KR100978477B1

KR100978477B1 - Ultrasound system and method for forming ultrasound image using doppler mode image

Info

Publication number: KR100978477B1
Application number: KR1020090018241A
Authority: KR
Inventors: 박상현; 김철안
Original assignee: 주식회사 메디슨
Priority date: 2009-03-04
Filing date: 2009-03-04
Publication date: 2010-08-30

Abstract

ECG(electrocardiogram) 신호를 이용하지 않고 도플러 모드(D 모드) 영상(Doppler mode image)에서 사전 설정된 패턴이 검출될 때마다 초음파 영상을 형성하는 초음파 시스템 및 방법이 개시된다. 이 시스템 및 방법은, 실시간으로 제공되는 제1 초음파 영상을 분석하여, 제1 초음파 영상에서 사전 설정된 패턴이 검출될 때마다 제2 초음파 영상을 얻기 위한 제2 초음파 신호의 송수신을 제어하는 제어신호를 형성하고, 제어신호에 따라 초음파 신호를 대상체에 송신하고 대상체로부터 반사되는 초음파 에코신호를 수신하여 초음파 데이터를 획득하며, 초음파 데이터를 이용하여 제2 초음파 영상을 형성한다.An ultrasound system and method are disclosed for forming an ultrasound image whenever a predetermined pattern is detected in a Doppler mode image without using an electrocardiogram (ECG) signal. The system and method analyzes a first ultrasound image provided in real time and generates a control signal for controlling transmission and reception of a second ultrasound signal for obtaining a second ultrasound image whenever a preset pattern is detected in the first ultrasound image. The ultrasound signal is transmitted to the object according to the control signal, the ultrasound echo signal reflected from the object is received to obtain ultrasound data, and a second ultrasound image is formed using the ultrasound data.

Description

ULTRASOUND SYSTEM AND METHOD FOR FORMING ULTRASOUND IMAGE USING DOPPLER MODE IMAGE}

본 발명은 초음파 시스템에 관한 것으로, 특히 ECG(electrocardiogram) 신호를 이용하지 않고 도플러 모드(D 모드) 영상(doppler mode image)을 이용하여 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 using a Doppler mode (D mode) image without using an electrocardiogram (ECG) signal.

초음파 시스템은 무침습 및 비파괴 특성을 가지고 있어, 대상체 내부의 정보를 얻기 위한 의료 분야에서 널리 이용되고 있다. 초음파 시스템은 대상체를 직접 절개하여 관찰하는 외과 수술의 필요 없이, 대상체 내부 조직의 고해상도 영상을 의사에게 제공할 수 있으므로 의료 분야에서 매우 중요하게 사용되고 있다.Ultrasound systems have non-invasive and non-destructive properties and are widely used in the medical field for obtaining information inside an object. Ultrasound systems are very important in the medical field because they can provide a doctor with a high-resolution image of the internal tissue of a subject without the need for a surgical procedure in which the subject is directly incised and observed.

일반적으로, 초음파 시스템은 대상체로부터 반사되는 초음파 신호의 반사 계수를 2차원 영상으로 보이는 B 모드(brightness mode) 영상, 도플러 효과(doppler effect)를 이용하여 움직이는 대상체의 속도를 도플러 스펙트럼으로 보이는 D 모드 영상(Doppler mode image), 도플러 효과(doppler effect)를 이용하여 움직이는 대상체의 속도를 컬러로 보이는 C 모드 영상(Color mode image), B 모드 영상에서 특 정 부위의 대상체의 생체 정보(예를 들어, 휘도 정보)가 시간에 따라 어떻게 변하는지를 영상으로 보이는 M 모드(motion mode) 영상, 대상체에 컴프레션(compression)을 가할 때와 가하지 않을 때의 반응 차이를 영상으로 보이는 탄성 모드 영상 등을 제공하고 있다.In general, an ultrasound system uses a B mode (brightness mode) image showing a reflection coefficient of an ultrasound signal reflected from an object as a two-dimensional image, and a D mode image showing a Doppler spectrum of a moving object using a Doppler effect. (Doppler mode image), a C mode image that shows the speed of a moving object in color using a Doppler effect, and biometric information (eg, luminance) of an object of a specific region in a B mode image. M mode (motion mode) image that shows how the information changes with time, the elastic mode image that shows the difference in response between the compression (compression) and when not applied to the object.

종래에는 ECG(electrocardiogram) 신호를 이용하여 특정한 심장 박동 주기에 따라 초음파 영상을 형성하였다. 즉, 종래에는 특정한 심장 박동 주기에 해당하는 초음파 영상을 획득하기 위해 ECG 신호를 제공하는 ECG 신호 제공부가 필요로 하였다. 따라서, ECG 신호 제공부를 이용하지 않고 사전 설정된 패턴에 따라 초음파 영상을 형성할 수 있는 초음파 시스템 및 방법이 요구되고 있다.Conventionally, an ultrasound image is formed according to a specific heart rate cycle using an electrocardiogram (ECG) signal. That is, in the related art, an ECG signal providing unit which provides an ECG signal in order to acquire an ultrasound image corresponding to a specific heartbeat period is required. Accordingly, there is a need for an ultrasound system and method capable of forming an ultrasound image according to a predetermined pattern without using an ECG signal providing unit.

본 발명은 ECG(electrocardiogram) 신호를 이용하지 않고 도플러 모드(D 모드) 영상(Doppler mode image)에서 사전 설정된 패턴이 검출될 때마다 초음파 영상을 형성하는 초음파 시스템 및 방법을 제공한다.The present invention provides an ultrasound system and method for forming an ultrasound image whenever a predetermined pattern is detected in a Doppler mode (D mode) image without using an electrocardiogram (ECG) signal.

본 발명에 따른 초음파 시스템은, 실시간으로 제공되는 제1 초음파 영상을 분석하여, 상기 제1 초음파 영상에서 사전 설정된 패턴이 검출될 때마다 제2 초음파 영상을 얻기 위한 제2 초음파 신호의 송수신을 제어하는 제어신호를 형성하도록 동작하는 제어부; 상기 제어신호에 따라 초음파 신호를 상기 대상체에 송신하고 상기 대상체로부터 반사되는 초음파 에코신호를 수신하여 초음파 데이터를 획득하도 록 동작하는 초음파 데이터 획득부; 및 상기 초음파 데이터를 이용하여 제2 초음파 영상을 형성하도록 동작하는 초음파 영상 형성부를 포함한다.The ultrasound system according to the present invention analyzes a first ultrasound image provided in real time and controls transmission and reception of a second ultrasound signal for obtaining a second ultrasound image whenever a preset pattern is detected in the first ultrasound image. A control unit operative to form a control signal; An ultrasound data acquisition unit configured to transmit ultrasound signals to the object according to the control signal and to receive ultrasound echo signals reflected from the object to acquire ultrasound data; And an ultrasound image forming unit operable to form a second ultrasound image using the ultrasound data.

또한 본 발명에 따른 초음파 영상 형성방법은, a) 실시간으로 제공되는 제1 초음파 영상을 분석하여, 상기 제1 초음파 영상에서 사전 설정된 패턴이 검출될 때마다 제2 초음파 영상을 얻기 위한 제2 초음파 신호의 송수신을 제어하는 제어신호를 형성하는 단계; b) 상기 제어신호에 따라 초음파 신호를 상기 대상체에 송신하고 상기 대상체로부터 반사되는 초음파 에코신호를 수신하여 초음파 데이터를 획득하는 단계; 및 c) 상기 초음파 데이터를 이용하여 제2 초음파 영상을 형성하는 단계를 포함한다.In addition, the ultrasound image forming method according to the present invention, a) by analyzing a first ultrasound image provided in real time, a second ultrasound signal for obtaining a second ultrasound image whenever a predetermined pattern is detected in the first ultrasound image; Forming a control signal for controlling the transmission and reception of the; b) obtaining ultrasound data by transmitting an ultrasound signal to the object according to the control signal and receiving an ultrasound echo signal reflected from the object; And c) forming a second ultrasound image by using the ultrasound data.

본 발명에 의하면, ECG(electrocardiogram) 신호를 이용하지 않고서도 도플러 모드 영상에서 사전 설정된 패턴이 검출될 때마다 초음파 영상을 형성할 수 있다.According to the present invention, an ultrasound image can be formed whenever a predetermined pattern is detected in a Doppler mode image without using an electrocardiogram (ECG) signal.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 초음파 시스템의 구성을 보이는 블록도이다. 초음파 시스템(100)은 제어부(110), 초음파 데이터 획득부(120), 초음파 영상 형성부(130) 및 디스플레이부(140)를 포함한다.1 is a block diagram showing the configuration of an ultrasonic system according to an embodiment of the present invention. The ultrasound system 100 may include a controller 110, an ultrasound data acquirer 120, an ultrasound image forming unit 130, and a display 140.

제어부(110)는 실시간으로 제1 초음파 영상을 얻기 위한 제1 초음파 신호의 송수신을 제어한다. 여기서, 제1 초음파 영상은 움직이는 대상체의 속도를 도플러 스펙트럼으로 보이는 도플러 모드(D 모드) 영상(doppler mode image)이다. 본 실시예에서 제어부(110)는 제1 초음파 신호의 송수신을 제어하기 위한 제1 제어신호를 형성한다. 아울러, 제어부(110)는 실시간으로 제공되는 제1 초음파 영상(즉, D 모드 영상)을 분석하여, 사전 설정된 패턴이 제1 초음파 영상에서 검출될 때마다 제2 초음파 영상을 얻기 위한 제2 초음파 신호의 송수신을 제어한다. 여기서, 제2 초음파 영상은 B 모드 영상(brightness mode image), M 모드 영상(motion mode image), C 모드 영상(color mode image) 및 탄성 모드 영상 중 어느 하나이다. 또한, 사전 설정된 패턴은 도플러 스펙트럼의 임의 속도(또는 주파수) 및 혈류 역류 중 적어도 하나를 포함한다. 혈류 역류는 공지된 다양한 방법을 통해 검출될 수 있으므로 본 실시예에서는 상세하게 설명하지 않는다. 본 실시예에서 제어부(110)는 제2 초음파 신호의 송수신을 제어하기 위한 제2 제어신호를 형성한다.The controller 110 controls transmission and reception of the first ultrasound signal to obtain the first ultrasound image in real time. Here, the first ultrasound image is a Doppler mode (D mode) image in which the velocity of a moving object is shown in the Doppler spectrum. In the present embodiment, the control unit 110 forms a first control signal for controlling transmission and reception of the first ultrasonic signal. In addition, the controller 110 analyzes the first ultrasound image (ie, the D mode image) provided in real time, and obtains a second ultrasound signal for obtaining a second ultrasound image whenever a preset pattern is detected in the first ultrasound image. Control the transmission and reception of Here, the second ultrasound image is any one of a B mode image, a M mode image, a C mode image, and an elastic mode image. In addition, the preset pattern includes at least one of arbitrary velocity (or frequency) of the Doppler spectrum and blood flow backflow. Blood flow reflux can be detected through a variety of known methods and will not be described in detail in this embodiment. In this embodiment, the control unit 110 forms a second control signal for controlling the transmission and reception of the second ultrasonic signal.

일례로서, 제어부(110)는 도 3에 도시된 바와 같이 실시간으로 제공되는 제1 초음파 영상(210)을 분석하여, 사전 설정된 패턴, 즉 도플러 스펙트럼의 피크 속도(P1, P2, P3, P4, …)가 제1 초음파 영상(210)에서 검출될 때마다 제2 초음파 영상(220)을 형성하기 위한 제2 초음파 신호의 송수신을 제어한다. 도 3에 있어서, 도면부호 SV는 샘플볼륨을 나타낸다.As an example, the controller 110 analyzes the first ultrasound image 210 provided in real time, as shown in FIG. 3, to determine a predetermined pattern, that is, the peak velocities P1, P2, P3, P4,. Is detected in the first ultrasound image 210 to control transmission and reception of the second ultrasound signal for forming the second ultrasound image 220. In Fig. 3, reference numeral SV denotes a sample volume.

초음파 데이터 획득부(120)는 제어부(110)의 제어에 따라 초음파 신호를 대상체에 송신하고 대상체로부터 반사되는 초음파 신호(즉, 초음파 에코신호)를 수신하여 초음파 데이터를 획득한다.The ultrasound data obtaining unit 120 transmits an ultrasound signal to the object under the control of the controller 110 and receives an ultrasound signal (that is, an ultrasound echo signal) reflected from the object to obtain ultrasound data.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 초음파 데이터 획득부(120)의 구성을 보이 는 블록도이다. 초음파 데이터 획득부(120)는 송신신호 형성부(121), 다수의 변환소자(transducer element)를 포함하는 초음파 프로브(122), 빔 포머(123) 및 초음파 데이터 형성부(124)를 포함한다.2 is a block diagram showing the configuration of the ultrasonic data acquisition unit 120 according to an embodiment of the present invention. The ultrasonic data acquisition unit 120 includes a transmission signal forming unit 121, an ultrasonic probe 122 including a plurality of transducer elements, a beam former 123, and an ultrasonic data forming unit 124.

송신신호 형성부(121)는 제어부(110)로부터 제공되는 제어신호에 따라, 초음파 프로브(122)의 변환소자 위치 및 집속점을 고려하여 초음파 프로브(12)의 다수의 변환소자 각각에 인가될 송신신호를 형성한다. 본 실시예에서 송신신호 형성부(121)는 제어부(110)로부터 제1 제어신호가 제공되면, 실시간으로 제1 초음파 영상을 얻기 위한 제1 송신신호를 형성하고, 제어부(110)로부터 제2 제어신호가 제공되면, 제2 초음파 영상을 얻기 위한 제2 송신신호를 형성한다.The transmission signal forming unit 121 transmits to be applied to each of the plurality of conversion elements of the ultrasound probe 12 in consideration of the position and focusing point of the conversion element of the ultrasound probe 122 according to the control signal provided from the control unit 110. Form a signal. In the present embodiment, when the first control signal is provided from the control unit 110, the transmission signal forming unit 121 forms a first transmission signal for obtaining the first ultrasound image in real time, and controls the second control from the control unit 110. If a signal is provided, a second transmission signal for forming a second ultrasound image is formed.

초음파 프로브(122)는 송신신호 형성부(121)로부터 제공되는 제1 송신신호를 제1 초음파 신호로 변환하여 대상체에 송신하고 대상체로부터 반사되는 초음파 에코신호를 수신하여 제1 수신신호를 형성한다. 초음파 프로브(122)는 송신신호 형성부(121)로부터 제공되는 제2 송신신호를 제2 초음파 신호로 변환하여 대상체에 송신하고 대상체로부터 반사되는 초음파 에코신호를 수신하여 제2 수신신호를 형성한다.The ultrasound probe 122 converts the first transmission signal provided from the transmission signal forming unit 121 into a first ultrasound signal and transmits the first ultrasound signal to the object, and receives the ultrasound echo signal reflected from the object to form a first reception signal. The ultrasound probe 122 converts the second transmission signal provided from the transmission signal forming unit 121 into a second ultrasound signal and transmits the second ultrasound signal to the object, and receives the ultrasound echo signal reflected from the object to form a second reception signal.

빔 포머(123)는 초음파 프로브(122)로부터 제공되는 제1 수신신호 및 제2 수신신호를 아날로그 디지털 변환한다. 빔 포머(123)는 초음파 프로브(122)의 변환소자 위치 및 집속점을 고려하여 디지털 변환된 제1 수신신호를 수신 집속시켜 제1 수신 집속 신호를 형성한다. 아울러, 빔 포머(123)는 초음파 프로브(122)의 변환소자 위치 및 집속점을 고려하여 디지털 변환된 제2 수신신호를 수신 집속시켜 제2 수신 집속 신호를 형성한다.The beam former 123 analog-to-digital converts the first received signal and the second received signal provided from the ultrasonic probe 122. The beam former 123 receives and focuses the digitally converted first reception signal in consideration of the position and focusing point of the conversion element of the ultrasound probe 122 to form a first reception focusing signal. In addition, the beam former 123 receives and focuses the digitally converted second received signal in consideration of the position and focusing point of the conversion element of the ultrasonic probe 122 to form a second received focused signal.

초음파 데이터 형성부(124)는 빔 포머(123)로부터 제공되는 제1 수신 집속 신호를 이용하여 제1 초음파 데이터를 형성한다. 아울러, 초음파 데이터 형성부(124)는 빔 포머(123)로부터 제공되는 제2 수신 집속 신호를 이용하여 제2 초음파 데이터를 형성한다. 초음파 데이터 형성부(124)는 빔 포머(123)로부터 제공되는 제1 및 제2 수신 집속 신호에 다양한 신호 처리(예를 들어 이득(gain) 조절, 필터 처리 등)를 수행할 수 있다.The ultrasonic data forming unit 124 forms first ultrasonic data by using the first received focusing signal provided from the beam former 123. In addition, the ultrasonic data forming unit 124 forms the second ultrasonic data by using the second received focusing signal provided from the beam former 123. The ultrasound data forming unit 124 may perform various signal processing (for example, gain adjustment, filter processing, etc.) on the first and second reception focus signals provided from the beamformer 123.

다시 도 1을 참조하면, 초음파 영상 형성부(130)는 초음파 데이터 획득부(120)로부터 제공되는 제1 수신 집속 신호를 이용하여 제1 초음파 영상(즉, D 모드 영상)을 형성한다. 아울러, 초음파 영상 형성부(130)는 초음파 데이터 획득부(120)로부터 제공되는 제2 수신 집속 신호를 이용하여 제2 초음파 영상(즉, B 모드 영상, M 모드 영상, C 모드 영상 및 탄성 모드 영상 중 어느 하나)을 형성한다.Referring back to FIG. 1, the ultrasound image forming unit 130 forms a first ultrasound image (ie, a D mode image) by using a first received focusing signal provided from the ultrasound data acquisition unit 120. In addition, the ultrasound image forming unit 130 uses the second reception focus signal provided from the ultrasound data acquisition unit 120 to generate a second ultrasound image (that is, a B mode image, an M mode image, a C mode image, and an elastic mode image). Any one of).

디스플레이부(140)는 초음파 영상 형성부(130)에서 형성된 제1 초음파 영상을 디스플레이한다. 아울러, 디스플레이부(140)는 초음파 영상 형성부(130)에서 형성된 제2 초음파 영상을 디스플레이한다.The display 140 displays the first ultrasound image formed by the ultrasound image forming unit 130. In addition, the display 140 displays the second ultrasound image formed by the ultrasound image forming unit 130.

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.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 초음파 시스템의 구성을 보이는 블록도.1 is a block diagram showing the configuration of an ultrasonic system according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 초음파 데이터 획득부의 구성을 보이는 블록도.Figure 2 is a block diagram showing the configuration of the ultrasonic data acquisition unit according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 실시예에 따라 제1 초음파 영상, 피크 속도 및 제2 초음파 영상을 보이는 예시도.3 is an exemplary view showing a first ultrasound image, a peak velocity, and a second ultrasound image according to an embodiment of the present invention.

Claims

As an ultrasonic system,

A controller configured to analyze a first ultrasound image provided in real time and form a control signal for controlling transmission and reception of a second ultrasound signal for obtaining a second ultrasound image whenever a preset pattern is detected in the first ultrasound image ;

An ultrasound data acquisition unit configured to transmit ultrasound signals to an object according to the control signal and to receive ultrasound echo signals reflected from the object to obtain ultrasound data; And

An ultrasound image forming unit operable to form the second ultrasound image by using the ultrasound data

Ultrasound system comprising a.

The method of claim 1, wherein the first ultrasound image is a D mode image, and the second ultrasound image is a B mode image, a M mode image, and a color mode image. color mode image) and one of the elastic mode image.

The ultrasound system of claim 1, wherein the preset pattern comprises at least one of arbitrary velocity of the Doppler spectrum and blood flow backflow.

The method according to any one of claims 1 to 3,

A display unit operable to display the first ultrasound image and the second ultrasound image

Ultrasonic system further comprising.

As an ultrasound image forming method,

a) analyzing a first ultrasound image provided in real time and forming a control signal for controlling transmission and reception of a second ultrasound signal for obtaining a second ultrasound image whenever a preset pattern is detected in the first ultrasound image; ;

b) obtaining ultrasound data by transmitting an ultrasound signal to an object according to the control signal and receiving an ultrasound echo signal reflected from the object; And

c) forming the second ultrasound image by using the ultrasound data

Ultrasonic image forming method comprising a.

The method of claim 5, wherein the first ultrasound image is a D mode image (doppler mode image), the second ultrasound image is a B mode image (brightness mode image, M mode image (motion mode image), color mode image ( color mode image) and an elastic mode image.

The method of claim 5, wherein the preset pattern comprises at least one of arbitrary velocity of the Doppler spectrum and blood flow backflow.

The method according to any one of claims 5 to 7,

d) displaying the first ultrasound image and the second ultrasound image

Ultrasonic image forming method further comprising.