KR20080060719A - Ultrasound system and method for forming ultrasound image - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 B-모드영상, 도플러 스펙트럼, ECG(Electrocardiogram) 파형 및 호흡속도 파형을 동시에 디스플레이한 예시도.1 is an exemplary view of simultaneously displaying a B-mode image, a Doppler spectrum, an ECG (Electrocardiogram) waveform, and a respiratory rate waveform.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 초음파 시스템의 구성을 보이는 블록도.Figure 2 is a block diagram showing the configuration of an ultrasonic system according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 초음파 진단부의 구성을 보이는 블록도.Figure 3 is a block diagram showing the configuration of the ultrasonic diagnostic unit according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 호흡속도-컬러 매핑 테이블의 예를 보이는 예시도.Figure 4 is an exemplary view showing an example of the respiratory rate-color mapping table according to an embodiment of the present invention.
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 호흡속도를 컬러맵으로 디스플레이한 예를 보이는 예시도.5 and 6 are exemplary views showing an example of displaying the respiratory rate in a color map according to an embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
100 : 초음파 시스템 110 : 초음파 진단부100: ultrasound system 110: ultrasound diagnostic unit
120 : 호흡속도 정보 제공부 130 : 저장부120: respiratory rate information providing unit 130: storage unit
140 : 프로세서 150 : 입력부140: processor 150: input unit
160 : 출력부 170 : ECG 신호 제공부160: output unit 170: ECG signal providing unit
본 발명은 초음파 시스템에 관한 것으로, 특히 초음파 영상을 형성하는 초음파 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an ultrasound system, and more particularly, to an ultrasound system and method for forming an ultrasound image.
초음파 시스템은 다양하게 응용되고 있는 중요한 진단 시스템 중의 하나이다. 특히, 초음파 시스템은 대상체에 대해 무침습 및 비파괴 특성을 가지고 있기 때문에, 의료 분야에 널리 이용되고 있다. 근래의 고성능 초음파 시스템은 대상체의 내부 형상(예를 들어, 환자의 내장 기관들)의 2차원 또는 3차원 영상을 형성하는데 이용되고 있다.Ultrasound systems are one of the important diagnostic systems that are used in a variety of applications. In particular, ultrasound systems are widely used in the medical field because they have non-invasive and non-destructive properties for the subject. Modern high performance ultrasound systems have been used to form two-dimensional or three-dimensional images of the internal shape of a subject (eg, internal organs of a patient).
일반적으로, 초음파 시스템은 초음파 신호를 송신 및 수신하기 위해 광대역의 트랜스듀서를 포함하는 프로브를 구비한다. 트랜스듀서가 전기적으로 자극되면 초음파 신호가 생성되어 인체로 전달된다. 인체에 전달된 초음파 신호를 인체 내부 조직의 경계에서 반사되고, 인체 조직의 경계로부터 트랜스듀서에 전달되는 초음파 에코신호는 전기적 신호로 변환된다. 변환된 전기적 신호를 증폭 및 신호처리하여 조직의 영상을 위한 초음파 영상 데이터가 생성된다.Generally, ultrasound systems have a probe that includes a wideband transducer to transmit and receive ultrasound signals. When the transducer is electrically stimulated, an ultrasonic signal is generated and transmitted to the human body. The ultrasonic signal transmitted to the human body is reflected at the boundary of the internal tissues of the human body, and the ultrasonic echo signal transmitted to the transducer from the boundary of the human tissue is converted into an electrical signal. Amplified and signal-processed the converted electrical signal is generated ultrasound image data for the image of the tissue.
한편, 초음파 시스템은 혈관 내 적혈구의 이동속도를 측정하거나 심장의 움직임을 측정하기 위해 도플러 효과(Doppler effect)를 이용하는 도플러 스펙트럼을 제공함과 더불어, 호흡속도를 측정하고 측정된 호흡속도의 파형을 제공하고 있다. 도 1은 B-모드(Brightness-mode) 영상(11), 도플러 스펙트럼(12), 호흡속도 파형(13) 및 ECG 파형(14)을 동시에 디스플레이하고 있다. 사용자가 입력수단을 이용하여 B-모드 영상(11)의 혈관 상에 샘플볼륨을 설정하면, 초음파 시스템은 샘플볼 륨의 스캔라인에서 획득되는 도플러 신호에 기초하여 도플러 스펙트럼(12)을 형성하여 디스플레이하고, 호흡속도를 측정하고 측정된 호흡속도에 대한 신호를 생성하는 호흡속도 측정부(도시하지 않음)에 의해 제공되는 호흡속도 신호에 기초하여 호흡속도 파형(13)을 형성하여 디스플레이한다.On the other hand, the ultrasound system provides a Doppler spectrum that uses the Doppler effect to measure the rate of movement of red blood cells in the blood vessels or the movement of the heart, and also measures the respiratory rate and provides a waveform of the measured respiratory rate. have. 1 simultaneously displays a B-
종래의 초음파 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이 한정된 화면 영역에 B-모드 영상, 도플러 스펙트럼, ECG 파형 및 호흡속도 파형을 동시에 디스플레이하기 위해 B-모드 영상, ECG 파형 및 도플러 스펙트럼의 크기를 감소시키거나 호흡속도 파형이 ECG 파형 및 도플러 스펙트럼을 가리게 되어 호흡속도 파형의 크기를 감소 또는 이동시켜야 하는 문제점이 있다. Conventional ultrasound systems reduce the magnitude of B-mode images, ECG waveforms, and Doppler spectra to simultaneously display B-mode images, Doppler spectra, ECG waveforms, and respiratory rate waveforms in a limited screen area as shown in FIG. In addition, the respiratory rate waveform obscures the ECG waveform and the Doppler spectrum, thereby reducing or shifting the magnitude of the respiratory rate waveform.
또한, 종래의 초음파 시스템은 사용자가 심전 압전(Cardiac tamponade)의 진단시에 삼천판과 폐동맥판의 플로우 레이트(Flow rate), 승모판과 대동맥판의 플로우 레이트를 관측하기 위해 사용자의 눈에만 의지해야 하므로, 진단의 정확성과 직관성이 떨어지는 문제점이 있다.In addition, the conventional ultrasound system requires the user to rely only on the user's eyes to observe the flow rate of the three thousand and pulmonary artery plate, the mitral valve and the aortic plate at the time of diagnosis of cardiac tamponade. There is a problem that is less accurate and intuitive.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 호흡속도를 다수의 컬러를 포함하는 컬러맵으로 제공하는 초음파 시스템을 제공한다.The present invention is to solve the above-described problems, and provides an ultrasound system for providing a respiratory rate as a color map including a plurality of colors.
본 발명에 따라 초음파 시스템은 초음파 신호를 대상체에 송신하고 상기 대상체로부터 반사되는 초음파 신호를 수신하여, 상기 대상체의 B-모드 영상을 얻기 위한 영상 데이터와 상기 B-모드 영상에 설정되는 샘플볼륨의 도플러 데이터를 형성하는 초음파 진단부; 흡기 및 호기에 따른 다수의 호흡속도와, 각 호흡속도에 해 당하는 컬러를 매핑시킨 테이블을 저장하는 저장부; 상기 대상체의 호흡속도와, 흡기 및 호기의 호흡정보를 포함하는 호흡속도 정보를 제공하는 호흡속도 정보 제공부; 상기 영상 데이터에 기초하여 B-모드 영상을 형성하고, 상기 도플러 데이터에 기초하여 도플러 스펙트럼을 형성하며, 상기 저장부에 저장된 상기 테이블에 기초하여 상기 호흡속도 정보에 해당하는 컬러맵을 형성하는 프로세서; 및 상기 B-모드 영상, 상기 도플러 스펙트럼 및 상기 컬러맵을 디스플레이하는 출력부를 포함한다.According to the present invention, the ultrasound system transmits an ultrasound signal to an object and receives an ultrasound signal reflected from the object, thereby obtaining image data for obtaining a B-mode image of the object and a Doppler of a sample volume set in the B-mode image. An ultrasound diagnostic unit forming data; A storage unit storing a plurality of respiration rates according to inspiration and exhalation, and a table in which colors corresponding to each respiration rate are mapped; A respiration rate information providing unit providing respiration rate information including respiration rate of the object and respiration information of inhalation and exhalation; A processor configured to form a B-mode image based on the image data, form a Doppler spectrum based on the Doppler data, and form a color map corresponding to the respiratory rate information based on the table stored in the storage; And an output unit configured to display the B-mode image, the Doppler spectrum, and the color map.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초음파 시스템은 초음파 진단부, 저장부, 호흡속도 정보 제공부, 프로세서 및 출력부를 포함한다. 상기 초음파 진단부는 초음파 신호를 대상체에 송신하고 상기 대상체로부터 반사되는 초음파 신호를 수신하여, 상기 대상체의 B-모드 영상을 얻기 위한 영상 데이터와 상기 B-모드 영상에 설정되는 샘플볼륨의 도플러 데이터를 형성한다. 상기 저장부는 흡기 및 호기에 따른 다수의 호흡속도와, 각 호흡속도에 해당하는 컬러를 매핑시킨 테이블을 저장한다. 상기 호흡속도 정보 제공부는 상기 대상체의 호흡속도와, 흡기 및 호기의 호흡정보를 포함하는 호흡속도 정보를 제공한다. 상기 프로세서는 상기 영상 데이터에 기초하여 B-모드 영상을 형성하고, 상기 도플러 데이터에 기초하여 도플러 스펙트럼을 형성하며, 상기 저장부에 저장된 상기 테이블에 기초하여 상기 호흡속도 정보에 해당하는 컬러맵을 형성한다. 상기 출력부는 상기 B-모드 영상, 상기 도플러 스펙트럼 및 상기 컬러맵을 디스플레이한다.An ultrasound system according to a preferred embodiment of the present invention includes an ultrasound diagnosis unit, a storage unit, a respiration rate information providing unit, a processor, and an output unit. The ultrasound diagnosis unit transmits an ultrasound signal to an object and receives an ultrasound signal reflected from the object to form image data for obtaining a B-mode image of the object and Doppler data of a sample volume set in the B-mode image. do. The storage unit stores a table in which a plurality of respiration rates according to inspiration and exhalation and colors corresponding to each respiration rate are mapped. The respiratory rate information providing unit provides respiratory rate information including respiratory rate of the object and respiratory information of inhalation and exhalation. The processor forms a B-mode image based on the image data, forms a Doppler spectrum based on the Doppler data, and forms a color map corresponding to the respiration rate information based on the table stored in the storage unit. do. The output unit displays the B-mode image, the Doppler spectrum and the color map.
이하, 도 2 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 to 6.
도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 초음파 시스템(100)은 초음파 진단부(110), 호흡속도 정보 제공부(120), 저장부(130), 프로세서(140), 입력부(150) 및 출력부(160)를 포함한다. 그리고, 초음파 시스템(100)은 ECG (Electrocardiogram) 신호를 제공하는 ECG 신호 제공부(170)를 더 포함할 수도 있다.As shown in FIG. 2, the
초음파 진단부(110)는 초음파 영상을 형성하기 위해 대상체에 초음파 신호를 송신하고 대상체로부터 반사되는 초음파 신호를 수신하여 B-모드 영상을 얻기 위한 영상 데이터를 형성하고, 사용자로부터 입력부(150)를 통해 입력되는 샘플볼륨의 위치 및 크기정보에 기초하여 샘플볼륨의 도플러 데이터를 형성한다. 초음파 진단부(110)는 도 3에 도시된 바와 같이 다수의 트랜스듀서(112a)를 통해 대상체에 초음파 신호를 송신하고, 대상체로부터 반사되는 초음파 신호를 수신하는 프로브(112)와, 트랜스듀서(112a)를 통한 초음파 신호의 송수신을 제어하는 송수신 제어부(114)를 포함한다. 즉, 송수신 제어부(114)는 영상 데이터를 획득하기 위한 초음파 신호의 송수신과 샘플볼륨의 도플러 데이터를 획득하기 위한 초음파 신호의 송수신을 제어한다.The
호흡속도 정보 제공부(120), 예를 들어 레스퍼라미터(Respirometer)는 대상체의 호흡속도를 연속적으로 측정하고, 측정된 호흡속도에 대한 정보(이하, 호흡속도 정보라 함)를 생성한다. 이때, 호흡속도 정보는 연속적으로 측정된 호흡속도와, 측정된 호흡속도가 흡기 또는 호기시의 호흡속도인지를 나타내는 호흡 정보를 포함한다.The respiratory rate
저장부(130)는 호흡속도와 컬러를 매핑시킨 테이블(이하, 호흡속도-컬러 매핑 테이블이라 함)을 저장한다. 이때, 호흡속도는 정상적인 대상체(즉, 사람)에 대해 측정한 속도이다. 본 발명의 일실시예에 따라, 호흡속도-컬러 매핑 테이블은 도 4에 도시된 바와 같이 숨을 들이마시기 시작하였을 때의 속도(이하, 최저 흡기 호흡속도라 하며, 호흡속도를 0으로 설정함) 및 숨을 최대로 들이마셨을 때의 속도(이하, 최대 흡기 호흡속도라 하며, 호흡속도를 100으로 설정함)와, 숨을 내시기 시작하였을 때의 속도(이하, 최저 호기 호흡속도라 하며, 호흡속도를 100으로 설정함) 및 숨을 최대로 내쉬었을 때의 속도(이하, 최대 호기 호흡속도라 하며, 호흡속도를 0으로 설정함)을 기준으로 다수의 단계로 분류된 호흡속도와, 각 호흡속도에 해당하는 컬러를 매핑시킨 테이블이다. 본 실시예에서는 도 4에 도시된 호흡속도-컬러 매핑 테이블을 일예로서 설명하였지만, 그것만으로 한정되지 않고, 당업자라면 필요에 따라 다양한 호흡속도-컬러 매핑 테이블을 형성할 수 있다는 것을 충분히 이해할 수 있을 것이다.The
프로세서(140)는 초음파 진단부(110)로부터 입력되는 영상 데이터에 기초하여 B-모드 영상신호를 형성하고, 초음파 진단부(110)로부터 입력되는 도플러 데이터와 입력부(150)로부터 입력되는 선택정보에 기초하여 도플러 스펙트럼 신호 및 도플러 사운드 신호를 형성하며, ECG 신호 제공부(170)로부터 입력되는 ECG 신호에 기초하여 ECG 파형신호를 형성한다. 프로세서(140)는 저장부(130)에 저장된 호흡속도-컬러 매핑 테이블에 기초하여 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 호흡속도 정보 제공부(120)로부터 입력되는 호흡속도 정보에 해당하는 컬러맵(210)을 형성한다. 이때, 컬러맵(210)은 도 5에 도시된 바와 같이 ECG 파형(14)과 도플러 스펙트럼(12) 사이에 위치되거나, 도 6에 도시된 바와 같이 도플러 스펙트럼(12)의 베이스라인 상에 위치될 수도 있다. 즉, 프로세서(140)는 저장부(130)에 저장된 호흡속도-컬러 매핑 테이블에 기초하여 호흡속도 정보에 포함되는 호흡속도와 이에 대한 호흡정보에 해당하는 컬러를 검출하고, 검출된 컬러를 포함하는 컬러맵(210)을 형성한다. 본 실시예에서는 컬러맵을 바 형태로 형성하였지만, 그것만으로 한정되지 않고, 당업자라면 필요에 따라 다양한 형태로 형성할 수 있다. 프로세서(140)는 사용자로부터 입력부(150)를 통해 입력되는 관심영역의 설정정보에 기초하여, 관심영역을 설정하고, 설정된 관심영역의 도플러 스펙트럼에서 최고 속도를 검출하며, 검출된 최고 속도를 이미지 출력부(161)를 통해 제공한다. 본 발명의 일실시예에 따라, 심장 압전(Cardiac Tamponade)를 진단하기 위해, 프로세서(140)는 도 6에 도시된 바와 같이 사용자로부터 입력부(150)를 통해 흡기시의 70 내지 100 사이의 호흡속도에 해당하는 관심영역(220)의 설정정보에 기초하여, 관심영역(220)에 해당하는 도플러 스펙트럼을 분석하여 최고 속도를 검출하고, 검출된 최고 속도를 이미지 출력부(161)를 통해 출력한다. 이때, 검출된 최고 속도는 도 6에 도시된 바와 같이 'X'로 출력될 수 있으며, 수치로 출력될 수도 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따라, 프로세서(140)는 호흡속도 정보에 기초하여 부가정보, 예를 들어 호흡주기 정보를 제공할 수도 있다. 한편, 프로세서(140)는 ECG 신호 제공부(170)로부터 입력되는 ECG 신호에 동기화된 컬러맵(210)을 형성할 수도 있다.The
입력부(150)는 사용자로부터 선택정보를 입력받는다. 즉, 입력부(150)는 출 력부(160)의 이미지 출력부(161)에 디스플레이되는 B-모드 영상에 설정되는 샘플볼륨의 위치 및 크기정보와, 샘플볼륨의 도플러 스펙트럼을 디스플레이하기 위한 조건, 예를 들어 스펙트럼 종류(티슈(Tissue) 도플러 스펙트럼 또는 일반 도플러 스펙트럼), 베이스라인(Base line), 스케일(Scale) 등을 사용자로부터 입력받는다. 한편, 입력부(150)는 사용자로부터 관심영역을 설정하는 설정정보를 입력받는다.The
출력부(160)는 도시된 바와 같이 이미지 출력부(161) 및 사운드 출력부(162)를 포함한다. The
이미지 출력부(161)는 프로세서(140)로부터 B-모드 영상신호, 도플러 스펙트럼 신호, ECG 파형신호 및 컬러바를 입력받아 사전 설정된 위치에 B-모드 영상, 도플러 스펙트럼, ECG 파형 및 컬러바를 디스플레이한다.The
사운드 출력부(162)는 프로세서(140)로부터 도플러 사운드 신호를 입력받아, 도플러 사운드를 출력한다.The
본 발명이 바람직한 실시예를 통해 설명되고 예시되었으나, 당업자라면 첨부된 특허청구범위의 사항 및 범주를 벗어나지 않고 여러 가지 변형 및 변경이 이루어질 수 있음을 알 수 있을 것이다.While the invention has been described and illustrated by way of preferred embodiments, those skilled in the art will recognize that various modifications and changes can be made without departing from the spirit and scope of the appended claims.
전술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 호흡속도 정보 제공부로부터 제공되는 호흡속도를 컬러맵으로 제공할 수 있어, 한정된 화면영역에서 B-모드 영상, ECG 파형, 도플러 스펙트럼 및 컬러맵을 동시에 디스플레이할 수 있다.As described above, according to the present invention, the respiration rate provided from the respiration rate information providing unit can be provided as a color map, thereby simultaneously displaying a B-mode image, an ECG waveform, a Doppler spectrum, and a color map in a limited screen area. have.
또한, 본 발명에 의하면, 컬러맵에 기초하여 관측하고자 하는 관심영역을 설 정할 수 있어, 사용자는 심장 압전 또는 만성 교착성 심낭염(Chromic constrictive pericarditis) 등을 진단하는 경우 흡기 또는 호기의 일정영역에 따라 도플러 스펙트럼을 관측할 수 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to set a region of interest to be observed based on the color map, so that the user may diagnose cardiac piezoelectric or chronic constrictive pericarditis according to a certain region of inspiration or exhalation. Doppler spectrum can be observed.
Claims (6)
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KR1020060135154A KR20080060719A (en) | 2006-12-27 | 2006-12-27 | Ultrasound system and method for forming ultrasound image |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR20190057340A (en) * | 2016-09-19 | 2019-05-28 | 위스콘신 얼럼나이 리서어치 화운데이션 | Systems and methods for monitoring airflow in airways with ultrasound |
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2006
- 2006-12-27 KR KR1020060135154A patent/KR20080060719A/en not_active Application Discontinuation
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KR20190057340A (en) * | 2016-09-19 | 2019-05-28 | 위스콘신 얼럼나이 리서어치 화운데이션 | Systems and methods for monitoring airflow in airways with ultrasound |
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