• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제24권3호
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• pp.217-231
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• 2003

상보적인 특성을 갖는 골레이 수열을 이용하여 코드화된 신호를 송신하는 것은 SNR과 침투도를 향상시킬 수 있는 효과적인 방법이다. 그러나 각 주사선을 형성하기 위해 두 개의 상보적인 이진 코드를 연속하여 두 번 송신하기 때문에 프레임 율이 반으로 감소하게 된다 특히 이 방법은 측방향 해상도를 향상시키기 위해 다중 집속 기법(multi-zone focusing method)을 적용하면 송신 집속점의 개수에 따라 송신 횟수가 늘어나므로 프레임 율(frame rate)이 크게 저하된다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 변형된 직교 골레이 코드를 이용한 동시 다중 송신 집속 기법을 제안하였다 제안한 방법은 프레임 율의 저하 없이도 두 쌍의 직교 골레이 코드를 사용하여 서로 다른 위치에 동시에 송신 집속할 수 있다. 그리고 수신시에 정합 과정을 통해 분리, 압축한 다음 일반적인 다중 집속 기법과 같이 집속된 빔들을 결합함으로써 기존의 골레이 코드를 사용하는 송신 고정 집속 기법과 같은 프레임 율을 유지하면서도 측방향 해상도를 개선할 수 있다. 실제 초음파 영상을 위해 송신 신호로 사용되는 골레이 코드는 전송 전력 효율(Transmit Power Efficiency)을 높일 수 있도록 변형되었다. 컴퓨터 모사 실험과 실제 실험 결과는 제안한 방법이 기존의 방법에 비해 매우 향상된 측방향 해상도와 침투도를 갖는 초음파 영상을 제공한다는 것을 보여준다.

• 한국음향학회지
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• 제41권5호
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• pp.525-533
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• 2022

초음파 영상 시스템의 수신 집속 과정에서, 채널 데이터를 2차원 푸리에 변환하여 부엽과 격자엽을 억제하는 방법을 제안하였다. 영상점에서 온 신호를 집속하면 모든 채널의 신호는 같은 위상을 가지는 직류로 나타난다. 그러나 영상점 밖에서 오는 신호를 집속하면 입사각에 따라서 다른 공간 주파수를 가지는 채널 신호로 나타난다. 따라서 집속 후의 채널 신호를 2차원 푸리에변환을 하면 입사각을 가지는 신호를 주파수 영역에서 효과적으로 분리할 수 있다. 수신 집속 지연 시간이 인가된 시간-채널 데이터를 2차원 푸리에변환을 하여 주파수 영역에서 직류 성분과 그 밖의 주파수 성분으로 분리하고, 두 값의 비율을 이용하여 가중치를 정의하였다. 초음파 영상에 가중치를 곱함으로써 부엽과 격자엽을 억제하였다. 64채널 선형 어레이에서 5 MHz의 주파수의 초음파 영상을 계산하였다. 초음파 영상에서 나타나는 격자엽은 제안한 방법을 적용하여 완전히 제거되었다. 또한 부엽이 줄어들어 측방향 해상도가 크게 증가되었다. 인체모사 영상의 시뮬레이션에서 대조도가 증가하여 병변의 진단에 도움을 줄 수 있음을 확인하였다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제43권3호
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• pp.147-152
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• 2022

This research is to measure real-time temperature distribution inside a tissue-mimicking phantom for the safety and effectiveness evaluations of focused ultrasound (FUS) device capable of linear scanning stimulation. Since the focusing area of the FUS stimulation device is smaller than diameter of conventional thermal probe and keeps moving, it is impossible to monitor temperature distribution inside the phantom. By using the phantom with a thin film temperature sensor array inserted, real-time temperature change caused by the FUS device was measured. The translation of the measured temperature peak was also tracked successfully. The present phantom had been experimentally proven to be applicable to validate the performance and safety of the therapeutic ultrasound devices.

• 정보처리학회논문지A
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• 제18A권2호
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• pp.45-52
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• 2011

과거에는 환자가 초음파 영상진단장치가 설치되어 있는 방에 가서 진단을 받았지만, 현재는 의사가 초음파 영상 진단장치를 가지고 이동하면서 환자를 진단(모바일 초음파, handheld ultrasound)할 수 있는 시대가 왔다. 그러나 초음파 영상진단장치로서의 기본적인 기능만을 구현하였으며, 초음파 영상의 질을 결정하는 초음파 빔의 포커싱 알고리즘에서 요구되는 고성능을 만족하지 못하는 실정이다. 또한 모바일 기기의 경우 저전력의 요구조건도 만족하여야 한다. 이를 위해 본 논문에서는 모바일 초음파 영상신호의 포커싱을 위한 방법 중 대표적인 빔포밍 알고리즘(Beamforming Algorithm)을 고성능, 저전력으로 처리 가능한 단일 명령어 다중 데이터(Single Instruction Multiple Data, SIMD)기반의 멀티코어 프로세서를 제안한다. 제안한 SIMD기반 멀티코어 프로세서는 16개의 프로세싱 엘리먼트(Processing Element, PE)로 구성되어 있으며, 초음파의 에코 영상데이터에 내재한 무수한 데이터 레벨 병렬성을 활용하여 빔포밍 알고리즘에서 요구되는 고성능을 만족시킨다. 모의실험 결과, 제안한 멀티코어 프로세서는 현재 상용 고성능 프로세서인 TI DSP C6416보다 평균 15.8배의 성능, 6.9배의 에너지 효율 및 10배의 시스템 면적 효율을 보였다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제21권4호
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• pp.419-431
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• 2000

본 논문에서는 디지털 스캔 컨버터(DSC, digital scan converter)에 의한 왜곡이 근본적으로 발생하지 않는 새로운 초음파 영상 방법으로서 표시장치의 화소에 직접 수신 집속하는 기법(DPBF, display-pixel-based focusing)과 이를 구현하기 위한 초음파 영상 장치의 구조를 제안한다. 제안한 기법은 극 좌표에 위치하는 샘플링 점들 대신에 직각좌표상의 화소들에 직접 수신 집속 함으로써 DSC의 역할을 제거하였다. DPBF 기법을 적용한 영상에는 DSC에 의한 허상 및 구획화 현상 등이 나타나지 않으며, 일반적인 방법에 의한 영상에 비해 보다 세밀한 영상을 제공한다는 사실을 검증할 수 있었다. 본 논문은 DSC에 의한 보간 효과가 두 개의 비교 영상 A, B 간에 미치는 정도를 정량적으로 평가하기 위해서 영상거침 비(ICRA/B, Image Coarseness Ratio)를 새로운 성능 측정 방법으로 정의하였다. 이 ICRA/B를 이용하여 비교 영상간 거친 정도를 정량적으로 측정하였다.

• 한국음향학회지
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• 제33권3호
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• pp.200-209
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• 2014

본 논문에서는 평면파 합성 송신집속 방법의 모델을 제시하고 수학적 해석을 통해 그 특성을 분석하였으며 일반적인 구형파 기반의 집속 방법과 비교하였다. 이를 통하여 평면파를 이용한 합성 송신집속 방법은 거리에 따라 주엽의 폭이 변하지 않는 비회절 빔을 발생함을 확인하였다. 또한 그레이팅 로브의 발생을 억제하며 원하는 주엽 폭을 얻기 위한 평면파 합성 방법, 그리고 비회절 특성이 유지되는 영역을 효과적으로 확장시킬 수 있는 방법을 제시하였다. 제안된 방법과 해석결과들을 컴퓨터 모의실험을 통해 검증하였다.

• 한국음향학회지
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• 제42권3호
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• pp.203-213
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• 2023

의료용 초음파 영상 시스템에서, 영상점의 밖에서 오는 신호가 초음파 수신 집속 과정에서 완전히 제거되지 않으면 부엽을 발생시킨다. 부엽의 시간 신호가 영상점에서 오는 시간 신호(주엽)와 같이 중첩되어 나타나면 시간 영역에서 필터 처리를 이용하여 완전히 제거하기 어렵다. 그러나 수신 집속 과정에서 시간 -채널 신호를 푸리에 변환하면, 주엽과 부엽의 신호는 주파수 스펙트럼 영역에서 공간적으로 분리가 된다. 따라서 스펙트럼 영역에서 계산한 주엽과 부엽의 신호크기를 이용하여 크기 가중치를 계산하여 영상에 곱함으로써 부엽을 억제하였다. 그리고 주엽과 부엽의 스펙트럼이 인접할 때, 주엽과 부엽 스펙트럼 사이의 거리에 따라 거리 가중치를 적용하였다. 64 채널 선형 트랜스듀서를 사용하는 5 MHz의 초음파 영상 시스템에서 점확산 영상과 다른 밝기의 낭종을 가지는 스페클 영상을 합성하고 가중치를 적용하여 초음파 영상을 계산하였다. 점반사체 영상에서 해상도의 변화 없이 부엽이 크게 줄어들었으며 낭종 영상에서 대조도가 크게 개선됨을 컴퓨터 시뮬레이션으로 확인하였다.

• Korean Journal of Radiology
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• 제23권1호
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• pp.13-29
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• 2022

Nonalcoholic fatty liver disease, characterized by excessive accumulation of fat in the liver, is the most common chronic liver disease worldwide. The current standard for the detection of hepatic steatosis is liver biopsy; however, it is limited by invasiveness and sampling errors. Accordingly, MR spectroscopy and proton density fat fraction obtained with MRI have been accepted as non-invasive modalities for quantifying hepatic steatosis. Recently, various quantitative ultrasonography techniques have been developed and validated for the quantification of hepatic steatosis. These techniques measure various acoustic parameters, including attenuation coefficient, backscatter coefficient and speckle statistics, speed of sound, and shear wave elastography metrics. In this article, we introduce several representative quantitative ultrasonography techniques and their diagnostic value for the detection of hepatic steatosis.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• 제29권2E호
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• pp.55-63
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• 2010

High Intensity Focused Ultrasound (HIFU) is a noninvasive surgical method mainly targeting deeply located cancer tissue. Ultrasound is generated from an extemally located transducer and the beam is focused at the target volume, so that selective damage can be achieved without harm to overlying or surrounding tissues. The mechanism for cell killing can be combination of thermal and cavitational damage. Although cavitation can be an effective means of tissue destruction, the possibility of massive hemorrhage and the unpredictable nature of cavitational events prevent clinical application of cavitation. Hence, thermal damage has been a main focus related to HIFU research. 2D phased array transducer systems allow electronic scanning of focus, multi-foci, and anti-focus with multi-foci, so that HIFU becomes more applicable in clinical use. Currently, lack of noninvasive monitoring means of HIFU is the main factor to limit clinical applications, but development in MRI and Ultrasound Imaging techniques may be able to provide solutions to overcome this problem. With the development of advanced focusing algorithm and monitoring means, complete noninvasive surgery is expected to be implemented in the near future.

• 적정기술학회지
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• 제6권1호
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• pp.45-50
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• 2020

우리는 전세계 최초로 무선 초음파 진단기를 개발하였다. 임산부의 원활한 출산을 위해 WHO에서는 4번의 사전 진찰을 받도록 하고 있으며, 이를 위해 초음파 진단기의 사용이 필수적이다. 하지만, 개발도상국의 소득수준과 의료시설은 이에 미치지 못하고 있다. 우리는 자체개발한 무선 초음파 진단기를 이용해 KOICA의 CTS 프로그램을 베트남에서 진행하였다. 우리는 베트남 흥화현 내 보건소 및 병원에 휴대용 무선 초음파 진단기인 Sonon300C를 보급하였고, 사업성과를 더욱 높이기 위한 노력으로 진단 교육과 실습을 병행하고 아웃리치(Outreach) 프로그램을 실시하였다. 그 결과, 해당 지역의 초음파 진단기 보급률은 100%를 달성하였고, 교육 수료인원 비율은 59%까지 끌어올리는 성과를 얻었다.