기술이전

기존 3차원 초음파 영상 기술은 느린 속도와 화질 저하 문제를 가지고 있었습니다. 특히 1차원 평면파 기술은 고도 방향 해상도에 한계가 있었습니다. 본 기술은 2차원 배열 변환자를 활용하여 다양한 각도의 평면파를 송수신하고, 이를 3차원 합성 빔 집속하여 기존 기술의 한계를 극복합니다. 그 결과, 적은 송수신 횟수로도 측방향 및 고도 방향 모두에서 높은 해상도의 고품질 3차원 초음파 영상을 초고속으로 구현합니다. 이는 의료 진단 분야에 혁신적인 솔루션을 제공합니다.

의료용 초음파 영상은 스페클 노이즈로 인해 진단 정확도가 저하되고 해부학적 구조의 경계가 모호해지는 문제가 있었습니다. 기존 스페클 제거 방식은 연산량이 많아 효율성이 낮았습니다. 본 기술은 초음파 영상의 자기 유사성(패치 반복성)을 활용하여 스페클을 효과적으로 제거합니다. 유사한 패치들을 찾아 정렬하고, 이를 기반으로 고화질 초음파 영상을 생성함으로써, 의료 현장에서 보다 빠르고 정확한 진단을 가능하게 합니다. 이는 종래 방식 대비 연산량을 크게 줄이면서도 뛰어난 스페클 제거 성능을 제공하는 혁신적인 솔루션입니다.

본 발명은 기존 HIFU 및 초음파 영상 기술의 한계를 극복하는 혁신적인 초음파 치료 장치 및 제어 방법을 제공합니다. 영상용 고주파 변환자와 HIFU 치료용 저주파 변환자를 하나의 프로브에 통합하고, 이들을 최적의 방식으로 배치하여 치료 정확도를 높이고 부작용을 최소화합니다. 특히, 넓은 구경 확보와 그레이팅 로브 최소화 기술을 통해 병변 부위만을 정밀하게 치료하며, 실시간 고해상도 영상을 제공하여 치료 과정을 효과적으로 모니터링할 수 있습니다. 이는 비침습적 치료의 안전성과 효율성을 극대화하여 환자 치료의 질을 향상하는 데 기여합니다.

미세석회화 조기 진단은 인체 질환의 중요한 요소입니다. 기존 X선 방식은 방사선 노출 위험과 실시간 진단의 어려움이 있었으며, 기존 초음파 방식 또한 다양한 조직 내 미세석회화 식별에 한계가 있었습니다. 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 초음파 의료영상 장치를 이용한 혁신적인 미세석회화 조직 검출 방법을 제안합니다. 대상체로부터 실시간으로 초음파 데이터를 획득하고, 시공간적 위상 변화값의 분산도를 분석하여 미세석회화 조직을 독립적으로, 그리고 매우 정확하게 검출합니다. 이 기술은 미세석회화 성분이 강조된 초음파 영상을 실시간으로 제공하며, 사용자에게 직관적인 정보를 제공함으로써 오진을 방지하고 질병의 조기 진단 및 신속한 치료에 크게 기여할 수 있습니다. 안전하고 비침습적인 방법으로 정밀한 진단을 가능하게 하여 의료 진단 기술의 발전을 이끌 것입니다.

기존 컨벡스 프로브 초음파 진단 시 좁은 영상화 영역 문제를 해결합니다. 본 발명은 구면파 형태의 초음파 신호에 대한 송신 및 수신 지연시간을 정밀하게 계산하여, 기존 기술 대비 훨씬 넓은 영상화 영역을 확보하는 혁신적인 초음파 송수신 방법, 장치 및 시스템을 제공합니다. 이를 통해 초음파 진단의 정확성과 효율성을 크게 향상시킬 수 있습니다.

기존 광 영상 및 치료 기술은 광산란으로 인해 깊은 조직 내부를 관찰하거나 치료하는 데 한계가 있었습니다. 본 발명은 이러한 문제점을 해결하고자 초음파 에너지를 활용하여 조직 손상 없이 광 에너지의 침투 깊이를 획기적으로 증가시키는 기술입니다. 초음파로 미세한 에어 버블을 생성, 광의 산란을 줄이고 전방 진행을 유도하여 의료 영상 진단 및 치료의 정밀도를 크게 향상시킵니다. 이 기술은 광역학 치료 등 다양한 의료 분야에서 새로운 가능성을 제시합니다.

저가형 RGB-D 카메라의 고질적인 문제인 노이즈와 카메라 궤적 추정 오차는 3D 공간 인식을 저해하는 요인입니다. 본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위해 두 가지 혁신적인 방법을 제시합니다. 첫째, 인접 프레임 간 기하변환을 활용한 깊이 맵 보정으로 노이즈를 효과적으로 제거합니다. 둘째, 다중-레벨 예측자-수정자 방법을 통해 카메라 궤적 추정 시 발생하는 오차 누적 속도를 획기적으로 감소시킵니다. 이 기술은 적은 연산량과 메모리로 높은 정확도를 장시간 유지하며, 모바일 환경 및 3D 물체 복원 분야에 큰 이점을 제공합니다.

컨벡스형 초음파 프로브를 이용한 평면파 생성 시 기존 방식은 높은 연산 및 공간 복잡도를 유발하는 문제가 있었습니다. 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해, 전체 송신 방향에 대한 지연시간을 효율적으로 계산하여 시프트 레지스터에 저장하고, 이를 시프트하여 필요한 지연시간을 신속하게 생성하는 방법을 제안합니다. 이 기술은 지연시간 계산에 필요한 연산 횟수와 레지스터 수를 획기적으로 감소시켜, 초음파 진단 장치의 성능과 효율성을 극대화합니다. 이를 통해 보다 빠르고 정밀한 초음파 영상 진단이 가능하여 의료 기술 발전에 크게 기여할 것으로 기대됩니다.

기존 초음파 영상의 움직임 추적 한계를 극복하기 위해, 본 기술은 2D 샘플볼륨 기반의 스펙트럴 도플러 영상에서 뉴럴 네트워크를 활용한 움직임 추적 기법을 제공합니다. 이는 초음파 영상의 감도와 화질을 획기적으로 개선하며, 스캔 시 발생하는 움직임의 부정적인 영향을 줄여줍니다. 특히, 훈련 데이터가 필요 없는 해밍 네트워크를 적용하여 의료 영상 분야에 효과적으로 적용될 수 있습니다. 본 기술은 PRF 감소 없이 2차원 샘플 볼륨을 생성하고, 그 안에서 발생한 움직임을 정밀하게 추적합니다. 의료 진단의 정확성을 높이는 데 기여할 것입니다.

초음파 영상 장치에서 고정 송신 빔 집속 방식은 넓은 빔 폭으로 인해 영상 정보 손실 및 화질 저하를 야기합니다. 본 기술은 이러한 문제를 해결하기 위해 개발되었습니다. 송신 파라미터에 따라 결정되는 송신 빔 계수를 활용하여 보상된 코히어런스 인자를 산출하고, 이를 통해 수신 집속 신호를 정밀하게 보상하는 빔포머 기술을 제공합니다. 이 혁신적인 방법을 통해 초음파 영상의 대조도를 획기적으로 향상시키고, 결과적으로 전반적인 영상 화질을 크게 개선할 수 있습니다. 의료 영상 진단의 정확도와 효율성을 높이는 데 기여할 것입니다.

기존 전방위 카메라 캘리브레이션은 다중 카메라 간 복잡한 정렬과 제한된 시야각으로 인해 정확도와 효율성 문제가 있었습니다. 본 기술은 단일 카메라와 다면체 패턴 구조물을 활용하여 이러한 한계를 극복합니다. 패턴의 일부만 촬영되어도 각 카메라의 내부 및 외부 캘리브레이션을 독립적으로 수행할 수 있습니다. 이를 통해 360도 전방위 카메라의 3D 보정 정확도를 획기적으로 높이고 영상 스티칭 품질을 향상합니다. 복잡한 설정 없이도 고정밀 캘리브레이션이 가능하여 VR/AR, 자율주행 등 다양한 분야에 기여할 수 있습니다.