KR19980067408A - Scanline Interleave Method for Ultrasonic Color Doppler Imaging System - Google Patents
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Abstract
개시된 내용은 초음파 칼라 도플러 영상(Ultrasonic Color Doppler Imaging)시스템에 관한 것으로, 인체내 혈류의 2차원 단면에서의 속도분포를 영상화하여 속도에 따라 색을 매핑하는 칼라 플로우 매핑(Color Flow Mapping)시 주사선을 내삽(Scanline Interleave)하는 주사선 내삽방법에 관한 것이다. 본 발명은 내삽그룹(Interleave Group)내부의 주사선들의 앙상블데이타 획득시간간격이 적절하도록 즉, 인접한 모든 주사선들 사이의 시간간격이 같거나 또는 최대한 비슷하도록하여 아티팩트(artifact)를 제거할 수 있는 잇점을 제공한다.The present disclosure relates to an Ultrasonic Color Doppler Imaging system, which scans a scan line during color flow mapping in which color is mapped according to velocity by imaging velocity distribution in a two-dimensional cross section of blood flow in a human body. The present invention relates to a scanline interpolation method for interpolation. The present invention provides an advantage that the artifacts can be eliminated by ensuring that the ensemble data acquisition time intervals of the scan lines within the interleave group are appropriate, that is, the time intervals between all adjacent scan lines are equal or as close as possible. to provide.
Description
본 발명은 초음파 칼라 도플러 영상(Ultrasonic Color Doppler Imaging)시스템의 칼라 플로우 매핑(Color Flow Mapping)을 이용하여 인체내 혈류의 2차원 단면에서의 속도분포를 영상화하는 방법에 관한 것으로, 좀더 자세하게는 속도가 느린 혈류 영상화시의 주사선 내삽(Scanline Interleave)방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for imaging velocity distribution in a two-dimensional cross section of blood flow in a human body using color flow mapping of an ultrasonic color doppler imaging system. The present invention relates to a method for scanning line interleave during slow blood flow imaging.
근래에 들어 초음파를 이용한 진단장치가 일반 의료분야에서 널리 사용되고 있다. 초음파진단장치는 초음파가 생체조직을 통과할 때 일어나는 반사, 산란 및 흡수 등의 결과를 이용한다. 산란된 신호는 산란이 일어나는 경계에서 음향 임피던스 차이정보 또는 산란체의 운동속도 정보가 포함되어 있다. 실제 수신신호의 강도에 해당하는 산란강도는 음향 임피던스의 차이를 반영하며, 도플러(Doppler)효과에 의한 주파수의 편이량은 운동속도, 정확하게는 초음파빔의 진행방향에 대한 속도성분을 반영한다.Recently, a diagnostic apparatus using ultrasound has been widely used in the general medical field. Ultrasonic diagnostic devices use the results of reflection, scattering, and absorption that occur when ultrasound passes through living tissue. The scattered signal includes acoustic impedance difference information or motion speed information of the scatterer at the boundary where scattering occurs. The scattering intensity corresponding to the intensity of the actual received signal reflects the difference in acoustic impedance, and the shift amount of the frequency due to the Doppler effect reflects the speed of movement, precisely, the velocity component of the traveling direction of the ultrasonic beam.
초음파를 이용한 진단장치의 일종인 도플러 진단장치는 신호의 산란강도와 함께 주파수의 편이량도 화상으로 표시해주므로써 생체의 동태(動態)기능을 평가할 수 있게 한다. 특히, 칼라를 표시할 수 있는 도플러 영상시스템은 수신신호를 복조한 다음 디지탈화하여 처리함으로써, 심장이나 대혈관내를 흐르는 혈류를 실시간 2화상으로 묘사한다.The Doppler diagnostic apparatus, which is a type of diagnostic apparatus using ultrasonic waves, displays the deviation amount of the frequency along with the scattering intensity of the signal as an image so that the dynamic function of the living body can be evaluated. In particular, the Doppler imaging system capable of displaying colors demodulates the received signal and then processes it digitally to describe the flow of blood flowing through the heart or the large vessel in real time in two images.
이러한 칼라 도플러 영상시스템에 사용되는 칼라 플로우 매핑(Color Flow Mapping)은 초음파 에코를 이용하여 인체내 혈류의 2차원 단면에서 속도분포를 영상화하여 속도에 따라 색을 매핑하여 보여주는 방법이다.Color flow mapping, which is used in the color Doppler imaging system, is a method of visualizing velocity distribution in a two-dimensional cross section of blood flow in a human body using ultrasonic echo to map colors according to velocity.
도 1을 참조하여 초음파에코를 이용하여 한 점의 혈류속도를 알아내는 원리에 대해 간단히 설명하겠다. 도시된 바와같이, 트랜스듀서(TRD; Transducer)로부터 집속된 초음파펄스는 대상체(Target)를 향하여 일정 간격으로 여러번 반복 송신된다. 여기서는 3번의 송신을 예로들어 설명하겠다. 그러므로, 도 1a는 첫 번째 송신, 도 1b는 두 번째 송신, 도 1c는 세 번째 송신을 나타낸다. 그리고, 펄스를 송신한 후 대상체로부터 되돌아온 수신신호를 오른편에 각각 도시하였다. 도시한 바와같이, 대상체가 트랜스듀서(TRD)로부터 멀어지면 위상도 이에 따라 변하게 된다. 이때, 0번째 송신하여 수신한 신호를 앙상블(ensemble)0신호, 1번째 송신하여 수신한 신호를 앙상블 1신호, … 등으로 부르기로 한다. 도 1a에 도시된 바와같이, 대상체가 트랜스듀서(TRD)에 가까이 있는 경우, 샘플링시간이 t=t0일 때, 위상(phase)은 0°이고, 도 1c에 도시된 바와같이, 대상체가 트랜스듀서(TRD)에서 멀리 떨어진 경우 샘플링시간이 같더라도(t=t0) 위상은 -180°가 된다. 여기서, 송신펄스의 반복주기(TPRF)를 알고, 매번 위상의 변화량(Δθ)과 송신펄스의 중심주파수에 해당하는 파장(λ0)을 알면 이로부터 이동속도(ν0)는 근사적으로 다음과 같이 주어진다.With reference to Figure 1 will be briefly described the principle of determining the blood flow velocity of a point by using ultrasonic echo. As shown, the ultrasound pulses focused from the transducer (TRD) are repeatedly transmitted at regular intervals toward the target. In this example, three transmissions will be described. Therefore, FIG. 1A shows the first transmission, FIG. 1B shows the second transmission, and FIG. 1C shows the third transmission. The received signals returned from the object after transmitting the pulses are shown on the right side, respectively. As shown, the phase changes accordingly as the object moves away from the transducer TRD. At this time, the 0th transmitted and received signals are ensemble 0 signals, and the 1st transmitted and received signals are ensemble 1 signals,... Let's call it back. As shown in FIG. 1A, when the object is close to the transducer TRD, when the sampling time is t = t 0 , the phase is 0 ° and as shown in FIG. If it is far from the transducer TRD, even if the sampling time is the same (t = t 0 ), the phase becomes -180 °. Here, if the repetition period (T PRF ) of the transmission pulse is known, and the amount of phase change (Δ θ ) and the wavelength (λ 0 ) corresponding to the center frequency of the transmission pulse are known each time, the moving speed (ν 0 ) is approximated from this. Is given by
[수학식 1][Equation 1]
위의 수학식 1을 만족하려면 대상체의 운동방향과 송신펄스의 진행방향이 일치해야하고, 그렇지 않으면 대상체의 속도성분중 송신펄스방향의 속도성분만 검출된다. 통상 위상의 변화량(Δθ)은 직각복조기(Quadrature Demodulator)를 사용하여 검출하고, 이동속도(ν0)를 구하는 방법은 실제 시스템에서는 노이즈(noise)등과 같은 여러 가지 요인으로 인해 위의 수학식 1을 그대로 적용하기보다는 더욱 복잡한 디지탈신호처리(DSP;Digital Signal Processing)과정을 수행한다.In order to satisfy Equation 1 above, the moving direction of the object and the traveling direction of the transmission pulse must coincide. Otherwise, only the speed component of the transmission pulse direction is detected among the speed components of the object. In general, the amount of phase change Δ θ is detected using a quadrature demodulator, and the method of obtaining the moving speed ν 0 is performed by Equation 1 above due to various factors such as noise in an actual system. Rather than applying as it is, it performs a more complicated digital signal processing (DSP) process.
상술한 바와같이 한 주사선상에서 여러 점의 속도를 검출하는 것은 각각의 샘플링지점을 독립적으로 생각하여 따로 계산할 수 있으므로 가능하다. 즉, 한 주사선상의 많은 샘플지점(또는 픽셀)의 속도를 검출하며 그 주사선 전체의 속도분포를 구할 수 있다. 그러나, 그만큼 디지탈신호처리부(DSP)의 계산량이 증가하게 된다. 또 정해진 횟수 N만큼 송신펄스를 한 주사선을 향하여 반복송신하여 한 주사선상의 속도분포를 구한 후, 주사선을 이동하여 또 다른 주사선을 향하여 정해진 횟수만큼 송신펄스를 반복하여 송신하고, 그 주사선상의 속도분포를 구하는 전체과정을 다시 반복함으로써 한 평면에 대한 속도분포를 구할 수 있다.As described above, it is possible to detect the speed of several points on one scan line because each sampling point can be considered independently and calculated separately. That is, the velocity of many sample points (or pixels) on one scan line can be detected and the velocity distribution of the entire scan line can be obtained. However, the amount of calculation of the digital signal processor DSP increases. The transmission pulse is repeatedly transmitted to a scan line by a predetermined number N to obtain a speed distribution on one scan line, and then the scan line is moved and repeatedly transmitted by a predetermined number of times toward another scan line, and the speed distribution on the scan line is repeated. By repeating the entire process again, we can find the velocity profile for a plane.
그러나, 대상체의 이동속도가 느려서 위상의 변화량(Δθ)이 작을 경우 통상적으로 송신펄스의 반복주기(TPRF)를 늘임으로써 같은 대상체의 이동속도에 대해서도 위상의 변화량(Δθ)이 크게 검출되게 할 수 있으며, 이와같이 하면 DSP부의 계산량이 그만큼 줄어들게 된다. 그 반면 한 주사선을 향하여 정해진 횟수만큼 송신펄스를 반복해야 한다면 송신펄스의 반복주기(TPRF)를 늘인만큼 한 주사선의 속도분포를 검출하기 위한 데이터를 얻는 시간이 길어진다. 그러므로, 한 화면을 구성하는 주사선의 수효가 일정하다면 그 만큼 한 화면의 속도분포를 검출하기 위한 데이터를 얻는 시간이 길어지게 되므로 결국 프레임율(Frame Rate)이 떨어지게 되는 문제점이 있었다. 그러므로, 이러한 문제점을 극복하기 위한 종래에는 주사선 내삽(Scanline Interleave)방법을 사용하였다.However, when the phase change amount Δ θ is small due to the slow moving speed of the object, the phase change amount Δ θ is largely detected even with the moving speed of the same object by increasing the repetition period T PRF of the transmission pulse. In this way, the amount of calculation of the DSP unit is reduced by that much. On the other hand, if it is necessary to repeat the transmission pulse a predetermined number of times toward one scan line, the length of time for obtaining data for detecting the velocity distribution of one scan line is increased by increasing the repetition period T PRF of the transmission pulse. Therefore, if the number of scanning lines constituting one screen is constant, the time for acquiring data for detecting the velocity distribution of one screen becomes long, so that there is a problem in that the frame rate decreases. Therefore, the conventional scanline interleave method has been used to overcome this problem.
도 2를 참조하여 내삽(Interleave)을 하지 않았을 경우와 내삽(Interleave)을 했을 경우를 비교하여 설명하겠다. 도 2a에 도시한 바와같이, 내삽을 하지 않은 경우 제 0주사선(sc0)에서는 t=0㎲에 제 0회 송신하여 앙상블 0신호를 얻고나서, t=600㎲에서 제 1회 송신하여 앙상블 1신호를 얻는다. 여기서, 영상을 얻기 위한 최대 깊이에 해당하는 초음파의 왕복시간을 200㎲이라 정한다면, 앙상블 0신호를 얻는 시간은 200㎲가 되고, 그 다음 앙상블 1신호를 얻기전까지의 400㎲시간동안은 데이터를 얻는데 사용되지 않고 낭비된다. 그러므로, 이렇게 낭비되는 시간동안 다른 주사선의 앙상블데이타를 얻기 위한 방법을 주사선 내삽(Scanline Interleave)이라 하며, 이러한 방법을 도 2b를 참조하여 설명하겠다.Referring to Figure 2 will be described by comparing the case when the interleave (Interleave) and the interleave (Interleave). As shown in Fig. 2A, when the interpolation is not performed, the zeroth scanning line sc0 transmits the ensembles 0 signal by transmitting 0 times at t = 0 ms and then transmits the ensemble 1 signals at t = 600 Hz first. Get Here, if the round trip time of the ultrasonic wave corresponding to the maximum depth for acquiring an image is set to 200 ms, the time for acquiring the ensemble 0 signal is 200 ms, and the data is acquired for 400 ms for the next time before acquiring the ensemble 1 signal. It is not used to gain but is wasted. Therefore, a method for obtaining ensemble data of another scan line during this wasted time is called scanline interleave, and this method will be described with reference to FIG. 2B.
도 2b에 도시된 바와같이, t=0㎲시간에 제 0주사선을 위한 앙상블 0신호를 얻기위해 제 0회 송신을 한 다음, t=200㎲시간에 제 1주사선을 위한 앙상블 0신호를 얻기 위해 제 1회송신을 한다. 그 다음 t=400㎲시간에 제 2주사선을 위한 앙상블 0신호를 얻기위해 제 2회송신을 하고, t=600㎲시간에 제 0주사선의 앙상블 1신호를 얻기 위해 제 3회송신을 한다. 이와같은 방법을 반복수행하여 주사선내삽을 한다. 도 2에서는 1:3으로 내삽된 경우를 나타낸 것이다.As shown in Fig. 2B, the 0th transmission is performed to obtain an ensemble 0 signal for the 0th scan line at t = 0 ms, and then to obtain an ensemble 0 signal for the first scan line at t = 200 ms. Send the first transmission. The second transmission is then performed to obtain an ensemble 0 signal for the second scan line at t = 400 ms and the third transmission is to obtain an ensemble 1 signal of the 0 scan line at t = 600 ms. Repeat this procedure to interpolate the scanning lines. Figure 2 shows the case interpolated 1: 3.
도 3을 참조하여 종래의 내삽방법에 대한 문제점을 좀더 자세히 설명하겠다. 도 3은 주사선의 속도분포를 검출하기 위해 송신펄스를 발사하는 순서들을 표로 도시한 것으로, 각 주사선마다 4개의 앙상블데이타를 사용한다고 가정한다. 여기서, 제 0주사선(sc0)은 0, 4, 8, 12번째 송수신한 신호들이 4개의 앙상블이 되어 그 주사선상의 픽셀들의 주파수를 계산할 수 있다. 여기서, Tx슬롯이라 표시한 것은 I개의 주사선이 내삽되어 있을 때, n*I번째(n은 0이상의 정수) 송/수신을 Tx슬롯 0으로 표시하고, n*I+1번째를 Tx슬롯 1, …등으로 표시하였다.Referring to Figure 3 will be described in more detail the problem with the conventional interpolation method. 3 is a table showing the order of firing the transmission pulses to detect the velocity distribution of the scanning line, and assume that four ensemble data are used for each scanning line. Here, the zeroth scan line sc0 may be composed of four ensembles of the 0th, 4th, 8th, and 12th transmitted / received signals to calculate the frequency of the pixels on the scan line. In this case, the Tx slot indicates that the n * I-th (n is an integer of 0 or more) transmission / reception as Tx slot 0 when I scan lines are interpolated, and n * I + 1 th is Tx slot 1, … And the like.
먼저, 한 주사선을 위한 앙상블번호를 E, 내삽(interleave)하는 주사선의 갯수는 I라고 하자. 예를들면, 표 1에서 E=4이고, I=4이다. s번째 주사선을 위한 앙상블데이타 가운데 e(e=0,1,…,E-1)번째의 Tx#를 T(s,e)라고 표현할 때, 이를 수식으로 표현하면 다음과 같다.First, let E be the ensemble number for one scan line, and the number of scan lines that interleave is I. For example, in Table 1 E = 4 and I = 4. When Tx # of the e (e = 0,1, ..., E-1) th of the ensemble data for the s-th scan line is expressed as T (s, e), the expression is expressed as follows.
[수학식 2][Equation 2]
여기서, %는 나머지연산(modulo operator)이고, int는 소숫점이하를 버리는 연산이다. 예를들어, 도 3에서는 2번째 주사선(sc2)의 3번째 앙상블데이타 즉, T(2,3)를 상술한 수학식 2를 통해 계산해보자. T(2,3)=3·4+(2%4)+4·4·int(2/4)=12+2+0=14이다. 즉, 도 3에 나타난 바와같이, T(2,3)=14가 된다.Where% is a modulo operator and int is an operation that rounds off the decimal point. For example, in FIG. 3, the third ensemble data of the second scan line sc2, that is, T (2,3), may be calculated by using Equation 2 described above. T (2,3) = 3 · 4 + (2% 4) + 4 · 4 · int (2/4) = 12 + 2 + 0 = 14. That is, as shown in Fig. 3, T (2, 3) = 14.
그러나, 이와같이 주사선내삽이 되어 있는 경우, 주사선간의 시간간격이 매우 불균일하다. 이러한 주사선의 시간간격의 불균일함은 내삽그룹간의 앙상블데이타의 평균을 비교하여 보면 알 수 있다. 하나의 주사선(s)에 대해 앙상블데이타(e)를 변화시켜 T(s,e)를 구하면, 내삽그룹안에서는 그 평균값이 거의 비슷하다. 그러나, 다른 내삽그룹과는 그 평균값이 차이가 난다. 즉, 내삽그룹을 이루는 제 0, 1, 2, 3주사선의 각 앙상블데이타의 평균값은 6, 7, 8, 9로 비슷하다. 그리고, 또 다른 내삽그룹을 이루는 제 4, 5, 6, 7주사선의 앙상블데이타의 평균값은 22, 23, 24, 25로 비슷하다. 그러나, 크게 이 두 내삽그룹을 비교하여 보면, 앙상블데이타의 평균값이 크게 차이가 남을 알 수 있다.However, in the case where the scanning lines are interpolated in this way, the time interval between the scanning lines is very uneven. The nonuniformity of the time interval of the scanning line can be seen by comparing the average of the ensemble data between interpolation groups. If T (s, e) is obtained by changing the ensemble data e with respect to one scan line s, the average value is almost similar in the interpolation group. However, the mean value is different from other interpolation groups. That is, the mean values of the ensemble data of the 0, 1, 2, and 3 scan lines forming the interpolation group are similar to 6, 7, 8, and 9, respectively. The mean values of the ensemble data of the fourth, fifth, sixth and seventh scan lines forming another interpolation group are similar to 22, 23, 24 and 25. However, when comparing the two interpolation groups, the average value of the ensemble data can be seen to be significantly different.
이렇게 한 내삽그룹과 다른 내삽그룹과의 시간간격의 차이가 나는 이유는 다음과 같다. 제 0주사선(sc0)부터 제 3주사선(sc3)까지의 앙상블데이타(Tx1∼Tx15)를 다 얻은 다음 제 4주사선(sc4)부터 제 7주사선(sc7)까지의 앙상블데이타(Tx16∼Tx31)를 얻게 된다. 그러므로, 제 0주사선(sc0)과 제 1, 제 2, 제 3주사선들 간의 앙상블데이타를 얻는 시점은 서로 인접해 있고, 제 4주사선(sc4)과 제 5, 제 6, 제 7주사선들 간의 앙상블데이타를 얻는 시점은 서로 인접해 있다. 그러나, 제 3주사선을 위한 앙상블데이타를 얻는 시점과 제 4주사선을 위한 앙상블데이타를 얻는 시점은 서로 떨어져 있다. 다시말해, 한 내삽그룹의 앙상블데이타를 얻은 후 다음 내삽그룹의 앙상블데이타를 얻게 되므로, 제 3주사선이 속해있는 내삽그룹과 제 4주사선이 속해있는 내삽그룹 사이의 시간간격의 차이가 나게 된다. 이와같은 관계는 제 7주사선이 속해있는 내삽그룹과 제 8주사선이 속해있는 내삽그룹 등에도 성립한다.The reason for the difference in time interval between one interpolation group and another interpolation group is as follows. After the ensemble data (Tx1 to Tx15) from the zeroth scan line sc0 to the third scan line sc3 is obtained, the ensemble data (Tx16 to Tx31) from the fourth scan line sc4 to the seventh scan line sc7 is obtained. do. Therefore, the time points for obtaining the ensemble data between the zeroth scan line sc0 and the first, second, and third scan lines are adjacent to each other, and the ensemble between the fourth scan line sc4 and the fifth, sixth, and seventh scan lines. The time to get the data is adjacent to each other. However, the time point for obtaining the ensemble data for the third scan line and the time point for obtaining the ensemble data for the fourth scan line are separated from each other. In other words, since the ensemble data of one interpolation group is obtained and the ensemble data of the next interpolation group is obtained, there is a difference in time interval between the interpolation group to which the third scan line belongs and the interpolation group to which the fourth scan line belongs. This relationship holds true for the interpolation group to which the seventh scan line belongs and the interpolation group to which the eighth scan line belongs.
따라서, 칼라플로우 매핑(CFM)에서 화면상에 혈류속도를 표시할 때, 속도의 분포가 시간적으로 변하지 않을 경우, 추출된 속도는 문제가 되지 않으나, 상술한 앙상블데이타를 통해 얻어지는 속도의 분포가 시간적으로 변하는 경우 추출된 속도는 단절되어 보인다. 예를들어, 속도의 분포가 공간적으로는 균일하나 시간이 지남에 따라 일정하게 증가하는 경우 검출된 속도분포는 도 4에 도시된 바와같이 구획져 보이게 된다. 이때, 도 4에서는 색상이 어두울수록 검출된 속도가 느림을 의미한다.Therefore, when displaying the blood flow velocity on the screen in the color flow mapping (CFM), if the velocity distribution does not change in time, the extracted velocity is not a problem, but the distribution of velocity obtained through the ensemble data described above is temporal. When changed to, the extracted speed looks disconnected. For example, if the distribution of velocity is spatially uniform but constantly increases over time, the detected velocity distribution appears to be partitioned as shown in FIG. In this case, in FIG. 4, the darker the color, the slower the detected speed.
그러므로, 본 발명은 위와같은 문제점을 해결하기 위해 내삽그룹(Interleave Group)내부의 주사선들의 앙상블획득시간간격 뿐만아니라, 내삽그룹들간의 앙상블획득시간간격이 일정하도록 즉, 인접한 모든 주사선들 사이의 시간간격이 같거나 또는 최대한 비슷하도록 앙상블데이타를 얻기위한 송수신시간을 적절히 할당하는 초음파 칼라 도플러 영상시스템을 위한 주사선 내삽(Scanline Interleave)방법을 제시한다.Therefore, in order to solve the above problems, the present invention not only ensemble acquisition time intervals of scan lines within an interleave group, but also so that ensemble acquisition time intervals between interpolation groups are constant, that is, time intervals between all adjacent scan lines. We present a scanline interleave method for an ultrasound color Doppler imaging system that appropriately allocates transmission and reception times to obtain ensemble data.
도 1은 초음파에코를 이용하여 한 점의 혈류속도를 알아내는 원리를 설명하기 위한 개념도,1 is a conceptual diagram for explaining the principle of determining the blood flow velocity of a point using ultrasonic echo,
도 2는 종래의 주사선내삽방법의 제 1실시예를 설명하기 위한 개념도,2 is a conceptual diagram for explaining a first embodiment of a conventional scanning line interpolation method;
도 3은 종래의 주사선내삽방법의 제 2실시예를 설명하기 위한 개념도,3 is a conceptual diagram for explaining a second embodiment of a conventional scanning line interpolation method;
도 4는 종래의 주사선내삽방법에서의 문제점을 설명하기 위한 개념도,4 is a conceptual diagram illustrating a problem in a conventional scanning line interpolation method;
도 5, 도 6, 도 7, 도 8은 본 발명에 적용된 초음파 칼라 도플러 영상시스템을 위한 주사선 내삽(Scanline Interleave)방법을 설명하기 위한 개념도.5, 6, 7, and 8 are conceptual diagrams for explaining a scanline interleave method for an ultrasound color Doppler imaging system applied to the present invention.
위와같은 기술적과제를 달성하기 위한 본 발명의 특징은 초음파영상시스템의 혈류속도분포 영상화시 주사선 내삽방법에 있어서, 영상화 된 모든 주사선 간의 시간간격이 균일하게 되도록 하기 위해서 각각의 주사선을 영상화할 때 필요한 앙상블데이타를 얻기 위해 송/수신하는 시간간격을 같도록 하는 초음파 칼라 도플러 영상시스템을 위한 주사선 내삽(Scanline Interleave)방법에 있다.A characteristic of the present invention for achieving the above technical problem is in the scanning line interpolation method in the blood flow velocity distribution imaging of the ultrasound imaging system, an ensemble required for imaging each scan line in order to make the time interval between all the scanned scan lines uniform Scanline Interleave method for an ultrasonic color Doppler imaging system with equal time intervals for transmitting and receiving data.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하겠다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저, 본 발명에 적용된 주사선내삽의 기본개념을 수학식을 통해 간단히 살펴보겠다. 주사선 내삽방법에서 하나의 앙상블데이타는 한 주사선만을 위하여 사용되고, 한 주사선을 구성하는 앙상블데이타의 시간간격은 인접한 송/수신의 시간간격의 I배이다. 이를 수학식으로 나타내면 다음과 같다.First, the basic concept of the scanning line interpolation applied to the present invention will be briefly described through the equation. In the scanning line interpolation method, one ensemble data is used for only one scanning line, and the time interval of the ensemble data constituting one scanning line is I times the time intervals of adjacent transmission / reception. This is expressed as the following equation.
[수학식 3][Equation 3]
T(s0,e0)=T(s1,e1) (만약 s0=s1이고, e0=e1인 경우)T (s0, e0) = T (s1, e1) (if s0 = s1 and e0 = e1)
[수학식 4][Equation 4]
T(s,e0)-T(s,e1)=I·(e0-e1)T (s, e0) -T (s, e1) = I (e0-e1)
따라서, 본 발명은 위와같은 수학식 2, 3, 4를 만족하며, 인접한 주사선들간의 앙상블데이타 획득시간간격을 균일하게 하는 T(s,e)를 찾는 방법을 제시한다. 상술한 T(s,e)에는 여러 가지가 있을 수 있다.Accordingly, the present invention proposes a method for finding T (s, e) that satisfies Equations 2, 3, and 4 above, and equalizes the ensemble data acquisition time interval between adjacent scan lines. There may be various kinds of T (s, e) described above.
[수학식 5][Equation 5]
이때, k≥E·int(s/I)인 정수(integer constant)이다.At this time, an integer constant of k≥E int (s / I).
상술한 수학식 5는 수학식 2를 변형한 것으로, 수학식 3 및 수학식 4를 만족한다. 그러나, 이러한 경우는 주사선간의 시간간격이 같지는 않지만, 기존의 방법보다는 비교적 균일하다. 여기서, k가 필요 이상으로 클수록 사용되지 않는 송/수신의 수가 증가하게 된다.Equation 5 described above is a modification of Equation 2, and satisfies Equation 3 and Equation 4. In this case, however, the time intervals between the scanning lines are not the same, but are relatively uniform than the conventional methods. Here, as k becomes larger than necessary, the number of unused transmissions and receptions increases.
상술한 수학식 5의 k를 일정하게 두지않고, 적절히 선택함으로써 인접한 주사선들간의 앙상블데이타 획득시간간격을 일정하게 할 수 있다. 예를들어, k를 s,e의 절절한 함수로 표현하거나, 테이블로 미리 값을 정해두면 내삽그룹 내부의 주사선들도 적절한 시간간격을 갖도록 Tx#를 할당하여 모든 주사선들간의 앙상블데이타 획득시간간격을 일정하게 할 수 있다.By not properly setting k in Equation 5 described above, it is possible to make the ensemble data acquisition time interval between adjacent scanning lines constant by appropriate selection. For example, if k is expressed as a proper function of s, e, or if a value is set in advance in a table, Tx # is allocated so that the scan lines in the interpolation group also have an appropriate time interval, so that the ensemble data acquisition time interval between all scan lines can be determined. I can make it constant.
예를들어 E≤I인 경우, k=s%I+(I+1)int(s/I)로 하면, 다음 수학식 6을 만족한다.For example, in the case of E≤I, if k = s% I + (I + 1) int (s / I), the following expression (6) is satisfied.
[수학식 6][Equation 6]
이때, E가 I보다 작을수록 낭비되는 송/수신의 개수는 더욱 늘어난다. E=I=4인 경우를 도 5에 나타내었고, 이때 굵은 선 속의 Tx#는 왼쪽에 표시된 주사선에 대한 앙상블데이타를 얻기 위한 Tx번호이다. 굵은 선안에 들어있지 않은 Tx 번호는 송/수신은 하고도 실제로 사용되지 않은 앙상블데이타를 나타낸다.At this time, as E is smaller than I, the number of wasted / received wastes increases. The case where E = I = 4 is shown in FIG. 5, where Tx # in the thick line is a Tx number for obtaining ensemble data for the scan line shown on the left. Tx numbers not included in the bold line indicate ensemble data that is transmitted and received but not actually used.
또 다른 방법으로 모든 주사선의 시간간격이 반드시 같을 필요가 없는 경우, 상기 수학식 5를 그대로 적용 즉, k=E로 두어 도 5의 굵은 선안의 박스들을 맨 위의 것을 제외하고 위로 붙이면, 도 6과 같이 구성할 수 있다. 이때는 낭비하는 주사선이 최소화된다.Alternatively, if the time intervals of all the scan lines do not necessarily have to be the same, Equation 5 may be applied as it is, that is, k = E, and the boxes in the thick line of FIG. It can be configured as follows. At this time, wasted scanning lines are minimized.
이와같이 낭비하는 주사선을 최소화하면서 각 주사선간의 시간간격이 더욱 균일하게 하기 위해 개념을 좀더 확장해보겠다. 이와같은 경우 I번째 주사선의 첫앙상블데이타(T)는 다음 수학식에 나타난 바와같다.We will expand the concept further to minimize the wasted scan lines and to make the time interval between each scan line more uniform. In this case, the first ensemble data T of the I-th scan line is as shown in the following equation.
[수학식 7][Equation 7]
따라서, 0부터 I-1번째의 각 주사선의 첫앙상블데이타(T)는 다음 수학식 8에 의해 구할 수 있다.Therefore, the first ensemble data T of each scan line from 0 to I-1 can be obtained by the following expression (8).
[수학식 8][Equation 8]
여기서, N(x)는 x로부터 가장 가까운 (y-s)%I=0, y≥s를 만족시키는 정수 y이다. y가 두 개 이면 그중 어떤 것을 선택하여도 무방하다.Here, N (x) is an integer y that satisfies (y-s)% I = 0, y≥s closest to x. If y is two, any of them may be selected.
상술한 수학식을 확장하면 모든 주사선의 앙상블데이타(T)를 다음과 같은 수학식으로 정의할 수 있다.By extending the above-described equation, the ensemble data T of all scan lines can be defined by the following equation.
[수학식 9][Equation 9]
상술한 수학식 9에 관한 일례를 도 7 및 도 8에 나타내었다. 여기서, 도 7의 경우 N(E·s)=E·s이다.7 and 8 show an example of the above-described equation (9). In this case, N (E · s) = E · s.
상술한 바와같이, 본 발명은 인체내 혈류의 2차원 단면에서의 속도분포를 영상화하여 속도에 따라 색을 매핑하는 칼라플로우매핑의 주사선 내삽(Scanline Interleave)방법에 관한 것으로, 주사선상의 속도분포를 구할 때, 이 속도분포를 구하기 위한 앙상블데이타들 및 내삽되는 주사선들의 앙상블데이타 획득시간이 적절한 시간간격(인접한 모든 주사선들 사이의 시간간격이 같거나 또는 최대한 비슷)을 갖도록 하여 아티팩트(artifact)를 제거할 수 있는 잇점을 제공한다.As described above, the present invention relates to a method of scanning line interleave of color flow mapping that maps colors according to velocity by imaging velocity distribution in a two-dimensional cross section of blood flow in a human body. When the ensemble data to obtain this velocity distribution and the ensemble data acquisition time of the interpolated scan lines have an appropriate time interval (the same or as close as possible between all adjacent scan lines), the artifacts are eliminated. Provide the benefits.
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