• Current Optics and Photonics
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• 제1권1호
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• pp.17-22
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• 2017

Mechanical property of tissue is closely related to diseases such as breast cancer, prostate cancer, cirrhosis of the liver, and atherosclerosis. Therefore measurement of tissue mechanical property is important for a better diagnosis. Ultrasound elastography has been developed as a diagnostic modality for a number of diseases that maps mechanical property of tissue. Optical coherence elastography (OCE) has a higher spatial resolution than ultrasound elastography. OCE, therefore, could be a great help for early diagnosis. In this study, we made tissue phantoms and measured their compressive moduli with a rheometer measuring the response to applied force. Uniaxial strain of the tissue phantom was also measured with OCE by using cross-correlation of speckles and compared with the results from the rheometer. In order to compare stiffness of tissue phantoms by OCE, the applied force should be measured in addition to the strain. We, however, did not use a load cell that directly measures the applied force for each sample. Instead, we utilized one silicone film (called as reference phantom) for all OCE measurements that indirectly indicated the amount of the applied force by deformation. Therefore, all measurements were based on displacement, which was natural and effective for image-based elastography such as OCE.

• 비파괴검사학회지
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• 제29권4호
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• pp.368-373
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• 2009

초음파 의료용 탄성 영상 시스템의 성능을 평가하기 위한 인체 조직 모사 팬텀을 제작하였다. 인체에서 종양이나 암 조직은 주위의 정상조직보다 단단한 특성을 가진다. 이러한 조직의 단단함을 영상화하는 기법이 탄성 영상 기법이다. 인체의 병변 조직의 기계적인 특성을 모사하기 위하여 플라스틱 경화제와 연화제를 이용하여 탄성도가 다른 균일 탄성 팬텀을 제작하였다. 제작된 균일 탄성 팬텀은 시료의 비율에 따라 $11.1{\sim}79.6$ kPa 범위의 탄성계수 값을 얻었다. 이를 바탕으로 외부 매질과 내부 매질의 탄성계수 차이가 5배와 7배 정도인 초음파 병변 모사 팬텀을 제작하여 탄성 영상을 획득하였다. 본 논문에서는 제작된 플라스틱 기반의 탄성 팬텀이 인체의 탄성 특성을 모사하는 탄성 팬텀으로서 유용함을 확인하였다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제17권6호
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• pp.919-927
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• 2023

탄성 초음파는 양성 종괴에 비해 악성 종괴의 경우 조직이 더 단단하다는 것을 이용하여 종괴의 탄성계수에 따라 진단의 특이도를 높여주어 불필요한 조직검사를 줄이는데 도움이 되고 있다. 이러한 탄성 초음파 검사는 검사 장비나 검사자에 따라 재현성의 문제가 있을 수 있기에, 본 연구에서는 탄성 초음파 검사의 신뢰성을 확인하고자 탄성 초음파의 탄성값 반복 측정시 재현성에 관한 팬텀 영상 평가를 분석하였다. 한천과 젤라틴을 이용하여 각각 다른 강성을 가지는 3개의 모조 병소를 표면으로부터 깊이가 다르게 삽입한 팬텀을 자체 제작하여 전단파 탄성 초음파를 이용하여 탄성값을 반복 측정하였다. 병소의 강성과 깊이의 차이에 따라 측정된 탄성값의 재현성이 유지되는지를 분석해 보았다. 실험 결과 전단파 탄성 초음파의 탄성값과 병소의 깊이, 병소의 강성과 깊이는 통계적으로 유의할 만큼 상관관계를 나타내지 않았다. 하지만 강성이 가장 낮은 모조 병소에서는 병소의 깊이에 따라 탄성값은 p<0.001으로 통계적으로 유의했고 높은 상관관계를 보였다. 병소의 강성과 깊이의 차이에 따라 전단파 탄성초음파의 탄성값의 반복 측정시 측정값의 차이는 발생하지만, 진단에 영향을 주지 않는 수준이므로 전단파 탄성초음파 검사는 신뢰할 수 있는 검사방법이기에 유방 결절의 진단에 있어서 전단파 탄성초음파 검사가 도움이 될 것으로 사료된다.

• 대한영상의학회지
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• 제84권5호
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• pp.1110-1122
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• 2023

목적 본 연구는 제작한 팬텀을 사용해 경직장 전단파탄성초음파의 가변성을 알아보았다. 대상과 방법 아가로즈와 실리콘에멀전을 각각 1, 2, 3 cm 크기의 둥근 모양과 사각 모양의 팬텀 물질로 제작하였다. 1, 2, 3 cm의 깊이에 팬텀을 놓고, 크기, 깊이, 모양에 따른 굳기값(coefficient variant)의 차이를 중심부/주변부에서 확인하였다. 두 명의 영상의가 경직장 초음파 탐촉자를 이용해 각각 3회씩, 두 개의 초음파기계로(기계 A, B), 굳기값을 확인하였다. 가변성은 변동계수로 표현하였다. 결과 팬텀의 크기가 커질수록 변동계수는 감소하였다. 크기에 따른 굳기값은, 아가로즈 팬텀은 기계 A 3 cm 깊이(p < 0.001), 기계 B 1 cm 깊이에서(p = 0.010), 실리콘에멀전 팬텀은 2 cm 깊이에서 두 기계 모두 유의한 차이를 보였다(p = 0.047, p = 0.020). 깊이가 깊어질수록 변동계수는 증가하였다. 깊이에 따른 굳기값은, 1 cm 크기 아가로즈 팬텀은 두 기계 모두(p = 0.037, p = 0.021), 2 cm 크기 아가로즈 팬텀은 기계 A에(p = 0.047) 유의한 차이를 보였다. 기계 A 실리콘에멀전에서만 모양에 따른 굳기값의 유의한 차이를 보였고(p = 0.032) 기계 B는 두 물질 모두 관심영역에 따른 굳기값의 유의한 차이가 보였다. 굳기값은 두 기계 간 유의한 차이가 있었고(p < 0.05), 시술자 내/시술자 간 일치도는 높았다(급내상관계수 > 0.9). 결론 팬텀의 크기, 깊이, 사용된 기계가 전단파탄성초음파 가변성에 영향을 주는 요소로 나타났다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제32권2호
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• pp.158-164
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• 2011

Breast cancer is the most frequently appearing cancer in women, these days. To reduce mortality of breast cancer, periodic check-up is strongly recommended. X-ray mammography is one of powerful diagnostic imaging systems to detect 50~100 um micro-calcification which is the early sign of breast cancer. Although x-ray mammography has very high spatial resolution, it is not easy yet to distinguish cancerous tissue from normal tissues in mammograms and new tissue characterizing methods are required. Recently ultrasound elastography technique has been developed, which uses the phenomenon that cancerous tissue is harder than normal tissues. However its spatial resolution is not enough to detect breast cancer. In order to develop a new elastography system with high resolution we are developing x-ray elasticity imaging technique. It uses the small differences of tissue positions with and without external breast compression and requires an algorithm to detect tissue displacement. In this paper, computer simulation is done for preliminary study of x-ray elasticity imaging. First, 3D x-ray breast phantom for modeling woman's breast is created and its elastic model for FEM (finite element method) is generated. After then, FEM experiment is performed under the compression of the breast phantom. Using the obtained displacement data, 3D x-ray phantom is deformed and the final mammogram under the compression is generated. The simulation result shows the feasibility of x-ray elasticity imaging. We think that this preliminary study is helpful for developing and verifying a new algorithm of x-ray elasticity imaging.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제13권3호
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• pp.119-129
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• 2012

의료분야에서 조직의 경화는 진단 또는 질환의 진행상황의 파악에 이용되는 중요한 정보의 한 가지이며, 객관적인 진단을 위해서는 경화의 정량적 계측법이 중요하다. 경화의 지표인 점탄성 정수를 비침습적으로 계측하는 방법으로 MRE(Magnetic Resonance Elastography) 법이 제안되고 있다. MRE 법에서는 전파파(propagating wave)의 국소 파장과 국소 감쇠율로부터 점탄성 정수를 구하는데 MRE 화상은 S/N 비가 낮아지므로, 잡음의 영향을 감소시키기 위하여 다중 위상 MRE 화상을 이용한 방법이 검토되고 있다. 본 연구에서는 다중 위상 MRE 화상에 함수를 적용하여 점탄성 정수를 측정하는 방법을 제안한다. 제안 방법은 다중 위상 MRE 화상에 점탄성파를 적용시키지만, 점탄성 정수의 공간방향으로의 변화율이나 화상에 포함된 잡음에 따라 측정값의 공간분해능을 임의적으로 설정할 수 있다는 장점이 있다. 시뮬레이션 화상을 이용한 실험과 silicone-gel phantom을 이용한 실험에 의하여 제안된 방법의 유효성을 확인하였다.

• Clinical Endoscopy
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• 제56권2호
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• pp.229-238
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• 2023

Background/Aims: Shear wave elastography (SWE) is used for liver fibrosis staging based on stiffness measurements. It can be performed using endoscopic ultrasound (EUS) or a transabdominal approach. Transabdominal accuracy can be limited in patients with obesity because of the thick abdomen. Theoretically, EUS-SWE overcomes this limitation by internally assessing the liver. We aimed to define the optimal technique for EUS-SWE for future research and clinical use and compare its accuracy with that of transabdominal SWE. Methods: Benchtop study: A standardized phantom model was used. The compared variables included the region of interest (ROI) size, depth, and orientation and transducer pressure. Porcine study: Phantom models with varying stiffness values were surgically implanted between the hepatic lobes. Results: For EUS-SWE, a larger ROI size of 1.5 cm and a smaller ROI depth of 1 cm demonstrated a significantly higher accuracy. For transabdominal SWE, the ROI size was nonadjustable, and the optimal ROI depth ranged from 2 to 4 cm. The transducer pressure and ROI orientation did not significantly affect the accuracy. There were no significant differences in the accuracy between transabdominal SWE and EUS-SWE in the animal model. The variability among the operators was more pronounced for the higher stiffness values. Small lesion measurements were accurate only when the ROI was entirely situated within the lesion. Conclusions: We defined the optimal viewing windows for EUS-SWE and transabdominal SWE. The accuracy was comparable in the non-obese porcine model. EUS-SWE may have a higher utility for evaluating small lesions than transabdominal SWE.

• 한국음향학회지
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• 제42권5호
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• pp.422-428
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• 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.