초록 ▼

□ 연구개요
차세대 3차원 다중모드 초해상도 초음파 및 광음향 융합 의료 영상 플랫폼 개발

□ 연구 목표대비 연구결과
■ 3차원 초고속 초음파 영상 시스템 개발
- 1024 엘레먼트 매트릭스 탐촉자와 단일 256 채널 초음파 시스템을 이용한 평면 및 발산파 합성 기법 연구
- 3차원 매트릭스 어레이 기반 영상 시스템 개발
- 정량적 목표인 화면 주사율 1,000Hz를 달성하여 목표치였던 250Hz 보다 초과 달성
- 성과: 국제학회발표
■ 동적 랜덤 희박 어레이를 이용한 매트릭스

□ 연구개요
차세대 3차원 다중모드 초해상도 초음파 및 광음향 융합 의료 영상 플랫폼 개발

□ 연구 목표대비 연구결과
■ 3차원 초고속 초음파 영상 시스템 개발
- 1024 엘레먼트 매트릭스 탐촉자와 단일 256 채널 초음파 시스템을 이용한 평면 및 발산파 합성 기법 연구
- 3차원 매트릭스 어레이 기반 영상 시스템 개발
- 정량적 목표인 화면 주사율 1,000Hz를 달성하여 목표치였던 250Hz 보다 초과 달성
- 성과: 국제학회발표
■ 동적 랜덤 희박 어레이를 이용한 매트릭스 탐촉자의 최적의 초음파 송수신 기술의 개발
- 고속 영상화를 위한 최적의 초음파 송신 패턴 개발
- 정량적 목표인 화면 주사율 1,000Hz를 달성하여 목표치였던 250Hz 보다 초과 달성
- 성과: 국제학회발표
■ 매트릭스 탐촉자의 상대적으로 낮은 신호 대 잡음비를 보상하기 위한 효율적인 잡음을 억제하는 신호 처리 기술 개발
- Eigenvalue decomposition 기반의 데이터 기반 합성 기술 개발
- 적응형 다중스테이지 노이즈 억제 기술 개발
- 성과: 논문, 국제학회발표
■ 매트릭스 어레이를 이용하여 3차원 초음파 시스템 및 기반 프레임워크 구축
- 초음파 영상 시스템 개발을 위한 프레임 워크 구축완료
- 성과: 국제학회발표
■ 인공지능 기반 노이즈 감쇄 기술 개발
- 비지도학습 기반 신호대잡음비 향상 기술 개발
- 성과: 국제학회발표 및 논문 투고
■ 코드여기화 기반 3차원 초고속 초음파 영상 기법 개발
- 코드여기화 기반 3차원 초음파 송신 시스템 개발
- 동물모델에서 성능 평가 중
- 성과: 국제학회발표 및 논문 투고
■ 임상용 3차원 광음향 영상 시스템 개발 – 개발된 3차원 초해상도 초음파 시스템과 고출력 나노초 근적외선 레이저간 동기화 시스템 개발
- 초음파/광음향 현미경 시스템 개발 완료. 동기화 시스템에 대한 기술 확보
■ 차세대 3차원 다중모드 융합 영상시스템 구현 - 초해상도 초음파 영상과 기능성 광음향 영상간의 영상 정합 기술 개발
- 초음파/광음향 영상 정합 기술 개발 완료 100
■ 동물 모델을 이용한 성능 평가
- 정량적 목표인 공간 해상도를 41μm를 달성하여 목표치였던 50μm 보다 초과 달성

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
개발된 혁신적인 초해상도 및 광음향 영상 플랫폼을 활용하면 기존 초음파 의료 영상으로는 물리적 한계로 인해 제공하지 못하였던 모세혈관에 대한 해부학적 구조 및 혈류의 기능성 정보가 3차원으로 제공이 가능해진다. 이를 통하여 뇌연구 뿐만 아니라 죽상 동맥 경화증이나 혹은 급성 신장 손상 등과 같은 기존에 진단이 어려웠던 질병의 조기 진단 등 다양한 새로운 임상 분야로의 활발한 응용이 기대된다. 본 연구팀은 연구결과를 바탕으로 개발된 영상 플랫폼을 고도화하여 뇌연구 분야에 적극적으로 활용하여 차세대 연구를 진행하고 있다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 가. 연구의 목적 ... 4
• 나. 연구의 필요성 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 가. 3차원 초고속 초음파 영상 시스템 개발 - 1024 엘레먼트 매트릭스 탐촉자와 단일 256채널 초음파 시스템을 이용한 평면 및 발산파 합성 기법 연구 (달성도: 100%) ... 5
• 나. 동적 랜덤 희박 어레이를 이용한 매트릭스 탐촉자의 최적의 초음파 송수신 기술의 개발 (달성도: 100%) ... 6
• 다. 매트릭스 탐촉자의 상대적으로 낮은 신호 대 잡음비를 보상하기 위한 효율적인 잡음을 억제하는 신호 처리 기술 개발 (달성도: 100%) ... 7
• 라. 매트릭스 어레이를 이용하여 3차원 초음파 시스템 및 기반 프레임워크 구축 (달성도: 100%) ... 8
• 마. 인공지능 기반 노이즈 감쇄 기술 개발 (달성도: 100%) ... 9
• 바. 코드여기화 기반 3차원 초고속 초음파 영상 기법 개발 (달성도: 100%) ... 10
• 사. 임상용 3차원 광음향 영상 시스템 개발 – 개발된 3차원 초해상도 초음파 시스템과 고출력 나노초 근적외선 레이저간의 동기화 시스템 개발 (달성도: 100%) ... 11
• 아. 차세대 3차원 다중모드 융합 영상 시스템 구현 - 초해상도 초음파 영상과 기능성 광음향 영상간의 영상 정합 기술 개발 (달성도: 100%) ... 11
• 자. 동물 모델을 이용한 성능 평가 (달성도: 100%) ... 11
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 12
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 12
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 12
• 3) 목표 달성 수준 ... 12
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 (연구개발결과의 중요성) ... 13
• 가. 소동물 실시간 뇌영상 플랫폼 ... 13
• 나. 고속 3차원 영상 기법 개발 ... 13
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 13
• 가. 개발성과 ... 13
• 나. 관리 및 활용을 위한 후속연구 ... 13
• 6. 자체점검표 ... 14
• 7. 참고문헌 ... 14
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 15
• [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 19
• 끝페이지 ... 27