혈관 내 초음파 영상을 위한 합성 구경 집속과 Coherence Factor Weighting 적용 조건에 대한 연구
A Study on Synthetic Aperture Focusing and Coherence Factor Weighting Conditions for Intravascular Ultrasound Imaging
- 주제(키워드) 혈관내 초음파 영상 , 고주파 변환기 , 합성 구경 집속 , Coherence Factor , 초음파 영상
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 유양모
- 발행년도 2020
- 학위수여년월 2020. 8
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 전자공학과
- UCI I804:11029-000000065265
- 본문언어 한국어
- 저작권 서강대학교 논문은 저작권보호를 받습니다.
초록/요약
합성 구경 집속(Synthetic Aperture Focusing, SAF)과 coherence factor weight(CFW)은 초음파 이미지의 측 방향 해상도를 개선하는데 사용되었다. 두 방법이 다중 소자 기반의 초음파 영상에 효과적이지만, 많은 연구자들은 혈관 내 초음파(IVUS) 영상을 포함하여, 단일 소자 기반의 영상을 위한 방법에 적용하였다. 단일 소자 기반의 영상의 경우, CFW는 일반적으로 SAF에 의해 획득되고, SAF를 수행한 이후에 적용되는 주사선으로부터 계산되며, 이를 SAF-CFW 방법이라고 한다. 본 논문에서는 단일 소자 기반 영상에 대한 SAF 및 CFW의 효과를 이론적 모델을 도출하여 사용하였으며, 이 모델은 SAF가 IVUS 영상에 효과적이지 않다는 설명을 위해 사용되었다. 또한 IVUS 영상의 경우 SAF 지연시간 계산 없이 인접한 주사선에서 CFW를 계산하여 적용해야한다. 이는 SAF-CFW 방법이 IVUS 영상에 효과적이지 않음을 보였다. 시뮬레이션 및 실험에서 각 기법은 집속 되지 않은 변환기와 집속 된 변환기에 적용되었다. 결과적으로 두 변환기는 각각의 방법에 대해 유사한 결과를 나타냈고, 기법을 적용하지 않은 집속 된 변환기가 시스템 구현에 대한 복잡성을 고려하였을 때, IVUS 영상에 유리하다는 결론을 내렸다.
more초록/요약
Synthetic aperture focusing (SAF) and coherence factor weighting (CFW) have been used to improve the lateral resolution of ultrasound images. Although the two methods are effective for array-based ultrasound imaging, many researchers have also employed the methods for single-element-based imaging including intravascular ultrasound (IVUS) imaging. For single-element-based imaging, CFW is generally calculated from the scanlines obtained by SAF and applied after carrying out SAF, which is called a SAF-CFW method. In the paper, a theoretical model was derived to explore the effectiveness of SAF and CFW for single-element-based imaging, and the model was used to explain that SAF is not effective for IVUS imaging. Also, it was found that, for IVUS imaging, CFW should be calculated from adjacent scanlines of a target scanline without SAF delay and applied to the target scanline. This means that the SAF-CWF method is also not effective for IVUS imaging. In simulation and experiments to verify the findings, the SAF, SAF-CFW, and CFW methods were applied to both conventional flat aperture and focused IVUS transducers. As a result, both transducers exhibited similar trends for each method, but it could be concluded that focused IVUS transducers without the application of those methods are more advantageous, considering the system complexity in the implementation of such methods.
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