초음파진단기는 실시간으로 손쉽고 안전하게 환자의 병변을 관찰할 수 있는 등의 다양한 장점으로 인해 병원, 의원 등의 의료현장에서 널리 활용되고 있다. 이 초음파진단기 신호처리 블록 중 하나인 빔포머는 초음파진단기 영상의 화질을 결정하는 부분 중 하나이다. 초음파진단기 기술의 발전과 더불어 이 빔포머와 관련된 기술들도 장기간 많은 발전을 이루어 왔는데, 이 기술들 중 하나의 주요 방법인 합성구경영상법(Synthetic Aperture Imaging method, SAI)은 프로브를 통해 수신한 신호가 운반해 온 환자로부터의 정보를 최대로 활용하기 위한 방법으로, 1990년대 경 최초로 초음파진단기에 도입된 이래 획기적 화질 향상에 기여해 왔고, 수십년동안 다양한 형태의 발전을 거쳐왔다. 이 논문에서는 이러한 진화과정을 살펴보고, 이 기술의 미래의 발전 방향을 예상해 본다.
초음파진단기는 1950년대부터 사용되기 시작했고 그 동안 꾸준한 기술 발전을 통해 현재 대부분의 병원에서 필수불가결한 영상진단장비로 널리 활용되고 있다. 1970년대 초음파진단기에 어레이 프로브가 사용되기 시작한 이래로 전자적 신호처리를 통한 빔포밍 기술이 초음파진단기에 적용되었고, 꾸준히 개선되어 왔다. 빔포밍 기술은 초음파진단기의 해상도를 결정짓는 중요한 신호처리 기술이다. 이 논문에서는 이 빔포밍 기술의 원리부터 최근 동향까지 간략히 소개하고자 한다. 여기에는 어레이 프로브(array probe)를 사용하는 빔포밍의 원리, 기본적 이론, 실제 구현 등이 포함되고, 또 최근 기술 중 합성구경영상(synthetic aperture imaging: SAI), 적응형 빔포밍(adaptive beamforming), 2차원 어레이 프로브를 사용하는 2차원 빔포밍 기술 등의 주제도 소개한다. 이런 다양한 빔포밍 기술들은 다양한 다른 분야의 기술들과 여러 가지 형태로 발전적으로 융합하면서 시스템의 성능을 지속적으로 향상시켜 갈 것이다.
이 논문에서는 휴대용, 또는 저가형 초음파진단기에 비교적 고급 기능인 도플러 갭 필링 모드를 적용하고자할 때 적합한 알고리즘들을 찾아보았고, 그 결과 미러링 기반, 또는 자기회귀 모델 기반의 알고리즘들을 찾을 수 있었다. 또, 계산량이 지나치게 많아지지 않는 범위 내에서, 그러한 알고리즘들의 성능의 문제점을 보완하여 더욱 개선시켰다. 수정된 알고리즘들은 인공적으로 발생시킨 도플러 신호 및 실제 초음파장비를 써서 인체로부터 획득한 도플러 데이터를 써서 시뮬레이션 및 실험을 함으로써 유효성을 확인하였다.
Three-dimensional ultrasonic probes being applied to the medical imaging can be grouped into three depending on the scanning methods, which are a mechanical type system, a free-hand system, and 2D phased arrays system. A mechanical type scanner uses a mechanically driven transducer to acquire series of 2D plane images. By integrating these images, a 3-D medical image can be constructed. A motor driving mechanism is a conventional choice for mechanically driving a transducer assembly which picks the raw ultrasonic images up. In this paper we attempt to design a 3D ultrasonic probe which has a operating mechanism of s tilting 3-D scanning. The motion of a transducer assembly of the ultrasonic probe is analytically modelled. We propose a selection procedure for the diameter of a wire rope driving the transducer assembly and the size of torsional spring which gives an initial tension to wire ropes.
The 2-way beam simulation for the diagnostic ultrasound is performed with simplified computation by approximating the transducer and the system. The results show that the simulation program can be used as a good system design tool.
한우에 있어서 생체내 난자 채취기술과 체외수정 기술을 접목하여 고능력 한우로부터 수정란을 대량 생산하기 위한 기초 연구로서, 발정주기에 따른 난소의 크기와 난포의 발육 양상을 초음파진단기를 이용하여 조사하였으며, 여러 마취.진정제를 조합 이용하여 마취효과를 조사하여 얻어진 결과는 다음과 같다. 1. 한우의 난소의 크기는 도축 난소의 실측치와 생체에서 초음파진단기를 이용한 측정치간에 유의적인 차이가 인정되지 않았으며, 발정주기중 난포기때와 황체기때 크기를 비교해도 유의적인 차는 인정되지 않았다. 2. 한우의 발정주기중 난소내 발육하는 소난포와 중난포의 수는 3일과 12일 째에 증가하는 한 발정주기에 2회의 난포발육기가 있었다. 3. 한우의 최적 마취조합은 0.3$m\ell$ 의 Rompun(equation omitted)을 근육주사하고 5$m\ell$의 lidocaine 을 경막외 마취한 후 lidocaine 2$m\ell$을 자궁경에 도포하는 경우였다.
Pregnancy diagnosis by ultrasonography was performed for both pregnant and non-pregnant Asiatic black bears which were being under hibernation. Pregnancy was diagnosed for a pregnant bear by detecting images of heart-beat and vertebrae on ultrasonograph. Serum progesterone levels were measured for both pregnant and non-pregnant bears. The level of serum progesterone was 5.79 ng/ml for a pregnant bear and 0.76 ng/ml for a non-pregnant bear, respectively, thereby it was considered that measurement of serum progesterone level can be also useful for pregnancy diagnosis for Asiatic black bear.
본 시험은 초음파진단기를 이용한 한우의 도체육질 예측기법의 확립과 예측율 향상을 목적으로 실시하였다. 도체육질 등급별 초음파 표준화상과 초음파 육질 index를 활용한 decision tree 분석을 이용하여 24개월령 거세한우 66두의 도체육질 등급을 예측하였으며, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 초음파 육질 index를 이용한 의사결정나무 분석 결과, 초음파 화상 내 늑골의 선명도가 육질 등급에 가장 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 거세한우 66두를 대상으로 초음파 육질 index에 의한 도체육질 등급의 예측율은 86.4%를 나타났으며, 도체 등급별 초음파 표준화상을 이용한 78.8%에 비해 7.6%의 예측율 향상을 보였다.
본 연구의 목적은 한우 난포발달에 있어서 난포액 및 anti-inhibin serum의 생리적 역할을 검토하기 위해 수행하였다. Anti-inhibin serum(AI)은 항원으로서 porcine inhibin-$\alpha$-subunit 19~32의 peptide를 사용하여 adjuvant 용액을 1:3의 비율로 혼합하여 앙고라종 토끼 5두(체중 2.5kg)에게 주 2회 간격으로 접종 후 얻어진 항혈청을 사용하였다. 난포액(bFF; bovine follicular fluid)은 도축장에서 도축되는 한우 난소로부터 직경 1.0cm 이하의 난포로부터 회수하여 스테로이드를 제거하기 위해 10% chacoal so lution(50 mg/$m\ell$, Norrit-A, Fisher Sci., USA)을 처리하여 45분간 배양후 원심분리후 상층액을 회수하여 실험에 공시하였다. 공시동물은 1산후 정상적으로 발정주기가 반복되는 한우암소 9두를 난소감정후 황체를 확인하여 PGF2$\alpha$제제(lutylase. USA)를 주사하여 발정을 유기한 다음, 난소의 first wave가 시작되는 시기인 배란직후 12시간째부터 4일간 일일 2회 5 $m\ell$씩 총 8회 40 $m\ell$의 AI와 bFF를 각각 경정맥으로 주사하였으며 대조구로서 생리식염수를 주사하였으며 채혈 및 정맥주사를 용이하게 하기 위해 경정맥에 카테타를 설치하여 6시간간격으로 총 200시간까지 채혈하였으며 초음파진단기를 이용하여 난포의 발달을 검토하였다. 채혈후 혈중Inhibin, progesterone 및 Estrad iol-17$\beta$농도의 분석은 RIA 및 ELISA법으로 분석하여 얻어진 결과는 다음과 같다. 혈중 Progesterone농도는 대조구와 AI처리구에서는 배란후 68시간째부터 유의적으로 증가하기 시작하였으나, bFF처리구에서는 배란후 68시간부터 170시간까지 대조구에 비해 유의적으로 낮은 농도를 나타내었다. 이에 반해 혈중 Estradiol-17$\beta$농도는 대조구의 경우 bFF처리구와 비슷한 수준으로 배란후부터 낮은 농도를 유지하였으나, AI 처리구는 배란후 36시간이후부터 108시간까지 유의적으로 높은 수준을 유지하였다가 그 이후 감소되었다. 한편, 혈중 Inhibin농도는 전 구간에서 배란후 84시간까지 불규칙한 농도를 보이다가 bFF처리구에서는 배란후 84시간부터 유의적으로 증가하였다. 배란후 72시간째에 초음파진단기를 이용하여 난소의 난포발달을 조사한 결과 , 대조구와 bFF처리구에 비해 AI처리구에서 발달난포가 유의적으로 많은 것을 확인하였다. 이상과 같은 결과로, Anti-inhibin serum은 한우 자체에서 분비하는 Inhibin을 특이하게 억제하여 Inhibin에 의해 억제되는 FSH분비가 촉진됨으로써 난포발달과 estrogen의 농도가 촉진되는 것으로 사료되어 anti-inhibin serum이 한우의 과배란유기 효과가 있는 것으로 사료된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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