KR20090078487A

KR20090078487A - 3/4차원 초음파 진단기술 습득용 시뮬레이터 및 그시뮬레이션 방법

Info

Publication number: KR20090078487A
Application number: KR1020080004343A
Authority: KR
Inventors: 채은미
Original assignee: (주)온디맨드소프트
Priority date: 2008-01-15
Filing date: 2008-01-15
Publication date: 2009-07-20

Abstract

본 발명은 3/4차원 초음파 진단기술 습득용 시뮬레이터 및 그 시뮬레이션 방법에 관련되며, 여기서 3/4차원 초음파 진단기술 습득용 시뮬레이터 및 그 시뮬레이션 방법은 가상 환자의 3D/4D 모델링으로부터 구축되는 가상 인체 등의 데이터(10), 3D 프로브 모델링으로부터 구축되는 시뮬레이션 상에 구현되는 가상 프로브 데이터(11) 및 상기 데이터(10)(11)들을 저장하여 초음파 영상을 디스플레이하는 수단을 구비한 컴퓨터 장치로 구성되어 의료전문가가 3/4차원적 공간개념으로 프로브의 적절한 위치 선정과 이로부터 획득되는 초음파 영상 간의 관계를 쉽게 이해하고, 시뮬레이션을 통해 진단장치의 사용법을 충분히 숙지하여, 정확한 임상학적 또는 의학적 진단이 가능하도록 하는 것을 특징으로 한다.

초음파, 시뮬레이터, 3D 프로브, 모델링, 초음파 진단장치

Description

3/4차원 초음파 진단기술 습득용 시뮬레이터 및 그 시뮬레이션 방법{3/4-dimensional Ultrasound scanning simulator and its simulation method for training purpose}

본 발명은 3/4차원 초음파 진단기술 습득을 위한 초음파 영상 시뮬레이션 방법 및 그 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가상 환자 및 가상 시뮬레이션 모델링을 통해 구축되고 저장된 데이터에 의한 가상환자를 시뮬레이터 상에 구현된 프로브를 마우스(2D/3D 마우스, 스틱형 위치 이동 입력장치 및 다차원 축 센서가 장착된 모형 등 포함) 등으로 조작하여, 프로브 조작을 통해 3/4D 초음파 영상을 구현하여 다양한 임상적 상황을 재현함으로써, 사용자에게 3/4D 초음파 진단기술을 효율적으로 습득할 수 있도록 하는 4차원 초음파 진단기술 습득용 시뮬레이션 방법 등에 관한 것이다.

초음파진단장치(Ultrasonic diagnostic equipment)는 프로브에서 발생되는 초음파를 진단 대상체로 주사하여, 되돌아오는 초음파에 실린 정보를 전기적인 신호로 변화시켜 이를 모니터상에 디스플레이하는 장치로서, 현재 의료업계에서 널리 사용되고 있는 의료진단 기기이다.

특히 임신 중의 이상을 조기에 발견하는 수단 등으로 산부인과에서는 필수적인 장치로 이용되고 있으며, 최근 초음파 진단장치에는 3차원 칼라영상으로 태아의 모습을 1초에 40회 동영상으로 촬영하여 4차원적 입체감으로 표현함으로써 임신 초기 태아의 모습까지도 선명하게 볼 수 있는 장치가 개발되는 등 기술이 더욱 고도화 되고 있다.

이러한 초음파 진단장치의 사용은 일반적으로 환자(임산부)의 복부에 젤리 등을 바르고, 그 위에 프로브를 대어 태아의 심장박동, 크기, 연령 등을 파악하거나 산모의 자궁근종, 전치태반 등을 진단하는데, 이러한 장치의 사용을 통해 정확한 진단에 이르기까지에는 사용자(최종적으로 의사 등 의료전문가)의 수많은 경험과 장기간의 교육, 습득 과정이 소요되며, 진단장치의 기술이 고도화될수록 사용자의 교육은 더욱 필요한 실정이다.

그러나 의료전문가가 실제 환자를 대상으로 하여 이러한 연습 또는 경험을 습득하는 것은 많은 한계가 있으며, 경우에 따라서는 윤리적으로 허용되기 어렵다. 따라서 이러한 문제를 해결하기 위해, 미국공개특허 제2006/0069536A에서는 시뮬레이트된 스캐너 위치와 스캐너에 인접된 대상체로부터 데이터 값을 받아, 이를 기초로 이미지 값을 계산하여 화면상에 그래픽 영상을 디스플레이하는 시뮬레이션 장치 및 방법을 제시하고 있다. 그런데 상기 기술은 2차원 영상을 실시간으로 출력하여 다이내믹한 영상을 시현하는 2차원 시뮬레이션 기법으로서, 2차원 단면 영상계산시 대상체의 내.외부만을 판단하는데 불과하는 등 실제 임상적 상황을 재현하는데 필요한 다양한 시뮬레이션 기능을 실시하는데 많은 한계점을 가지고 있다. 또한 시뮬 레이션 교육을 위해서도 프로세서(초음파 장치나, PC 등) 이외에도 프로브에 해당하는 시뮬레이티드 스캐너(20)와 환자에 해당하는 스캔되는 대상체(50) 등이 별도로 구비되어야 하고, 상기 스캐너와 대상체의 상관위치관계를 센서로 파악하여 하는 등 교육을 위한 시뮬레이션 장치를 구비하는데 간단하지가 않다.

실제 의료진들이 임상 현장에서 진단을 시행할 때, 실제 환자는 내부를 투영시켜 볼 수 없기 때문에 의사는 인체의 내부를 상상해가며 획득된 초음파 영상을 이해해야 하므로, 프로브의 적절한 위치 선정과 이로부터 획득되는 초음파 영상 간의 관계를 정확히 이해하기 어렵다.

또한 지금까지 의료업계에서는 2차원 초음파 장비를 이용하여 3차원 인체의 단면 데이터를 보는데 익숙하여 왔기 때문에, 3차원 인체에서 어떤 방식으로 3차원 및 4차원 데이터가 형성되는지 그 공간적인 개념 내지 원리를 파악하기 어려웠다.

한편 이러한 교육을 위해서는 실제 초음파 진단장치를 통해 교육을 받는 것이 바람직하지만 이 장치들은 고가이며 현실적으로 교육용으로 사용하는 데는 많은 한계가 있고, 지금까지 판매되는 교육용 시뮬레이터도 대부분 고가의 컴퓨터를 베이스로 하여 부가 기기를 구비해야 하며, 시뮬레이터 데이터가 부족하거나, 4차원적 공간개념이 적용되지 않는 등 다양한 임상 상황을 체득할 수 있는 교육용으로 부적절하였다.

본 발명은 상기한 문제점들을 해결하기 위한 것으로,

그 첫째 목적은 4차원적 공간개념이 적용되는 다양한 임상 상황을 체득할 수 있는 가상 인체들의 데이터를 획득하고 이를 시현하는 시뮬레이터 장치를 제공하는데 있다. 이때 제공되는 시뮬레이터는 통상적으로 사용하는 PC 등 시중에 널리 보급된 컴퓨터 장치만으로도, 사용자가 3/4D 초음파 진단장치의 원리를 이해하고, 시뮬레이션을 통해 진단장치의 사용법을 충분히 숙지하여, 정확한 임상학적 또는 의학적 진단이 가능하도록 하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 프로브의 적절한 위치 선정과 이로부터 획득되는 초음파 영상 간의 관계를 정확히 이해하기 위해, 프로브가 가상 환자에 놓이는 위치에 따라 그 위치와 가상 환자의 내부 데이터의 교차를 계산하여 2차원 초음파 영상자료를 획득하고, 사용자가 필요로 하는 관심영역을 선별적으로 선택하여 신속하고도 용이하게 3/4차원 영상을 시현하는 시뮬레이션 방법을 제공하는데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 특징은, 인체, 내부 장기, 태아 등 실제 데이터를 바탕으로 하여 3차원 영상을 모델링 하는 상용 소프트웨어를 이용해 구성된 가상환자의 다각형 형태의 3D/4D 모델링 데이터, 위치정보, 움직임에 대한 정보, 색정보 등으로 구성된 가상 인체, 내부장기, 태아 데이터(10); 상기한 상용 소프트웨어를 이용해 다각형 형태로 구성한 3D 프로브 데이터(11); 상기한 가상환자의 3/4차원 모델링데이터(10) 및 3D 프로브 모델링데이터(11)를 데이터베이스로 저장하고, 화면 등에 실현될 수 있는 디스플레이 수단을 구비한 컴퓨터 장비에서 이를 로드하여 가상 인체(10) 등을 불투명/반투명 모드로 디스플레이하며, 3D프로 브(11)를 화면에 디스플레이하고; 가상인체(10)등과 3D프로브를 확대/이동/회전하여, 상호 위치정보에 따라 2차원 초음파 영상을 동시 화면에 디스플레이하며; 2차원 초음파 영상의 관심영역과 3D프로브의 구동정보를 설정하여, 3/4차원 영상 데이터를 구성 및 가시화하여 화면에 디스플레이함으로써; 화면 등에 실현될 수 있는 디스플레이 수단을 구비한 컴퓨터 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 가상인체, 가상 내부장기, 가상태아의 3D/4D데이터(10)가 컴퓨터상에 로드되어 화면에 디스플레이 되는 단계(S20); 실제 초음파 장비를 사용하는 상황과 동일한 연출을 위해 불투명/반투명 디스플레이 모드를 셋팅하는 단계(S21); 상기 가상환자를 확대하거나, 위치를 이동하거나, 임의의 축에 대해 회전하여 볼 수 있는 확대/이동/회전(S22)단계; 상기 S20 단계와 동시에 3D 프로브 데이터(11)는 로드되어 화면에 디스플레이 되는 단계 (S23); 3D 프로브 위치가 이동 또는 임의의 축에 대해 회전하는 단계(S24); 상기 3D 프로브의 위치이동 값이 가상환자의 인체표면위에 위치하도록 접점(Point of contact)을 계산하는 접촉 위치 계산(S25)단계; 상기에서 계산된 위치이동에 따른 접점 위치와 회전에 따른 프로브 방향 벡터에 따라 3D 프로브를 위치를 고정하는 단계(S26); 상기 S22단계에서 가상환자의 인체, 내부 장기, 가상태아 등의 모든 위치/회전/크기정보와 S26단계에서 3차원 프로브의 위치/회전/크기정보에 따라 시뮬레이션 위치가 결정되는 단계(S27); 및 상기 위치 결정된 초음파영상이 화면에 디스플레이되는 단계(S28)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 구축된 다양한 환자 데이터 중 하나를 선택하여 데이터를 로드하는 단 계(S402); 상기 데이터는 반투명/불투명 디스플레이모드로 변환되어, 환자를 화면에 디스플레이할 때 가상환자의 인체 내부가 보이는 반투명 모드 또는 내부를 볼 수 없는 불투명 모드를 선택하거나, 또는 모드를 변경하는 단계 (S403), 상기 단계에서 환자에 대한 초음파 영상이 나타나면, 관심 영역으로 3/4차원 프로브를 이동 또는 회전하는 단계(S404), 상기 과정에서 화면에 디스플레이되는 2차원 초음파 영상을 확인하는 단계(S405); 상기한 화면에 디스플레이되는 전체 2차원 초음파영상 영역중에 3/4차원 볼륨 데이터로 구성되기 위한 특정 영역을 설정하는 단계 (S406); 상기 관심영역이 설정되면, 3/4차원 초음파 영상 모드가 시작되고 사용자가 상기에 설정한 정보들로 3/4차원 초음파 영상이 화면에 디스플레이되는 모드가 되는 단계(S407); 상기 화면에 디스플레이되는 3/4차원 초음파 영상을 확인하거나, 다른 환자의 3/4차원 초음파 영상을 보고자 할 경우나, 불/반투명 모드 전환을 하고자 할 경우나, 프로브 위치를 이동하거나, 관심영역을 재설정하고자 하는 경우 등은 해당 단계로 돌아가 반복하는 단계(S408); 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이상의 구성 및 작용에 의하면, 본 발명은 2차원 영상으로 실현하기 어려운 인체 내부의 매우 다이내믹한 영상을 실현하여 실제 임상적 상황을 재현하는데 필요한 다양한 시뮬레이션 기능을 제공한다. 또한, 의료전문가가 3/4차원적 공간개념으로 프로브의 적절한 위치 선정과 이로부터 획득되는 초음파 영상 간의 관계를 정확히 이해할 수 있는 효과가 있다.

또한 이러한 교육을 위해서는 실제 초음파 진단장치를 통해 교육을 받는 것 이 바람직하지만 이 장치들은 고가이며 현실적으로 교육용으로 사용하는 데는 많은 한계가 있으나, 본 발명에 의한 시뮬레이터는 통상적으로 사용하는 PC 등 시중에 널리 보급된 컴퓨터 장치만으로도, 사용자가 3/4D 초음파 진단장치의 원리를 이해하고, 시뮬레이션을 통해 진단장치의 사용법을 충분히 숙지할 수 있다.

따라서 3/4차원 초음파 장비 내에 본 발명을 적용하여, 매우 진전된 초음파 진단을 수행할 수 있을 뿐 아니라, 교육용으로는 상용화되는 어떠한 컴퓨터에도 널리 사용될 수 있다.

실제로 의료용 초음파 장비를 판매하는 전문가(엔지니어,세일즈맨 등)은 통상 카다로그 등만을 가지고는 장비설명 내지 사용법 설명에 많은 한계를 가지고 있는데, 본 발명의 프로그램이나 기록 매체을 랩탑 등에 설치하여 설명함으로서 매우 용이하게 프로모션을 할 수 있다.

도1은 본 발명에서 사용되는 3D/4D 볼륨데이터를 획득하기 위한 시스템을 개략적으로 나타내는 구성이다. 하기 도1을 참조하여, 가상의 인체, 가상 내부장기 및 가상 태아를 구성하고 그 데이터를 저장하는 시스템을 설명한다.

본 발명이 구현되는 시스템은, 가상 환자의 3D/4D 모델링으로부터 구축되는 가상 인체 등의 데이터(10), 3D 프로브 모델링으로부터 구축되는 시뮬레이션 상에 구현되는 가상 프로브 데이터(11) 및 상기 데이터(10)(11)들을 저장하여 초음파 영상을 디스플레이하는 수단을 구비한 컴퓨터 장치로 구성된다.

가상환자의 3D/4D 모델링은 인체, 내부 장기, 태아 등을 실제 데이터를 바탕으로 하여 상용 소프트웨어(MAYA, 3DMAX, SOFTIMAGE 등)을 이용해 시뮬레이션의 대상이 되는 가상 환자 등을 구성하는 것이다.

구성된 가상환자의 3D/4D 모델링 데이터(10)는 인체, 내부장기, 태아 등의 외형 뿐 아니라 내부에 포함된 뼈, 혈관, 근육, 태반, 탯줄 등 모두를 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한 움직임이 있는 인체부위, 내부장기, 태아 등의 경우 외형의 움직임과 내부에 종속된 부위, 연결된 부위의 연동된 움직임을 모두 포함한다.

예컨대, 가상환자 내부 장기의 단면 영상을 실제 인체(환자)를 스캔하여 얻어진 초음파 데이터로 사용하고자 하는 경우, 2D 또는 3D 프로브에 위치센서를 부착하여, 초음파장비를 사용하여 실제 환자로부터 필요한 내부장기 및 신체 부위의 연속된 2차원 초음파 영상과 그 각 초음파영상에 대한 위치 데이터를 함께 획득한다. 그밖에 CT,MR 등의 의료영상장비로부터 획득되는 데이터도 포함될 수 있다.

상기 획득된 연속 2차원 단면 영상들은 획득된 위치정보대로 배열하고, 스캔한 신체부위의 전체영역에 대한 커다란 초음파 볼륨 데이터를 구성한다. 상기 획득된 볼륨 데이터를 이용하여 시뮬레이션을 할 때는, 볼륨 데이터를 가상환자 내부에 위치시키고, 가상 환자 내부에 대해 가상 볼륨 프로브의 초음파가 지나는 위치를 계산하여, 초음파 볼륨 데이터로부터 해당하는 단면 이미지를 뽑아내어 화면에 디스플레이하게 되는 것이다. 이렇게 얻어진 단면 이미지는, 가상으로 3DMAX나 MAYA 사용하여 그려진 이미지와는 달리, 실제 환자에서 초음파 스캔으로 얻을 수 있는 단면 이미지와 동일하므로, 초음파 영상 시뮬레이션 교육에 더욱 효과적이다.

또한 가상 인체, 가상 내부장기, 가상 태아와 모든 내부 기관을 구성시 각 세부기관에 따라 각각 고유의 색 정보를 설정함으로써, 사용자는 색으로 용이하게 시뮬레이트되는 부위를 확인할 수 있다.

상기 획득된 실제 데이터들은 현재 3차원 그래픽 모델링에 가장 널리 사용되고 있는 3Dmax(오토데스크사) 및 근육시스템 등 부분적 부위나 특수효과 표현에 매우 적절한 Maya(알리아스사) 등 상용화되고 있는 프로그램을 사용하여 3D/4D 모델링을 구축한다.

3D 프로브 모델링은 상기한 상용 소프트웨어 등을 이용해 3차원 프로브의 실제 데이터를 기초로 하여, 시뮬레이션의 주요 구성요소인 프로브를 구성하는 것이다.

초음파 프로브는 초음파를 송수신하는 탐촉자로써, 초음파를 대상체로 송신하고 반사된 초음파 신호를 수신하는 초음파진단장치의 가장 중요한 구성요소 중 하나이다. 프로브의 종류에는 하나의 초음파 탐촉자를 사용하는 1차원 프로브, 하나의 초음파 탐촉자를 길이방향으로 선형 또는 부채꼴, 환상방식 등으로 배열하는 2차원 프로브, 길이방향으로 배열된 2차원 탐촉자를 기계적으로 회전 또는 이동시켜 3차원 볼륨 데이터를 얻을 수 있도록 구성한 3차원 기계식 프로브, 길이방향 뿐 아니라 너비 방향으로도 배열하여 2차원 매트릭스 형태로 배열하여 3차원 볼륨 데이터를 얻을 수 있도록 구성한 3차원 전자식 프로브 등이 있다.

본 발명에서 사용되는 프로브는, 3차원 기계식 프로브와 3차원 전자식 프로브 등 3차원 볼륨 데이터를 얻을 수 있는 프로브를 모두 포함하여 3차원(3D) 프로 브로 정의한다.

상기 3D 볼륨 프로브 모델링 데이터(11)는, 3D 프로브가 획득하는 단면 영상정보로 다각형 형태의 위치정보(각 다각형의 절점 위치 값, 다각형의 연결정보 등), 움직임에 대한 정보, 색 정보 등이 포함된다.

상기한 가상환자의 3D/4D 모델링데이터(10) 및 3D 프로브 모델링데이터(11)에서 구성된 3D/4D 데이터는 저장수단에 의해 데이터베이스로 저장되고 처리되어, 화면 등에 실현될 수 있는 디스플레이 수단을 구비한 컴퓨터 장치를 통해 본 발명의 시뮬레이션 교육이 수행되는 것이다.

이 때 저장되는 정보에는 삼각형, 사각형, 오각형 등의 다각형 형태의 위치정보, 움직임에 대한 정보, 색 정보 등이 모두 포함되며, 하나의 가상인체, 가상 내부장기, 가상 태아 등을 표현하기 위한 3D/4D데이터는 하나 이상의 구성요소로 이루어지도록 구성된다. 예컨대, 가상 태아의 경우, 태반, 탯줄, 피부, 눈, 척추, 갈비뼈, 팔뼈, 다리뼈, 두개골뼈, 뇌, 혈관 등으로 구성될 수 있다.상기 데이터들은 하나의 파일 또는 여러 개의 파일로 저장될 수 있다. 파일 저장의 형태는 아스키파일(ASCIIfile) 또는 이진파일(Binaryfile) 등이 될 수 있다.

이하 도 2 및 도 5내지 6을 통해 본 발명에 의한 시뮬레이션 방법을 상세히 설명한다. 도2는 본 발명에 의한 시뮬레이터 화면상에 가상환자와 3차원 프로브가 동시에 디스플레이되는 시물레이션 방법을 설명하는 순서도이다. 또한 도 5 내지 6은 불투명 모드 내지 반투명모드로 가상 환자를 디스플레이하는 것을 도시한 사진 이다.

상기한 도1에서 설명된, 본 발명에 의한 시뮬레이터에 구축된 가상 인체 등의 3D/4D데이터(10) 및 가상 3D 프로브(11)는 컴퓨터에 로드되어 화면에 디스플레이 된다.

먼저 가상 인체, 가상 내부장기, 가상 태아의 3D/4D데이터(10)가 컴퓨터상에 로드되어 화면에 디스플레이 되면(S20), 실제 초음파 장비를 사용하는 상황과 동일한 연출을 위해 불투명/반투명 디스플레이 모드를 셋팅하는 단계(S21)로 이행한다.

불투명 디스플레이 모드는 가상 환자의 인체내부를 불투명하게 처리한 모드로서 도5와 같이, 윤곽은 명확히 드러나지만 내부를 알 수 없다. 이처럼 실제 초음파 장비를 사용하는 상황에서는, 환자의 인체내부가 불투명하므로 획득되는 2차원/3차원/4차원 초음파 영상만으로 인체의 내부를 상상하여 프로브를 움직이며 원하는 부위를 찾아야 하는 어려움이 있다.

따라서 가상 환자의 인체 내부를 볼 수 있도록 하여 원하는 위치를 찾기 쉽도록 한 반투명 디스플레이 모드를 지원한다. 도 6과같이, 가상 환자의 인체를 반투명하게 처리하여 인체 내부를 보면서 원하는 부위를 찾아 프로브를 위치시키고 획득되는 2차원/3차원/4차원 초음파 영상을 볼 수 있도록 한 반투명 모드는, 환자의 신체 부위에 위치한 프로브와 획득된 초음파 영상 간의 관계를 모두 보여주므로, 초음파 장비 사용자로 하여금 인체의 해부학적 지식과 초음파 영상 간의 관계에 대한 이해 및 지식을 획득할 수 있게 한다.

반투명 디스플레이 모드와 불투명 디스플레이 모드는 2차원 초음파 영상을 디스플레이하거나, 3차원 또는 4차원 초음파 영상을 디스플레이하고 있는 중 언제나 모드 전환이 가능하다.

사용자가 가상환자의 소정 부위를 찾거나, 좀 더 면밀히 관찰이 필요할 경우, 가상환자를 확대하거나, 위치를 이동하거나, 임의의 축에 대해 회전하여 볼 수 있는 확대/이동/회전(S22)단계로 이행한다. 이 때 가상환자에 적용한 확대/이동/회전은 가상 환자의 내부에 위치한 장기, 태아에도 동일하게 적용된다.

한편, 상기 도 1에서 구축된 3D 프로브 데이터는 로드되어 화면에 디스플레이 되고 (S23), 사용자의 입력에 따라 3D 프로브의 위치를 이동하거나, 또는 3D 프로브를 임의의 축에 대해 회전할 수 있는, 3D 프로브 위치이동/회전단계(S24)로 이행된다.

이때 3D 프로브는 반드시 가상 환자의 인체 표면에 접하도록 움직여야 하므로, 사용자가 입력한 위치이동 값이 가상환자의 인체표면위에 위치하도록 접점(Point of contact)을 계산하는 접촉 위치 계산(S25)단계로 이행된다. 또한, 3D 프로브가 임의의 축을 따라 회전한 경우는, 사용자가 입력한 임의의 축에 대한 프로브 회전 값에 따라 프로브의 회전된 방향벡터를 계산하되, 가상환자의 인체표면 곡률을 계산하여 프로브가 인체 내부에 위치하지 않도록 한다.

상기한 S25에서 계산된 위치이동에 따른 접점의 위치와 회전에 따른 프로브 방향 벡터에 따라 3D 프로브를 위치시킨다.(S26)

상기 S22에서 가상환자의 인체, 내부장기, 가상태아 등의 모든 위치/회전/크기정보가 정해지고, S26에서 3차원 프로브의 위치/회전/크기정보가 결정되면 시뮬 레이션 위치가 결정된 것이다.(S27)

상기 위치결정된 3D프로브에 접촉된 가상환자 부위의 초음파 영상은 화면 등을 통해 디스플레이(S28)된다.

도3은 본 발명의 일실시례로서 사용자의 모드 선택에 따라 가상환자의 2차원 초음파 영상, 2차원 초음파 영상과 관심영역 또는 3/4차원 초음파 영상을 화면에 디스플레이하는 시뮬레이션 방법을 나타내는 순서도이다.

상기한 도1 및 2를 통해 설명된 바와 같이, 본 발명에 의한 시뮬레이터에 구축된 가상 인체 등의 3D/4D데이터(10) 및 가상 3D 프로브(11)는 컴퓨터에 로드되어 화면에 디스플레이 되고 상기한 과정을 통해, 소정의 위치가 결정된 3D프로브에 접촉된 가상환자 부위의 초음파 영상화면이 디스플레이 되면, 사용자는 시뮬레이터 상에서 희망하는 관심영역을 시뮬레이션하게 된다.

사용자는 가상환자와 3차원 프로브와 함께 화면에 디스플레이될 초음파 영상 모드를 선택한다(S300).

모드선택에는 2차원 모드 또는 3차원 모드가 있는데, 2차원 모드란 2차원 초음파 영상을 화면에 디스플레이하는 모드이고 이와 동시에 관심영역 설정 모드을 하는 것이다. 이때 관심영역 설정(ROI: Region Of Interest)은 2차원 초음파 영상과 관심영역을 나타내는 경계선을 화면에 디스플레이하여, 어떤 영역을 3/4차원 초음파 영상으로 만들지 결정하는 것을 말한다.또는 사용자는 3/4차원 모드를 선택할 수 있는데, 3/4차원 모드란 3차원 또는 4차원 초음파 영상을 화면에 디스플레이 하 는 것을 말하며, 사용자에 의해 2차원 모드나 3차원 모드 중 한 가지가 선택된다.

상기 과정에서 가상환자의 인체, 내부장기, 가상 태아 등의 위치/회전/크기정보와 3차원 프로브의 위치/회전/크기정보가 결정되고, 2차원 모드가 선택되어지면(S310), 가상환자와 3차원 프로브의 관계로부터 프로브 위치와 가상환자의 교차계산(S311)이 수행된다.

프로브 위치와 가상환자의 교차계산(S311)이란, 가상환자와 3차원 프로브의 관계로부터 프로브 방향벡터와 가상환자(환자 인체 내부에 포함된 내부장기, 가상태아 등)데이터와의 교차(intersection)를 계산하는 것이다. 이 때 로드된 3차원 프로브 정보에 따라 선형, 부채꼴 또는 환상방식으로 2차원 데이터를 획득한다. 선형의 경우, 3차원 프로브 방향벡터를 프로브 내 2차원 탐촉자의 길이방향으로 이동시켜가며 직선과 곡면의 교차를 계산한다. 이때 직선은 프로브에서 송/수신하는 초음파 빔의 역할을 수행하고, 곡면은가상환자와 인체내부에 포함된 장기, 가상태아 등의 경계면이다.

계산된 모든 교차점들을 연결하면 폐곡선이 이루어지며, 폐곡선 내부를 해당하는 색 정보로 채운다. 상기한 바와 같이 도1에서 가상 인체 모델링을 할 때, 가상 인체, 가상 내부장기, 가상 태아와 모든 내부 기관을 구성시 각 세부기관에 따라 각각 고유의 색 정보를 설정할 수 있다.

상기 교차계산이 수행되면, 상기 결정된 3차원 프로브 정보에 따라 데이터 샘플 개수가 결정되며, 이에 따라 직선위에서 2차원 데이터를 추출,생성한다. (S312) 이때 직선은 프로브에서 송/수신하는 초음파 빔의 역할을 수행한다.

상기 S312에서 얻은 2차원 데이터를 화면에 표시하기 위하여, 좌표계를 변환하여 2차원 영상 데이터 생성(S313)하고, 직교좌표계로 변환된 2차원 영상 데이터를 화면에 디스플레이 된다.(S314)

상기 화면에 나타나는 2차원 영상은, 사용자가 선택한 현재의 가상환자를 3차원 프로브를 움직여가며 얻게 되는 것으로, 사용자가 3차원 프로브를 이동/회전할 때마다 실시간으로 그에 상응하는 2차원 영상이 화면에 디스플레이된다. 또한, 가상 환자를 이동/회전할 때에도 그에 상응하는 2차원 영상이 실시간으로 화면에 디스플레이된다. 이는 실제 상황에서 초음파 장비와 프로브로 환자를 진단하는 과정을 시뮬레이션하는 것이다.

상기 과정에서 가상환자의 인체, 내부장기, 가상태아 등의 위치/회전/크기정보와 3차원 프로브의 위치/회전/크기정보가 결정되고, 2차원 모드가 선택되어지는 동시에 관심영역 설정 모드도 선택되어진다.

프로브 위치와 가상환자의 교차계산(S321), 정해진 프로브 정보에 따라 2차원 데이터 생성(S322), 좌표계를 변환하여 2차원 영상 데이터 생성(S323), 화면에 2차원 영상 디스플레이(S324)되는 단계는 상기한 (S311), (S312), (S313), (S314)와 동일하므로, 그 상세한 설명은 생략한다.

상기 화면에 2차원 영상이 디스플레이되면, 사용자는 관심영역의 크기와 위치설정을 하며 (S325), 설정된 관심영역 내부의 데이터만 3/4차원 영상을 만들기 위해 사용된다. 또한, S325단계에서는 현재 선택된 3차원 프로브의 정보에 따라, 사각형, 부채꼴 등의 형태로 3/4차원 영상으로 만들고 싶은 2차원 영역을 설정할 수 있다.

상기 과정을 통해 화면에 생성된 관심영역 경계선 디스플레이는 관심영역의 경계선을 화면에 출력되는 2차원 초음파 영상 위에 디스플레이(S326)한다.

다른 한편 상기 과정에서 가상환자의 인체, 내부장기, 가상태아 등의 위치/회전/크기정보와 3차원 프로브의 위치/회전/크기정보가 결정되고, 3차원 모드가 선택되어지면(S330), 가장 먼저 3/4차원 영상 품질을 선택하는 단계로 이행된다.(S331)

우수한 품질의 3/4차원 영상을 얻기 위해서는 많은 데이터를 사용하여야 하고, 많은 데이터를 얻고 이를 이용하여 3/4차원 영상을 만들기 위해서는 계산시간이 더 소요되므로 품질과 속도는 반비례 관계에 있다. 사용자는 시뮬레이트 되는 부분의 정밀도 내지 명확한 영상이 필요할 수 있고, 빠르게 진행하는 것이 중요할 수도 있으므로, 그 필요성을 감안하여 양질의 품질을 선택할지 빠른 속도시간을 택할지를 선별적 선택방안을 부여하는 과정이다.

상기 S331에서 소정의 품질이 선택되면, 이에 해당하는 스캔라인 수와 샘플수가 결정된다 (S332). 스캔라인수/샘플수 계산단계(S332)은 2차원 초음파 영상을 만들기 위해, 집속된 초음파 빔을 몇 개의 스캔 라인으로 송/수신하고, 한 스캔 라인 상에서 샘플 수에 따라 몇 개의 데이터를 얻을 것인지 결정하는 단계이고, 이 단계가 수행된 후 스캔 라인 간의 간격에 일치 또는 근사하도록 2차원 영상 데이터간의 간격을 계산하는 2차원 영상 데이터간의 간격 계산단계(S333)가 수행된다.

한편 상기한 영상품질선택과 유사하게, 사용자는 선별적으로 스캔 각도를 선 택할 수 있도록 선택방안이 주어진다. 사용자가 좁은 영역을 3/4차원 영상으로 얻고자 할 경우는 좁은 각도를, 넓은 영역을 얻고자 할 경우는 넓은 각도를 선택하면 된다. 넓은 각도를 선택할 수록, 많은 2차원 영상 데이터를 사용하여야 하므로 한 볼륨 영상을 얻는 시간이 오래 걸리게 된다. 이러한 특성을 잘 고려하여 사용자는 선별적으로 스캔각도를 선택할 수 있다.

프로브의 각도를 선택할 수도 있는 3/4차원 프로브 스캔 각도 선택(S334)단계로 진입하면, 프로브의 종류에 따라, 2차원 탐촉자를 회전시켜 3차원 볼륨 데이터를 얻도록 구성된 볼륨 프로브의 경우 각도를 선택하고, 2차원 탐촉자를 이동시켜 3차원 볼륨 데이터를 얻도록 구성된 볼륨 프로브의 경우 스캔할 길이를 선택한다. 전자식 3차원 프로브의 경우는 스캔할 영역을 선택한다.

상기한 2차원 영상 데이터간의 간격 계산단계가 수행된 이후 상기 S334단계에서 결정된 볼륨 프로브 각도를, S333에서 결정된 간격으로 나누는 2차원 영상의 개수 계산단계(S335)가 수행된다.

3/4차원 볼륨 데이터 생성(S336)은 S350~S354를 반복하여 계산한다. 3차원 볼륨데이터는 S350~S354를 1회 반복하여 얻으며 이를 가시화하여 화면에 1회 디스플레이 한다. 4차원 볼륨데이터는 사용자가 중지버튼 등을 눌러 중지할 때까지 S350~S354를 연속적으로 반복하여 실행한다. 이 때의 속도는 사용자가 선택한 관심영역의 크기와 위치(S325), 4차원 영상의 품질(S331), 프로브 스캔각도(S334) 등에 따라 달라질 수 있다. 즉, 관심영역의 크기가 클수록, 위치가 프로브 표면에서 멀어질수록, 4차원 영상의 품질을 높게 설정할수록, 프로브 스캔각도를 넓게 설정할 수록 4차원 영상의 화면 출력 속도는 떨어지게 된다.

사용자의 편의를 위해 S336에서 생성된 볼륨 데이터는 패라미터 변환을 통해 다양하게 영상을 가시화할 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 채택되는 3/4차원 영상 파라미터 변환(S337)은 밝기 임계값(threshold), 밝기(brightness), 대비(contrast), 색 팔레트(color palette) 등)를 선택/수정 가능하다. 또한, 3/4차원 영상 보기설정 변환(S338)을 통해, 3/4차원 영상을 화면에 디스플레이할 때 생성된 볼륨 데이터의 어떤 면을 볼 것인지, 볼륨 데이터의 임의 방향의 단면 중 어떤 단면을 함께 나타낼 것인지를 사용자가 선택할 수 있다.

도9는 본 발명에 따른 일실시예로 영상 보기 설정변환을 도시한 그림이다.

도 9에서 보는 바와 같이 X, Y, Z축 단면과 3/4차원 영상을 같이 화면에 나타내는 방법, X축과 단면과 3/4차원 영상을 같이 화면에 나타내는 방법, Y축과 단면과 3/4차원 영상을 같이 화면에 나타내는 방법, Z축과 단면과 3/4차원 영상을 같이 화면에 나타내는 방법 또는 3/4차원 영상만 화면에 출력하는 방법 등이 있다.

상기 단계들을 거쳐 사용자가 희망하는 3/4차원 데이터 가시화(S339)가 수행되면, 결정된 모든 정보들을 이용하여 볼륨 데이터가 가시화된 결과는 화면에 3/4차원 영상 디스플레이 된다.(S340)

한편, 상기한 프로브의 각도를 선택할 수도 있는 3/4차원 프로브 스캔 각도 선택단계에서, 프로브의 종류에 따른 각도 설정방법을 상세히 설명한다.

동일한 환자의 동일한 부위를 프로브로 스캔할 경우, 스캔각도에 따라 얻어 지는 3/4차원의 영상 넓이가 달라진다. (스캔 각도가 좁을수록 좁은 영역의, 넓을수록 넓은 영역의 3/4차원 영상을 얻게 된다.) 넓은 영역의 3/4차원 영상일수록 볼륨데이터 생성 및 가시화에 더 많은 계산이 필요하게 되어 긴 시간이 소요되는, 스캔각도와 3/4차원 영상 출력시간은 반비례관계에 있다. 그러므로 사용자는 이를 고려하여 적절한 스캔 각도를 선택하게 된다.

2차원 탐촉자를 회전(rotation)시켜 볼륨 데이터를 얻도록 구성된 볼륨 프로브의 경우, 2차원 탐촉자를 -볼륨프로브각도/2 회전시킨 값을 초기 각도값으로 설정한다.

2차원 탐촉자를 이동(Panning)시켜 볼륨 데이터를 얻도록 구성된 볼륨 프로브의 경우, 2차원 탐촉자를 -볼륨프로브스캔길이/2 이동시킨 값을 초기값으로 설정한다.

이때 각도=-볼륨프로브각도/2(S350)의 등식이 성립하면, 3/4차원 볼륨 데이터생성단계(S336)으로 이행한다.

만약, 현재의 각도값이 볼륨프로브각도/2보다 작은 범위인지 비교되어, 결과가 참(작은 범위)이면 프로브 위치와 가상환자의 교차계산 단계(S352)를 수행하고, 아니면 볼륨데이터 생성을 완료(S336)한다.

프로브 위치와 가상환자의 교차계산(S352) 및 정해진 프로브 정보에 따라 2차원 데이터 생성(S353)은 상기한 각각 (S311), (S312)와 동일한 것이므로, 상세한 설명은 생략한다.

각도+=2차원 영상 데이터간의 간격(S354)은 S333에서 계산한 2차원 영상 데 이터 간의 간격을 현재의 각도값에 더해준다. 이 값으로 S351로 돌아가 S351의 비교값이 거짓이 될 때까지 반복 계산한다.

본 발명에 대한 일실시예로서 사용자가 시뮬레이션하는 과정을 도4를 통해 설명한다.

환자 데이터 선택(S401)은 사용자가 서로 다른 여러 환자 데이터 중 원하는 데이터를 선택한다. 예컨대 임산부나 태아의 연령 데이터에서 환자를 선택할 수 있다. 선택된 환자 데이터는 로드(S402)되어, 반투명/불투명 디스플레이모드로 변환(S403)되면, 환자를 화면에 디스플레이할 때 가상환자의 인체 내부가 보이는 반투명 모드 또는 내부를 볼 수 없는 불투명 모드를 선택하거나, 또는 모드를 변경한다.

상기 단계에서 환자에 대한 초음파 영상이 나타나면, 사용자가 보고자 하는 영역으로 3/4차원 프로브를 이동하거나, 보고 싶은 방향으로 보기 위해 프로브를 회전하면서(S404), 화면에 디스플레이되는 2차원 초음파 영상을 확인(S405)한다. 이때 화면에 디스플레이되는 2차원 초음파 영상은 선택된 가상환자와 3/4차원 프로브, 각각의 회전/이동된 상태로부터 결정된다. 이는 실제 상황에서 초음파 장비와 프로브로 환자를 진단하면서 보는 2차원 초음파 영상의 역할과 동일하다.

현실적으로 초음파진단 상황과 동일하게, 사용자는 환자의 이상 유무를 확인하고자 하거나 특정 부위를 좀 더 정확하게 관찰하기 위해 관심영역을 탐색하여 좀 더 선명한 영상을 보도록 시뮬레이션을 구성한다.

상기한 화면에 디스플레이되는 2차원 초음파 영상 가운데, 관심영역 설 정(S406)은 3/4차원 초음파 영상을 만들기 위해, 2차원 초음파 영상을 보면서 원하는 영역을 설정한다. 이때 관심영역(ROI, Region Of Interest)내의 부분만 3/4차원 영상으로 재구성 및 가시화된다.

관심영역이 설정(S406)되면, 3/4차원 초음파 영상 모드가 시작(S407)되고 사용자가 상기에 설정한 정보들로 3/4차원 초음파 영상이 화면에 디스플레이되는 모드로 옮겨가고, 3/4차원 초음파 영상 확인(S408)은 화면에 디스플레이되는 3/4차원 초음파 영상을 확인한다.

다른 환자의 3/4차원 초음파 영상을 보고자 할 경우, S401로 돌아가 반복한다. 반투명/불투명 모드 전환을 하고자 할 경우, S403으로 돌아가 반복한다. 3/4차원 프로브의 위치를 이동하거나 방향을 바꾸고자 할 경우, S404로 돌아가 반복하거나, S409에서 수정하여 수행할 수 있다. 관심영역을 재설정하고자 할 경우 S405로 돌아가 2차원 초음파 영상을 확인하고 관심영역을 재설정하는 과정을 반복한다.

3/4차원 관심영역 크기/위치 수정(S409)은 화면에 디스플레이되는 3/4차원 영상의 일부만 가시화하고자 할 경우, 관심영역(VOI, Volume Of Interest)의 크기를 바꾸거나 위치를 이동한다. 수정된 결과 3/4차원 초음파 영상은 화면에 실시간 디스플레이된다.

3/4차원 초음파 영상 확대/이동/회전(S410)은 사용자가 원할 경우 화면에 디스플레이되고 있는 3/4차원 초음파 영상을 확대, 이동 또는 임의의 축에 대해 회전한다. 수정된 결과 3/4차원 초음파 영상은 화면에 실시간 디스플레이된다.

3/4차원 초음파 영상 파라미터 수정(S411)은 사용자가 영상 가시화에 필요한 여러 가지 파라미터(밝기임계값(threshold), 밝기(brightness), 대비(contrast), 색팔레트(color palette) 등)를 수정한다. 수정된 결과 3/4차원 초음파 영상은 화면에 실시간 디스플레이된다.

3/4차원 초음파 영상 보기설정 수정(S412)은 3/4차원 영상을 화면에 디스플레이할 때 생성된 볼륨 데이터의 어떤 면을 볼 것인지, 볼륨 데이터의 임의 방향의 단면 중 어떤 단면을 함께 나타낼 것인지를 사용자가 수정한다. 수정된 결과 3/4차원 초음파 영상은 화면에 실시간 디스플레이된다.

상기한 본 발명에 의한 교육용 3/4차원 초음파 진단기술 습득용 시뮬레이션 방법을 실현하기 위한 프로그램은 광학방식의 CD또는 DVD에 기록되거나, 전기적인 기록방식인 반도체 기억장치로 기록되어 사용자가 재생하여 읽을 수 있는 기록매체로 제조, 판매되어진다. 물론 기록매체는 전술한 예에 국한되지 않고 ,본 발명의 기술사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있을 것이다.

도1은 본 발명에 의한 가상의 인체 및 가상의 프로브를 모델링하여 데이터를 데이터를 저장하고 시뮬레이션이 시현되는 장치를 개략적으로 나타내는 구성도.

도2는 본 발명에 의한 가상환자 및 3D 프로브 데이터가 시뮬레이션되어 디스플레이 되는 과정을 나타내는 순서도.

도3은 본 발명에 의한 2/3D 관심영역 및 3/4차원 영상이 디스플레이되는 과정을 나타내는 순서도.

도4는 본 발명에 의한 사용자의 실제 사용단계를 나타내는 순서도.

도5는 본 발명에 의한 불투명모드로 가상환자를 디스플레이하고 2차원 초음파 영상을 디스플레이 하는 사진.

도6은 본 발명에 의한 반투명모드로 가상환자를 디스플레이하고 2차원 초음파 영상을 디스플레이 하는 사진.

도7은 본 발명에 의한 반투명모드로 가상환자를 디스플레이하고 2차원 초음파 영상을 디스플레이 하는 사진.

도8은 본 발명에 의한 반투명모드로 가상환자를 디스플레이하고 2차원 초음파 영상을 디스플레이 하는 사진.

도9는 본 발명에 따른 일실시예로 영상 보기 설정변환을 도시한 그림.

Claims

인체, 내부 장기, 태아 등 실제 데이터를 바탕으로 하여 3차원 영상을 모델링 하는 상용 소프트웨어를 이용해 구성된 가상환자의 다각형 형태의 3D/4D 모델링 데이터, 위치정보, 움직임에 대한 정보, 색정보 등으로 구성된 가상 인체, 내부장기, 태아 데이터(10);

상기한 상용 소프트웨어를 이용해 다각형 형태로 구성한 3D 프로브 데이터(11);

상기한 가상환자의 3/4차원 모델링데이터(10) 및 3D 프로브 모델링데이터(11)를 데이터베이스로 저장하고, 화면 등에 실현될 수 있는 디스플레이 수단을 구비한 컴퓨터 장비에서 이를 로드하여 가상 인체(10) 등을 불투명/반투명 모드로 디스플레이하며, 3D프로브(11)를 화면에 디스플레이하고;

가상 인체(10) 등과 3D프로브를 확대/이동/회전하여, 상호 위치정보에 따라 2차원 초음파 영상을 동시 화면에 디스플레이하며;

2차원 초음파 영상의 관심영역과 3D프로브의 구동정보를 설정하여, 3/4차원 영상 데이터를 구성 및 가시화하여 화면에 디스플레이함으로써;

화면 등에 실현될 수 있는 디스플레이 수단을 구비한 컴퓨터 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 3/4차원 초음파 진단기술 습득용 시뮬레이터.
제1항에 있어서, 상용소프트웨어 등을 이용하여 다각형의 형태로 구성한 가 상환자의 3/4차원 데이터(10) 또는 실제 의료영상장비로부터 얻은 3/4차원 데이터를 로드하여 사용하는 3/4차원 초음파 진단기술 습득용 시뮬레이터.
제1항에 있어서, 3D 프로브는 3차원 기계식 프로브 또는 전자식 프로브로서 3차원 볼륨 데이터를 얻을 수 있는 프로브를 포함하는 것을 특징으로 하는 3/4차원 초음파 진단기술 습득용 시뮬레이터.
제 1항 또는 2항 또는 3항에 있어서, 가상 인체, 가상 내부장기, 가상 태아 등 각 세부기관에 따라 각각 고유의 색 정보를 설정하는 것을 특징으로 하는 3/4차원 초음파 진단기술 습득용 시뮬레이터.
가상 인체, 가상 내부장기, 가상 태아의 3D/4D데이터(10)가 컴퓨터상에 로드되어 화면에 디스플레이 되는 단계(S20);

실제 초음파 장비를 사용하는 상황과 동일한 연출을 위해 불투명/반투명 디스플레이 모드를 셋팅하는 단계(S21);

상기 가상환자를 확대하거나, 위치를 이동하거나, 임의의 축에 대해 회전하여 볼 수 있는 확대/이동/회전(S22)단계;

상기 S20 단계와 동시에 3D 프로브 데이터(11)는 로드되어 화면에 디스플레이 되는 단계 (S23);

3D 프로브 위치가 이동 또는 임의의 축에 대해 회전하는 단계(S24);

상기 3D 프로브의 위치이동 값이 가상환자의 인체 표면 위에 위치하도록 접점(Point of contact)을 계산하는 접촉 위치 계산(S25)단계;

상기에서 계산된 위치이동에 따른 접점 위치와 회전에 따른 프로브 방향 벡터에 따라 3D 프로브를 위치를 고정하는 단계(S26)

상기 S22단계에서 가상환자의 인체, 내부 장기, 가상 태아 등의 모든 위치/회전/크기정보와 S26단계에서 3차원 프로브의 위치/회전/크기정보에 따라 시뮬레이션 위치가 결정되는 단계(S27); 및

상기 위치 결정된 초음파영상이 화면에 디스플레이되는 단계(S28)를 포함하는 것을 특징으로 하는 3/4차원 초음파 진단기술 습득용 시뮬레이션 방법.
제5항에 있어서, 반투명 디스플레이 모드와 불투명 디스플레이 모드는 각각 2차원 초음파 영상을 디스플레이하거나, 3차원 또는 4차원 초음파 영상을 디스플레이하고 있는 중 언제나 모드 전환이 가능한 것을 특징으로 하는 3/4차원 초음파 진단기술 습득용 시뮬레이션 방법.
제5항에 있어서, 3D 프로브가 임의의 축에 대해 회전하는 경우는, 임의의 축에 대한 프로브 회전 값에 따라 프로브의 회전된 방향 벡터를 계산하며, 가상환자 등의 인체 표면 곡률을 계산하여 프로브가 인체 내부이 위치하지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 3/4차원 초음파 진단기술 습득용 시뮬레이션 방법.
제5항에 있어서, 소정의 위치가 결정된 3D 프로브에 접촉된 가상환자 부위의 초음파 영상화면이 디스플레이되어 희망하는 관심영역을 시뮬레이션하기 위해, 2차원 모드 또는 3차원 모드 중 한 가지를 선택하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 3/4차원 초음파 진단기술 습득용 시뮬레이션 방법.
제8항에 있어서, 2차원 모드가 선택되어지면, 가상환자와 3차원 프로브 위치가 교차 계산되고(S311);

상기 결정된 프로브 정보에 따라 데이터 샘플 개수가 결정되며(S312);

상기에서 획득된 2차원 데이터를 죄표계 변환을 통해 2차원 영상데이터로 생성하며(S313); 상기 변환된 2차원 영상 데이터를 디스플레이하는 것(S314)을 포함하는 것을 특징으로 하는 3/4차원 초음파 진단기술 습득용 시뮬레이션 방법.
제9항에 있어서, 3차원 프로브는 선형, 부채꼴, 또는 환상방식 중 어느 하나로 2차원 데이터를 획득하는 것을 특징으로 하는 3/4차원 초음파 진단기술 습득용 시뮬레이션 방법.
제9항 또는 10항에 있어서, 프로브 위치와 가상환자의 교차계산으로 계산된 모든 교차점을 연결하여 폐곡선을 형성하고, 폐곡선은 각각 고유의 색을 설정하는 것을 특징으로 하는 3/4차원 초음파 진단기술 습득용 시뮬레이션 방법.
제8항 또는 9항에 있어서, 디스플레이된 2차원 영상에서 관심영역의 크기와 위치를 설정하여, 상기 설정된 영역의 내부 데이터만 3/4차원 영상을 형성하는 것을 특징으로 하는 3/4차원 초음파 진단기술 습득용 시뮬레이션 방법.
제 12항에 있어서, 3/4차원 영상품질을 선택 단계(S331);

상기 선택에 따라 스캔라인 수와 샘플 수가 결정되는 단계(S332);

상기 스캔 라인 간의 간격에 일치하는 2차원 영상 데이터 간 간격 계산단계(S333);

프로브의 스캔각도를 계산하는 단계(S334);

상기 프로브의 각도를 상기 2차원 영상데이터 간의 간격으로 나누는 2차원 영상 개수 계산단계(S335);

상기 계산에 따라 3/4차원 볼륨데이터가 생성단계(S336);

가 포함되는 것을 특징으로 하는 3/4차원 초음파 진단기술 습득용 시뮬레이션 방법.
제13항에 있어서, 프로브의 스캔 각도를 임의로 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 3/4차원 초음파 진단기술 습득용 시뮬레이션 방법.
제13항에 있어서, 생성된 3/4차원 볼륨 데이터를 패러미터 변환을 통해 밝기 임계값, 밝기, 대비, 색 팔레트를 선택,수정할 수 있는 것을 특징으로 하는 3/4차 원 초음파 진단기술 습득용 시뮬레이션 방법.
구축된 다양한 환자 데이터 중 하나를 선택하여 데이터를 로드하는 단계(S402);

상기 데이터는 반투명/불투명 디스플레이모드로 변환되어, 환자를 화면에 디스플레이할 때 가상환자의 인체 내부가 보이는 반투명 모드 또는 내부를 볼 수 없는 불투명 모드를 선택하거나, 또는 모드를 변경하는 단계 (S403);

상기 단계에서 환자에 대한 초음파 영상이 나타나면, 관심 영역으로 3/4차원 프로브를 이동 또는 회전하는 단계(S404);

상기 과정에서 화면에 디스플레이되는 2차원 초음파 영상을 확인하는 단계(S405);

상기한 화면에 디스플레이되는 전체 2차원 초음파영상 영역 중에 3/4차원 볼륨 데이터로 구성되기 위한 특정 영역을 설정하는 단계 (S406);

상기 관심영역이 설정되면, 3/4차원 초음파 영상 모드가 시작되고 사용자가 상기에 설정한 정보들로 3/4차원 초음파 영상이 화면에 디스플레이되는 모드가 되는 단계(S407);

상기 화면에 디스플레이되는 3/4차원 초음파 영상을 확인하거나, 다른 환자의 3/4차원 초음파 영상을 보고자 할 경우나, 불/반투명 모드 전환을 하고자 할 경우나, 프로브 위치를 이동하거나, 관심영역을 재설정하고자 하는 경우 등은 해당 단계로 돌아가 반복하는 단계(S408);

를 포함하는 것을 특징으로 하는 3/4차원 초음파 진단기술 습득용 시뮬레이션 방법.
제16항에 있어서, 화면에 디스플레이되는 3/4차원 초음파 영상에 대한 관심영역에서 영상의 일부만 가시화하고자 할 경우, 관심영역(VOI,Volume Of Interest)의 크기를 바꾸거나 위치를 이동하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 3/4차원 초음파 진단기술 습득용 시뮬레이션 방법.
제16항에 있어서, 3/4차원 영상을 화면에 디스플레이할 때 생성된 볼륨 데이터의 어떤 면을 볼 것인지, 볼륨 데이터의 임의 방향의 단면 중 어떤 단면을 함께 나타낼 것인지 수정할 수 있는 것을 특징으로 하는 3/4차원 초음파 진단기술 습득용 시뮬레이션 방법.