간에 따라 나타낸 도면이다.
도 6a를 참조하면, 일 실시예에 따른 초음파 프로브(100)는 푸시 펄스(521)가 조사되기 전에 제 2 관측 신호(542)를 조사할 수 있다. 즉, 제 2 관측 신호(542)를 이용하여 조직에 횡파(532)가 발생하지 않은 상태에서의 대상체의 영역별 변위 데이터를 획득할 수 있다.
이 때, 제어부(300)는 조사된 제 2 관측 신호(542)로부터 획득된 대상체의 영역별 변위 데이터에 기초하여 대상체의 비효율 영역을 결정할 수 있다.
도 8을 참조하면, 조사된 제 2 관측 신호(542)로부터 획득된 간 영역 내 입자 속도가 매우 작은 것을 확인할 수 있으며, 조사된 제 2 관측 신호(542)로부터 획득된 혈관 영역 내 입자 속도가 존재하는 것을 확인할 수 있다.
혈관 영역은 비효율 영역에 포함되는 영역으로, 비효율 영역은 혈류가 존재하는 혈관 영역 및 조직의 움직임이 발생하는 영역 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 즉, 비효율 영역은 푸시 펄스(521)가 없이도 변위가 변화하는 영역을 의미할 수 있다.
따라서 제어부(300)는, 조사된 제 2 관측 신호(542)로부터 획득된 대상체의 영역별 변위 데이터에 기초하여, 대상체의 영역 중 변위값 또는 횡파 속도값이 미리 정해진 값 이상이 되는 영역을 결정하고, 결정된 영역을 비효율 영역으로 결정할 수 있다.
다시 도 6a를 참조하면, 도 3을 참조하여 설명한 바와 같이, 일 실시예에 따른 초음파 프로브(100)는 제 2 관측 신호(542)가 조사된 후 푸시 펄스(521)를 조사할 수 있으며, 푸시 펄스(521)가 조사된 후 제 1 관측 신호(541)를 조사하여 대상체의 영역별 변위 데이터를 획득할 수 있다.
제어부(300)는 조사된 제 1 관측 신호(541)로부터 획득된 대상체의 영역별 변위 데이터 및 결정된 비효율 영역에 기초하여 횡파 탄성 영상을 생성할 수 있으며, 이는 도 9 내지 도 10을 참조하여 후술한다.
도 6b를 참조하면, 일 실시예에 따른 초음파 프로브(100)는 횡파(532)에 의한 조직의 변위를 획득하기 위해 푸시 펄스(521)를 조사한 후에 제 1 관측 신호(541)를 조사할 수 있으며, 제 1 관측 신호(541)가 조사된 후에 제 2 관측 신호(542)를 조사할 수 있다. 푸시 펄스(521)가 조사되고 제 1 관측 신호(541)가 조사된 후에는, 푸시 펄스(521)에 의한 횡파(532)가 사라질 수 있다. 따라서, 제 2 관측 신호(542)를 이용하여 푸시 펄스(521)에 의하여 횡파(532)가 발생하지 않은 상태에서의 대상체의 영역별 변위 데이터를 획득할 수 있다.
이 때, 제어부(300)는 조사된 제 2 관측 신호(542)로부터 획득된 대상체의 영역별 변위 데이터에 기초하여 비효율 영역을 결정할 수 있다. 구체적으로 제어부(300)는 조사된 제 2 관측 신호(542)로부터 획득된 상기 대상체의 영역별 변위 데이터에 기초하여, 대상체의 영역 중 변위값 또는 횡파 속도값이 미리 정해진 값 이상인 영역을 결정하고, 결정된 영역을 비효율 영역으로 결정할 수 있다.
도 8을 참조하면, 조사된 제 2 관측 신호(542)로부터 획득된 간 영역 내의 입자 속도가 매우 작은 것을 확인할 수 있으며, 조사된 제 2 관측 신호로부터 획득된 혈관 영역 내의 입자 속도는 존재하는 것을 확인할 수 있다.
도 7a를 참조하면, 도 6a에서 살펴본 바와 같이, 일 실시예에 따른 초음파 프로브(100)는 푸시 펄스(521)가 조사되기 전에 제 2 관측 신호(542)를 조사할 수 있다. 제 2 관측 신호(542)를 조사하여 푸시 펄스(521)의 영향이 없는 대상체의 영역별 변위 데이터를 획득하고, 이후에 푸시 펄스(521)를 조사하여 대상체에 횡파(532)를 발생시키고, 발생된 횡파(532)에 의하여 발생하는 대상체의 영역별 변위 데이터를 획득하기 위하여 제 1 관측 신호(541)를 조사할 수 있다.
도 7b를 참조하면, 도 6b에서 살펴본 바와 같이, 일 실시예에 따른 초음파 프로브(100)는 푸시 펄스(521)를 조사하여 대상체에 횡파(532)를 발생시키고, 발생된 횡파(532)에 의하여 발생하는 대상체의 영역별 변위 데이터를 획득하기 위하여 제 1 관측 신호(541)를 조사할 수 있다. 제 1 관측 신호(541)를 조사한 후에 제 2 관측 신호(542)를 조사하여 푸시 펄스(521)의 영향이 없는 대상체의 영역별 변위 데이터를 획득할 수 있다.
도 7a 내지 도 7b를 참조하면, 제 1 관측 신호(541) 및 제 2 관측 신호(542)는 미리 정해진 시간 간격을 갖는 복수의 초음파 신호를 포함할 수 있다.
일반적으로 혈관의 주파수 범위는 대략 500Hz 이하이므로, 500Hz 이하의 신호를 관측하기 위해서는 샘플링(sampling) 주파수가 2kHz 이상이여야 한다.
따라서 혈관의 변위 데이터를 관측하기 위한 신호는 최대 500usec의 시간 간격으로 조사될 수 있다. 즉, 500usec 이하일 수 있다.
또한, 혈관의 변위 데이터를 획득하기 위해서는 혈관의 1/2 사이클(cycle)을 관측하여야 하므로, 혈관의 변위 데이터를 관측하기 위한 신호는 최소 10msec의 시간 동안 조사될 수 있다. 즉, 10msec 이상의 시간 동안 조사될 수 있다.
반면에, 일반적으로 푸시 펄스(521)에 의한 대상체의 영역별 변위 데이터를 관측하기 위해서는 샘플링 주파수가 2kHz 이하여야 하며, 대상체의 영역별 변위 데이터를 관측하기 위한 신호는 최대 500usec보다 짧은 시간 간격으로 조사 될 수 있다. 예를 들어, 적어도 200usec 이하의 간격으로 조사될 수 있다.
또한, 푸시 펄스(521)에 의한 대상체의 영역별 변위 데이터를 획득하기 위해서는 푸시 펄스(521)에 의한 변위 또는 변위 데이터가 사라질 때까지, 또는 푸시 펄스(521)에 의하여 발생한 횡파가 조직의 끝부분에 전달되고, 조직의 끝부분의 변위 데이터를 획득할 수 있을 때까지 대상체의 영역별 변위 데이터를 관측해야 하므로, 푸시 펄스(521)에 의한 대상체의 영역별 변위 데이터를 획득하기 위한 신호는 10msec보다 긴 시간 동안 조사될 수 있다. 예를 들어, 적어도 50msec 이상의 시간 동안 조사될 수 있다.
따라서, 제 2 관측 신호(542)에 포함되는 복수의 초음파 신호 각각의 시간 간격(545)은 제 1 관측 신호(541)에 포함되는 복수의 초음파 신호 각각의 시간 간격(547)보다 길거나 동일할 수 있으며, 제 2 관측 신호(542)가 조사되는 시간(544)은 제 1 관측 신호(541)가 조사되는 시간(546)보다 짧거나 동일할 수 있다.
또한 제 2 관측 신호(542)는 10msec 이상의 시간(544) 동안 조사될 수 있으며 제 2 관측 신호(542)에 포함되는 복수의 초음파 신호 각각의 시간 간격(545)은 500usec 이하일 수 있다.
이하 도 9 내지 도 10을 참조하여 일 실시예에 따른 초음파 영상 장치(1)의 제어부가 횡파 탄성 영상을 생성하는 과정 및 이를 디스플레이(270)에 표시하는 과정을 설명한다.
도 9는 일 실시예에 따른 횡파 탄성 영상이 표시된 디스플레이를 나타낸 도면이고, 도 10은 다른 실시예에 따른 횡파 탄성 영상이 표시된 디스플레이를 나타낸 도면이다.
상술하여 설명한 바와 같이, 일 실시예에 따른 제어부(300)는 초음파 프로브(100)에 의하여 조사된 제 2 관측 신호(542)로부터 획득된 상기 대상체의 영역별 변위 데이터에 기초하여 비효율 영역을 결정할 수 있다.
또한, 일 실시예에 따른 제어부(300)는 초음파 프로브(100)에 의하여 조사된 제 1 관측 신호(541)로부터 획득된 대상체의 영역별 변위 데이터 및 결정된 비효율 영역에 기초하여 횡파 탄성 영상을 생성할 수 있으며, 디스플레이는 생성된 횡파 탄성 영상을 표시할 수 있다. 구체적으로 제어부(300)는, 조사된 제 1 관측 신호(541)로부터 획득된 대상체의 영역별 변위 데이터에 기초하여 대상체의 영역별 횡파 탄성값을 결정하고, 결정된 영역별 횡파 탄성값에 기초하여 횡파 탄성 영상을 생성할 수 있다.
도 9를 참조하면, 일 실시예에 따른 제어부(300)는 조사된 제 1 관측 신호(541)로부터 획득된 대상체의 영역별 변위 데이터에 기초하여 대상체의 영역별 횡파 탄성값을 결정하고, 결정된 영역별 횡파 탄성값에 기초하여 횡파 탄성 영상을 생성하되, 결정된 비효율 영역(271)의 횡파 탄성값이 표시되지 않도록 횡파 탄성 영상을 생성할 수 있다.
또한, 제어부(300)는 결정된 비효율 영역(271)의 횡파 탄성값이 표시되지 않은 횡파 탄성 영상을 표시하도록 디스플레이(270)를 제어할 수 있다.
B-모드로 초음파 영상을 생성하는 경우, 혈관 등의 비효율 영역(271)은 디스플레이(270)에 검은색으로 표시 되므로, 검은색으로 표시된 비효율 영역(271)의 횡파 탄성값을 표시하지 않으면 사용자는 검은색으로 표시된 영역만을 확인할 수 있어서, 이를 비효율 영역(271)으로 판단할 수 있다.
또한 일 실시예에 따른 제어부(300)는, 결정된 비효율 영역(271)을 표시하도록 디스플레이(270)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(300)는 비효율 영역(271)에 대하여 비효율 영역(271)임을 표시하는 테두리(273)를 표시하도록 디스플레이(270)를 제어할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 10을 참조하면, 일 실시예에 따른 제어부(300)는 조사된 제 1 관측 신호(541)로부터 획득된 대상체의 영역별 변위 데이터에 기초하여 대상체의 영역별 횡파 탄성값을 결정하고, 결정된 영역별 횡파 탄성값에 기초하여 횡파 탄성 영상을 생성하되, 결정된 비효율 영역(272)의 횡파 탄성값의 신뢰성 측정 지표(Reliability Measurement Index, RMI)를 변경하여 횡파 탄성 영상을 생성할 수 있다.
또한 제어부(300)는, 도 10에 도시된 바와 같이 변경된 신뢰성 측정 지표(Reliability Measurement Index, RMI)가 적용된 횡파 탄성 영상을 표시하도록 디스플레이(270)를 제어할 수 있으며, 도면에 도시되지는 않았지만 변경된 신뢰성 측정 지표(Reliability Measurement Index, RMI)를 표시하도록 디스플레이(270)를 제어할 수 있다.
예를 들어, 비효율 영역(272)의 횡파 탄성값의 신뢰성 측정 지표를 0으로 변경할 수 있으며, 이는 도 9에서 전술한 바와 같이 비효율 영역(272)의 횡파 탄성값을 표시하지 않는 것을 의미할 수 있다.
또한 예를 들어, 도 10에 도시된 바와 같이 제어부(300)는 비효율 영역(272)의 횡파 탄성값의 신뢰성 측정 지표를 낮은 값으로 변경하여 횡파 탄성값을 표시하여 매끄러운 횡파 탄성 영상을 생성할 수도 있다.
이하 도 11을 참조하여 일 실시예에 따른 초음파 영상 장치(1)의 제어방법을 설명한다. 도 11은 일 실시예에 따른 초음파 영상 장치의 제어 순서도이다.
일 실시예에 따른 초음파 프로브(100)는 대상체에 횡파(Shear wave)를 발생시키기 위한 푸시 펄스(Push pulse)를 대상체에 조사할 수 있다(1000). 상술하여 설명한 바와 같이, 푸시 펄스는 대상체의 관심 영역 내의 집속점(520)에 조사되어 대상체의 변위(displacement)를 유도하고, 횡파를 유도할 수 있다.
대상체의 관심 영역 내의 집속점에 푸시 펄스가 조사되면, 횡파가 발생될 수 있다. 즉, 푸시 펄스에 의해 집속점의 대상체에 깊이 방향으로 힘이 가해지면, 집속점의 대상체는 깊이 방향으로 움직이게 된다. 대상체가 깊이 방향으로 움직인 거리는 변위로 정의될 수 있다. 대상체의 조직은 일정한 탄성도를 가지며, 인접한 조직들은 유기적으로 연결되어 있으므로, 집속점에 위치한 대상체의 움직임은 인접한 조직에도 영향을 미친다.
또한, 일 실시예에 따른 초음파 프로브(100)는 발생된 횡파에 의한 대상체의 영역별 변위 데이터를 획득하기 위하여, 푸시 펄스가 조사된 후에 제 1 관측 신호를 조사할 수 있다(1100).
또한 일 실시예에 따른 초음파 프로브(100)는 제 1 관측 신호가 조사된 후 제 2 관측 신호를 조사할 수 있으며(1200), 순서도의 순서와 상관 없이 초음파 프로브(100)는 제 2 관측 신호를 대상체에 푸시 펄스가 조사되기 전(1000과 시작 사이)에 조사할 수도 있다. 즉, 제 2 관측 신호를 조사하는 단계(1200)는 제 1 관측 신호가 조사된 후(1100 이후)에 또는 대상체에 푸시 펄스가 조사되기 전(1000과 시작 사이)에 수행될 수 있다.
이후 일 실시예에 따른 제어부(300)는 조사된 제 2 관측 신호로부터 획득된 대상체의 영역별 변위 데이터에 기초하여 대상체의 비효율 영역을 결정할 수 있다(1300).
이 때, 조사된 제 2 관측 신호로부터 획득된 대상체의 영역별 변위 데이터에 기초하여 비효율 영역을 결정하는 것은, 조사된 제 2 관측 신호로부터 획득된 대상체의 영역별 변위 데이터에 기초하여, 대상체의 영역 중 변위값 또는 횡파 속도값이 미리 정해진 값 이상인 영역을 결정하고, 결정된 영역을 비효율 영역으로 결정하는 것을 포함할 수 있다.
비효율 영역이란 상술하여 설명한 바와 같이 혈류가 존재하는 혈관 영역 및 조직의 움직임이 발생하는 영역 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
이후 일 실시예에 따른 제어부(300)는 조사된 제 1 관측 신호로부터 획득된 대상체의 영역별 변위 데이터 및 결정된 비효율 영역에 기초하여 횡파 탄성 영상을 생성할 수 있다(1400).
이 때, 횡파 탄성 영상을 생성하는 것은, 조사된 제 1 관측 신호로부터 획득된 대상체의 영역별 변위 데이터에 기초하여 대상체의 영역별 횡파 탄성값을 결정하고, 결정된 영역별 횡파 탄성값에 기초하여 횡파 탄성 영상을 생성하되, 결정된 비효율 영역의 횡파 탄성값이 표시되지 않도록 횡파 탄성 영상을 생성하는 것을 포함할 수 있다.
또한, 횡파 탄성 영상을 생성하는 것은, 조사된 제 1 관측 신호로부터 획득된 대상체의 영역별 변위 데이터에 기초하여 대상체의 영역별 횡파 탄성값을 결정하고, 결정된 영역별 횡파 탄성값에 기초하여 횡파 탄성 영상을 생성하되, 결정된 비효율 영역의 횡파 탄성값의 신뢰성 측정 지표(Reliability Measurement Index, RMI)를 변경하여 횡파 탄성 영상을 생성하는 것을 포함할 수 있다.
이후 일 실시예에 따른 디스플레이(270)는 생성된 횡파 탄성 영상을 표시할 수 있다(1500). 이 때, 결정된 비효율 영역의 횡파 탄성값이 표시되지 않은 횡파 탄성 영상을 표시할 수 있다.
또한, 변경된 신뢰성 측정 지표(Reliability Measurement Index, RMI)가 적용된 횡파 탄성 영상을 표시할 수 있으며, 변경된 신뢰성 측정 지표(Reliability Measurement Index, RMI)를 표시할 수 있다.
또한, 결정된 비효율 영역에 대하여 비효율 영역임을 표시하는 테두리를 표시하는 등의 방법으로 결정된 비효율 영역을 표시할 수 있다.
한편, 개시된 실시예들은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 프로그램 및/또는 명령어를 저장하는 기록매체의 형태로 구현될 수 있다. 명령어는 프로그램 코드의 형태로 저장될 수 있으며, 프로세서에 의해 실행되었을 때, 프로그램 모듈을 생성하여 개시된 실시예들의 동작을 수행할 수 있다. 기록매체는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체로 구현될 수 있다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체로는 컴퓨터에 의하여 해독될 수 있는 명령어가 저장된 모든 종류의 기록 매체를 포함한다. 예를 들어, ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 자기 테이프, 자기 디스크, 플래쉬 메모리, 광 데이터 저장장치 등이 있을 수 있다.
이상에서와 같이 첨부된 도면을 참조하여 개시된 실시예들을 설명하였다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고도, 개시된 실시예들과 다른 형태로 본 발명이 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 개시된 실시예들은 예시적인 것이며, 한정적으로 해석되어서는 안 된다.

Claims (15)

  1. 대상체에 횡파(Shear wave)를 발생시키기 위한 푸시 펄스(Push pulse)를 상기 대상체에 조사하고, 상기 푸시 펄스가 조사된 후 제 1 관측 신호를 상기 대상체에 조사하고, 상기 푸시 펄스가 조사되기 전 또는 상기 제 1 관측 신호가 조사된 후에 제 2 관측 신호를 상기 대상체에 조사하는 초음파 프로브;
    상기 조사된 제 2 관측 신호로부터 획득된 상기 대상체의 영역별 변위 데이터에 기초하여 상기 대상체의 비효율 영역을 결정하고, 상기 조사된 제 1 관측 신호로부터 획득된 상기 대상체의 영역별 변위 데이터 및 상기 결정된 비효율 영역에 기초하여 횡파 탄성 영상을 생성하는 제어부; 및
    상기 생성된 횡파 탄성 영상을 표시하는 디스플레이;를 포함하는 초음파 영상 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제 1 관측 신호 및 제 2 관측 신호는 미리 정해진 시간 간격을 갖는 복수의 초음파 신호를 포함하고,
    상기 제 2 관측 신호에 포함되는 복수의 초음파 신호 각각의 시간 간격은,
    상기 제 1 관측 신호에 포함되는 복수의 초음파 신호 각각의 시간 간격보다 길거나 동일한 초음파 영상 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제 2 관측 신호는,
    상기 제 1 관측 신호보다 짧거나 동일한 시간 동안 조사되는 초음파 영상 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제 1 관측 신호 및 제 2 관측 신호는 미리 정해진 시간 간격을 갖는 복수의 초음파 신호를 포함하고,
    상기 제 2 관측 신호에 포함되는 복수의 초음파 신호 각각의 시간 간격은 500usec 이하인 초음파 영상 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제 2 관측 신호는,
    10msec 이상의 시간 동안 조사되는 초음파 영상 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 비효율 영역은,
    혈류가 존재하는 혈관 영역 및 조직의 움직임이 발생하는 영역 중 적어도 하나를 포함하는 초음파 영상 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 조사된 제 2 관측 신호로부터 획득된 상기 대상체의 영역별 변위 데이터에 기초하여, 상기 대상체의 영역 중 변위값 또는 횡파 속도값이 미리 정해진 값 이상이 되는 영역을 결정하고, 상기 결정된 영역을 비효율 영역으로 결정하는 초음파 영상 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 조사된 제 1 관측 신호로부터 획득된 상기 대상체의 영역별 변위 데이터에 기초하여 상기 대상체의 영역별 횡파 탄성값을 결정하고, 상기 결정된 영역별 횡파 탄성값에 기초하여 상기 대상체의 횡파 탄성 영상을 생성하되,
    상기 결정된 비효율 영역의 횡파 탄성값이 표시되지 않도록 횡파 탄성 영상을 생성하는 초음파 영상 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 조사된 제 1 관측 신호로부터 획득된 상기 대상체의 영역별 변위 데이터에 기초하여 상기 대상체의 영역별 횡파 탄성값을 결정하고, 상기 결정된 영역별 횡파 탄성값에 기초하여 상기 대상체의 횡파 탄성 영상을 생성하되,
    상기 결정된 비효율 영역의 횡파 탄성값의 신뢰성 측정 지표(Reliability Measurement Index, RMI)를 변경하여 횡파 탄성 영상을 생성하는 초음파 영상 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 결정된 비효율 영역의 횡파 탄성값이 표시되지 않은 횡파 탄성 영상을 표시하도록 상기 디스플레이를 제어하는 초음파 영상 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 변경된 신뢰성 측정 지표(Reliability Measurement Index, RMI)가 적용된 횡파 탄성 영상을 표시하도록 상기 디스플레이를 제어하는 초음파 영상 장치.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 변경된 신뢰성 측정 지표(Reliability Measurement Index, RMI)를 표시하도록 상기 디스플레이를 제어하는 초음파 영상 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 결정된 비효율 영역을 표시하도록 상기 디스플레이를 제어하는 초음파 영상 장치.
  14. 대상체에 제 2 관측 신호를 조사하고;
    상기 제 2 관측 신호가 조사된 후 상기 대상체에 횡파(Shear wave)를 발생시키기 위한 푸시 펄스(Push pulse)를 상기 대상체에 조사하고;
    상기 푸시 펄스가 조사된 후에 상기 대상체에 제 1 관측 신호를 조사하고;
    상기 조사된 제 2 관측 신호로부터 획득된 상기 대상체의 영역별 변위 데이터에 기초하여 상기 대상체의 비효율 영역을 결정하고;
    상기 조사된 제 1 관측 신호로부터 획득된 상기 대상체의 영역별 변위 데이터 및 상기 결정된 비효율 영역에 기초하여 횡파 탄성 영상을 생성하고;
    상기 생성된 횡파 탄성 영상을 표시하는 초음파 영상 장치의 제어방법.
  15. 대상체에 횡파(Shear wave)를 발생시키기 위한 푸시 펄스(Push pulse)를 상기 대상체에 조사하고;
    상기 푸시 펄스가 조사된 후에 제 1 관측 신호를 상기 대상체에 조사하고;
    상기 제 1 관측 신호가 조사된 후 제 2 관측 신호를 상기 대상체에 조사하고;
    상기 조사된 제 2 관측 신호로부터 획득된 상기 대상체의 영역별 변위 데이터에 기초하여 상기 대상체의 비효율 영역을 결정하고;
    상기 조사된 제 1 관측 신호로부터 획득된 상기 대상체의 영역별 변위 데이터 및 상기 결정된 비효율 영역에 기초하여 횡파 탄성 영상을 생성하고;
    상기 생성된 횡파 탄성 영상을 표시하는 초음파 영상 장치의 제어방법.
PCT/KR2019/009210 2019-03-14 2019-07-25 초음파 영상 장치 및 그 제어방법 WO2020184790A1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/430,563 US20220125412A1 (en) 2019-03-14 2019-07-25 Ultrasonic imaging apparatus and method for controlling the same
EP19918564.6A EP3915487B1 (en) 2019-03-14 2019-07-25 Ultrasound imaging apparatus and control method thereof

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190029265A KR20200110541A (ko) 2019-03-14 2019-03-14 초음파 영상 장치 및 그 제어방법
KR10-2019-0029265 2019-03-14

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020184790A1 true WO2020184790A1 (ko) 2020-09-17

Family

ID=72427610

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2019/009210 WO2020184790A1 (ko) 2019-03-14 2019-07-25 초음파 영상 장치 및 그 제어방법

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20220125412A1 (ko)
EP (1) EP3915487B1 (ko)
KR (1) KR20200110541A (ko)
WO (1) WO2020184790A1 (ko)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012100997A (ja) * 2010-11-12 2012-05-31 Hitachi Medical Corp 超音波診断装置及びその作動方法
JP2012183261A (ja) * 2011-03-08 2012-09-27 Fujifilm Corp 超音波診断装置および弾性指標信頼性判定方法
JP2015126955A (ja) * 2015-04-08 2015-07-09 日立アロカメディカル株式会社 超音波診断装置、及び超音波診断方法
KR20180054360A (ko) * 2016-11-15 2018-05-24 삼성메디슨 주식회사 초음파 진단 장치 및 초음파 진단 장치 제어 방법
KR101931748B1 (ko) * 2017-03-28 2019-03-13 삼성메디슨 주식회사 초음파 진단 장치 및 그 동작 방법

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100076370A1 (en) * 2008-09-23 2010-03-25 Infusion Advancements, LLC. Apparatus and methods for purging catheter systems
EP2964099B1 (en) * 2013-03-05 2020-09-09 Koninklijke Philips N.V. Scanning to identify and delimit stationary fluid pools
KR102156297B1 (ko) * 2014-04-17 2020-09-15 삼성메디슨 주식회사 의료 영상 장치 및 그 동작방법
KR101728045B1 (ko) * 2015-05-26 2017-04-18 삼성전자주식회사 의료 영상 디스플레이 장치 및 의료 영상 디스플레이 장치가 사용자 인터페이스를 제공하는 방법
JP6687336B2 (ja) * 2015-06-17 2020-04-22 キヤノンメディカルシステムズ株式会社 超音波診断装置及び制御プログラム
JP2017079977A (ja) * 2015-10-27 2017-05-18 コニカミノルタ株式会社 超音波診断装置、および、超音波信号処理方法
KR101602820B1 (ko) * 2015-11-25 2016-03-11 (주)클래시스 초음파 치료용 카트리지, 초음파 발생 장치 및 이의 동작 방법
KR102669618B1 (ko) * 2016-04-12 2024-05-27 삼성메디슨 주식회사 초음파 진단 장치 및 그 제어 방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012100997A (ja) * 2010-11-12 2012-05-31 Hitachi Medical Corp 超音波診断装置及びその作動方法
JP2012183261A (ja) * 2011-03-08 2012-09-27 Fujifilm Corp 超音波診断装置および弾性指標信頼性判定方法
JP2015126955A (ja) * 2015-04-08 2015-07-09 日立アロカメディカル株式会社 超音波診断装置、及び超音波診断方法
KR20180054360A (ko) * 2016-11-15 2018-05-24 삼성메디슨 주식회사 초음파 진단 장치 및 초음파 진단 장치 제어 방법
KR101931748B1 (ko) * 2017-03-28 2019-03-13 삼성메디슨 주식회사 초음파 진단 장치 및 그 동작 방법

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3915487A4 *

Also Published As

Publication number Publication date
US20220125412A1 (en) 2022-04-28
KR20200110541A (ko) 2020-09-24
EP3915487A1 (en) 2021-12-01
EP3915487A4 (en) 2022-03-16
EP3915487B1 (en) 2024-07-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2019143123A1 (en) Ultrasound imaging apparatus and method of controlling the same
WO2016032298A1 (en) Ultrasound diagnosis apparatus for self-diagnosis and remote-diagnosis, and method of operating the ultrasound diagnosis apparatus
WO2015102474A1 (en) Ultrasound diagnostic apparatus, ultrasound image capturing method, and computer-readable recording medium
US7949160B2 (en) Imaging apparatus and imaging method
WO2016186279A1 (en) Method and apparatus for synthesizing medical images
WO2015130070A2 (en) Ultrasound diagnostic apparatus and method of operating the same
WO2018182308A1 (ko) 초음파 진단 장치 및 그 동작 방법
WO2016182166A1 (en) Method of displaying elastography image and ultrasound diagnosis apparatus performing the method
WO2015160047A1 (en) Medical imaging apparatus and method of operating the same
WO2015080522A1 (en) Method and ultrasound apparatus for marking tumor on ultrasound elastography image
WO2015088277A1 (ko) 초음파 영상 표시 방법 및 장치
WO2016052817A1 (en) Method and medical imaging apparatus for generating elastic image by using curved array probe
WO2018092993A1 (ko) 초음파 진단 장치 및 그 동작 방법
WO2015141913A1 (en) Ultrasonic diagnostic apparatus and method of operating the same
WO2019117395A1 (ko) 초음파 진단 장치 및 그 제어 방법
WO2018056572A1 (en) Ultrasound probe, ultrasound imaging apparatus, ultrasound imaging system, and method for controlling thereof
WO2017069451A1 (en) Ultrasound imaging apparatus and controlling method for the same
WO2016093453A1 (en) Ultrasound diagnostic apparatus and method of operating the same
WO2015002400A1 (en) Ultrasonic diagnostic apparatus and method of operating the same
WO2017135698A1 (ko) 초음파 진단장치 및 그 제어방법
WO2017135500A1 (ko) 대상체의 속도를 출력하는 방법 및 이를 위한 초음파 진단 장치
WO2016047867A1 (en) Ultrasound image processing method and ultrasound imaging apparatus thereof
WO2020184790A1 (ko) 초음파 영상 장치 및 그 제어방법
WO2020159008A1 (ko) 초음파 영상 장치 및 초음파 영상 생성 방법
WO2018139707A1 (ko) 대상체에 관한 횡파 탄성 데이터를 표시하는 초음파 진단 장치 그 동작 방법

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19918564

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 19918564.6

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2019918564

Country of ref document: EP

Effective date: 20210827

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE