KR102615722B1 - 초음파 스캐너 및 초음파 스캐너에서의 조준 가이드 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 초음파 스캐너에서의 조준 가이드 방법에 관한 것이다. 상기 초음파 스캐너는, 방광 등과 같은 측정 대상물을 3차원 초음파 스캐닝하여 방광의 체적을 측정함에 있어서 측정 대상물에 대한 조준 중심이 초음파 프로브의 측정 영역을 나타내는 조준 프레임의 중심에 정확하게 위치시킬 수 있도록 하는 조준 가이드 영상을 통해, 측정 대상물에 대한 조준 방향과 각도를 가이드해줄 수 있도록 구성된다. 상기 조준 가이드 영상은, 초음파 프로브의 측정 영역 및 상기 측정 영역의 중심 위치가 표시된 조준 프레임, 조준 프레임의 조준 중심 좌표에 표시된 측정 대상물에 대한 조준 외곽선, 및 상기 조준 중심 좌표를 조준 프레임의 중심 위치로 이동시키기 위한 조준 가이드 정보가 표시된 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 초음파 스캐너는 초음파 프로브의 조준 가이드 정보를 포함하는 조준 가이드 영상을 제공함으로써, 운용자는 측정 위치를 정확하게 조준할 수 있게 되고, 그 결과 방광 내 요 용량을 보다 정확하게 측정할 수 있게 된다.
Description
본 발명은 초음파 스캐너에서의 조준 가이드 방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 방광 등과 같은 측정 대상물을 3차원 초음파 스캐닝하여 방광의 체적을 측정함에 있어서 측정 대상물에 대한 조준 중심이 초음파 프로브의 측정 영역인 조준 프레임의 중심에 정확하게 위치시킬 수 있도록 하는 조준 가이드 영상을 통해, 측정 대상물에 대한 조준 방향과 각도를 가이드해줄 수 있도록 구성함으로써, 측정의 정확도를 향상시키는 초음파 스캐너 및 상기 초음파 스캐너에서의 조준 가이드 방법에 관한 것이다.
일반적으로 초음파 시스템은 탐촉자인 트랜스듀서의 압전 효과에 의하여 검사하고자 하는 대상물에 초음파 신호를 발사하고, 그 결과 대상물의 불연속면에서 반사되어 되돌아오는 초음파 신호를 수신한 다음, 그 수신된 초음파 신호를 전기적 신호로 변환시켜 소정의 영상 장치에 출력함으로써 대상물의 내부 상태를 검사하는 시스템이다. 이러한 초음파 시스템은 의료 진단용, 비파괴 검사, 수중 탐색 기기 등에 널리 사용되고 있다.
한편, 방광의 이상 또는 배뇨 장애 검사에 있어서 방광 내의 요량을 측정하는 것이 필수적인 요소로 사용되어지고 있다. 또한, 수술 후에 야기될 수 있는 요정체를 예방하기 위하여, 카테터를 이용한 배뇨에 앞서 방광 내의 요량을 측정하기도 하며, 배뇨 훈련에 있어서도 하나의 가이드 라인으로서 방광내의 요량을 측정하여 사용하기도 한다.
도 1은 종래의 초음파를 이용한 방광용 초음파 스캐너에 대한 사진이다. 도 1을 참조하면, 일반적인 초음파 스캐너는 검사 대상물에 대한 초음파 신호를 획득하는 초음파 프로브 및 초음파 프로브로부터 제공된 초음파 신호를 처리하여 초음파 영상과 방광의 체적으로 측정되는 요 용량에 대한 정보를 제공하는 제어 장치를 포함한다.
전술한 초음파를 이용한 방광용 초음파 스캐너는 부채꼴 형상의 2차원 초음파 영상으로부터 방광을 포함하는 부채꼴 형태의 스캔면에 대한 2차원 초음파 영상을 얻고, 2차원 초음파 영상으로부터 방광의 단면적 또는 반경을 구하고, 이를 이용하여 방광의 부피를 추정하여 방광 내의 요량을 계산하게 된다. 또한, 다른 형태의 초음파 진단 장비는 측정의 정확성을 향상시키기 위하여 다수 개의 방향에 대하여 방광을 포함하는 부채꼴 형태의 스캔면에 대한 2차원 초음파 영상들을 얻고, 다수 개의 방향에 대한 초음파 영상들을 이용하여 3차원 초음파 영상을 생성하고 이를 이용하여 방광의 부피를 추정하여 방광 내의 요량을 계산하기도 한다.
이 과정에서, 초음파 프로브가 방광의 중심을 정확하게 조준할 때 방광의 2차원 단면적들을 보다 정확하게 측정할 수 있으며, 이로 인해 방광의 체적도 보다 정확하게 추정할 수 있다. 만약, 초음파 프로브의 중심이 방광 영역에 대한 2차원 단면적을 방광 중심으로부터 이탈된 영역에서 추출하는 경우 방광의 체적을 정확하게 추정할 수 없게 되는 문제점이 발생한다. 즉, 방광 영역을 추출하는 경우, 초음파 프로브의 위치 및 방향에 따라 추출되는 방광 영역이 변화하게 되고, 그 결과 추정된 방광의 체적도 달라지게 될 뿐만 아니라 방광내 요량도 정확하게 측정되지 못하는 문제점이 발생한다.
따라서, 방광내 요량을 정확하게 측정하기 위하여, 초음파 스캐너는 초음파 프로브의 측정 영역을 나타내는 조준 프레임의 중심이 측정 대상물인 방광의 중심을 향하도록 배치하는 것이 요구된다.
전술한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 측정 대상물인 방광에 대한 조준 중심이 초음파 프로브의 측정 영역을 나타내는 조준 프레임의 중심에 위치할 수 있도록 초음파 프로브의 조준 가이드 정보를 제공함으로써, 방광의 체적을 정확하게 측정할 수 있도록 하는 초음파 스캐너를 제공하는 것을 목적으로 한다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 제1 특징에 따른 초음파 스캐너는, 초음파 신호를 송신하고 측정 대상물로부터 반사되는 초음파 에코 신호를 수신하는 초음파 프로브; 상기 초음파 프로브에 장착되어 초음파 프로브의 기울기 각도와 방향으로 이루어지는 지향 정보를 포함하는 관성 센서 데이터를 감지하여 제공하는 관성 센서; 및 상기 초음파 프로브를 이용하여 복수 개의 2차원 초음파 영상들을 획득하고, 상기 획득된 2차원 초음파 영상들 및 관성 센서 데이터를 이용하여 초음파 프로브의 조준 가이드 정보를 생성하여 제공하고, 조준 프레임의 중심과 측정 대상물에 대한 조준 중심이 일치하면 측정 대상물에 대한 복수 개의 2차원 초음파 영상들을 획득하여 측정 대상물에 대한 3차원 정보를 추출하는 제어부;를 구비하여, 측정 대상물의 정확한 측정을 위하여 측정 대상물에 대한 초음파 프로브의 조준 가이드 정보를 제공한다.
전술한 제1 특징에 따른 초음파 스캐너에 있어서, 상기 제어부는, 초음파 프로브의 현재 위치와 지향 방향에서, 초음파 프로브를 구동시켜 3D 초음파 스캔을 위한 복수 개의 2차원 초음파 영상들을 획득하는 2차원 스캔 영상 획득 모듈; 상기 2차원 스캔 영상 획득 모듈을 이용하여 복수 개의 2차원 초음파 영상들을 획득하고, 상기 획득된 복수 개의 2차원 초음파 영상 및 상기 관성 센서 데이터를 이용하여, 측정 대상물에 대한 초음파 프로브의 조준 가이드 정보를 생성하고, 조준 가이드 정보를 포함하는 조준 가이드 영상을 디스플레이에 출력하는 조준 가이드 모듈; 조준 가이드 영상에서 조준 프레임의 중심과 측정 대상물에 대한 조준 중심 좌표가 일치하는지 여부를 판단하고, 일치하면 사전 설정된 형태의 위치 확정 알람 정보를 제공하는 측정 대상물 위치 조정 모듈; 위치 확정 알람 정보에 따라, 상기 2차원 스캔 영상 획득 모듈을 이용하여 3D 초음파 스캔을 위한 복수 개의 2차원 초음파 영상을 획득하고, 상기 획득된 복수 개의 2차원 초음파 영상을 이용하여 측정 대상물에 대한 3차원 정보를 추출하는 3차원 정보 추출 모듈;을 구비하는 것이 바람직하다.
전술한 제1 특징에 따른 초음파 스캐너에 있어서, 상기 조준 가이드 모듈은, 상기 2차원 스캔 영상 획득부를 이용하여 3D 초음파 스캔을 위한 복수 개의 2차원 초음파 영상을 획득하고, 상기 획득된 복수 개의 2차원 초음파 영상들로부터 측정 대상물의 위치 정보를 추출하고, 2차원 초음파 영상들로부터 추출된 측정 대상물의 위치 정보들을 결합한 후 조준 프레임으로 투영하여, 측정 대상물에 대한 조준(Aiming) 외곽선 및 조준 중심 좌표를 획득하고, 조준 프레임의 조준 중심 좌표에 측정 대상물에 대한 조준 외곽선을 표시하고, 관성 센서 데이터를 이용하여, 상기 측정 대상물에 대한 조준 중심을 조준 프레임의 중심으로 이동시키기 위한 조준 가이드 정보를 추출하고, 조준 가이드 영상에 상기 조준 가이드 정보를 표시하여 제공하는 것이 바람직하다.
전술한 제1 특징에 따른 초음파 스캐너에 있어서, 상기 조준 가이드 영상은, 초음파 프로브의 측정 영역 및 상기 측정 영역의 중심 위치가 표시된 조준 프레임, 상기 측정 대상물에 대한 조준 중심 좌표에 표시된 측정 대상물에 대한 조준 외곽선, 및 상기 표시된 조준 외곽선을 조준 프레임의 중심 위치로 이동시키기 위한 조준 가이드 정보가 디스플레이되며, 상기 조준 가이드 정보는 상기 측정 대상물에 대한 조준 중심 좌표를 조준 프레임의 중심 위치로 이동시키기 위하여 필요한 초음파 프로브의 기울기 각도 및 기울기 방향을 포함하는 것이 바람직하다.
전술한 제1 특징에 따른 초음파 스캐너에 있어서, 상기 측정 대상물은 방광이며, 상기 측정 대상물에 대한 3차원 정보는 방광의 부피인 것이 바람직하다.
전술한 구성을 갖는 본 발명에 따른 초음파 스캐너는 초음파 프로브의 조준 가이드 정보를 포함하는 조준 가이드 영상을 제공함으로써, 운용자는 측정 위치를 정확하게 조준할 수 있게 되고, 그 결과 방광 내 요 용량을 보다 정확하게 측정할 수 있게 된다.
도 1은 종래의 초음파를 이용한 방광용 초음파 스캐너에 대한 사진이다.
도 2는 본 발명에 따른 초음파 스캐너에 있어서, 초음파 프로브를 움직이는 형태를 도시한 모식도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 초음파 스캐너에 있어서, 조준 가이드 영상들을 예시적으로 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초음파 스캐너에 있어서, 제어부의 구성을 도시한 블록도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초음파 스캐너에 있어서, 제어부의 조준 가이드 모듈 및 측정 대상물 위치 조정 모듈의 동작을 순차적으로 도시한 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초음파 스캐너에 있어서, 부채꼴 형상의 2차원 초음파 단면 영상을 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초음파 스캐너에 있어서, 12개의 부채꼴 형상의 2차원 초음파 단면 영상들로부터 추출된 점들의 위치 정보를 결합하여 조준 프레임 상에 투영하여 조준 외곽선을 획득하는 과정을 설명하기 위하여 도시한 모식도이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초음파 스캐너에 있어서, 조준 프레임 상에 측정 대상물의 조준 외곽선이 표시된 조준 가이드 영상을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 초음파 스캐너에 있어서, 초음파 프로브를 움직이는 형태를 도시한 모식도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 초음파 스캐너에 있어서, 조준 가이드 영상들을 예시적으로 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초음파 스캐너에 있어서, 제어부의 구성을 도시한 블록도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초음파 스캐너에 있어서, 제어부의 조준 가이드 모듈 및 측정 대상물 위치 조정 모듈의 동작을 순차적으로 도시한 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초음파 스캐너에 있어서, 부채꼴 형상의 2차원 초음파 단면 영상을 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초음파 스캐너에 있어서, 12개의 부채꼴 형상의 2차원 초음파 단면 영상들로부터 추출된 점들의 위치 정보를 결합하여 조준 프레임 상에 투영하여 조준 외곽선을 획득하는 과정을 설명하기 위하여 도시한 모식도이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초음파 스캐너에 있어서, 조준 프레임 상에 측정 대상물의 조준 외곽선이 표시된 조준 가이드 영상을 도시한 것이다.
본 발명에 따른 초음파 스캐너는 복수 개의 2차원 초음파 단면 영상들을 이용하여 측정 대상물에 대한 3차원 정보인 부피 또는 체적을 측정하여 제공하는 스캐너로서, 특히 요(urine)의 양에 따라 결정되는 방광의 부피를 측정하여 제공하는 방광 측정용 초음파 스캐너로 사용될 수 있다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초음파 프로브에 대한 조준 가이드가 가능한 초음파 스캐너의 구성 및 동작에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 초음파 스캐너에 있어서, 초음파 프로브를 움직이는 형태를 도시한 모식도이다. 도 2를 참조하면, 운용자는 측정 대상물에 대응되는 환자의 복부에 초음파 스캐너의 초음파 프로브의 캡 측정 부위를 고정한 상태에서, 초음파 프로브를 조이스틱처럼 회전시키면서 3D 초음파 스캔을 하게 된다. 이러한 초음파 스캔에 의해, 본 발명에 따른 조준 가이드 영상들이 디스플레이상에 출력된다.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 초음파 스캐너에 있어서, 조준 가이드 영상들을 예시적으로 도시한 것이다. 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 조준 가이드 영상에는 초음파 프로브의 측정 영역(300)과 십자 형상의 측정 영역의 중심(310)이 표시된 조준 프레임(Aiming Frame; 302)이 디스플레이되고, 조준 프레임에 측정 대상물에 대한 조준 외곽선(320)이 디스플레이되며, 측정 대상물에 대한 조준 중심 좌표를 조준 프레임의 중심 위치로 이동시킬 수 있도록 하는 조준 가이드 정보(330)가 화살표 형태로 디스플레이된다. 도 3의 (a) 및 (b)는 측정 대상물이 조준 프레임의 우측에 있으며, 조준 가이드 정보인 화살표의 방향과 크기는 측정 대상물에 대한 조준 중심과 조준 프레임의 중심을 일치시키기 위하여 필요한 초음파 프로브의 기울기 조정 방향과 크기를 나타낸다.
도 4는 측정 대상물에 대한 조준 중심이 조준 프레임의 중심에 있는 상태로서, 측정 대상물에 대한 조준 중심과 조준 프레임의 중심이 서로 일치됨을 나타낸다. 도 3의 (a)와 (b)는 측정 대상물에 대한 조준 중심과 조준 프레임의 중심이 서로 일치하지 아니하므로 측정 대상물을 사전 설정된 제1 색상인 빨간 색으로 표시하고, 도 4는 측정 대상물에 대한 조준 중심과 조준 프레임의 중심이 서로 일치하는 경우로서 측정 대상물을 사전 설정된 제2 색상인 초록 색으로 표시한 것을 특징으로 한다. 이와 같이, 조준 가이드 영상은 측정 대상물에 대한 조준 중심과 조준 프레임의 중심의 일치 여부에 따라 측정 대상물을 서로 다른 색상으로 출력시킴으로써, 운용자가 중심 일치 여부를 시각적으로 그리고 직관적으로 쉽게 판단할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 조준 프레임의 중심과 측정 대상물에 대한 조준 중심이 일정 기준 이상 서로 일치하게 되면 화살표들은 없어지고 측정 대상물은 초록색으로 표현된다.
전술한 기능을 수행하기 위한 본 발명에 따른 초음파 스캐너는 초음파 프로브, 관성 센서, 디스플레이부 및 제어부를 구비한다. 상기 초음파 프로브는 초음파 트랜스듀서가 일단에 내장되어, 초음파 신호를 송신하고 측정 대상물로부터 반사되는 초음파 에코 신호를 수신하여 상기 제어부로 제공한다. 상기 관성 센서는 상기 초음파 프로브에 장착되어 초음파 프로브의 기울기 각도와 방향으로 이루어진 지향 정보를 포함하는 관성 센서 데이터를 감지하여 제공한다. 상기 제어부는 상기 초음파 프로브를 이용하여 3D 초음파 스캔을 위하여 부채꼴 형상을 갖는 복수 개의 2차원 초음파 단면 영상들을 획득하고, 상기 획득된 2차원 초음파 영상들 및 관성 센서 데이터들을 이용하여 초음파 프로브의 조준 가이드 정보를 생성하여 제공하고, 조준 프레임의 중심과 측정 대상물에 대한 조준 중심이 일치하면 측정 대상물에 대한 복수 개의 2차원 초음파 영상들을 획득하여 측정 대상물에 대한 3차원 정보를 추출한다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초음파 스캐너에 있어서, 제어부의 구성을 도시한 블록도이다. 상기 제어부(50)는, 2차원 스캔 영상 획득 모듈(500), 조준 가이드 모듈(510), 측정 대상물 위치 조정 모듈(520) 및 3차원 정보 추출 모듈(530)을 구비하여, 초음파 프로브의 조준 정확도를 증가시킴으로써 측정 대상물에 대한 3차원 정보를 보다 정확하게 측정할 수 있게 된다.
상기 2차원 스캔 영상 획득 모듈(500)은 초음파 프로브의 현재 위치와 지향 방향에서, 초음파 프로브를 구동시켜 복수 개의 2차원 초음파 영상들을 획득한다. 이때, 상기 복수 개의 초음파 영상들은 초음파 프로브의 측정 위치를 기준으로 하여 회전하면서 일정 각도마다 순차적으로 획득될 수 있다.
상기 조준 가이드 모듈(510)은 조준 가이드 영상을 디스플레이부에 출력한다. 조준 가이드 영상은 초음파 프로브의 측정 영역 및 상기 측정 영역의 중심이 표시된 조준 프레임(Aiming Frame), 측정 대상물에 대한 조준 중심 좌표에 표시된 측정 대상물에 대한 조준 외곽선, 및 조준 가이드 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다. 운용자는 상기 조준 가이드 영상의 조준 가이드 정보에 따라 초음파 프로브의 기울기의 각도와 방향을 조정하게 된다.
상기 측정 대상물 위치 조정 모듈(520)은 조준 가이드 영상에서 조준 프레임의 중심과 측정 대상물에 대한 조준 중심이 일치하는지 여부를 판단하고, 일치하면 사전 설정된 형태의 위치 확정 알람을 출력함과 동시에 후술되는 3차원 정보 추출 모듈이 실행되어 측정 대상물에 대한 초음파 스캔을 수행하게 된다. 전술한 조준 가이드 모듈(510) 및 측정 대상물 위치 조정 모듈(520)의 동작에 대한 구체적인 설명은 도 6을 참조하여 후술한다.
상기 3차원 정보 추출 모듈(530)은 조준 프레임의 중심과 측정 대상물에 대한 조준 중심이 일치되면, 상기 2차원 스캔 영상 획득 모듈을 이용하여 3D 초음파 스캔을 위한 복수 개의 2차원 초음파 영상들을 획득하고, 상기 획득된 복수 개의 2차원 초음파 영상들을 이용하여 측정 대상물에 대한 3차원 정보를 추출한다. 앞서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 초음파 스캐너가 방광 측정용 초음파 스캐너인 경우, 상기 측정 대상물은 방광이 될 것이며, 상기 3차원 정보는 방광의 부피가 될 수 있다. 3차원 정보 추출 모듈의 동작은 초음파 영상들로부터 측정 대상물인 방광의 부피 또는 체적을 구하는 것으로서, 이를 구현하기 위한 다양한 방법들은 당업자에게 널리 알려진 것으로서, 선행기술문헌에도 그 실시예가 구체적으로 기재되어 있으므로 본 발명의 명세서에 구체적으로 기재하지 아니한다.
이하, 도 6을 참조하여, 전술한 본 발명에 따른 초음파 스캐너의 제어부 중 조준 가이드 모듈(510) 및 측정 대상물 위치 조정 모듈(520)의 동작을 구체적으로 설명한다. 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초음파 스캐너에 있어서, 제어부의 조준 가이드 모듈 및 측정 대상물 위치 조정 모듈의 동작을 순차적으로 도시한 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 상기 조준 가이드 모듈(510)은 상기 2차원 스캔 영상 획득 모듈을 이용하여 서로 다른 각도에서 복수 개의 2차원 초음파 영상을 획득한다(단계 600). 다음, 상기 획득된 복수 개의 2차원 초음파 영상들을 이용하여 측정 대상물에 대한 원시 Aiming을 하여, 측정 대상물에 대한 조준 외곽선 및 조준 중심 좌표를 구한다(단계 610). 본 발명에 따라 측정 대상물에 대한 조준 외곽선 및 조준 중심 좌표를 구하는 구체적인 과정은 도 7 내지 도 9를 참조하여 후술한다.
다음, 측정 대상물 위치 조정 모듈(520)은 초음파 프로브의 측정 영역과 십자 형상으로 표현된 측정 영역의 중심이 표시된 조준 프레임(Aiming Frame)을 설정하고, 조준 프레임의 중심과 측정 대상물에 대한 조준 중심 좌표가 서로 일치하는지 여부를 판단한다(단계 620),
만약, 단계 620에서, 조준 프레임의 중심과 측정 대상물에 대한 조준 중심이 일치하지 않는 경우, 조준 가이드 영상에서 측정 대상물에 대한 조준 중심 좌표에 측정 대상물에 대한 조준 외곽선을 사전 설정된 제1 색상으로 디스플레이시키고(단계 640), 상기 관성 센서로부터 제공된 초음파 프로브의 지향 정보를 이용하여, 측정 대상물에 대한 초음파 프로브의 조준 가이드 정보를 생성하고, 측정 대상물에 대한 조준 가이드 정보를 조준 가이드 영상에 디스플레이시킨다(단계 642). 이때, 조준 가이드 정보를 생성하기 위하여, 조준 프레임의 중심과 측정 대상물에 대한 조준 중심 위치의 이격 거리를 계산하고, 초음파 프로브의 지향 정보를 고려하여 이동 방향을 추출하고, 상기 이격 거리와 이동 방향에 대응되는 초음파 프로브의 기울기의 조정 각도 및 조정 방향을 계산한 후, 초음파 프로브의 기울기의 조정 각도 및 조정 방향을 포함하는 조준 가이드 정보를 화살표의 형태로 제공하게 된다.
따라서, 조준 가이드 영상은 조준 프레임상에 측정 대상물에 대한 조준 외곽선 및 조준 가이드 정보를 표시하게 된다. 운용자는 상기 조준 가이드 영상의 조준 가이드 정보에 따라 초음파 프로브의 기울기의 각도와 방향을 조정하게 된다.
다음, 관성 센서를 이용하여 초음파 프로브의 움직임을 지속적으로 측정하고(단계 644), 관성 센서 데이터를 이용하여 추가 Aiming을 하여 측정 대상물에 대한 조준 외곽선 및 조준 중심 좌표를 변경한 후(단계 646), 단계 620으로 되돌아간다.
만약, 단계 620에서, 조준 프레임의 중심과 측정 대상물에 대한 조준 중심이 일치하는 경우, 해당 Aiming이 원시 Aiming이면, 측정 대상물에 대한 3차원 정보 추출을 위한 3차원 정보 추출 모듈(530)의 실행을 요청하고 종료한다.
만약, 단계 620에서, 조준 프레임의 중심과 측정 대상물에 대한 조준 중심이 일치하는 경우, 해당 Aiming이 원시 Aiming이 아니면, 조준 가이드 영상에서 측정 대상물에 대한 외곽선을 사전 설정된 제2 색상으로 디스플레이시키고(단계 650), 중심 일치 상태가 사전 설정된 시간동안(예컨대 약 2초) 유지되면(단계 652), 알람음을 출력한 후 단계 600으로 되돌아간다. 한편, 중심 일치 상태가 사전 설정된 시간동안(예컨대 약 2초) 유지되지 않으면, 단계 644로 되돌아간다.
이하, 도 7 내지 도 9를 참조하여 상기 조준 가이드 모듈(510)이 측정 대상물에 대한 조준 외곽선 및 조준 중심 좌표를 구하는 과정을 설명한다. 도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초음파 스캐너에 있어서, 부채꼴 형상의 2차원 초음파 단면 영상을 도시한 것이다. 도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초음파 스캐너에 있어서, 12개의 부채꼴 형상의 2차원 초음파 단면 영상들로부터 추출된 점들의 위치 정보를 결합하여 조준 프레임 상에 투영하여 측정 대상물에 대한 조준 외곽선을 얻는 과정을 도시한 모식도이다. 도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초음파 스캐너에 있어서, 조준 프레임 상에 측정 대상물이 표시된 조준 가이드 영상을 도시한 것이다.
도 7 내지 도 9를 참조하면, 상기 2차원 스캔 영상 획득부를 이용하여 복수 개의 2차원 초음파 영상을 획득하고, 상기 획득된 복수 개의 2차원 초음파 영상들로부터 각각 방광의 좌우측으로 가장 외곽 지점을 선정하고, 선정된 외곽 지점들에 대한 위치 정보를 획득하고, 2차원 초음파 영상들로부터 획득된 복수 개의 측정 대상물의 위치 정보들을 결합한 후 조준 프레임 상에 투영하여 측정 대상물에 대한 조준 외곽선을 획득하고, 조준 외곽선의 중심 좌표인 조준 중심 좌표를 획득한다.
다음, 초음파 프로브의 지향 정보를 이용하여, 상기 측정 대상물에 대한 조준 중심을 초음파 프로브의 측정 영역을 나타내는 조준 프레임의 중심으로 이동시키기 위한 조준 가이드 정보를 추출하고, 조준 가이드 영상에 상기 조준 가이드 정보를 표시하여 제공한다.
상기 조준 가이드 영상은, 초음파 프로브의 측정 영역 및 십자 형태의 상기 측정 영역의 중심 위치가 표시된 조준 프레임, 조준 프레임의 조준 중심 좌표에 표시된 상기 측정 대상물에 대한 조준 외곽선, 및 상기 표시된 측정 대상물에 대한 중심을 조준 프레임의 중심 위치로 이동시키기 위한 조준 가이드 정보가 표시된다. 상기 조준 가이드 정보는 상기 측정 대상물의 조준 외곽선을 초음파 프로브의 측정 영역을 나타내는 조준 프레임의 중심 위치로 이동시키기 위하여 필요한 초음파 프로브의 기울기 조정 각도 및 기울기 조정 방향을 포함한다.
전술한 구성을 갖는 본 발명에 따른 초음파 스캐너는 조준 프레임에 측정 대상물에 대한 조준 외곽선을 표시함과 동시에 조준 가이드 정보를 함께 디스플레이시킴으로써, 운용자로 하여금 초음파 프로브의 조준 방향을 가이드해줄 수 있게 된다. 그 결과 운용자는 초음파 프로브의 중심과 측정 대상물에 대한 조준 중심을 일치시키기 용이하며, 따라서 측정 대상물에 대한 3차원 정보를 보다 정확하게 측정할 수 있게 된다.
이상에서 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예를 중심으로 설명하였으나, 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 그리고, 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
50 : 제어부
500 : 2차원 스캔 영상 획득 모듈
510 : 조준 가이드 모듈
520 : 측정 대상물 위치 조정 모듈
530 : 3차원 정보 추출 모듈
300 : 초음파 프로브의 측정 영역
310 : 측정 영역의 중심선
302 : 조준 프레임(Aiming Frame)
320 : 측정 대상물에 대한 조준 외곽선
330 : 조준 가이드 정보
500 : 2차원 스캔 영상 획득 모듈
510 : 조준 가이드 모듈
520 : 측정 대상물 위치 조정 모듈
530 : 3차원 정보 추출 모듈
300 : 초음파 프로브의 측정 영역
310 : 측정 영역의 중심선
302 : 조준 프레임(Aiming Frame)
320 : 측정 대상물에 대한 조준 외곽선
330 : 조준 가이드 정보
Claims (6)
- 초음파 신호를 송신하고 측정 대상물로부터 반사되는 초음파 에코 신호를 수신하는 초음파 프로브;
상기 초음파 프로브에 장착되어, 초음파 프로브의 기울기 각도와 방향으로 이루어지는 프로브의 지향 정보를 포함하는 관성 센서 데이터를 감지하여 제공하는 관성 센서; 및
상기 초음파 프로브를 이용하여 복수 개의 2차원 초음파 영상들을 획득하고, 상기 획득된 2차원 초음파 영상들 및 관성 센서로부터 제공된 관성 센서 데이터를 이용하여 초음파 프로브의 조준 가이드 정보를 생성하여 제공하고, 초음파 프로브의 측정 영역을 나타내는 조준 프레임의 중심과 측정 대상물에 대한 조준 중심이 일치하면 측정 대상물에 대한 복수 개의 2차원 초음파 영상들을 획득하여 측정 대상물에 대한 3차원 정보를 추출하는 제어부;
를 구비하여, 측정 대상물의 정확한 측정을 위하여 측정 대상물에 대한 초음파 프로브의 조준 가이드 정보를 제공하는 것을 특징으로 하는 측정 대상물에 대한 조준 가이드가 가능한 초음파 스캐너. - 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
초음파 프로브의 현재 위치와 지향 방향에서, 초음파 프로브를 구동시켜 복수 개의 2차원 초음파 영상들을 획득하는 2차원 스캔 영상 획득 모듈;
상기 2차원 스캔 영상 획득 모듈을 이용하여 복수 개의 2차원 초음파 영상을 획득하고, 상기 획득된 복수 개의 2차원 초음파 영상 및 상기 관성 센서 데이터를 이용하여, 측정 대상물에 대한 초음파 프로브의 조준 가이드 정보를 생성하고, 조준 가이드 정보를 포함하는 조준 가이드 영상을 디스플레이에 출력하는 조준 가이드 모듈;
조준 가이드 영상에서 조준 프레임의 중심과 측정 대상물에 대한 조준 중심 좌표가 일치하는지 여부를 판단하는 측정 대상물 위치 조정 모듈;
상기 조준 프레임의 중심과 측정 대상물에 대한 조준 중심 좌표가 일치하면, 상기 2차원 스캔 영상 획득 모듈을 이용하여 복수 개의 2차원 초음파 영상을 획득하고, 상기 획득된 복수 개의 2차원 초음파 영상을 이용하여 측정 대상물에 대한 3차원 정보를 추출하는 3차원 정보 추출 모듈;
를 구비하는 것을 특징으로 하는 측정 대상물에 대한 조준 가이드가 가능한 초음파 스캐너. - 제2항에 있어서, 상기 조준 가이드 모듈은,
상기 2차원 스캔 영상 획득 모듈을 이용하여 복수 개의 2차원 초음파 영상을 획득하고,
상기 획득된 복수 개의 2차원 초음파 영상들로부터 측정 대상물의 위치 정보를 추출하고, 2차원 초음파 영상들로부터 추출된 측정 대상물의 위치 정보들을 결합하여, 측정 대상물에 대한 조준 외곽선 및 조준 중심 좌표를 획득하고,
상기 조준 프레임의 상기 조준 중심 좌표에 측정 대상물에 대한 조준 외곽선을 디스플레이하고,
관성 센서 데이터를 이용하여, 상기 측정 대상물에 대한 조준 중심을 상기 조준 프레임의 중심으로 이동시키기 위한 조준 가이드 정보를 추출하고,
조준 가이드 영상에 상기 조준 가이드 정보를 표시하여 제공하는 것을 특징으로 하는 측정 대상물에 대한 조준 가이드가 가능한 초음파 스캐너. - 제3항에 있어서, 상기 조준 가이드 영상은,
초음파 프로브의 측정 영역 및 상기 측정 영역의 중심 위치가 표시된 조준 프레임, 조준 프레임의 상기 조준 중심 좌표에 표시된 측정 대상물에 대한 조준 외곽선, 및 상기 표시된 조준 중심 좌표를 조준 프레임의 중심 위치로 이동시키기 위한 조준 가이드 정보가 표시된 것을 특징으로 하는 측정 대상물에 대한 조준 가이드가 가능한 초음파 스캐너. - 제1항에 있어서, 상기 조준 가이드 정보는
상기 측정 대상물의 조준 중심 좌표를 상기 조준 프레임의 중심 위치로 이동시키기 위하여 필요한 초음파 프로브의 기울기 조정 각도 및 기울기 조정 방향을 포함하는 것을 특징으로 하는 측정 대상물에 대한 조준 가이드가 가능한 초음파 스캐너. - 제1항에 있어서, 상기 측정 대상물은 방광이며,
상기 측정 대상물에 대한 3차원 정보는 방광의 부피인 것을 특징으로 하는 측정 대상물에 대한 조준 가이드가 가능한 초음파 스캐너.
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