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KR20110059920A - 변화 추이 영상을 제공하는 초음파 시스템 및 방법 - Google Patents

변화 추이 영상을 제공하는 초음파 시스템 및 방법 Download PDF

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KR20110059920A
KR20110059920A KR1020090116360A KR20090116360A KR20110059920A KR 20110059920 A KR20110059920 A KR 20110059920A KR 1020090116360 A KR1020090116360 A KR 1020090116360A KR 20090116360 A KR20090116360 A KR 20090116360A KR 20110059920 A KR20110059920 A KR 20110059920A
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KR
South Korea
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ultrasound
value
change trend
image
brightness
Prior art date
Application number
KR1020090116360A
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English (en)
Inventor
이광희
현동규
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삼성메디슨 주식회사
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Publication date
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Priority to US12/956,533 priority patent/US8696576B2/en
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Abstract

복수의 초음파 데이터를 이용하여 시간에 따른 변화 추이를 검출하고, 검출된 변화 추이를 컬러로 나타내는 변화 추이 영상을 제공하는 초음파 시스템 및 방법이 개시된다. 본 발명에 따른 초음파 시스템은, 초음파 신호를 대상체에 송신하고 대상체로부터 반사되는 초음파 에코신호를 수신하여 복수의 초음파 데이터를 순차적으로 획득하도록 동작하는 초음파 데이터 획득부; 및 초음파 데이터 획득부에 연결되어, 복수의 초음파 데이터를 이용하여 시간에 따른 변화 추이를 검출하고, 변화 추이를 컬러로 나타내는 변화 추이 영상을 형성하도록 동작하는 프로세서를 포함한다.
초음파, 밝기값, 세기값, 변화 추이, 색상 모델

Description

변화 추이 영상을 제공하는 초음파 시스템 및 방법{ULTRASOUND SYSTEM AND METHOD FOR PROVIDING CHANGE TREND IMAGE}
본 발명은 초음파 시스템에 관한 것으로, 시간에 따른 변화 추이를 컬러로 나타내는 변화 추이 영상을 제공하는 초음파 시스템 및 방법에 관한 것이다.
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 내부의 고해상도 영상을 실시간으로 의사에게 제공할 수 있어 의료 분야에서 매우 중요하게 사용되고 있다.
초음파 시스템은 초음파 신호를 대상체에 송신하고 대상체로부터 반사되는 초음파 신호(즉, 초음파 에코신호)를 수신하여 초음파 영상을 형성한다. 초음파 시스템은 초음파 신호의 송수신을 순차적 및 반복적으로 수행하여 복수의 초음파 영상을 형성한다.
종래에는 복수의 초음파 영상을 합성하여 합성 영상을 형성하고 형성된 합성 영상을 디스플레이부를 통해 디스플레이하거나 복수의 초음파 영상을 디스플레이부를 통해 순차적으로 디스플레이하였다. 이로 인해, 시간에 따라 초음파 영상의 밝 기값이 어느 정도 지속되는지 등의 변화 추이를 관측할 수 없는 문제점이 있다.
본 발명은 복수의 초음파 데이터를 이용하여 시간에 따른 변화 추이를 검출하고, 검출된 변화 추이를 컬러로 나타내는 변화 추이 영상을 제공하는 초음파 시스템 및 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 초음파 시스템은, 초음파 신호를 대상체에 송신하고 상기 대상체로부터 반사되는 초음파 에코신호를 수신하여 복수의 초음파 데이터를 순차적으로 획득하도록 동작하는 초음파 데이터 획득부; 및 상기 초음파 데이터 획득부에 연결되어, 상기 복수의 초음파 데이터를 이용하여 시간에 따른 변화 추이를 검출하고, 상기 변화 추이를 컬러로 나타내는 변화 추이 영상을 형성하도록 동작하는 프로세서를 포함한다.
또한 본 발명에 따른 변화 추이 영상 제공 방법은, a) 초음파 신호를 대상체에 송신하고 상기 대상체로부터 반사되는 초음파 에코신호를 수신하여 복수의 초음파 데이터를 순차적으로 획득하는 단계; b) 상기 복수의 초음파 데이터를 이용하여 시간에 따른 변화 추이를 검출하는 단계; 및 c) 상기 변화 추이를 컬러로 나타내는 변화 추이 영상을 형성하는 단계를 포함한다.
또한 본 발명에 따른, 변화 추이 영상을 제공하는 방법을 수행하는 프로그램을 저장하는 컴퓨터 판독가능 기록매체로서, 상기 방법은, a) 초음파 신호를 대상 체에 송신하고 상기 대상체로부터 반사되는 초음파 에코신호를 수신하여 복수의 초음파 데이터를 순차적으로 획득하는 단계; b) 상기 복수의 초음파 데이터를 이용하여 시간에 따른 변화 추이를 검출하는 단계; 및 c) 상기 변화 추이를 컬러로 나타내는 변화 추이 영상을 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명은 초음파 영상의 밝기값 또는 초음파 데이터의 세기값의 변화를 다양한 색상 모델을 이용하여 변화 추이 영상으로 제공할 수 있어, 시간에 따라 초음파 영상의 밝기값이 어느 정도 지속되는지 등의 변화 추이를 용이하게 관측할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명한다.
제1 실시예
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 초음파 시스템(100)의 구성을 보이는 블록도이다. 초음파 시스템(100)은 초음파 데이터 획득부(110), 프로세서(120), 저장부(130) 및 디스플레이부(140)를 포함한다.
초음파 데이터 획득부(110)는 초음파 신호를 대상체에 송신하고 대상체로부터 반사되는 초음파 신호(즉, 초음파 에코신호)를 수신하여 초음파 데이터를 획득한다. 초음파 데이터 획득부(110)에 대해서는 도 2를 참조하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 초음파 데이터 획득부(110)의 구성을 보이는 블록도이다. 초음파 데이터 획득부(110)는 송신신호 형성부(111), 복수의 변환소자(transducer element)(도시하지 않음)를 포함하는 초음파 프로브(112), 빔 포머(beam former)(113) 및 초음파 데이터 형성부(114)를 포함한다.
송신신호 형성부(111)는 변환소자의 위치 및 집속점을 고려하여 초음파 영상을 얻기 위한 송신신호를 형성한다. 초음파 영상은 대상체로부터 반사되는 초음파 에코신호의 반사 계수를 2차원 영상으로 보이는 B 모드(brightness mode) 영상, 도플러 효과(Doppler effect)를 이용하여 움직이는 대상체의 속도를 도플러 스펙트럼(Doppler spectrum)으로 보이는 D 모드(doppler mode) 영상, 도플러 효과를 이용하여 움직이는 대상체의 속도를 컬러로 보이는 C 모드(color mode) 영상, 초음파 에코신호의 반사 계수를 3차원 영상으로 보이는 3D 모드(three-dimensional mode) 영상 등을 포함한다. 송신신호 형성부(111)는 송신신호를 순차적 및 반복적으로 형성하여 복수의 초음파 영상 각각을 얻기 위한 송신신호를 형성한다.
초음파 프로브(112)는 송신신호 형성부(111)로부터 송신신호가 제공되면, 송신신호를 초음파 신호로 변환하여 대상체에 송신하고 대상체로부터 반사되는 초음파 에코신호를 수신하여 수신신호를 형성한다. 수신신호는 아날로그 신호이다. 초음파 프로브(112)는 송신신호 형성부(111)로부터 순차적으로 제공되는 송신신호에 따라 초음파 신호의 송수신을 순차적 및 반복적으로 수행하여 복수의 수신신호를 형성한다.
빔 포머(113)는 초음파 프로브(112)로부터 수신신호가 제공되면, 수신신호를 아날로그 디지털 변환하여 디지털 신호를 형성한다. 또한, 빔 포머(113)는 변환소 자의 위치 및 집속점을 고려하여 디지털 신호를 수신집속시켜 수신집속신호를 형성한다. 빔 포머(113)는 초음파 프로브(112)로부터 순차적으로 제공되는 수신신호에 따라 아날로그 디지털 변환 및 수신집속을 순차적 및 반복적으로 수행하여 복수의 수신집속신호를 형성한다.
초음파 데이터 형성부(114)는 빔 포머(113)로부터 수신집속신호가 제공되면, 수신집속신호를 이용하여 초음파 데이터를 형성한다. 초음파 데이터 형성부(114)는 빔 포머(113)로부터 순차적으로 제공되는 수신집속신호에 따라 초음파 데이터의 형성을 순차적 및 반복적으로 수행하여 복수의 초음파 영상 각각에 대응하는 초음파 데이터를 형성한다. 또한, 초음파 데이터 형성부(114)는 초음파 데이터를 형성하는데 필요한 다양한 신호 처리(예를 들어, 게인(gain) 조절 등)를 수신집속신호에 수행할 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 프로세서(120)는 초음파 데이터 획득부(110)에 연결된다. 프로세서(120)는 초음파 데이터 획득부(110)로부터 순차적으로 제공되는 초음파 데이터를 이용하여 복수의 초음파 영상을 형성하고, 복수의 초음파 영상을 이용하여 시간에 따른 변화 추이를 검출한다. 변화 추이는 최대 밝기값, 최소 인덱스의 정규화값, 평균 밝기값, 밝기값의 누적 함수의 정규화 함수, 사전 설정된 임계값 이상인 밝기값의 최초 인덱스 정보, 밝기값의 분산, 밝기값의 표준 편차, 밝기값의 편도도(skewness), 밝기값의 첨도(kurtosis), 최소 밝기값, N(N은 1 이상의 정수)번째 초음파 영상의 밝기값, 밝기값 그레디언트(gradient)의 방위(orientation) 변화 함수 및 밝기값 그레디언트의 위상(phase) 변화 함수 중 적 어도 하나를 포함한다. 이하, 설명의 편의를 위해, 변화 추이가 최대 밝기값, 최소 인덱스의 정규화값 및 평균 밝기값을 포함하는 것으로 설명하기로 한다. 그러나, 변화 추이는 이에 국한되지 않는다. 또한, 프로세서(120)는 산출된 변화 추이를 컬러로 나타내는 영상(이하, 변화 추이 영상이라 함)을 형성한다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 프로세서(120)의 구성을 보이는 블록도이다. 프로세서(120)는 제1 영상 형성부(121), 영상 추출부(122), 밝기값 검출부(123), 변화 추이 검출부(124) 및 제2 영상 형성부(125)를 포함한다. 또한, 변화 추이 검출부(124)는 도 3에 도시된 바와 같이 최대 밝기값 설정부(124a), 최소 인덱스 설정부(124b), 정규화부(124c) 및 평균 밝기값 산출부(124d)를 포함한다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따라 시간에 따른 변화 추이를 검출하여 변화 추이 영상을 형성하는 절차를 보이는 흐름도이다. 도 4를 참조하면, 제1 영상 형성부(121)는 초음파 데이터 획득부(110)로부터 초음파 데이터가 제공되면, 초음파 데이터를 이용하여 인덱스 정보를 포함하는 초음파 영상을 형성한다(S102). 본 실시예에서 인덱스 정보는 초음파 영상의 형성 시간 또는 초음파 영상의 형성 순서 번호를 포함한다. 제1 영상 형성부(121)는 초음파 데이터 획득부(110)로부터 순차적으로 제공되는 초음파 데이터에 따라 초음파 영상의 형성을 순차적 및 반복적으로 수행하여 복수의 초음파 영상을 형성한다. 제1 영상 형성부(121)에서 형성된 초음파 영상은 저장부(130)에 순차적으로 저장된다.
영상 추출부(122)는 저장부(130)로부터 복수의 초음파 영상을 추출한다(S014). 일례로서, 영상 추출부(122)는 도 5에 도시된 바와 같이 저장부(130)에 최초에 저장된 초음파 영상(U1)부터 가장 최근에 저장된 초음파 영상(U8)까지 추출한다.
밝기값 검출부(123)는 영상 추출부(122)에서 추출된 복수의 초음파 영상에 대해 임의 위치(p)의 밝기값(I(p))을 검출한다(S106). 일례로서, 밝기값 검출부(123)는 도 5에 도시된 바와 같이 초음파 영상(U1 내지 U8) 각각에 대해 임의 위치(p)의 밝기값(I(p)) "20", "10", "10", "10", "30", "200", "200", "190"을 검출한다. 임의 위치(p)는 2차원 초음파 영상(B 모드 영상, D 모드 영상 및 C 모드 영상)인 경우 초음파 영상의 임의 픽셀을 나타내고, 3차원 초음파 영상(3D 모드 영상)인 경우 초음파 영상의 임의 복셀을 나타낸다.
최대 밝기값 설정부(124a)는 검출된 밝기값을 이용하여 임의 위치(p)의 최대 밝기값을 검출하고(S108), 검출된 최대 밝기값을 이용하여 임의 위치(p)의 최대 밝기값을 설정한다(S110). 일례로서, 최대 밝기값 설정부(124a)는 아래의 수학식을 이용하여 최대 밝기값(Imax(p))을 설정할 수 있다.
Imax(p) = max(I(p, i))
여기서, i는 인덱스 정보를 나타낸다. 즉, 최대 밝기값 설정부(124a)는 도 5에 도시된 바와 같이 초음파 영상(U1)에 대한 밝기값 "20"을 최대 밝기값(Imax(p))으로 설정한다. 최대 밝기값 설정부(124a)는 초음파 영상(U1)에 대한 임의 위치(p)의 최대 밝기값(Imax(p)) "20"과 초음파 영상(U2)에 대한 임의 위치(p)의 밝기값 "10"을 비교하여, 초음파 영상(U2)에 대한 임의 위치(p)의 밝기값이 초음파 영상(U1)에 대한 임의 위치(p)의 최대 밝기값(Imax(p))보다 작은 것으로 판단되어, 초음파 영상(U2)에 대한 임의 위치(p)의 최대 밝기값을 "20"으로 설정한다. 최대 밝기값 설정부(124a)는 전술한 바와 같은 절차를 수행하여 초음파 영상(U1 내지 U8)에 대한 임의 위치(p)의 최대 밝기값 "20", "20", "20", "20", "30", "200", "200", "200"을 설정한다.
최소 인덱스 설정부(124b)는 검출된 최대 밝기값을 이용하여 복수의 초음파 영상에 대해 임의 위치(p)에 최소 인덱스를 설정한다(S112). 여기서, 최소 인덱스는 최대 밝기값이 검출된 초음파 영상의 인덱스이다. 일례로서, 최소 인덱스 설정부(124b)는 아래의 수학식을 이용하여 최소 인덱스(Mmin(p))를 설정할 수 있다.
Mmin(p) = min(arg max(Imax(p)))
즉, 최소 인덱스 설정부(124b)는 도 5에 도시된 바와 같이 초음파 영상(U1)에 대한 임의 위치(p)의 밝기값이 최대 밝기값이므로 초음파 영상(U1)에 대한 임의 위치(p)에 초음파 영상(U1)에 해당하는 인덱스 정보 "1"을 최소 인덱스로 설정한다. 최소 인덱스 설정부(124b)는 초음파 영상(U1 내지 U4)에 대한 임의 위치(p)의 밝기 값이 최대 밝기값이 아니고 초음파 영상(U1 내지 U4)에 대한 임의 위치(p)의 최대 밝기값이 초음파 영상(U1)에 대한 임의 위치(p)의 최대 밝기값으로 설정되었으므로 초음파 영상(U1 내지 U4)에 대한 임의 위치(p)에 초음파 영상(U1)에 해당하는 인덱스 정보 "1"을 최소 인덱스로 설정한다. 최소 인덱스 설정부(124b)는 전술한 바와 같은 절차를 수행하여 초음파 영상(U1 내지 U8)에 대한 임의 위치(p)에 최소 인덱스 "1", "1", "1", "1", "5", "6", "6", "6"을 설정한다.
정규화부(124c)는 복수의 초음파 영상에 대해 최소 인덱스의 정규화를 수행하여 정규화값을 산출한다(S114). 일례로서, 정규화부(124c)는 아래의 수학식을 이용하여 최소 인덱스의 정규화를 수행하여 정규화값(NMmin(p))을 산출할 수 있다.
Figure 112009073414114-PAT00001
즉, 정규화부(124c)는 초음파 영상(U1)에 대한 임의 위치(p)의 최소 인덱스 "1"을 수학식 3을 이용하여 정규화하여 정규화값 "1"을 산출한다. 정규화부(124c)는 초음파 영상(U2)에 대한 임의 위치(p)의 최소 인덱스 "1"을 수학식 3을 이용하여 정규화하여 정규화값 "1/2"을 산출한다. 정규화부(124c)는 전술한 바와 같은 절차를 수행하여 초음파 영상(U1 내지 U8)에 대한 임의 위치(p)의 정규화값 "1", "1/2", "1/3", "1/4", "1", "1/2", "1/3"을 산출한다.
평균 밝기값 산출부(124d)는 밝기값 검출부(123)에서 검출된 밝기값을 이용하여 복수의 초음파 영상에 대한 임의 위치(p)의 평균 밝기값을 산출한다(S116). 일례로서, 평균 밝기값 산출부(124d)는 아래의 수학식을 이용하여 평균 밝기값(
Figure 112009073414114-PAT00002
)을 산출한다.
Figure 112009073414114-PAT00003
즉, 평균 밝기값 산출부(124d)는 초음파 영상(U1)에 대한 임의 위치(p)의 밝기값 "20"을 이용하여 초음파 영상(U1)에 대한 임의 위치(p)의 평균 밝기값 "20"을 산출한다. 평균 밝기값 산출부(124d)는 초음파 영상(U1 및 U2)에 대한 임의 위치(p)의 밝기값 "20" 및 "10"을 이용하여 초음파 영상(U2)에 대한 임의 위치(p)의 평균 밝기값 "15"를 산출한다. 평균 밝기값 산출부(124d)는 초음파 영상(U1 내지 U3)에 대한 임의 위치(p)의 밝기값 "20", "10" 및 "10"을 이용하여 초음파 영상(U3)에 대한 임의 위치(p)의 평균 밝기값 "13.13"을 산출한다. 평균 밝기값 산출부(124d)는 전술한 바와 같은 절차를 수행하여 초음파 영상(U1 내지 U8)에 대한 임의 위치(p)의 평균 밝기값 "20", "15", "13.13", "12.5", "16", "46.67", "68.57", "83.75"를 산출한다.
제2 영상 형성부(125)는 변화 추이, 즉 정규화값(NMmin(p)), 평균 밝기값(
Figure 112009073414114-PAT00004
) 및 최대 밝기값(Imax(p))를 이용하여 변화 추이 영상을 형성한다(S118). 여기서, 변화 추이 영상은 다양한 색상 모델, 예를 들어 HSV 모델, HSB 모델, RGB 모델, CMYK 모델, Lab 모델 등을 이용하여 형성될 수 있다.
일례로서, 제2 영상 형성부(125)는 정규화부(124c)에서 산출된 정규화값, 최대 밝기 설정부(124a)에서 설정된 최대 밝기값 및 평균 밝기값 산출부(124d)에서 산출된 평균 밝기값을 아래의 수학식에 적용하여 변화 추이 영상의 픽셀(또는 복셀)을 이루는 H채널, S채널 및 V채널 각각에 해당하는 채널 값을 산출하여 변화 추이 영상을 형성한다.
Figure 112009073414114-PAT00005
Figure 112009073414114-PAT00006
Figure 112009073414114-PAT00007
전술한 예에서는 정규화값, 최대 밝기값 및 평균 밝기값을 이용하여 H채널, S채널 및 V채널 각각의 채널 값을 산출하는 것으로 설명하였지만, 다른 실시예에서는 정규화값, 최대 밝기값 및 평균 밝기값을 이용하여 적어도 하나의 채널의 채널 값을 산출하고, 나머지 채널의 채널값을 사전 설정된 값으로 설정할 수도 있다.
한편, 제2 영상 형성부(125)는 복수의 변화 추이에 대응하는 컬러맵에 기초 하여, 변화 추이에 해당하는 컬러를 컬러맵에서 추출하고, 추출된 컬러맵을 이용하여 변화 추이 영상을 형성할 수도 있다.
다시 도 1을 참조하면, 저장부(130)는 프로세서(120)에서 형성된 초음파 영상 - 초음파 영상은 인덱스 정보를 포함함 - 을 순차적으로 저장한다. 디스플레이부(140)는 프로세서(120)에서 형성된 변화 추이 영상을 디스플레이한다. 또한, 디스플레이부(140)는 프로세서(120)에서 형성된 초음파 영상을 디스플레이할 수도 있다.
제2 실시예
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 초음파 시스템(200)의 구성을 보이는 블록도이다. 초음파 시스템(200)은 초음파 데이터 획득부(210), 저장부(220), 프로세서(230) 및 디스플레이부(240)를 포함한다.
초음파 데이터 획득부(210)는 초음파 신호를 대상체에 송신하고 대상체로부터 반사되는 초음파 에코신호를 수신하여 초음파 데이터를 획득한다. 초음파 데이터 획득부(210)에 대해서는 도 7을 참조하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 초음파 데이터 획득부(210)의 구성을 보이는 블록도이다. 초음파 데이터 획득부(210)는 송신신호 형성부(211), 복수의 변환소자(도시하지 않음)를 포함하는 초음파 프로브(212), 빔 포머(213) 및 초음파 데이터 형성부(214)를 포함한다.
송신신호 형성부(211)는 변환소자의 위치 및 집속점을 고려하여 초음파 영상 을 얻기 위한 송신신호를 형성한다. 초음파 영상은 B 모드 영상, D 모드 영상, C 모드 영상. 3D 모드 영상 등을 포함한다. 송신신호 형성부(211)는 송신신호를 순차적 및 반복적으로 형성하여 복수의 초음파 영상 각각을 얻기 위한 송신신호를 형성한다.
초음파 프로브(212)는 송신신호 형성부(211)로부터 송신신호가 제공되면, 송신신호를 초음파 신호로 변환하여 대상체에 송신하고 대상체로부터 반사되는 초음파 에코신호를 수신하여 수신신호를 형성한다. 수신신호는 아날로그 신호이다. 초음파 프로브(212)는 송신신호 형성부(211)로부터 순차적으로 제공되는 송신신호에 따라 초음파 신호의 송수신을 순차적 및 반복적으로 수행하여 복수의 수신신호를 형성한다.
빔 포머(213)는 초음파 프로브(212)로부터 수신신호가 제공되면, 수신신호를 아날로그 디지털 변환하여 디지털 신호를 형성한다. 또한, 빔 포머(213)는 변환소자의 위치 및 집속점을 고려하여 디지털 신호를 수신집속시켜 수신집속신호를 형성한다. 빔 포머(213)는 초음파 프로브(212)로부터 순차적으로 제공되는 수신신호에 따라 아날로그 디지털 변환 및 수신집속을 순차적 및 반복적으로 수행하여 복수의 수신집속신호를 형성한다.
초음파 데이터 형성부(214)는 빔 포머(213)로부터 수신집속신호가 제공되면, 수신집속신호를 이용하여 초음파 데이터를 형성한다. 본 실시예에서, 초음파 데이터 형성부(214)는 인덱스 정보를 포함하는 초음파 데이터를 형성한다. 인덱스 정보는 초음파 데이터의 형성 시간 또는 초음파 데이터의 형성 순서 번호를 포함한다. 초음파 데이터 형성부(214)는 빔 포머(213)로부터 순차적으로 제공되는 수신집속신호에 따라 초음파 데이터의 형성을 순차적 및 반복적으로 수행하여 복수의 초음파 영상 각각에 대응하는 초음파 데이터를 형성한다. 또한, 초음파 데이터 형성부(214)는 초음파 데이터를 형성하는데 필요한 다양한 신호 처리(예를 들어, 게인(gain) 조절 등)를 수신집속신호에 수행할 수 있다.
다시 도 6을 참조하면, 저장부(220)는 초음파 데이터 획득부(210)에서 획득된 복수의 초음파 데이터를 순차적으로 저장한다.
프로세서(230)는 초음파 데이터 획득부(210) 및 저장부(220)에 연결된다. 프로세서(230)는 복수의 초음파 데이터를 이용하여 시간에 따른 변화 추이를 검출한다. 변화 추이는 최대 세기값, 최소 인덱스의 정규화값, 평균 세기값, 세기값의 누적 함수의 정규화 함수, 사전 설정된 임계값 이상인 세기값의 최초 인덱스 정보, 세기값의 분산, 세기값의 표준 편차, 세기값의 편도도, 세기값의 첨도, 최소 세기값, N번째 초음파 데이터의 세기값, 세기값 그레디언트의 방위 변화 함수, 밝기값 그레디언트의 위상 변화 함수, 초음파 데이터의 위상, 초음파 데이터의 감쇄 및 초음파 데이터의 세기값 중 적어도 하나를 포함한다. 이하, 설명의 편의를 위해, 변화 추이가 최대 세기값, 최소 인덱스의 정규화값 및 평균 세기값을 포함하는 것으로 설명하기로 한다. 그러나, 변화 추이는 이에 국한되지 않는다. 또한, 프로세서(230)는 산출된 변화 추이를 컬러로 나타내는 변화 추이 영상을 형성한다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 프로세서의 구성을 보이는 블록도이다. 프로세서(230)는 초음파 데이터 추출부(231), 세기값 검출부(232), 변화 추이 검출 부(233) 및 영상 형성부(234)를 포함한다. 또한, 변화 추이 검출부(233)는 최대 세기값 설정부(233a), 최소 인덱스 설정부(233b), 정규화부(233c) 및 평균 세기값 산출부(233d)를 포함한다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따라 초음파 데이터를 이용하여 변화 추이 영상을 형성하는 절차를 보이는 흐름도이다. 도 9를 참조하면, 초음파 데이터 추출부(231)는 저장부(220)로부터 복수의 초음파 데이터를 추출한다(S202). 일례로서, 초음파 데이터 추출부(231)는 저장부(220)에 최초에 저장된 초음파 데이터부터 가장 최근에 저장된 초음파 데이터까지 추출한다.
세기값 검출부(232)는 추출된 복수의 초음파 데이터를 이용하여 세기값을 검출한다(S204). 일례로서, 세기값 검출부(232)는 초음파 데이터와 초음파 영상 간의 스캔 변환 관계를 이용하여 복수의 초음파 영상의 임의 픽셀(p)에 대응하는 초음파 데이터를 검출하고, 검출된 초음파 데이터의 세기값을 검출한다.
최대 세기값 설정부(233a)는 검출된 세기값을 이용하여 임의 위치(P)의 최대 세기값을 검출하고(S206), 검출된 최대 세기값을 이용하여 임의 위치(p)의 최대 세기값을 설정한다(S208). 본 실시예에서 최대 세기값을 검출 및 설정하는 방법은 제1 실시예에서 최대 밝기값을 검출 및 설정하는 방법과 유사하므로 상세하게 설명하지 않는다.
최소 인덱스 설정부(233b)는 검출된 최대 세기값을 이용하여 복수의 초음파 데이터에 대응하는 복수의 초음파 영상의 임의 위치(p)에 최소 인덱스를 설정한다(S210). 최소 인덱스는 최대 세기값이 검출된 초음파 데이터의 인덱스이다. 본 실시예에서 최소 인덱스를 설정하는 방법은 제1 실시예에서 최소 인덱스를 설정하는 방법과 유사하므로 상세하게 설명하지 않는다.
정규화부(233c)는 복수의 초음파 데이터에 대해 최소 인덱스의 정규화를 수행하여 정규화값을 산출한다(S212). 본 실시예에서 최소 인덱스를 정규화하는 방법은 제1 실시예에서 최소 인덱스를 정규화하는 방법과 유사하므로 상세하게 설명하지 않는다.
평균 세기값 산출부(233d)는 세기값 검출부(232)에서 검출된 세기값을 이용하여 복수의 초음파 데이터에 대응하는 복수의 초음파 영상의 임의 위치(p)의 평균 세기값을 산출한다(S214). 본 실시예에서 평균 세기값을 산출하는 방법은 제1 실시예에서 평균 밝기값을 산출하는 방법과 유사하므로 상세하게 설명하지 않는다.
영상 형성부(234)는 변화 추이 검출부(233)에서 검출된 변화 추이, 즉 정규화값, 평균 세기값 및 최대 세기값을 이용하여 변화 추이 영상을 형성한다(S216). 여기서, 변화 추이 영상은 다양한 색상 모델, 예를 들어 HSV 모델, HSB 모델, RGB 모델, CMYK 모델, Lab 모델 등을 이용하여 형성될 수 있다.
한편, 영상 형성부(234)는 복수의 변화 추이에 대응하는 컬러맵에 기초하여, 변화 추이에 해당하는 컬러를 컬러맵에서 추출하고, 추출된 컬러맵을 이용하여 변화 추이 영상을 형성할 수도 있다.
다시 도 6을 참조하면, 디스플레이부(240)는 프로세서(230)에서 형성된 변화 추이 영상을 디스플레이한다.
본 발명이 바람직한 실시예를 통해 설명되고 예시되었으나, 당업자라면 첨부 된 특허청구범위의 사항 및 범주를 벗어나지 않고 여러 가지 변경 및 변형이 이루어질 수 있음을 알 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 초음파 시스템의 구성을 보이는 블록도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 초음파 데이터 획득부의 구성을 보이는 블록도.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 프로세서의 구성을 보이는 블록도.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따라 시간에 따른 변화 추이를 검출하여 변화 추이 영상을 형성하는 절차를 보이는 흐름도.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 복수의 초음파 영상, 밝기값, 최대 밝기값, 최소 인덱스, 최소 인덱스 정규화값 및 평균 밝기값을 보이는 예시도.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 초음파 시스템의 구성을 보이는 블록도.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 초음파 데이터 획득부의 구성을 보이는 블록도.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 프로세서의 구성을 보이는 블록도.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따라 시간에 따른 변화 추이를 검출하여 변화 추이 영상을 형성하는 절차를 보이는 흐름도.

Claims (19)

  1. 초음파 시스템으로서,
    초음파 신호를 대상체에 송신하고 상기 대상체로부터 반사되는 초음파 에코신호를 수신하여 복수의 초음파 데이터를 순차적으로 획득하도록 동작하는 초음파 데이터 획득부; 및
    상기 초음파 데이터 획득부에 연결되어, 상기 복수의 초음파 데이터를 이용하여 시간에 따른 변화 추이를 검출하고, 상기 변화 추이를 컬러로 나타내는 변화 추이 영상을 형성하도록 동작하는 프로세서
    를 포함하는 초음파 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 프로세서는,
    상기 복수의 초음파 데이터를 이용하여 상기 복수의 초음파 영상을 형성하도록 동작하는 제1 영상 형성부;
    상기 복수의 초음파 영상 각각에 대해 동일 위치에서의 밝기값을 검출하도록 동작하는 밝기값 검출부;
    상기 검출된 밝기값에 기초하여 상기 변화 추이를 검출하도록 동작하는 변화 추이 검출부; 및
    상기 검출된 변화 추이에 기초하여 상기 변화 추이 영상을 형성하도록 동작하는 제2 영상 형성부
    를 포함하는 초음파 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1 영상 형성부는 서로 다른 인덱스 정보를 포함하는 상기 복수의 초음파 영상을 형성하도록 동작하는 초음파 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 인덱스 정보는 초음파 영상의 형성 시간 또는 상기 초음파 영상의 형성 순서 번호를 포함하는 초음파 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 변화 추이는 최대 밝기값, 최소 인덱스 정보의 정규화값, 평균 밝기값, 밝기값의 누적 함수의 정규화 함수, 사전 설정된 임계값 이상인 밝기값의 최초 인덱스 정보, 밝기값의 분산, 밝기값의 표준 편차, 밝기값의 편도도(skewness), 밝기값의 첨도(kurtosis), 최소 밝기값, N(N은 1 이상의 정수)번째 초음파 영상의 밝기값, 밝기값 그레디언트(gradient)의 방위(orientation) 변화 함수 및 밝기값 그레디언트의 위상(phase) 변화 함수 중 적어도 하나를 포함하는 초음파 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 초음파 데이터 획득부는, 서로 다른 인덱스 정보를 포함하는 상기 복수의 초음파 데이터를 획득하도록 동작하는 초음파 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 인덱스 정보는 초음파 데이터의 형성 시간 또는 초음 파 데이터의 형성 순서 번호를 포함하는 초음파 시스템.
  8. 제6항에 있어서, 상기 프로세서는,
    상기 복수의 초음파 데이터에 대해 세기값을 검출하도록 동작하는 세기값 검출부;
    상기 검출된 세기값을 이용하여 상기 변화 추이를 검출하도록 동작하는 변화 추이 검출부; 및
    상기 검출된 변화 추이를 이용하여 상기 변화 추이 영상을 형성하도록 동작하는 영상 형성부
    를 포함하는 초음파 시스템.
  9. 제8항에 있어서, 상기 변화 추이는 최대 세기값, 최소 인덱스 정보의 정규화값, 평균 세기값, 세기값의 누적 함수의 정규화 함수, 사전 설정된 임계값 이상인 세기값의 최초 인덱스 정보, 세기값의 분산, 세기값의 표준 편차, 세기값의 편도도, 세기값의 첨도, 최소 세기값, N번째 초음파 데이터의 세기값, 세기값 그레디언트의 방위 변화 함수, 밝기값 그레디언트의 위상 변화 함수, 초음파 데이터의 위상, 초음파 데이터의 감쇄 및 초음파 데이터의 세기값 중 적어도 하나를 포함하는 초음파 시스템.
  10. 변화 추이 영상을 제공하는 방법으로서,
    a) 초음파 신호를 대상체에 송신하고 상기 대상체로부터 반사되는 초음파 에코신호를 수신하여 복수의 초음파 데이터를 순차적으로 획득하는 단계;
    b) 상기 복수의 초음파 데이터를 이용하여 시간에 따른 변화 추이를 검출하는 단계; 및
    c) 상기 변화 추이를 컬러로 나타내는 변화 추이 영상을 형성하는 단계
    를 포함하는 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 단계 b)는
    b1) 상기 복수의 초음파 데이터를 이용하여 상기 복수의 초음파 영상을 형성하는 단계;
    b2) 상기 복수의 초음파 영상 각각에 대해 동일 위치에서의 밝기값을 검출하는 단계; 및
    b3) 상기 검출된 밝기값에 기초하여 상기 변화 추이를 검출하는 단계
    를 포함하는 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 단계 b1)은,
    서로 다른 인덱스 정보를 포함하는 상기 복수의 초음파 영상을 형성하는 단계
    를 포함하는 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 인덱스 정보는 초음파 영상의 형성 시간 또는 상기 초음파 영상의 형성 순서 번호를 포함하는 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 변화 추이는, 최대 밝기값, 최소 인덱스 정보의 정규화값, 평균 밝기값, 밝기값의 누적 함수의 정규화 함수, 사전 설정된 임계값 이상인 밝기값의 최초 인덱스 정보, 밝기값의 분산, 밝기값의 표준 편차, 밝기값의 편도도, 밝기값의 첨도, 최소 밝기값, N(N은 1 이상의 정수)번째 초음파 영상의 밝기값, 밝기값 그레디언트의 방위 변화 함수 및 밝기값 그레디언트의 위상 변화 함수 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
  15. 제10항에 있어서, 상기 단계 a)는,
    서로 다른 인덱스 정보를 포함하는 상기 복수의 초음파 데이터를 획득하는 단계
    를 포함하는 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 인덱스 정보는 초음파 데이터의 형성 시간 또는 초음파 데이터의 형성 순서 번호를 포함하는 방법.
  17. 제15항에 있어서, 상기 단계 b)는,
    상기 복수의 초음파 데이터에 대해 세기값을 검출하는 단계; 및
    상기 검출된 세기값을 이용하여 상기 변화 추이를 검출하는 단계
    를 포함하는 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 변화 추이는 최대 세기값, 최소 인덱스 정보의 정규화값, 평균 세기값, 세기값의 누적 함수의 정규화 함수, 사전 설정된 임계값 이상인 세기값의 최초 인덱스 정보, 세기값의 분산, 세기값의 표준 편차, 세기값의 편도도, 세기값의 첨도, 최소 세기값, N번째 초음파 데이터의 세기값, 세기값 그레디언트의 방위 변화 함수, 밝기값 그레디언트의 위상 변화 함수, 초음파 데이터의 위상, 초음파 데이터의 감쇄 및 초음파 데이터의 세기값 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
  19. 변화 추이 영상을 제공하는 방법을 수행하는 프로그램을 저장하는 컴퓨터 판독가능 기록매체로서, 상기 방법은,
    a) 초음파 신호를 대상체에 송신하고 상기 대상체로부터 반사되는 초음파 에코신호를 수신하여 복수의 초음파 데이터를 순차적으로 획득하는 단계;
    b) 상기 복수의 초음파 데이터를 이용하여 시간에 따른 변화 추이를 검출하는 단계; 및
    c) 상기 변화 추이를 컬러로 나타내는 변화 추이 영상을 형성하는 단계
    를 포함하는 방법을 수행하기 위한 프로그램을 저장하는 컴퓨터 판독가능 기록매체.
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