KR101091040B1 - 입체 영상 획득을 위한 초음파 검사장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 입체 영상 표시가 가능한 초음파 검사 장치에 관한 것이다.
본 발명에 의한 입체 영상을 위한 초음파 검사 장치는 좌안 영상의 초음파 스캐닝을 위한 제 1 프로브, 제 1 프로브와 이격되어 배치되고 우안 영상의 초음파 스캐닝을 위한 제 2 프로브, 제 1 및 제 2 프로브에서 출력되는 전기적 신호들을 각각 좌안 및 우안 영상 데이터로 변환하는 제 1 및 제 2 신호처리기, 및 제 1 및 제 2 신호처리기에서 전송되는 좌안 및 우안 영상 데이터를 입체 영상으로 표시하는 영상표시부를 구비한다.

Description

입체 영상 획득을 위한 초음파 검사장치{Ultrasonographic Device for Stereographic Image}
본 발명은 초음파 검사 장치에 관한 것으로, 특히 입체 영상 획득을 위한 초음파 검사 장치에 관한 것이다.
초음파 검사 장치는 무침습 및 비파괴 특성이 있어서 피검사체의 내부 정보를 얻기 위해서 여러 분야에 널리 이용되고 있다. 특히, 신체를 직접 절개할 필요없이 내부의 조직에 대한 영상을 실시간으로 관찰할 수 있기 때문에 의료분야에 널리 이용되고 있다.
근래에는 초음파 영상 장치의 개선으로 대상체의 2차원 영상뿐만 아니라 3차원(3-dimension) 영상의 표현이 가능하게 되었다. 이에 따라서 피검사체의 형태를 좀 더 사실적으로 표시할 수 있다. 하지만 이러한 3차원 영상은 2차원 영상 표시가 가능한 디스플레이에 공간감을 표현할 뿐 실제적인 입체 영상(stereograph)은 아니다. 즉, 기존의 3차원 초음파 검사 장치는 피검사체의 사실적인 형태를 표시하는 데에는 한계가 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점 및 기술 개발의 필요성을 해결하기 위해 안출된 것으로, 피검사체의 형태를 좀 더 사실적으로 표현할 수 있는 입체 영상을 위한 초음파 검사 장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위해서 본 발명에 의한 입체 영상을 위한 초음파 검사 장치는 좌안 영상의 초음파 스캐닝을 위한 제 1 프로브; 제 1 프로브와 이격되어 배치되고, 우안 영상의 초음파 스캐닝을 위한 제 2 프로브; 제 1 및 제 2 프로브에서 출력되는 전기적 신호들을 각각 좌안 및 우안 영상 데이터로 변환하는 제 1 및 제 2 신호처리기; 및 제 1 및 제 2 신호처리기에서 전송되는 좌안 및 우안 영상 데이터를 입체 영상으로 표시하는 영상표시부;를 구비한다.
이때 제 1 및 제 2 프로브는 각각의 초점거리가 동일한 지점에 형성되도록 이격되어 배치될 수 있다.
그리고 본 발명에 의한 초음파 검사 장치는 제 1 및 제 2 프로브의 사이각을 조절하기 위한 사이각 조절부를 더 구비할 수 있다.
또한 본 발명에 의한 초음파 검사 장치는 초음파의 발생을 위한 펄스 형태나 연속한 구동 신호를 생성하여 프로브로 전송하는 신호 발생부를 더 구비할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의한 초음파 검사 장치에 의하면, 피검사체에 대한 스캐닝을 좌안 영상과 우안 영상에 대하여 각각 수행하고, 이를 영상 데이터로 변환하고 입체 영상으로 표현함으로써 피검사체를 좀 더 사실적으로 표현할 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 초음파 검사 장치를 나타내는 블록도.
도 2 및 도 3은 본 발명에 의한 트랜스듀서의 실시예를 나타내는 도면.
도 4는 영상 표시부의 일실시예를 나타내는 도면.
본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있는데 이 경우에는 단순한 용어의 명칭이 아닌 발명의 상세한 설명 부분에 기재되거나 사용된 의미를 고려하여 그 의미가 파악되어야 할 것이다.
이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 의한 입체 영상 표현이 가능한 초음파 검사 장치의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 의한 입체 영상 표현이 가능한 초음파 검사 장치는 일정간격 이격되어 배치되는 제 1 및 제 2 프로브(210,220)를 포함하는 트랜스듀서(200), 영상 데이터 획득을 위한 신호 처리부(300) 및 신호 처리부(300)에서 획득된 영상 데이터를 이용하여 입체 초음파 영상을 디스플레이하는 영상 표시부(400)를 구비한다.
트랜스듀서(200)는 각각 좌안 영상과 우안 초음파 영상을 위한 초음파를 생성하고, 초음파를 검출하기 위한 제 1 및 제 2 프로브(210,220)를 포함한다. 그리고 트랜스듀서(200)는 제 1 및 제 2 프로브(210,220)의 회전을 제어함으로써 사이각을 조절하기 위한 사이각 조절부(230)를 구비할 수 있다.
신호 처리부(300)는 제 1 및 제 2 프로브(210,220)에서 검출하는 초음파 에코신호를 영상 데이터로 변환하기 위한 제 1 및 제 2 신호 처리기(310,320)를 포함할 수 있다. 즉, 제 1 및 제 2 신호 처리기(310,320)는 제 1 및 제 2 프로브(210,220)에서 검출되는 초음파 반사신호를 각각 영상 데이터로 변환함으로써 좌안 초음파 영상 데이터와 우안 초음파 영상 데이터를 획득한다.
이렇게 신호 처리부(300)에서 획득된 좌안 및 우안 영상 데이터들은 입체 영상 표현이 가능한 영상 표시부(400)에 디스플레이되어 관찰자는 초음파 영상을 입체 영상으로 확인할 수 있다.
이러한 입체 영상을 위한 초음파 검사 장치의 각각의 구성에 대해서 살펴보면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 트랜스듀서(200)의 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 2를 참조하면, 트랜스듀서(200)는 제 1 및 제 2 프로브(210,220)는 각각 좌안 및 우안 초음파 영상을 위한 초음파 스캐닝을 위한 것으로, 제 1 및 제 2 회전판(216,226)에 다수의 진동자(214,224)들이 배열된 형태로 구현될 수 있다.
하우징(240)은 제 1 및 제 2 프로브(210,220)를 내장하기 위한 것으로, 형태는 실시예에 한정될 필요는 없다.
제 1 및 제 2 프로브(210,220)의 진동자(214,224)들은 신호 발생부(100)에서 발생한 펄스 신호들에 응답하여 초음파를 출사한다. 그리고 제 1 및 제 2 프로브(210,220)는 피검사체로부터 반사되는 초음파 에코신호를 수신한다. 즉, 제 1 및 제 2 프로브(210,220)들은 초음파를 발신하고 반사파를 수신하는 역할을 교대로 하고 있다.
이러한 제 1 및 제 2 회전판(216,226)은 도면에서와 같이 하우징(240)의 일단에서 이격되어 나란히 배치될 수 있다. 그리고 제 1 및 제 2 회전판(216,226)은 진동자(214,224)들이 배열된 일면이 수평으로 배치되지 않는다. 이에 따라 진동자(214,224)들로부터 출사되는 초음파는 도 3에서와 같이 어느 한 지점에서 모일 수 있다. 이와 같이 진동자(214,224)들에서 출사되는 초음파가 모이는 지점은 제 1 및 제 2 프로브(210,220)에서 출사되는 초음파의 초점거리(focal depth)가 되도록 설정될 수 있다. 초음파의 초점거리(focal depth)는 도 3에서 보는 바와 같이 초음파 빔이 가장 좁게 되는 곳을 의미한다.
제 1 및 제 2 회전판(216,226)은 진동자(214,224)들로부터 출사되는 초음파의 초점거리를 조절하기 위해서 회전축(236)을 중심으로 각각 회전운동한다. 이를 위해서 사이각 조절부(230)는 회전축(236)을 중심으로 회전하는 제 1 및 제 2 회전판(216,226)의 움직임을 제어한다. 사이각 조절부()에 의해 설정되는 제 1 및 제 2 회전축(216,226) 간의 광각(θ)은 표시부(미도시)에 의해 확인될 수 있다. 그리고 도면에 도시된 사이각 조절부(230)는 단순한 일실시예로서 제 1 및 제 2 회전판(216,226)을 회전시킬 수 있는 다양한 실시예들이 존재할 수도 있다. 예컨대 도면에 도시된 것처럼 제 1 및 제 2 회전판(216,226)이 맞물리는 회전축(236)인 힌지의 제어를 이용한 방법이 아니라, 제 1 및 제 2 회전판(216,226) 중 어느 하나의 끝단을 이동시킴으로써 광각(θ)을 변화시킬 수도 있다.
또한 제 1 및 제 2 회전판(216,226)의 움직임에 따라서 초점거리에서부터 제 1 및 제 2 회전판(216,226)이 형성하는 광각(θ)은 변화되게 된다. 즉 제 1 및 제 2 회전판(216,226)은 육안의 양안에 대응되는 개념으로서 입체 영상을 위해서 제 1 및 제 2 회전판(216,226)의 각도에 따라서 변화될 수 있다. 이에 따라서 광각(θ)이 변화될 수 있다. 그리고 신호 발생부(100)는 진동자(214,224)들로부터 출사되는 초음파의 주파수를 가변하기 위한 펄스를 생성함으로써 변화되는 광각(θ)에 따라서 제 1 및 제 2 프로브(210,220)의 초점거리가 동일한 지점에서 형성되도록 할 수 있다.
영상 표시부(400)는 신호처리부(300)에 의해 변환된 영상 데이터들을 입력받아서 입체영상을 표현하기 위한 것이다.
도 4는 일 실시예에 의한 영상 표시부(400)를 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 영상 표시부(400)는 서로 수직으로 배열된 제 1 및 제 2 디스플레이 패널(410,420)과 하프미러(430) 및 영상반전회로(350)를 포함할 수 있다.
제 1 디스플레이 패널(410)은 제 1 신호처리기(310)로부터 좌안의 영상 데이터를 입력받아서 좌안 영상을 표시한다. 제 2 디스플레이 패널(420)은 제 2 신호처리기(320)로부터 우안 영상을 입력받아서 우안 영상을 표시한다. 그리고 제 2 디스플레이 패널(420)의 일측 모서리는 제 1 디스플레이 패널(410)의 하부 모서리와 접촉하고, 제 1 및 제 2 디스플레이 패널(410,20)은 수직으로 배열될 수 있다.
그리고 제 1 및 제 2 디스플레이 패널(410,420)의 일면에는 편광필터(미도시)가 합착될 수 있다. 편광필터는 하프미러(530)에 좌/우 영상들이 동시에 결상될 때 영상들의 편광각을 90°가 되도록 하기 위한 것으로, 편광각이 45°인 편광필터를 이용할 수 있다.
제 1 및 제 2 디스플레이 패널(410,420)의 사이에는 제 1 및 제 2 디스플레이 패널들(410,420)과 45°로 동일한 각도를 유지하는 하프미러(430)가 배치될 수 있다. 하프미러(430)는 일면에서 입사되는 빛을 투과시키면서, 동시에 타면에서 입사되는 빛은 반사시킨다. 이러한 하프미러(430)는 반투명 거울이 이용될 수 있다. 즉, 도면에 도시된 본 발명의 실시예에 의한 하프미러(430)는 제 1 디스플레이 패널(410)을 경유하는 빛은 투과시키고, 제 2 디스플레이 패널(420)을 경유하는 빛은 반사시키도록 구성될 수 있다.
영상반전회로(350)는 디스플레이 패널들 중 하프미러(430)의 반사면에 영상을 비춰주는 디스플레이 패널의 영상을 좌우로 반전시킨다. 예컨대 도면에서와 같은 경우 하프미러(430)는 제 2 디스플레이 패널(420)에서 출사되는 영상을 반전시킨다.
이와 같이 제 1 및 제 2 프로브(210,220)에 의해서 스캐닝 된 좌안/우안 초음파 신호는 영상 표시부(400)에 의해 입체 영상으로 만들어지고, 관찰자가 편광안경(20)을 착용하여 하프미러(430)에 맺힌 입체영상을 바라봄으로써 피검체의 영상을 3차원 입체 영상으로 관찰할 수 있다.
도 4에 도시된 영상 표시부는 하나의 실시예에 불과할 뿐이다. 즉, 좌안과 우안의 영상 데이터를 이용하여 입체 영상으로 표현하는 방법은 공지된 다른 기술을 이용하여도 무방할 것이다.
본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시 예를 들어 설명하였으나, 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
100 : 신호 발생부 200 : 트랜스듀서
210 : 제 1 프로브 220 : 제 2 프로브
214, 226 : 진동자 216,226 : 회전판
300 : 신호처리부 400 : 영상표시부

Claims (4)

  1. 좌안 영상의 초음파 스캐닝을 위한 제 1 프로브;
    상기 제 1 프로브와 이격되어 배치되고, 우안 영상의 초음파 스캐닝을 위한 제 2 프로브;
    상기 제 1 및 제 2 프로브에서 출력되는 전기적 신호들을 각각 좌안 및 우안 영상 데이터로 변환하는 제 1 및 제 2 신호처리기;
    상기 제 1 및 제 2 신호처리기에서 전송되는 좌안 및 우안 영상 데이터를 입체 영상으로 표시하는 영상표시부; 및
    상기 제 1 및 제 2 프로브의 사이각이 커지거나 작아지도록 조절하기 위한 사이각 조절부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 영상을 위한 초음파 검사 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 프로브는 각각의 초점거리가 동일한 지점에 형성되도록 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 입체 영상을 위한 초음파 검사 장치.
  3. 삭제
  4. 제 1 항 또는 제 2 항 중 어느 한 항에 있어서,
    초음파의 발생을 위한 펄스 형태나 연속한 구동 신호를 생성하여 상기 제 1 및 제 2 프로브로 전송하는 신호 발생부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 입체 영상을 위한 초음파 검사 장치.

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