초록 ▼

□연구개요
본 연구는 압축센싱(Compressive Sensing) 이론을 의료 초음파 신호의 주파수 특성 분석에 직접 적용하여, 시간-주파수 영역 사이의 신호변환이 필요 없는 실시간 초음파 감쇠지수 예측 알고리듬을 개발한다. 또한 초음파 beam focus에 따른 예측오차를 최소화할 수 있는 다중 표준반향 신호모델을 이용한 회절보상 알고리듬을 개발한다. 개발된 알고리듬은 국내 의료기관과의 협력연구를 통해 실제 환자의 임상적 조직검사 결과와 비교, 검증하여 정량적 초음파분석(Quantitative Ultrasound Analy

□연구개요
본 연구는 압축센싱(Compressive Sensing) 이론을 의료 초음파 신호의 주파수 특성 분석에 직접 적용하여, 시간-주파수 영역 사이의 신호변환이 필요 없는 실시간 초음파 감쇠지수 예측 알고리듬을 개발한다. 또한 초음파 beam focus에 따른 예측오차를 최소화할 수 있는 다중 표준반향 신호모델을 이용한 회절보상 알고리듬을 개발한다. 개발된 알고리듬은 국내 의료기관과의 협력연구를 통해 실제 환자의 임상적 조직검사 결과와 비교, 검증하여 정량적 초음파분석(Quantitative Ultrasound Analysis) 선행 데이터베이스를 구축을 목표로 한다.

□연구 목표대비 연구결과
<세부 연구목표 및 진행결과>
(1) 압축센싱 데이터를 이용한 주파수 특성 추출 알고리듬 연구 (논문발표)
- 다양한 Basis matrix를 적용하여 압축센싱 복원과정의 정량적 예측값을 이용한 주파수 특성 연구와 최적 복원 알고리듬 개발
(2) 초음파 주파수 특성을 이용한 감쇠지수 예측 알고리듬 개발 (논문발표)
- 신호대 잡음비를 고려하여 압축률에 따른 초음파 신호 복원 특성 연구 및 정량적 주파수 특성 예측 알고리듬 개발
- Frequency Compouding을 통한 전송 경로상의 고주파 잡음 개선 알고리듬 개발
(3) 생체조직의 비선형 특성을 고려한 경계면 추출 알고리듬 개발 (논문발표)
- Domain-Wall 시뮬레이터 개발을 통한 이론적 초음파 반향값 예측 및 경계면 검출 알고리듬 개발 (논문발표)
(4) 다중 표준 반향신호를 이용한 초음파 회절보상 알고리듬 개발 (논문진행중)
- Dual-reference를 이용한 표준 반향신호의 깊이에 따른 Centroid 이동 변위 예측 및 회절보상 알고리듬 개발
(5) 압축센싱 데이터 시간/주파수영역 신호처리 프레임워크 개발 (논문진행중)
- 데이터 복원과정 중 정량적 초음파 분석에 적용 가능한 기저함수를 이용한 주파수 특성 예측 알고리듬 개발
- 압축센싱된 신호의 주파수 특성만을 이용하여 신호의 완전한 복원없이 시간영역의 실시간 B-mode 영상 구성 알고리듬 개발

□연구개발결과의 중요성
(1) 기술적 측면
- 본 연구에서 개발한 압축센싱을 이용한 실시간 초음파 감쇠지수 예측 알고리듬은 정부의 “초소형 의료초음파 진단기” 개발에 직접 적용 가능
- 압축센싱을 통해 데이터양을 크게 줄인다면, 소형화/경량화 뿐 아니라 데이터의 무선전송의 경우에도 큰 장점을 보일 것으로 판단
(2) 사회 경제적 측면
- 초음파 신호의 정량적 분석 방법을 도입하면 진단기기로서의 부가가치를 크게 향상 시킬 수 있어 기능적 차별화를 통한 새로운 시장 창출 기대
- 시각적 종양 존재여부 검출과 이에 수반된 조직검사(biopsy)에 따른 환자의 불편을 줄여 의료서비스 질 개선에 기여할 것으로 판단

(출처 : 요 약 문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 6
• (1) 압축센싱 복원과정의 신호변환을 직접 이용한 주파수 특성 추출 알고리듬 연구 ... 6
• (2) 다중 표준 반향신호를 이용한 초음파 회절보상 알고리듬 개발 ... 6
• (3) 생체조직의 비선형 특성을 고려한 경계면 추출 알고리듬 개발 ... 7
• (4) 압축센싱된 데이터를 이용한 시간영역과 주파수영역 신호처리 프레임워크 개발 ... 8
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 9
• (1) 기술적 측면 ... 9
• (2) 경제적․사회적 측면 ... 9
• 4. 참고문헌 ... 10
• 5. 연구성과 ... 11
• 끝페이지 ... 11