• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제26권7호
• /
• pp.956-962
• /
• 2022

미만성 갑상샘 질환은 그 진단 기준이 모호하고 숙련자의 주관적인 진단에 따라 오류가 많이 발생한다. 초음파 영상에 영상처리기술을 적용하고 정량적 데이터를 추출하여 컴퓨터 보조 진단 시스템에 적용하게 되면 보다 정확하고 정략적인 진단이 가능하다. 본 논문에서는 갑상샘 질환 환자를 정상, 경도, 중등도로 분류된 초음파 영상에 GLCM 알고리즘을 적용하여 19개의 파라미터를 추출하였다. 이들 파라미터를 이용하여 인공신경망을 적용하여 미만성 갑상샘 초음파 영상을 분류하여 최종 96.9%의 분류율을 얻었다. 본 연구의 결과를 이용하여 갑상샘 질환의 진단에 있어 육안 판독에 따른 오류를 감소시키고, 미만성 갑상샘 질환 진단의 2차적인 수단으로 활용 가능할 것으로 기대된다.

• 한국음향학회지
• /
• 제42권5호
• /
• pp.422-428
• /
• 2023

초고속 초음파 영상은 탄성 영상, 초고속 도플러, 초해상도 영상과 같은 다양한 초음파 기반의 기능성 영상기술에 폭넓게 적용되고 있다. 하지만, 획득하는 데이터의 양이 많아 실시간 영상 재구성이나 3차원 또는 모바일 초음파 영상 응용으로의 확장이 제한된다. 본 논문은 적응 양자화 기법을 통해 초고속 초음파 영상으로 획득되는 대용량 Radio frequency(RF) 데이터의 전송 효율을 높이는 방법을 제안한다. 인체에서 반사된 초음파 신호는 높은 동적 범위를 가져 대부분의 현재 시스템에서 사용되는 고정 양자화 기법은 10 bits ~ 14 bits 이상의 높은 양자화 단계를 가진다. 양자화 단계 저감에 대한 화질 저하의 한계를 극복하기 위해, 본 연구는 영상 깊이에 따라 구간을 설정하고, 각 영역별 RF 데이터를 정규화하고 양자화하는 방안을 제안한다. 정량적인 검증을 위해, Field II 컴퓨터 모사 실험을 활용하여, 고정 양자화 방법과 제안하는 방법의 대조도 대 잡음 비, 공간 해상도 및 원본 대비 유사도를 비교하였다. 또한, 연구용 초음파 장비를 활용한 인체 모사 실험 및 인체 실험을 통해 최종 3-bit로 재구성한 영상에서도 제안하는 방법이 효과적으로 적용되는 것을 입증하였다.

• 한국방사선학회논문지
• /
• 제17권1호
• /
• pp.157-165
• /
• 2023

초음파 영상(ultrasound imaging)이란 주파수의 음파를 이용하여 서로 다른 조직의 경계에서 반사, 흡수, 굴절, 투과 등의 물리적인 작용을 일으킨다. 초음파 장비로부터 생성되는 데이터 특성상의 잡음이 많고, 실제로 관찰하고자 하는 조직의 경계가 모호해서 형태의 파악이 어렵기 때문에 개선이 필요하다. 영상 화질의 감소로 인하여 경계면이 뭉쳐 보이는 경우를 해결하기 위한 방법으로 윤곽선(edge) 강조 방법을 사용한다. 본 논문에서는 경계면을 강화시키는 방법으로 언샤프닝 마스크와 하이부스트를 이용하여 각 영상에서 고주파 부분인 경계면을 강화시켜 화질 향상을 확인하였으며 원 영상과 화질이 향상된 영상을 정량적으로 평가하기 위해 MSE, RMSE, PSNR, SNR 등으로 측정하여 각 영상에 사용한 마스크 필터링을 평가했다. 필립스의 epiq 5 g , affiniti 70 g와 알피니언의 E-cube 15 초음파 장비로부터 복부, 머리, 심장, 간, 신장, 유방, 태아 영상을 획득하였다. 알고리즘 구현에 사용된 프로그램은 MathWorks의 MATLAB R2022a으로 구현하였다. 언샤프닝과 하이부스트 마스크 배열 크기는 3×3으로 설정하였으며 윤곽선 강조 영상을 만들 때 사용하는 공간필터인 라플라시안(laplacian) 필터를 두 마스크 모두 동일하게 적용하였다. 화질 정량 평가는 ImageJ 프로그램을 사용하였다. 다양한 초음파 영상에서 마스크 필터를 적용한 결과 주관적인 화질은 원 영상에서 언샤프닝과 하이부스트 마스크를 적용하였을 경우 영상의 전반적인 윤각선이 뚜렷하게 보였으며 또한 하이부스트 마스크에서는 언샤프닝 마스크 영상보다 밝은 명암비를 보여주었다. 정량적인 영상의 품질 비교 시 원 영상보다 언샤프닝 마스크와 하이부스트 마스크를 적용한 영상의 화질이 높게 평가되었다. 간문맥, 머리, 쓸개, 신장의 영상에서는 하이부스트 마스크를 적용한 영상의 SNR, PSNR, RMSE, MAE이 높게 측정되었으며 심장, 유방, 태아 영상은 반대로 언샤프닝 마스크 적용 영상이 SNR, PSNR, RMSE, MAE 값이 높은 값으로 측정되었다. 영상에 따라 최적의 마스크를 사용하는 것이 영상 품질 향상에 도움이 될 것으로 사료되며 각 부위의 초음파 영상의 윤곽 정보를 제공하여 영상의 품질을 향상시켰다.

• 전자공학회논문지B
• /
• 제29B권11호
• /
• pp.16-21
• /
• 1992

The validity of the application of the second-order Born equation to the ultrasound tomography algorithm is studied by comparing the scattered fields computed using the first-order Born equation, the first-order Rytove equation, and the second-order Born equation. The second-order Born equation turns out to provide more desirable results than the other two equations for a certain group of test objects. Phantom images with resolutions upto 1 pixel$\times$1 pixel are satisfactorily reconstructed using the second-order Born equation. It is shown that when the view angle is limited, good resonstruction results are also obtained using multi-frequency incident fields.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
• /
• 제13권1호
• /
• pp.33-38
• /
• 1992

A new approach to texture classification for quantitative ultrasound liver diagnosis using run difference matrix was developed. The run difference matrix comprised the gray level difference along with a distances. From this run difference matrix, we defined several vectors and parameters such as DOD, DGD, DAD vector, SHP, SMO, SMG, LDE, LDEL etc. Each parameter values calculated in fatty, cirrhotic, normal and chronic hepatitic liver images were plotted in a plane and we found that RDM method was more sensitive to small structural changes than the conventional run length method and showed improved classification ability between the diseases.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
• /
• 제12권4호
• /
• pp.249-254
• /
• 1991

In the study on the quantitative diagnosis using ultrasound, the stability and precision of tissue characterized parameters are important for the clinical application. We estimate attenuation coefficient introducing homomorphlc process Into the modified spectral differnce method about silicon-madu phantom. We compare the results with those estimated uslng the method used for obtaining the attenuation map image before. Homomorphic process has the effect smoothing the reflected echo signal spectrum, therefore eliminat os the random pattern of the signal spectrum generated by the scatterers. As a result, it Is shown that the stability is enhanced

• 대한지역사회영양학회지
• /
• 제10권4호
• /
• pp.536-545
• /
• 2005

This study was conducted to investigate osteopenia and osteoporosis prevalence of radius and tibia using Quantitative Ultrasound (QUS) and to identify affecting factors of osteoporosis. A total of 4,340 women aged 40 - 69 years, living in Ansung (rural) and Ansan (mid-sized) area, and free of illnesses affecting bone metabolism participated in the community-based cohort study. Among them 4,059 subjects measured radius bone density and 4,089 measured tibia. The T-score threshold, defined as < -1.0 and $\le$-2.5, was used to identify subjects with osteopenia and osteoporosis by WHO criteria. The crude prevalence of osteoporosis in radius and tibia was $8.4\%$ and $23.3\%$ respectively; after adjustment for age, it changed $6.3\%$ and $18.8\%$. In simple logistic regression analysis, the prevalence of osteoporosis increased by aging, non-marital status, low education, low income. Otherwise, high intakes of Ca/P, thiamin, riboflavin, vitamin B6, and vitamin E were decreased osteoporosis prevalence. Compared to the normal BMI (body mass index) group 08.5 $\le$ BMI < 23), the odds ratio (ORs) of the low BMI group (BMI < 18.5), and high BMI groups (BMl25-30, BMI $\ge$ 30) were significantly increased. The OR of osteoporosis decreased across increasing quartiles of intakes of Ca, P and Ca/P. Therefore, maintaining normal BMI and increasing Ca intake and Ca/P ratio may have a beneficial effect on bone health of Korean women.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
• /
• 제28권2호
• /
• pp.250-257
• /
• 2007

Functional gastrointestinal disorders affect millions of people of all age regardless of race and sex. There are, however, rare diagnostic methods for the functional gastrointestinal disorders because functional disorders show no evidence of organic and physical causes. Our research group identified recently that the gastrointestinal tract well in the patients with the functional gastrointestinal disorders becomes more rigid than healthy people when palpating the abdominal regions overlaying the gastrointestinal tract. The aim is, therefore, to develop a diagnostic method for the functional gastrointestinal disorders based on quantitative measurement of the rigidity of the gastrointestinal tract well using ultrasound technique. For this purpose, a preliminary ultrasound diagnostic system was developed and verified through phantom tests. The system consisted of transmitter, ultrasonic transducer, receiver, TGC, and CPLD, and verified via a phantom test. For the phantom test, ten soft-tissue specimens were harvested from porcine. Five of them were then treated chemically to mimic a rigid condition of gastrointestinal tract well, which was induced by functional gastrointestinal disorders. Additionally, the specimens were tested mechanically to identify if the mimic was reasonable. The customized ultrasound system was finally verified through application to human subjects with/without functional gastrointestinal disorders(Normal and Patient Groups). It was identified from the mechanical test that the chemically treated specimens were more rigid than normalspecimen. This finding was favorably compared with the result obtained from the phantom test. The phantom test also showed that ultrasound system well described the specimen geometric characteristics and detected an alteration in the specimens. The maximum amplitude of the ultrasonic reflective signal in the rigid specimens $(0.2{\pm}0.1Vp-p)$ at the interface between the fat and muscle layers was explicitly higher than that in the normal specimens $(0.1{\pm}0.0Vp-p)$ (p<0.05). Clinical tests using our customized ultrasound system for human subject showed that the maximum amplitudes of the ultrasonic reflective signals nea. to the gastrointestinal tract well for the patient group$(2.6{\pm}0.3Vp-p)$ were generally higher than those in normal group$(0.1{\pm}0.2Vp-p)$ (p<0.05). These results suggest that newly designed diagnostic system based on ultrasound technique may diagnose enough the functional gastrointestinal disorders.

• 한국방사선학회논문지
• /
• 제17권5호
• /
• pp.693-699
• /
• 2023

초음파는 의료분야에서 비파괴적 및 비침습적인 질병 진단에 널리 활용되고 있다. 진단의료영상의 질병진단 정확도를 향상시키기 위하여 공간 분해능을 향상시키는 것은 매우 중요하다. 본 연구에서는 초음파 영상에서의 초고분해능 합성곱 신경망 알고리즘 (super resolution convolutional neural network, SRCNN)을 모델링하여 적용 가능성을 분석하고자 한다. 연구는 Field II 시뮬레이션과 open source로 제공되는 임상 간 혈관종 초음파 영상을 사용한 실험 연구로 수행되었다. 제안하는 SRCNN 알고리즘은 저분해능 (low resolution, LR)에서 고분해능 (high resolution)으로 end-to-end 방식의 학습이 적용될 수 있도록 모델링하였다. 시뮬레이션 결과 Field II 프로그램을 통한 팬텀 영상에서의 반치폭 값은 SRCNN을 사용하였을 때 LR에 비하여 41.01% 향상되는 것을 확인하였다. 또한, 최대신호대잡음비 (peak to signal to noise ratio, PSNR)와 구조적 유사도 지표 (structural similarity index, SSIM)) 평가 결과는 시뮬레이션과 실제 간 혈관종 영상에서 SRCNN이 가장 우수한 값으로 도출되었다. 결론적으로 SRCNN의 초음파 영상에서의 적용 가능성을 증명하였고, 나아가 다양한 진단의료분야에서의 사용이 가능할 것으로 기대한다.

• 한국방사선학회논문지
• /
• 제17권6호
• /
• pp.911-917
• /
• 2023

임상 초음파 검사를 사용한 간 표면의 결절성 변화를 관찰하는 방법은 간경변 진단에 유용하게 사용되고 있다. 하지만 초음파 영상에서 필연적으로 발생되는 speckle 노이즈는 간표면과 echo 패턴 변화의 식별을 어렵게 하므로 간경변 진단에 부정적인 영향을 끼친다. 본 연구의 목적은 간경변 초음파 영상의 노이즈를 효율적으로 줄일 수 있는 변형된 중간값 위너 필터(median modified Wiener filter, MMWF)를 모델링하여 적용 가능성을 확인하는 것이다. ACR 팬텀과 실제 간경변 환자를 통해 초음파 영상을 획득하였고, 각각의 영상마다 제안하는 MMWF 알고리즘과 conventional filter 들을 적용하였다. 획득된 초음파 영상들의 정량적 화질 평가인자로는 변동 계수(coefficient of variation, COV)와 가장자리 상승 거리(edge rise distance, ERD)를 사용하였다. ACR 팬텀과 실제 간경변 환자의 초음파 영상 모두에서 MMWF 알고리즘이 conventional filter 보다 COV와 ERD 값이 모두 향상되었음을 확인하였다. 결론적으로 제안하는 MMWF 알고리즘은 노이즈 레벨을 줄일 수 있음과 동시에 공간 분해능을 향상시킬 수 있어 간경변 환자의 진단률 향상에 기여할 수 있을 것으로 기대한다.