인공지능 알고리즘을 이용한 유방암의 조기진단에 관련된 연구는 최근들어 활발하게 진행되고 있다. 이는 연구용으로 공개된 초음파 유방 이미지를 활용하여 다양하게 개발되고 있으나, 사용자의 목적에 맞는 처리 속도 및 정확도 등에 다양한 한계점을 보인다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 본 논문에서는 ImageNet에서 학습된 ResNet 모델을 현미경 기반 암세포 이미지에서 활용이 가능한 다단계 전이 학습을 제안하고, 이를 다시 전이 학습하여 초음파 유방암 영상을 양성 및 악성으로 분류하는 실험을 진행하였다. 실험을 위한 영상은 양성과 악성이 포함된 250장의 유방암 초음파 영상과 27,200장의 암 세포주 영상으로 구성되었다. 제안된 다단계 전이 학습 알고리즘은 초음파 유방암 영상을 분류하였을 때 96% 이상의 정확도를 보였으며, 향후 암 세포주 및 실시간 영상처리 등의 추가를 통해 보다 높은 활용도와 정확도를 보일 것으로 기대한다.
This study was purpose to assessment of the resolution characteristics by using ATS 535H Basic quality assurance (QA) phantom for ultrasound. The ultrasound equipment was used Logiq P6 (Ultrasound, GE Healthcare System, Chicago, IL, USA). And the ultrasound transducer were used Convex 4C (4~5.5 MHz), Linear 11L (10~13 MHz), Sector 3SP (3~5.5 MHz) probe. As for the noise power spectrum (NPS) comparison results by using ATS 535H Basic QA ultrasound phantom and Convex 4C, Linear 11L, Sector 3SP probe. The NPS value of the Convex 4C probe image was 0.0049, Linear 11L probe image was 0.0049, Sector 3SP probe image was 0.1422 when the frequency is 1.0 mm-1. The modulation transfer function (MTF) comparison results by using ATS 535H Basic QA ultrasound phantom and Linear 11L probe the MTF value of the 3 cm focus image was 0.7511 and 4 cm focus image was 0.9001 when the frequency is 1.0 mm-1. This study was presented characteristics of spatial resolution a quantitative evaluation methods by using ultrasound medical images for QA of ultrasound medical QA phantom. The quality control (QC) for equipment maintenance can be efficiently used in the clinic due to the quantitative evaluation of the NPS and MTF as the standard methods. It is meaningful in that it is applied mutatis mutandis and presented the results of physical resolution characteristics of the ultrasound medical image.
본 연구에서는 초음파 속도와 광역 감쇠를 이용하여 연골의 강도를 평가하였다. 먼저 60개의 시편을 인체의 연골로부터 얻어서 초음파 속도와 광역 감쇠를 각 시편에 대하여 측정하였다. 시편들은 동일한 두개의 그룹으로 나누어, $0.0004\;s^{-1}$와 $0.08\;s^{-1}$의 변형률에서 압축 하중을 작용시킨 후 각 시편에 대한 최대 압축 강도값을 결정하였다. 그 결과, $0.08\;s^{-1}$에서 측정된 시편들은 $0.0004\;s^{-1}$로 측정된 시편들 보다 63%나 더 높은 평균 강도값을 나타내었다. 초음파 속도와 광역 감쇠는 고변형률 및 저변형률 모두에서 골 강도와 밀접한 연관성을 나타내었다. 또한, 골 강도는 모든 변형률에서 초음파 속도와 광역 감쇠의 선형 조합과도 밀접한 관련성을 보였다 초음파 파라미터의 사용은 여러 가지 골절에 대한 연골의 저항능력을 평가하기 위한 임상진단법으로 훌륭한 수단이 될 수 있을 것이다.
Pig breeding management directly contributes to the profitability of pig farms, and pregnancy diagnosis is an important factor in breeding management. Therefore, the need to diagnose pregnancy in sows is emphasized, and various studies have been conducted in this area. We propose a computer-aided diagnosis system to assist livestock farmers to diagnose sow pregnancy through ultrasound. Methods for diagnosing pregnancy in sows through ultrasound include the Doppler method, which measures the heart rate and pulse status, and the echo method, which diagnoses by amplitude depth technique. We propose a method that uses deep learning algorithms on ultrasonography, which is part of the echo method. As deep learning-based classification algorithms, Inception-v4, Xception, and EfficientNetV2 were used and compared to find the optimal algorithm for pregnancy diagnosis in sows. Gaussian and speckle noises were added to the ultrasound images according to the characteristics of the ultrasonography, which is easily affected by noise from the surrounding environments. Both the original and noise added ultrasound images of sows were tested together to determine the suitability of the proposed method on farms. The pregnancy diagnosis performance on the original ultrasound images achieved 0.99 in accuracy in the highest case and on the ultrasound images with noises, the performance achieved 0.98 in accuracy. The diagnosis performance achieved 0.96 in accuracy even when the intensity of noise was strong, proving its robustness against noise.
A finite element method was used to simulate the wave propagation of laser-generated ultrasound and its interaction with surface breaking cracks in an elastic material. Thermoelastic laser line source on the material surface was approximated as a shear dipole and loaded as nodal forces in the plane-strain finite element (FE) model. The shear dipole- FE model was tested for the generation of ultrasound on the surface with no defect. The model was found to generate the Rayleigh surface wave. The model was then extended to examine the interaction of laser generated ultrasound with surface-breaking cracks of various depths. The crack-scattered waves were monitored to size the crack depth. The proposed model clearly reproduced the experimentally observed features that can be used to characterize the presence of surface-breaking cracks.
Ultrasound is one of the effective methods for skin treatment. The skin penetration depth of the ultrasound depends on the ultrasonic frequency, that is, when the ultrasonic frequency is high, the depth is shallow. We have developed a transducer which can generate effectively 3 different ultrasonic frequencies removing interference between 3 types of frequencies according to impedance matching technology. The generated powers of transducer are 40.67W at 3.MHz, 17.46W at 11.7 MHz, and 14.79W at 21.5 MHz. The signal interference between the three frequencies is designed so that they do not interfere with each other by separating the signals using the SPDT (Single Pole, Double Throw) switch. The developed hybrid ultrasound transducer can be applied in skin care or skin treatment and beauty therapy.
대부분의 고분자 분쇄 처리는 WVP에 영향을 주지 않았고, 일부 조건에서 WS를 개선시켰으나 그 개선 정도가 변수 크기와 직접적으로 관계되지 않았다. 인장특성의 경우에도 대부분의 처리들에 의해 개선되지 않았으며, 초음파 처리의 경우에는 오히려 인장특성을 저하시키기도 하였다. 고분자 분쇄가 DMM 필름의 특성에 영향을 미칠 것이라고 가설을 세웠지만 향 프로파일을 제외한 DMM 필름의 특성들이 본 연구에서 사용된 조건에서의 고분자 분쇄 처리에 의해 대체적으로 크게 영향을 받지 않았다. 또한 필름의 물리적 특성의 변화에 미치는 그 영향 정도가 고분자 분쇄의 공정 변수 크기에 의해 결정될 것이라고 예상했지만, 초음파와 방사선으로 처리된 탈지 겨자씨 필름은 공정 변수의 크기와 필름의 특성들 간에 상관관계가 없었다는 것을 알아내었다. 이것은 아마도 순수한 단일 생고분자로 구성된 필름의 고분자 네트워크와 복합 생고분자로 구성된 농산물 가공 부산물인 탈지 겨자씨 필름의 고분자 네트워크의 차이 때문이라고 사려된다. 이 연구의 결과를 통해 단일 생고분자 필름의 특성 개선을 위해 사용되는 고분자 분쇄 기술과 처리 변수들의 값들이 복합 생고분자인 탈지 겨자씨 필름에는 그 필름의 특성 개선에 효율적으로 적용되지 않는다는 것이 규명되었다. 이 결과는 다른 복합 생고분자(농산물 가공 부산물)로 가식성 필름을 제작 시 본 연구에 사용된 고분자 분쇄 처리들이 그 필름의 물리적 특성들을 개선하는데 효과적이지 않을 수 있다는 가능성을 말해주기도 한다. 차후 탈지 겨자씨 필름의 특성을 개선하기 위해서 다른 고분자분쇄 기술(예, high pressure homogenization)을 이용해보거나 composite 필름을 제조할 수 있을 것이다.
Polymer nanocomposites are advanced nanomaterials which exhibit dramatic improvements in various mechanical, thermal and barrier properties as compared with the neat polymer. Polystyrene/ alumina nanocomposites were prepared by an ultrasound-assisted solution casting method at filler loadings ranging from 0.2 to 2% and also at different ultrasonic frequencies, viz. 58 kHz, 192/58 kHz, 430 kHz, 470 kHz and 1 MHz. The composites were subjected to mechanical property tests (tensile and impact tests) and cavitation erosion tests to study the enhancement in functional properties. Filler dispersion in the polymer matrix was observed by SEM analysis. The effect of frequency on filler dispersion in the matrix was studied by SEM analysis and functional property enhancement of the composite material. The composites prepared at dual (high/ low) frequency (192/58 kHz) were found to show better property enhancement at low filler loadings as compared with neat polymer and also with composites prepared without ultrasound, thus reinforcing the finding that ultrasound-assisted synthesis is a promising method for the synthesis of nanocomposites.
The purpose of this study was investigating the effect of 3D printing technology that changes the speed of sound (SOS) and the broadband ultrasound attenuation (BUA) by controlling the density of the media phantom. We used 3D printers which called additive manufacturing (AM) by using material with polylactic acid (PLA). The inside of the medium phantom was filled crossly with 100%, 90%, 80%, 70%, 60%, and 50% of the material. The ultrasonic instrument measured the SOS and the BUA using a 0.55 MHz ultrasound output in opposing mode with a pair of transducers. As a result, the density of the medium phantoms with the SOS showed very high correlation (r = 0.944), but the SOS showed very low correlation (r = 0.500). It is expecting that the manufacturing and measurement method of the medium phantom using 3D printing technology will be used as basic data for ultrasonic bone mineral density.
지난 몇년간 유방 초음파영상을 이용한 신호 및 영상처리 기술과 자동 영상 최적화 기술, 유방 종괴 자동 검출 및 분류 기술 등, 컴퓨터 보조 진단(computer-aided diagnosis, CAD)을 활용하는 연구들이 활발히 진행되어지고 있다. 컴퓨터진단기술이 개발될수록 암의 조기 발견이 정확하고 빠르게 진행되어 건강 보험과 환자의 검사 빙용을 줄일 수 있고 조직 검사에 대한 불안감을 없앨 수 있을 것으로 기대된다. 본 논문에서는 GLCM(gray level co-occurrence matrix)을 사용하여 초음파 영상에서 종양의 정량적 분석을 진행하여 컴퓨터보조 진단에 활용 가능성을 실험하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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