WO2022215814A1 - 초음파 진단 장치, 이의 동작 방법, 및 러닝 알고리즘이 기록된 기록매체 - Google Patents

초음파 진단 장치, 이의 동작 방법, 및 러닝 알고리즘이 기록된 기록매체 Download PDF

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WO2022215814A1
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WO
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doppler
doppler signal
area
signal
ultrasound image
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최광연
이진용
원혜성
이미영
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삼성메디슨 주식회사
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    • G16H50/20—ICT specially adapted for medical diagnosis, medical simulation or medical data mining; ICT specially adapted for detecting, monitoring or modelling epidemics or pandemics for computer-aided diagnosis, e.g. based on medical expert systems

Definitions

  • the present invention relates to an ultrasound diagnosis apparatus, an operating method thereof, and a recording medium in which a learning algorithm is recorded.
  • the ultrasound diagnosis apparatus irradiates an ultrasound signal generated from a transducer of a probe to an object, receives a signal reflected from the object, and processes the image, thereby providing at least one ultrasound image of a region inside the object can do.
  • the ultrasound diagnosis apparatus may measure the speed, direction, etc. of the moving object using the Doppler effect, and output a measurement index regarding the measured speed, direction, etc. of the object.
  • An object of the present invention is to provide an ultrasound diagnosis apparatus that improves accuracy of a measurement index calculated from a Doppler ultrasound image and increases user convenience, an operating method thereof, and a recording medium in which a learning algorithm is recorded.
  • the ultrasound diagnosis apparatus according to the present invention, an operating method thereof, and a recording medium on which a running algorithm is recorded automatically determine an incoming Doppler signal and an outgoing Doppler signal, and based on the optimal incoming Doppler signal and the outgoing Doppler signal, a measurement area, a measurement index can be calculated automatically.
  • the accuracy of the measurement index calculated from the Doppler ultrasound image may be improved, and user convenience may be increased.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an ultrasound diagnosis apparatus according to an exemplary embodiment.
  • FIGS. 2A to 2C are views illustrating an ultrasound diagnosis apparatus according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a method of operating an ultrasound diagnosis apparatus according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the structure of a human heart among objects to which an ultrasound diagnosis apparatus according to an exemplary embodiment is applied.
  • 5, 6, 7, and 8 are diagrams for explaining a method of analyzing a shape of a Doppler waveform in an ultrasound diagnosis apparatus according to an exemplary embodiment.
  • 9, 10, 11, and 12 are diagrams for explaining a method of determining a Doppler signal suitable for measurement in an ultrasound diagnosis apparatus according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a state in which a first measurement area and a second measurement area are determined in the ultrasound diagnosis apparatus according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 14 is a diagram for describing a method of calculating a measurement index in an ultrasound diagnosis apparatus according to an exemplary embodiment.
  • 15 is a diagram for describing a method of analyzing a shape of a Doppler waveform in an ultrasound diagnosis apparatus according to an exemplary embodiment.
  • 16 is a diagram for describing a method of determining a Doppler signal suitable for measurement in an ultrasound diagnosis apparatus according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 17 is a diagram for describing a method of analyzing a shape of a Doppler waveform in an ultrasound diagnosis apparatus according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 18 is a diagram for describing a method of determining a Doppler signal suitable for measurement in an ultrasound diagnosis apparatus according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 19 is a diagram illustrating a Doppler ultrasound image displayed on an ultrasound diagnosis apparatus according to an exemplary embodiment.
  • 20 is a diagram illustrating a Doppler ultrasound image, a measurement area, and a measurement index displayed on an ultrasound diagnosis apparatus according to an exemplary embodiment.
  • 21 is a diagram illustrating a Doppler ultrasound image displayed on an ultrasound diagnosis apparatus according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 22 is a diagram for describing a Doppler ultrasound image displayed on an ultrasound diagnosis apparatus according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 23 is a diagram for describing a learning algorithm according to an embodiment.
  • the ultrasound diagnosis apparatus analyzes a shape of a Doppler waveform based on a Doppler signal to determine a type of the Doppler signal, and determines at least one region for the Doppler waveform to obtain a degree of similarity to the at least one region a control unit that calculates , determines a measurement area based on the similarity, and calculates a measurement index based on the measurement area; and a display unit displaying the Doppler waveform, the measurement area, and the measurement index.
  • the controller may determine Doppler signal information with respect to the determined Doppler signal, and determine the at least one region of the Doppler waveform based on the determined Doppler signal information.
  • the control unit determines as a first Doppler signal, and when the shape of the Doppler waveform is “V” or “reversed V”, the second Doppler signal signal can be determined.
  • the first Doppler signal may be a Doppler signal of blood flowing into the heart of the subject
  • the second Doppler signal may be a Doppler signal of blood flowing out of the heart of the subject.
  • the Doppler signal information may include first Doppler signal information for the first Doppler signal and second Doppler signal information for the second Doppler signal.
  • the first Doppler signal information includes the opening time of the tricuspid valve, the closing time of the tricuspid valve, and the position of the synchronization signal
  • the second Doppler signal information includes the opening time of the pulmonary valve, the closing time of the pulmonary valve, and the position of the synchronization signal. can do.
  • the controller may calculate the similarity by comparing the Doppler signal with the pre-learned Doppler signal for the at least one region.
  • the controller may calculate the similarity of the at least one region based on a period of a Doppler waveform generated based on the Doppler signal, a cardiac period of the object, and the intensity of the Doppler signal.
  • the measurement area may include a first measurement area and a second measurement area, the first measurement area may be an area based on the first Doppler signal, and the second measurement area may be an area based on the second Doppler signal. .
  • the controller may determine one measurement region by matching the synchronization signal of the first measurement region and the synchronization signal of the second measurement region, and the measurement index may be calculated based on the one measurement region.
  • the measurement index may include at least one parameter related to a function of the heart.
  • the at least one parameter may include tricuspid valve closure time (TST), pulmonary valve opening time (ET), systolic time (ICT), cardiac relaxation time (IRT), and myocardial performance index (MPI).
  • TST tricuspid valve closure time
  • ET pulmonary valve opening time
  • ICT systolic time
  • IRT cardiac relaxation time
  • MPI myocardial performance index
  • the display unit may display the at least one parameter.
  • the display unit includes a first main display area, a second main display area, and a sub-display area, wherein the first main display area displays a first Doppler ultrasound image based on the first Doppler signal, and the second main display area The display area may display a second Doppler ultrasound image based on the second Doppler signal.
  • the sub-display area may display at least one first Doppler ultrasound image or at least one second Doppler ultrasound image.
  • the sub display area may display the at least one second Doppler ultrasound image.
  • the sub display area may display the at least one first Doppler ultrasound image.
  • the images displayed on the first main display area and the second main display area may be replaced with images displayed on the sub-display area.
  • the display unit displays a first sample volume gate and a second sample volume gate
  • the first main display area displays a first Doppler ultrasound image according to a position of the first sample volume gate or the second sample volume gate and a second Doppler ultrasound image may be displayed on the second main display area.
  • the first main display area displays a first Doppler ultrasound image
  • the first sample volume gate or the second sample When one of the volume gates is positioned to correspond to the pulmonary artery valve, the second main display area may display a second Doppler ultrasound image.
  • the at least one region may include a period of a Doppler waveform generated based on the Doppler signal.
  • a method of operating an ultrasound diagnosis apparatus includes: receiving a Doppler signal; determining a type of the Doppler signal by analyzing a shape of a Doppler waveform based on the Doppler signal; determining at least one region with respect to the Doppler waveform to calculate a degree of similarity with respect to the at least one region; determining a measurement area based on the similarity; and calculating a measurement index based on the measurement area.
  • the method may further include displaying the Doppler waveform, the measurement area, and the measurement index.
  • the method may further include determining a type of the Doppler signal and determining Doppler signal information with respect to the determined Doppler signal.
  • the method may further include determining the at least one region of the Doppler waveform based on the determined Doppler signal information.
  • the similarity may be calculated by comparing the Doppler signal and a pre-learned Doppler signal with respect to the at least one region.
  • One measurement region may be determined by matching synchronization signals of regions with high similarity, and the measurement index may be calculated based on the one measurement region.
  • It may be a computer-readable recording medium in which a program for performing a method of operating an ultrasound diagnosis apparatus according to an exemplary embodiment is recorded.
  • a method of operating an ultrasound diagnosis apparatus includes: receiving a Doppler signal; determining a type of the Doppler signal by analyzing a shape of a Doppler waveform based on the Doppler signal; displaying a first Doppler ultrasound image and/or a second Doppler ultrasound image according to the type of the Doppler signal; receiving confirmation that the first Doppler ultrasound image corresponds to an image of inflow blood flow and whether the second Doppler ultrasound image corresponds to an image of outflow blood flow; determining a first Doppler signal and a second Doppler signal having high similarity to the previously learned Doppler signal; displaying an inflow Doppler ultrasound image and/or an outflow Doppler ultrasound image based on the first Doppler signal and the second Doppler signal having high similarity; receiving confirmation that the inflow Doppler ultrasound image and/or the outflow Doppler ultrasound image are appropriate; displaying a measurement area on the inflow Doppler ultrasound image and/or the outflow Doppler ultrasound image
  • first Doppler ultrasound image does not correspond to an image of inflow blood flow or if the second Doppler ultrasound image does not correspond to an image of outflow blood flow, receiving a user's input for replacing a Doppler ultrasound image is further performed.
  • the method may further include receiving a user's input for replacing the Doppler ultrasound image when the inflow Doppler ultrasound image and/or the outflow Doppler ultrasound image do not meet a preset criterion.
  • the method may further include receiving a user input for replacing the measurement area when the measurement area displayed on the inflow Doppler ultrasound image and/or the outflow Doppler ultrasound image is not appropriate.
  • a method of operating an ultrasound diagnosis apparatus includes: receiving a Doppler signal; determining a type of the Doppler signal by analyzing a shape of a Doppler waveform based on the Doppler signal; displaying a first Doppler ultrasound image and/or a second Doppler ultrasound image according to the type of the Doppler signal; determining a first Doppler signal and a second Doppler signal having high similarity to the previously learned Doppler signal; displaying a measurement area on the first Doppler ultrasound image and/or the second Doppler ultrasound image; and displaying a measurement index calculated based on the measurement area.
  • the learning algorithm includes: receiving a Doppler signal as first inputs of the input layer ; and displaying a Doppler ultrasound image based on the first inputs, and providing the Doppler ultrasound image to first outputs of the output layer to display a measurement area and a measurement index on the Doppler ultrasound image.
  • the expression “the same” in the description may mean “substantially the same”. That is, it may be the same degree to which a person with ordinary knowledge can convince as the same.
  • Other expressions may be expressions in which “substantially” is omitted.
  • a part when a part is "connected" to another part, it includes not only a case in which it is directly connected, but also a case in which it is indirectly connected, and the indirect connection refers to being connected through a wireless communication network.
  • first may be referred to as a second component
  • second component may also be referred to as a first component
  • ⁇ part may mean a unit for processing at least one function or operation.
  • the terms may mean at least one process processed by at least one hardware such as a field-programmable gate array (FPGA) / application specific integrated circuit (ASIC), at least one software stored in a memory, or a processor. have.
  • FPGA field-programmable gate array
  • ASIC application specific integrated circuit
  • an image may include a medical image obtained by a medical imaging apparatus such as a magnetic resonance imaging (MRI) apparatus, a computed tomography (CT) apparatus, an ultrasound imaging apparatus, or an X-ray imaging apparatus.
  • MRI magnetic resonance imaging
  • CT computed tomography
  • ultrasound imaging apparatus an ultrasound imaging apparatus
  • X-ray imaging apparatus an X-ray imaging apparatus
  • the term “object” is a subject to be photographed, and may include a person, an animal, or a part thereof.
  • the object may include a part of the body (such as an organ or organ; organ) or a phantom.
  • an “ultrasound image” refers to an image of an object transmitted to and processed based on an ultrasound signal reflected from the object.
  • Doppler signal may refer to an ultrasound signal reflected from an object, ultrasound data, Doppler data, and the like.
  • a “Doppler waveform” may refer to a shape of a Doppler signal.
  • Doppler signal information may include a cardiac cycle of an object, a starting point constituting a cardiac cycle of the object (or a start signal, a click signal), a peak point of a waveform according to a signal, etc. can
  • Doppler signal information” and “Doppler waveform” are data related to “Doppler signal” and may be a concept included in “Doppler signal”.
  • the ultrasound diagnosis apparatus 100 includes a probe 20 , an ultrasound transceiver 110 , a control unit 120 , an image processing unit 130 , a display unit 140 , a storage unit 150 , and a communication unit 160 . ), and an input unit 170 .
  • the ultrasound diagnosis apparatus 100 may be implemented not only as a cart type but also as a portable type.
  • Examples of the portable ultrasound diagnosis apparatus include, but are not limited to, a smart phone including a probe and an application, a laptop computer, a PDA, a tablet PC, and the like.
  • the probe 20 may include a plurality of transducers.
  • the plurality of transducers may transmit an ultrasound signal to the object 10 according to a transmission signal applied from the transmitter 113 .
  • the plurality of transducers may receive the ultrasound signal reflected from the object 10 to form a received signal.
  • the probe 20 may be implemented integrally with the ultrasound diagnosis apparatus 100 or may be implemented as a separate type connected to the ultrasound diagnosis apparatus 100 by wire or wireless.
  • the ultrasound diagnosis apparatus 100 may include one or a plurality of probes 20 according to an implementation form.
  • the controller 120 controls the transmitter 113 to form a transmission signal to be applied to each of the plurality of transducers in consideration of the positions and focal points of the plurality of transducers included in the probe 20 .
  • the control unit 120 converts the received signal received from the probe 20 to analog to digital, considers the positions and focal points of the plurality of transducers, and adds the digitally converted received signals to the receiving unit 115 to generate ultrasound data. ) to control.
  • the image processing unit 130 generates an ultrasound image by using the ultrasound data generated by the ultrasound receiving unit 115 .
  • the display 140 may display the generated ultrasound image and various information processed by the ultrasound diagnosis apparatus 100 .
  • the ultrasound diagnosis apparatus 100 may include one or a plurality of display units 140 according to an implementation form.
  • the display unit 140 may be implemented as a touch screen in combination with a touch panel.
  • the controller 120 may control the overall operation of the ultrasound diagnosis apparatus 100 and a signal flow between internal components of the ultrasound diagnosis apparatus 100 .
  • the controller 120 may include a memory for storing a program or data for performing a function of the ultrasound diagnosis apparatus 100 , and a processor for processing the program or data. Also, the controller 120 may receive a control signal from the input unit 170 or an external device to control the operation of the ultrasound diagnosis apparatus 100 .
  • the ultrasound diagnosis apparatus 100 includes a communication unit 160, and can be connected to an external device (eg, a server, a medical device, a portable device (smartphone, tablet PC, wearable device, etc.)) through the communication unit 160 .
  • an external device eg, a server, a medical device, a portable device (smartphone, tablet PC, wearable device, etc.)
  • the communication unit 160 may include one or more components that enable communication with an external device, and may include, for example, at least one of a short-range communication module, a wired communication module, and a wireless communication module.
  • the communication unit 160 receives a control signal and data from an external device, and transmits the received control signal to the control unit 120 so that the control unit 120 controls the ultrasound diagnosis apparatus 100 according to the received control signal. It is also possible
  • control unit 120 transmits a control signal to the external device through the communication unit 160 , thereby controlling the external device according to the control signal of the control unit 120 .
  • the external device may process data of the external device according to a control signal of the controller of the external device received through the communication unit of the external device.
  • a program (artificial intelligence, etc.) capable of controlling the ultrasound diagnosis apparatus 100 may be installed in the external device, and the program may include a command to perform some or all of the operations of the controller 120 .
  • the program may be pre-installed in an external device, or a user of the external device may download and install the program from a server that provides an application.
  • the server providing the application may include a recording medium in which the corresponding program is stored.
  • the program may include a storage medium of a server or a storage medium of a client device in a system consisting of a server and a client device.
  • the program product may include a storage medium of the third device.
  • the program may include the S/W program itself transmitted from the server to the client device or the third device, or transmitted from the third device to the client device.
  • one of the server, the client device, and the third device may execute the program to perform the method according to the disclosed embodiments.
  • two or more of the server, the client device, and the third device may execute the program to distribute the method according to the disclosed embodiments.
  • a server eg, a cloud server or an artificial intelligence server
  • the storage 150 may store various data or programs for driving and controlling the ultrasound diagnosis apparatus 100 , input/output ultrasound data, an acquired ultrasound image, and the like.
  • the input unit 170 may receive a user input for controlling the ultrasound diagnosis apparatus 100 .
  • the user's input may include an input for manipulating a button, a keypad, a mouse, a trackball, a jog switch, a knob, etc., an input for touching a touch pad or a touch screen, a voice input, a motion input, and an input for biometric information (for example, iris recognition, fingerprint recognition, etc.), but is not limited thereto.
  • FIGS. 2A to 2C An example of the ultrasound diagnosis apparatus 100 according to an exemplary embodiment will be described later with reference to FIGS. 2A to 2C .
  • FIGS. 2A to 2C are views illustrating an ultrasound diagnosis apparatus according to an exemplary embodiment.
  • the ultrasound diagnosis apparatuses 100a and 100b may include a main display unit 121 and a sub-display unit 122 .
  • One of the main display unit 121 and the sub display unit 122 may be implemented as a touch screen.
  • the main display unit 121 and the sub display unit 122 may display an ultrasound image or various information processed by the ultrasound diagnosis apparatuses 100a and 100b.
  • the main display unit 121 and the sub display unit 122 are implemented as a touch screen, and by providing a GUI, may receive data for controlling the ultrasound diagnosis apparatuses 100a and 100b from a user.
  • the main display unit 121 may display an ultrasound image
  • the sub display unit 122 may display a control panel for controlling the display of the ultrasound image in the form of a GUI.
  • the sub-display unit 122 may receive data for controlling the display of an image through a control panel displayed in the form of a GUI.
  • the ultrasound diagnosis apparatuses 100a and 100b may control the display of the ultrasound image displayed on the main display unit 121 by using the received control data.
  • the ultrasound diagnosis apparatus 100b may further include a control panel 165 in addition to the main display unit 121 and the sub-display unit 122 .
  • the control panel 165 may include a button, a trackball, a jog switch, a knob, and the like, and may receive data for controlling the ultrasound diagnosis apparatus 100b from a user.
  • the control panel 165 may include a Time Gain Compensation (TGC) button 171 , a Freeze button 172 , and the like.
  • TGC button 171 is a button for setting a TGC value for each depth of an ultrasound image.
  • the ultrasound diagnosis apparatus 100b may maintain a state in which a frame image of the corresponding time point is displayed.
  • a button, a trackball, a jog switch, a knob, etc. included in the control panel 165 may be provided to the main display unit 121 or the sub-display unit 122 as a GUI.
  • the ultrasound diagnosis apparatus 100c may be implemented as a portable type.
  • Examples of the portable ultrasound diagnosis apparatus 100c include, but are not limited to, a smart phone including a probe and an application, a laptop computer, a PDA, a tablet PC, and the like.
  • the ultrasound diagnosis apparatus 100c includes a probe 20 and a main body 40 , and the probe 20 may be connected to one side of the main body 40 by wire or wirelessly.
  • the body 40 may include a touch screen 145 .
  • the touch screen 145 may display an ultrasound image, various information processed by the ultrasound diagnosis apparatus, and a GUI.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a method of operating an ultrasound diagnosis apparatus according to an exemplary embodiment. Hereinafter, it will be described with reference to the components and reference numerals described with reference to FIGS. 1 and 2 .
  • the controller 120 may receive a Doppler signal (or ultrasound data, Doppler data) of an object from the ultrasound transceiver 110 ( S310). Also, the controller 120 may receive an ultrasound image (or a Doppler ultrasound image) from the image processing unit 130 .
  • the control unit 120 analyzes the shape of the Doppler waveform based on the Doppler signal, and determines the Doppler signal as one of a first Doppler signal (or an incoming Doppler signal) and a second Doppler signal (or an outgoing Doppler signal).
  • the first Doppler signal may be a Doppler signal of blood flowing into the heart of the subject
  • the second Doppler signal may be a Doppler signal of blood flowing out of the heart of the subject.
  • the controller 120 may determine it as the first Doppler signal. Also, when the shape of the Doppler waveform has a “V” pattern or a “reversed V” pattern, the controller 120 may determine the second Doppler signal.
  • the controller 120 may determine Doppler signal information based on the Doppler signal.
  • the Doppler signal information may include a cardiac cycle of the object, a starting point constituting the cardiac cycle of the object (or a start signal, a click signal), and a peak point of a waveform according to the signal. .
  • the controller 120 may determine first Doppler signal information (or incoming Doppler signal information) based on the first Doppler signal.
  • the first Doppler signal information may include an opening time of the tricuspid valve, a closing time of the tricuspid valve, and a position of a synchronization signal.
  • the controller 120 may determine second Doppler signal information (or outflow Doppler signal information) based on the second Doppler signal.
  • the second Doppler signal information may include an opening time of the pulmonary valve, a closing time of the pulmonary valve, and a position of a synchronization signal.
  • the controller 120 may determine at least one region of the Doppler waveform based on the determined Doppler signal information.
  • the display unit 140 may display at least one region for the Doppler waveform.
  • the at least one region may be a region located between two straight lines.
  • the controller 120 may determine a plurality of regions for the first Doppler waveform (or the incoming Doppler waveform) based on the determined first Doppler signal information. That is, the plurality of regions may be determined according to the opening timing of the tricuspid valve, the closing timing of the tricuspid valve, and the position of the synchronization signal.
  • the controller 120 may determine a plurality of regions for the second Doppler waveform (or the outflow Doppler waveform) based on the determined second Doppler signal information. That is, the plurality of regions may be determined according to the opening time of the pulmonary valve, the closing time of the pulmonary valve, and the position of the synchronization signal.
  • the controller 120 may calculate the similarity by comparing the Doppler signal and the pre-learned Doppler signal for each of the plurality of regions. Also, the controller 120 may calculate the similarity of each region based on the period of the Doppler waveform generated based on the Doppler signal, the cardiac period, and the intensity of the Doppler signal. As the calculated similarity increases, the controller 120 may determine that the Doppler signal of the corresponding region corresponds to a Doppler signal suitable for measurement.
  • the controller 120 may determine a measurement area in the Doppler ultrasound image based on the similarity (S330).
  • the display unit 140 may display the determined measurement area on a corresponding Doppler ultrasound image. An area between two straight lines displayed on the corresponding Doppler ultrasound image may be a determined measurement area.
  • the controller 120 may determine the first measurement area in the incoming Doppler ultrasound image based on the similarity. Also, the controller 120 may determine the second measurement area in the outflow Doppler ultrasound image based on the similarity.
  • the controller 120 may determine one measurement area by matching the synchronization signal of the first measurement area with the synchronization signal of the second measurement area. That is, the controller 120 may calculate a measurement index based on one measurement area (S340).
  • the display unit 140 may receive information about a first Doppler ultrasound image, a second Doppler ultrasound image, a measurement area, and a measurement index from the controller 120 .
  • the display unit 140 may display a first Doppler ultrasound image (or a first Doppler waveform), a second Doppler ultrasound image (or a second Doppler waveform), a measurement area, and a measurement index ( S350 ). ).
  • the display unit 140 controls the first Doppler ultrasound image based on the first Doppler signal and/or the second Doppler signal based on the second Doppler signal.
  • An ultrasound image may be displayed.
  • the user may check whether the first Doppler ultrasound image displayed on the display unit 140 corresponds to an image relating to inflow blood flow or whether the second Doppler ultrasound image corresponds to an image relating to outflow blood flow.
  • the user displays the image displayed on the display unit 140 through the input unit 170 .
  • Doppler ultrasound images can be replaced.
  • the display unit 140 controls the first Doppler signal based on the first Doppler signal and the second Doppler signal having high similarity.
  • An ultrasound image and/or a second Doppler ultrasound image may be displayed.
  • the user may check whether the first Doppler ultrasound image and/or the second Doppler ultrasound image with high similarity displayed on the display unit 140 are appropriate (or whether it meets the user's criteria or meets the preset criteria). For example, the user may check whether the first Doppler ultrasound image and/or the second Doppler ultrasound image correspond to a clear image for calculating a measurement index. If the first and second Doppler ultrasound images displayed on the display unit 140 do not meet the user criteria, the user may replace the Doppler ultrasound images displayed on the display unit 140 through the input unit 170 .
  • the display 140 may display the measurement area together on the first Doppler ultrasound image and/or the second Doppler ultrasound image. In this case, the user may check whether the measurement area displayed on the display unit 140 is appropriate. When the measurement area displayed on the display unit 140 is not an appropriate measurement area for calculating the measurement index, the user may replace the measurement area displayed on the display unit 140 through the input unit 170 .
  • the ultrasound diagnosis apparatus 100 may automatically determine an inflow Doppler signal and an outflow Doppler signal, and automatically calculate a measurement area and a measurement index based on an optimal inflow Doppler signal and an outflow Doppler signal. . Accordingly, the accuracy of the measurement index calculated from the Doppler ultrasound image may be improved, and user convenience may be increased. In addition, the user may check and replace the determined type of Doppler signal, an optimal Doppler ultrasound image, a measurement area, and the like.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the structure of a human heart among objects to which an ultrasound diagnosis apparatus according to an exemplary embodiment is applied.
  • the human heart is an organ that sends blood throughout the body.
  • Blood vessels that flow out (or outflow) blood from the heart are called arteries, and blood vessels that flow in (or flow in) blood into the heart are called veins.
  • Blood circulates throughout the body in the following order: right atrium, right ventricle, lung, left atrium, left ventricle, whole body, and right atrium.
  • the blood vessels that drain to the heart include the pulmonary artery and the aorta.
  • the blood vessels entering the heart include the superior vena cava, inferior vena cava, and pulmonary vein.
  • the heart consists of a right atrium (45), a right ventricle (41), a left atrium (42), a left ventricle (43), a tricuspid valve (410) (Tricuspid Valve; TV), a pulmonary valve (420) (Pulmonary Valve; PV), and a bicuspid valve (430). is composed
  • the tricuspid valve 410 is a valve positioned between the right atrium 45 and the right ventricle 41 , and prevents backflow of blood from the right ventricle 41 to the right atrium 45 .
  • Diseases related to the tricuspid valve 410 include tricuspid valve stenosis, tricuspid valve insufficiency, Epstein anomaly, tricuspid valve endocarditis, and the like.
  • the pulmonary artery valve 420 is a valve positioned between the right ventricle 41 and the pulmonary artery 44 , and prevents backflow of blood from the pulmonary artery 44 to the right ventricle 41 .
  • Diseases related to the pulmonary valve 420 include pulmonary valve stenosis, pulmonary insufficiency, aortic valve stenosis, and aortic valve insufficiency.
  • the shape of the Doppler waveform is analyzed from the Doppler signal, and the closing time of the tricuspid valve 410, the opening time of the tricuspid valve 410, the closing time of the pulmonary valve 420, and the opening time of the pulmonary valve 420 are determined. and can be used to calculate tricuspid valve closure time, pulmonary valve opening time, systolic time, diastolic time, and myocardial performance index.
  • FIGS. 1 to 4 are diagrams for explaining a method of analyzing a shape of a Doppler waveform in an ultrasound diagnosis apparatus according to an exemplary embodiment.
  • FIGS. 1 to 4 it will be described with reference to the components and reference numerals described with reference to FIGS. 1 to 4 .
  • a schematic diagram of a Doppler waveform is illustrated.
  • a continuous Doppler ultrasound image (or Doppler waveform) is illustrated.
  • the Doppler ultrasound image is generated by receiving ultrasound data (or Doppler signal) generated by the receiver 115 (refer to FIG. 1 ) and using the controller 120 (refer to FIG. 1 ) and/or the image processing unit 130 (refer to FIG. 1 ). can be
  • the Doppler waveform shown in FIGS. 5 and 6 may have an “M” pattern.
  • the Doppler waveform having the “M” pattern may be generated based on blood flowing into the right ventricle 41 (refer to FIG. 4 ). That is, the Doppler waveform having the “M” pattern may be generated based on a Doppler signal (or Doppler data) of blood flowing into the heart.
  • the ultrasound diagnosis apparatus 100 may determine a TV open timing of the tricuspid valve 410 (refer to FIG. 4 ) and a TV close timing of the tricuspid valve 410 from the Doppler waveform. .
  • the closing time (TV close) of the tricuspid valve 410 and the opening time (TV open) of the tricuspid valve 410 may be time points at which the phase of the Doppler waveform is reversed.
  • the ultrasound diagnosis apparatus 100 (or the controller 120 ) has the same phase as the phase before the opening time (TV open) of the tricuspid valve 410 and after the opening time (TV open) of the tricuspid valve 410 .
  • a signal applied at a predetermined time may be defined as a synchronization signal (SS). That is, after the closing time of the tricuspid valve 410 (TV close), the right ventricle 41 in the right atrium 45 (refer to FIG. 4) until the opening time of the tricuspid valve 410 (TV open), which is generated after the synchronization signal SS elapses. ) may prevent blood from flowing.
  • SS synchronization signal
  • the ultrasound diagnosis apparatus 100 (or the controller 120 ) includes a TV close point of the tricuspid valve 410 and a TV open time point of the tricuspid valve 410 , and includes a Doppler waveform having an “M” pattern. may be determined as the incoming Doppler signal (or the first Doppler signal or the first Doppler data).
  • the ultrasound diagnosis apparatus 100 may analyze the shape of the Doppler waveform and determine the Doppler signal having the “M” pattern as the incoming Doppler signal (or the first Doppler signal).
  • the Doppler waveform (or Doppler ultrasound image) illustrated in FIG. 6 is an example, and the present invention is not limited thereto. According to an embodiment, the Doppler signal of blood flowing into the heart may generate Doppler waveforms in various shapes close to the “M” pattern.
  • a schematic diagram of a Doppler waveform is illustrated.
  • a continuous Doppler ultrasound image (or Doppler waveform) is illustrated.
  • the Doppler ultrasound image may be provided by the ultrasound data (or Doppler signal) generated by the receiver 115 , and may be generated by the controller 120 and/or the image processing unit 130 .
  • the Doppler waveform shown in FIGS. 7 and 8 may have a “V” pattern.
  • a Doppler waveform having a “V” pattern may be generated based on blood flowing out of the right ventricle 41 . That is, the Doppler waveform having the “V” pattern may be generated based on a Doppler signal (or Doppler data) of blood flowing out of the heart.
  • the ultrasound diagnosis apparatus 100 may determine the opening time (PV open) of the pulmonary artery valve 420 (refer to FIG. 4 ) and the closing time (PV close) of the pulmonary artery valve 420 from the Doppler waveform.
  • the opening time (PV open) of the pulmonary valve 420 and the closing time (PV close) of the pulmonary valve 420 may be points at which the phase of the Doppler waveform is reversed.
  • the ultrasound diagnosis apparatus 100 (or the controller 120 ) has a phase different from the phase before the PV close of the pulmonary artery valve 420 and the phase after the PV open of the pulmonary artery valve 420 .
  • a signal at a predetermined time may be defined as a synchronization signal SS. That is, the pulmonary artery 44 in the right ventricle (41, see FIG. 4) from the opening time (PV open) of the pulmonary valve 420 until the closing time (PV close) of the pulmonary valve 420, which is generated after the synchronization signal SS elapses. , see FIG. 4) can flow blood.
  • the synchronization signal SS of the Doppler signal of the outflowing blood may coincide with the closing time (PV close) of the pulmonary artery valve 420 .
  • the present invention is not limited thereto.
  • the ultrasound diagnosis apparatus 100 (or the controller 120 ) includes a Doppler waveform having a “V” pattern including a PV open time point of the pulmonary artery valve 420 and a PV close point point of the pulmonary artery valve 420 . may be determined as the outflow Doppler signal (or the second Doppler data or the second Doppler signal).
  • the ultrasound diagnosis apparatus 100 may analyze the shape of the Doppler waveform and determine the Doppler signal having the “V” pattern as the outflow Doppler signal (or the second Doppler signal).
  • the Doppler waveform (or Doppler ultrasound image) illustrated in FIG. 8 is an example, and the present invention is not limited thereto.
  • the Doppler signal of the blood flowing out of the heart may generate a Doppler waveform in various shapes close to the “V” pattern.
  • FIGS. 9 to 4 are diagrams for explaining a method of determining a Doppler signal suitable for measurement in an ultrasound diagnosis apparatus according to an exemplary embodiment.
  • it will be described with reference to the components and reference numerals described with reference to FIGS. 1 to 4 .
  • FIG. 9 a schematic diagram of an incoming Doppler waveform is illustrated.
  • FIG. 10 a continuous Doppler ultrasound image (or Doppler waveform) is illustrated.
  • the Doppler ultrasound image shown in FIG. 10 corresponds to an incoming Doppler ultrasound image determined according to the shape of the Doppler waveform.
  • the Doppler signal suitable for measurement is based on the cardiac cycle (eg, from relaxation of the heart to the next relaxation, from one contraction of the heart to the next), the similarity to the learned Doppler signal, the strength of the Doppler signal, etc. can be extracted with the cardiac cycle (eg, from relaxation of the heart to the next relaxation, from one contraction of the heart to the next), the similarity to the learned Doppler signal, the strength of the Doppler signal, etc. can be extracted with the cardiac cycle (eg, from relaxation of the heart to the next relaxation, from one contraction of the heart to the next), the similarity to the learned Doppler signal, the strength of the Doppler signal, etc. can be extracted with the cardiac cycle (eg, from relaxation of the heart to the next relaxation, from one contraction of the heart to the next), the similarity to the learned Doppler signal, the strength of the Doppler signal, etc. can be extracted with the cardiac cycle (eg, from relaxation of the heart to the next relaxation, from one contraction of the heart to the next), the similarity
  • the ultrasound diagnosis apparatus 100 may extract a Doppler signal suitable for measurement from the continuous incoming Doppler signal. Extracting a Doppler signal suitable for measurement means that the period of the Doppler waveform generated based on the extracted Doppler signal coincides with or is close to the cardiac period, the extracted Doppler signal is similar to the learned Doppler signal, and the strength of the extracted Doppler signal It means that a Doppler signal suitable for measurement is determined so that ⁇ corresponds to a predetermined intensity or higher.
  • the ultrasound diagnosis apparatus 100 may display at least one region in the incoming Doppler ultrasound image so that a continuous Doppler waveform (or a Doppler signal) can be divided into predetermined regions.
  • the at least one region may be a region located between two straight lines.
  • Each region may be divided according to the shape of the Doppler waveform.
  • each region may be divided according to Doppler signal information, cardiac cycle, and the like.
  • the Doppler waveform shown in FIG. 9 is located in the first reference region 910 , the second reference region 920 , the third reference region 930 , the fourth reference region 940 , and the fifth reference region 950 . can do.
  • the first reference region 910 and the fourth reference region 940 include an open time (TV open) of the tricuspid plate 410 (refer to FIG. 4), and have an “M” shape with two peak points. It may be a region including a Doppler waveform.
  • the second reference region 920 and the fifth reference region 950 include a TV close of the tricuspid plate 410 and have a shape with one peak point extending in the “M” shape. It may be an area including
  • the third reference region 930 may be a region including a time point at which the synchronization signal SS is applied.
  • the ultrasound diagnosis apparatus 100 may define one cycle of the heart from the synchronization signal SS to just before the TV open timing of the next tricuspid valve 410 , the third reference region 930 . ), the fourth reference region 940 , and the fifth reference region 950 may correspond to one cycle of the heart.
  • the incoming Doppler waveform shown in FIG. 10 is a first comparison region 1010 , a second comparison region 1020 , a third comparison region 1030 , a fourth comparison region 1040 , a fifth comparison region 1050 , and a It may be displayed in the sixth comparison area 1060 , the seventh comparison area 1070 , the eighth comparison area 1080 , and the ninth comparison area 1090 .
  • the first to ninth comparison regions 1010, 1020, 1030, 1040, 1050, 1060, 1070, 1080, and 1090 of FIG. 10 are the first to fifth reference regions 910, 920, 930, 940, and 950 of FIG. ) can be matched.
  • the third reference area 930 of FIG. 9 may correspond to the first comparison area 1010
  • the fourth comparison area 1040 and the seventh comparison area 1070 of FIG.
  • the first reference area 910 and the fourth reference area 940 may correspond to the second comparison area 1020, the fifth comparison area 1050, and the eighth comparison area 1080 of FIG.
  • the second reference area 920 and the fifth reference area 950 of 9 may correspond to the third comparison area 1030 , the sixth comparison area 1060 , and the ninth comparison area 1090 of FIG. 10 .
  • a shape of a Doppler waveform similar to each other may be displayed in each of the aforementioned corresponding regions.
  • first to third comparison regions 1010 , 1020 , and 1030 of FIG. 10 may correspond to one cycle of the heart
  • the fourth to sixth comparison regions 1040 , 1050 , and 1060 may correspond to one cycle of the heart.
  • the seventh to ninth comparison regions 1070 , 1080 , and 1090 may correspond to one cycle of the heart.
  • the first comparison area 1010 , the fourth comparison area 1040 , and the seventh comparison area 1070 may be areas including a time point at which the synchronization signal SS is applied.
  • the area in which the synchronization signal SS is dark and bright corresponds to a partial area of the first measurement area MA1 . can do.
  • the synchronization signal SS that is brighter and darker than the first comparison area 1010 and the fourth comparison area 1040 is displayed. It may correspond to a partial area of the measurement area MA1.
  • the second comparison region 1020 , the fifth comparison region 1050 , and the eighth comparison region 1080 include an opening time (TV open) of the tricuspid plate 410 (see FIG. 4 ), and two peak points (peaks). point) may be a region including an “M”-shaped Doppler waveform.
  • the region in which the “M”-shaped Doppler waveform having two peak points is displayed in bright and dark colors is It may correspond to a partial area of the first measurement area MA1.
  • the eighth comparison area 1080 a brighter and darker "M" shape is displayed than that of the second comparison area 1020 and the fifth comparison area 1050 , so the eighth comparison area 1080 is used for the first measurement. It may correspond to a partial area of the area MA1.
  • the third comparison region 1030 , the sixth comparison region 1060 , and the ninth comparison region 1090 include a TV close of the tricuspid plate 410 , and have one peak extending in the “M” shape. It may be a region including a shape having a peak point. An area in which a shape having one peak point among the third comparison area 1030 , the sixth comparison area 1060 , and the ninth comparison area 1090 is brightly and darkly displayed is the first measurement area MA1 . ) may correspond to some areas of For example, in the sixth comparison region 1060 , a shape having one bright and dark peak point is displayed in the third comparison region 1030 and the ninth comparison region 1090 , so that the sixth comparison region Reference numeral 1060 may correspond to a partial area of the first measurement area MA1.
  • the ultrasound diagnosis apparatus 100 may calculate the similarity by comparing the incoming Doppler signal and the pre-learned incoming Doppler signal.
  • the similarity may be calculated for each comparison region of the Doppler ultrasound image.
  • the similarity means a probability of a similar degree between the incoming Doppler signals and the pre-learned incoming Doppler signals.
  • the ultrasound diagnosis apparatus 100 calculates the similarity for each comparison area based on the period and cardiac period of the Doppler waveform generated based on the incoming Doppler signal, and the intensity of the incoming Doppler signal. may be
  • the ultrasound diagnosis apparatus 100 may determine that the Doppler signal of the corresponding comparison area corresponds to a Doppler signal suitable for measurement. Specifically, in at least one comparison region corresponding to one cycle of the heart, it may be determined that a Doppler signal of a region having a large average similarity corresponds to a Doppler signal suitable for measurement.
  • results of the ultrasound diagnosis apparatus 100 detecting the degree of similarity for each comparison area shown in FIG. 10 are shown in a table as follows.
  • the ultrasound diagnosis apparatus 100 may determine the first measurement area MA1 in the Doppler ultrasound image by using the degree of similarity. For example, the ultrasound diagnosis apparatus 100 (or the control unit) ( 120 ) indicates a seventh comparison area 1070 having the highest similarity among the first comparison area 1010 , the fourth comparison area 1040 , and the seventh comparison area 1070 of the first measurement area MA1 . It is determined as a partial area, and the eighth comparison area 1080 having the highest similarity among the second comparison area 1020 , the fifth comparison area 1050 , and the eighth comparison area 1080 is the first measurement area MA1 .
  • the ninth comparison area 1090 may be determined as a partial area of the first measurement area MA1. Accordingly, the first measurement area MA1 may include a seventh comparison area 1070 , an eighth comparison area 1080 , and a ninth comparison area 1090 .
  • FIG. 11 a schematic diagram of an outflow Doppler waveform is shown.
  • FIG. 12 a continuous Doppler ultrasound image (or Doppler waveform) is shown.
  • the Doppler ultrasound image shown in FIG. 12 corresponds to the outflow Doppler ultrasound image determined according to the shape of the Doppler waveform.
  • the Doppler waveform shown in FIG. 11 may be located in the first reference region 1110 and the second reference region 1120 .
  • the first reference region 1110 may be a region including the opening time (PV open) of the pulmonary artery valve 420 (refer to FIG. 4 ) and including a “V”-shaped Doppler waveform with one peak point. have.
  • the second reference region 1120 may be a region including a PV close of the pulmonary artery valve 420 and a shape having one peak point extending in a “V” shape.
  • the second reference region 1120 may be a region including a time point at which the synchronization signal SS is applied.
  • the ultrasound diagnosis apparatus 100 may define one cycle of the heart from before the opening time (PV open) of the pulmonary valve 420 to just before the opening time (PV open) of the next pulmonary valve 420 , a period including the first reference region 1110 and the second reference region 1120 may correspond to one cycle of the heart.
  • the outflow Doppler waveform shown in FIG. 12 includes a first comparison region 1210 , a second comparison region 1220 , a third comparison region 1230 , a fourth comparison region 1240 , a fifth comparison region 1250 , and It may be displayed in the sixth comparison area 1260 .
  • the first to sixth comparison regions 1210 , 1220 , 1230 , 1240 , 1250 , and 1260 of FIG. 12 may correspond to the first and second reference regions 1110 and 1120 of FIG. 11 .
  • the first reference region 1110 of FIG. 11 may correspond to the first comparison region 1210 , the third comparison region 1230 , and the fifth comparison region 1250 of FIG. 12 , and the second reference region 1110 .
  • the region 1120 may correspond to the second comparison region 1220 , the fourth comparison region 1240 , and the sixth comparison region 1260 .
  • a shape of a Doppler waveform similar to each other may be displayed in each of the aforementioned corresponding regions.
  • first comparison area 1210 and the second comparison area 1220 of FIG. 12 may correspond to one cycle of the heart
  • third comparison area 1230 and the fourth comparison area 1240 of the heart It may correspond to a cycle
  • fifth comparison region 1250 and the sixth comparison region 1260 may correspond to one cycle of the heart.
  • the first comparison region 1210 , the third comparison region 1230 , and the fifth comparison region 1250 include a PV open of the pulmonary valve 420 and have one peak point.
  • the “V” shape may be a region containing a Doppler waveform.
  • a region in which a “V”-shaped Doppler waveform having one peak point among the first comparison region 1210 , the third comparison region 1230 , and the fifth comparison region 1250 is displayed in bright and dark colors is It may correspond to a partial area of the second measurement area MA2.
  • a “V” shape that is brighter and darker than that of the first comparison area 1210 and the fifth comparison area 1250 is displayed, so that the third comparison area 1230 is the second measurement area. It may correspond to a partial area of the area MA2.
  • the second comparison area 1220 , the fourth comparison area 1240 , and the sixth comparison area 1260 include a PV close point of the pulmonary artery valve 420 , and determine the time point at which the synchronization signal SS is applied. It may be an area including Among the second comparison area 1220 , the fourth comparison area 1240 , and the sixth comparison area 1260 , the area in which the synchronization signal SS is bright and dark corresponds to a partial area of the second measurement area MA2 . can do. For example, since the synchronization signal SS that is brighter and darker than the second comparison area 1220 and the sixth comparison area 1260 is applied in the fourth comparison area 1240 , the fourth comparison area 1240 is configured as the second comparison area 1240 . It may correspond to a partial area of the measurement area MA2.
  • the ultrasound diagnosis apparatus 100 may calculate the similarity by comparing the outflow Doppler signal and the pre-learned outflow Doppler signal. The similarity may be calculated for each comparison region of the Doppler ultrasound image.
  • the ultrasound diagnosis apparatus 100 calculates the similarity for each comparison region based on the period of the Doppler waveform generated based on the outflow Doppler signal, the cardiac cycle, and the intensity of the outflow Doppler signal. may be
  • the ultrasound diagnosis apparatus 100 may determine that the Doppler signal of the corresponding comparison area corresponds to a Doppler signal suitable for measurement. Specifically, in at least one comparison region corresponding to one cycle of the heart, it may be determined that a Doppler signal of a region having a large average similarity corresponds to a Doppler signal suitable for measurement.
  • results of the ultrasound diagnosis apparatus 100 detecting the degree of similarity for each comparison area shown in FIG. 12 are shown in a table as follows.
  • the ultrasound diagnosis apparatus 100 may determine the second measurement area MA2 in the Doppler ultrasound image by using the similarity.
  • the ultrasound diagnosis apparatus 100 (or the control unit) Reference numeral 120 indicates a third comparison area 1230 having the highest similarity among the first comparison area 1210 , the third comparison area 1230 , and the fifth comparison area 1250 of the second measurement area MA2 . It is determined as a partial area, and the fourth comparison area 1240 having the highest similarity among the second comparison area 1220 , the fourth comparison area 1240 , and the sixth comparison area 1260 is the second measurement area MA2 . can be determined by some area of Accordingly, the second measurement area MA2 may include a third comparison area 1230 and a fourth comparison area 1240 .
  • the second measurement area MA2 may constitute a measurement area together with the above-described first measurement area MA1 .
  • the ultrasound diagnosis apparatus 100 (or the controller 120 ) By matching the synchronization signal SS of the second measurement area MA2 and the synchronization signal SS of the first measurement area MA1, one measurement area can be determined, and a measurement index is calculated based on the measurement area can do.
  • matching the synchronization signal SS means that the synchronization signal SS of the second measurement area MA2 and the synchronization signal SS of the first measurement area MA1 are located on the same straight line.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a state in which a first measurement area and a second measurement area are determined in the ultrasound diagnosis apparatus according to an exemplary embodiment
  • FIG. 14 illustrates a method of calculating a measurement index in the ultrasound diagnosis apparatus according to an exemplary embodiment. It is a drawing for Hereinafter, it will be described with reference to the components and reference numerals described with reference to FIGS. 1 to 4 .
  • the ultrasound diagnosis apparatus 100 may determine a plurality of regions 1310 and 1320 for a Doppler waveform based on the incoming Doppler signal information.
  • the plurality of regions 1310 and 1320 may be determined by the measurement region setting method described with reference to FIGS. 9 to 12 .
  • the plurality of regions 1310 and 1320 may include a first region 1310 and a second region 1320 .
  • the ultrasound diagnosis apparatus 100 may calculate similarity by comparing the incoming Doppler signal and the pre-learned incoming Doppler signal with respect to the plurality of regions 1310 and 1320 .
  • the ultrasound diagnosis apparatus 100 may determine that the Doppler signal of the corresponding area corresponds to a Doppler signal suitable for measurement, and may determine the measurement area from the Doppler ultrasound image. For example, if the similarity of the second area 1320 among the plurality of areas 1310 and 1320 is greater than that of the first area 1310 , the second area 1320 may be determined as the first measurement area MA1. have.
  • the ultrasound diagnosis apparatus 100 may determine a plurality of regions 1330 and 1340 for a Doppler waveform based on the outflow Doppler signal information.
  • the plurality of areas 1330 and 1340 may be determined by the measurement area setting method described with reference to FIGS. 9 to 12 .
  • the plurality of regions 1330 and 1340 may include a third region 1330 and a fourth region 1340 .
  • the third area 1330 may be determined as the second measurement area MA2 . have.
  • the ultrasound diagnosis apparatus 100 (or the controller 120 ) By locating the synchronization signal SS of the first measurement area MA1 and the synchronization signal SS of the second measurement area MA2 on the same straight line, one measurement area can be determined, and the one measurement area Based on the measurement index can be calculated.
  • the metric indicates at least one parameter related to the function of the heart.
  • the at least one parameter may include tricuspid valve closure time (TST), pulmonary valve opening time (ET), systolic time (ICT), diastolic time (IRT), and myocardial performance index (MPI).
  • the tricuspid valve closing time TST is the time from immediately before the TV close of the tricuspid valve 410 (see FIG. 4 ) to just before the TV open of the tricuspid valve 410 .
  • the pulmonary valve opening time is the time from immediately before the PV open of the pulmonary valve 420 (refer to FIG. 4 ) to just before the PV close of the pulmonary valve 420 .
  • the cardiac contraction time (ICT) is a time from immediately before the closing time (TV close) of the tricuspid valve 410 to just before the opening time (PV open) of the pulmonary valve 420 .
  • the cardiac relaxation time (IRT) is a time from just before the closing time (PV close) of the pulmonary valve 420 to just before the opening time (TV open) of the tricuspid valve 410 .
  • Myocardial performance index may be calculated by dividing the pulmonary valve opening time (ET) by the difference between the tricuspid valve closure time (TST) and the pulmonary valve opening time (ET). Accordingly, in an embodiment, the ultrasound diagnosis apparatus 100 (or the controller 120 ) may calculate the myocardial performance index (MPI) based on the measurement area MA.
  • the ultrasound diagnosis apparatus 100 may automatically determine an inflow Doppler signal and an outflow Doppler signal, and automatically calculate a measurement area and a measurement index based on an optimal inflow Doppler signal and an outflow Doppler signal. . Accordingly, the accuracy of the measurement index calculated from the Doppler ultrasound image may be improved, and user convenience may be increased.
  • FIG. 15 is a diagram for explaining a method of analyzing a shape of a Doppler waveform in the ultrasound diagnosis apparatus according to an exemplary embodiment It is a drawing for Hereinafter, it will be described with reference to the components and reference numerals described with reference to FIGS. 1 to 4 .
  • the Doppler waveform shown in FIG. 15 may have a pattern inverted in phase from the “M” pattern. That is, the Doppler waveform shown in FIG. 15 may be the same as the waveform obtained by inverting the Doppler waveform shown in FIG. 5 by 180 phases.
  • the ultrasound diagnosis apparatus 100 may determine the Doppler waveform having the “reversed M” pattern as the incoming Doppler signal (or the first Doppler signal and the first Doppler data). That is, a Doppler waveform having a “reversed M” pattern may be generated based on a Doppler signal (or Doppler data) of blood flowing into the heart.
  • a continuous Doppler ultrasound image (or Doppler waveform) and a plurality of regions are illustrated.
  • the continuous Doppler ultrasound image shown in FIG. 16A may be an incoming Doppler ultrasound image generated based on an incoming Doppler signal having a “reversed M” pattern.
  • a plurality of areas (areas between straight lines indicated by dotted lines) shown in Fig. 16(b) are indicated for calculating the measurement area and the measurement index.
  • the ultrasound diagnosis apparatus 100 may display a continuous Doppler waveform as at least one area so that it can be divided into a predetermined area.
  • the ultrasound diagnosis apparatus 100 may determine Doppler signal information based on the incoming Doppler signal.
  • the Doppler signal information includes an opening time (TV open) of the tricuspid valve 410 (refer to FIG. 4), a closing time (TV close) of the tricuspid valve 410, and a position of the synchronization signal SS.
  • the ultrasound diagnosis apparatus 100 may determine a plurality of regions for the Doppler waveform based on the determined information about the incoming Doppler signal. That is, the plurality of regions may be determined according to the opening timing of the tricuspid valve 410 (TV open), the closing timing of the tricuspid valve 410 (TV close), and the position of the synchronization signal SS.
  • the ultrasound diagnosis apparatus 100 may calculate similarity by comparing the incoming Doppler signal and the pre-learned incoming Doppler signal for each region.
  • the ultrasound diagnosis apparatus 100 may determine that the Doppler signal of the corresponding region corresponds to the Doppler signal suitable for measurement as the calculated similarity increases.
  • the ultrasound diagnosis apparatus 100 may determine a measurement area in the Doppler ultrasound image by using the similarity.
  • the ultrasound diagnosis apparatus 100 may calculate a measurement index based on the measurement area.
  • the measurement index is the same as the measurement index described with reference to FIGS. 13 and 14 , a redundant description will be omitted.
  • FIG. 17 is a diagram for explaining a method of analyzing a shape of a Doppler waveform in the ultrasound diagnosis apparatus according to an exemplary embodiment
  • FIG. 18 illustrates a method of determining a Doppler signal suitable for measurement in the ultrasound diagnosis apparatus according to an exemplary embodiment It is a drawing for Hereinafter, it will be described with reference to the components and reference numerals described with reference to FIGS. 1 to 4 .
  • a schematic diagram of a Doppler waveform is shown.
  • the Doppler waveform shown in FIG. 17 may have a pattern inverted in phase from the “V” pattern. That is, the Doppler waveform shown in FIG. 17 may be the same as a waveform obtained by inverting the Doppler waveform shown in FIG. 7 by 180 phases.
  • the ultrasound diagnosis apparatus 100 may determine a Doppler waveform having a “reversed V” pattern as an outflow Doppler signal (or a second Doppler signal or second Doppler data). That is, a Doppler waveform having a “reversed V” pattern may be generated based on a Doppler signal (or Doppler data) of blood flowing out of the heart.
  • a continuous Doppler ultrasound image (or Doppler waveform) and a plurality of regions are illustrated.
  • the continuous Doppler ultrasound image shown in (a) of FIG. 18 may be an outflow Doppler ultrasound image generated based on an outflow Doppler signal having a “reversed V” pattern.
  • a plurality of regions (regions between straight lines indicated by dotted lines) shown in FIG. 18B are indicated to calculate a measurement region and a measurement index.
  • the ultrasound diagnosis apparatus 100 may display a plurality of regions so that a continuous Doppler waveform can be divided into predetermined regions.
  • a method of determining a plurality of regions and a measurement region and calculating a measurement index is the same as that described with reference to FIGS. 13 and 14 , and thus a redundant description thereof will be omitted.
  • FIG. 19 is a diagram illustrating a Doppler ultrasound image displayed on an ultrasound diagnosis apparatus according to an exemplary embodiment
  • FIG. 20 is a diagram illustrating a Doppler ultrasound image, a measurement area, and a measurement index displayed on the ultrasound diagnosis apparatus according to an exemplary embodiment
  • 21 is a diagram illustrating a Doppler ultrasound image displayed on an ultrasound diagnosis apparatus according to an exemplary embodiment
  • FIG. 22 is a diagram for explaining a Doppler ultrasound image displayed on the ultrasound diagnosis apparatus according to an exemplary embodiment.
  • the ultrasound diagnosis apparatus (or the display unit 140 ) may include a main display area 141 and a sub-display area 142 .
  • the main display area 141 may be divided into two areas, and may include a first main display area 141a and a second main display area 141b.
  • the first main display area 141a may be located at an upper side of the two areas, and the second main display area 141b may be located at a lower side of the two areas.
  • the main display area 141 may display an inflow Doppler ultrasound image (or a first Doppler ultrasound image) and/or an outflow Doppler ultrasound image (or a second Doppler ultrasound image).
  • the first main display area 141a displays the incoming Doppler ultrasound image
  • the second The main display area 141b may display an outflow Doppler ultrasound image. Accordingly, the user may determine that the image displayed on the first main display area 141a is an inflow Doppler ultrasound image only by the area position of the main display area 141 , and the image displayed on the second main display area 141b is an outflow Doppler ultrasound image. You can intuitively understand that it is a video. Accordingly, the ultrasound diagnosis apparatus according to an exemplary embodiment may increase user convenience.
  • the present invention is not limited thereto, and an outflow Doppler ultrasound image may be displayed on the first main display area 141a and an inflow Doppler ultrasound image may be displayed on the second main display area 141b according to embodiments.
  • the sub display area 142 may display a plurality of Doppler ultrasound images.
  • the plurality of Doppler ultrasound images may include a plurality of inflow Doppler ultrasound images and a plurality of outflow Doppler ultrasound images.
  • the sub display area 142 may display a Doppler ultrasound image simultaneously with the main display area 141 .
  • any one of a plurality of Doppler ultrasound images displayed on the sub display area 142 may be selected by a user input and displayed on the main display area 141 .
  • one image among the plurality of Doppler ultrasound images of the sub display area 142 may be replaced with an image of the main display area 141 by a user input.
  • the inflow Doppler ultrasound image may be displayed on the first main display area 141a
  • the outflow Doppler ultrasound image may be displayed on the second main display area 141b. That is, the user may automatically check the Doppler ultrasound image displayed on the main display area 141 , and, if it is determined that it is not appropriate, may replace it with the Doppler ultrasound image displayed on the main display area 141 .
  • the Doppler ultrasound image determined by the user and/or the controller 120 may be displayed on the main display area 141 and may be a basic image for calculating the measurement area and the measurement index.
  • the sub-display area 142 may independently display a Doppler ultrasound image even if the main display area 141 does not display any image.
  • the ultrasound diagnosis apparatus may display a Doppler ultrasound image.
  • the display unit 140 may include a first main display area 141a , a second main display area 141b , and an auxiliary display area 143 .
  • the first main display area 141a may display an inflow Doppler ultrasound image (or an inflow Doppler waveform).
  • the incoming Doppler ultrasound image displayed on the first main display area 141a may correspond to the incoming Doppler waveform having the “reversed M” pattern described with reference to FIGS. 15 and 16 .
  • the second main display area 141b may display an outflow Doppler ultrasound image.
  • the outflow Doppler ultrasound image displayed on the second main display area 141b may correspond to the outflow Doppler waveform having the “reversed V” pattern described with reference to FIGS. 17 and 18 .
  • the ultrasound diagnosis apparatus 100 determines at least one region for the Doppler waveform based on the Doppler signal information, and compares the Doppler signal with the pre-learned Doppler signal for each region, The measurement area can be determined.
  • the area between the two straight lines displayed on the first main display area 141a may represent the first measurement area MA1, and the area between the two straight lines displayed on the second main display area 141b is the second measurement area. (MA2) can be represented.
  • the ultrasound diagnosis apparatus 100 may calculate a measurement index based on the first measurement area MA1 and the second measurement area MA2 .
  • the method of calculating the measurement index and the calculated measurement index are the same as those described with reference to FIGS. 13 and 14 above, and thus a redundant description will be omitted.
  • the auxiliary display area 143 may display a measurement index. Accordingly, the user can determine the tricuspid valve closure time (TST), pulmonary valve open time (ET), systolic time (ICT), diastolic time (IRT), and myocardial performance index (MPI) through the auxiliary display area 143 . have.
  • TST tricuspid valve closure time
  • ET pulmonary valve open time
  • ICT systolic time
  • IRT diastolic time
  • MPI myocardial performance index
  • the ultrasound diagnosis apparatus 100 automatically determines the incoming Doppler signal and the outgoing Doppler signal, and automatically calculates and displays the measurement area and the measurement index based on the optimal incoming Doppler signal and the outgoing Doppler signal. can do. Accordingly, the accuracy of the measurement index calculated from the Doppler ultrasound image may be improved, and user convenience may be increased.
  • the ultrasound diagnosis apparatus (or the display unit 140 ) may include a main display area 141 and a sub-display area 142 .
  • the main display area 141 may be divided into two areas, and may include a first main display area 141a and a second main display area 141b.
  • the sub display area 142 may display a plurality of Doppler ultrasound images.
  • the plurality of Doppler ultrasound images may include a plurality of inflow Doppler ultrasound images and a plurality of outflow Doppler ultrasound images.
  • the first main display area 141a may display an inflow Doppler ultrasound image (or a first Doppler ultrasound image), and the second main display area 141b may display an outflow Doppler ultrasound image (or a second Doppler ultrasound image). can be displayed.
  • the first main display area 141a and the second main display area 141b may simultaneously display a Doppler ultrasound image, and only one main display area may display a Doppler ultrasound image.
  • the main display area 141 is a different type of Doppler ultrasound from the sub display area 142 .
  • video can be displayed.
  • the Doppler ultrasound image displayed on the main display area 141 may be a Doppler ultrasound image based on a Doppler signal transmitted in real time. ), a Doppler ultrasound image based on a Doppler signal previously stored in the storage unit 150 (refer to FIG. 1 ).
  • the sub display area 142 may display at least one outflow Doppler ultrasound image. That is, the first main display area 141a of FIG. 21 may display inflow Doppler ultrasound images, and the sub display area 142 may display outflow Doppler ultrasound images.
  • the sub display area 142 may display at least one inflow Doppler ultrasound image.
  • the user may determine that the image displayed on the first main display area 141a is an inflow Doppler ultrasound image only by the area position of the main display area 141 , and the image displayed on the second main display area 141b is an outflow Doppler ultrasound image. You can intuitively understand that it is a video. Accordingly, the ultrasound diagnosis apparatus according to an exemplary embodiment may increase user convenience.
  • FIG. 22A is a diagram schematically illustrating the structure of a human heart among objects to which an ultrasound diagnosis apparatus is applied
  • FIG. 22B is a diagram illustrating a sample volume gate for acquiring a Doppler signal from a human heart.
  • (c) of FIG. 22 is a diagram illustrating a Doppler ultrasound image based on the acquired Doppler signal.
  • the tricuspid valve 410 positioned between the right atrium and the left atrium and the pulmonary valve 420 positioned between the right ventricle and the pulmonary artery are shown.
  • information regarding the closing time and the opening time of the tricuspid valve 410 may be obtained through an inflow Doppler ultrasound image.
  • information on the closing time and opening time of the pulmonary artery valve 420 may be obtained through an outflow Doppler ultrasound image.
  • the first sample volume gate 221 may be positioned on the tricuspid valve 410
  • the second sample volume gate 222 may be positioned on the pulmonary artery valve 420 .
  • the present invention is not limited thereto, and the second sample volume gate 222 may be located on the tricuspid valve 410 , and the first sample volume gate 221 may be located on the pulmonary artery valve 420 .
  • an inflow Doppler signal flowing into the heart from the first sample volume gate 221 may be acquired, and an outflow Doppler signal flowing out of the heart from the second sample volume gate 222 may be acquired.
  • an inflow Doppler signal may be obtained from the second sample volume gate 222
  • the first sample volume gate 221 is disposed on the pulmonary artery valve 420 .
  • an outflow Doppler signal may be obtained from the first sample volume gate 221 .
  • the controller 120 converts the Doppler signal into an incoming Doppler signal or an outgoing Doppler signal according to the shape of the Doppler waveform regardless of the positions of the first sample volume gate 221 and the second sample volume gate 222 . can decide
  • the display 140 may display an inflow Doppler ultrasound image on the first main display area 141a and an outflow Doppler ultrasound image on the second main display area 141b.
  • the display unit 140 displays the first main display area ( 141a) and the second main display area 141b may display a Doppler ultrasound image.
  • the user can determine the tricuspid valve closing time (TST) from the inflow Doppler ultrasound image displayed on the first main display area 141a, and the pulmonary valve opening time (ET) from the outflow Doppler ultrasound image displayed on the second main display area 141b. ) can be found.
  • the controller 120 may calculate the myocardial performance index using the tricuspid valve closure time (TST), the pulmonary valve opening time (ET), and the like.
  • the ultrasound diagnosis apparatus 100 automatically determines the incoming Doppler signal and the outgoing Doppler signal, and automatically calculates and displays the measurement area and the measurement index based on the optimal incoming Doppler signal and the outgoing Doppler signal. can do. Accordingly, the accuracy of the measurement index calculated from the Doppler ultrasound image can be improved, and user convenience can be increased.
  • a learning algorithm for explaining a pre-learned method will be described with reference to FIG. 23 . .
  • FIG. 23 is a diagram for describing a learning algorithm according to an embodiment.
  • a learning algorithm including at least one hidden layer (HDL) between an input layer (INL) and an output layer (OTL) is illustrated as an example.
  • HDL hidden layer
  • the learning algorithm may be recorded in a recording medium and executed by the ultrasound diagnosis apparatus 100 .
  • the recording medium may correspond to the storage unit 150 (refer to FIG. 1 ) of the ultrasound diagnosis apparatus 100 .
  • the recording medium may be embedded in an external server of the ultrasound diagnosis apparatus 100 , and the ultrasound diagnosis apparatus 100 may execute a learning algorithm by communicating with the external server through the communication unit 160 (refer to FIG. 1 ).
  • the recording medium includes all kinds of recording devices in which data, algorithms, or programs that can be read by a computer system can be stored.
  • Examples of computer-readable recording media include ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, optical data storage device, hard disk, external hard disk, SSD, USB storage device, DVD, Blu-ray disk, etc.
  • the computer-readable recording medium may be a combination of a plurality of devices or may be distributed in a computer system connected through a network. Such a recording medium may be a non-transitory computer readable medium.
  • a non-transitory computer-readable recording medium is not a medium that stores data or a program for a short moment, such as a register, cache, memory, etc., but semi-permanently stores data or a program, and refers to a computer-readable medium.
  • the input layer INL may include first inputs IN11 , IN12 , ..., IN1n and a second input IN2 .
  • the hidden layer HDL may include a plurality of nodes ND11, ND12, ND13, ND14, and ND15.
  • the output layer OTL may include first outputs OT11 , OT12 , OT13 , OT14 , and OT15 .
  • the number of inputs, nodes, and outputs may vary depending on the embodiment. Also, whether the layers are all fully connected or connected in another way may vary according to an embodiment.
  • the learning algorithm of the present embodiment may be referred to as shallow learning or deep learning depending on the number of hidden layers (HDL).
  • the learning algorithm may include receiving the Doppler signal as first inputs IN11 to IN1n of the input layer INL. Also, the learning algorithm may include receiving the user's input as the second input IN2 of the input layer INL.
  • the learning algorithm displays a Doppler ultrasound image based on the first inputs IN11 to IN1n, and displays the first outputs OT11, OT12, OT13, OT14, OT15).
  • the relationship between the first inputs IN11 to IN1n, the second input IN2, and the first outputs OT11 to OT15 includes connection relationships between the layers INL, HDL, and OTL, weights, It may be determined by biases and the like.
  • the Doppler ultrasound image may be determined by analyzing a shape of a Doppler waveform based on a Doppler signal.
  • the measurement area may be determined based on Doppler signal information, and an optimal measurement area for determining the measurement area may be selected, and a measurement index may be calculated based on the selected measurement area.
  • the Doppler ultrasound image determined by the second input IN2 may be replaced, and the measurement area may be replaced.
  • the ultrasound diagnosis apparatus 100 may automatically determine an inflow Doppler signal and an outflow Doppler signal, and automatically calculate and display a measurement area and a measurement index based on an optimal inflow Doppler signal and an outflow Doppler signal. have. Accordingly, the accuracy of the measurement index calculated from the Doppler ultrasound image may be improved, and user convenience may be increased.
  • the disclosed embodiments may be implemented in the form of a recording medium storing instructions executable by a computer. Instructions may be stored in the form of program code, and when executed by a processor, may generate program modules to perform operations of the disclosed embodiments.
  • the recording medium may be implemented as a computer-readable recording medium.
  • the computer-readable recording medium includes any type of recording medium in which instructions readable by the 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, and the like.
  • ROM read only memory
  • RAM random access memory
  • magnetic tape magnetic tape
  • magnetic disk magnetic disk
  • flash memory optical data storage, and the like.

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Abstract

일 실시예에 따른 초음파 진단 장치는 도플러 신호에 기초한 도플러 파형의 형태를 분석하여, 상기 도플러 신호의 종류를 결정하고, 상기 도플러 파형에 대한 적어도 하나의 영역을 결정하여 상기 적어도 하나의 영역에 대한 유사도를 산출하고, 상기 유사도를 기초로 측정 영역을 결정하며, 상기 측정 영역을 기초로 측정 지수를 산출하는 제어부; 및 상기 도플러 파형, 상기 측정 영역, 및 상기 측정 지수를 표시하는 디스플레이부를 포함한다.

Description

초음파 진단 장치, 이의 동작 방법, 및 러닝 알고리즘이 기록된 기록매체
본 발명은 초음파 진단 장치, 이의 동작 방법 및 러닝 알고리즘이 기록된 기록매체에 관한 것이다.
초음파 진단 장치는 프로브(probe)의 트랜스듀서(transducer)로부터 생성되는 초음파 신호를 대상체로 조사하고, 대상체로부터 반사된 신호를 수신하여 영상 처리함으로써, 대상체 내부의 부위에 대한 적어도 하나의 초음파 영상을 제공할 수 있다.
또한, 초음파 진단 장치는 도플러 효과(doppler effect)를 이용하여 움직이는 대상체의 속도, 방향 등을 측정하고, 측정된 대상체의 속도, 방향 등에 관한 측정 지수를 출력할 수 있다.
사용자의 입력을 받아 대상체의 측정 지수를 출력하는 경우, 사용자의 입력이 잘못되면 올바른 측정 지수를 얻을 수 없는 문제점이 있다.
해결하고자 하는 기술적 과제는 도플러 초음파 영상으로부터 산출되는 측정 지수의 정확도를 향상시키고, 사용자의 편의성을 증가시키는 초음파 진단 장치, 이의 동작 방법 및 러닝 알고리즘이 기록된 기록매체를 제공하는데 있다.
본 발명에 따른 초음파 진단 장치, 이의 동작 방법 및 러닝 알고리즘이 기록된 기록매체는 유입 도플러 신호와 유출 도플러 신호를 자동으로 결정하고, 최적의 유입 도플러 신호 및 유출 도플러 신호를 기초로 측정 영역, 측정 지수를 자동으로 산출할 수 있다.
따라서, 도플러 초음파 영상으로부터 산출되는 측정 지수의 정확도를 향상시킬 수 있고, 사용자의 편의성을 증가시킬 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 초음파 진단 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2의 (a) 내지 (c)는 일 실시예에 따른 초음파 진단 장치를 나타낸 도면들이다.
도 3은 일 실시예에 따른 초음파 진단 장치의 동작 방법을 나타낸 순서도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 초음파 진단 장치를 적용하는 대상체 중 사람의 심장 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 5, 도 6, 도 7, 및 도 8은 일 실시예에 따른 초음파 진단 장치에서 도플러 파형의 형태를 분석하는 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 9, 도 10, 도 11, 및 도 12는 일 실시예에 따른 초음파 진단 장치에서 측정에 적합한 도플러 신호를 판단하는 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 13은 일 실시예에 따른 초음파 진단 장치에서 제1 측정 영역 및 제2 측정 영역이 결정된 모습을 도시한 도면이다.
도 14는 일 실시예에 따른 초음파 진단 장치에서 측정 지수를 산출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 일 실시예에 따른 초음파 진단 장치에서 도플러 파형의 형태를 분석하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 일 실시예에 따른 초음파 진단 장치에서 측정에 적합한 도플러 신호를 판단하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 일 실시예에 따른 초음파 진단 장치에서 도플러 파형의 형태를 분석하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 18은 일 실시예에 따른 초음파 진단 장치에서 측정에 적합한 도플러 신호를 판단하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 19는 일 실시예에 따른 초음파 진단 장치에 표시되는 도플러 초음파 영상을 도시한 도면이다.
도 20은 일 실시예에 따른 초음파 진단 장치에 표시되는 도플러 초음파 영상, 측정 영역, 및 측정 지수를 도시한 도면이다.
도 21은 일 실시예에 따른 초음파 진단 장치에 표시되는 도플러 초음파 영상을 도시한 도면이다.
도 22는 일 실시예에 따른 초음파 진단 장치에 표시되는 도플러 초음파 영상을 설명하기 위한 도면이다.
도 23은 일 실시예에 따른 러닝 알고리즘을 설명하기 위한 도면이다.
일 실시예에 따른 초음파 진단 장치는 도플러 신호에 기초한 도플러 파형의 형태를 분석하여, 상기 도플러 신호의 종류를 결정하고, 상기 도플러 파형에 대한 적어도 하나의 영역을 결정하여 상기 적어도 하나의 영역에 대한 유사도를 산출하고, 상기 유사도를 기초로 측정 영역을 결정하며, 상기 측정 영역을 기초로 측정 지수를 산출하는 제어부; 및 상기 도플러 파형, 상기 측정 영역, 및 상기 측정 지수를 표시하는 디스플레이부를 포함한다.
상기 제어부는 결정된 상기 도플러 신호에 대하여 도플러 신호 정보를 판단하고, 판단된 상기 도플러 신호 정보에 기초하여 상기 도플러 파형에 대한 상기 적어도 하나의 영역을 결정할 수 있다.
상기 제어부는 상기 도플러 파형의 형태가 "M" 또는 "역(reversed) M"이면 제1 도플러 신호로 결정하고, 상기 도플러 파형의 형태가 "V" 또는 "역(reversed) V"이면 제2 도플러 신호로 결정할 수 있다.
상기 제1 도플러 신호는 대상체의 심장으로 유입되는 혈액의 도플러 신호이고, 상기 제2 도플러 신호는 상기 대상체의 심장으로 유출되는 혈액의 도플러 신호일 수 있다.
상기 도플러 신호 정보는 상기 제1 도플러 신호에 대한 제1 도플러 신호 정보 및 상기 제2 도플러 신호에 대한 제2 도플러 신호 정보를 포함할 수 있다.
상기 제1 도플러 신호 정보는 삼첨판의 열림 시점, 삼첨판의 닫힘 시점, 및 동기화 신호의 위치를 포함하고, 상기 제2 도플러 신호 정보는 폐동맥판의 열림 시점, 폐동맥판의 닫힘 시점, 및 동기화 신호의 위치를 포함할 수 있다.
상기 제어부는 상기 적어도 하나의 영역에 대하여 상기 도플러 신호와 미리 학습된 도플러 신호를 비교하여 상기 유사도를 산출할 수 있다.
상기 제어부는 상기 도플러 신호를 기초로 생성된 도플러 파형의 주기와 대상체의 심장 주기, 상기 도플러 신호의 세기를 기초로 상기 적어도 하나의 영역에 대한 상기 유사도를 산출할 수 있다.
상기 측정 영역은 제1 측정 영역 및 제2 측정 영역을 포함하고, 상기 제1 측정 영역은 상기 제1 도플러 신호에 기초한 영역이고, 상기 제2 측정 영역은 상기 제2 도플러 신호에 기초한 영역일 수 있다.
상기 제어부는 상기 제1 측정 영역의 동기화 신호 및 상기 제2 측정 영역의 동기화 신호를 매칭하여 하나의 측정 영역을 결정하고, 상기 측정 지수는 상기 하나의 측정 영역을 기초로 산출될 수 있다.
상기 측정 지수는 심장의 기능과 관련된 적어도 하나의 파라미터를 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 파라미터는 삼첨판 닫힘 시간(TST), 폐동맥판 열림 시간(ET), 심장 수축 시간(ICT), 심장 이완 시간(IRT), 및 심근 성능 지수(MPI)를 포함할 수 있다.
상기 디스플레이부는 상기 적어도 하나의 파라미터를 표시할 수 있다.
상기 디스플레이부는 제1 메인 디스플레이 영역, 제2 메인 디스플레이 영역, 및 서브 디스플레이 영역을 포함하고, 상기 제1 메인 디스플레이 영역은 상기 제1 도플러 신호에 기초한 제1 도플러 초음파 영상을 표시하고, 상기 제2 메인 디스플레이 영역은 상기 제2 도플러 신호에 기초한 제2 도플러 초음파 영상을 표시할 수 있다.
상기 서브 디스플레이 영역은 적어도 하나의 제1 도플러 초음파 영상 또는 적어도 하나의 제2 도플러 초음파 영상을 표시할 수 있다.
상기 제1 메인 디스플레이 영역이 상기 제1 도플러 초음파 영상을 표시하면, 상기 서브 디스플레이 영역은 상기 적어도 하나의 제2 도플러 초음파 영상을 표시할 수 있다.
상기 제2 메인 디스플레이 영역이 상기 제2 도플러 초음파 영상을 표시하면, 상기 서브 디스플레이 영역은 상기 적어도 하나의 제1 도플러 초음파 영상을 표시할 수 있다.
상기 제1 메인 디스플레이 영역 및 상기 제2 메인 디스플레이 영역에 표시되는 영상은 상기 서브 디스플레이 영역에 표시되는 영상으로 교체될 수 있다.
상기 디스플레이부는 제1 샘플 볼륨 게이트 및 제2 샘플 볼륨 게이트를 표시하고, 상기 제1 샘플 볼륨 게이트 또는 상기 제2 샘플 볼륨 게이트의 위치에 따라, 상기 제1 메인 디스플레이 영역은 제1 도플러 초음파 영상을 표시하고, 상기 제2 메인 디스플레이 영역은 제2 도플러 초음파 영상을 표시할 수 있다.
상기 제1 샘플 볼륨 게이트 또는 상기 제2 샘플 볼륨 게이트 중 하나가 삼첨판에 대응하여 위치하면, 상기 제1 메인 디스플레이 영역은 제1 도플러 초음파 영상을 표시하고, 상기 제1 샘플 볼륨 게이트 또는 상기 제2 샘플 볼륨 게이트 중 하나가 폐동맥판에 대응하여 위치하면, 상기 제2 메인 디스플레이 영역은 제2 도플러 초음파 영상을 표시할 수 있다.
상기 적어도 하나의 영역은 상기 도플러 신호를 기초로 생성된 도플러 파형의 주기를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 초음파 진단 장치의 동작 방법은 도플러 신호를 수신하는 단계; 상기 도플러 신호에 기초한 도플러 파형의 형태를 분석하여, 상기 도플러 신호의 종류를 결정하는 단계; 상기 도플러 파형에 대한 적어도 하나의 영역을 결정하여 상기 적어도 하나의 영역에 대한 유사도를 산출하는 단계; 상기 유사도를 기초로 측정 영역을 결정하는 단계; 및 상기 측정 영역을 기초로 측정 지수를 산출하는 단계를 포함한다.
상기 도플러 파형, 상기 측정 영역, 및 상기 측정 지수를 표시하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 도플러 신호의 종류를 결정하고, 결정된 상기 도플러 신호에 대하여 도플러 신호 정보를 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
판단된 상기 도플러 신호 정보에 기초하여 상기 도플러 파형에 대한 상기 적어도 하나의 영역을 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 영역에 대하여 상기 도플러 신호와 미리 학습된 도플러 신호를 비교하여 상기 유사도가 산출될 수 있다.
상기 유사도가 높은 영역들의 동기화 신호를 매칭하여 하나의 측정 영역이 결정되고, 상기 측정 지수는 상기 하나의 측정 영역을 기초로 산출될 수 있다.
일 실시예에 따른 초음파 진단 장치의 동작 방법을 수행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체일 수 있다.
일 실시예에 따른 초음파 진단 장치의 동작 방법은 도플러 신호를 수신하는 단계; 상기 도플러 신호에 기초한 도플러 파형의 형태를 분석하여, 상기 도플러 신호의 종류를 결정하는 단계; 상기 도플러 신호의 종류에 따라 제1 도플러 초음파 영상 및/또는 제2 도플러 초음파 영상을 표시하는 단계; 상기 제1 도플러 초음파 영상이 유입된 혈류에 관한 영상에 해당하고, 상기 제2 도플러 초음파 영상이 유출된 혈류에 관한 영상에 해당하는지 확인받는 단계; 미리 학습된 도플러 신호와 유사도가 높은 제1 도플러 신호 및 제2 도플러 신호를 판단하는 단계; 유사도가 높은 상기 제1 도플러 신호 및 상기 제2 도플러 신호에 기초한 유입 도플러 초음파 영상 및/또는 유출 도플러 초음파 영상을 표시하는 단계; 상기 유입 도플러 초음파 영상 및/또는 상기 유출 도플러 초음파 영상이 적절한지 확인받는 단계; 상기 유입 도플러 초음파 영상 및/또는 상기 유출 도플러 초음파 영상에 측정 영역을 표시하는 단계; 상기 측정 영역이 적절한지 확인받는 단계; 및 상기 측정 영역을 기초로 산출된 측정 지수를 표시하는 단계를 포함한다.
상기 제1 도플러 초음파 영상이 유입된 혈류에 관한 영상에 해당하지 않거나, 상기 제2 도플러 초음파 영상이 유출된 혈류에 관한 영상에 해당하지 않으면, 도플러 초음파 영상 교체를 위한 사용자의 입력을 받는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 유입 도플러 초음파 영상 및/또는 상기 유출 도플러 초음파 영상이 미리 설정된 기준에 부합하지 않으면, 도플러 초음파 영상 교체를 위한 사용자의 입력을 받는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 유입 도플러 초음파 영상 및/또는 상기 유출 도플러 초음파 영상에 표시된 상기 측정 영역이 적절하지 않으면, 상기 측정 영역 교체를 위한 사용자의 입력을 받는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 초음파 진단 장치의 동작 방법은 도플러 신호를 수신하는 단계; 상기 도플러 신호에 기초한 도플러 파형의 형태를 분석하여, 상기 도플러 신호의 종류를 결정하는 단계; 상기 도플러 신호의 종류에 따라 제1 도플러 초음파 영상 및/또는 제2 도플러 초음파 영상을 표시하는 단계; 미리 학습된 도플러 신호와 유사도가 높은 제1 도플러 신호 및 제2 도플러 신호를 판단하는 단계; 상기 제1 도플러 초음파 영상 및/또는 상기 제2 도플러 초음파 영상에 측정 영역을 표시하는 단계; 및 상기 측정 영역을 기초로 산출된 측정 지수를 표시하는 단계를 포함한다.
일 실시예에 따른 입력 레이어 및 출력 레이어 사이에 적어도 하나의 히든 레이어를 포함하는 러닝 알고리즘이 기록된 기록 매체에 있어서, 상기 러닝 알고리즘은: 도플러 신호를 상기 입력 레이어의 제1 입력들로 수신하는 단계; 및 상기 제1 입력들에 기초하여 도플러 초음파 영상을 표시하고, 상기 도플러 초음파 영상에 측정 영역, 및 측정 지수를 표시하도록 상기 출력 레이어의 제1 출력들로 제공하는 단계를 포함한다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다. 따라서 앞서 설명한 참조 부호는 다른 도면에서도 사용할 수 있다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 과장되게 나타낼 수 있다.
또한, 설명에서 "동일하다"라고 표현한 것은, "실질적으로 동일하다"는 의미일 수 있다. 즉, 통상의 지식을 가진 자가 동일하다고 납득할 수 있을 정도의 동일함일 수 있다. 그 외의 표현들도 "실질적으로"가 생략된 표현들일 수 있다.
본 명세서는 본 발명의 권리범위를 명확히 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 실시할 수 있도록, 본 발명의 원리를 설명하고, 실시예들을 개시한다. 개시된 실시예들은 다양한 형태로 구현될 수 있다.
본 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 간접적으로 연결되어 있는 경우를 포함하고, 간접적인 연결은 무선 통신망을 통해 연결되는 것을 포함한다.
또한, 본 명세서에서 사용한 용어는 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" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는다.
또한, 본 명세서에서 사용한 "제1", "제2" 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
또한, "~부", "~기", "~블록", "~부재", "~모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미할 수 있다. 예를 들어, 상기 용어들은 FPGA(field-programmable gate array) / ASIC(application specific integrated circuit) 등 적어도 하나의 하드웨어, 메모리에 저장된 적어도 하나의 소프트웨어 또는 프로세서에 의하여 처리되는 적어도 하나의 프로세스를 의미할 수 있다.
각 단계들에 붙여지는 부호는 각 단계들을 식별하기 위해 사용되는 것으로 이들 부호는 각 단계들 상호 간의 순서를 나타내는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다.
또한, 본 명세서에서 영상은 자기 공명 영상(MRI) 장치, 컴퓨터 단층 촬영(CT) 장치, 초음파 촬영 장치, 또는 엑스레이 촬영 장치 등의 의료 영상 장치에 의해 획득된 의료 영상을 포함할 수 있다.
또한, 본 명세서에서 "대상체(object)"는 촬영의 대상이 되는 것으로서, 사람, 동물, 또는 그 일부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 대상체는 신체의 일부(장기 또는 기관 등; organ) 또는 팬텀(phantom) 등을 포함할 수 있다.
명세서 전체에서 "초음파 영상"이란 대상체로 송신되고, 대상체로부터 반사된 초음파 신호에 근거하여 처리된 대상체(object)에 대한 영상을 의미한다.
또한, 명세서 전체에서 "도플러 신호"는 대상체로부터 반사된 초음파 신호, 초음파 데이터, 도플러 데이터 등을 의미할 수 있다. "도플러 파형"은 도플러 신호의 형상을 의미할 수 있다. "도플러 신호 정보"는 대상체의 심장 주기, 대상체의 심장 주기를 구성하는 시작점(또는, 시작(begin) 신호, 클릭(click) 신호), 신호에 따른 파형의 피크 포인트(peak point) 등을 포함할 수 있다. 여기서, "도플러 신호 정보" 및 "도플러 파형"은 "도플러 신호"에 관한 데이터로써, "도플러 신호"에 포함되는 개념일 수 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 초음파 진단 장치의 구성을 도시한 블록도이다. 일 실시예에 따른 초음파 진단 장치(100)는 프로브(20), 초음파 송수신부(110), 제어부(120), 영상 처리부(130), 디스플레이부(140), 저장부(150), 통신부(160), 및 입력부(170)를 포함할 수 있다.
초음파 진단 장치(100)는 카트형뿐만 아니라 휴대형으로도 구현될 수 있다. 휴대형 초음파 진단 장치의 예로는 프로브 및 어플리케이션을 포함하는 스마트 폰(smart phone), 랩탑 컴퓨터, PDA, 태블릿 PC 등이 있을 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
프로브(20)는 복수의 트랜스듀서들을 포함할 수 있다. 복수의 트랜스듀서들은 송신부(113)로부터 인가된 송신 신호에 따라 대상체(10)로 초음파 신호를 송출할 수 있다. 복수의 트랜스듀서들은 대상체(10)로부터 반사된 초음파 신호를 수신하여, 수신 신호를 형성할 수 있다. 또한, 프로브(20)는 초음파 진단 장치(100)와 일체형으로 구현되거나, 초음파 진단 장치(100)와 유무선으로 연결되는 분리형으로 구현될 수 있다. 또한, 초음파 진단 장치(100)는 구현 형태에 따라 하나 또는 복수의 프로브(20)를 구비할 수 있다.
제어부(120)는 프로브(20)에 포함되는 복수의 트랜스듀서들의 위치 및 집속점을 고려하여, 복수의 트랜스듀서들 각각에 인가될 송신 신호를 형성하도록 송신부(113)를 제어한다.
제어부(120)는 프로브(20)로부터 수신되는 수신 신호를 아날로그 디지털 변환하고, 복수의 트랜스듀서들의 위치 및 집속점을 고려하여, 디지털 변환된 수신 신호를 합산함으로써, 초음파 데이터를 생성하도록 수신부(115)를 제어 한다.
영상 처리부(130)는 초음파 수신부(115)에서 생성된 초음파 데이터를 이용하여, 초음파 영상을 생성한다.
디스플레이부(140)는 생성된 초음파 영상 및 초음파 진단 장치(100)에서 처리되는 다양한 정보를 표시할 수 있다. 초음파 진단 장치(100)는 구현 형태에 따라 하나 또는 복수의 디스플레이부(140)를 포함할 수 있다. 또한, 디스플레이부(140)는 터치패널과 결합하여 터치 스크린으로 구현될 수 있다.
제어부(120)는 초음파 진단 장치(100)의 전반적인 동작 및 초음파 진단 장치(100)의 내부 구성 요소들 사이의 신호 흐름을 제어할 수 있다. 제어부(120)는 초음파 진단 장치(100)의 기능을 수행하기 위한 프로그램 또는 데이터를 저장하는 메모리, 및 프로그램 또는 데이터를 처리하는 프로세서를 포함할 수 있다. 또한, 제어부(120)는 입력부(170) 또는 외부 장치로부터 제어신호를 수신하여, 초음파 진단 장치(100)의 동작을 제어할 수 있다.
초음파 진단 장치(100)는 통신부(160)를 포함하며, 통신부(160)를 통해 외부 장치(예를 들면, 서버, 의료 장치, 휴대 장치(스마트폰, 태블릿 PC, 웨어러블 기기 등))와 연결할 수 있다.
통신부(160)는 외부 장치와 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 구성 요소를 포함할 수 있으며, 예를 들어 근거리 통신 모듈, 유선 통신 모듈 및 무선 통신 모듈 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
통신부(160)가 외부 장치로부터 제어 신호 및 데이터를 수신하고, 수신된 제어 신호를 제어부(120)에 전달하여 제어부(120)로 하여금 수신된 제어 신호에 따라 초음파 진단 장치(100)를 제어하도록 하는 것도 가능하다.
또는, 제어부(120)가 통신부(160)를 통해 외부 장치에 제어 신호를 송신함으로써, 외부 장치를 제어부(120)의 제어 신호에 따라 제어하는 것도 가능하다.
예를 들어 외부 장치는 외부 장치의 통신부를 통해 수신된 외부 장치의 제어부의 제어 신호에 따라 외부 장치의 데이터를 처리할 수 있다.
외부 장치에는 초음파 진단 장치(100)를 제어할 수 있는 프로그램(인공 지능 등)이 설치될 수 있는 바, 이 프로그램은 제어부(120)의 동작의 일부 또는 전부를 수행하는 명령어를 포함할 수 있다.
프로그램은 외부 장치에 미리 설치될 수도 있고, 외부 장치의 사용자가 어플리케이션을 제공하는 서버로부터 프로그램을 다운로드하여 설치하는 것도 가능하다. 어플리케이션을 제공하는 서버에는 해당 프로그램이 저장된 기록매체가 포함될 수 있다.
또한, 프로그램은 서버 및 클라이언트 장치로 구성되는 시스템에서, 서버의 저장매체 또는 클라이언트 장치의 저장매체를 포함할 수 있다. 또는, 서버 또는 클라이언트 장치와 통신 연결되는 제3 장치(스마트폰, 태블릿 PC, 웨어러블 기기 등)가 존재하는 경우, 프로그램 제품은 제3 장치의 저장매체를 포함할 수 있다. 또는, 프로그램은 서버로부터 클라이언트 장치 또는 제3 장치로 전송되거나, 제3 장치로부터 클라이언트 장치로 전송되는 S/W 프로그램 자체를 포함할 수 있다.
이 경우, 서버, 클라이언트 장치, 및 제3 장치 중 하나가 프로그램을 실행하여 개시된 실시예들에 따른 방법을 수행할 수 있다. 또는, 서버, 클라이언트 장치, 및 제3 장치 중 둘 이상이 프로그램을 실행하여 개시된 실시예들에 따른 방법을 분산하여 실시할 수 있다.
예를 들면, 서버(예로, 클라우드 서버 또는 인공 지능 서버 등)가 서버에 저장된 프로그램을 실행하여, 서버와 통신 연결된 클라이언트 장치가 개시된 실시예들에 따른 방법을 수행하도록 제어할 수 있다.
저장부(150)는 초음파 진단 장치(100)를 구동하고 제어하기 위한 다양한 데이터 또는 프로그램, 입/출력되는 초음파 데이터, 획득된 초음파 영상 등을 저장할 수 있다.
입력부(170)는 초음파 진단 장치(100)를 제어하기 위한 사용자의 입력을 수신할 수 있다. 예를 들어, 사용자의 입력은 버튼, 키 패드, 마우스, 트랙볼, 조그 스위치, 놉(knop) 등을 조작하는 입력, 터치 패드나 터치 스크린을 터치하는 입력, 음성 입력, 모션 입력, 생체 정보 입력(예를 들어, 홍채 인식, 지문 인식 등) 등을 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
일 실시예에 따른 초음파 진단 장치(100)의 예시는 도 2의 (a) 내지 (c)를 통해 후술된다.
도 2의 (a) 내지 (c)는 일 실시예에 따른 초음파 진단 장치를 나타낸 도면들이다.
도 2의 (a) 및 도 2의 (b)를 참조하면, 초음파 진단 장치(100a, 100b)는 메인 디스플레이부(121) 및 서브 디스플레이부(122)를 포함할 수 있다. 메인 디스플레이부(121) 및 서브 디스플레이부(122) 중 하나는 터치스크린으로 구현될 수 있다. 메인 디스플레이부(121) 및 서브 디스플레이부(122)는 초음파 영상 또는 초음파 진단 장치(100a, 100b)에서 처리되는 다양한 정보를 표시할 수 있다. 또한, 메인 디스플레이부(121) 및 서브 디스플레이부(122)는 터치 스크린으로 구현되고, GUI를 제공함으로써, 사용자로부터 초음파 진단 장치(100a, 100b)를 제어하기 위한 데이터를 입력 받을 수 있다. 예를 들어, 메인 디스플레이부(121)는 초음파 영상을 표시하고, 서브 디스플레이부(122)는 초음파 영상의 표시를 제어하기 위한 컨트롤 패널을 GUI 형태로 표시할 수 있다. 서브 디스플레이부(122)는 GUI 형태로 표시된 컨트롤 패널을 통하여, 영상의 표시를 제어하기 위한 데이터를 입력 받을 수 있다. 초음파 진단 장치(100a, 100b)는 입력받은 제어 데이터를 이용하여, 메인 디스플레이부(121)에 표시된 초음파 영상의 표시를 제어할 수 있다.
도 2의 (b)를 참조하면, 초음파 진단 장치(100b)는 메인 디스플레이부(121) 및 서브 디스플레이부(122) 이외에 컨트롤 패널(165)을 더 포함할 수 있다. 컨트롤 패널(165)은 버튼, 트랙볼, 조그 스위치, 놉(knop) 등을 포함할 수 있으며, 사용자로부터 초음파 진단 장치(100b)를 제어하기 위한 데이터를 입력 받을 수 있다. 예를 들어, 컨트롤 패널(165)은 TGC(Time Gain Compensation) 버튼(171), Freeze 버튼(172) 등을 포함할 수 있다. TGC 버튼(171)은 초음파 영상의 깊이 별로 TGC 값을 설정하기 위한 버튼이다. 또한, 초음파 진단 장치(100b)는 초음파 영상을 스캔하는 도중에 Freeze 버튼(172) 입력이 감지되면, 해당 시점의 프레임 영상이 표시되는 상태를 유지시킬 수 있다.
한편, 컨트롤 패널(165)에 포함되는 버튼, 트랙볼, 조그 스위치, 놉(knop) 등은 메인 디스플레이부(121) 또는 서브 디스플레이부(122)에 GUI로 제공될 수 있다.
도 2의 (c)를 참조하면, 초음파 진단 장치(100c)는 휴대형으로도 구현될 수 있다. 휴대형 초음파 진단 장치(100c)의 예로는, 프로브 및 어플리케이션을 포함하는 스마트 폰(smart phone), 랩탑 컴퓨터, PDA, 태블릿 PC 등이 있을 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
초음파 진단 장치(100c)는 프로브(20)와 본체(40)를 포함하며, 프로브(20)는 본체(40)의 일측에 유선 또는 무선으로 연결될 수 있다. 본체(40)는 터치 스크린(145)을 포함할 수 있다. 터치 스크린(145)은 초음파 영상, 초음파 진단 장치에서 처리되는 다양한 정보, 및 GUI 등을 표시할 수 있다.
이하에서는 도 3을 참조하여 일 실시예에 따른 초음파 진단 장치의 동작 방법을 살펴본다.
도 3은 일 실시예에 따른 초음파 진단 장치의 동작 방법을 나타낸 순서도이다. 이하에서는, 도 1 및 도 2에서 설명한 구성 요소 및 도면 부호를 참조하여 설명한다.
도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 초음파 진단 장치(100)에서, 제어부(120)는 초음파 송수신부(110)로부터 대상체의 도플러 신호(또는, 초음파 데이터, 도플러 데이터)를 수신할 수 있다(S310). 또한, 제어부(120)는 영상 처리부(130)로부터 초음파 영상(또는, 도플러 초음파 영상)을 제공받을 수 있다.
제어부(120)는 도플러 신호에 기초한 도플러 파형의 형태를 분석하여, 도플러 신호를 제1 도플러 신호(또는, 유입 도플러 신호) 및 제2 도플러 신호(또는, 유출 도플러 신호) 중 하나의 신호로 결정할 수 있다(S320). 여기서, 제1 도플러 신호는 대상체의 심장으로 유입되는 혈액의 도플러 신호일 수 있고, 제2 도플러 신호는 대상체의 심장에서 유출되는 혈액의 도플러 신호일 수 있다.
제어부(120)는 도플러 파형의 형태가 "M" 패턴을 가지거나 "역(reversed) M" 패턴을 가지면, 제1 도플러 신호로 결정할 수 있다. 또한, 제어부(120)는 도플러 파형의 형태가 "V" 패턴을 가지거나 "역(reversed) V" 패턴을 가지면, 제2 도플러 신호로 결정할 수 있다.
제어부(120)는 도플러 신호에 기초하여, 도플러 신호 정보를 판단할 수 있다. 도플러 신호 정보는 대상체의 심장 주기, 대상체의 심장 주기를 구성하는 시작점(또는, 시작(begin) 신호, 클릭(click) 신호), 신호에 따른 파형의 피크 포인트(peak point) 등을 포함할 수 있다.
구체적으로, 제어부(120)는 제1 도플러 신호에 기초하여 제1 도플러 신호 정보(또는, 유입 도플러 신호 정보)를 판단할 수 있다. 예를 들면, 제1 도플러 신호 정보는 삼첨판의 열림 시점, 삼첨판의 닫힘 시점, 및 동기화 신호의 위치를 포함할 수 있다.
또한, 제어부(120)는 제2 도플러 신호에 기초하여 제2 도플러 신호 정보(또는, 유출 도플러 신호 정보)를 판단할 수 있다. 예를 들면, 제2 도플러 신호 정보는 폐동맥판의 열림 시점, 폐동맥판의 닫힘 시점, 및 동기화 신호의 위치를 포함할 수 있다.
제어부(120)는 판단된 도플러 신호 정보에 기초하여 도플러 파형에 대한 적어도 하나의 영역을 결정할 수 있다. 디스플레이부(140)는 도플러 파형에 대한 적어도 하나의 영역을 표시할 수 있다. 여기서, 적어도 하나의 영역은 두 개의 직선 사이에 위치하는 영역일 수 있다.
구체적으로, 제어부(120)는 판단된 제1 도플러 신호 정보에 기초하여, 제1 도플러 파형(또는, 유입 도플러 파형)에 대한 복수의 영역을 결정할 수 있다. 즉, 복수의 영역은 삼첨판의 열림 시점, 삼첨판의 닫힘 시점, 및 동기화 신호의 위치에 따라 결정될 수 있다.
또한, 제어부(120)는 판단된 제2 도플러 신호 정보에 기초하여, 제2 도플러 파형(또는, 유출 도플러 파형)에 대한 복수의 영역을 결정할 수 있다. 즉, 복수의 영역은 폐동맥판의 열림 시점, 폐동맥판의 닫힘 시점, 및 동기화 신호의 위치에 따라 결정될 수 있다.
제어부(120)는 복수의 영역 중 각각의 영역에 대하여 도플러 신호와 미리 학습된 도플러 신호를 비교하여, 유사도를 산출할 수 있다. 또한, 제어부(120)는 도플러 신호를 기초로 생성된 도플러 파형의 주기와 심장 주기, 도플러 신호의 세기를 기초로 각 영역에 대한 유사도를 산출할 수도 있다. 제어부(120)는 산출된 유사도가 클수록 해당 영역의 도플러 신호가 측정에 적합한 도플러 신호에 해당한다고 판단할 수 있다.
제어부(120)는 유사도를 기초로 도플러 초음파 영상에서 측정 영역을 결정할 수 있다(S330). 디스플레이부(140)는 결정된 측정 영역을 해당 도플러 초음파 영상에 표시할 수 있다. 해당 도플러 초음파 영상에 표시되는 두 개의 직선 사이의 영역은 결정된 측정 영역일 수 있다.
구체적으로, 제어부(120)는 유사도를 기초로 유입 도플러 초음파 영상에서 제1 측정 영역을 결정할 수 있다. 또한, 제어부(120)는 유사도를 기초로 유출 도플러 초음파 영상에서 제2 측정 영역을 결정할 수 있다.
제어부(120)는 제1 측정 영역의 동기화 신호와 제2 측정 영역의 동기화 신호를 매칭함으로써, 하나의 측정 영역을 결정할 수 있다. 즉, 제어부(120)는 하나의 측정 영역을 기초로 측정 지수를 산출할 수 있다(S340).
디스플레이부(140)는 제어부(120)로부터 제1 도플러 초음파 영상, 제2 도플러 초음파 영상, 측정 영역, 및 측정 지수 등에 관한 정보를 제공받을 수 있다.
이에 따라, 디스플레이부(140)는 제1 도플러 초음파 영상(또는, 제1 도플러 파형), 제2 도플러 초음파 영상(또는, 제2 도플러 파형), 측정 영역, 및 측정 지수를 표시할 수 있다(S350).
제어부(120)가 도플러 파형의 형태를 분석하여, 도플러 신호의 종류를 결정하면, 디스플레이부(140)는 제1 도플러 신호에 기초한 제1 도플러 초음파 영상 및/또는 제2 도플러 신호에 기초한 제2 도플러 초음파 영상을 표시할 수 있다. 이때, 사용자는 디스플레이부(140)에 표시된 제1 도플러 초음파 영상이 유입된 혈류에 관한 영상에 해당하는지 제2 도플러 초음파 영상이 유출된 혈류에 관한 영상에 해당하는지 확인할 수 있다. 디스플레이부(140)에 표시된 제1 도플러 초음파 영상이 유입 도플러 초음파 영상이 아니고, 제2 도플러 초음파 영상이 유출 도플러 초음파 영상이 아닌 경우, 사용자는 입력부(170)를 통해 디스플레이부(140)에 표시되는 도플러 초음파 영상을 교체할 수 있다.
제어부(120)가 미리 학습된 도플러 신호와 유사도가 높은 제1 도플러 신호 및 제2 도플러 신호를 판단하면, 디스플레이부(140)는 유사도가 높은 제1 도플러 신호 및 제2 도플러 신호에 기초한 제1 도플러 초음파 영상 및/또는 제2 도플러 초음파 영상을 표시할 수 있다. 이때, 사용자는 디스플레이부(140)에 표시된 유사도가 높은 제1 도플러 초음파 영상 및/또는 제2 도플러 초음파 영상이 적절한지(또는 사용자의 기준에 부합하는지, 미리 설정된 기준에 부합하는지) 확인할 수 있다. 예를 들면, 사용자는 제1 도플러 초음파 영상 및/또는 제2 도플러 초음파 영상이 측정 지수를 산출하기 위한 선명한 영상에 해당하는지 확인할 수 있다. 디스플레이부(140)에 표시된 제1, 2 도플러 초음파 영상이 사용자 기준에 적절하지 않으면, 사용자는 입력부(170)를 통해 디스플레이부(140)에 표시된 도플러 초음파 영상을 교체할 수 있다.
디스플레이부(140)는 제1 도플러 초음파 영상 및/또는 제2 도플러 초음파 영상에 측정 영역을 함께 표시할 수 있다. 이때, 사용자는 디스플레이부(140)에 표시된 측정 영역이 적절한지 확인할 수 있다. 디스플레이부(140)에 표시된 측정 영역이 측정 지수를 산출하기 위한 적절한 측정 영역이 아닌 경우, 사용자는 입력부(170)를 통해 디스플레이부(140)에 표시되는 측정 영역을 교체할 수 있다.
즉, 일 실시예에서는 초음파 진단 장치(100)가 유입 도플러 신호와 유출 도플러 신호를 자동으로 결정하고, 최적의 유입 도플러 신호 및 유출 도플러 신호를 기초로 측정 영역, 측정 지수를 자동으로 산출할 수 있다. 이에 따라, 도플러 초음파 영상으로부터 산출되는 측정 지수의 정확도를 향상시킬 수 있고, 사용자의 편의성을 증가시킬 수 있다. 또한, 사용자는 결정된 도플러 신호의 종류, 최적의 도플러 초음파 영상, 측정 영역 등을 확인하고 교체할 수 있다.
이하에서는 도 4를 참조하여, 초음파 진단 장치를 적용하는 대상체에 관하여 살펴본다.
도 4는 일 실시예에 따른 초음파 진단 장치를 적용하는 대상체 중 사람의 심장 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 사람의 심장은 혈액을 온몸으로 보내는 기관이다. 심장으로부터 나가는(또는, 유출되는) 혈액이 흐르는 혈관은 동맥이라 하고, 심장으로 들어오는(또는, 유입되는) 혈액이 흐르는 혈관은 정맥이라 한다. 혈액은 우심방, 우심실, 폐, 좌심방, 좌심실, 온몸, 및 우심방의 순서로 온몸을 순환한다. 심장으로 유출되는 혈관은 폐동맥 및 대동맥이 있다. 심장으로 유입되는 혈관은 상대 정맥, 하대 정맥, 및 폐정맥이 있다.
심장은 우심방(45), 우심실(41), 좌심방(42), 좌심실(43), 삼첨판(410)(Tricuspid Valve; TV), 폐동맥판(420)(Pulmonary Valve; PV), 및 이첨판(430)으로 구성된다.
삼첨판(410)은 우심방(45)과 우심실(41) 사이에 위치하는 판막으로, 우심실(41)에서 우심방(45)으로 혈액이 역류하는 것을 막는다. 삼첨판(410)과 관련된 질병은 삼첨판막 협착증, 삼첨판막 폐쇄부전증, 엡스타인 기형, 삼첨판막 심내막염 등이 있다.
폐동맥판(420)은 우심실(41)과 폐동맥(44) 사이에 위치하는 판막으로, 폐동맥(44)에서 우심실(41)로 혈액이 역류하는 것을 막는다. 폐동맥판(420)과 관련된 질병은 폐동맥판막 협착증, 폐동맥판막 폐쇄부전증, 대동맥판막 협착증, 대동맥 판막 폐쇄부전증 등이 있다.
일 실시예에서는 도플러 신호로부터 도플러 파형의 형태를 분석하고, 삼첨판(410)의 닫힘 시점, 삼첨판(410)의 열림 시점, 폐동맥판(420)의 닫힘 시점, 및 폐동맥판(420)의 열림 시점 등을 판단할 수 있고, 삼첨판 닫힘 시간, 폐동맥판 열림 시간, 심장 수축 시간, 심장 이완 시간, 및 심근 성능 지수 등의 산출에 이용할 수 있다.
이하에서는 도 5 내지 도 7을 참조하여, 도플러 파형의 형태를 분석하는 방법에 관하여 살펴본다.
도 5, 도 6, 도 7, 및 도 8은 일 실시예에 따른 초음파 진단 장치에서 도플러 파형의 형태를 분석하는 방법을 설명하기 위한 도면들이다. 이하에서는, 도 1 내지 도 4에서 설명한 구성 요소 및 도면 부호를 참조하여 설명한다.
도 5를 참조하면, 도플러 파형의 개략도가 도시되어 있고, 도 6을 참조하면, 연속된 도플러 초음파 영상(또는, 도플러 파형)이 도시되어 있다. 도플러 초음파 영상은 수신부(115, 도 1 참조)에서 생성된 초음파 데이터(또는, 도플러 신호)를 제공받아, 제어부(120, 도 1 참조) 및/또는 영상 처리부(130, 도 1 참조)를 통해 생성될 수 있다.
도 5 및 도 6에 도시된 도플러 파형은 "M" 패턴을 가질 수 있다. "M" 패턴을 가지는 도플러 파형은 우심실(41, 도 4 참조)로 유입되는 혈액을 기초로 생성될 수 있다. 즉, "M" 패턴을 가지는 도플러 파형은 심장으로 유입되는 혈액의 도플러 신호(또는, 도플러 데이터)에 기초하여 생성될 수 있다.
초음파 진단 장치(100)(또는, 제어부(120))는 도플러 파형으로부터 삼첨판(410, 도 4 참조)의 열림 시점(TV open), 삼첨판(410)의 닫힘 시점(TV close)을 판단할 수 있다. 삼첨판(410)의 닫힘 시점(TV close) 및 삼첨판(410)의 열림 시점(TV open)은 도플러 파형의 위상이 반전되는 시점일 수 있다.
또한, 초음파 진단 장치(100)(또는, 제어부(120))는 삼첨판(410)의 열림 시점(TV open) 이전에, 삼첨판(410)의 열림 시점(TV open) 이후의 위상과 동일한 위상을 가지는 소정의 시점에 인가되는 신호를 동기화 신호(Synchronization Signal; SS)로 정의할 수 있다. 즉, 삼첨판(410)의 닫힘 시점(TV close) 이후, 동기화 신호(SS)가 경과한 후 발생되는 삼첨판(410)의 열림 시점(TV open)까지 우심방(45, 도 4 참조)에서 우심실(41)로 혈액이 흐르지 않을 수 있다.
초음파 진단 장치(100)(또는, 제어부(120))는 삼첨판(410)의 닫힘 시점(TV close), 삼첨판(410)의 열림 시점(TV open)을 포함하고, "M" 패턴을 가지는 도플러 파형을 유입 도플러 신호(또는, 제1 도플러 신호, 제1 도플러 데이터)로 결정할 수 있다.
따라서, 일 실시예에 따른 초음파 진단 장치(100)는 도플러 파형의 형태를 분석하고, "M" 패턴을 가지는 도플러 신호를 유입 도플러 신호(또는, 제1 도플러 신호)로 결정할 수 있다.
도 6에 도시된 도플러 파형(또는, 도플러 초음파 영상)은 일 예를 도시한 것으로, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 실시예에 따라, 심장으로 유입되는 혈액의 도플러 신호는 "M" 패턴과 근접한 다양한 형상으로 도플러 파형을 생성할 수 있다.
도 7을 참조하면, 도플러 파형의 개략도가 도시되어 있고, 도 8을 참조하면, 연속된 도플러 초음파 영상(또는, 도플러 파형)이 도시되어 있다. 도플러 초음파 영상은 수신부(115)에서 생성된 초음파 데이터(또는, 도플러 신호)를 제공받아, 제어부(120) 및/또는 영상 처리부(130)를 통해 생성될 수 있다.
도 7 및 도 8에 도시된 도플러 파형은 "V" 패턴을 가질 수 있다. "V" 패턴을 가지는 도플러 파형은 우심실(41)에서 유출되는 혈액을 기초로 생성될 수 있다. 즉, "V" 패턴을 가지는 도플러 파형은 심장에서 유출되는 혈액의 도플러 신호(또는, 도플러 데이터)에 기초하여 생성될 수 있다.
초음파 진단 장치(100)(또는, 제어부(120))는 도플러 파형으로부터 폐동맥판(420, 도 4 참조)의 열림 시점(PV open), 폐동맥판(420)의 닫힘 시점(PV close)을 파악할 수 있다. 폐동맥판(420)의 열림 시점(PV open) 및 폐동맥판(420)의 닫힘 시점(PV close)은 도플러 파형의 위상이 반전되는 시점일 수 있다.
또한, 초음파 진단 장치(100)(또는, 제어부(120))는 폐동맥판(420)의 닫힘 시점(PV close) 이전에, 폐동맥판(420)의 열림 시점(PV open) 이후의 위상과 상이한 위상을 가지는 소정의 시점의 신호를 동기화 신호(SS)로 정의할 수 있다. 즉, 폐동맥판(420)의 열림 시점(PV open) 이후, 동기화 신호(SS)가 경과한 후 발생되는 폐동맥판(420)의 닫힘 시점(PV close)까지 우심실(41, 도 4 참조)에서 폐동맥(44, 도 4 참조)으로 혈액이 흐를 수 있다. 일 실시예에서, 유출되는 혈액의 도플러 신호의 동기화 신호(SS)는 폐동맥판(420)의 닫힘 시점(PV close)과 일치할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
초음파 진단 장치(100)(또는, 제어부(120))는 폐동맥판(420)의 열림 시점(PV open), 폐동맥판(420)의 닫힘 시점(PV close)을 포함하고, "V" 패턴을 가지는 도플러 파형을 유출 도플러 신호(또는, 제2 도플러 데이터, 제2 도플러 신호)로 결정할 수 있다.
따라서, 일 실시예에 따른 초음파 진단 장치(100)는 도플러 파형의 형태를 분석하고, "V" 패턴을 가지는 도플러 신호를 유출 도플러 신호(또는, 제2 도플러 신호)로 결정할 수 있다.
도 8에 도시된 도플러 파형(또는, 도플러 초음파 영상)은 일 예를 도시한 것으로, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 실시예에 따라, 심장에서 유출되는 혈액의 도플러 신호는 "V" 패턴과 근접한 다양한 형상으로 도플러 파형을 생성할 수 있다.
이하에서는, 도 9 내지 도 12를 참조하여, 유입 도플러 신호 및 유출 도플러 신호에서, 측정 영역 및 측정 지수를 산출하기 위한, 최적의 유입 도플러 신호 및 유출 도플러 신호를 판단하는 방법에 관하여 살펴본다.
도 9, 도 10, 도 11, 및 도 12는 일 실시예에 따른 초음파 진단 장치에서 측정에 적합한 도플러 신호를 판단하는 방법을 설명하기 위한 도면들이다. 이하에서는, 도 1 내지 도 4에서 설명한 구성 요소 및 도면 부호를 참조하여 설명한다.
도 9를 참조하면, 유입 도플러 파형의 개략도가 도시되어 있고, 도 10을 참조하면, 연속된 도플러 초음파 영상(또는, 도플러 파형)이 도시되어 있다. 도 10에 도시된 도플러 초음파 영상은 도플러 파형의 형태에 따라 결정된 유입 도플러 초음파 영상에 해당한다.
일 실시예에서, 측정에 적합한 도플러 신호는 심장 주기(예를 들면, 심장의 이완에서 다음 이완까지, 심장의 수축에서 다음 수축까지), 학습된 도플러 신호와의 유사성, 도플러 신호의 세기 등을 기초로 추출될 수 있다.
초음파 진단 장치(100)(또는, 제어부(120))는 연속된 유입 도플러 신호에서, 측정에 적합한 도플러 신호를 추출할 수 있다. 측정에 적합한 도플러 신호를 추출한다는 것은 추출된 도플러 신호를 기초로 생성된 도플러 파형의 주기가 심장 주기와 일치하거나 근접하고, 추출된 도플러 신호가 학습된 도플러 신호와 유사하고, 추출된 도플러 신호의 세기가 소정의 세기 이상에 해당하도록 측정에 적합한 도플러 신호를 판단한다는 것을 의미한다.
초음파 진단 장치(100)(또는, 디스플레이부(140))는 연속된 도플러 파형(또는, 도플러 신호)이 소정의 영역으로 구분될 수 있도록, 유입 도플러 초음파 영상에서 적어도 하나의 영역을 표시할 수 있다. 여기서, 적어도 하나의 영역은 두 개의 직선 사이에 위치하는 영역일 수 있다. 각 영역은 도플러 파형의 형상에 따라 구분될 수 있다. 또한, 각 영역은 도플러 신호 정보, 심장 주기 등에 따라 구분될 수도 있다.
도 9에 도시된 도플러 파형은 제1 기준 영역(910), 제2 기준 영역(920), 제3 기준 영역(930), 제4 기준 영역(940), 및 제5 기준 영역(950)에 위치할 수 있다.
제1 기준 영역(910) 및 제4 기준 영역(940)은 삼첨판(410, 도 4 참조)의 열림 시점(TV open)을 포함하고, 두 개의 피크 포인트(peak point)를 가진"M" 형상의 도플러 파형을 포함하는 영역일 수 있다.
제2 기준 영역(920) 및 제5 기준 영역(950)은 삼첨판(410)의 닫힘 시점(TV close)을 포함하고, "M" 형태에서 연장된 하나의 피크 포인트(peak point)를 가진 형상을 포함하는 영역일 수 있다.
제3 기준 영역(930)은 동기화 신호(SS)가 인가되는 시점을 포함하는 영역일 수 있다.
초음파 진단 장치(100)(또는, 제어부(120))는 동기화 신호(SS)부터 다음 삼첨판(410)의 열림 시점(TV open)직전까지 심장의 한 주기로 정의할 수 있으므로, 제3 기준 영역(930), 제4 기준 영역(940), 및 제5 기준 영역(950)을 포함하는 기간은 심장의 한 주기에 대응될 수 있다.
도 10에 도시된 유입 도플러 파형은 제1 비교 영역(1010), 제2 비교 영역(1020), 제3 비교 영역(1030), 제4 비교 영역(1040), 제5 비교 영역(1050), 제6 비교 영역(1060), 제7 비교 영역(1070), 제8 비교 영역(1080), 및 제9 비교 영역(1090)에 표시될 수 있다.
도 10의 제1 내지 제 9 비교 영역(1010, 1020, 1030, 1040, 1050, 1060, 1070, 1080, 1090)은 도 9의 제1 내지 제5 기준 영역(910, 920, 930, 940, 950)에 대응될 수 있다. 구체적으로, 도 9의 제3 기준 영역(930)은 도 10의 제1 비교 영역(1010), 제4 비교 영역(1040), 및 제7 비교 영역(1070)에 대응될 수 있고, 도 9의 제1 기준 영역(910), 제4 기준 영역(940)은 도 10의 제2 비교 영역(1020), 제5 비교 영역(1050), 및 제8 비교 영역(1080)에 대응될 수 있으며, 도 9의 제2 기준 영역(920) 및 제5 기준 영역(950)은 도 10의 제3 비교 영역(1030), 제6 비교 영역(1060), 및 제9 비교 영역(1090)에 대응될 수 있다. 전술한 대응되는 각 영역에는 서로 유사한 도플러 파형의 형상이 표시될 수 있다.
또한, 도 10의 제1 내지 제3 비교 영역(1010, 1020, 1030)은 심장의 한 주기에 대응될 수 있고, 제4 내지 제6 비교 영역(1040, 1050, 1060)은 심장의 한 주기에 대응될 수 있으며, 제7 내지 제9 비교 영역(1070, 1080, 1090)은 심장의 한 주기에 대응될 수 있다.
제1 비교 영역(1010), 제4 비교 영역(1040), 및 제7 비교 영역(1070)은 동기화 신호(SS)가 인가되는 시점을 포함하는 영역일 수 있다. 제1 비교 영역(1010), 제4 비교 영역(1040), 및 제7 비교 영역(1070) 중 동기화 신호(SS)가 진하고, 밝게 표시되는 영역은 제1 측정 영역(MA1)의 일부 영역에 해당할 수 있다. 예를 들면, 제7 비교 영역(1070)에서 제1 비교 영역(1010) 및 제4 비교 영역(1040)보다 밝고, 진한 동기화 신호(SS)가 표시되므로, 제7 비교 영역(1070)은 제1 측정 영역(MA1)의 일부 영역에 해당할 수 있다.
제2 비교 영역(1020), 제5 비교 영역(1050), 및 제8 비교 영역(1080)은 삼첨판(410, 도 4 참조)의 열림 시점(TV open)을 포함하고, 두 개의 피크 포인트(peak point)를 가진 "M" 형상의 도플러 파형을 포함하는 영역일 수 있다. 제2 비교 영역(1020), 제5 비교 영역(1050), 및 제8 비교 영역(1080) 중 두 개의 피크 포인트(peak point)를 가진 "M" 형상의 도플러 파형이 밝고, 진하게 표시되는 영역은 제1 측정 영역(MA1)의 일부 영역에 해당할 수 있다. 예를 들면, 제8 비교 영역(1080)에서 제2 비교 영역(1020) 및 제5 비교 영역(1050)보다 밝고, 진한 "M" 형상이 표시되므로, 제8 비교 영역(1080)은 제1 측정 영역(MA1)의 일부 영역에 해당할 수 있다.
제3 비교 영역(1030), 제6 비교 영역(1060), 및 제9 비교 영역(1090)은 삼첨판(410)의 닫힘 시점(TV close)을 포함하고, "M" 형태에서 연장된 하나의 피크 포인트(peak point)를 가진 형상을 포함하는 영역일 수 있다. 제3 비교 영역(1030), 제6 비교 영역(1060), 및 제9 비교 영역(1090) 중 하나의 피크 포인트(peak point)를 가진 형상이 밝고, 진하게 표시되는 영역은 제1 측정 영역(MA1)의 일부 영역에 해당할 수 있다. 예를 들면, 제6 비교 영역(1060)에서 제3 비교 영역(1030) 및 제9 비교 영역(1090)보다 밝고, 진한 하나의 피크 포인트(peak point)를 가진 형상이 표시되므로, 제6 비교 영역(1060)은 제1 측정 영역(MA1)의 일부 영역에 해당할 수 있다.
초음파 진단 장치(100)(또는, 제어부(120))는 유입 도플러 신호와 미리 학습된 유입 도플러 신호를 비교하여, 유사도를 산출할 수 있다. 유사도는 도플러 초음파 영상의 각 비교 영역마다 산출될 수 있다. 여기서, 유사도는 유입 도플러 신호 사이와 미리 학습된 유입 도플러 신호 사이의 유사한 정도의 확률을 의미한다.
또한, 초음파 진단 장치(100)(또는, 제어부(120))는 유입 도플러 신호를 기초로 생성된 도플러 파형의 주기와 심장 주기, 유입 도플러 신호의 세기를 기초로 각 비교 영역에 대한 유사도를 산출할 수도 있다.
초음파 진단 장치(100)(또는, 제어부(120))는 산출된 유사도가 클수록 해당 비교 영역의 도플러 신호가 측정에 적합한 도플러 신호에 해당한다고 판단할 수 있다. 구체적으로, 심장의 한 주기와 대응되는 적어도 하나의 비교 영역에서, 유사도의 평균이 큰 영역의 도플러 신호가 측정에 적합한 도플러 신호에 해당한다고 판단할 수 있다.
예를 들면, 초음파 진단 장치(100)가 도 10에 도시된 각 비교 영역에 대한 유사도를 검출한 결과를 표로 나타내면 하기와 같다.
한 주기 유사도 한 주기 유사도 한 주기 유사도
제1 비교 영역(1010) 5.51 제4 비교 영역(1040) 7.36 제7 비교 영역(1070) 8.01
제2 비교 영역(1020) 5.86 제5 비교 영역(1050) 8.78 제8 비교 영역(1080) 8.82
제3 비교 영역(1030) 7.21 제6 비교 영역(1060) 7.89 제9 비교 영역(1090) 7.46
초음파 진단 장치(100)(또는, 제어부(120))는 유사도를 이용하여, 도플러 초음파 영상에서 제1 측정 영역(MA1)을 결정할 수 있다.예를 들면, 초음파 진단 장치(100)(또는, 제어부(120))는 제1 비교 영역(1010), 제4 비교 영역(1040), 및 제7 비교 영역(1070) 중 가장 유사도가 큰 제7 비교 영역(1070)을 제1 측정 영역(MA1)의 일부 영역으로 결정하고, 제2 비교 영역(1020), 제5 비교 영역(1050), 및 제8 비교 영역(1080) 중 가장 유사도가 큰 제8 비교 영역(1080)을 제1 측정 영역(MA1)의 일부 영역으로 결정할 수 있다. 다만, 제3 비교 영역(1030), 제6 비교 영역(1060), 및 제9 비교 영역(1090) 중 제6 비교 영역(1060)의 유사도가 가장 크더라도, 제1 측정 영역(MA1)의 한 주기를 구성하는 제7 비교 영역(1070), 제8 비교 영역(1080)의 유사도의 평균값이 크므로, 제9 비교 영역(1090)을 제1 측정 영역(MA1)의 일부 영역으로 결정할 수 있다. 따라서, 제1 측정 영역(MA1)은 제7 비교 영역(1070), 제8 비교 영역(1080), 및 제9 비교 영역(1090)을 포함할 수 있다.
도 11을 참조하면, 유출 도플러 파형의 개략도가 도시되어 있고, 도 12를 참조하면, 연속된 도플러 초음파 영상(또는, 도플러 파형)이 도시되어 있다. 도 12에 도시된 도플러 초음파 영상은 도플러 파형의 형태에 따라 결정된 유출 도플러 초음파 영상에 해당한다.
도 11에 도시된 도플러 파형은 제1 기준 영역(1110) 및 제2 기준 영역(1120)에 위치할 수 있다.
제1 기준 영역(1110)은 폐동맥판(420, 도 4 참조)의 열림 시점(PV open)을 포함하고, 하나의 피크 포인트(peak point)를 가진 "V" 형상의 도플러 파형을 포함하는 영역일 수 있다.
제2 기준 영역(1120)은 폐동맥판(420)의 닫힘 시점(PV close)을 포함하고, "V" 형태에서 연장된 하나의 피크 포인트(peak point)를 가진 형상을 포함하는 영역일 수 있다. 제2 기준 영역(1120)은 동기화 신호(SS)가 인가되는 시점을 포함하는 영역일 수 있다.
초음파 진단 장치(100)(또는, 제어부(120))는 폐동맥판(420)의 열림 시점(PV open) 이전부터 다음 폐동맥판(420)의 열림 시점(PV open)직전까지 심장의 한 주기로 정의할 수 있으므로, 제1 기준 영역(1110) 및 제2 기준 영역(1120)을 포함하는 기간은 심장의 한 주기에 대응될 수 있다.
도 12에 도시된 유출 도플러 파형은 제1 비교 영역(1210), 제2 비교 영역(1220), 제3 비교 영역(1230), 제4 비교 영역(1240), 제5 비교 영역(1250), 및 제6 비교 영역(1260)에 표시될 수 있다.
도 12의 제1 내지 제6 비교 영역(1210, 1220, 1230, 1240, 1250, 1260)은 도 11의 제1, 제2 기준 영역(1110, 1120)에 대응될 수 있다. 구체적으로, 도 11의 제1 기준 영역(1110)은 도 12의 제1 비교 영역(1210), 제3 비교 영역(1230), 및 제5 비교 영역(1250)에 대응될 수 있고, 제2 기준 영역(1120)은 제2 비교 영역(1220), 제4 비교 영역(1240), 및 제6 비교 영역(1260)에 대응될 수 있다. 전술한 대응되는 각 영역에는 서로 유사한 도플러 파형의 형상이 표시될 수 있다.
또한, 도 12의 제1 비교 영역(1210) 및 제2 비교 영역(1220)은 심장의 한 주기에 대응될 수 있고, 제3 비교 영역(1230) 및 제4 비교 영역(1240)은 심장의 한 주기에 대응될 수 있으며, 제5 비교 영역(1250) 및 제6 비교 영역(1260)은 심장의 한 주기에 대응될 수 있다.
제1 비교 영역(1210), 제3 비교 영역(1230), 및 제5 비교 영역(1250)은 폐동맥판(420)의 열림 시점(PV open)을 포함하고, 하나의 피크 포인트(peak point)를 가진 "V" 형상이 도플러 파형을 포함하는 영역일 수 있다. 제1 비교 영역(1210), 제3 비교 영역(1230), 및 제5 비교 영역(1250) 중 하나의 피크 포인트(peak point)를 가진 "V" 형상의 도플러 파형이 밝고, 진하게 표시되는 영역은 제2 측정 영역(MA2)의 일부 영역에 해당할 수 있다. 예를 들면, 제3 비교 영역(1230)에서 제1 비교 영역(1210) 및 제5 비교 영역(1250)보다 밝고, 진한 "V" 형상이 표시되므로, 제3 비교 영역(1230)은 제2 측정 영역(MA2)의 일부 영역에 해당할 수 있다.
제2 비교 영역(1220), 제4 비교 영역(1240), 및 제6 비교 영역(1260)은 폐동맥판(420)의 닫힘 시점(PV close)을 포함하고, 동기화 신호(SS)가 인가되는 시점을 포함하는 영역일 수 있다. 제2 비교 영역(1220), 제4 비교 영역(1240), 및 제6 비교 영역(1260) 중 동기화 신호(SS)가 밝고, 진하게 표시되는 영역은 제2 측정 영역(MA2)의 일부 영역에 해당할 수 있다. 예를 들면, 제4 비교 영역(1240)에서 제2 비교 영역(1220) 및 제6 비교 영역(1260)보다 밝고, 진한 동기화 신호(SS)가 인가되므로, 제4 비교 영역(1240)은 제2 측정 영역(MA2)의 일부 영역에 해당할 수 있다.
초음파 진단 장치(100)(또는, 제어부(120))는 유출 도플러 신호와 미리 학습된 유출 도플러 신호를 비교하여, 유사도를 산출할 수 있다. 유사도는 도플러 초음파 영상의 각 비교 영역마다 산출될 수 있다.
또한, 초음파 진단 장치(100)(또는, 제어부(120))는 유출 도플러 신호를 기초로 생성된 도플러 파형의 주기와 심장 주기, 유출 도플러 신호의 세기를 기초로 각 비교 영역에 대한 유사도를 산출할 수도 있다.
초음파 진단 장치(100)(또는, 제어부(120))는 산출된 유사도가 클수록 해당 비교 영역의 도플러 신호가 측정에 적합한 도플러 신호에 해당한다고 판단할 수 있다. 구체적으로, 심장의 한 주기와 대응되는 적어도 하나의 비교 영역에서, 유사도의 평균이 큰 영역의 도플러 신호가 측정에 적합한 도플러 신호에 해당한다고 판단할 수 있다.
예를 들면, 초음파 진단 장치(100)가 도 12에 도시된 각 비교 영역에 대한 유사도를 검출한 결과를 표로 나타내면 하기와 같다.
한 주기 유사도 한 주기 유사도 한 주기 유사도
제1 비교 영역(1210) 9.59 제3 비교 영역(1230) 11.25 제5 비교 영역(1050) 7.01
제2 비교 영역(1220) 8.13 제4 비교 영역(1240) 8.39 제6 비교 영역(1060) 8.28
초음파 진단 장치(100)(또는, 제어부(120))는 유사도를 이용하여, 도플러 초음파 영상에서 제2 측정 영역(MA2)을 결정할 수 있다.예를 들면, 초음파 진단 장치(100)(또는, 제어부(120))는 제1 비교 영역(1210), 제3 비교 영역(1230), 및 제5 비교 영역(1250) 중 가장 유사도가 큰 제3 비교 영역(1230)을 제2 측정 영역(MA2)의 일부 영역으로 결정하고, 제2 비교 영역(1220), 제4 비교 영역(1240), 및 제6 비교 영역(1260) 중 가장 유사도가 큰 제4 비교 영역(1240)을 제2 측정 영역(MA2)의 일부 영역으로 결정할 수 있다. 따라서, 제2 측정 영역(MA2)은 제3 비교 영역(1230) 및 제4 비교 영역(1240)을 포함할 수 있다. 제2 측정 영역(MA2)은 전술한 제1 측정 영역(MA1)과 함께 측정 영역을 구성할 수 있다.
초음파 진단 장치(100)(또는, 제어부(120))는 제2 측정 영역(MA2)의 동기화 신호(SS)와 제1 측정 영역(MA1)의 동기화 신호(SS)를 매칭함으로써, 하나의 측정 영역을 결정할 수 있고, 이러한 측정 영역을 기초로 측정 지수를 산출할 수 있다. 여기서, 동기화 신호(SS)를 매칭한다는 것은 제2 측정 영역(MA2)의 동기화 신호(SS)와 제1 측정 영역(MA1)의 동기화 신호(SS)가 동일한 직선상에 위치하는 것을 의미한다.
이하에서는, 도 13 및 도 14를 참조하여, 초음파 진단 장치에서 측정 영역을 기초로 측정 지수를 산출하는 방법을 살펴본다.
도 13은 일 실시예에 따른 초음파 진단 장치에서 제1 측정 영역 및 제2 측정 영역이 결정된 모습을 도시한 도면이고, 도 14는 일 실시예에 따른 초음파 진단 장치에서 측정 지수를 산출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 이하에서는, 도 1 내지 도 4에서 설명한 구성 요소 및 도면 부호를 참조하여 설명한다.
도 13의 (a)를 참조하면, 초음파 진단 장치(100)(또는, 제어부(120))는 유입 도플러 신호 정보에 기초하여, 도플러 파형에 대한 복수의 영역(1310, 1320)을 결정할 수 있다. 복수의 영역(1310, 1320)은 도 9 내지 도 12에서 설명한 측정 영역 설정 방법에 의해 결정될 수 있다. 여기서, 복수의 영역(1310, 1320)은 제1 영역(1310) 및 제2 영역(1320)을 포함할 수 있다.
초음파 진단 장치(100)(또는, 제어부(120))는 복수의 영역(1310, 1320)에 대하여 유입 도플러 신호와 미리 학습된 유입 도플러 신호를 비교하여, 유사도를 산출할 수 있다.
초음파 진단 장치(100)(또는, 제어부(120))는 산출된 유사도가 클수록 해당 영역의 도플러 신호가 측정에 적합한 도플러 신호에 해당한다고 판단하고, 도플러 초음파 영상에서 측정 영역을 결정할 수 있다. 예를 들면, 복수의 영역(1310, 1320) 중 제2 영역(1320)의 유사도가 제1 영역(1310)의 유사도보다 크면, 제2 영역(1320)을 제1 측정 영역(MA1)으로 결정할 수 있다.
도 13의 (b)를 참조하면, 초음파 진단 장치(100)(또는, 제어부(120))는 유출 도플러 신호 정보에 기초하여, 도플러 파형에 대한 복수의 영역(1330, 1340)을 결정할 수 있다. 복수의 영역(1330, 1340)은 도 9 내지 도 12에서 설명한 측정 영역 설정 방법에 의해 결정될 수 있다. 여기서, 복수의 영역(1330, 1340)은 제3 영역(1330) 및 제4 영역(1340)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 복수의 영역(1330, 1340) 중 제3 영역(1330)의 유사도가 제4 영역(1340)의 유사도보다 크면, 제3 영역(1330)을 제2 측정 영역(MA2)으로 결정할 수 있다.
초음파 진단 장치(100)(또는, 제어부(120))는 제1 측정 영역(MA1)의 동기화 신호(SS)와 제2 측정 영역(MA2)의 동기화 신호(SS)를 동일한 직선상에 위치시켜, 하나의 측정 영역을 결정할 수 있고, 이러한 하나의 측정 영역을 기초로 측정 지수를 산출할 수 있다.
일 실시예에서, 측정 지수는 심장의 기능과 관련된 적어도 하나의 파라미터를 나타낸다. 예를 들면, 적어도 하나의 파라미터는 삼첨판 닫힘 시간(TST), 폐동맥판 열림 시간(ET), 심장 수축 시간(ICT), 심장 이완 시간(IRT), 및 심근 성능 지수(MPI)를 포함할 수 있다.
도 14를 참조하면, 삼첨판 닫힘 시간(TST)은 삼첨판(410, 도 4 참조)의 닫힘 시점(TV close) 직전부터 삼첨판(410)의 열림 시점(TV open) 직전까지의 시간이다.
폐동맥판 열림 시간(ET)은 폐동맥판(420, 도 4 참조)의 열림 시점(PV open) 직전부터 폐동맥판(420)의 닫힘 시점(PV close) 직전까지의 시간이다.
심장 수축 시간(ICT)은 삼첨판(410)의 닫힘 시점(TV close) 직전부터 폐동맥판(420)의 열림 시점(PV open) 직전까지의 시간이다.
심장 이완 시간(IRT)은 폐동맥판(420)의 닫힘 시점(PV close) 직전부터 삼첨판(410)의 열림 시점(TV open) 직전까지의 시간이다.
심근 성능 지수(MPI)는 삼첨판 닫힘 시간(TST) 및 폐동맥판 열림 시간(ET)의 차이값에서 폐동맥판 열림 시간(ET)을 나눔으로써 산출될 수 있다. 따라서, 일 실시예에서 초음파 진단 장치(100)(또는, 제어부(120))는 측정 영역(MA)에 기초하여 심근 성능 지수(MPI)를 산출할 수 있다.
즉, 일 실시예에서는 초음파 진단 장치(100)가 유입 도플러 신호와 유출 도플러 신호를 자동으로 결정하고, 최적의 유입 도플러 신호 및 유출 도플러 신호를 기초로 측정 영역, 측정 지수를 자동으로 산출할 수 있다. 이에 따라, 도플러 초음파 영상으로부터 산출되는 측정 지수의 정확도를 향상시킬 수 있고, 사용자의 편의성을 증가시킬 수 있다.
이하에서는 도 15 및 도 16을 참조하여, 초음파 진단 장치에서 도플러 파형의 형태를 분석하는 방법 및 측정에 적합한 도플러 신호를 판단하는 방법을 설명한다.
도 15는 일 실시예에 따른 초음파 진단 장치에서 도플러 파형의 형태를 분석하는 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 16은 일 실시예에 따른 초음파 진단 장치에서 측정에 적합한 도플러 신호를 판단하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 이하에서는, 도 1 내지 도 4에서 설명한 구성 요소 및 도면 부호를 참조하여 설명한다.
도 15를 참조하면, 도플러 파형의 개략도가 도시되어 있다. 도 15에 도시된 도플러 파형은 "M" 패턴에서 위상이 반전된 패턴을 가질 수 있다. 즉, 도 15에 도시된 도플러 파형은 전술한 도 5에 도시된 도플러 파형을 180 위상 반전시킨 파형과 동일한 파형일 수 있다.
초음파 진단 장치(100)(또는, 제어부(120))는 "역(reversed) M" 패턴을 가지는 도플러 파형을 유입 도플러 신호(또는, 제1 도플러 신호, 제1 도플러 데이터)로 결정할 수 있다. 즉, "역(reversed) M" 패턴을 가진 도플러 파형은 심장으로 유입되는 혈액의 도플러 신호(또는, 도플러 데이터)에 기초하여 생성될 수 있다.
삼첨판(410, 도 4 참조)의 열림 시점(TV open), 삼첨판(410)의 닫힘 시점(TV close), 동기화 신호(SS)에 관한 설명은 도 5에서 설명한 것과 동일하므로, 중복되는 설명은 생략한다.
도 16을 참조하면, 연속된 도플러 초음파 영상(또는, 도플러 파형) 및 복수의 영역이 도시되어 있다.
도 16의 (a)에 도시된 연속된 도플러 초음파 영상은 "역(reversed) M" 패턴을 가진 유입 도플러 신호에 기초하여 생성된 유입 도플러 초음파 영상일 수 있다.
도 16 (b)에 도시된 복수의 영역(점선으로 도시된 직선 사이의 영역)은 측정 영역 및 측정 지수를 산출하기 위하여 표시되었다.
초음파 진단 장치(100)(또는, 디스플레이부(140))는 연속된 도플러 파형이 소정의 영역으로 구분될 수 있도록 적어도 하나의 영역으로 표시할 수 있다.
초음파 진단 장치(100)(또는, 제어부(120))는 유입 도플러 신호에 기초하여, 도플러 신호 정보를 판단할 수 있다. 여기서, 도플러 신호 정보는 삼첨판(410, 도 4 참조)의 열림 시점(TV open), 삼첨판(410)의 닫힘 시점(TV close), 및 동기화 신호(SS)의 위치를 포함한다.
또한, 초음파 진단 장치(100)(또는, 제어부(120))는 판단된 유입 도플러 신호 정보에 기초하여, 도플러 파형에 대한 복수의 영역을 결정할 수 있다. 즉, 복수의 영역은 삼첨판(410)의 열림 시점(TV open), 삼첨판(410)의 닫힘 시점(TV close), 및 동기화 신호(SS)의 위치에 따라 결정될 수 있다.
초음파 진단 장치(100)(또는, 제어부(120))는 각 영역에 대하여 유입 도플러 신호와 미리 학습된 유입 도플러 신호를 비교하여, 유사도를 산출할 수 있다. 초음파 진단 장치(100)(또는, 제어부(120))는 산출된 유사도가 클수록 해당 영역의 도플러 신호가 측정에 적합한 도플러 신호에 해당한다고 판단할 수 있다.
또한, 초음파 진단 장치(100)(또는, 제어부(120))는 유사도를 이용하여, 도플러 초음파 영상에서 측정 영역을 결정할 수 있다. 그리고, 초음파 진단 장치(100)(또는, 제어부(120))는 측정 영역을 기초로 측정 지수를 산출할 수 있다. 여기서, 측정 지수는 전술한 도 13 및 도 14에서 설명한 측정 지수와 동일하므로, 중복된 설명은 생략한다.
이하에서는 도 17 및 도 18을 참조하여, 초음파 진단 장치에서 도플러 파형의 형태를 분석하는 방법 및 측정에 적합한 도플러 신호를 판단하는 방법을 설명한다.
도 17은 일 실시예에 따른 초음파 진단 장치에서 도플러 파형의 형태를 분석하는 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 18은 일 실시예에 따른 초음파 진단 장치에서 측정에 적합한 도플러 신호를 판단하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 이하에서는, 도 1 내지 도 4에서 설명한 구성 요소 및 도면 부호를 참조하여 설명한다.
도 17을 참조하면, 도플러 파형의 개략도가 도시되어 있다. 도 17에 도시된 도플러 파형은 "V" 패턴에서 위상이 반전된 패턴을 가질 수 있다. 즉, 도 17에 도시된 도플러 파형은 전술한 도 7에 도시된 도플러 파형을 180 위상 반전시킨 파형과 동일한 파형일 수 있다.
초음파 진단 장치(100)(또는, 제어부(120))는 "역(reversed) V" 패턴을 가지는 도플러 파형을 유출 도플러 신호(또는, 제2 도플러 신호, 제2 도플러 데이터)로 결정할 수 있다. 즉, "역(reversed) V" 패턴을 가진 도플러 파형은 심장에서 유출되는 혈액의 도플러 신호(또는, 도플러 데이터)에 기초하여 생성될 수 있다.
폐동맥판(420, 도 4 참조)의 열림 시점(PV open), 폐동맥판(420)의 닫힘 시점(PV close), 동기화 신호(SS)에 관한 설명은 도 7에서 설명한 것과 동일하므로, 중복된 설명은 생략한다.
도 18을 참조하면, 연속된 도플러 초음파 영상(또는, 도플러 파형) 및 복수의 영역이 도시되어 있다.
도 18의 (a)에 도시된 연속된 도플러 초음파 영상은 "역(reversed) V" 패턴을 가진 유출 도플러 신호에 기초하여 생성된 유출 도플러 초음파 영상일 수 있다.
도 18의 (b)에 도시된 복수의 영역(점선으로 도시된 직선 사이의 영역)은 측정 영역 및 측정 지수를 산출하기 위하여 표시되었다.
초음파 진단 장치(100)(또는, 디스플레이부(140))는 연속된 도플러 파형이 소정의 영역으로 구분될 수 있도록 복수의 영역을 표시할 수 있다. 복수의 영역, 측정 영역을 결정하고, 측정 지수를 산출하는 방법은 전술한 도 13 및 도 14에서 설명한 내용과 동일하므로, 중복된 설명은 생략한다.
이하에서는, 도 19 내지 도 22를 참조하여, 초음파 진단 장치에 표시되는 도플러 초음파 영상에 대하여 살펴본다.
도 19는 일 실시예에 따른 초음파 진단 장치에 표시되는 도플러 초음파 영상을 도시한 도면이고, 도 20은 일 실시예에 따른 초음파 진단 장치에 표시되는 도플러 초음파 영상, 측정 영역, 및 측정 지수를 도시한 도면이며, 도 21은 일 실시예에 따른 초음파 진단 장치에 표시되는 도플러 초음파 영상을 도시한 도면이고, 도 22는 일 실시예에 따른 초음파 진단 장치에 표시되는 도플러 초음파 영상을 설명하기 위한 도면이다.
도 19를 참조하면, 초음파 진단 장치(또는, 디스플레이부(140))는 메인 디스플레이 영역(141) 및 서브 디스플레이 영역(142)을 포함할 수 있다.
메인 디스플레이 영역(141)은 두 개의 영역으로 구분될 수 있고, 제1 메인 디스플레이 영역(141a) 및 제2 메인 디스플레이 영역(141b)을 포함할 수 있다. 제1 메인 디스플레이 영역(141a)은 두 개의 영역 중 위측에 위치하고, 제2 메인 디스플레이 영역(141b)은 두 개의 영역 중 아래측에 위치할 수 있다.
메인 디스플레이 영역(141)은 유입 도플러 초음파 영상(또는, 제1 도플러 초음파 영상) 및/또는 유출 도플러 초음파 영상(또는, 제2 도플러 초음파 영상)을 표시할 수 있다.
일 실시예에서, 제어부(120, 도 1 참조)에 의해 도플러 파형의 형태에 따라 자동으로 도플러 신호의 종류가 결정되면, 제1 메인 디스플레이 영역(141a)은 유입 도플러 초음파 영상을 표시하고, 제2 메인 디스플레이 영역(141b)은 유출 도플러 초음파 영상을 표시할 수 있다. 이에 따라, 사용자는 메인 디스플레이 영역(141)의 영역 위치만으로 제1 메인 디스플레이 영역(141a)에 표시되는 영상은 유입 도플러 초음파 영상이고, 제2 메인 디스플레이 영역(141b)에 표시되는 영상은 유출 도플러 초음파 영상임을 직관적으로 파악할 수 있다. 따라서, 일 실시예에 따른 초음파 진단 장치는 사용자의 편의성을 높일 수 있다.
본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 실시예에 따라 제1 메인 디스플레이 영역(141a)에 유출 도플러 초음파 영상이 표시되고, 제2 메인 디스플레이 영역(141b)에 유입 도플러 초음파 영상이 표시될 수도 있다.
서브 디스플레이 영역(142)은 복수의 도플러 초음파 영상을 표시할 수 있다. 복수의 도플러 초음파 영상은 복수의 유입 도플러 초음파 영상, 복수의 유출 도플러 초음파 영상을 포함할 수 있다.
서브 디스플레이 영역(142)은 메인 디스플레이 영역(141)과 동시에 도플러 초음파 영상을 표시할 수 있다.
메인 디스플레이 영역(141)에 영상이 표시되지 않을 때, 사용자의 입력에 의해 서브 디스플레이 영역(142)에 표시된 복수의 도플러 초음파 영상 중 어느 하나가 선택되어, 메인 디스플레이 영역(141)에 표시될 수 있다. 또한, 사용자의 입력에 의해 서브 디스플레이 영역(142)의 복수의 도플러 초음파 영상 중 하나의 영상은 메인 디스플레이 영역(141)의 영상과 교체될 수 있다. 이때, 유입 도플러 초음파 영상은 제1 메인 디스플레이 영역(141a)에서 표시될 수 있고, 유출 도플러 초음파 영상은 제2 메인 디스플레이 영역(141b)에서 표시될 수 있다. 즉, 사용자는 자동으로 메인 디스플레이 영역(141)에 표시되는 도플러 초음파 영상을 확인하고, 적절하지 않다고 판단되는 경우, 메인 디스플레이 영역(141)에 표시되는 도플러 초음파 영상으로 교체할 수 있다.
사용자 및/또는 제어부(120)에 의해 결정된 도플러 초음파 영상은 메인 디스플레이 영역(141)에 표시될 수 있고, 측정 영역 및 측정 지수를 산출하기 위한 기초 영상이 될 수 있다.
또한, 서브 디스플레이 영역(142)은 메인 디스플레이 영역(141)이 어떠한 영상을 표시하지 않더라도, 단독으로 도플러 초음파 영상을 표시할 수도 있다.
도 20을 참조하면, 초음파 진단 장치(또는, 디스플레이부(140))는 도플러 초음파 영상을 표시할 수 있다. 디스플레이부(140)는 제1 메인 디스플레이 영역(141a), 제2 메인 디스플레이 영역(141b), 및 보조 디스플레이 영역(143)을 포함할 수 있다.
제1 메인 디스플레이 영역(141a)은 유입 도플러 초음파 영상(또는, 유입 도플러 파형)을 표시할 수 있다. 제1 메인 디스플레이 영역(141a)에 표시된 유입 도플러 초음파 영상은 전술한 도 15 및 도 16에서 살펴본 "역(reversed) M" 패턴을 가진 유입 도플러 파형에 대응될 수 있다.
제2 메인 디스플레이 영역(141b)은 유출 도플러 초음파 영상을 표시할 수 있다. 제2 메인 디스플레이 영역(141b)에 표시된 유출 도플러 초음파 영상은 전술한 도 17 및 도 18에서 살펴본 "역(reversed) V" 패턴을 가진 유출 도플러 파형에 대응될 수 있다.
초음파 진단 장치(100)(또는, 제어부(120))는 도플러 신호 정보에 기초하여, 도플러 파형에 대한 적어도 하나의 영역을 결정하고, 각 영역에 대하여 도플러 신호와 미리 학습된 도플러 신호를 비교하여, 측정 영역을 결정할 수 있다.
제1 메인 디스플레이 영역(141a)에 표시된 두 개의 직선 사이의 영역은 제1 측정 영역(MA1)을 나타낼 수 있고, 제2 메인 디스플레이 영역(141b)에 표시된 두 개의 직선 사이의 영역은 제2 측정 영역(MA2)을 나타낼 수 있다.
초음파 진단 장치(100)(또는, 제어부(120))는 제1 측정 영역(MA1) 및 제2 측정 영역(MA2)을 기초로 측정 지수를 산출할 수 있다. 여기서, 측정 지수를 산출하는 방법 및 산출된 측정 지수는 전술한 도 13 및 도 14에서 설명한 것과 동일한바, 중복된 설명은 생략한다.
보조 디스플레이 영역(143)은 측정 지수를 표시할 수 있다. 따라서, 사용자는 보조 디스플레이 영역(143)을 통해 삼첨판 닫힘 시간(TST), 폐동맥판 열림 시간(ET), 심장 수축 시간(ICT), 심장 이완 시간(IRT), 및 심근 성능 지수(MPI)를 파악할 수 있다.
즉, 일 실시예에서는 초음파 진단 장치(100)가 유입 도플러 신호와 유출 도플러 신호를 자동으로 결정하고, 최적의 유입 도플러 신호 및 유출 도플러 신호를 기초로 측정 영역, 측정 지수를 자동으로 산출하여, 표시할 수 있다. 이에 따라, 도플러 초음파 영상으로부터 산출되는 측정 지수의 정확도를 향상시킬 수 있고, 사용자의 편의성을 증가시킬 수 있다.
도 21을 참조하면, 초음파 진단 장치(또는, 디스플레이부(140))는 메인 디스플레이 영역(141) 및 서브 디스플레이 영역(142)을 포함할 수 있다.
메인 디스플레이 영역(141)은 두 개의 영역으로 구분될 수 있고, 제1 메인 디스플레이 영역(141a) 및 제2 메인 디스플레이 영역(141b)을 포함할 수 있다.
서브 디스플레이 영역(142)은 복수의 도플러 초음파 영상을 표시할 수 있다. 복수의 도플러 초음파 영상은 복수의 유입 도플러 초음파 영상, 복수의 유출 도플러 초음파 영상을 포함할 수 있다.
제1 메인 디스플레이 영역(141a)은 유입 도플러 초음파 영상(또는, 제1 도플러 초음파 영상)을 표시할 수 있고, 제2 메인 디스플레이 영역(141b)은 유출 도플러 초음파 영상(또는, 제2 도플러 초음파 영상)을 표시할 수 있다. 제1 메인 디스플레이 영역(141a) 및 제2 메인 디스플레이 영역(141b)은 동시에 도플러 초음파 영상을 표시할 수 있고, 하나의 메인 디스플레이 영역만 도플러 초음파 영상을 표시할 수도 있다.
일 실시예에서, 제어부(120, 도 1 참조)에 의해 도플러 파형의 형태에 따라 자동으로 도플러 신호의 종류가 결정되면, 메인 디스플레이 영역(141)은 서브 디스플레이 영역(142)과 다른 종류의 도플러 초음파 영상을 표시할 수 있다. 여기서, 메인 디스플레이 영역(141)에 표시되는 도플러 초음파 영상은 실시간으로 전송되는 도플러 신호에 기초한 도플러 초음파 영상일 수 있고, 서브 디스플레이 영역(142)에 표시되는 도플러 초음파 영상은 제어부(120, 도 1 참조), 저장부(150, 도 1 참조) 등에 미리 저장된 도플러 신호에 기초한 도플러 초음파 영상일 수 있다.
예를 들면, 제1 메인 디스플레이 영역(141a)이 유입 도플러 초음파 영상을 표시하면, 서브 디스플레이 영역(142)은 적어도 하나의 유출 도플러 초음파 영상을 표시할 수 있다. 즉, 도 21의 제1 메인 디스플레이 영역(141a)은 유입 도플러 초음파 영상을 표시하고, 서브 디스플레이 영역(142)은 유출 도플러 초음파 영상들을 표시할 수 있다.
또한, 제2 메인 디스플레이 영역(141b)이 유출 도플러 초음파 영상을 표시하면, 서브 디스플레이 영역(142)은 적어도 하나의 유입 도플러 초음파 영상을 표시할 수 있다.
이에 따라, 사용자는 메인 디스플레이 영역(141)의 영역 위치만으로 제1 메인 디스플레이 영역(141a)에 표시되는 영상은 유입 도플러 초음파 영상이고, 제2 메인 디스플레이 영역(141b)에 표시되는 영상은 유출 도플러 초음파 영상임을 직관적으로 파악할 수 있다. 따라서, 일 실시예에 따른 초음파 진단 장치는 사용자의 편의성을 높일 수 있다.
도 22의 (a)는 초음파 진단 장치를 적용하는 대상체 중 사람의 심장 구조를 간략히 도시한 도면이고, 도 22의 (b)는 사람의 심장에서 도플러 신호 획득을 위한 샘플 볼륨 게이트를 도시한 도면이고, 도 22의 (c)는 획득된 도플러 신호에 기초한 도플러 초음파 영상을 도시한 도면이다.
도 22의 (a)를 참조하면, 우심방과 좌심방 사이에 위치하는 삼첨판(410) 및 우심실과 폐동맥 사이에 위치하는 폐동맥판(420)이 표시되어 있다. 일 실시예에서, 삼첨판(410)의 닫힘 시점, 열림 시점에 관한 정보는 유입 도플러 초음파 영상을 통해 확보할 수 있다. 또한, 폐동맥판(420)의 닫힘 시점, 열림 시점에 관한 정보는 유출 도플러 초음파 영상을 통해 확보할 수 있다.
도 22의 (b)를 참조하면, 제1 샘플 볼륨 게이트(221)는 삼첨판(410)에 위치시킬 수 있고, 제2 샘플 볼륨 게이트(222)는 폐동맥판(420)에 위치시킬 수 있다. 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고, 제2 샘플 볼륨 게이트(222)가 삼첨판(410)에 위치할 수 있고, 제1 샘플 볼륨 게이트(221)가 폐동맥판(420)에 위치할 수 있다.
일 실시예에서, 제1 샘플 볼륨 게이트(221)로부터 심장으로 유입되는 유입 도플러 신호를 획득할 수 있고, 제2 샘플 볼륨 게이트(222)로부터 심장에서 유출되는 유출 도플러 신호를 획득할 수 있다. 또한, 제2 샘플 볼륨 게이트(222)가 삼첨판(410)에 위치하면, 제2 샘플 볼륨 게이트(222)로부터 유입 도플러 신호를 획득할 수 있고, 제1 샘플 볼륨 게이트(221)가 폐동맥판(420)에 위치하면, 제1 샘플 볼륨 게이트(221)로부터 유출 도플러 신호를 획득할 수 있다.
즉, 제어부(120, 도 1 참조)는 제1 샘플 볼륨 게이트(221) 및 제2 샘플 볼륨 게이트(222)의 위치와 무관하게 도플러 파형의 형태에 따라 도플러 신호를 유입 도플러 신호 또는 유출 도플러 신호로 결정할 수 있다.
디스플레이부(140)는 제1 메인 디스플레이 영역(141a)에 유입 도플러 초음파 영상을 표시하고, 제2 메인 디스플레이 영역(141b)은 유출 도플러 초음파 영상을 표시할 수 있다.
즉, 디스플레이부(140)는 제1 샘플 볼륨 게이트(221) 및 제2 샘플 볼륨 게이트(222)의 위치와 무관하게 제어부(120)에서 전달된 도플러 신호 종류에 기초하여, 제1 메인 디스플레이 영역(141a) 및 제2 메인 디스플레이 영역(141b)에 도플러 초음파 영상을 표시할 수 있다.
이에 따라 사용자는 제1 메인 디스플레이 영역(141a)에 표시된 유입 도플러 초음파 영상에서 삼첨판 닫힘 시간(TST)을 파악할 수 있고, 제2 메인 디스플레이 영역(141b)에 표시된 유출 도플러 초음파 영상에서 폐동맥판 열림 시간(ET)을 파악할 수 있다. 제어부(120)는 삼첨판 닫힘 시간(TST), 폐동맥판 열림 시간(ET) 등을 통해 심근 성능 지수를 산출할 수 있다.
즉, 일 실시예에서는 초음파 진단 장치(100)가 유입 도플러 신호와 유출 도플러 신호를 자동으로 결정하고, 최적의 유입 도플러 신호 및 유출 도플러 신호를 기초로 측정 영역, 측정 지수를 자동으로 산출하여, 표시할 수 있다. 이에 따라, 도플러 초음파 영상으로부터 산출되는 측정 지수의 정확도를 향상시킬 수 있고, 사용자의 편의성을 증가시킬 수 있다.이하에서는, 도 23을 참조하여, 미리 학습된 방법을 설명하기 위한 러닝 알고리즘을 살펴본다.
도 23은 일 실시예에 따른 러닝 알고리즘을 설명하기 위한 도면이다.
도 23을 참조하면, 입력 레이어(INL) 및 출력 레이어(OTL) 사이에 적어도 하나의 히든 레이어(hidden layer, HDL)를 포함하는 러닝 알고리즘(learning algorithm)이 예시적으로 도시되어 있다.
러닝 알고리즘은 기록 매체에 기록되어, 초음파 진단 장치(100)에 의해서 실행될 수 있다. 기록 매체는 초음파 진단 장치(100)의 저장부(150, 도 1 참조)에 해당할 수도 있다. 한편 기록 매체는 초음파 진단 장치(100)의 외부 서버에 내장되고, 초음파 진단 장치(100)는 통신부(160, 도 1 참조)를 통해서 외부 서버와 통신함으로써 러닝 알고리즘을 실행할 수도 있다.
기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터, 알고리즘, 또는 프로그램이 저장될 수 있는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광데이터 저장장치, 하드디스크, 외장하드디스크, SSD, USB 저장 장치, DVD, 블루레이 디스크 등이 있다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 복수 장치의 조합일 수도 있으며, 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 있을 수도 있다. 이러한 기록매체는 비일시적인 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체(non-transitory computer readable medium)일 수 있다. 비일시적인 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체란 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터 또는 프로그램을 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터 또는 프로그램을 저장하며, 컴퓨터에 의해 판독가능한 매체를 의미한다.
입력 레이어(INL)는 제1 입력들(IN11, IN12, ..., IN1n) 및 제2 입력(IN2)을 포함할 수 있다. 히든 레이어(HDL)는 복수의 노드들(ND11, ND12, ND13, ND14, ND15)을 포함할 수 있다. 출력 레이어(OTL)는 제1 출력들(OT11, OT12, OT13, OT14, OT15)을 포함할 수 있다. 입력들, 노드들, 및 출력들의 개수는 실시예에 따라 달라질 수 있다. 또한, 레이어들이 모두 풀리 커넥티드(fully connected)될 것인지 또는 다른 방식으로 연결된 것인지는 실시예에 따라 달라질 수 있다. 본 실시예의 러닝 알고리즘은 히든 레이어(HDL)의 개수에 따라 얕은 러닝(shallow learning)으로 지칭되기도 하고, 딥 러닝(deep learning)으로 지칭될 수도 있다.
러닝 알고리즘은 도플러 신호를 입력 레이어(INL)의 제1 입력들(IN11~IN1n)로 수신하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 러닝 알고리즘은 사용자의 입력을 입력 레이어(INL)의 제2 입력(IN2)으로 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
러닝 알고리즘은 제1 입력들(IN11~IN1n)에 기초하여 도플러 초음파 영상을 표시하고, 도플러 초음파 영상에 측정 영역, 및 측정 지수를 표시하도록 출력 레이어(OTL)의 제1 출력들(OT11, OT12, OT13, OT14, OT15)로 제공하는 단계를 포함할 수 있다.
제1 입력들(IN11~IN1n), 제2 입력(IN2), 및 제1 출력들(OT11~OT15)의 관계는 레이어들(INL, HDL, OTL) 간의 연결 관계들, 가중치들(weights), 바이어스들(biases) 등에 의해서 정해질 수 있다.
예를 들면, 도플러 초음파 영상은 도플러 신호에 기초한 도플러 파형의 형태를 분석하여 결정될 수 있다. 또한, 측정 영역은 도플러 신호 정보에 기초하여 결정될 수 있고, 측정 영역을 결정하기 최적인 측정 영역을 선택하여, 선택된 측정 영역을 기초로 측정 지수가 산출될 수 있다.
또한, 제2 입력(IN2)에 의해 결정된 도플러 초음파 영상이 교체될 수 있고, 측정 영역이 교체될 수 있다.
일 실시예에서는 초음파 진단 장치(100)가 유입 도플러 신호와 유출 도플러 신호를 자동으로 결정하고, 최적의 유입 도플러 신호 및 유출 도플러 신호를 기초로 측정 영역, 측정 지수를 자동으로 산출하여, 표시할 수 있다. 이에 따라, 도플러 초음파 영상으로부터 산출되는 측정 지수의 정확도를 향상시킬 수 있고, 사용자의 편의성을 증가시킬 수 있다.
한편, 개시된 실시예들은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 저장하는 기록매체의 형태로 구현될 수 있다. 명령어는 프로그램 코드의 형태로 저장될 수 있으며, 프로세서에 의해 실행되었을 때, 프로그램 모듈을 생성하여 개시된 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 (30)

  1. 도플러 신호에 기초한 도플러 파형의 형태를 분석하여, 상기 도플러 신호의 종류를 결정하고, 상기 도플러 파형에 대한 적어도 하나의 영역을 결정하여 상기 적어도 하나의 영역에 대한 유사도를 산출하고, 상기 유사도를 기초로 측정 영역을 결정하며, 상기 측정 영역을 기초로 측정 지수를 산출하는 제어부; 및
    상기 도플러 파형, 상기 측정 영역, 및 상기 측정 지수를 표시하는 디스플레이부를 포함하는 초음파 진단 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 제어부는 결정된 상기 도플러 신호에 대하여 도플러 신호 정보를 판단하고, 판단된 상기 도플러 신호 정보에 기초하여 상기 도플러 파형에 대한 상기 적어도 하나의 영역을 결정하는 초음파 진단 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 제어부는 상기 도플러 파형의 형태가 "M" 또는 "역(reversed) M"이면 제1 도플러 신호로 결정하고,
    상기 도플러 파형의 형태가 "V" 또는 "역(reversed) V"이면 제2 도플러 신호로 결정하는 초음파 진단 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 제1 도플러 신호는 대상체의 심장으로 유입되는 혈액의 도플러 신호이고,
    상기 제2 도플러 신호는 상기 대상체의 심장으로 유출되는 혈액의 도플러 신호인 초음파 진단 장치.
  5. 제4항에서,
    상기 도플러 신호 정보는 상기 제1 도플러 신호에 대한 제1 도플러 신호 정보 및 상기 제2 도플러 신호에 대한 제2 도플러 신호 정보를 포함하는 초음파 진단 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 제1 도플러 신호 정보는 삼첨판의 열림 시점, 삼첨판의 닫힘 시점, 및 동기화 신호의 위치를 포함하고,
    상기 제2 도플러 신호 정보는 폐동맥판의 열림 시점, 폐동맥판의 닫힘 시점, 및 동기화 신호의 위치를 포함하는 초음파 진단 장치.
  7. 제3항에서,
    상기 제어부는 상기 적어도 하나의 영역에 대하여 상기 도플러 신호와 미리 학습된 도플러 신호를 비교하여 상기 유사도를 산출하는 초음파 진단 장치.
  8. 제7항에서,
    상기 제어부는 상기 도플러 신호를 기초로 생성된 도플러 파형의 주기와 대상체의 심장 주기, 상기 도플러 신호의 세기를 기초로 상기 적어도 하나의 영역에 대한 상기 유사도를 산출하는 초음파 진단 장치.
  9. 제8항에서,
    상기 측정 영역은 제1 측정 영역 및 제2 측정 영역을 포함하고,
    상기 제1 측정 영역은 상기 제1 도플러 신호에 기초한 영역이고,
    상기 제2 측정 영역은 상기 제2 도플러 신호에 기초한 영역인 초음파 진단 장치.
  10. 제9항에서,
    상기 제어부는 상기 제1 측정 영역의 동기화 신호 및 상기 제2 측정 영역의 동기화 신호를 매칭하여 하나의 측정 영역을 결정하고,
    상기 측정 지수는 상기 하나의 측정 영역을 기초로 산출되는 초음파 진단 장치.
  11. 제10항에서,
    상기 측정 지수는 심장의 기능과 관련된 적어도 하나의 파라미터를 포함하는 초음파 진단 장치.
  12. 제11항에서,
    상기 적어도 하나의 파라미터는 삼첨판 닫힘 시간(TST), 폐동맥판 열림 시간(ET), 심장 수축 시간(ICT), 심장 이완 시간(IRT), 및 심근 성능 지수(MPI)를 포함하는 초음파 진단 장치.
  13. 제12항에서,
    상기 디스플레이부는 상기 적어도 하나의 파라미터를 표시하는 초음파 진단 장치.
  14. 제13항에서,
    상기 디스플레이부는 제1 메인 디스플레이 영역, 제2 메인 디스플레이 영역, 및 서브 디스플레이 영역을 포함하고,
    상기 제1 메인 디스플레이 영역은 상기 제1 도플러 신호에 기초한 제1 도플러 초음파 영상을 표시하고,
    상기 제2 메인 디스플레이 영역은 상기 제2 도플러 신호에 기초한 제2 도플러 초음파 영상을 표시하는 초음파 진단 장치.
  15. 제14항에서,
    상기 서브 디스플레이 영역은 적어도 하나의 제1 도플러 초음파 영상 또는 적어도 하나의 제2 도플러 초음파 영상을 표시하는 초음파 진단 장치.
  16. 제15항에서,
    상기 제1 메인 디스플레이 영역이 상기 제1 도플러 초음파 영상을 표시하면, 상기 서브 디스플레이 영역은 상기 적어도 하나의 제2 도플러 초음파 영상을 표시하는 초음파 진단 장치.
  17. 제15항에서,
    상기 제2 메인 디스플레이 영역이 상기 제2 도플러 초음파 영상을 표시하면, 상기 서브 디스플레이 영역은 상기 적어도 하나의 제1 도플러 초음파 영상을 표시하는 초음파 진단 장치.
  18. 제15항에서,
    상기 제1 메인 디스플레이 영역 및 상기 제2 메인 디스플레이 영역에 표시되는 영상은 상기 서브 디스플레이 영역에 표시되는 영상으로 교체되는 초음파 진단 장치.
  19. 제14항에서,
    상기 디스플레이부는 제1 샘플 볼륨 게이트 및 제2 샘플 볼륨 게이트를 표시하고,
    상기 제1 샘플 볼륨 게이트 또는 상기 제2 샘플 볼륨 게이트의 위치에 따라, 상기 제1 메인 디스플레이 영역은 제1 도플러 초음파 영상을 표시하고, 상기 제2 메인 디스플레이 영역은 제2 도플러 초음파 영상을 표시하는 초음파 진단 장치.
  20. 제19항에서,
    상기 제1 샘플 볼륨 게이트 또는 상기 제2 샘플 볼륨 게이트 중 하나가 삼첨판에 대응하여 위치하면, 상기 제1 메인 디스플레이 영역은 제1 도플러 초음파 영상을 표시하고,
    상기 제1 샘플 볼륨 게이트 또는 상기 제2 샘플 볼륨 게이트 중 하나가 폐동맥판에 대응하여 위치하면, 상기 제2 메인 디스플레이 영역은 제2 도플러 초음파 영상을 표시하는 초음파 진단 장치.
  21. 제1항에서,
    상기 적어도 하나의 영역은 상기 도플러 신호를 기초로 생성된 도플러 파형의 주기를 포함하는 초음파 진단 장치.
  22. 도플러 신호를 수신하는 단계;
    상기 도플러 신호에 기초한 도플러 파형의 형태를 분석하여, 상기 도플러 신호의 종류를 결정하는 단계;
    상기 도플러 파형에 대한 적어도 하나의 영역을 결정하여 상기 적어도 하나의 영역에 대한 유사도를 산출하는 단계;
    상기 유사도를 기초로 측정 영역을 결정하는 단계; 및
    상기 측정 영역을 기초로 측정 지수를 산출하는 단계를 포함하는 초음파 진단 장치의 동작 방법.
  23. 제22항에서,
    상기 도플러 파형, 상기 측정 영역, 및 상기 측정 지수를 표시하는 단계를 더 포함하는 초음파 진단 장치의 동작 방법.
  24. 제22항에서,
    상기 도플러 신호의 종류를 결정하고, 결정된 상기 도플러 신호에 대하여 도플러 신호 정보를 판단하는 단계를 더 포함하는 초음파 진단 장치의 동작 방법.
  25. 제24항에서,
    판단된 상기 도플러 신호 정보에 기초하여 상기 도플러 파형에 대한 상기 적어도 하나의 영역을 결정하는 단계를 더 포함하는 초음파 진단 장치의 동작 방법.
  26. 제25항에서,
    상기 적어도 하나의 영역에 대하여 상기 도플러 신호와 미리 학습된 도플러 신호를 비교하여 상기 유사도가 산출되는 초음파 진단 장치의 동작 방법.
  27. 제26항에서,
    상기 유사도가 높은 영역들의 동기화 신호를 매칭하여 하나의 측정 영역이 결정되고,
    상기 측정 지수는 상기 하나의 측정 영역을 기초로 산출되는 초음파 진단 장치의 동작 방법.
  28. 제22항에 의한 방법을 수행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.
  29. 도플러 신호를 수신하는 단계;
    상기 도플러 신호에 기초한 도플러 파형의 형태를 분석하여, 상기 도플러 신호의 종류를 결정하는 단계;
    상기 도플러 신호의 종류에 따라 제1 도플러 초음파 영상 및/또는 제2 도플러 초음파 영상을 표시하는 단계;
    미리 학습된 도플러 신호와 유사도가 높은 제1 도플러 신호 및 제2 도플러 신호를 판단하는 단계;
    상기 제1 도플러 초음파 영상 및/또는 상기 제2 도플러 초음파 영상에 측정 영역을 표시하는 단계; 및
    상기 측정 영역을 기초로 산출된 측정 지수를 표시하는 단계를 포함하는 초음파 진단 장치의 동작 방법.
  30. 입력 레이어 및 출력 레이어 사이에 적어도 하나의 히든 레이어를 포함하는 러닝 알고리즘이 기록된 기록 매체에 있어서,
    상기 러닝 알고리즘은:
    도플러 신호를 상기 입력 레이어의 제1 입력들로 수신하는 단계; 및
    상기 제1 입력들에 기초하여 도플러 초음파 영상을 표시하고, 상기 도플러 초음파 영상에 측정 영역, 및 측정 지수를 표시하도록 상기 출력 레이어의 제1 출력들로 제공하는 단계를 포함하는 러닝 알고리즘이 기록된 기록 매체.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006102489A (ja) * 2004-09-07 2006-04-20 Toshiba Corp 超音波ドプラ診断装置及び診断パラメータ計測方法
JP2010200844A (ja) * 2009-02-27 2010-09-16 Toshiba Corp 超音波診断装置および超音波診断装置のデータ処理プログラム
JP5295684B2 (ja) * 2008-08-21 2013-09-18 株式会社東芝 超音波診断装置及び診断パラメータ自動計測方法
KR20180031558A (ko) * 2016-09-20 2018-03-28 삼성메디슨 주식회사 초음파 영상 장치 및 초음파 영상 표시 방법
JP6793077B2 (ja) * 2017-03-22 2020-12-02 株式会社日立製作所 超音波診断装置及び波形処理方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006102489A (ja) * 2004-09-07 2006-04-20 Toshiba Corp 超音波ドプラ診断装置及び診断パラメータ計測方法
JP5295684B2 (ja) * 2008-08-21 2013-09-18 株式会社東芝 超音波診断装置及び診断パラメータ自動計測方法
JP2010200844A (ja) * 2009-02-27 2010-09-16 Toshiba Corp 超音波診断装置および超音波診断装置のデータ処理プログラム
KR20180031558A (ko) * 2016-09-20 2018-03-28 삼성메디슨 주식회사 초음파 영상 장치 및 초음파 영상 표시 방법
JP6793077B2 (ja) * 2017-03-22 2020-12-02 株式会社日立製作所 超音波診断装置及び波形処理方法

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