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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 김형석
- 발행연도
- 2016
- 저작권
- 광운대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수5
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의료 초음파 기술은 인체에 무해하며 실시간으로 인체의 내부를 관찰할 수 있다. 그리고 가격이 저렴하기 때문에 현재 대부분의 병원에서 필수적인 의료 기술로 인식되고 있다.
인체 내를 진행하는 초음파 신호는 조직 내 입자들에 흡수되어 열에너지로 변환되거나 전반향으로 산란되면서 그 세기가 감소한다. 이와 같은 초음파 감쇠특성은 B-mode 영상에서 시각적인 임상정보를 보여줄 뿐만 아니라 정량적 분석을 통한 검사대상의 병리학적 특성 분석에 효과적으로 사용될 수 있다. 또한 후방산란자 반향지수나 음파속도 등의 다른 초음파 의료지수의 정량적 분석에도 정확한 초음파의 감쇠특성 예측은 선행되어야 할 중요한 과정이다.
지금까지 일반적인 초음파 신호의 감쇠지수 예측방법들은 인체 내의 주파수 선택적 감쇠특성을 직접 이용하여 수신 신호를 주파수 변환하여 감쇠 지수를 예측하여 왔다. 하지만 별도의 주파수 변환 없이 시간영역의 초음파 비디오 신호를 이용한 감쇠지수 예측방법인 Video Signal Analysis(VSA) 방법은 적은 계산으로 실시간 처리에 적용 가능한 특징을 가지고 있다. 그러나 광대역 전송펄스를 이용하는 경우 원거리에서 반향된 신호의 왜곡현상으로 예측 정확도가 크게 저하되는 단점도 가지고 있다. 본 논문에서는 이와 같은 왜곡 현상을 최소화하기 위해 반향 깊이에 따라 적응적으로 필터의 중심주파수를 변화시켜 신호대 잡음비를 극대화하는 대역 필터 기법을 발전시키고 다양한 형태의 대역 필터의 예측 성능을 비교 분석하고자 한다. 또한 반향 신호의 깊이에 따른 예측 정확도와 정밀도를 정량적으로 분석하여 최적의 대역 필터 구성을 제안한다.
컴퓨터 모의 실험과 실제 인체 조직과 유사한 초음파 특성을 가지고 있는 Tissue-Mimicking Phantom을 이용해서 실험해보았다. 실험결과 제안된 적응 대역 필터를 이용하여 예측한 감쇠지수의 예측값과 기존에 사용되어진 Original VSA 방법을 이용하여 예측한 감쇠지수의 예측값을 비교하였을 때, 적응 대역 필터를 이용하였을 경우 매우 향상된 감쇠지수 예측 결과를 확인할 수 있었다. 이를 통해서 적응 대역 필터의 성능을 확인하였으며, 향후 실시간 적용에 가장 적합한 적응 대역 필터를 찾을 수 있었다.
인체 내를 진행하는 초음파 신호는 조직 내 입자들에 흡수되어 열에너지로 변환되거나 전반향으로 산란되면서 그 세기가 감소한다. 이와 같은 초음파 감쇠특성은 B-mode 영상에서 시각적인 임상정보를 보여줄 뿐만 아니라 정량적 분석을 통한 검사대상의 병리학적 특성 분석에 효과적으로 사용될 수 있다. 또한 후방산란자 반향지수나 음파속도 등의 다른 초음파 의료지수의 정량적 분석에도 정확한 초음파의 감쇠특성 예측은 선행되어야 할 중요한 과정이다.
지금까지 일반적인 초음파 신호의 감쇠지수 예측방법들은 인체 내의 주파수 선택적 감쇠특성을 직접 이용하여 수신 신호를 주파수 변환하여 감쇠 지수를 예측하여 왔다. 하지만 별도의 주파수 변환 없이 시간영역의 초음파 비디오 신호를 이용한 감쇠지수 예측방법인 Video Signal Analysis(VSA) 방법은 적은 계산으로 실시간 처리에 적용 가능한 특징을 가지고 있다. 그러나 광대역 전송펄스를 이용하는 경우 원거리에서 반향된 신호의 왜곡현상으로 예측 정확도가 크게 저하되는 단점도 가지고 있다. 본 논문에서는 이와 같은 왜곡 현상을 최소화하기 위해 반향 깊이에 따라 적응적으로 필터의 중심주파수를 변화시켜 신호대 잡음비를 극대화하는 대역 필터 기법을 발전시키고 다양한 형태의 대역 필터의 예측 성능을 비교 분석하고자 한다. 또한 반향 신호의 깊이에 따른 예측 정확도와 정밀도를 정량적으로 분석하여 최적의 대역 필터 구성을 제안한다.
컴퓨터 모의 실험과 실제 인체 조직과 유사한 초음파 특성을 가지고 있는 Tissue-Mimicking Phantom을 이용해서 실험해보았다. 실험결과 제안된 적응 대역 필터를 이용하여 예측한 감쇠지수의 예측값과 기존에 사용되어진 Original VSA 방법을 이용하여 예측한 감쇠지수의 예측값을 비교하였을 때, 적응 대역 필터를 이용하였을 경우 매우 향상된 감쇠지수 예측 결과를 확인할 수 있었다. 이를 통해서 적응 대역 필터의 성능을 확인하였으며, 향후 실시간 적용에 가장 적합한 적응 대역 필터를 찾을 수 있었다.
목차
제 1장 서론 1제 2장 의료초음파 감쇠지수 5제 1절 의료초음파 감쇠지수 특성 5제 2절 감쇠 예측 방법 6제 1항 시간 영역에서의 감쇠 예측 방법 7제 2항 주파수 영역에서의 감쇠 예측 방법 8제 3절 초음파 감쇠 모델링의 일반적인 구조 9제 1항 선형 시스템 모델링 10제 2항 후방 산란 효과 11제 3항 감쇠 효과 13제 3장 비디오 신호 해석 16제 1절 비디오 신호 해석 방법 16제 2절 비디오 신호 해석의 원거리 왜곡 현상 18제 4장 다중 표준 신호 회절 보상 기법 22제 5장 적응 대역 필터 25제 1절 적응 대역 필터 모델 26제 2절 컴퓨터 모의실험 29제 3절 TM Phantom 실험결과 33제 6장 결론 39참고문헌 41
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