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KR102569445B1 - 초음파 프로브의 채널의 전기적 이상 여부를 판단하는 방법 및 장치. - Google Patents

초음파 프로브의 채널의 전기적 이상 여부를 판단하는 방법 및 장치. Download PDF

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KR102569445B1
KR102569445B1 KR1020150172655A KR20150172655A KR102569445B1 KR 102569445 B1 KR102569445 B1 KR 102569445B1 KR 1020150172655 A KR1020150172655 A KR 1020150172655A KR 20150172655 A KR20150172655 A KR 20150172655A KR 102569445 B1 KR102569445 B1 KR 102569445B1
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circuit
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flop
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전태호
송종근
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삼성메디슨 주식회사
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Publication date
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Abstract

적어도 하나의 트랜스듀서(transducer)를 포함하는 채널(channel)의 동작을 제어하는 방법은, 상기 채널에 유입되는 전류에 대응하는 전압과 임계 전압을 비교하는 단계; 및 상기 비교 결과에 기초하여 상기 채널의 동작을 제어하는 단계;를 포함한다.

Description

초음파 프로브의 채널의 전기적 이상 여부를 판단하는 방법 및 장치. {Method and apparatus for deciding electrical disorder of channel of ultrasound probe}
초음파 프로브의 채널의 전기적 이상 여부를 판단하는 방법 및 장치에 관한다.
초음파 진단 장치는 프로브(probe)의 트랜스듀서(transducer)로부터 생성되는 초음파 신호를 대상체로 조사하고, 대상체로부터 반사된 에코 신호의 정보를 수신하여 대상체 또는 대상체 내부의 부위(예를 들면, 연조직 또는 혈류)에 대한 적어도 하나의 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 있다. 따라서, 초음파 진단 장치는, 컴퓨터 단층 촬영(computed tomography, CT) 장치, 자기 공명 영상(magnetic resonance imaging, MRI) 장치 등을 포함하는 다른 영상 진단 장치와 함께 널리 이용된다.
한편, 프로브에 배치되는 트랜스듀서의 수가 많아질 수록, 초음파를 송수신하는 채널의 수도 많아진다. 각각의 채널은 전자 회로를 포함하고 있는바, 트랜스듀서가 단락(short)되거나 채널 내부의 회로에 이상이 생겨 누설 전류가 발생될 수도 있다. 누설 전류가 발생되면, 프로브를 정상적으로 사용할 수 없게 된다.
특히, 2차원 매트릭스 프로브(2D matrix probe)의 경우, 프로브로부터의 출력 신호(output signal)를 줄이기 위한 목적으로, 프로브에 복수의 채널들의 신호를 더하는 회로가 추가된다. 따라서, 출력 신호나 임피던스(impedance)를 체크하는 것 만으로는 채널에 누설 전류가 발생되었는지 여부를 판단하기 어렵다.
초음파 프로브의 채널의 전기적 이상 여부를 판단하는 방법 및 장치를 제공하는데 있다. 또한, 상기 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는 데 있다. 해결하려는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
일 측면에 따른, 적어도 하나의 트랜스듀서(transducer)를 포함하는 채널(channel)의 동작을 제어하는 방법은, 상기 채널에 유입되는 전류에 대응하는 전압과 임계 전압을 비교하는 단계; 및 상기 비교 결과에 기초하여 상기 채널의 동작을 제어하는 단계;를 포함한다.
상술한 방법에 있어서, 상기 제어하는 단계는 상기 채널에 상기 전류가 유입되는 것을 차단하는 단계;를 포함한다.
상술한 방법에 있어서, 상기 제어하는 단계는 상기 채널에 포함된 적어도 하나의 소자에 상기 전류가 유입되는 것을 차단하는 단계;를 포함한다.
상술한 방법에 있어서, 상기 제어하는 단계는 상기 채널이 생성하는 신호의 출력을 차단하는 단계;를 포함한다.
상술한 방법에 있어서, 상기 채널은 프로브(probe)에 포함되고, 상기 프로브는 2차원 트랜스듀서 어레이를 포함한다.
상술한 방법에 있어서, 상기 비교하는 단계는 상기 채널에 유입되는 전류를 상기 전압으로 변환하고, 상기 변환된 전압과 상기 임계 전압을 비교한다.
상술한 방법에 있어서, 상기 비교하는 단계는 컨버터(converter) 및 비교기를 포함하는 회로에 의하여 수행된다.
상술한 방법에 있어서, 상기 채널에 유입되는 전류의 이상 여부에 대한 정보를 출력하는 단계;를 더 포함한다.
상술한 방법에 있어서, 상기 출력하는 단계는 플립-플롭(flip-flop)을 포함하는 회로에 의하여 수행된다.
다른 측면에 따른 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 상술한 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 기록매체를 포함한다.
또 다른 측면에 따른 적어도 하나의 트랜스듀서(transducer)를 포함하는 채널(channel)의 동작을 제어하는 장치는, 상기 채널에 유입되는 전류에 대응하는 전압과 임계 전압을 비교하는 제 1 회로; 및 상기 비교 결과에 기초하여 상기 채널의 동작을 제어하는 제 2 회로;를 포함한다.
상술한 장치에 있어서, 상기 제 2 회로는 상기 채널에 상기 전류가 유입되는 것을 차단하는 회로;를 포함한다.
상술한 장치에 있어서, 상기 제 2 회로는 상기 채널에 포함된 적어도 하나의 소자에 상기 전류가 유입되는 것을 차단하는 회로;를 포함한다.
상술한 장치에 있어서, 상기 제 2 회로는 상기 채널이 생성하는 신호의 출력을 차단하는 회로;를 포함한다.
상술한 장치에 있어서, 상기 채널은 프로브(probe)에 포함되고, 상기 프로브는 2차원 트랜스듀서 어레이를 포함한다.
상술한 장치에 있어서, 상기 제 1 회로는 상기 채널에 유입되는 전류를 상기 전압으로 변환하고, 상기 변환된 전압과 상기 임계 전압을 비교한다.
상술한 장치에 있어서, 상기 제 1 회로는 컨버터(converter) 및 비교기를 포함한다.
상술한 장치에 있어서, 상기 채널에 유입되는 전류의 이상 여부에 대한 정보를 출력하는 제 3 회로;를 더 포함한다.
상술한 장치에 있어서, 상기 제 3 회로는 플립-플롭(flip-flop)을 포함한다.
또 다른 측면에 따른, 초음파 진단 장치와 연결된 프로브(probe)는, 상기 프로브에 포함된 트랜스듀서들이 그룹핑된 채널들 각각에 연결된 제어 회로를 포함하고, 상기 제어 회로는 상기 채널에 유입되는 전류에 대응하는 전압과 임계 전압을 비교하는 제 1 회로; 상기 비교 결과에 기초하여 상기 채널의 동작을 제어하는 제 2 회로; 및 상기 채널에 유입되는 전류의 이상 여부에 대한 정보를 상기 초음파 진단 장치에 출력하는 제 3 회로;를 포함한다.
도 1a 내지 도 1b는 일 실시예에 따른 초음파 진단 시스템의 예들을 도시한 도면들이다.
도 2는 일 실시예에 따른 초음파 진단 시스템의 일 예를 도시한 구성도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 무선 프로브의 일 예를 도시한 구성도이다.
도 4a 내지 4b는 일 실시예에 따른 1차원 프로브 및 2차원 프로브의 일 예를 나타낸 도면들이다.
도 5는 일 실시예에 따른 프로브의 일 예를 도시한 구성도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 그룹 및 채널의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 전자 회로가 동작하는 일 예를 도시한 흐름도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 전자 회로가 프로브 내에 포함되는 일 예를 설명하기 위한 구성도이다.
도 9는 일 실시예에 따른 확인 회로의 일 예를 도시한 구성도이다.
도 10은 일 실시예에 따른 확인 회로의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 일 실시예에 따른 차단 회로의 일 예를 도시한 구성도이다.
도 12는 일 실시예에 따른 차단 회로의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 일 실시예에 따른 전자 회로가 동작하는 다른 예를 도시한 흐름도이다.
도 14는 일 실시예에 따른 전자 회로가 프로브 내에 포함되는 다른 예를 설명하기 위한 구성도이다.
도 15는 일 실시예에 따른 전송 회로의 일 예를 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 영상 또는 대상체에 포함된 관심 영역을 나타내는 영상을 의미한다. 여기에서, 관심 영역은 대상체 내에서 사용자가 주의를 기울여 관찰하고자 하는 영역으로서, 예를 들어 병변(lesion)이 해당될 수 있다. 또한, 대상체는 사람 또는 동물, 또는 사람 또는 동물의 일부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 대상체는 간, 심장, 자궁, 뇌, 유방, 복부 등의 장기, 및 혈관 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 대상체는 팬텀(phantom)일 수도 있으며, 팬텀은 생물의 밀도와 실효 원자 번호에 아주 근사하고 생물의 부피와 아주 근사한 물질을 의미할 수 있다. 예를 들어, 팬텀은, 인체와 유사한 특성을 갖는 구형 팬텀일 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 1a 내지 도 1b는 일 실시예에 따른 초음파 진단 시스템의 예들을 도시한 도면들이다.
도 1a를 참조하면, 초음파 진단 시스템(1000)은 프로브(20)와 초음파 이미징 장치(100)가 유선으로 연결될 수 있다. 다시 말해, 초음파 송수신을 담당하는 프로브(20)가 케이블(110)을 통해 초음파 진단 시스템(1000)의 본체, 즉 초음파 이미징 장치(100)와 연결될 수 있다.
도 1b를 참조하면, 초음파 진단 시스템(1001)은 프로브(20)와 초음파 이미징 장치(100)가 무선으로 연결될 수 있다. 다시 말해, 프로브(20)는 초음파 이미징 장치(100)와 동일한 무선 네트워크를 통해 연결될 수 있다. 예를 들어, 프로브(20)와 초음파 이미징 장치(100)는 밀리미터 웨이브(mmWave) 기반의 무선 네트워크에 결합하고, 트랜스듀서를 통해 수신된 에코 신호를 60GHz 주파수 대역에서 초음파 이미징 장치(100)에게 송신할 수 있다. 그리고, 초음파 이미징 장치(100)는 60GHz 주파수 대역에서 수신된 에코 신호를 이용하여 다양한 모드의 초음파 영상을 생성하고, 생성된 초음파 영상을 디스플레이할 수 있다. 여기에서, 밀리미터 웨이브 기반의 무선 네트워크는 WGA(Wireless Gigabit Alliance)의 WiGig 규격에 따른 무선 통신 방법이 이용될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
도 2는 일 실시예에 따른 초음파 진단 시스템의 일 예를 도시한 구성도이다.
도 2를 참조하면, 초음파 진단 시스템(1002)은 프로브(20) 및 초음파 이미징 장치(100)를 포함할 수 있다. 여기에서, 초음파 이미징 장치(100)는 초음파 송수신부(1100), 영상 처리부(1200), 통신부(1300), 디스플레이부(1400), 메모리(1500), 입력부(1600) 및 제어부(1700)를 포함할 수 있으며, 상술한 여러 구성들은 버스(1800)를 통해 서로 연결될 수 있다.
예를 들어, 초음파 진단 시스템(1002)은 카트형뿐만 아니라 휴대형으로도 구현될 수 있다. 휴대형 초음파 진단 장치의 예로는 팩스 뷰어(PACS, Picture Archiving and Communication System viewer), 스마트 폰(smartphone), 랩탑 컴퓨터, PDA, 태블릿 PC 등이 있을 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
프로브(20)는, 초음파 송수신부(1100)로부터 인가된 구동 신호(driving signal)에 따라 대상체(10)(또는, 대상체(10) 내의 관심 영역)로 초음파 신호를 송출하고, 대상체(10)(또는, 대상체(10) 내의 관심 영역)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 시스템(1002)의 본체와 유선 또는 무선으로 연결될 수 있으며, 초음파 진단 시스템(1002)은 구현 형태에 따라 복수 개의 프로브(20)들을 구비할 수 있다.
송신부(1110)는 프로브(20)에 구동 신호를 공급하며, 펄스 생성부(1112), 송신 지연부(1114), 및 펄서(1116)를 포함한다. 펄스 생성부(1112)는 소정의 펄스 반복 주파수(PRF, Pulse Repetition Frequency)에 따른 송신 초음파를 형성하기 위한 펄스(pulse)를 생성하며, 송신 지연부(1114)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(1116)는, 지연 시간이 적용된 각각의 펄스에 대응하는 타이밍(timing)으로, 프로브(20)에 구동 신호(또는, 구동 펄스(driving pulse))를 인가한다.
수신부(1120)는 프로브(20)로부터 수신되는 에코 신호를 처리하여 초음파 데이터를 생성하며, 증폭기(1122), ADC(아날로그 디지털 컨버터, Analog Digital converter)(1124), 수신 지연부(1126), 및 합산부(1128)를 포함할 수 있다. 증폭기(1122)는 에코 신호를 각 채널(channel) 마다 증폭하며, ADC(1124)는 증폭된 에코 신호를 아날로그-디지털 변환한다. 수신 지연부(1126)는 수신 지향성(reception directionality)을 결정하기 위한 지연 시간을 디지털 변환된 에코 신호에 적용하고, 합산부(1128)는 수신 지연부(1166)에 의해 처리된 에코 신호를 합산함으로써 초음파 데이터를 생성한다. 한편, 수신부(1120)는 그 구현 형태에 따라 증폭기(1122)를 포함하지 않을 수도 있다. 즉, 프로브(20)의 감도가 향상되거나 ADC(1124)의 처리 비트(bit) 수가 향상되는 경우, 증폭기(1122)는 생략될 수도 있다.
영상 처리부(1200)는 초음파 송수신부(1100)에서 생성된 초음파 데이터에 대한 주사 변환(scan conversion) 과정을 통해 초음파 영상을 생성한다. 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 영상일 수도 있다. 도플러 영상은, 혈액의 흐름을 나타내는 혈류 도플러 영상 (또는, 컬러 도플러 영상으로도 불림), 조직의 움직임을 나타내는 티슈 도플러 영상, 또는 대상체의 이동 속도를 파형으로 표시하는 스펙트럴 도플러 영상일 수 있다.
B 모드 처리부(1212)는, 초음파 데이터로부터 B 모드 성분을 추출하여 처리한다. 영상 생성부(1220)는, B 모드 처리부(1212)에 의해 추출된 B 모드 성분에 기초하여 신호의 강도가 휘도(brightness)로 표현되는 초음파 영상을 생성할 수 있다.
마찬가지로, 도플러 처리부(1214)는, 초음파 데이터로부터 도플러 성분을 추출하고, 영상 생성부(1220)는 추출된 도플러 성분에 기초하여 대상체의 움직임을 컬러 또는 파형으로 표현하는 도플러 영상을 생성할 수 있다.
일 실시 예에 의한 영상 생성부(1220)는, 볼륨 데이터에 대한 볼륨 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(1220)는 초음파 영상 상에 여러 가지 부가 정보를 텍스트, 그래픽으로 표현할 수도 있다. 한편, 생성된 초음파 영상은 메모리(1500)에 저장될 수 있다.
디스플레이부(1400)는 생성된 초음파 영상을 디스플레이한다. 디스플레이부(1400)는, 초음파 영상뿐 아니라 초음파 이미징 장치(1002)에서 처리되는 다양한 정보를 GUI(Graphical User Interface)를 통해 화면 상에 표시 출력할 수 있다. 한편, 초음파 진단 장치(1000)는 구현 형태에 따라 둘 이상의 디스플레이부(1400)를 포함할 수 있다.
또한, 디스플레이부(1400)는 대상체(10)에 대응하는 모델을 디스플레이할 수 있고, 영상 처리부(1200)가 사용자 입력에 기초하여 생성한 관심 영역을 나타내는 영상을 디스플레이할 수 있다.
통신부(1300)는, 유선 또는 무선으로 네트워크(30)와 연결되어 외부 디바이스나 서버와 통신한다. 또한, 프로브(20)가 무선 네트워크를 통해 초음파 이미징 장치(1002)와 연결되는 경우, 통신부(1300)는 프로브(20)와 통신할 수 있다.
통신부(1300)는 의료 영상 정보 시스템(PACS)을 통해 연결된 병원 서버나 병원 내의 다른 의료 장치와 데이터를 주고 받을 수 있다. 또한, 통신부(1300)는 의료용 디지털 영상 및 통신(DICOM, Digital Imaging and Communications in Medicine) 표준에 따라 데이터 통신할 수 있다.
통신부(1300)는 네트워크(30)를 통해 대상체(10)의 초음파 영상, 초음파 데이터, 도플러 데이터 등 대상체의 진단과 관련된 데이터를 송수신할 수 있으며, CT 장치, MRI 장치, X-ray 장치 등 다른 의료 장치에서 촬영한 의료 영상 또한 송수신할 수 있다. 나아가, 통신부(1300)는 서버로부터 환자의 진단 이력이나 치료 일정 등에 관한 정보를 수신하여 대상체(10)의 진단에 활용할 수도 있다. 나아가, 통신부(1300)는 병원 내의 서버나 의료 장치뿐만 아니라, 의사나 환자의 휴대용 단말과 데이터 통신을 수행할 수도 있다.
통신부(1300)는 유선 또는 무선으로 네트워크(30)와 연결되어 서버(32), 의료 장치(34), 또는 휴대용 단말(36)과 데이터를 주고 받을 수 있다. 통신부(1300)는 외부 디바이스와 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 구성 요소를 포함할 수 있으며, 예를 들어 근거리 통신 모듈(1310), 유선 통신 모듈(1320), 및 이동 통신 모듈(1330)을 포함할 수 있다.
근거리 통신 모듈(1310)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(1320)은 전기적 신호 또는 광 신호를 이용한 통신을 위한 모듈을 의미하며, 일 실시 예에 의한 유선 통신 기술에는 트위스티드 페어 케이블(twisted pair cable), 동축 케이블, 광섬유 케이블, 이더넷(ethernet) 케이블 등이 있을 수 있다.
이동 통신 모듈(1330)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 데이터일 수 있다.
메모리(1500)는 초음파 진단 장치(1000)에서 처리되는 여러 가지 정보를 저장한다. 예를 들어, 메모리(1500)는 입/출력되는 초음파 데이터, 초음파 영상 등 대상체(10)의 진단에 관련된 의료 데이터를 저장할 수 있고, 초음파 이미징 장치(1002) 내에서 수행되는 알고리즘이나 프로그램을 저장할 수도 있다.
메모리(1500)는 플래시 메모리, 하드디스크, EEPROM 등 여러 가지 종류의 저장매체로 구현될 수 있다. 또한, 초음파 이미징 장치(1002)는 웹 상에서 메모리(1500)의 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage) 또는 클라우드 서버를 운영할 수도 있다.
입력부(1600)는, 사용자로부터 초음파 이미징 장치(1002)를 제어하기 위한 데이터를 입력 받는 수단을 의미한다. 입력부(1600)의 예로는 키보드, 마우스, 터치 패드, 터치 스크린, 트랙볼, 조그 스위치 등 하드웨어 구성 및 이를 동작시키는 소프트웨어 모듈을 포함할 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며, 입력부(1600)는 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.
또한, 입력부(1600)는 대상체(10)에 포함된 관심 영역을 선택하는 사용자 입력을 수신할 수 있다. 이때, 사용자 입력은 사용자가 취하는 제스쳐를 포함한다. 예를 들어, 제스처에는 탭, 터치 앤드 홀드, 더블 탭, 드래그, 패닝, 플릭, 드래그 앤드 드롭, 핀치, 스트레치 등이 있을 수 있다.
만약, 입력부(1600)가 터치 스크린으로 구현되는 경우, 입력부(1600)는 사용자 입력을 수신할 뿐만 아니라 디스플레이부(1400)와 동일한 기능을 수행할 수 있다. 다시 말해, 입력부(1600)는 영상 처리부(1200)가 생성한 초음파 영상 및 초음파 이미징 장치(1002)에서 처리되는 다양한 정보를 GUI(Graphical User Interface)를 통해 화면 상에 표시 출력할 수 있다. 또한, 입력부(1600)는 대상체(10)에 대응하는 모델을 디스플레이할 수 있고, 영상 처리부(1200)가 사용자 입력에 기초하여 생성한 관심 영역을 나타내는 영상을 디스플레이할 수 있다.
제어부(1700)는 초음파 진단 장치(1000)의 동작을 전반적으로 제어한다. 즉, 제어부(1700)는 도 1에 도시된 프로브(20), 초음파 송수신부(1100), 영상 처리부(1200), 통신부(1300), 디스플레이부(1400), 메모리(1500), 및 입력부(1600) 간의 동작을 제어할 수 있다.
프로브(20), 초음파 송수신부(1100), 영상 처리부(1200), 통신부(1300), 디스플레이부(1400), 메모리(1500), 입력 디바이스(1600) 및 제어부(1700) 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(1100), 영상 처리부(1200), 및 통신부(1300) 중 적어도 일부는 제어부(1600)에 포함될 수 있으나, 이러한 구현 형태에 제한되지는 않는다.
도 3은 일 실시예에 따른 무선 프로브의 일 예를 도시한 구성도이다.
도 3을 참조하면, 무선 프로브(2000)는, 도 2를 참조하여 상술한 바와 같이 복수의 트랜스듀서들을 포함하며, 구현 형태에 따라 도 2의 초음파 송수신부(1100)의 구성을 일부 또는 전부 포함할 수 있다.
도 3에 도시된 무선 프로브(2000)는, 송신부(2100), 트랜스듀서(2200), 및 수신부(2300)를 포함하며, 각각의 구성에 대해서는 도 2를 참조하여 상술하였는바, 자세한 설명은 생략한다. 한편, 무선 프로브(2000)는 그 구현 형태에 따라 수신 지연부(2330)와 합산부(2340)를 선택적으로 포함할 수도 있다.
무선 프로브(2000)는, 대상체(10)로 초음파 신호를 송신하고 에코 신호를 수신하며, 초음파 데이터를 생성하여 도 2의 초음파 이미징 장치(1002)로 무선 전송할 수 있다.
도 4a 내지 4b는 일 실시예에 따른 1차원 프로브 및 2차원 프로브의 일 예를 나타낸 도면들이다.
도 4a에 도시된 1차원 프로브(410) 및 도 4b에 도시된 2차원 프로브(430)는 도 1a에 도시된 유선 프로브(20) 또는 도 1b 및 도 3에 도시된 무선 프로브(20, 2000)에 해당될 수 있다.
도 4a를 참조하면, 1차원 프로브(410)는 복수의 트랜스듀서(transducer)들의 1차원 어레이로 형성될 수 있다. 여기에서 트랜스듀서는 1차원 프로브(410)를 구성하는 엘리먼트(element)로서, 트랜스듀서가 대상체(420)에 초음파 신호를 조사하고, 대상체(420)로부터 반사되는 에코 신호들을 수신한다. 이와 같이 반사된 에코 신호들은 트랜스듀서들을 진동시킨다. 트랜스듀서들은 이 진동들에 대응한 전기적 펄스(electrical pulse)들을 생성하고, 전기적 펄스들을 초음파 송수신부(1100)로 출력한다.
또한, 1차원 프로브(410)를 구성하는 트랜스듀서들로 애퍼쳐(aperture) 또는 서브어레이(sub-array)가 구성될 수도 있다. 여기에서 애퍼쳐는 1차원 프로브(410)를 구성하는 트랜스듀서들 중 일부의 집합을 말한다. 다만, 애퍼쳐를 구성하는 트랜스듀서들의 개수는 제한이 없으며, 하나의 트랜스듀서가 하나의 애퍼쳐를 구성할 수도 있다.
또한, 도 4b를 참조하면, 2차원 프로브(430)는 복수의 트랜스듀서(transducer)들의 2차원 어레이로 형성될 수도 있다. 2차원 프로브(430)는 부피를 갖는 3차원의 대상체(440)에 대하여 초음파 신호를 조사하고, 대상체(440)로부터 반사되는 에코 신호들을 수신할 수 있다. 여기에서 2차원 프로브(430)가 대상체(440)에 초음파 신호를 조사하고, 에코 신호들을 수신하는 과정은 도 4a를 참조하여 상술한 바와 같다.
도 5는 일 실시예에 따른 프로브의 일 예를 도시한 구성도이다.
도 5에 도시된 프로브(510)는 도 4a의 1차원 프로브(410) 또는 도 4b의 2차원 프로브(430)에 해당될 수 있다.
프로브(510)는 대상체(10)(또는, 대상체(10) 내의 관심 영역)로 초음파 신호를 송출하고, 대상체(10)(또는, 대상체(10) 내의 관심 영역)로부터 반사된 에코 신호를 수신한다. 또한, 프로브(510)는 에코 신호에 대응하는 초음파 데이터를 이용하여 초음파 영상을 생성할 수 있다. 다시 말해, 프로브(510)는 도 2를 참조하여 상술한 영상 처리부(1200), 메모리(1500), 입력부(1600), 제어부(1700) 및 통신부(1300)를 포함할 수 있고, 상술한 구성들은 버스(1800)에 의하여 연결될 수 있다.
프로브(510)는 복수의 트랜스듀서들을 포함하고, 각각의 트랜스듀서는 전기적 신호에 따라 진동하며 음향 에너지인 초음파를 발생시키고, 대상체(10)(또는, 대상체(10) 내의 관심 영역)로부터 반사된 에코 신호를 수신한다. 이때, 하나의 트랜스듀서는 하나의 채널로 구성되며, 각각의 채널에 포함된 초음파 송수신부의 동작에 따라 초음파 신호를 송출하고, 에코 신호를 수신할 수 있다. 다시 말해, 각각의 채널에는 도 2를 참조하여 상술한 초음파 송수신부(1100)가 포함될 수 있다.
또한, 복수의 채널들은 소정의 개수의 그룹들(521, 522, 523, 524)로 그룹핑될 수 있다. 다시 말해, 하나의 그룹(521)에는 복수의 채널들(5211, 5212, 5213)이 포함될 수 있고, 프로브(510)는 복수의 그룹들(521, 522, 523, 524)이 포함될 수 있다. 따라서, 하나의 그룹(521)에 포함된 복수의 채널들(5211, 5212, 5213)에서 생성된 신호들은 합해져서 영상 처리부(1200)로 전송될 수 있다.
이하, 도 6을 참조하여, 프로브(510)가 복수의 그룹들(521, 522, 523, 524)을 포함하고, 하나의 그룹(521)에 복수의 채널들(5211, 5212, 5213)이 포함되는 예를 상세하게 설명한다.
도 6은 일 실시예에 따른 그룹 및 채널의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 프로브에는 복수의 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)들(611, 612, 613, 614)이 포함될 수 있고, 하나의 ASIC(611)에는 복수의 그룹들(620)이 포함될 수 있다. 도 6에는 하나의 ASIC(611)에 32개의 그룹들(620)이 포함되는 것으로 도시되었으나, 그룹들의 수는 32개에 한정되지 않는다. ASIC(611)은 그룹들(620)에서 출력되는 신호들을 빔포밍함으로써, 하나의 출력 신호를 생성한다.
또한, 하나의 그룹(621)은 복수의 채널들(630)을 포함할 수 있다. 도 6에는 하나의 그룹(621)에 81개의 채널들(630)이 포함되는 것으로 도시되었으나, 채널들의 수는 81개에 한정되지 않는다. 결론적으로, 하나의 ASIC(611)에는 복수의 채널들이 포함될 수 있다.
하나의 채널(631)은 하나의 트랜스듀서에 대응한다. 구체적으로, 채널(631)은 단일 트랜스듀서에서 송신하는 송신 초음파를 생성하고, 그 트랜스듀서에서 수신하는 에코 신호를 처리하여 초음파 데이터를 생성한다.
다시 말해, 채널(631)은 소정의 펄스 반복 주파수(PRF, Pulse Repetition Frequency)에 따른 송신 초음파를 형성하기 위한 펄스(pulse)를 생성하며, 송신 지향성(transmission directionality)을 결정하기 위한 지연 시간(delay time)을 펄스에 적용한다. 그리고, 채널(631)은 트랜스듀서에 구동 신호(또는, 구동 펄스(driving pulse))를 인가한다. 예를 들어, 채널(631)은 도 2를 참조하여 상술한 송신부(1110)를 포함할 수 있다.
또한, 채널(631)은 트랜스듀서로부터 수신되는 에코 신호를 증폭하고, 증폭된 에코 신호를 아날로그-디지털 변환한다. 선택적으로, 채널(631)은 디지털 변환된 신호에 시간 이득 보상(Time Gain Compensation, TGC)을 수행할 수 있다. 그리고, 채널(631)은 수신 지향성(reception directionality)을 결정하기 위한 지연 시간을 디지털 변환된 에코 신호에 적용함으로써 초음파 데이터를 생성한다. 예를 들어, 채널(631)은 도 2를 참조하여 상술한 수신부(1120)를 포함할 수 있다.
도 1 내지 도 6을 참조하여 상술한 바와 같이, 프로브는 단일 트랜스듀서에 대응하는 채널을 다수 포함할 수 있다. 따라서, 트랜스듀서 또는 채널의 내부 회로의 이상에 따라 누설 전류가 발생될 경우, 프로브가 정상적으로 동작하지 않을 수 있다. 이하, 도 7 내지 도 15를 참조하여, 프로브에 포함된 전자 회로(이하, ‘전자 회로’라고 함)가 누설 전류가 발생되었는지를 체크하고, 누설 전류가 발생된 경우 채널의 동작을 제어하는 예들을 설명한다.
한편, 도 7 내지 도 15에서는, 전자 회로는 단일 채널(631)에 대하여 누설 전류가 유입되었는지를 체크하고, 채널(631)의 동작을 제어하는 것으로 기재되었으나, 이에 한정되지 않는다. 다시 말해, 전자 회로는 그룹(621) 단위 또는 ASIC(611) 단위로 누설 전류가 유입되었는지를 체크하고 그룹(621) 또는 ASIC(611)의 동작을 제어할 수 있다. 또한, 전자 회로는 프로브(510)에 누설 전류가 발생되었는지를 체크하고, 프로브(510)의 동작을 제어할 수도 있다.
일 예로서, 전자 회로는 그룹(621)에 누설 전류가 유입되는지 여부를 체크하고, 이에 기초하여 그룹(621)의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 그룹(621)에 누설 전류가 유입되는 경우, 전자 회로는 그룹(621)에 전류가 유입되는 것을 차단하거나, 그룹(621)에 포함된 적어도 하나의 소자(element)에 전류가 유입되는 것을 차단하거나, 그룹(621)이 생성하는 신호의 출력을 차단할 수 있다.
다른 예로서, 전자 회로는 ASIC(611)에 누설 전류가 유입되는지에 기초하여 ASIC(611)의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, ASIC(611)에 누설 전류가 유입되는 경우, 전자 회로는 ASIC(611)에 전류가 유입되는 것을 차단하거나, ASIC(611)에 포함된 적어도 하나의 소자(element)에 전류가 유입되는 것을 차단하거나, ASIC(611)이 생성하는 신호의 출력을 차단할 수 있다.
또 다른 예로서, 전자 회로는 프로브(510)에 누설 전류가 유입되는지에 기초하여 프로브(510)의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 프로브(510)에 누설 전류가 유입되는 경우, 전자 회로는 프로브(510)에 전류가 유입되는 것을 차단하거나, 프로브(510)에 포함된 적어도 하나의 소자(element)에 전류가 유입되는 것을 차단하거나, 프로브(510)가 생성하는 신호의 출력을 차단할 수 있다.
또한, 도 7 내지 도 15를 참조하여 후술될 전자 회로의 기능은, 프로브(510)에 포함된 프로세서에 의하여 수행될 수도 있다. 여기에서, 프로세서는 다수의 논리 게이트들의 어레이로 구현될 수도 있고, 범용적인 마이크로 프로세서와 이 마이크로 프로세서에서 실행될 수 있는 프로그램이 저장된 메모리의 조합으로 구현될 수도 있다. 또한, 다른 형태의 하드웨어로 구현될 수도 있음을 본 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
예를 들어, 프로세서가 채널(631), 그룹(621), ASIC(611) 또는 프로브(510) 에 누설 전류가 유입되었는지를 체크하고, 이들의 동작을 제어할 수 있다.
도 7은 일 실시예에 따른 전자 회로가 동작하는 일 예를 도시한 흐름도이다.
710 단계에서, 전자 회로는 채널에 유입되는 전류에 대응하는 전압과 임계 전압을 비교한다. 예를 들어, 전자 회로는 채널에 유입되는 전류를 이에 대응하는 전압으로 변환하고, 변환된 전압과 임계 전압과의 비교 결과에 기초하여 전류의 이상 여부를 판단할 수 있다. 여기에서, 전류의 이상 여부는 채널에 누설 전류가 유입되는지 여부를 의미한다. 예를 들어, 채널에 유입되는 전류가 변환된 전압 값이 임계 전압 값을 초과하는 경우, 전자 회로는 채널에 누설 전류가 유입되고 있다고 판단할 수 있다.
720 단계에서, 전자 회로는 비교 결과에 기초하여 채널의 동작을 제어한다. 구체적으로, 채널에 누설 전류가 유입되지 않는 경우, 전자 회로는 동작하지 않는다. 다시 말해, 채널에 누설 전류가 유입되지 않는 경우, 전자 회로는 채널이 동작하는데 있어서 아무런 영향을 끼치지 않는다.
한편, 채널에 누설 전류가 유입되는 경우, 전자 회로는 채널의 동작을 다양한 방식으로 제어한다. 일 예로서, 전자 회로는 채널에 전류가 유입되는 것을 차단할 수 있다. 다른 예로서, 전자 회로는 채널에 포함된 적어도 하나의 소자(element)에 전류가 유입되는 것을 차단할 수 있다. 또 다른 예로서, 전자 회로는 채널이 생성하는 신호의 출력을 차단할 수 있다. 여기에서, 채널이 생성하는 신호는 그 채널에서 생성된 초음파 데이터에 대응하는 신호를 의미한다.
다시 말해, 채널에 누설 전류가 유입되면, 전자 회로는 그 채널이 정상적으로 동작하지 못하도록 제어한다. 따라서, 누설 전류의 발생으로 인하여 프로브 내의 채널이 오작동하거나, 프로브가 고장나게 되는 상황이 방지될 수 있다.
또한, 도 7에는 도시되지 않았으나, 전자 회로는 채널에 누설 전류가 유입되었음을 알리는 신호(이하, ‘알림 신호’라고 함)를 생성할 수도 있다. 다시 말해, 채널에 누설 전류가 유입되는 경우, 전자 회로는 알림 신호를 생성하고, 프로브는 알림 신호를 출력할 수 있다. 예를 들어, 알림 신호는 프로브에 포함된 램프(예를 들어, LED 램프)의 점멸 신호가 될 수도 있고, 프로브에서 발생되는 진동 신호가 될 수도 있다.
이하, 도 8을 참조하여, 전자 회로가 프로브 내에 포함되는 일 예를 설명한다.
도 8은 일 실시예에 따른 전자 회로가 프로브 내에 포함되는 일 예를 설명하기 위한 구성도이다.
도 8에는 전자 회로(810)가 채널들(851, 852, 853, 854) 각각에 연결된 일 예가 도시되어 있다. 전자 회로(810)는 확인 회로(821) 및 차단 회로(831)를 포함하고, 하나의 채널(851)에는 하나의 전자 회로(810)가 연결된다. 따라서, 프로브에 복수 개의 채널들(851, 852, 853, 854)이 포함되면, 전자 회로(810)의 수도 복수 개가 될 수 있다.
또한, 도 8에 도시된 바와 같이, 확인 회로(821)는 채널(851)과 채널(851)에 전류를 공급하는 도선(890) 사이에 연결될 수 있다. 따라서, 확인 회로(821)는 채널(831)에 유입되는 전류의 이상 여부를 판단할 수 있다. 다시 말해, 확인 회로(821)는 채널(831)에 유입되는 전류에 누설 전류가 포함되어 있는지 여부를 확인할 수 있다.
이하, 도 9 내지 도 10을 참조하여, 확인 회로(821)의 일 예에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 9는 일 실시예에 따른 확인 회로의 일 예를 도시한 구성도이다.
도 9를 참조하면, 확인 회로(910)는 변환부(920) 및 비교부(930)를 포함한다.
변환부(920)는 도선(940)으로부터 유입되는 전류(I0)를 전압(V0)으로 변환한다. 구체적으로, 변환부(920)는 도선(940)으로부터 유입되는 전류(I0)를 그에 대응하는 전압(V0)으로 변환한다.
비교부(930)는 변환된 전압(V0)과 임계 전압을 비교한다. 구체적으로, 비교부(930)는 변환된 전압(V0)이 임계 전압을 초과하는지 여부에 따라 출력 신호를 생성한다. 예를 들어, 변환된 전압(V0)이 임계 전압을 초과하지 않는 경우, 비교부(930)는 출력 신호를 생성하지 않을 수 있다. 이에 반해, 변환된 전압(V0)이 임계 전압을 초과하는 경우, 비교부(930)는 출력 신호를 생성할 수 있다. 비교부(930)가 생성한 출력 신호는 도 8의 차단 회로(831, 832, 833, 834)로 전송되어, 차단 회로(831, 832, 833, 834)에게 동작을 시작할 것을 알리는 신호로 활용될 수 있다.
한편, 도 9에서는 확인 회로(910)가 변환부(920)를 포함하는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않는다. 다시 말해, 도선(940)으로부터 유입되는 전류(I0)가 전압(V0)으로 변환됨이 없이, 비교부(930)는 그 전류가 임계 전류를 초과하는지 여부에 따라 출력 신호를 생성할 수도 있다.
도 10은 일 실시예에 따른 확인 회로의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 10을 참조하면, 확인 회로(911)는 전류-전압 컨버터(I-V converter)(921) 및 비교기(comparator)(931)를 포함한다. 도 10에는, 도 9의 변환부(920)가 구현되는 일 예로서 전류-전압 컨버터(921)가 도시되고, 도 9의 비교부(930)가 구현되는 일 예로서 비교기(931)가 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않는다. 다시 말해, 도 9를 참조하여 상술한 변환부(920) 및 비교부(930)의 동작을 수행할 수 있는 소자라면, 제한 없이 변환부(920) 및 비교부(930)의 구현 예가 될 수 있다.
또한, 도 10에는 확인 회로(911)가 전류-전압 컨버터(921) 및 비교기(931) 만을 포함하는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않는다. 다시 말해, 확인 회로(911)는 전류-전압 컨버터(921) 및 비교기(931)가 동작하는데 필요한 다른 소자들 및 도선이 포함될 수 있다.
전류-전압 컨버터(921)는 도선(941)으로부터 유입되는 전류(I0)를 전압(V0)으로 변환한다. 구체적으로, 전류-전압 컨버터(921)는 동작 전압(VDD)이 인가됨에 따라 동작하고, 도선(941)으로부터 유입되는 전류(I0)를 전압(V0)으로 변환한다.
비교기(931)는 변환된 전압(V0)과 임계 전압(Vref)을 비교하여 출력 신호(A)를 생성한다. 예를 들어, 변환된 전압(V0)이 임계 전압(Vref)을 초과하는 경우, 비교기(931)는 출력 신호(A)를 생성할 수 있다. 비교기(931)가 생성한 출력 신호(A)는 도 8의 차단 회로(831, 832, 833, 834)에게 동작을 시작할 것을 알리는 신호로 활용될 수 있다.
다시 도 8을 참조하면, 차단 회로(831)은 확인 회로(821)과 연결된다. 도 8에는 차단 회로(831)가 채널(851) 내에 포함되는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않는다. 다시 말해, 차단 회로(831)는 채널(851)의 외부에 위치할 수도 있다. 차단 회로(831)는 확인 회로(821)의 출력 신호를 수신하고, 채널(851)에 포함된 소자들의 동작을 제어할 수 있다.
이하, 도 11 내지 도 12를 참조하여, 차단 회로(831)의 일 예에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 11은 일 실시예에 따른 차단 회로의 일 예를 도시한 구성도이다.
도 11을 참조하면, 트랜스듀서(3300)와 연결된 채널(3100)의 일 예가 도시되어 있다. 또한, 채널(3100)은 송신부(3110) 및 수신부(3120)를 포함하고, 차단 회로(3200)는 채널(3100)의 내부에서 송신부(3110) 및 수신부(3120)와 연결된 것으로 도시되어 있다.
차단 회로(3200)가 채널(3100)의 외부에 위치할 수 있음은 도 10을 참조하여 상술한 바와 같다. 다만, 차단 회로(3200)가 채널(3100)의 외부에 위치하더라도, 채널(3100)에 포함된 소자들의 동작을 제어하기 위하여, 송신부(3110) 및 수신부(3120)와 연결되어 있어야 한다.
채널(3100)에 유입되는 전류에 누설 전류가 포함되어 있다고 판단된 경우, 차단 회로(3200)는 채널(3100)의 동작을 제어한다. 구체적으로, 채널(3100)에 누설 전류가 유입되지 않는 경우, 차단 회로(3200)는 동작하지 않는다. 다시 말해, 채널(3100)에 누설 전류가 유입되지 않는 경우, 차단 회로(3200)는 채널(3100)이 동작하는데 있어서 아무런 영향을 끼치지 않는다.
한편, 채널(3100)에 누설 전류가 유입되는 경우, 차단 회로(3200)는 채널(3100)의 동작을 다양한 방식으로 제어한다. 일 예로서, 차단 회로(3200)는 채널(3100)에 전류가 유입되는 것을 차단할 수 있다. 다른 예로서, 차단 회로(3200)는 채널(3100)에 포함된 적어도 하나의 소자(element)에 전류가 유입되는 것을 차단할 수 있다. 다시 말해, 차단 회로(3200)는 송신부(3110) 및 수신부(3120)에 포함된 소자들 각각에 전류가 유입되는 것을 차단할 수 있다. 또 다른 예로서, 차단 회로(3200)는 채널(3100)이 생성하는 신호의 출력을 차단할 수 있다. 여기에서, 채널(3100)이 생성하는 신호는 그 채널에서 생성된 초음파 데이터에 대응하는 신호를 의미한다. 다시 말해, 차단 회로(3200)는 수신부(3120)가 생성한 초음파 데이터가 채널(3100)의 외부로 출력되는 것을 차단할 수 있다.
종합하면, 채널(3100)에 누설 전류가 유입되는 경우, 차단 회로(3200)는 채널(3100)이 정상적으로 동작하지 못하도록 제어한다. 따라서, 누설 전류의 발생으로 인하여 프로브 내의 채널이 오작동하거나, 프로브가 고장나게 되는 상황이 방지될 수 있다.
도 12는 일 실시예에 따른 채널 및 차단 회로의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 12를 참조하면, 채널(3101)은 펄서(3111), LNA(Low Noise Amplifier)&TGC(Time Gain Compensator)부(3121) 및 지연부(3130)를 포함한다. 여기에서, 펄서(3111)은 도 11의 송신부(도 11의 3110)를 대표하는 구성이며, LNA(Low Noise Amplifier)&TGC(Time Gain Compensator)부(3121)는 도 11의 수신부(도 11의 3120)를 대표하는 구성이다. 다시 말해, 송신부(도 11의 3110)는 펄서(3111) 이외에 도 2를 참조하여 상술한 송신부(도 2의 1110)의 동작이 수행되는데 필요한 구성들을 더 포함할 수 있다. 또한, 수신부(도 11의 3120)는 LNA(Low Noise Amplifier)&TGC(Time Gain Compensator)부(3121) 이외에 도 2를 참조하여 상술한 수신부(도 2의 1120)의 동작이 수행되는데 필요한 구성들을 더 포함할 수 있다.
또한, 채널(3101)은 지연부(3130)를 포함하고, 지연부(3130)는 송신 지향성(transmission directionality)을 결정하기 위한 지연 시간(delay time)을 펄스에 적용하고, 수신 지향성(reception directionality)을 결정하기 위한 지연 시간을 디지털 변환된 에코 신호에 적용한다. 다시 말해, 지연부(3130)는 송신부(도 11의 3110) 및 수신부(도 11의 3120) 각각의 동작에 관여할 수 있다. 도 12에는 지연부(3130)가 송신부(도 11의 3110) 및 수신부(도 11의 3120)와 별개의 구성으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 송신부(도 11의 3110) 및 수신부(도 11의 3120)는 각각 지연부(3130)를 포함할 수 있다.
채널(3101)에 누설 전류가 유입되는 경우, 차단 회로(도 11의 3200)는 채널(3101)의 동작을 다양한 방식으로 제어한다. 일 예로서, 차단 회로(도 11의 3200)는 채널(3101)에 전류가 유입되는 것을 차단할 수 있다. 다른 예로서, 차단 회로(도 11의 3200)는 채널(3101)에 포함된 적어도 하나의 소자(element)에 전류가 유입되는 것을 차단할 수 있다. 다시 말해, 차단 회로(도 11의 3200)는 펄서(3111) 및 LNA(Low Noise Amplifier)&TGC(Time Gain Compensator)부(3121)에 전류가 유입되는 것을 차단할 수 있다. 또 다른 예로서, 차단 회로(도 11의 3200)는 채널(3101)이 생성한 신호가 외부로 출력되는 것을 차단할 수 있다.
도 13은 일 실시예에 따른 전자 회로가 동작하는 다른 예를 도시한 흐름도이다.
도 13의 4010 단계 및 4020 단계는 도 7의 710 단계 및 720 단계에 대응된다. 따라서, 이하에서는 4010 단계 및 4020 단계에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
4030 단계에서, 전자 회로는 채널에 유입되는 전류의 이상 여부에 대한 정보를 출력한다. 다시 말해, 전자 회로는 어느 채널에 이상 전류(즉, 누설 전류가 포함된 전류)가 유입되었는지에 대한 정보를 외부 장치로 출력한다.
도 1 내지 도 6을 참조하여 상술한 바와 같이, 프로브에는 복수의 채널들이 포함된다. 따라서, 복수의 채널들 중에서 누설 전류가 유입된 채널이 어떤 것인지 확인되기 어렵다. 특히, 도 5를 참조하여 상술한 바와 같이, 복수의 채널들이 그룹으로 설정되고, 하나의 그룹에 포함된 복수의 채널들 각각에서 생성된 신호가 합해져서 외부로 전송되는 경우, 누설 전류가 유입된 채널이 어떤 것인지 확인되기 어렵다.
전자 회로는 프로브에 포함된 복수의 채널들 중에서 이상 전류가 유입된 채널에 대한 정보를 외부 장치로 출력한다. 이하, 도 14 내지 도 15를 참조하여 전자 회로가 이상 전류가 유입된 채널에 대한 정보를 외부 장치로 출력하는 예를 구체적으로 설명한다.
도 14는 일 실시예에 따른 전자 회로가 프로브 내에 포함되는 다른 예를 설명하기 위한 구성도이다.
도 14를 참조하면, 전자 회로(811)는 확인 회로(821, 822, 823, 824), 차단 회로(831, 832, 833, 834) 및 전송 회로(870)를 포함한다. 여기에서, 확인 회로(821, 822, 823, 824) 및 차단 회로(831, 832, 833, 834)가 동작하는 예는 도 7 내지 도 12를 참조하여 상술한 바와 같다. 따라서, 이하에서는 확인 회로(821, 822, 823, 824) 및 차단 회로(831, 832, 833, 834)에 대한 구체적인 설명을 생략한다.
전송 회로(870)는 채널들(851, 852, 853, 854) 중에서 이상 전류가 유입된 채널을 식별한다. 그리고, 전송 회로(870)는 이상 전류가 유입된 채널에 대한 정보를 외부로 전송한다. 확인 회로(821, 822, 823, 824)는 채널(851, 852, 853, 854)에 유입되는 전류의 이상 여부를 판단하고, 이상 전류가 유입된 채널과 연결된 확인 회로는 출력 신호(도 9의 A)를 생성한다. 따라서, 전송 회로(870)는 확인 회로가 생성한 출력 신호(도 9의 A)에 기초하여, 채널들(851, 852, 853, 854) 중에서 이상 전류가 유입된 채널을 식별할 수 있다.
도 15는 일 실시예에 따른 전송 회로의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 15를 참조하면, 전송 회로(871)는 채널들(CH1, CH2, CH3, CHN) 각각에 연결된 플립-플롭(flip-flop)(5100, 5110, 5120, 5130)을 포함한다. 또한, 전송 회로(871)는 채널들(CH1, CH2, CH3, CHN) 각각에 연결되어 이전 채널에 대한 정보, 당해 채널에 대한 정보 및 스캔 명령을 수신하는 멀티플렉서(5210, 5220, 5230)를 더 포함할 수 있다. 여기에서, 채널에 대한 정보는 채널에 이상 전류가 유입되었는지를 나타내는 정보를 의미하고, 스캔 명령은 이상 전류가 유입된 채널을 탐색하라는 명령을 의미한다.
도 15에는 전송 회로(971)가 플립-플롭(5100, 5110, 5120, 5130) 및 멀티플렉서(5210, 5220, 5230) 만을 포함하는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않는다. 다시 말해, 전송 회로(971)는 플립-플롭(5100, 5110, 5120, 5130) 및 멀티플렉서(5210, 5220, 5230)가 동작하는데 필요한 다른 소자들 및 도선이 포함될 수 있다.
전송 회로(971)에 포함된 플립-플롭들(5100, 5110, 5120, 5130)은 서로 연결될 수 있다. 다시 말해, 채널들(CH1, CH2, CH3, CHN) 각각에 연결된 플립-플롭들(5100, 5110, 5120, 5130)은 서로 연결되어, 이전 채널에서 생성된 신호(A)를 수신할 수 있다.
도 15에서 신호(A)는 그 채널에 이상 전류가 유입되었음을 알리는 신호를 의미한다. 예를 들어, 이상 전류가 유입되지 않은 채널은 신호(A)를 생성하지 않고, 디폴트 값(default value)(예를 들어, ‘0’)을 다음 채널로 전송할 수 있다.
만약, 제 1 채널(CH1)에 이상 전류가 유입되었다고 가정하면, 제 1 채널(CH1)의 확인 회로가 생성한 신호(A)에 대응하는 데이터가 플립-플롭(5100)에 입력된다. 그리고, 플립-플롭(5100)는 입력된 데이터를 이용하여 내부 데이터를 갱신하고, 멀티플렉서(5210)에 갱신된 데이터를 전송한다. 만약, 제 2 채널(CH2)에도 이상 전류가 유입되었다고 가정하면, 제 2 채널(CH2)의 확인 회로가 생성한 신호(A)에 대응하는 데이터가 멀티플렉서(5210)에 입력된다. 플립-플롭(5110)은 멀티플렉서(5210)로부터 전송된 데이터를 이용하여 내부 데이터를 갱신하고, 멀티플렉서(5220)에 갱신된 데이터를 전송한다. 이와 같은 방식으로, 전송 회로(870)는 채널들(CH1, CH2, CH3, CHN) 중에서 이상 전류가 유입된 채널(CH1, CH2)을 식별한다. 그리고, 전송 회로(870)는 이상 전류가 유입된 채널(CH1, CH2)에 대한 정보를 외부 장치로 전송한다.
상술한 바에 따르면, 전자 회로는 누설 전류가 유입된 채널이 정상적으로 동작하지 못하도록 제어한다. 따라서, 누설 전류의 발생으로 인하여 프로브 내의 채널이 오작동하거나, 프로브가 고장나게 되는 상황이 방지될 수 있다.
또한, 전자 회로는 누설 전류가 유입된 채널에 대한 정보를 외부 장치로 전송한다. 따라서, 사용자는 스캔 명령을 통하여 어느 채널에 이상이 생겼는지 여부를 용이하게 확인할 수 있다.
한편, 상술한 방법은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성 가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 또한, 상술한 방법에서 사용된 데이터의 구조는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 여러 수단을 통하여 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 램, USB, 플로피 디스크, 하드 디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등)와 같은 저장매체를 포함한다.
본 실시예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기된 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 방법들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
810: 전자 회로
821, 822, 823, 824: 확인 회로
831, 832, 833, 834: 차단 회로
851, 852, 853, 854: 채널
890: 도선

Claims (20)

  1. 적어도 하나의 트랜스듀서(transducer)를 포함하는 채널(channel)의 동작을 제어하는 방법에 있어서,
    상기 채널에 유입되는 전류에 대응하는 전압과 임계 전압을 비교하는 단계;
    상기 비교 결과에 기초하여 상기 채널의 동작을 제어하는 단계; 및
    상기 채널에 유입되는 전류의 이상 여부에 대한 정보를 출력하는 단계;를 포함하고,
    상기 출력하는 단계는,
    상기 채널에 연결된 플립-플롭(flip-flop)과 이전 채널의 플립-플롭을 포함하는 회로에 의하여 수행되고,
    상기 출력하는 단계는,
    상기 채널에 연결된 플립-플롭이, 상기 이전 채널의 플립-플롭으로부터 신호를 수신하는 단계; 및
    상기 채널에 연결된 플립-플롭이, 상기 수신된 신호와 상기 비교 결과에 기초하여 상기 채널에 유입되는 전류의 이상 여부에 대한 정보를 출력하는 단계;를 포함하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어하는 단계는 상기 채널에 상기 전류가 유입되는 것을 차단하는 단계;를 포함하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어하는 단계는 상기 채널에 포함된 적어도 하나의 소자에 상기 전류가 유입되는 것을 차단하는 단계;를 포함하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어하는 단계는 상기 채널이 생성하는 신호의 출력을 차단하는 단계;를 포함하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 채널은 프로브(probe)에 포함되고, 상기 프로브는 2차원 트랜스듀서 어레이를 포함하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 비교하는 단계는
    상기 채널에 유입되는 전류를 상기 전압으로 변환하고, 상기 변환된 전압과 상기 임계 전압을 비교하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 비교하는 단계는 컨버터(converter) 및 비교기를 포함하는 회로에 의하여 수행되는 방법.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제 1 항의 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
  11. 적어도 하나의 트랜스듀서(transducer)를 포함하는 채널(channel)의 동작을 제어하는 장치에 있어서,
    상기 채널에 유입되는 전류에 대응하는 전압과 임계 전압을 비교하는 제 1 회로;
    상기 비교 결과에 기초하여 상기 채널의 동작을 제어하는 제 2 회로; 및
    상기 채널에 연결된 플립-플롭(flip-flop)과 이전 채널의 플립-플롭;을 포함하고,
    상기 채널에 연결된 플립-플롭은,
    상기 이전 채널의 플립-플롭으로부터 수신된 신호와 상기 비교 결과에 기초하여 상기 채널에 유입되는 전류의 이상 여부에 대한 정보를 출력하는 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 2 회로는 상기 채널에 상기 전류가 유입되는 것을 차단하는 회로;를 포함하는 장치.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 2 회로는 상기 채널에 포함된 적어도 하나의 소자에 상기 전류가 유입되는 것을 차단하는 회로;를 포함하는 장치.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 2 회로는 상기 채널이 생성하는 신호의 출력을 차단하는 회로;를 포함하는 장치.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 채널은 프로브(probe)에 포함되고, 상기 프로브는 2차원 트랜스듀서 어레이를 포함하는 장치.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 회로는 상기 채널에 유입되는 전류를 상기 전압으로 변환하고, 상기 변환된 전압과 상기 임계 전압을 비교하는 장치.
  17. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 회로는 컨버터(converter) 및 비교기를 포함하는 장치.
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 초음파 진단 장치와 연결된 프로브(probe)에 있어서,
    상기 프로브에 포함된 트랜스듀서들이 그룹핑된 채널들 각각에 연결된 제어 회로를 포함하고,
    상기 제어 회로는
    채널에 유입되는 전류에 대응하는 전압과 임계 전압을 비교하는 제 1 회로;
    상기 비교 결과에 기초하여 상기 채널의 동작을 제어하는 제 2 회로; 및
    상기 채널에 연결된 플립-플롭(flip-flop)과 이전 채널의 플립-플롭;을 포함하고,
    상기 채널에 연결된 플립-플롭은,
    상기 이전 채널의 플립-플롭으로부터 수신된 신호와 상기 비교 결과에 기초하여 상기 채널에 유입되는 전류의 이상 여부에 대한 정보를 출력하는 프로브.
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