KR20160022100A

KR20160022100A - 초음파 진단 장치 및 초음파 진단 방법

Info

Publication number: KR20160022100A
Application number: KR1020140107761A
Authority: KR
Inventors: 이광희; 유재흥
Original assignee: 삼성메디슨 주식회사
Priority date: 2014-08-19
Filing date: 2014-08-19
Publication date: 2016-02-29
Also published as: US20160051220A1; KR102372351B1

Abstract

대상체의 일부영역의 3차원 초음파 영상을 획득하는 영상획득부; 상기 3차원 초음파 영상에서 담즙관 영역 및 종양 후보영역을 결정하는 영역 결정부; 상기 담즙관 영역 및 상기 종양 후보영역의 형태를 소정의 패턴과 비교하여 상기 담즙관 영역의 절제패턴을 획득하는 절제패턴 획득부; 및 상기 담즙관 영역의 절제패턴을 포함하는 절제패턴영상을 화면에 표시하는 디스플레이부를 포함하는 초음파 진단 장치가 개시된다.

Description

초음파 진단 장치 및 초음파 진단 방법 {ULTRASOUND DIAGNOSIS APPARATUS AND ULTRASOUND DIAGNOSIS METHOD}

본 개시는 초음파 진단 장치 및 초음파 진단 방법에 관한 것이다.

초음파 진단 장치는 프로브(probe)의 트랜스듀서(transducer)로부터 생성되는 초음파 신호를 대상체로 조사하고, 대상체로부터 반사된 에코 신호의 정보를 수신하여 대상체 내부의 부위에 대한 영상을 얻는다. 특히, 초음파 진단 장치는 대상체 내부의 관찰, 이물질 검출, 및 상해 측정 등 의학적 목적으로 사용된다. 이러한 초음파 진단 장치는 X선을 이용하는 진단 장치에 비하여 안정성이 높고, 실시간으로 영상의 디스플레이가 가능하며, 방사능 피폭이 없어 안전하다는 장점이 있어서 다른 화상 진단 장치와 함께 널리 이용된다.

일부 실시예는 대상체의 일부영역의 3차원 초음파 영상을 획득하는 영상획득부; 상기 3차원 초음파 영상에서 담즙관 영역 및 종양 후보영역을 결정하는 영역 결정부; 상기 담즙관 영역 및 상기 종양 후보영역의 형태를 소정의 패턴과 비교하여 상기 담즙관 영역의 절제패턴을 획득하는 절제패턴 획득부; 및 상기 담즙관 영역의 절제패턴을 포함하는 절제패턴영상을 화면에 표시하는 디스플레이부를 포함하는 장치를 포함할 수 있다.

일부 실시예에서 상기 영역 결정부는 상기 3차원 초음파 영상에서 픽셀의 밝기값이 임계치 이하인 영역들을 소정의 형태와 비교하여 담낭 후보영역들로 결정하고, 상기 담낭 후보영역들 간의 크기를 비교하여 상기 담낭 후보영역들 중 가장 큰 영역을 담낭 영역으로서 결정할 수 있다.

일부 실시예에서 상기 영역 결정부는 상기 담낭 영역에 인접하고 픽셀의 밝기값이 임계치 이하인 영역들을 소정의 형태와 비교하여 담즙관 후보영역들로 결정하고, 상기 담즙관 후보영역들 간의 크기를 비교하여 상기 담즙관 후보영역들 중 가장 큰 영역을 상기 담즙관 영역으로서 결정할 수 있다.

일부 실시예에서 상기 영역 결정부는 상기 담즙관 영역의 도플러 신호 및 상기 담즙관 영역의 형태 중 적어도 하나에 기초하여 상기 종양 후보영역을 결정할 수 있다.

일부 실시예에서, 외부입력을 통하여 상기 화면에 표시된 상기 종양 후보영역이 수정되는 경우 상기 절제패턴 획득부는 상기 수정된 종양 후보영역에 기초하여 상기 절제패턴을 수정하고, 상기 디스플레이부는 상기 수정된 절제패턴을 상기 화면에 표시할 수 있다.

일부 실시예에서 상기 디스플레이부는 상기 담낭 영역, 담즙관 영역 및 종양 후보영역 중 적어도 하나를 포함하는 초음파영상을 상기 화면에 표시할 수 있다.

일부 실시예에서 상기 디스플레이부는 상기 초음파영상을 3차원으로 렌더링한 보조영상을 화면에 표시할 수 있다.

일부 실시예에서, 상기 디스플레이부는 상기 절제패턴영상, 상기 초음파영상, 및 상기 보조영상 중 적어도 하나를 화면에 표시할 수 있다.

일부 실시예에서 상기 디스플레이부는 상기 보조영상의 상기 담낭 영역, 상기 담즙관 영역 및 혈관을 각각 상이한 컬러로 표시할 수 있다.

일부 실시예에서 상기 디스플레이부는 상기 보조영상의 상기 종양 후보영역을 상기 담즙관 영역 상에 상이한 컬러로 중첩하여 표시할 수 있다.

일부 실시예에서 상기 디스플레이부는 상기 종양 후보영역을 적어도 하나의 종류(type)의 인디케이터(indicator)로 표시할 수 있다.

일부 실시예는 대상체의 일부영역의 3차원 초음파 영상을 획득하는 단계; 상기 3차원 초음파 영상에서 담즙관 영역 및 종양 후보영역을 결정하는 단계; 상기 담즙관 영역 및 상기 종양 후보영역의 형태를 소정의 패턴과 비교하여 상기 담즙관 영역의 절제패턴을 획득하는 단계; 및 상기 담즙관 영역의 절제패턴을 포함하는 절제패턴영상을 화면에 표시하는 단계를 포함하는 초음파 진단 방법을 포함할 수 있다.

본 발명은, 다음의 자세한 설명과 그에 수반되는 도면들의 결합으로 쉽게 이해될 수 있으며, 참조 번호(reference numerals)들은 구조적 구성요소(structural elements)를 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예와 관련된 초음파 진단 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 담즙관 종양의 종류를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 담낭 및 담즙관에 대한 CT영상, 렌더링 영상, 절제패턴영상을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본원의 일부 실시예를 설명하기 위한 블록도이다.
도 5는 본원의 일부 실시예에 따른 초음파 진단 방법 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6은 본원의 일부 실시예에 따른 초음파 진단 장치의 종양 도시화면을 나타낸다.
도 7은 본원의 일부 실시예에 따른 결정된 종양 후보영역에 따른 절제패턴을 도시하는 화면을 나타낸다.
도 8은 본원의 일부 실시예에 따른 초음파 영상, 보조영상, 절제패턴영상을 하나의 화면에 도시하는 것을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.

명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

명세서 전체에서 "초음파 영상"이란 초음파를 이용하여 획득된 대상체(object)에 대한 영상을 의미한다. 또한, 대상체는 사람 또는 동물, 또는 사람 또는 동물의 일부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 대상체는 간, 심장, 자궁, 뇌, 유방, 복부 등의 장기, 또는 혈관을 포함할 수 있다. 또한, 대상체는 팬텀(phantom)을 포함할 수도 있으며, 팬텀은 생물의 밀도와 실효 원자 번호에 아주 근사한 부피를 갖는 물질을 의미할 수 있다.

또한, 명세서 전체에서 "사용자"는 의료 전문가로서 의사, 간호사, 임상 병리사, 의료 영상 전문가 등이 될 수 있으며, 의료 장치를 수리하는 기술자가 될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예 들을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예와 관련된 초음파 진단 장치(1000)의 구성을 도시한 블록도이다. 일 실시 예에 의한 초음파 진단 장치(1000)는 프로브(20), 초음파 송수신부(100), 영상 처리부(200), 통신부(300), 메모리(400), 입력 디바이스(500), 및 제어부(600)를 포함할 수 있으며, 상술한 여러 구성들은 버스(700)를 통해 서로 연결될 수 있다.

초음파 진단 장치(1000)는 카트형뿐만 아니라 휴대형으로도 구현될 수 있다. 휴대형 초음파 진단 장치의 예로는 팩스 뷰어(PACS viewer), 스마트 폰(smart phone), 랩탑 컴퓨터, PDA, 태블릿 PC 등이 있을 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

프로브(20)는, 초음파 송수신부(100)로부터 인가된 구동 신호(driving signal)에 따라 대상체(10)로 초음파 신호를 송출하고, 대상체(10)로부터 반사된 에코 신호를 수신한다. 프로브(20)는 복수의 트랜스듀서를 포함하며, 복수의 트랜스듀서는 전달되는 전기적 신호에 따라 진동하며 음향 에너지인 초음파를 발생시킨다. 또한, 프로브(20)는 초음파 진단 장치(1000)의 본체와 유선 또는 무선으로 연결될 수 있으며, 초음파 진단 장치(1000)는 구현 형태에 따라 복수 개의 프로브(20)를 구비할 수 있다.

송신부(110)는 프로브(20)에 구동 신호를 공급하며, 펄스 생성부(112), 송신 지연부(114), 및 펄서(116)를 포함한다. 펄스 생성부(112)는 소정의 펄스 반복 주파수(PRF, Pulse Repetition Frequency)에 따른 송신 초음파를 형성하기 위한 펄스(pulse)를 생성하며, 송신 지연부(114)는 송신 지향성(transmission directionality)을 결정하기 위한 지연 시간(delay time)을 펄스에 적용한다. 지연 시간이 적용된 각각의 펄스는, 프로브(20)에 포함된 복수의 압전 진동자(piezoelectric vibrators)에 각각 대응된다. 펄서(116)는, 지연 시간이 적용된 각각의 펄스에 대응하는 타이밍(timing)으로, 프로브(20)에 구동 신호(또는, 구동 펄스(driving pulse))를 인가한다.

수신부(120)는 프로브(20)로부터 수신되는 에코 신호를 처리하여 초음파 데이터를 생성하며, 증폭기(122), ADC(아날로그 디지털 컨버터, Analog Digital converter)(124), 수신 지연부(126), 및 합산부(128)를 포함할 수 있다. 증폭기(122)는 에코 신호를 각 채널(channel) 마다 증폭하며, ADC(124)는 증폭된 에코 신호를 아날로그-디지털 변환한다. 수신 지연부(126)는 수신 지향성(reception directionality)을 결정하기 위한 지연 시간을 디지털 변환된 에코 신호에 적용하고, 합산부(128)는 수신 지연부(166)에 의해 처리된 에코 신호를 합산함으로써 초음파 데이터를 생성한다. 한편, 수신부(120)는 그 구현 형태에 따라 증폭기(122)를 포함하지 않을 수도 있다. 즉, 프로브(20)의 감도가 향상되거나 ADC(124)의 처리 비트(bit) 수가 향상되는 경우, 증폭기(122)는 생략될 수도 있다.

영상 처리부(200)는 초음파 송수신부(100)에서 생성된 초음파 데이터에 대한 주사 변환(scan conversion) 과정을 통해 초음파 영상을 생성하고 디스플레이한다. 한편, 초음파 영상은 A 모드(amplitude mode), B 모드(brightness mode) 및 M 모드(motion mode)에서 대상체를 스캔하여 획득된 그레이 스케일(gray scale)의 영상뿐만 아니라, 도플러 효과(doppler effect)를 이용하여 움직이는 대상체를 표현하는 도플러 영상을 포함할 수도 있다. 도플러 영상은, 혈액의 흐름을 나타내는 혈류 도플러 영상 (또는, 컬러 도플러 영상으로도 불림), 조직의 움직임을 나타내는 티슈 도플러 영상, 및 대상체의 이동 속도를 파형으로 표시하는 스펙트럴 도플러 영상을 포함할 수 있다.

B 모드 처리부(212)는, 초음파 데이터로부터 B 모드 성분을 추출하여 처리한다. 영상 생성부(220)는, B 모드 처리부(212)에 의해 추출된 B 모드 성분에 기초하여 신호의 강도가 휘도(brightness)로 표현되는 초음파 영상을 생성할 수 있다.

마찬가지로, 도플러 처리부(214)는, 초음파 데이터로부터 도플러 성분을 추출하고, 영상 생성부(220)는 추출된 도플러 성분에 기초하여 대상체의 움직임을 컬러 또는 파형으로 표현하는 도플러 영상을 생성할 수 있다.

일 실시 예에 의한 영상 생성부(220)는, 영상 데이터에 대한 영상 렌더링 과정을 거쳐 3차원 초음파 영상을 생성할 수 있으며, 압력에 따른 대상체(10)의 변형 정도를 영상화한 탄성 영상을 생성할 수도 있다. 나아가, 영상 생성부(220)는 초음파 영상 상에 여러 가지 부가 정보를 텍스트, 그래픽으로 표현할 수도 있다. 한편, 생성된 초음파 영상은 메모리(400)에 저장될 수 있다.

디스플레이부(230)는 생성된 초음파 영상을 표시 출력한다. 디스플레이부(230)는, 초음파 영상뿐 아니라 초음파 진단 장치(1000)에서 처리되는 다양한 정보를 GUI(Graphic User Interface)를 통해 화면 상에 표시 출력할 수 있다. 한편, 초음파 진단 장치(1000)는 구현 형태에 따라 둘 이상의 디스플레이부(230)를 포함할 수 있다.

통신부(300)는, 유선 또는 무선으로 네트워크(30)와 연결되어 외부 디바이스나 서버와 통신한다. 통신부(300)는 의료 영상 정보 시스템(PACS, Picture Archiving and Communication System)을 통해 연결된 병원 서버나 병원 내의 다른 의료 장치와 데이터를 주고 받을 수 있다. 또한, 통신부(300)는 의료용 디지털 영상 및 통신(DICOM, Digital Imaging and Communications in Medicine) 표준에 따라 데이터 통신할 수 있다.

통신부(300)는 네트워크(30)를 통해 대상체(10)의 초음파 영상, 초음파 데이터, 도플러 데이터 등 대상체의 진단과 관련된 데이터를 송수신할 수 있으며, CT, MRI, X-ray 등 다른 의료 장치에서 촬영한 의료 영상 또한 송수신할 수 있다. 나아가, 통신부(300)는 서버로부터 환자의 진단 이력이나 치료 일정 등에 관한 정보를 수신하여 대상체(10)의 진단에 활용할 수도 있다. 나아가, 통신부(300)는 병원 내의 서버나 의료 장치뿐만 아니라, 의사나 환자의 휴대용 단말과 데이터 통신을 수행할 수도 있다.

통신부(300)는 유선 또는 무선으로 네트워크(30)와 연결되어 서버(32), 의료 장치(34), 또는 휴대용 단말(36)과 데이터를 주고 받을 수 있다. 통신부(300)는 외부 디바이스와 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 구성 요소를 포함할 수 있으며, 예를 들어 근거리 통신 모듈(310), 유선 통신 모듈(320), 및 이동 통신 모듈(330)을 포함할 수 있다.

근거리 통신 모듈(310)은 소정 거리 이내의 근거리 통신을 위한 모듈을 의미한다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 근거리 통신 기술에는 무선 랜(Wireless LAN), 와이파이(Wi-Fi), 블루투스, 지그비(zigbee), WFD(Wi-Fi Direct), UWB(ultra wideband), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), BLE (Bluetooth Low Energy), NFC(Near Field Communication) 등이 있을 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

유선 통신 모듈(320)은 전기적 신호 또는 광 신호를 이용한 통신을 위한 모듈을 의미하며, 일 실시 예에 의한 유선 통신 기술에는 페어 케이블(pair cable), 동축 케이블, 광섬유 케이블, 이더넷(ethernet) 케이블 등이 포함될 수 있다.

이동 통신 모듈(330)은, 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신한다. 여기에서, 무선 신호는, 음성 호 신호, 화상 통화 호 신호 또는 문자/멀티미디어 메시지 송수신에 따른 다양한 형태의 데이터를 포함할 수 있다.

메모리(400)는 초음파 진단 장치(1000)에서 처리되는 여러 가지 정보를 저장한다. 예를 들어, 메모리(400)는 입/출력되는 초음파 데이터, 초음파 영상 등 대상체의 진단에 관련된 의료 데이터를 저장할 수 있고, 초음파 진단 장치(1000) 내에서 수행되는 알고리즘이나 프로그램을 저장할 수도 있다.

메모리(400)는 플래시 메모리, 하드디스크, EEPROM 등 여러 가지 종류의 저장매체로 구현될 수 있다. 또한, 초음파 진단 장치(1000)는 웹 상에서 메모리(400)의 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage) 또는 클라우드 서버를 운영할 수도 있다.

입력 디바이스(500)는, 사용자로부터 초음파 진단 장치(1000)를 제어하기 위한 데이터를 입력받는 수단을 의미한다. 입력 디바이스(500)는 키 패드, 마우스, 터치 패널, 터치 스크린, 트랙볼, 조그 스위치 등 하드웨어 구성을 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 심전도 측정 모듈, 호흡 측정 모듈, 음성 인식 센서, 제스쳐 인식 센서, 지문 인식 센서, 홍채 인식 센서, 깊이 센서, 거리 센서 등 다양한 입력 수단을 더 포함할 수 있다.

제어부(600)는 초음파 진단 장치(1000)의 동작을 전반적으로 제어한다. 즉, 제어부(600)는 도 1에 도시된 프로브(20), 초음파 송수신부(100), 영상 처리부(200), 통신부(300), 메모리(400), 및 입력 디바이스(500) 간의 동작을 제어할 수 있다.

프로브(20), 초음파 송수신부(100), 영상 처리부(200), 통신부(300), 메모리(400), 입력 디바이스(500) 및 제어부(600) 중 일부 또는 전부는 소프트웨어 모듈에 의해 동작할 수 있으나 이에 제한되지 않으며, 상술한 구성 중 일부가 하드웨어에 의해 동작할 수도 있다. 또한, 초음파 송수신부(100), 영상 처리부(200), 및 통신부(300) 중 적어도 일부는 제어부(600)에 포함될 수 있으나, 이러한 구현 형태에 제한되지는 않는다.

도 2는 담즙관 종양의 형태를 설명하기 위한 도면이다. 담낭(211)은 간(210)에서 만들어진 쓸개즙을 농축, 저장하는 가지 모양의 주머니로서, 담낭(211)의 쓸개즙을 담즙관(212)을 통하여 십이지장으로 분비하여 지방의 소화를 돕는다. 담즙관(212)에 종양이 생기는 경우 담즙관(212)이 폐쇄되므로 이를 해소하기 위해 절제수술을 시행할 수 있다. 절제수술을 시행하기 위해 종양의 형태를 파악하는 것이 중요한데, 종양의 형태는 크게 다섯가지 종류로 나눌 수 있다. 즉, 종양의 형태는 타입I(221), 타입II(222), 타입IIIA(223), 타입IIIB(224), 타입IV(225)로 구분된다. 종양의 형태를 파악하는 것이 담즙관(212)의 절제패턴을 결정하는 것에 있어서 중요한 역할을 한다.

도 2를 참조하면, 종양 타입 I(221)은 종양이 우측 간관 및 좌측 간관의 합류점 레벨 아래인 공통의 간관(hepatic duct)에 한정된다. 종양 타입 II(222)는 우측 간관 및 좌측간관의 합류점을 포함한다. 종양 타입 IIIa(223)는 종양이 타입II(222)에 더하여 우측 간관의 분기점까지 확장된다. 종양 타입IIIb(224)는 종양이 타입II(222)에 더하여 좌측 간관의 분기점까지 확장된다. 종양 타입 IV(225)는 종양이 우측 간관의 분기점 및 좌측 간관의 분기점 모두에 확장되어 있다.

도 3은 담낭 및 담즙관에 대한 CT영상(310), 렌더링 영상(320), 절제패턴영상(330)을 설명하기 위한 도면이다.

기존발명에서는 이와 같이 종양의 분포를 확인하기 위하여 담즙관의 CT영상(310)을 촬영하고 이를 이용하여 의사가 직접 종양의 타입을 결정하고, 이에 따른 종양의 제거를 위한 절제패턴을 결정하였다.

예를 들어, CT 영상들(310)은 담즙관을 CT로 촬영하여 나열한 것이다. 사용자는 이러한 CT영상들(310)을 보고 종양의 위치를 직접 결정해야 하는데, 시간이 오래 걸리는 CT를 촬영해야 하고, 사용자에 따라 판단이 달라질 수 있는 불편이 있었다.

본 발명의 일부 실시예는 이러한 불편을 해소하기 위해, 초음파로 대상체를 촬영하여 실시간으로 3차원 렌더링된 영상들(321 내지 325)로 변환하고, 이에 기초하여 종양의 제거를 위한 절제패턴(331 내지 335)을 장치가 자동으로 결정하게 할 수 있다.

도 3에 도시된, 3D 렌더링 영상들(321 내지 323)은 CT 영상들(310)을 3차원 렌더링하여 표시한 영상의 예시이다. 3차원 렌더링 영상(321 내지 325)을 통하여 종양의 위치를 명확하게 확인할 수 있다.

비록 본원의 초음파 진단 장치는 초음파 영상을 이용하여 3차원 렌더링 된 영상을 생성하지만, 참조를 위해 CT영상들(310)이 도시되었다.

절제패턴영상(330)은 종양의 현재 단계에 따른 바람직한 절제패턴(331 내지 335)을 도시한다. 예를 들어, 종양이 종양 타입I에 해당한다면 절제패턴 1(321)가 현재 종양의 제거를 위해 선택되고, 종양 타입II는 절제패턴 2(322)에, 종양 타입IIIa은 절제패턴 3a(323)에, 종양 타입IIIb는 절제패턴 3b(324), 종양 타입IV는 절제패턴 4(325)에 마찬가지로 선택될 수 있다.

구체적인 절제패턴의 결정방법에 대하여는 도 4 및 도 5를 참조하여 구체적으로 설명된다.

도 4는 본원의 일부 실시예에 따른 초음파 진단 장치를 설명하기 위한 블록도이다.

도 4를 참조하면, 본원의 일부 실시예의 초음파 진단 장치(400)는 영상획득부(410), 영역 결정부(420), 절제패턴 획득부(430), 디스플레이부(440)를 포함한다. 비록, 도 4에서 영상획득부(410), 영역 결정부(420), 절제패턴 획득부(430)가 각각 구분되어 도시되었지만, 이에 제한되지 않고 하나의 프로세서에 의하여 구현될 수도 있다.

영상획득부(410)는 대상체의 일부영역의 3차원 초음파 영상을 획득한다. 영역 결정부(420)는 3차원 초음파 영상에서 담즙관 영역 및 종양 후보영역을 결정한다. 절제패턴 획득부(430)는 담즙관 영역 및 종양 후보영역의 형태를 소정의 패턴과 비교하여 담즙관 영역의 절제패턴을 획득한다. 디스플레이부(440)는 결제패턴 획득부에 의해 획득된 담즙관 영역의 절제패턴을 화면에 표시한다.

대상체는 사람이나 동물이 될 수 있고, 대상체의 일부영역은 사람이나 동물의의 해부학적 부위, 예를 들어 담낭이나 담즙관 등을 의미할 수 있다. 또한, 대상체는 담낭 및 담즙관을 포함하는 영역일 수 있다. 본 명세서에서 담낭 영역은 장치에 의해 획득된 3차원 초음파 영상에서 담낭으로 결정되거나 레이블링된 영역일 수 있다. 또한, 담즙관 영역도 3차원 초음파 영상에서 담즙관으로 결정되거나 레이블링된 영역일 수 있다. 종양 후보영역은 3차원 초음파 영상에서 장치에 의해 종양으로 결정되거나 레이블링된 영역일 수 있다. 본 명세서에서 레이블링이란 동일한 영역에 속하는 인접한 픽셀들에 같은 라벨(label)을 붙이고, 다른 영역에 속하는 인접한 픽셀들에 다른 라벨을 붙이는 것을 의미할 수 있다. 또한, 영역이 레이블링 되었다는 의미는 영상의 픽셀의 집합인 영역이 장치에서 특정 해부학적 부위로서 지정되었다는 의미일 수 있다.

도 5는 본원의 일부 실시예에 따른 초음파 진단 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 단계 510에서, 초음파 진단 장치(400)는 대상체의 3차원 초음파 영상을 획득한다.

단계 520에서, 초음파 진단 장치(400)는 담즙관 영역을 결정한다.

담즙관 영역을 결정하기 위해, 초음파 진단 장치(400)는 우선 획득된 3차원 초음파 영상에서 담낭 영역을 결정할 수 있다. 담낭 영역을 결정하기 위해 장치는, 3차원 초음파 영상에서 복수개의 어두운 영역을 검출할 수 있다. 예를 들어 픽셀의 밝기값이 소정의 임계값보다 어두운 픽셀들의 집합을 검출할 수 있다, 검출된 픽셀들의 집합에서 가장 크고 원형인 형태가 담낭 영역으로 결정될 수 있다. 구체적으로 초음파 진단 장치(400)는 검출된 픽셀들의 집합들을 소정의 패턴과 비교하여, 예를 들어 원형에 가까운 소정의 패턴과 비교하여 후보 담낭영역들을 획득할 수 있다. 이후에, 후보 담낭 영역들 중 가장 큰 영역을 담낭 영역으로 결정할 수 있다. 이러한 결정 방법은 예시일 뿐, 이에 한정되지 않고, 일부 실시예에 따른 장치는 담낭과 형태가 유사한 영역을 여러가지 방법을 이용하여 담낭 영역으로 결정할 수 있다. 예를 들어, 장치는 기계학습 방법에 의한 알고리즘으로 담낭 영역을 결정할 수도 있다. 결정된 담낭 영역은 3차원 초음파 영상에서 담낭 영역으로 레이블링(labeling)될 수 있다.

담낭 영역을 결정한 후에, 초음파 진단 장치(400)는 담낭 영역에 인접한 소정의 임계값보다 어두운 픽셀들의 집합을 검출하고, 검출된 픽셀들의 집합에서 관형태를 갖는 가장 큰 영역을 담즙관 영역으로 결정할 수 있다. 관형태를 갖는 가장 큰 영역을 검출하는 방법은 소정의 패턴과 비교하여 관형태를 골라내어 그중 가장 큰 영역을 검출하는 방법일 수 있고, 기계학습 알고리즘을 이용하여 담즙관 영역의 형태에 가장 근접한 영역을 검출하여 담즙관 영역으로 결정하는 방법일 수 있다. 나아가 결정된 담즙관 영역은 담즙관 영역으로 레이블링될 수 있다.

단계 530에서, 초음파 진단 장치(400)는 종양 후보영역을 결정한다. 종양 후보영역은 담즙관 영역을 기초로 검출되는데, 담즙관 영역의 도플러 신호 및 담즙관 영역의 형태 중 적어도 하나에 기초하여 결정될 수 있다.

담즙관 영역에 종양이 없다면 도플러 신호가 발생하지 않는데, 종양이 있는 경우 담즙관 영역에서 도플러 신호가 검출된다. 종양의 형태에 따라 도플러 신호가 강한 선으로서 나타날 수 있고, 약한 선으로서 여러 개가 나타날 수 있다. 이러한 도플러 신호를 이용하여 종양 후보역역을 결정할 수 있다.

또한 종양의 형태에 따라, 담즙관의 형태가 달라질 수 있는데, 예를 들어 담즙관의 단면의 형태가 찌그러진 경우 종양이 있다고 추측할 수 있다.

따라서, 초음파 진단 장치(400)는 종양후보 영역을 담즙관 영역의 도플러 신호나 담즙관의 단면의 형태를 고려하여 소정의 패턴과 비교하여 결정할 수 있다. 또한, 도플러 신호의 세기, 유무, 단면의 형태에 기초한 종양 가능성 점수를 더하여 비교하는 등의 방법으로 종양 후보영역을 결정할 수 있다.

단계 540에서, 결정된 담즙관 영역 및 결정된 종양의 후보영역의 형태를 소정의 패턴과 비교하여 담즙관 영역의 절제패턴을 획득할 수 있다. 담즙관 영역의 절제패턴은 도 3에 도시된 절제패턴들(310)에 대응될 수 있다.

구체적으로, 초음파 진단 장치(400)는 결정된 담즙관 영역 및 결정된 종양의 후보영역의 형태를 도 3에 도시된 종양 타입들(320)과 비교하여 가장 유사한 패턴을 탐색한다. 예를 들어 가장 유사한 형태가 종양 타입 I(321)이라고 결정되면 담즙관의 절제형태는 절제패턴 I(311)로 결정될 수 있다.

단계 550에서, 초음파 진단 장치(400) 는 결정된 절제패턴을 포함하는 절제패턴 영상을 화면에 표시한다. 절제패턴 영상은 도 3에 도시된 절제패턴들(331-335) 중 하나에 대응될 수 있다.

도 6은 본원의 일부 실시예에 따른 초음파 진단 장치(400)의 종양 도시화면을 나타낸다.

도 6을 참조하면, 담즙관 영역의 초음파 영상(620)과 담즙관 영역을 3차원 렌더링한 영상(610)이 도시된다. 초음파 진단 장치(400)는 담즙관 영역의 3차원 초음파 영상(620)을 이용하여 담즙관 영역의 3차원 렌더링된 영상(610)을 획득할 수 있다. 초음파 영상의 종양 후보영역(621)은 담즙관 영역을 3차원 렌더링한 영상의 종양 후보영역(611)에 대응될 수 있다.

도 7은 일부 실시예에 따른, 결정된 종양 후보영역(711)에 따른 절제패턴(720)을 도시하는 화면을 나타낸다.

담즙관 영역의 3차원 초음파 영상(710)은 종양 후보영역(711)을 포함할 수 있다. 종양 후보영역(711)의 형태에 따라, 절제패턴이 결정될 수 있는데, 결정된 절제패턴은 화면에서 결정된 절제패턴 I(721) 및 결정된 절제패턴 II(722)와 같이 나타날 수 있다.

절제패턴영상(720)에서 결정된 절제패턴이 단 두개만 도시되었지만, 종양의 형태에 따라 하나의 절제패턴만이 결정되어 도시될 수도 있다. 다른 실시예에 따르면, 세개나 네개의 절제패턴이 결정되어 도시될 수 있다. 여러 개의 절제패턴이 결정되는 경우 바람직한 절제패턴의 순서를 나타내어 줄 수도 있다(미도시). 예를 들어, 가장 바람직한 절제패턴에 "1순위 절제패턴", 그 다음 바람직한 절제패턴에 "2순위 절제패턴"이라고 도시하여 사용자의 식별의 편의성을 도모할 수 있다.

도 8은 본원의 일부 실시예에 따른 초음파 영상(810), 보조영상(820), 절제패턴영상(830)을 하나의 화면(800)에 도시하는 것을 설명하기 위한 도면이다.

보조영상(820)은 초음파 영상(810)을 3차원 렌더링한 영상일 수 있다.

일부 실시예에 따르면, 초음파 영상(810)은 화면(800)의 좌측 상단에 도시되고, 보조영상(820)은 화면(800)의 좌측 하단에 도시될 수 있다. 또한, 종양 후보영역에 기초하여 결정된 절제패턴 영상(830)은 화면(800)의 우측에 도시될 수 있다. 이러한 레이아웃은 예시일 뿐이며, 제한되지 않는다.

디스플레이부(404)는 보조영상(820)의 담낭 영역, 담즙관 영역의 컬러를 상이하게 표시할 수 있고, 또한, 담낭 영역이나 담즙관 영역 주위의 혈관들의 컬러도 상이하게 표시할 수 있다. 또한, 디스플레이부(404)는 종양 후보영역을 여러 종류의 인디게이터로 표시할 수 있다. 도 7의 화살표 또는 도 6, 7, 8의 원형 점선은 인디게이터의 한 종류이다. 종양 후보영역에 대한 인디게이터는, 색상, 도형 등 다양한 방법으로 표시될 수 있다. 또한, 보조영상(820)의 종양 후보영역은 보조영상의 담즙관 영역 상에서 상이한 컬러로 중첩하여 표시될 수 있다. 예를 들어, 담즙관 영역이 노란색으로 표시되었다면 종양 후보영역은 빨간색으로 표시되어 담즙관 영역 위에 위치할 수 있다.

사용자가 초음파 영상의 종양 후보영역(811)이나 보조영상(820)의 종양 후보영역(821)을 수정하면, 초음파 진단 장치(400)는 절제패턴영상(830)을 수정하여 수정된 절제패턴영상(840)을 도시할 수 있다. 예를 들어, 기존 종양 후보영역에 따라 결정된 절제패턴으로서 절제패턴영상I(831)과 절제패턴영상II(832)가 도시되었다면, 수정된 종양 후보영역에 따른 절제패턴 영상IIIa(미도시)만이 도시될 수 있다.

즉, 사용자는 초음파 진단 장치(400)가 자동으로 결정한 종양 후보영역을 검토하고, 올바르지 못한 부분이 있다고 판단하면 이를 수정하여, 적절한 절제패턴영상을 획득할 수 있다.

본원 발명의 실시 예 들과 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 개시된 방법들은 한정적인 관점이 아닌 설명적 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 발명의 상세한 설명이 아닌 특허청구 범위에 나타나며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims

대상체의 일부영역의 3차원 초음파 영상을 획득하는 영상획득부;
상기 3차원 초음파 영상에서 담즙관 영역 및 종양 후보영역을 결정하는 영역 결정부;
상기 담즙관 영역 및 상기 종양 후보영역의 형태를 소정의 패턴과 비교하여 상기 담즙관 영역의 절제패턴을 획득하는 절제패턴 획득부; 및
상기 담즙관 영역의 절제패턴을 포함하는 절제패턴영상을 화면에 표시하는 디스플레이부를 포함하는, 장치.
제1항에 있어서, 상기 영역 결정부는
상기 3차원 초음파 영상에서 픽셀의 밝기값이 임계치 이하인 영역들을 소정의 형태와 비교하여 담낭 후보영역들로 결정하고, 상기 담낭 후보영역들 간의 크기를 비교하여 상기 담낭 후보영역들 중 가장 큰 영역을 담낭 영역으로서 결정하는, 초음파 진단 장치.
제2항에 있어서, 상기 영역 결정부는
상기 담낭 영역에 인접하고 픽셀의 밝기값이 임계치 이하인 영역들을 소정의 형태와 비교하여 담즙관 후보영역들로 결정하고, 상기 담즙관 후보영역들 간의 크기를 비교하여 상기 담즙관 후보영역들 중 가장 큰 영역을 상기 담즙관 영역으로서 결정하는, 초음파 진단 장치.
제1항에 있어서, 상기 영역 결정부는
상기 담즙관 영역의 도플러 신호 및 상기 담즙관 영역의 형태 중 적어도 하나에 기초하여 상기 종양 후보영역을 결정하는, 초음파 진단 장치.
제1항에 있어서, 외부입력을 통하여 상기 화면에 표시된 상기 종양 후보영역이 수정되는 경우,
상기 절제패턴 획득부는 상기 수정된 종양 후보영역에 기초하여 상기 절제패턴을 수정하고, 상기 디스플레이부는 상기 수정된 절제패턴을 상기 화면에 표시하는, 초음파 진단 장치.
제2항에 있어서, 상기 디스플레이부는
상기 담낭 영역, 담즙관 영역 및 종양 후보영역 중 적어도 하나를 포함하는 초음파영상을 상기 화면에 표시하는, 초음파 진단 장치.
제6항에 있어서, 상기 디스플레이부는
상기 초음파영상을 3차원으로 렌더링한 보조영상을 화면에 표시하는, 초음파 진단 장치.
제7항에 있어서, 상기 디스플레이부는
상기 절제패턴영상, 상기 초음파영상, 및 상기 보조영상 중 적어도 하나를 화면에 표시하는, 초음파 진단 장치.
제7항에 있어서, 상기 디스플레이부는
상기 보조영상의 상기 담낭 영역, 상기 담즙관 영역 및 혈관을 각각 상이한 컬러로 표시하는, 초음파 진단 장치.
제7항에 있어서, 상기 디스플레이부는
상기 보조영상의 상기 종양 후보영역을 상기 담즙관 영역 상에 상이한 컬러로 중첩하여 표시하는, 초음파 진단 장치.
제1항에 있어서, 상기 디스플레이부는
상기 종양 후보영역을 적어도 하나의 종류(type)의 인디케이터(indicator)로 표시하는, 초음파 진단 장치.
대상체의 일부영역의 3차원 초음파 영상을 획득하는 단계;
상기 3차원 초음파 영상에서 담즙관 영역 및 종양 후보영역을 결정하는 단계;
상기 담즙관 영역 및 상기 종양 후보영역의 형태를 소정의 패턴과 비교하여 상기 담즙관 영역의 절제패턴을 획득하는 단계; 및
상기 담즙관 영역의 절제패턴을 포함하는 절제패턴영상을 화면에 표시하는 단계를 포함하는, 초음파 진단 방법.
제12항에 있어서, 상기 담즙관 영역 및 종양 후보영역을 결정하는 단계는,
상기 3차원 초음파 영상에서 픽셀의 밝기값이 임계치 이하인 영역들을 소정의 형태와 비교하여 담낭 후보영역들로 결정하고, 상기 담낭 후보영역들 간의 크기를 비교하여 상기 담낭 후보영역들 중 가장 큰 영역을 담낭 영역으로서 결정하는 단계를 포함하는, 초음파 진단 방법.
제13항에 있어서, 상기 담즙관 영역 및 종양 후보영역을 결정하는 단계는
상기 담낭 영역에 인접하고 픽셀의 밝기값이 임계치 이하인 영역들을 소정의 형태와 비교하여 담즙관 후보영역들로 결정하고, 상기 담즙관 후보영역들 간의 크기를 비교하여 상기 담즙관 후보영역들 중 가장 큰 영역을 상기 담즙관 영역으로서 결정하는 단계를 포함하는, 초음파 진단 방법.
제12항에 있어서, 상기 담즙관 영역 및 종양 후보영역을 결정하는 단계는
상기 담즙관 영역의 도플러 신호 및 상기 담즙관 영역의 형태 중 적어도 하나에 기초하여 상기 종양 후보영역을 결정하는, 초음파 진단 방법.
제12항에 있어서, 외부입력을 통하여 상기 화면에 표시된 상기 종양 후보영역이 수정되는 경우,
상기 수정된 종양 후보영역에 기초하여 상기 절제패턴을 수정하고, 상기 수정된 절제패턴을 상기 화면에 표시하는, 초음파 진단 방법.
제13항에 있어서, 상기 담즙관 영역의 절제패턴을 포함하는 절제패턴영상을 화면에 표시하는 단계는
상기 담낭 영역, 담즙관 영역 및 종양 후보영역 중 적어도 하나를 포함하는 초음파영상을 상기 화면에 표시하는 단계를 포함하는, 초음파 진단 방법.
제17항에 있어서, 상기 담즙관 영역의 절제패턴을 포함하는 절제패턴영상을 화면에 표시하는 단계는
상기 초음파영상을 3차원으로 렌더링한 보조영상을 화면에 표시하는 단게를 포함하는, 초음파 진단 방법.
제18항에 있어서, 상기 담즙관 영역의 절제패턴을 포함하는 절제패턴영상을 화면에 표시하는 단계는
상기 절제패턴영상, 상기 초음파영상, 및 상기 보조영상 중 적어도 하나를 화면에 표시하는 단계를 포함하는, 초음파 진단 방법.
제18항에 있어서, 상기 담즙관 영역의 절제패턴을 포함하는 절제패턴영상을 화면에 표시하는 단계는
상기 보조영상의 상기 담낭 영역, 상기 담즙관 영역 및 혈관을 각각 상이한 컬러로 표시하는 단계를 포함하는, 초음파 진단 방법.
제18항에 있어서, 상기 담즙관 영역의 절제패턴을 포함하는 절제패턴영상을 화면에 표시하는 단계는
상기 보조영상의 상기 종양 후보영역을 상기 담즙관 영역 상에 상이한 컬러로 중첩하여 표시하는 단계를 포함하는, 초음파 진단 방법.
제12항에 있어서, 상기 담즙관 영역의 절제패턴을 포함하는 절제패턴영상을 화면에 표시하는 단계는
상기 종양 후보영역을 적어도 하나의 종류(type)의 인디케이터(indicator)로 표시하는 단계를 포함하는, 초음파 진단 방법.
제 12 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항의 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 저장한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.