Analysis of Color Doppler Twinkling Artifacts for Detecting Microcalcification
미세석회화 검출을 위한 초음파 컬러 도플러 반짝임 인공물 분석
- 주제(키워드) microcalcification , ultrasound medical imaging , color Doppler twinkling artifact , normalized autocorrelation
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 유양모
- 발행년도 2021
- 학위수여년월 2021. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 전자공학과
- UCI I804:11029-000000065885
- 본문언어 영어
- 저작권 서강대학교 논문은 저작권보호를 받습니다.
초록/요약
Detection of breast microcalcifications (MCs) plays an important role on early diagnosis of breast cancer. Mammography is the standard modality for MC detection, but radiation exposure from X-rays has always been the problem. Recent studies have reported that ultrasound color (or power) Doppler twinkling artifact (TA), which appears as a randomly changing color in color Doppler imaging (CDI), has a potential to detect calcium substances without ionizing radiation. It exploits the phenomenon that TA usually occurs in solid apatite with rough surfaces such as breast MCs. While the TA can improve the sensitivity in detecting MCs, it is still challenging to differentiate TA signals from blood flow signals. In this paper, a new method based on normalized autocorrelation function is proposed to separate TA and blood flow signals. In the proposed method, the autocorrelation coefficients over each autocorrelation lag are calculated to find out the decorrelation time. In addition, blood flow signals are effectively suppressed by applying an appropriate threshold value selected from the decorrelation time. To determine the optimal decorrelation time, the phantom and in vivo studies were conducted under various blood flow velocities. The results indicate that the proposed method can effectively classify TA and blood flow signals, resulting in the detection of MC without unnecessary radiation.
more초록/요약
유방 미세석회화 검출은 유방암의 조기 진단에서 중요한 역할을 한다. 유방 조영술은 미세석회화 검출에서 가장 보편적으로 사용되는 방법이지만, X선을 사용하기에 방사선 노출이라는 문제점이 있다. 최근 연구에 따르면, 초음파 컬러 도플러 영상에서 무작위로 색상이 변화하는 현상인 컬러 도플러 반짝임 인공물을 사용하여 전리 방사선 없이 칼슘 물질을 검출할 수 있다. 이는 반짝임 인공물이 주로 유방 미세석회화와 같이 표면이 거칠고 단단한 결석에서 발생한다는 점을 이용한 것이다. 반짝임 인공물은 미세석회화 검출 민감도를 향상시킬 수 있지만, 반짝임 인공물 신호와 혈류 신호를 분리해야한다는 어려운 과제가 남아있다. 본 논문에서는 반짝임 인공물과 혈류 신호를 분리하기 위해 정규화된 자기 상관 함수 기반의 새로운 방법을 제안한다. 제안된 방법에서는 각 자기 상관 시차에 대한 자기 상관 계수를 계산하여 역 상관 시간을 알아낸다. 또한 역상관 시간에서 선택한 적절한 임계값을 적용하여 혈류 신호를 효과적으로 억제한다. 최적의 역상관 시간을 결정하기 위해 팬텀 및 생체내 실험을 다양한 혈류 속에서 진행하였다. 그 결과, 제안된 방법을 통해 반짝임 인공물과 혈류 신호를 효과적으로 분류할 수 있었으며, 불필요한 방사선 노출 없이 미세석회화를 검출할 수 있었다.
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