• 한국음향학회지
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• 제37권4호
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• pp.215-222
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• 2018

본 논문은 실시간 혈관내초음파 영상을 위한 후단부 시스템 개발과 성능 평가 결과에 관한 것이다. 개발한 후단부 시스템은 로직 사용량과 메모리 사용량을 최소화할 수 있는 효율적인 LUTs (Look-up Tables)을 사용하여 외부 메모리 없이 하나의 FPGA (Field Programmable Gate Array)만으로 시스템을 구성함으로써 시스템의 저비용, 소형화, 경량화가 가능하도록 설계하였다. 구현한 후단부 시스템의 정확도는 FPGA의 출력값과 VHDL (VHSIC Hardware Description Language) 코드를 MATLAB 프로그램을 사용하여 동일하게 구현하여 얻은 결과를 비교함으로써 검증하였다. 토끼 동맥을 이용한 ex-vivo 실험을 통하여 개발한 후단부 시스템이 실시간 혈관내초음파 영상에 적합함을 확인하였다.

• 대한의생명과학회지
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• 제11권1호
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• pp.23-29
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• 2005

Molecular imaging with targeted contrast agents enables tissues to be distinguished by detecting specific cell-surface receptors. In the present study, a ligand-targeted acoustic nanoparticle system is used to identify angioplasty-induced expression of tissue factor by smooth muscle cell within carotid arteries. Pig carotid arteries were overstretched with balloon catheters, treated with tissue factor-targeted or a control nanoparticle system, and imaged with intravascular ultrasound before and after treatment. Tissue factor-targeted emulsion bound and increased the echogenicity and gray-scale levels of overstretched smooth muscle cell within the tunica media, versus no change in contralateral control arteries. Expression of stretch-induced tissue factor in carotid artery media was confirmed by immunohistochemistry. The potential for abnormal thrombogenicity of balloon-injured arteries, as reflected by smooth muscle expression of tissue factor, was imaged using a novel, targeted, nanoparticulate ultrasonic contrast agent.

• 한국음향학회지
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• 제33권5호
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• pp.300-308
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• 2014

광음향 영상은 조직의 형태학적 정보뿐만 아니라 병리학적 정보도 함께 제공할 수 있어 죽상동맥경화증 진단에 유용하게 사용될 수 있다. 높은 해상도의 광음향 영상을 획득하기 위해서는 광음향 신호를 수신할 초음파 변환기가 고주파수 및 광대역 특성을 가져야만 한다. 또한 죽상동맥경화증 진단을 위해서는 혈관에 변환기를 직접 삽입하여 광음향 영상 신호를 획득해야하기 때문에 그 크기가 1 mm 이하가 되어야만 한다. 본 논문에서는 PVDF 압전 소재를 이용하여 혈관내 광음향 영상을 위한 고주파수, 광대역 특성을 갖는 초음파 변환기 제작이 가능함을 보였다. 개발한 광음향 수신 변환기는 단일소자이며 구경은 $0.5{\times}0.5mm$이고 전체 변환기 크기는 직경이 1 mm이내가 되도록 하였다. 작은 크기로 인해 형태학적 빔집속이 아닌 자연집속 깊이를 조절하여 관심영역(1~5 mm)에서 빔집속이 되도록 설계하였다. 제작한 혈관내 광음향 수신 변환기의 주파수 특성을 펄스-에코 응답실험을 통해 알아보았다. 제작된 변환기는 -6 dB 대역폭이 40.1~112.8 MHz이며, 중심 주파수가 76.83 MHz인 고주파수 및 광대역 특성을 갖는다는 것을 실험적으로 확인하였다.

• 한국음향학회지
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• 제36권4호
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• pp.238-246
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• 2017

고주파수, 고해상도 초음파 영상을 획득하기 위해서는 고주파수 초음파 변환기가 가지는 작은 구경에 따른 낮은 민감도와 침투 깊이에 따른 높은 감쇠량을 극복하여야 한다. 이는 고주파수 초음파 변환기의 본질적인 한계점이므로 수신 시스템을 통하여 그 한계점을 극복하여야 한다. 본 논문은 고주파수, 고해상도 초음파 영상을 위하여 고주파수 초음파 변환기의 본질적인 한계인 낮은 민감도와 높은 감쇠량을 극복할 수 있는 저잡음 광대역 수신 시스템 개발과 특성 평가 결과에 관한 것이다. 개발한 저잡음 광대역 수신 시스템은 80 MHz 이상의 동작 주파수 대역에서 최대 73 dB의 증폭 이득과 48 dB의 가변 이득 범위를 만족하며 ${\pm}1dB$의 증폭 이득 평탄도 성능을 가진다. 또한 개발한 수신 시스템은 상용 리시버에 비하여 8.4 dB 이상의 신호대잡음비 성능과 3.7 dB 이상의 대조도 성능이 우수함을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권3호
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• pp.880-890
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• 2010

뇌졸중 등의 혈관 질병을 진단하기 위해서 혈관 내 초음파(Intravascular Ultrasound:IVUS)영상 기법이 사용되고 있다. 최근에는 혈관 내벽에 붙은 혈전을 탄성 영상법을 이용하여 진단하는 방법들이 연구되고 있다. 그러나 혈관 내 초음파는 혈관 내에 트랜스듀서를 삽입하여야 하므로 진단 방법에 위험성이 있다. 본 논문은 선형 트랜스듀서를 이용하여 혈관 외부에서 데이터를 획득하여 혈관 내벽에 붙은 혈전의 변형률 영상을 얻었다. 혈관 벽의 움직임을 정확하게 측정하기 위하여, 혈관 벽과 수직이 되도록 주사선의 방향을 조향하면서 초음파 데이터를 획득하였다. 초음파 데이터는 기저대역의 복소수 신호로 복조한 뒤 자기상관(autocorrelation)을 이용하여 혈관 벽의 움직임을 계산하여 변형률 영상을 얻었다. 제안한 방법을 플라스틱 기반의 혈관 모사 팬텀을 제작하여 검증하였다. 혈관 모사 팬텀은 혈관에 해당하는 직경 6mm의 실린더 공간에 물을 채우고 벽을 따라 2mm 두께의 부드러운 혈전을 혈관 벽의 내부에 배치하였다. RF 데이터는 상용 초음파 진단기에서 7.5MHz 선형 트랜스듀서를 사용하여 -40도부터 40도까지 1도 간격으로 조향시킨 81개의 스캔라인 데이터를 얻었다. 실험 결과 단단한 배경 팬텀에 인접한 혈전 영역이 더 무른 것으로 관찰되었다. 제안한 방법의 탄성 영상법이 비록 주사선이 혈관 벽에 수직으로 입사하는 영역으로 제한되지만 혈관 변형률 영상법의 유용함을 실험으로 입증하였다.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• 제14권2E호
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• pp.73-86
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• 1995

전향 초음파 영상 캐서터의 트랜스듀스 (FLUIC) 부분은 진동자인 원형 전기음향 소자와 원뿔꼴 반사체인 음향 반사체로 구성된다. 소형의 전기음향 소자는 캐서터의 회전자 축 측면에 탑재된다. 전향 초음파 영상 캐서터의 특징은 기존의 IVUS 트랜스듀서가 제공할 수 없는 캐서터 전단에서 혈관의 단층 2-D 영상과 종래의 측면 영상을 동시에 제공하는 것이다. FLUIC의 트랜스듀서에 사용된 음향 반사체를 설계하기 위해 근사화된 레이 추적 기법을 이용하였다. 음향 반사체로부터 2차 외절 특성을 예측하기 위해 회절전달함수방식에[1] 의한 1차 음원으로 부터의 장 예측모델을 확장하여 일반화 하였다. 확장된 모델은 단순한 평판 반사체에 적용하여 시뮬레이션과 실험에 의해 검증되었으며 FLUIC의 잘 특성을 해석하는데 사용되었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제23권12호
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• pp.1514-1519
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• 2019

혈관내 초음파(IVUS)는 인간 관상 동맥의 혈관 벽 구조를 관찰하고 평가하는데 적용되는 영상이다. IVUS는 정기적으로 관상 동맥에서 죽상 동맥 경화 병변을 찾는 데 적용된다. 혈관 구조의 자동 분할은 관상 동맥 장애를 감지하는데 중요하다. 따라서 본 논문에서는 혈관 내 영상에서 퍼지 이진화 기법을 적용하여 효과적으로 내막/외막 영역을 추출하는 방법을 제안한다. 제안된 방법에서는 혈관을 탐색하기 위해 기본적으로 퍼지 이진화 기법을 적용하지만 픽셀 강도의 상이한 균질성을 갖는 경우에는 평균 이진화 기법을 적용한다. 우리는 퍼지 이진화 결과와 평균 이진화 결과를 IVUS 이미지와 차별화하여 혈관벽의 내부/ 외부를 감지하기에 효과적인 자동 분할 방법을 구현하였다. 제안된 방법의 구현 결과로부터 Intima-Media Thickness (IMT) 또는 대상 영역의 부피와 같은 중요한 통계를 쉽게 계산할 수 있도록 하였다.