KR20120081384A

KR20120081384A - 주파수 변화를 이용한 고강도 집속 초음파 제어 방법과 그를 위한 고강도 집속 초음파 치료 장치

Info

Publication number: KR20120081384A
Application number: KR1020110002699A
Authority: KR
Inventors: 김태호
Original assignee: 알피니언메디칼시스템 주식회사
Priority date: 2011-01-11
Filing date: 2011-01-11
Publication date: 2012-07-19
Also published as: WO2012096443A2; WO2012096443A3; KR101239127B1

Abstract

본 발명의 일 실시예는 주파수 변화를 이용한 고강도 집속 초음파 제어 방법과 그를 위한 고강도 집속 초음파 치료 장치에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예는 상체의 특정 영역으로 고강도 초음파를 송신하는 초음파 발생부; 상기 대상체로 진단용 초음파를 송신하고 상기 대상체로부터 반사되는 초음파 에코 신호를 수신하여 수신 신호를 형성하도록 동작하는 송수신부; 상기 수신 신호를 저장하는 저장부; 및 상기 수신 신호에 근거하여 상기 대상체에 포함된 상기 특정 영역의 온도 변화가 감지되는지의 여부를 확인하고, 확인 결과 온도 변화가 감지되는 경우, 상기 변화된 온도가 기 설정된 목표 온도에 도달하는 지의 여부를 판별하고, 판별 결과에 근거하여 상기 초음파 발생부로 하여금 상기 고강도 초음파의 송신이 중단되도록 하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고강도 집속 초음파 치료 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 고강도 집속 초음파 치료 시 대상체의 특정 영역에 해당하는 생체 조직의 온도를 고속으로 측정하여 정확한 시술이 가능하도록 시술 위치 및 시술 정도를 확인할 수 있도록 하는 효과가 있다.

Description

주파수 변화를 이용한 고강도 집속 초음파 제어 방법과 그를 위한 고강도 집속 초음파 치료 장치{Method for Managing High-Intensity Focused Ultrasound(HIFU) By Using Frequency Variation, HIFU Treatment Apparatus Therefor}

본 발명의 일 실시예는 주파수 변화를 이용한 고강도 집속 초음파 제어 방법과 그를 위한 고강도 집속 초음파 치료 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 고강도 집속 초음파 치료 시 대상체의 특정 영역에 해당하는 생체 조직의 온도를 고속으로 측정하여 정확한 시술이 가능하도록 시술 위치 및 시술 정도를 확인할 수 있도록 하는 주파수 변화를 이용한 고강도 집속 초음파 제어 방법과 그를 위한 고강도 집속 초음파 치료 장치에 관한 것이다.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 발명의 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.

고강도 집속 초음파(HIFU: High-Intensity Focused Ultrasound)는 일반적으로 암, 종양, 병변과 같은 생체 조직을 치료(처리)하는데 이용된다. 즉, 고강도 초음파를 이용한 치료 방식은 고강도 초음파를 한 곳에 집중하여 송신하여 발생하는 열을 이용하여 해당 생체 조직을 괴사시키는 방식이다. 이때, 고강도 초음파가 건강한 생체 조직을 해하는 것을 피하도록 조절해야 하며, 고강도 초음파에 의한 치료(처리)는 수술로 인한 절개 과정을 피할 수 있다.

종래의 고강도 초음파를 이용한 치료 방식은 치료하고자 하는 생체 조직에 영상 획득을 위한 초음파를 송신하고, 그에 의해 반사되는 에코 신호를 이용하여 영상을 획득하고, 고강도 초음파를 이용하여 해당 생체 조직의 변화를 감지하기 위해서는 통계적인 비상관(Decorrelation) 알고리즘을 이용한 방식이 이용되었으나, 이러한 종래 방식은 연산량이 많아 실시간으로 영상을 처리하는데 어려움이 있었다.

전술한 문제점을 해결하기 위해 본 발명의 일 실시예는, 고강도 집속 초음파 치료 시 대상체의 특정 영역에 해당하는 생체 조직의 온도를 고속으로 측정하여 정확한 시술이 가능하도록 시술 위치 및 시술 정도를 확인할 수 있도록 하는 주파수 변화를 이용한 고강도 집속 초음파 제어 방법과 그를 위한 고강도 집속 초음파 치료 장치를 제공하는 데 주된 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시예는, 대상체의 특정 영역으로 고강도 초음파를 송신하는 초음파 발생부; 상기 대상체로 진단용 초음파를 송신하고 상기 대상체로부터 반사되는 초음파 에코 신호를 수신하여 수신 신호를 형성하도록 동작하는 송수신부; 상기 수신 신호를 저장하는 저장부; 및 상기 수신 신호에 근거하여 상기 대상체에 포함된 상기 특정 영역의 온도 변화가 감지되는지의 여부를 확인하고, 확인 결과 온도 변화가 감지되는 경우, 상기 변화된 온도가 기 설정된 목표 온도에 도달하는 지의 여부를 판별하고, 판별 결과에 근거하여 상기 초음파 발생부로 하여금 상기 고강도 초음파의 송신이 중단되도록 하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고강도 집속 초음파 치료 장치를 제공한다.

또한, 본 발명의 다른 목적에 의하면, 고강도 집속 초음파 치료 장치에서 고강도 초음파를 제어하는 방법에 있어서, 대상체의 특정 영역으로 상기 고강도 초음파를 송신하는 초음파 발생 단계; 상기 대상체로 진단용 초음파를 송신하고 상기 대상체로부터 반사되는 초음파 에코 신호를 수신하여 수신 신호를 형성하도록 동작하는 송수신 단계; 상기 수신 신호를 저장하는 저장 단계; 및 상기 수신 신호에 근거하여 상기 대상체에 포함된 상기 특정 영역의 온도 변화가 감지되는지의 여부를 확인하고, 확인 결과 온도 변화가 감지되는 경우, 상기 변화된 온도가 기 설정된 목표 온도에 도달하는 지의 여부를 판별하고, 판별 결과에 근거하여 상기 초음파 발생부로 하여금 상기 고강도 초음파의 송신이 중단되도록 하는 제어 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 변화를 이용한 고강도 집속 초음파 제어 방법을 제공한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 의하면, 고강도 집속 초음파 치료 시 대상체의 특정 영역에 해당하는 생체 조직의 온도를 고속으로 측정하여 정확한 시술이 가능하도록 시술 위치 및 시술 정도를 확인할 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 고강도 집속 초음파 치료 시 치료 효과를 정확하게 모니터링할 수 있으며, 대상체의 특정 영역에 대한 온도 측정 시 고속 계산이 가능한 효과가 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 고강도 집속 초음파 치료 시 치료 위치한 대한 확인이 용이해지는 효과가 있으며, 이로 고강도 집속 초음파 치료의 효과를 극대화하고 환자의 안정성 보장하며, 고강도 집속 초음파 치료의 시간을 단축할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고강도 집속 초음파 치료 장치를 개략적으로 나타낸 블럭 구성도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부를 개략적으로 나타낸 블럭 구성도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 변화를 이용한 고강도 집속 초음파 제어 방법을 설명하기 위한 순서도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 변화 감지 방법을 설명하기 위한 순서도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 변화에 따른 온도 변화를 나타내기 위한 그래프,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 리샘플링 데이터의 첫 번째 주기와 두 번째 주기를 나타낸 예시도이다.

이하, 본 발명에 따른 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

본 발명에 따른 일 실시예에 기재된 고강도 초음파는 진단용 초음파의 세기보다 약 십만 배 정도 강한 초음파를 말하며, 고강도 초음파는 치료 환경에 따라 단주기 신호 또는 장주기 신호가 이용될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 일 실시예에 기재된 진단용 초음파는 단주기 신호이되, 적어도 2 주기 이상을 포함하는 신호를 말한다.

또한, 본 발명에 따른 일 실시예에 기재된 고강도 집속 초음파 치료는 고강도 초음파를 한 곳(특정 영역)에 집중하여 송신함으로써, 특정 영역에서 발생하는 65 ℃ 내지 100 ℃의 고열을 이용해 특정 영역의 생체 조직을 태워 없애는 시술 방식을 말한다. 일반적으로 진단할 때 이용하는 진단용 초음파의 세기보다 약 십만 배 정도의 고강도 초음파를 한 곳(특정 영역)에 집속시키면 초점 부위에서 열이 발생하는데 이는 볼록렌즈로 태양빛을 모으면 초점 부위에서 열이 발생하는 것과 비슷한 원리로서, 초음파 자체는 인체에 무해하기 때문에 초음파가 집중되는 초점에서만 열이 발생하므로 칼이나 바늘을 사용할 필요가 없으며, 전신 마취 없이 몸 속에 있는 병변을 치료하는 방식이다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 기재된 B-모드 영상은 그레이 스케일 영상으로서, 대상체의 움직임을 나타내는 영상 모드를 말하며, C-모드 영상은 컬러 플로우 영상 모드를 말한다. 한편, BC-모드 영상(BC-Mode Image)은 도플러 효과(Doppler Effect)를 이용하여 혈류의 흐름이나 대상체의 움직임을 표시하는 영상 모드로서, B-모드 영상과 C-모드 영상을 동시에 제공하는 모드로서, 혈류 및 대상체의 움직임 정보와 함께 해부학적인 정보를 제공하는 영상 모드를 말한다. 즉, B-모드는 그레이 스케일의 영상으로서, 대상체의 움직임을 나타내는 영상 모드를 말하며, C-모드는 컬러 플로우 영상으로서, 혈류의 흐름이나 대상체의 움직임을 나타내는 영상 모드를 말한다. 한편, 본 발명에 기재된 고강도 집속 초음파 치료 장치(100)는 B-모드 영상(B-Mode Image)과 컬러 플로우 영상(Color Flow Image)인 C-모드 영상(C-Mode Image)을 동시에 제공할 수 있는 장치이나, 설명의 편의상 본 발명에서는 고강도 집속 초음파 치료 장치(100)가 제공하는 영상인 B-모드 영상인 것으로 가정하여 기재토록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고강도 집속 초음파 치료 장치를 개략적으로 나타낸 블럭 구성도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 고강도 집속 초음파 치료 장치(100)는 사용자 입력부(110), 송수신부(120), 초음파 발생부(122), 저장부(130), 제어부(140), 신호 처리부(150), 영상 처리부(160) 및 디스플레이부(170)를 포함한다. 한편, 본 발명의 일 실시예에서는 고강도 집속 초음파 치료 장치(100)가 사용자 입력부(110), 송수신부(120), 초음파 발생부(122), 저장부(130), 제어부(140), 신호 처리부(150), 영상 처리부(160) 및 디스플레이부(170)만을 포함하는 것으로 기재하고 있으나, 이는 본 발명의 일 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명의 일 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 일 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 고강도 집속 초음파 치료 장치(100)에 포함되는 구성 요소에 대하여 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이다.

사용자 입력부(110)는 사용자의 조작 또는 입력에 의한 명령(Instruction)을 입력받는다. 여기서, 사용자 명령은 고강도 집속 초음파 치료 장치(100)를 제어하기 위한 설정 명령 등이 될 수 있다.

송수신부(120)는 대상체로 진단용 초음파를 송신하고 대상체로부터 반사되는 초음파 에코 신호를 수신하여 수신 신호를 형성하도록 동작한다. 여기서, 진단용 초음파는 단주기 신호이되, 적어도 2 주기 이상을 포함하는 신호이다. 즉, 송수신부(120)는 B-모드 영상(또는 C-모드 영상)을 획득하기 위한 진단용 초음파를 대상체로 송신하고 대상체로부터 반사되는 초음파 에코 신호를 수신하여 수신 신호를 형성하도록 동작한다. 또한, 송수신부(120)는 제어부(140)로부터 수신된 제어 신호에 기초하여, 초음파를 대상체에 송신하고 대상체로부터 반사되는 초음파 에코 신호를 수신하여 수신 신호를 형성한다. 또한, 송수신부(120)는 제어부(140)로부터 수신된 제어 신호에 기초하여, 초음파를 PRF(Pulse Repetition Frequency)로 관심영역 내에 송수신하여 수신 신호를 형성한다. 여기서, 수신 신호는 도플러 신호 및 클러터 신호(Clutter Signal)를 포함한다. 도플러 신호는 송수신부(120)로부터의 초음파가 혈류에 의해 반사되는 신호로서, 주파수가 비교적 높으나 크기가 상대적으로 미약한 세기(Intensity)를 갖는다. 클러터 신호는 송수신부(120)로부터의 초음파가 심장벽, 심장판 등에 의해 반사되는 신호로서, 주파수가 비교적 낮으나 크기가 상대적으로 큰 세기를 갖는다.

한편, 송수신부(120)는 초음파를 송수신하도록 동작하는 프로브(미도시) 및 초음파의 송신 집속 및 수신 집속을 수행하도록 동작하는 빔포머(미도시)를 포함한다. 여기서, 프로브는 다수의 1D(Dimension) 또는 2D 어레이 트랜스듀서(Array Transducer)를 포함한다. 프로브는 각 트랜스듀서에 입력되는 펄스들의 입력 시간을 적절하게 지연시킴으로써 집속된 초음파 빔(Beam)을 송신 스캔 라인(Scanline)을 따라 대상체(미도시)로 송신한다. 한편, 대상체로부터 반사된 초음파 에코 신호는 각 트랜스듀서에 서로 다른 수신 시간을 가지면서 입력되며, 각 트랜스듀서는 입력된 초음파 에코 신호를 빔 포머로 출력된다. 빔 포머는 프로브가 초음파를 송신할 때 프로브 내의 각 트랜스듀서의 구동 타이밍을 조절하여 특정위치로 초음파를 집속시키고, 대상체에서 반사된 초음파 에코 신호가 프로브의 각 트랜스듀서에 도달하는 시간이 상이한 것을 감안하여 프로브의 각 초음파 에코 신호에 시간 지연을 가하여 초음파 에코 신호를 집속시킨다.

초음파 발생부(122)는 대상체의 특정 영역으로 고강도 초음파를 송신한다. 즉, 초음파 발생부(122)는 사용자 입력부(110)를 통해 조절된 특정 위치로 고강도 초음파를 송신한다. 여기서, 사용자가 먼저 송수신부(120)를 통해 대상체로 진단용 초음파를 송신하고, 대상체로부터 반사되는 초음파 에코 신호를 수신하여 형성된 수신 신호에 기초하여 생성된 영상을 통해 대상체의 특정 영역을 결정하게 된다. 여기서, 사용자가 특정 영역을 결정하기 위해서는, 특정 영역에 해당하는 위치값을 사용자 입력부(110)에 입력하거나 조이스틱(Joystick)과 같은 방향키를 조절하여 해당 위치를 결정할 수 있을 것이다. 이를 통해 암 조직, 종양 조직, 병변 조직과 같은 대상체의 특정 영역으로 고강도 초음파를 송신할 수 있는 것이다. 여기서, 초음파 발생부(122)는 원형 모양을 제작될 수 있으며, 중앙에 송수신부(120)가 형성되는 형태로 구현되는 것이 바람직하지만 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

저장부(130)는 송수신부(120)를 통해 형성된 수신 신호를 저장한다. 또한, 저장부(130)는 수신 신호에서 클러터 신호를 제거하기 위한 다수의 차단 주파수 정보를 저장한다.

제어부(140)는 고강도 집속 초음파 치료 장치(100)의 전반적인 동작을 제어하는 제어 수단을 말한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(140)는 저장부(130)에 저장된 수신 신호에 근거하여 대상체에 포함된 특정 영역의 온도 변화가 감지되는지의 여부를 확인하고, 확인 결과 온도 변화가 감지되는 경우, 변화된 온도가 기 설정된 목표 온도에 도달하는 지의 여부를 판별하고, 판별 결과에 근거하여 초음파 발생부(122)로 하여금 고강도 초음파의 송신이 중단되도록 한다. 즉, 제어부(140)는 판별 결과에 근거하여 변화된 온도가 기 설정된 목표 온도에 도달하는 경우, 초음파 발생부(122)로 하여금 고강도 초음파의 송신이 중단되도록 한다.

즉, 본 실시예에 따른 고강도 집속 초음파 치료 장치(100)에서는 주파수에 대응하는 온도 및 주파수 변화에 따른 온도 변화가 일종의 룩업테이블(Lookuptable) 형태로 저장부(130)에 저장될 수 있으며, 제어부(140)에서 주파수 또는 주파수 변화를 확인한 후 해당 주파수가 어떠한 온도인지를 확인할 수 있는 것이다. 또한, 고강도 집속 초음파 치료 장치(100)에서 주파수 변화량을 확인하여 주파수 변화량에 대응하는 온도 변화량을 확인할 수 있는 것이다. 이에 대해 더 구체적으로 설명하자면, 주파수에 대응하는 온도는 각종 실험 등에 근거하여 각 신체 조직 별로 저장부에 기 저장되어 있고, 이를 이용하여 주파수에 대응하는 온도를 확인할 수 있을 것이다. 여기서, 기 저장된 온도는 각 신체 조직별로 최적화된 온도가 저장될 수 있을 것이다.

제어부(140)의 동작에 대해 보다 구체적으로 설명하자면, 다음과 같다. 제어부(140)는 수신 신호를 AD 컨버팅(Analog-to-Digital)한 컨버팅 데이터를 생성하며, 진단용 초음파와 컨버팅 데이터에 근거하여 컨버팅 데이터를 리샘플링(Resampling)한 리샘플링 데이터를 생성하다. 제어부(140)는 리샘플링 데이터에 포함된 첫 번째 주기를 이용한 제 1 위상값과 리샘플링 데이터에 포함된 두 번째 주기를 이용한 제 2 위상값의 차를 이용한 주파수 변화량을 판별하고, 주파수 변화량에 근거하여 온도의 변화량을 판별한다.

한편, 제어부(140)가 리샘플링 신호를 생성하는 처리방식에 대해 보다 구체적으로 설명하자면, 제어부(140)는 컨버팅 데이터를 실수배로 보간(Interpolation)하여 리샘플링 신호를 생성한다. 즉, 제어부(140)는 컨버팅 데이터의 주파수, 기 설정된 샘플링 주파수 및 기 설정된 샘플링 데이터의 개수 중 적어도 하나 이상의 정보를 이용하여 컨버팅 데이터를 보간한다. 여기서, 기 설정된 샘플링 데이터의 개수는 2ⁿ개로 설정되는 것이 바람직하다.

여기서, 컨버팅 데이터를 실수배 확대한 확대비율을 산출하는 방법을 예시하여 설명하자면, 송신(Tx) 주파수의 한 주기 데이타량을 2ⁿ개로 만들어야 한다. 즉, 제어부(140)는 고정된 샘플링 주파수를 가지고 있고, 트랜스듀서의 종류마다 다른 송신(Tx) 주파수를 가지고 있기 때문에 획득한 컨버팅 데이터를 실수배로 리샘플링 하는 보간법을 적용해야 한다. 예를 들어서, 컨버팅 샘플링 주파수를 40 MHz로 가정하고, 송신(Tx) 주파수를 7 MHz로 가정하고, 샘플링 데이터의 개수를 64로 가정할 경우, 확대비율은 [수학식 1]과 같다.

또한, 제어부(140)가 주파수 변화량을 판별하기 위해, 제 1 위상값과 제 2 위상값을 산출하는 방식에 대해 설명하자면, 제어부(140)는 리샘플링 데이터의 첫 번째 주기의 데이터를 FFT(Fast Fourier Transform)하여 제 1 위상값을 생성하며, 리샘플링 데이터의 두 번째 주기의 데이터를 FFT하여 제 2 위상값을 생성한다. 여기서, 제어부(140)가 FFT를 수행하는 방식에 대해 개략적으로 설명하자면, 푸리에변환에 근거하여 근사공식을 이용한 이산푸리에변환(Discrete Fourier Transform)을 계산할 때 연산횟수를 줄일 수 있도록 고안된 알고리즘을 말한다. 여기서, FFT는 공지된 변환 알고리즘이므로 자세한 설명은 생략토록 한다.

한편, 제어부(140)는 사용자 입력부(110)로부터의 관심영역 설정 정보가 입력된 경우, 이를 이용하여 초음파의 송수신을 제어할 수 있다. 또한, 제어부(140)는 B-모드 영상을 획득하기 위한 초음파의 송수신과 C-모드 영상을 획득하기 위한 초음파의 송수신을 반복적으로 수행하도록 제어할 수 있다.

신호 처리부(150)는 관심영역 내의 각 픽셀에 대해 클러터 신호를 제거하기 위한 차단 주파수를 갖는 다수의 필터를 설정하여 송수신부(120)로부터의 수신 신호의 클러터 필터링을 수행한다. 한편, 신호 처리부(150)는 송수신부(120)로부터의 수신 신호에 영상 최적화를 위한 게인(Gain) 조절 등의 신호 처리를 수행할 수 있다. 또한, 신호 처리부(150)는 보간 신호를 저대역 통과 필터링한 후 이를 영상 처리부(160)로 전송한다. 영상 처리부(160)는 보간 신호에 기초하여 B-모드 또는 C-모드 영상이 형성되도록 하며, B-모드 또는 C-모드 영상이 구비된 디스플레이부(170)를 통해 출력하도록 동작한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부를 개략적으로 나타낸 블럭 구성도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(140)는 리샘플링부(210), 온도 변화 판별부(220)를 포함한다. 한편, 본 발명의 일 실시예에서는 제어부(140)가 리샘플링부(210), 온도 변화 판별부(220)만을 포함하는 것으로 기재하고 있으나, 이는 본 발명의 일 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명의 일 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 일 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 제어부(140)에 포함되는 구성 요소에 대하여 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이다.

즉, 제어부(140)는 고강도 집속 초음파 치료 장치(100)의 의 전반적인 동작을 제어하는 제어 수단으로서, 고강도 집속 초음파 치료 장치(100) 내에 포함된 각종 모듈 간에 송수신되는 신호가 송수신되고, 이에 필요한 프로그램이 실행되고, 연산 처리가 가능하도록 하는 일반적인 기능을 수행하는 마이크로프로세서 및 저장부를 포함한다. 다만, 도 2에서는 본 발명의 실시예와 직접적인 관련이 있는 리샘플링부(210)와 온도 변화 판별부(220)를 위주로 설명하도록 한다.

제어부(140)는 수신 신호에 근거하여 대상체에 포함된 특정 영역의 온도 변화가 감지되는지의 여부를 확인하고, 확인 결과 온도 변화가 감지되는 경우, 변화된 온도가 기 설정된 목표 온도에 도달하는 지의 여부를 판별하고, 판별 결과에 근거하여 초음파 발생부(122)로 하여금 고강도 초음파의 송신이 중단되도록 제어한다. 즉, 제어부(140)는 판별 결과에 근거하여 변화된 온도가 기 설정된 목표 온도에 도달하는 경우, 초음파 발생부(122)로 하여금 고강도 초음파의 송신이 중단되도록 제어한다.

여기서, 제어부(140)가 대상체에 포함된 특정 영역의 온도 변화가 감지하기 위해 제어부(140)에 포함된 리샘플링부(210) 및 온도 변화 판별부(220)를 이용할 수 있다. 이에 대해 구체적으로 설명하자면, 리샘플링부(210)는 수신 신호를 AD 컨버팅한 컨버팅 데이터를 생성하며, 진단용 초음파와 컨버팅 데이터에 근거하여 컨버팅 데이터를 리샘플링한 리샘플링 데이터를 생성한다. 여기서, 리샘플링부(210)는 컨버팅 데이터를 실수배로 보간하여 리샘플링 신호를 생성하는데, 이에 대해 보다 구체적으로 설명하자면, 리샘플링부(210)는 컨버팅 데이터의 주파수, 기 설정된 샘플링 주파수 및 기 설정된 샘플링 데이터의 개수 중 적어도 하나 이상의 정보를 이용하여 컨버팅 데이터를 보간한다. 여기서, 기 설정된 샘플링 데이터의 개수는 2ⁿ개로 설정된다.

온도 변화 판별부(220)는 리샘플링 데이터에 포함된 첫 번째 주기를 이용한 제 1 위상값과 리샘플링 데이터에 포함된 두 번째 주기를 이용한 제 2 위상값의 차를 이용한 주파수 변화량을 판별하고, 주파수 변화량에 근거하여 온도의 변화량을 판별한다. 여기서, 온도 변화 판별부(220)는 리샘플링 데이터의 첫 번째 주기의 데이터를 FFT하여 제 1 위상값을 생성하며, 리샘플링 데이터의 두 번째 주기의 데이터를 FFT하여 제 2 위상값을 생성한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 변화를 이용한 고강도 집속 초음파 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

고강도 집속 초음파 치료 장치(100)는 대상체의 특정 영역으로 고강도 초음파를 송신한다(S310). 즉, 초음파 발생부(122)는 사용자 입력부(110)를 통해 조절된 특정 위치로 고강도 초음파를 송신한다. 여기서, 사용자가 먼저 송수신부(120)를 통해 대상체로 진단용 초음파를 송신하고, 대상체로부터 반사되는 초음파 에코 신호를 수신하여 형성된 수신 신호에 기초하여 영상된 영상을 통해 대상체의 특정 영역을 결정하게 된다. 여기서, 사용자가 특정 영역을 결정하기 위해서는, 특정 영역에 해당하는 위치값을 사용자 입력부(110)에 입력하거나 조이스틱과 같은 방향키를 조절하여 해당 위치를 결정할 수 있을 것이다.

고강도 집속 초음파 치료 장치(100)는 대상체로 진단용 초음파를 송신하고(S320), 대상체로부터 반사되는 초음파 에코 신호를 수신하여 수신 신호를 형성하도록 동작한다(S330). 고강도 집속 초음파 치료 장치(100)는 수신 신호를 저장하며, 수신 신호에 근거하여 대상체에 포함된 특정 영역의 온도 변화가 감지되는지의 여부를 확인한다(S340). 여기서, 고강도 집속 초음파 치료 장치(100)가 온도 변화 감지를 위해 온도를 판별하는 구체적인 방법에 대해서는 도 4를 통해 설명하도록 한다. 단계 S340의 확인 결과, 대상체에 포함된 특정 영역의 온도 변화가 감지되는 경우, 고강도 집속 초음파 치료 장치(100)는 변화된 온도가 기 설정된 목표 온도에 도달하는 지의 여부를 판별한다(S350). 단계 S350의 확인 결과, 변화된 온도가 기 설정된 목표 온도에 도달한 경우, 고강도 집속 초음파 치료 장치(100)는 초음파 발생부(122)로 하여금 고강도 초음파의 송신이 중단되도록 하는 제어한다(S360). 즉, 고강도 집속 초음파 치료 장치(100)는 고강도 집속 초음파 치료 시 치료 효과를 정확하게 모니터링할 수 있으며, 대상체의 특정 영역에 대한 온도 변화량을 판별하여 정확하게 치료를 수행할 수 있는 것이다.

도 3에서는 단계 S310 내지 단계 S360을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 이는 본 발명의 일 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명의 일 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 일 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 도 3에 기재된 순서를 변경하여 실행하거나 단계 S310 내지 단계 S360 중 하나 이상의 단계를 병렬적으로 실행하는 것으로 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이므로, 도 3은 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.

전술한 바와 같이 도 3에 기재된 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 변화를 이용한 고강도 집속 초음파 제어 방법은 프로그램으로 구현되고 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 기록될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 변화를 이용한 고강도 집속 초음파 제어 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록되고 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 이러한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수도 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예를 구현하기 위한 기능적인(Functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 일 실시예가 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 변화 감지 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

고강도 집속 초음파 치료 장치(100)는 대상체의 특정 영역으로 고강도 초음파를 송신한 후 대상체의 특정 영역으로 진단용 초음파를 송신한다(S410). 즉, 초음파 발생부(122)는 사용자 입력부(110)를 통해 조절된 특정 위치로 고강도 초음파를 송신한다. 여기서, 사용자가 먼저 송수신부(120)를 통해 대상체로 진단용 초음파를 송신하고, 대상체로부터 반사되는 초음파 에코 신호를 수신하여 형성된 수신 신호에 기초하여 영상된 영상을 통해 대상체의 특정 영역을 결정하게 된다. 여기서, 사용자가 특정 영역을 결정하기 위해서는, 특정 영역에 해당하는 위치값을 사용자 입력부(110)에 입력하거나 조이스틱과 같은 방향키를 조절하여 해당 위치를 결정할 수 있을 것이다. 이를 통해 암 조직, 종양 조직, 병변 조직과 같은 대상체의 특정 영역으로 고강도 초음파를 송신할 수 있는 것이다.

고강도 집속 초음파 치료 장치(100)는 대상체로부터 반사되는 초음파 에코 신호를 수신하여 수신 신호를 형성하고, 수신 신호를 AD 컨버팅한 컨버팅 데이터를 생성한다(S412). 여기서, 진단용 초음파는 단주기 신호이되, 적어도 2 주기 이상을 포함하는 신호이다.

고강도 집속 초음파 치료 장치(100)는 진단용 초음파와 컨버팅 데이터에 근거하여 컨버팅 데이터를 리샘플링한 리샘플링 데이터를 생성하다(S414). 고강도 집속 초음파 치료 장치(100)가 리샘플링 신호를 생성하는 처리방식에 대해 보다 구체적으로 설명하자면, 다음과 같다. 고강도 집속 초음파 치료 장치(100)는 컨버팅 데이터를 실수배로 보간하여 리샘플링 신호를 생성한다. 즉, 고강도 집속 초음파 치료 장치(100)는 컨버팅 데이터의 주파수, 기 설정된 샘플링 주파수 및 기 설정된 샘플링 데이터의 개수 중 적어도 하나 이상의 정보를 이용하여 컨버팅 데이터를 보간한다. 여기서, 기 설정된 샘플링 데이터의 개수는 2ⁿ개로 설정되는 것이 바람직하다.

고강도 집속 초음파 치료 장치(100)는 리샘플링 데이터에 포함된 첫 번째 주기를 이용하여 제 1 위상값을 산출한다(S416). 고강도 집속 초음파 치료 장치(100)가 제 1 위상값을 산출하는 방식에 대해 설명하자면, 고강도 집속 초음파 치료 장치(100)는 리샘플링 데이터의 첫 번째 주기의 데이터를 FFT하여 제 1 위상값을 산출할 수 있다. 여기서, FFT란 푸리에변환에 근거하여 근사공식을 이용한 이산푸리에변환을 계산할 때 연산횟수를 줄일 수 있도록 고안된 알고리즘을 말한다. FFT는 공지된 변환 알고리즘이므로 자세한 설명은 생략토록 한다.

고강도 집속 초음파 치료 장치(100)는 리샘플링 데이터에 포함된 두 번째 주기를 이용한 제 2 위상값을 산출한다(S418). 고강도 집속 초음파 치료 장치(100)가 제 2 위상값을 산출하는 방식에 대해 설명하자면, 고강도 집속 초음파 치료 장치(100)는 리샘플링 데이터의 두 번째 주기의 데이터를 FFT하여 제 2 위상값을 산출할 수 있다. 즉, 고강도 집속 초음파 치료 장치(100)는 리샘플링 데이터에 포함된 첫 번째 주기와 두 번째 주기를 FFT하여 제 1 위상값과 제 2 위상값을 산출함으로써, 고강도 집속 초음파 치료 시 대상체의 특정 영역에 해당하는 생체 조직의 온도를 고속으로 측정할 수 있는 것이며, 이로 인해 대상체의 특정 영역에 대한 정확한 시술이 가능하도록 시술 위치 및 시술 정도를 확인할 수 있도록 하는 것이다.

고강도 집속 초음파 치료 장치(100)는 제 1 위상값과 제 2 위상값 간의 위상차가 발생하는 지의 여부를 확인한다(S420). 단계 S420의 확인 결과, 제 1 위상값과 제 2 위상값 간의 위상차가 발생하는 경우, 고강도 집속 초음파 치료 장치(100)는 발생한 위상차에 근거하여 주파수 변화량을 판별한다(S422). 고강도 집속 초음파 치료 장치(100)는 주파수 변화량에 근거하여 온도의 변화량을 판별한다(S424). 이후, 고강도 집속 초음파 치료 장치(100)는 변화된 온도가 기 설정된 목표 온도에 도달하는 지의 여부를 판별하고, 변화된 온도가 기 설정된 목표 온도에 도달한 경우, 고강도 집속 초음파 치료 장치(100)는 초음파 발생부(122)로 하여금 고강도 초음파의 송신이 중단되도록 하는 제어할 수 있다.

도 4에서는 단계 S410 내지 단계 S424를 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 이는 본 발명의 일 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명의 일 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 일 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 도 4에 기재된 순서를 변경하여 실행하거나 단계 S410 내지 단계 S424 중 하나 이상의 단계를 병렬적으로 실행하는 것으로 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이므로, 도 4는 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.

전술한 바와 같이 도 4에 기재된 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 변화 감지 방법은 프로그램으로 구현되고 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 기록될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 변화 감지 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록되고 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 이러한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수도 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예를 구현하기 위한 기능적인(Functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 일 실시예가 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 변화에 따른 온도 변화를 나타내기 위한 그래프이다.

도 5의 (A)는 진단용 초음파에 대한 초음파 에코 신호의 타임 도메인을 나타낸 그래프이다. 즉, 도 5의 (A)에 도시된 실선은 프리 컴프레스드(Precompressed)로서, 변화가 발생하기 전의 진단용 초음파에 대한 초음파 에코 신호의 타임 도메인을 나타낸다. 예컨대, 대상체의 특정 영역으로 고강도 초음파를 송신한 후 특정 영역의 변화를 감지하기 위해 진단용 초음파를 송신하게 되는데, 도 5의 (A)에 도시된 실선은 고강도 초음파를 송신한 직후 송신되는 신호를 말한다. 도 5의 (A)에 도시된 점선은 포스트 컴프레스드(Postcompressed)로서, 변화가 발생한 후의 진단용 초음파에 대한 초음파 에코 신호의 타임 도메인을 나타낸다. 예컨대, 대상체의 특정 영역으로 고강도 초음파를 송신한 후 특정 영역의 변화를 감지하기 위해 진단용 초음파를 송신하게 되는데, 고강도 초음파를 송신한 후 대상체의 특정 영역의 생체 조직에 변화가 발생하게 되므로, 도 5의 (B)에 도시된 점선과 같이 진단용 초음파에 대한 초음파 에코 신호에도 변화가 발생하게 되는데 이를 타임 도메인으로 나타낸 그래프이다.

도 5의 (B)는 진단용 초음파에 대한 초음파 에코 신호의 주파수 도메인을 나타낸 그래프이다. 즉, 도 5의 (B)에 도시된 실선은 변화가 발생하기 전의 진단용 초음파에 대한 초음파 에코 신호의 주파수 도메인을 나타낸다. 예컨대, 대상체의 특정 영역으로 고강도 초음파를 송신한 후 특정 영역의 변화를 감지하기 위해 진단용 초음파를 송신하게 되는데, 도 5의 (B)의 실선은 고강도 초음파를 송신한 직후 송신되는 신호를 말한다. 도 5의 (B)에 도시된 점선은 변화가 발생한 후의 진단용 초음파에 대한 초음파 에코 신호의 타임 도메인을 나타낸다. 예컨대, 대상체의 특정 영역으로 고강도 초음파를 송신한 후 특정 영역의 변화를 감지하기 위해 진단용 초음파를 송신하게 되는데, 고강도 초음파를 송신한 후 대상체의 특정 영역의 생체 조직에 변화가 발생하게 되므로, 도 5의 (B)에 도시된 점선과 같이 진단용 초음파에 대한 초음파 에코 신호에도 변화가 발생하게 되는데 이를 타임 도메인으로 나타낸 그래프이다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 리샘플링 데이터의 첫 번째 주기와 두 번째 주기를 나타낸 예시도이다.

고강도 집속 초음파 치료 장치(100)에서 펄스(Phase)를 이용한 주파수 변화량 계산 알고리즘에 대해 설명하자면, 고강도 집속 초음파 치료 장치(100)는 FFT 알고리즘을 이용하여 주파수의 진폭(Amplitude)를 계산할 때 결과 주파수의 정확도는 1/(컨버팅 데이터의 획득 시간) Hz가 된다. 만약, 7 MHz 송신(Tx) 파형의 주파수를 100 KHz의 정확도를 가지고 측정하기 위해서는 7 MHz 신호의 70 주기를 아날로그 디지털 컨버팅한 컨버팅 데이터를 수신하여 FFT를 실행해야 한다. 하지만, 초음파에서 현실적으로 70 주기의 신호를 받기는 힘들기 때문에 FFT를 이용하여 주파수를 측정할 수 있다. 즉, 본 실시예에서 제안하는 알고리즘은 측정하고자 하는 신호의 중심 주파수 신호의 2 주기 이상만 있으면 주파수를 측정할 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 첫 번째 주기의 데이터를 FFT하여 송신(Tx) 주파수의 위상을 측정하여 제 1 위상값을 생성하고, 두 번째 주기의 데이터를 FFT하여 송신(Tx) 주파수의 위상을 측정하여 제 2 위상값을 생성한다. 첫 번째 주기의 주파수를 계산하면 [수학식 2]와 같다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 고강도 집속 초음파 치료 장치
110: 사용자 입력부 120: 송수신부
122: 초음파 발생부 130: 저장부
140: 제어부 150: 신호 처리부
160: 영상 처리부 170: 디스플레이부

Claims

대상체의 특정 영역으로 고강도 초음파를 송신하는 초음파 발생부;
상기 대상체로 진단용 초음파를 송신하고 상기 대상체로부터 반사되는 초음파 에코 신호를 수신하여 수신 신호를 형성하도록 동작하는 송수신부;
상기 수신 신호를 저장하는 저장부; 및
상기 수신 신호에 근거하여 상기 대상체에 포함된 상기 특정 영역의 온도 변화가 감지되는지의 여부를 확인하고, 확인 결과 온도 변화가 감지되는 경우, 상기 변화된 온도가 기 설정된 목표 온도에 도달하는 지의 여부를 판별하고, 판별 결과에 근거하여 상기 초음파 발생부로 하여금 상기 고강도 초음파의 송신이 중단되도록 하는 제어부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 고강도 집속 초음파 치료 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 판별 결과에 근거하여 상기 변화된 온도가 상기 기 설정된 목표 온도에 도달하는 경우, 상기 초음파 발생부로 하여금 상기 고강도 초음파의 송신이 중단되도록 하는 것을 특징으로 하는 고강도 집속 초음파 치료 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 수신 신호를 AD 컨버팅(Analog-to-Digital)한 컨버팅 데이터를 생성하며, 상기 진단용 초음파와 상기 컨버팅 데이터에 근거하여 상기 컨버팅 데이터를 리샘플링(Resampling)한 리샘플링 데이터를 생성하는 리샘플링부; 및
상기 리샘플링 데이터에 포함된 첫 번째 주기를 이용한 제 1 위상값과 상기 리샘플링 데이터에 포함된 두 번째 주기를 이용한 제 2 위상값의 차를 이용한 주파수 변화량을 판별하고, 상기 주파수 변화량에 근거하여 상기 온도의 변화량을 판별하는 온도 변화 판별부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 고강도 집속 초음파 치료 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 리샘플링부는,
상기 컨버팅 데이터를 실수배로 보간(Interpolation)하여 상기 리샘플링 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 고강도 집속 초음파 치료 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 리샘플링부는,
상기 컨버팅 데이터의 주파수, 기 설정된 샘플링 주파수 및 기 설정된 샘플링 데이터의 개수 중 적어도 하나 이상의 정보를 이용하여 상기 컨버팅 데이터를 보간하는 것을 특징으로 하는 고강도 집속 초음파 치료 장치.
제 5 항에 있어서,
상기 기 설정된 샘플링 데이터의 개수는 2ⁿ개로 설정되는 것을 특징으로 하는 고강도 집속 초음파 치료 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 온도 변화 판별부는,
상기 리샘플링 데이터의 첫 번째 주기의 데이터를 FFT(Fast Fourier Transform)하여 상기 제 1 위상값을 생성하며, 상기 리샘플링 데이터의 두 번째 주기의 데이터를 상기 FFT하여 상기 제 2 위상값을 생성하는 것을 특징으로 하는 고강도 집속 초음파 치료 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 수신 신호에 기초하여 B-모드 영상이 형성되도록 하며, 상기 B-모드 영상이 구비된 디스플레이부를 통해 출력하도록 동작하는 영상 처리부
를 추가로 포함 것을 특징으로 하는 고강도 집속 초음파 치료 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 진단용 초음파는,
단주기 신호이되, 적어도 2 주기 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 고강도 집속 초음파 치료 장치.
고강도 집속 초음파 치료 장치에서 고강도 초음파를 제어하는 방법에 있어서,
대상체의 특정 영역으로 상기 고강도 초음파를 송신하는 초음파 발생 단계;
상기 대상체로 진단용 초음파를 송신하고 상기 대상체로부터 반사되는 초음파 에코 신호를 수신하여 수신 신호를 형성하도록 동작하는 송수신 단계;
상기 수신 신호를 저장하는 저장 단계; 및
상기 수신 신호에 근거하여 상기 대상체에 포함된 상기 특정 영역의 온도 변화가 감지되는지의 여부를 확인하고, 확인 결과 온도 변화가 감지되는 경우, 상기 변화된 온도가 기 설정된 목표 온도에 도달하는 지의 여부를 판별하고, 판별 결과에 근거하여 상기 초음파 발생부로 하여금 상기 고강도 초음파의 송신이 중단되도록 하는 제어 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 변화를 이용한 고강도 집속 초음파 제어 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 제어 단계는,
상기 판별 결과에 근거하여 상기 변화된 온도가 상기 기 설정된 목표 온도에 도달하는 경우, 상기 초음파 발생부로 하여금 상기 고강도 초음파의 송신이 중단되도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 변화를 이용한 고강도 집속 초음파 제어 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 제어 단계는,
상기 수신 신호를 AD 컨버팅(Analog-to-Digital)한 컨버팅 데이터를 생성하며, 상기 진단용 초음파와 상기 컨버팅 데이터에 근거하여 상기 컨버팅 데이터를 리샘플링(Resampling)한 리샘플링 데이터를 생성하는 리샘플링 단계; 및
상기 리샘플링 데이터에 포함된 첫 번째 주기를 이용한 제 1 위상값과 상기 리샘플링 데이터에 포함된 두 번째 주기를 이용한 제 2 위상값의 차를 이용한 주파수 변화량을 판별하고, 상기 주파수 변화량에 근거하여 상기 온도의 변화량을 판별하는 온도 변화 판별 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 변화를 이용한 고강도 집속 초음파 제어 방법.