• Title/Summary/Keyword: 도플러 초음파

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Extraction and Analysis of Hypertension Blood flow of Brachial Artery from Color Doppler Ultrasonography by Using Possibilistic C_Means and Fuzzy C_ Means (PCM와 FCM 방법을 이용한 색조 도플러 초음파 영상에서 상완 동맥의 고혈압 혈류 추출 및 분석)

  • Park, Jae-Woo;Shim, Sung-Bo;Oh, Heung-Min;Kim, Kwang Beak
    • Proceedings of the Korean Society of Computer Information Conference
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    • 2018.01a
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    • pp.47-50
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    • 2018
  • 본 논문에서는 초음파 영상에서 환자 정보를 제거하여 ROI 영역을 추출하고, 추출된 ROI 영역에서 최대 명암도를 임계치로 설정한 이진화 기법을 적용하여 ROI 영역을 이진화 한다. 이진화된 ROI 영역에서 4 방향 윤곽선 추적 기법을 적용하여 상완동맥 혈류 영역이 존재하는 사다리꼴 형태의 영역을 추출한다. 추출된 사다리꼴 형태의 영역에서 상완동맥 혈류영역을 정확히 추출하기 위하여 제안된 무게 중심법을 이용하여 추출된 후보 영역을 양자화 한다. 무게 중심법은 추출된 사다리꼴 영역에서 FCM 기반 무게중심법과 PCM 기반 무게중심법을 각각 계산한 후, 두 중심 간의 차이가 존재 할 경우에는 두 중심의 평균값을 새로운 무게 중심으로 설정하여 각 픽셀들을 클러스터링하여 상완 동맥 영역을 추출한다. 추출된 상완 동맥 영역에는 고혈압 영역인 빨강색 영역과 저혈압이나 혈류가 역류하는 영역인 파란색 영역이 존재한다. 추출된 상완 동맥 영역에서 고혈압 영역만을 추출하기 위해 빨강색 영역을 제외한 그 외의 영역은 제거한다. 전문의가 제공한 상완동맥 혈류 초음파 영상을 대상으로 TPR(True Positive Rate) 검사을 분석한 결과, 제안된 방법이 기존의 방법 보다 TPR 값이 높게 나타나는 것을 확인하였다.

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Uncertainty Assesment for Moving-boat ADCP Discharge Measurements by GUM Framework (GUM 표준안 기반 이동식 ADCP 유량 측정 불확도 평가)

  • Kim, Dongsu;Kim, Jong Min
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2017.05a
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    • pp.71-71
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    • 2017
  • 하천에서 평수기 유량측정은 도섭법을 이용하기 위한 지점식 측정보다는 초음파 도플러 유속계(ADCP, Acoustic Doppler Current Profiler)를 보트에 탑재하여 운용하는 측정 방식이 점차 일반화되고 있다. ADCP는 초음파의 도플러효과를 이용하여 수심이나 횡방향의 유속 분포를 측정할 수 있는 측정 장비로 일반적으로 사용되는 down-looking ADCP는 수심방향의 유속분포와 수심을 측정하여 보트의 이동속도와의 벡터 내적을 이용하여 유량을 산정하게 된다. 그러나, 이동식 ADCP 유량 측정 성과의 불확도는 제공되지 않고 있는 상황인데, 이는 불확도 산정 표준안 미비, 유속 및 수심 등 측정 요소의 관측 환경 별 불확도 정보 부족, 불확도를 산정할 수 있는 툴의 부재 등에 기인한다. 본 연구에서는 이동식 ADCP 불확도 산정 표준안을 개발하고 현장 실험을 통해 불확도 요인에 대한 규명, 불확도를 편리하게 산정할 수 있는 툴을 개발하고자 하였다. 불확도 산정 표준안으로 최근 WMO를 위시한 국제적으로 하천 유량 측정 불확도 표준안으로 채택되고 있는 GUM(Guide to the Expression of Uncertainty Measurement)을 기반으로 이동식 ADCP 유량 산정 알고리즘을 적용하여 불확도 적용 기법을 개발하였다. GUM 표준안을 기반으로 유량 측정불확도를 산정하기 위한 불확도 요인분석은 실규모 하천의 특성을 대부분 모의할 수 있는 한국건설기술연구원의 안동하천실험센터에서 수행된 실험자료를 기반으로 다양한 인자들에 대한 요소 별 불확도 분석을 수행하였다. GUM 표준안에 의하면 불확도 요인들은 오차전파의 법칙에 기반하여 전체 불확도에 전파되며, 이렇게 합성된 불확도는 t-분포의 신뢰수준 95%일 경우의 보정계수 2를 곱하여 최종적으로 확장불확도를 산정하게 된다. 이동측정방식의 ADCP의 경우 GUM 표준안에 적용하여 불확도를 평가하기 위해서 사용되는 수식이 방대하고, 매우 복잡하기 때문에 이를 실무자가 평가하기에는 한계가 있다. 이에 따라 본 연구에서는 ADCP의 유량 측정불확도를 보다 편리하게 평가하기 위하여 ADCP 유량 측정불확도 평가 소프트웨어인 AQUA(ADCP Discharge Uncertainty Assesment)를 개발하였으며, 이를 통해 실무자나 연구자들이 ADCP의 불확도 평가에 보다 편리하게 접근할 수 있을 것이라 판단된다.

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Manual of Transcranial Doppler Ultrasonography (경두개 도플러 초음파 검사 지침서)

  • Ho Tae JEONG;Soo Na JEON;Sol HAN
    • Korean Journal of Clinical Laboratory Science
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    • v.56 no.3
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    • pp.277-287
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    • 2024
  • Transcranial Doppler (TCD) ultrasound is a crucial non-invasive tool for assessing cerebral blood flow and is widely used to diagnose and monitor cerebrovascular diseases. This paper reaffirms the importance of TCD, details examination methods and precautions, and provides a guide for practitioners. TCD evaluates the blood flow velocity to assess stenosis, occlusion, and hemodynamic changes. Distinguishing between increased blood flow volume and decreased vessel diameter based solely on velocity is challenging, necessitating a comprehensive approach to integrating clinical findings and hemodynamic changes. The reliability of TCD results depends on the skill of the examiner and requires standardized procedures and continuous training. Advances in automation and artificial intelligence promise enhanced accuracy and reliability. Future research should focus on validating and clinically applying these technologies. This paper is a review of the clinical significance of TCD, methods, and precautions, offering a valuable guide for practitioners and highlighting the potential benefits of ongoing advancements in TCD for the diagnosis and treatment of cerebrovascular diseases.

The Etiologic Diseases and Diagnostic Usefulness of Color Doppler Ultrasonography in Children with Chronic Coughs (소아 만성 기침의 원인 질환과 컬러 도플러 초음파 검사의 진단적 유용성)

  • Park, Sun Young;Lee, Joon Sung
    • Clinical and Experimental Pediatrics
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    • v.45 no.4
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    • pp.489-497
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    • 2002
  • Purpose : The objectives of this study were to investigate the causes of chronic cough and to establish the appropriate diagnostic approach to chronic cough in children. Methods : One hundred and thirty two cases of chronic cough were prospectively evaluated. They visitors to pediatric chronic cough clinics at Kang-nam saint Mary's Hospital of Catholic University from August 2000 to July 2001 for 12 months. Careful history taking by questionnaire, physical examination, radiologic studies of chest and sinus, hematologic and immunologic studies, allergic skin tests, and methacholine challenge tests were performed. Color doppler(CD) ultrasonography were performed and compared with simultaneous 24 Hr. esophageal pH monitoring to diagnose gastroesophageal reflux disease(GERD). Results : Age distributions were demonstrated that nine in infants, 82 in early childhood, 38 in late childhood, and three in adolescence. Common causes of chronic cough were bronchial asthma in 40 cases, chronic sinusitis in 22 cases, GERD in seven cases, bronchial asthma combined with sinusitis in 28 cases, bronchial asthma combined with GERD in 14 cases, psychogenic cough in two. cases, foreign body in one case, chronic bronchitis in one case, and bronchiolitis in one case. Comparing with 24 Hr. pH monitoring, sensitivity, specificity, positive predictive value and negative predictive values of CD ultrasonography were 88%, 69%, 85 %, and 73% respectively. Conclusion : The most common causes of chronic cough in children were bronchial asthma, sinusitis and GERD in order. We suggest that CD ultrasonography can be used as a good, convenient screening method for patients with suspected GERD in outpatient settings.

Estimation of Suspended Sediment Concentration in Small Stream with Acoustic Backscatter from Horizontal ADCP based on Real-Scale Field Experiment (실규모 현장 실험 기반 H-ADCP 초음파 산란도 활용 소하천용 하천 부유사 농도 측정 기법 개발)

  • Seo, Kanghyeon;Kim, Dongsu;Son, Geunsoo
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.36 no.6
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    • pp.1023-1035
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    • 2016
  • Suspended sediment concentration (SSC) is a crucial riverine parameter in terms that it can be utilized for analyzing sediment transport, stability assessment of river and structure and so on. However, in case of domestic, sediment discharge data are not enough because of using conventional sediment samplers. This study aimed at developing a practical technique for estimating suspended sediment concentration in high spatial and temporal resolution by building relationship between acoustic backscatter (or SNR) from H-ADCP with actually observed data using LISST-100X. In this regard, a dedicated correction algorithm was proposed particularly for the adapted H-ADCP (SonTek SL-3000). Then, a SNR-SSC relation was built based upon a real-scale field experiment, where both H-ADCP and LISST-100X were concurrently operated to observe SNR and SSC, respectively. The coefficient of determination for the developed regression equation of SNR-SSC relation was around 0.85~0.88, thereby the relation could be evaluated to be highly correlated. The result of this study might be potentially applied for real-time and simultaneous observation of SSC when H-ADCP could be applied.

Improvement of Current Velocity Estimation Method in an ADCP (ADCP에서의 유속 추정 방법 개선에 관한 연구)

  • Lee, Jonggil
    • Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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    • v.21 no.9
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    • pp.1818-1825
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    • 2017
  • An Acoustic Doppler Current Profiler(ADCP) measures the current velocity and analyzes the degree of turbulence using Doppler effects of ultrasonic waves. Therefore, the autocorrelation or FFT spectrum estimates are obtained for extraction of current velocity in each spatial region. However, if the correlation method does not satisfy the assumption that the return signal spectra are symmetric Gaussian, the large bias errors can occur. Also, the accurate estimation of autocorrelation or FFT spectrum is difficult due to the short acquisition interval when the rapid changes of current velocity occur. Thus, in this paper, the estimation method of the autoregressive spectrum peak is suggested for the accurate current velocity measurement of both symmetric and asymmetric spectra. It is shown that estimation quality can be improved using the suggested method comparing with the conventional methods. Many return signals under the various environment are simulated and the results are compared and analyzed for evaluation of the suggested method.

An Experimental Study on Estimation of Suspended Sediment Discharge using Acoustic Backscatter (실내 실험수로에서 초음파 산란도를 활용한 부유사량 산정)

  • Seo, KangHyeon;Kim, DongSu
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2016.05a
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    • pp.174-174
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    • 2016
  • 하천은 침식작용과 퇴적작용에 의해 유사를 하류방향으로 이동시킨다. 하천의 침식작용은 하상을 변화시키고 교량, 보 등의 하천 구조물의 안전성을 저해하여 국민의 재산과 생명에 막대한 피해를 입힌다. 또한 퇴적작용은 상류로부터 이동한 유사를 하도 내에 퇴적시켜 하천의 형상을 변화시키고, 통수면적을 감소시켜 홍수기에 범람 빈도와 규모를 증가시킨다. 이처럼 부유사 자료는 하천 구조물의 설계, 수자원 개발 및 관리를 위한 하천계획의 전반에 있어 매우 중요한 자료이지만, 국내의 경우 유사량 측정방법에 대한 연구가 미비하여 대부분 유사량 채집기를 활용한 직접 측정이 이루어지고 있다. 하지만 유사량 채집기를 활용한 관측은 매우 제한된 지역에서 간헐적으로 실시되고 있어 측정 자료가 부족한 실정이다. 이러한 한계를 극복하고자 간접적인 측정 방식을 개발하였으나 우리나라의 강우 특성상 홍수기를 거치면서 하천의 수리학적 특성이 변화하여 관계식의 신뢰도가 떨어지며 자주 갱신해야 한다는 어려움이 있다. 본 연구에서는 횡방향 유속과 신호대잡음비(Signal to Noise Ratio, SNR)를 측정하는 H-ADCP(SonTek, SL-3000)와 레이저 회절을 이용하여 지점의 입도분포와 부유사 농도를 측정하는 레이저부유사측정기(LISST : Laser In-Situ Scattering and Transmissometry)를 이용하여 자료를 취득하였다. 그리고 취득된 신호대잡음비, 부유사 농도간의 관계분석을 통해 회귀식을 구축한 후, 초음파 산란도로 정의되는 신호대잡음비를 활용하여 실내 실험수로의 부유사량을 산정하였고 실측 부유사량과의 비교를 통해 오차 분석을 실시하였다. 오차 분석 결과 실측 부유사량은 138.15g/s, 추정 부유사량은 165.372g/s로 신호대잡음비를 이용하여 추정한 부유사량이 약 19% 과다산정 하는 것으로 나타났다. 본 연구의 결과는 현재 우리나라에 다수 설치되어 있는 수평초음파도플러유속계(H-ADCP)를 활용한 지속적인 부유사량 관측의 토대를 마련할 것으로 사료된다.

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Characterizing three-dimensional mixing process in river confluence using acoustical backscatter as surrogate of suspended sediment (부유사 지표로 초음파산란도를 활용한 합류부 3차원 수체혼합 특성 도출)

  • Son, Geunsoo;Kim, Dongsu;Kwak, Sunghyun;Kim, Young Do;Lyu, Siwan
    • Journal of Korea Water Resources Association
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    • v.54 no.3
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    • pp.167-179
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    • 2021
  • In order to characterize the mixing process of confluence for understanding the impacts of a river on the other river, it has been crucial to analyze the spatial mixing patterns for main streams depending on various inflow conditions of tributaries. However, most conventional studies have mostly relied upon hydraulic or water quality numerical models for understanding mixing pattern analysis of confluences, due to the difficulties to acquire a wide spatial range of in-situ data for characterizing mixing process. In this study, backscatters (or SNR) measured from ADCPs were particularly used to track sediment mixing assuming that it could be a surrogate to estimate the suspended sediment concentration. Raw backscatter data were corrected by considering the beam spreading and absorption by water. Also, an optical Laser diffraction instrument (LISST) was used to verify the method of acoustic backscatter and to collect the particle size distribution of main stream and tributary. In addition, image-based spatial distributions of sediment mixture in the confluence were monitored in various flow conditions by using an unmanned aerial vehicle (UAV), which were compared with the spatial distribution of acoustic backscatter. As results, we found that when acoustic backscatter by ADCPs were well processed, they could be proper indicators to identify the spatial patterns of the three-dimensional mixing process between two rivers. For this study, flow and sediment mixing characteristics were investigated in the confluence between Nakdong and Nam river.

Proposal of a non-coherent Communication Protocol with Ultra Sonic which can Improve the Communication Speed (넌코히어런트 전송 방식에서 초음파를 이용한 디지털 통신속도 개선 프로토콜 제안)

  • Yoon, Byung-Woo
    • Journal of the Institute of Convergence Signal Processing
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    • v.10 no.1
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    • pp.1-6
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    • 2009
  • Propagation of electromagnetic wave in the water or underground is very difficult because of the conductivity of the propagation materials. In this case, we usually use acoustic signal as ultrasonic but, it is not easy to transfer long distance with coherent method because of time varying multipath, doppler effect, and attenuations. So, we use noncoherent method as FSK to communicate between long distances. But, as the propagation speed of acoustic sound is very slow, the BW of the channel is narrow. It is very hard to guaranty the enough speed of communication like digital image data. In this paper, we proposed a new data communication protocol which can transmit multi-bit digital data with every single ping, and improve the data communication speed in the water.

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Application of Filtering Method to Improve the Quality of Automatically Measured Discharge Data (자동유량측정 자료의 개선을 위한 필터링 방법의 적용)

  • Chang, Kwon-Hee;Kim, Chi-Young;Kim, Soo-Jun;Song, Jae-Hyun;Kim, Hung-Soo
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2010.05a
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    • pp.1405-1409
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    • 2010
  • 최근 우리나라는 물 부족 국가로서 물의 효율적 관리 필요성 증대, 기후변화에 따른 가뭄 홍수 피해 증가 등으로 신뢰성 있는 수문자료구축이 필요성이 요구되고 있다. 그 중 유량측정 분야는 모든 수자원 계획과 관리의 근간이 되는 분야로 그 중요성 또한 간과 할 수 없는 부분이다. 현재 우리나라에서는 한국건설기술연구원 산하 유량조사사업단에 의해 유량측정 주요지점에 자동유량측정 시설을 설치하고 이를 운영함으로써 각 지점의 특성에 따라 적절한 방식을 채택하여 이동시간차방식 초음파 유속계(UVM, Ultrasonic Velocity Meter)와 도플러방식 초음파유속계(ADVM, Acoustic Doppler Velocity Meter)를 설치하면서 향후 수문계측 분야 선진화를 위한 기초자료를 제공하고 있다. 하지만 실시간 무인화 계측시스템에 의해 제공되는 자료가 양질의 자료임을 보장할 수 없는 현실이기 때문에 측정된 기초자료의 필터링을 통한 자료의 질적 개선이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 기존에 전산분야의 필터링 방법으로 널리 알려져 있는 LPF(Lowpass Filter)와 KF(Kalman Filter)를 이용하여 자동유량측정 자료의 필터링 방법으로 활용하고, 그 적용성을 검토하였다. 본 연구를 통해 기존 유량자료의 문제점을 개선하고 효율적인 유량조사를 위한 기초자료 확보 방법으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

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