• 제목/요약/키워드: Ultrasonic Imaging

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인공지능을 활용한 초음파영상진단장치에서 초음파 팬텀 영상을 이용한 정도관리의 정량적 평가방법 연구 (A Study on the Quantitative Evaluation Method of Quality Control using Ultrasound Phantom in Ultrasound Imaging System based on Artificial Intelligence)

  • 임연진;황호성;김동현;김호철
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제43권6호
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    • pp.390-398
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    • 2022
  • Ultrasound examination using ultrasound equipment is an ultrasound device that images human organs using sound waves and is used in various areas such as diagnosis, follow-up, and treatment of diseases. However, if the quality of ultrasound equipment is not guaranteed, the possibility of misdiagnosis increases, and the diagnosis rate decreases. Accordingly, The Korean Society of Radiology and Korea society of Ultrasound in Medicine presented guidelines for quality management of ultrasound equipment using ATS-539 phantom. The DenseNet201 classification algorithm shows 99.25% accuracy and 5.17% loss in the Dead Zone, 97.52% loss in Axial/Lateral Resolution, 96.98% accuracy and 20.64% loss in Sensitivity, 93.44% accuracy and 22.07% loss in the Gray scale and Dynamic Range. As a result, it is the best and is judged to be an algorithm that can be used for quantitative evaluation. Through this study, it can be seen that if quantitative evaluation using artificial intelligence is conducted in the qualitative evaluation item of ultrasonic equipment, the reliability of ultrasonic equipment can be increased with high accuracy.

파괴 및 비파괴 검사를 이용한 노후 교량의 교각 두부 조사 (Inspection of A Deteriorated Bridge Pier Cap Using Common Nondestructive and Destructive Test)

  • 김태완;홍성남;한경봉;박선규
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제12권2호
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    • pp.91-102
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    • 2008
  • 비파괴 검사 기술은 현존하는 구조물의 진단을 위해 빈번하게 사용되었고, 사용되고 있다. 이러한 검사들로 본 연구에서 사용된 검사로는 육안적 검사, 해머 사운딩, 슈미트 해머, 그리고 토모그래피를 포함한 초음파 검사 등이 있다. 완료된 비파괴 검사 결과는 국부적으로 수행될 파괴검사의 위치를 산정하는데 사용되었다. 그래서, 압축강도, 염화물, 암석 분류 실험으로 구성된 파괴검사를 수행하였다. 비파괴검사와 파괴검사의 결과들을 종합하여 교각두부의 건전성을 평가하였다. 본 논문에서는 파괴 검사와 비파괴 검사의 적용과 해석, 그리고 이어지는 보수, 보강, 유지 결정 과정에 대해서 나타내었다.

펄스 레이저 스캐닝 기반 초음파 영상화 기술을 활용한 원전 배관 비파괴 진단 (Nondestructive Diagnosis of NPP Piping System Using Ultrasonic Wave Imaging Technique Based on a Pulsed Laser Scanning System)

  • 김현욱;이창길;박승희
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제18권1호
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    • pp.166-173
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    • 2014
  • 본 연구에서는 레이저 가진을 이용한 초음파 전파 영상 기반 배관 비파괴 검사에 관해 다룬다. 손상의 영상화를 위해 갈바노미터 기반 레이저 미러 스캐너와 Q-Switch Nd: YAG 레이저 시스템을 사용하였다. 레이저 시스템을 가진원으로 사용하면 빠른 속도로 비접촉 초음파 가진이 가능하며, 온도의 변화가 급격한 환경이나 유해 물질이 포함된 환경에서도 대상 구조물의 원거리 가진이 가능하다. 또한 공간 해상도가 높으며, 입사각이 넓어 표면 형상이 복잡한 대상 구조물도 가진이 가능하다. 본 연구에서는 이러한 레이저 시스템으로부터 생성된 유도 초음파를 단일 PZT 센서를 사용하여 계측하고, 계측된 신호는 레이저 가진점에 해당하는 좌표점에 나열함으로써 2차원 공간좌표 및 시간축을 더한 초음파 전파 영상 생성을 위한 3차원 데이터를 구성한다. 이 데이터를 시간 축에 따라 연속적으로 반복 재생하면 초음파 전파 영상을 구할 수 있다. 이 때 웨이블릿 변환을 이용하여 계측 신호의 특정 주파수 성분을 추출해냄으로써 관찰하고자 하는 특정 유도 초음파 모드를 추출할 수 있다. 이러한 일련의 과정으로부터 획득한 초음파 전파 영상 데이터를 시간-공간 영역에서 주파수-wavenumber 영역으로 변환시켜줌으로써 손상 특성을 추출할 수 있다. 본 연구에서는 손상의 진단 및 위치 추정을 위해 wavenumber 필터링 기술을 적용하였으며, 시스템 검증을 위해 다양한 배관구조물 Testbed를 대상으로 실험을 수행하였다.

초음파 서모그라피를 이용한 실시간 결함 검출에 대한 연구 (A Study on Real-Time Defect Detection Using Ultrasound Excited Thermography)

  • 조재완;서용칠;정승호;정현규;김승호
    • 비파괴검사학회지
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    • 제26권4호
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    • pp.211-219
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    • 2006
  • 초음파 서모그라피는 초음파 진동 에너지 여기에 의한 물체의 표면 및 표면 아래에 존재하는 결함부위의 선택적 발열 특성을 적외선 열영상 카메라로 관측하는 것이다. 결함(균열, 박리, 공극 등) 이 존재하는 구조물에 초음파 진동 에너지를 입사시킬 경우 결함 부근에서의 국부적인 발열로 인해 건전 부위와의 급격한 온도차를 드러내는 핫 스폿이 관측된다. 초음파 진동 에너지 여기에 의한 핫 스폿 관측 및 분석을 통해 결함을 진단하는 것이 초음파 서모그라피를 이용한 비파괴 결함 진단 방법이다. 이를 이용한 결함 검출을 위해서는 초음파의 진동에너지를 검사 구조물에 효율적으로 전달하는 것이 중요하다 본 논문에서는 초음파 서모그라피를 이용한 실시간 결함검출에 대해 기술한다. 초음파 진동에너지의 입사 방향에 따른 결함 검출 특성을 평가하기 위해 진동에너지의 전달 방향을 시편과 수직 또는 수평방향으로 각각 입사시켰다. 각각의 입사 방향에 따른 초음파 트랜스듀서 양단에 인가되는 전압을 디지털 오실로스코우프로 계측 비교하였다. 결함 검출에 사용한 시편은 14 mm 두께의 SUS 균열(crack) 시편, PCB 기판(1.8 mm), 인코넬 600 판(1.0 mm) 및 CFRP 판(3.0 mm)의 4종류이다. 4종류의 시편에 대해 280ms 펄스폭의 초음파에너지를 수직 수평으로 각각 입사시켰다. 4종류 모두 수직방향으로 초음파 진동에너지를 입사시켰을 때 수평방향에 비해 전달 손실이 적었다. 복합재료인 PCB, CFRP 판은 수직방향으로 초음파 진동에너지를 입사시켰을 때 수평방향에 비해 결함 위치에서 열이 크게 발생하였으며 선택적 발열 현상도 3배 이상 지속되었다. 금속재료인 인코넬 600판과 SUS 시편은 수평방향이 수직방향보다 핫 스폿이 빨리 관측되었다.

집속 초음파 뇌 질환 치료를 위한 두부 유사 팬텀의 개발 (Development of Human-Head-Mimicking Phantom for Brain Treatment Using Focused Ultrasound)

  • 민정화;김주영;노시철;최흥호
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제7권6호
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    • pp.433-439
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    • 2013
  • 본 연구에서는 집속형 초음파를 이용하는 뇌 질환 치료의 연구를 위한 인체 두부 유사 팬텀을 개발하였다. 문헌 연구를 통하여 피부 조직, 두개골, 뇌 조직의 음향학적 및 물리적 특성을 조사하였으며 근사한 값을 가지는 적합한 각 조직 대체 물질을 제시하였다. 피부 조직의 경우 글리세롤 기반 연부 조직 유사 팬텀의 성분비를 조정하여 실제 조직과 유사한 음향학적 특성을 가지도록 하였으며 고분자 합성수지의 음향학적 특성을 측정하여 두개골 유사 물질로써의 적합성을 평가하였다. 뇌 조직은 투명한 egg white 팬텀을 이용하여 집속형 초음파의 가열 특성을 확인할 수 있도록 하였다. 또한 뇌 질환 치료 프로토콜 개발을 위한 시험 조사가 가능하도록 대체 물질들을 결합한 두부 유사 팬텀을 제작하였고 제작된 팬텀의 유효성 및 활용성 평가를 위해 초음파 조사 조건에 따른 팬텀의 변성을 관찰하였다.

단일센서와 시간역전법을 이용한 판에서의 충격위치 결정에 관한 연구 (Determination of Impact Source Location Using a Single Transducer and Time Reversal Technique)

  • 정현조;조성종
    • 비파괴검사학회지
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    • 제32권1호
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    • pp.47-55
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    • 2012
  • 본 논문에서는 단일 센서와 시간역전 원리를 이용하여 간단한 판에서 충격 위치를 결정할 수 있는 탐상법을 다루었다. 수치적인 시뮬레이션과 실험을 통하여 시간역전에 의한 충격위치와 그 주변에서 신호의 집속효과를 관찰하고, 충격위치 결정에 영향을 미칠 수 있는 인자들(가진력의 크기, 신호의 기록시간)에 대해 살펴보았다. 이러한 결과를 기초로 두 가지 다른 충격위치에 대한 실험을 수행하고 그 결과를 가시화하였으며, 실제 충격위치를 정확하게 결정할 수 있음을 확인하였다. 여기서 제안한 방법의 특징은 단일센서를 사용하는 것과 시험체의 형상과 물성을 몰라도 된다는 점이다. 또한 판에서와 같이 분산성의 다중모드 파동이 발생하는 경우에도 특정 모드나 주파수에 의존할 필요가 없다. 따라서 기존의 충격위치 결정법에 비해 많은 장점을 지니고 있다.

무면허의료행위에 대한 형사법적 쟁점 - 한의사의 초음파기기 사용을 중심으로 - (A Study in the Crimes of the Medical Practice without License - Case of Oriental Medicine's use of Ultrasounds -)

  • 장준혁
    • 의료법학
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    • 제15권1호
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    • pp.35-57
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    • 2014
  • Recently, there has been fierce argument between oriental and western doctors in the medical field. The use of medical devices has particularly come to the fore lately. Appropriate medical devices are required to diagnose and treat patients' conditions or illnesses accurately. At issue recently in medical device sector are diagnostic instruments using radiation, magnetic resonance imaging, ultrasound, IPL(Intense Pulse Light), and instruments used for tonometry. Relating to this issue, Association of Korean Oriental Medicine and The Association of Korean Medicine are sharply opposed. It is predicted that more accusations of this kind will be seen in the future. As oriental medicine contends, ultrasonic imaging itself seems to cause no harm to humans and its use may have an advantage for national health. The use of western diagnostic equipment can expand the diagnostic range of oriental doctors. However, unless new legislation is made, it is against the law for oriental doctors to use this equipment. Both law and medical science require grounds and predictability on the correctness of a decision and all of its consequences. Additionally, oriental medicine's use of ultrasounds and other medical devices should be established by standards and grounds which make same the diagnosis with repetition. Therefore, the scope of oriental medicine can be expanded following a revision of the Oriental Medicine Promotion Act and it is estimated that the state of national health will be greatly improved by the mutual respect of both sides of the health profession.

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Comparison of Abdominal Muscle Thickness Using Ultrasound Imaging During Bridging Exercises With a Sling and Ball in Healthy Young Adults

  • Moon, Young;Choi, Jong-duk
    • 한국전문물리치료학회지
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    • 제27권1호
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    • pp.87-92
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    • 2020
  • Background: Bridging exercises are used to enhance the functional stability of the lumbopelvic region in clinical settings. Although most of the studies on bridging exercises have compared the complete activation of the trunk muscles, some recent studies have examined the functional stability of the trunk and the lumbopelvic region and assessed the appropriate recruitment of the local and global muscles during different task levels. Objects: The purpose of this study was to investigate the changes in muscle thickness in the transverse abdominis (TrA), internal oblique (IO), and external oblique (EO) muscles during a common bridging exercise on an unstable surface and to determine whether these changes differ based on the surface used. Methods: Twenty-five healthy young adults (8 males, 17 females) were recruited. The subjects were randomly assigned to either the exercise progression with a sling bridge group or the ball bridging exercise progression group, each with three stages of increasing difficulty. Each position was measured three times with an ultrasonic diagnostic imaging system, and the mean values were recorded for analysis. Results: No significant differences were observed between the TrA, IO, or EO muscle thickness ratios between the sling and ball exercise groups (p > 0.05). There were also no significant differences in the EO muscle thickness ratios between the tasks irrespective of whether the sling or ball was used. However, the TrA and IO thickness ratios in both groups were significantly greater during stages 2 and 3 compared to stage 1. Conclusion: The results suggest that the use of slings and balls during bridging exercises is effective in activating the deep abdominal muscles.

THE CURRENT STATUS OF BIOMEDICAL ENGINEERING IN THE USA

  • Webster, John G.
    • 대한의용생체공학회:학술대회논문집
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    • 대한의용생체공학회 1992년도 춘계학술대회
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    • pp.27-47
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    • 1992
  • Engineers have developed new instruments that aid in diagnosis and therapy Ultrasonic imaging has provided a nondamaging method of imaging internal organs. A complex transducer emits ultrasonic waves at many angles and reconstructs a map of internal anatomy and also velocities of blood in vessels. Fast computed tomography permits reconstruction of the 3-dimensional anatomy and perfusion of the heart at 20-Hz rates. Positron emission tomography uses certain isotopes that produce positrons that react with electrons to simultaneously emit two gamma rays in opposite directions. It locates the region of origin by using a ring of discrete scintillation detectors, each in electronic coincidence with an opposing detector. In magnetic resonance imaging, the patient is placed in a very strong magnetic field. The precessing of the hydrogen atoms is perturbed by an interrogating field to yield two-dimensional images of soft tissue having exceptional clarity. As an alternative to radiology image processing, film archiving, and retrieval, picture archiving and communication systems (PACS) are being implemented. Images from computed radiography, magnetic resonance imaging (MRI), nuclear medicine, and ultrasound are digitized, transmitted, and stored in computers for retrieval at distributed work stations. In electrical impedance tomography, electrodes are placed around the thorax. 50-kHz current is injected between two electrodes and voltages are measured on all other electrodes. A computer processes the data to yield an image of the resistivity of a 2-dimensional slice of the thorax. During fetal monitoring, a corkscrew electrode is screwed into the fetal scalp to measure the fetal electrocardiogram. Correlations with uterine contractions yield information on the status of the fetus during delivery To measure cardiac output by thermodilution, cold saline is injected into the right atrium. A thermistor in the right pulmonary artery yields temperature measurements, from which we can calculate cardiac output. In impedance cardiography, we measure the changes in electrical impedance as the heart ejects blood into the arteries. Motion artifacts are large, so signal averaging is useful during monitoring. An intraarterial blood gas monitoring system permits monitoring in real time. Light is sent down optical fibers inserted into the radial artery, where it is absorbed by dyes, which reemit the light at a different wavelength. The emitted light travels up optical fibers where an external instrument determines O2, CO2, and pH. Therapeutic devices include the electrosurgical unit. A high-frequency electric arc is drawn between the knife and the tissue. The arc cuts and the heat coagulates, thus preventing blood loss. Hyperthermia has demonstrated antitumor effects in patients in whom all conventional modes of therapy have failed. Methods of raising tumor temperature include focused ultrasound, radio-frequency power through needles, or microwaves. When the heart stops pumping, we use the defibrillator to restore normal pumping. A brief, high-current pulse through the heart synchronizes all cardiac fibers to restore normal rhythm. When the cardiac rhythm is too slow, we implant the cardiac pacemaker. An electrode within the heart stimulates the cardiac muscle to contract at the normal rate. When the cardiac valves are narrowed or leak, we implant an artificial valve. Silicone rubber and Teflon are used for biocompatibility. Artificial hearts powered by pneumatic hoses have been implanted in humans. However, the quality of life gradually degrades, and death ensues. When kidney stones develop, lithotripsy is used. A spark creates a pressure wave, which is focused on the stone and fragments it. The pieces pass out normally. When kidneys fail, the blood is cleansed during hemodialysis. Urea passes through a porous membrane to a dialysate bath to lower its concentration in the blood. The blind are able to read by scanning the Optacon with their fingertips. A camera scans letters and converts them to an array of vibrating pins. The deaf are able to hear using a cochlear implant. A microphone detects sound and divides it into frequency bands. 22 electrodes within the cochlea stimulate the acoustic the acoustic nerve to provide sound patterns. For those who have lost muscle function in the limbs, researchers are implanting electrodes to stimulate the muscle. Sensors in the legs and arms feed back signals to a computer that coordinates the stimulators to provide limb motion. For those with high spinal cord injury, a puff and sip switch can control a computer and permit the disabled person operate the computer and communicate with the outside world.

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Detection of Second-Layer Corrosion in Aging Aircraft

  • Kim, Noh-Yu;Yang, Seun-Yong
    • 비파괴검사학회지
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    • 제29권6호
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    • pp.591-602
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    • 2009
  • The Compton backscatter technique has been applied to lap-joint in aircraft structure in order to determine mass loss due to exfoliative corrosion of the aluminum alloy sheet skin. The mass loss of each layer has been estimated from Compton backscatter A-scan including the aluminum sheet, the corrosion layer, and the sealant. A Compton backscattering imaging system has been also developed to obtain a cross-sectional profile of corroded lap-splices of aging aircraft using a specially designed slit-type camera. The camera is to focus on a small scattering volume inside the material from which the backscattered photons are collected by a collimated scintillator detector for interpretation of material characteristics. The cross section of the layered structure is scanned by moving the scattering volume through the thickness direction of the specimen. The theoretical model of the Compton scattering based on Boltzmann transport theory is presented for quantitative characterization of exfoliative corrosion through deconvolution procedure using a nonlinear least-square error minimization method. It produces practical information such as location and width of planar corrosion in layered structures of aircraft, which generally cannot be detected by conventional NDE techniques such as the ultrasonic method.