KR102388950B1 - 전단 파 속도 측정방법 및 이를 수행하는 초음파 장치 - Google Patents

전단 파 속도 측정방법 및 이를 수행하는 초음파 장치 Download PDF

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Abstract

전단 파 속도 측정방법 및 이를 수행하는 초음파 장치가 개시된다. 일 실시 예에 따른 전단 파 속도 측정방법은, 대상체로부터 전단 파 신호를 검출하는 단계와, 검출된 전단 파 신호의 주 전파 방향과 소정 범위 이내에 위치하면서 서로 교차하는 벡터 형태의 신호들을 선정하는 단계와, 선정된 신호들을 이용하여 전단 파 속도를 계산하는 단계를 포함한다.

Description

전단 파 속도 측정방법 및 이를 수행하는 초음파 장치 {Method for measuring shear wave speed and ultrasonic device for performing the same}
본 발명은 전단 파(shear wave)를 이용하여 탄성영상을 제공하는 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전단 파의 파라미터를 측정하는 기술에 관한 것이다.
초음파 장치는 대상체의 소정부위를 향하여 초음파 신호를 전달하고, 체내의 조직에서 반사된 초음파 신호의 정보를 이용하여 연부조직의 단층이나 혈류에 관한 영상을 얻는 것이다. 이러한 초음파 장치는 소형이고, 저렴하며, 실시간으로 표시 가능하다는 이점이 있다. 또한, 초음파 장치는 X선 등의 피폭이 없어 안정성이 높은 장점이 있어, X선 진단장치, CT(Computerized Tomography) 스캐너, MRI(Magnetic Resonance Image) 장치, 핵의학 진단장치 등의 다른 화상 진단장치와 함께 널리 이용되고 있다.
탄성 영상법(Elastography)은 대상체의 탄성(elasticity)을 영상으로 나타내는 것이다. 대상체의 탄성은 대상체의 병리학적 현상과 관련이 있다. 종양은 정상조직(normal tissue)에 비해 단단하다. 즉, 종양의 탄성이 정상조직의 탄성보다 크기 때문에, 정상조직과 종양에 동일한 힘(Pressure)이 가해질 때, 정상조직의 변형율(Strain)이 종양의 변형율보다 크고, 종양에서의 전단 파 전파 속도가 정상조직에서의 전단 파 전파 속도보다 빠르다. 전단 파 속도는 탄성 값으로 표현할 수 있다. 따라서, 횡탄성 영상 기법에서는 전단 파의 속도를 계산하는 것이 중요하다.
탄성 영상법은 종양 또는 암 등의 진단뿐만 아니라, 신장 이식 모니터링, 피부와 조직공학, 암 치료 모니터링 등 다양한 분야에서 응용될 수 있다.
일 실시 예에 따라, 향상된 영상 품질을 얻기 위한 전단 파 속도 측정방법 및 이를 수행하는 초음파 장치를 제안한다.
일 실시 예에 따른 전단 파 속도 측정방법은, 대상체로부터 전단 파 신호를 검출하는 단계와, 검출된 전단 파 신호의 주 전파 방향과 소정 범위 이내에 위치하면서 서로 교차하는 벡터 형태의 신호들을 선정하는 단계와, 선정된 신호들을 이용하여 전단 파 속도를 계산하는 단계를 포함한다.
신호들을 선정하는 단계에서, 대상체에 전송되는 푸시 빔 초음파 신호에 기초하여 사전에 설정된 신호들을 선정할 수 있다.
신호들을 선정하는 단계에서, 사전에 설정된 복수 개의 후보 신호들 중에서 소정의 주파수 대역에서 상관관계 폭(correlation amplitude)이 가장 높은 신호를 선정할 수 있다.
신호들을 선정하는 단계에서, 사전에 설정된 복수 개의 후보 신호들 중에서 최대 상관관계 폭을 가진 주파수 대역에 포함되는 신호를 선정할 수 있다.
신호들을 선정하는 단계에서, 사전에 설정된 복수 개의 후보 신호들 중에서 상관계수(correlation coefficient)가 가장 높은 신호를 선정할 수 있다.
신호들을 선정하는 단계에서, 사전에 설정된 복수 개의 후보 신호들 중에서 전단 파 에너지(shear wave energy)가 가장 큰 신호를 선정할 수 있다.
신호들을 선정하는 단계에서, 검출된 전단 파의 주 전파 방향과 소정 범위 이내에 위치하면서 서로 교차하는 제1 신호 쌍 및 제2 신호 쌍을 각각 획득하며, 전단 파 속도를 계산하는 단계는, 획득된 제1 신호 쌍으로부터 제1 전단 파 속도를 계산하고, 제2 신호 쌍으로부터 제2 전단 파 속도를 계산하는 단계와, 제1 전단 파 속도 및 제2 전단 파 속도를 합성하여 전단 파 속도를 계산하는 단계를 포함할 수 있다.
전단 파 속도를 계산하는 단계는, 선정된 각 벡터의 시작 위치 지점과 끝 위치 지점의 시간 축 데이터를 사용하여 전단 파 도착시간을 추정하는 단계와, 추정된 전단 파 도착시간을 이용하여 전단 파 속도를 계산하는 단계를 포함할 수 있다.
전단 파 도착시간을 추정하는 단계는, 선정된 각 벡터의 시작 위치 지점과 끝 위치 지점의 시간 축 데이터 간의 교차상관(cross-correlation) 또는 교차 스펙트럼(cross-spectrum)을 계산하는 단계와, 계산된 교차상관 또는 교차 스펙트럼을 이용하여 로컬 전단 파 도착시간을 계산하는 단계를 포함할 수 있다.
전단 파 도착시간을 이용하여 전단 파 속도를 계산하는 단계는, 각 영상의 공간 축을 따라 샘플의 로컬 전단 파 도착시간을 누적하여 가상의 글로벌 전단 파 전파 맵을 생성하는 단계와, 일정한 공간 간격을 가진 가상의 글로벌 전단 파 전파 맵을 축 변환을 통해 일정한 시간 간격을 가지도록 공간 축의 위치를 샘플링 하는 단계와, 공간 축에 따른 샘플의 전단 파 도착시간을 이용하여 전단 파 속도를 계산하는 단계를 포함할 수 있다.
다른 실시 예에 따른 초음파 장치는, 대상체를 푸싱하는 푸시 빔 초음파 신호를 대상체에 송신하여 전단 파를 생성시키고, 푸시 빔 초음파 신호에 의해 전단 파가 생성된 대상체에 대하여 전단 파를 검출하는 검출 초음파 신호를 대상체로 송신하며, 대상체로부터 검출 초음파 신호에 대한 응답 신호로서 전단 파를 검출하는 초음파 프로브와, 초음파 프로브를 통해 수신된 응답 신호에 기초하여 대상체의 탄성 영상을 생성하되, 검출된 전단 파 신호의 주 전파 방향과 소정 범위 이내에 위치하면서 서로 교차하는 벡터 형태의 신호들을 선정하고 선정된 신호들을 이용하여 전단 파 속도를 계산하는 프로세서와, 생성된 탄성 영상을 표시하는 출력부를 포함한다.
일 실시 예에 따른 전단 파 속도 측정 기술을 통해 얻은 탄성영상의 경우 정확도 및 안정성이 높아지고, 측정 편차가 감소하며 노이즈 둔감성이 향상된다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전단 파 속도 측정을 위한 초음파 장치의 구성을 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 도 1의 프로세서의 구성을 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전단 파 속도 측정방법의 흐름을 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 강건한 전단 파 속도 계산을 위한 축 변환 그래프를 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전단 파의 주 전파방향을 시뮬레이션한 예를 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전단 파 속도 계산을 위한 신호 선택 예를 도시한 도면,
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 실시간 영상 처리를 위한 영상 획득 방법을 보여주는 도면,
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 대각선(Diagonal) 2D SWS(D2D-SWS, 이하, 'D2D-SWS'라 칭함) 계산결과의 성능을 보여주기 위해 D2D-SWS 계산을 이용하여 재구성되는 전단 파 맵 영상을 도시한 도면,
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 D2D-SWS 계산결과의 안정성(stability) 향상을 보여주기 위해 전단 파 맵 비교영상을 도시한 도면,
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 D2D-SWS 계산결과의 영상 품질(Image Quality) 향상을 보여주기 위해 전단 파 맵 비교영상을 도시한 도면,
도 11은 팬텀 시험을 통해 본 발명의 일 실시 예에 따른 D2D-SWS 계산결과의 표준편차 감소 및 노이즈 둔감성 향상 효과를 보여주기 위해 전단 파 맵 비교영상을 도시한 도면,
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 D2D-SWS 계산결과의 표준편차 감소 및 노이즈 둔감성 향상 효과를 보여주기 위해 도 11의 실험을 통해 얻어지는 표준편차 그래프를 도시한 도면,
도 13은 생체 내(In-vivo) 시험을 통해 본 발명의 일 실시 예에 따른 D2D-SWS 계산결과의 영상 품질(Image Quality) 향상을 보여주기 위해 전단 파 맵 비교영상을 도시한 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이며, 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
첨부된 블록도의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램인스트럭션들(실행 엔진)에 의해 수행될 수도 있으며, 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장치의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장치의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다.
이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장치를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다.
그리고 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장치 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장치 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장치를 수행하는 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명되는 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능들을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있으며, 몇 가지 대체 실시 예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하며, 또한 그 블록들 또는 단계들이 필요에 따라 해당하는 기능의 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명한다. 그러나 다음에 예시하는 본 발명의 실시 예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시 예는 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공된다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전단 파 속도 측정을 위한 초음파 장치의 구성을 도시한 도면이다.
초음파 장치는 초음파 프로브(Ultrasound probe)를 통해 대상체의 일부 영역을 푸싱하기 위한 빔 초음파 신호(이하, '푸시 빔 초음파 신호'라 함)를 대상체에 연속으로 송신할 수 있다(Successive pushes). 예를 들어, 초음파 장치는 긴 파장과 펄스 길이를 갖는 푸시 빔 초음파 신호를 초음파 프로브의 채널들을 이용하여 대상체에 송신한다. 초음파 장치는 집속된(focused) 푸시 빔 초음파 신호를 대상체의 일부 영역으로 송신할 수 있다. 이 경우, 대상체 내부에서 푸시 빔 초음파 신호에 의해 전단 파(shear wave)가 생성된다. 예를 들어, 푸시 빔 초음파 신호에 의해 푸시된 영역을 중심으로 전단 파가 생성될 수 있다. 전단 파의 속도(예를 들어, 1-10 m/s)는 대상체 내에서 초음파 신호의 평균 속도(즉, 1540 m/s) 보다 매우 느리기 때문에, 초음파 장치는 전단 파를 추적하기 위해 일반적인 초음파 신호(이하, 검출 초음파 신호)를 이용할 수 있다. 예를 들어, 초음파 장치는 전단 파가 전파되는 동안 검출 초음파 신호를 송신함으로써 전단 파의 속도를 측정할 수 있다. 이때, 검출 초음파 신호의 파장은 푸시 빔 초음파 신호의 파장보다 짧을 수 있다.
환자를 대상으로 한 실제 진단 환경에서, 실제 조직에서 이펙트 스페클 바이어스(Effect Speckle bias) 및 전단 파 감쇠(Shear wave attenuation) 등의 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 낮은 측정 편차, 노이즈 둔감성 및 프레임 간 일관성 등의 실시간 2D 정량 디스플레이(Quantitative display)의 요구 사항이 필요하다.
전술한 문제를 해결하기 위해, 대각선(Diagonal) 2D SWS(D2D-SWS: Shear Wave Speed, 이하, 'D2D-SWS'라 칭함) 계산방법과, 강건한(Robust) D2D-SWS(D2D-SWS(Robust), 이하, 'D2D-SWS(Robust)'라 칭함) 계산방법을 제안한다. D2D-SWS는 전단 파 신호의 주 전파 방향에 인접한 적어도 두 개의 신호를 선정하고, 선정된 신호들을 이용하여 전단 파 속도(SWS)를 계산하는 방식이다. 여기서, 주 전파 방향은 전단 파 신호가 가장 강하게 전파되는 방향을 의미한다. 그리고 '인접한' 이라는 것은 소정의 범위 이내를 의미하는 것으로, 소정의 범위는 선정된 신호들 간의 각도가 90도보다 작은 범위일 수 있다. 선정된 두 신호들은 속도 계산 시 하나가 주도적인 역할을 하고 다른 하나가 보조적인 역할을 하는 것이 아니라 둘 다 주도적인 역할을 수행한다.
D2D-SWS(Robust)은 D2D-SWS을 견고하게 하기 위한 것으로, 예를 들어, 매우 작은 로컬 ToF 값(velocity peak)을 견고하게 하기 위해 축을 변환한 후 D2D-SWS를 이용하여 전단 파 속도를 계산하는 방식이다.
D2D-SWS 계산방법은 신호대잡음비(SNR) 성능을 향상시키고, D2D-SWS(Robust) 계산방법은 이상치를 제거하고 노이즈 둔감성을 향상시킨다. 일 실시 예에 따른 D2D-SWS와 D2D-SWS(Robust) 계산방법에 따르면, 정확도, 안정성(Stability), 측정 편차(Standard deviation) 감소 및 노이즈 둔감성이 향상된다. 노이즈 둔감성이 향상되면 처리결과물이 노이즈에 영향을 미치는 정도가 작아진다. 이에 대한 효과는 도 8 내지 도 13을 참조로 하여 후술한다.
이하, 전술한 특징 및 효과를 가진 초음파 장치(1)의 구성에 대해 상세히 후술한다.
도 1을 참조하면, 초음파 장치(1)는 초음파 프로브(10), 프로세서(12) 및 출력부(14)를 포함한다.
초음파 프로브(10)는 초음파 송신부로부터 인가된 구동 신호(driving signal)에 따라 대상체로 초음파 신호를 송출하고, 대상체로부터 반사된 에코신호를 수신한다. 초음파 프로브(10)는 복수의 트랜스듀서를 포함하며, 복수의 트랜스듀서는 전달되는 전기적 신호에 따라 진동하며 음향 에너지인 초음파를 발생시킨다. 또한, 초음파 프로브(10)는 초음파 장치의 본체와 유선 또는 무선으로 연결될 수 있으며, 초음파 장치는 구현 형태에 따라 복수 개의 초음파 프로브(10)를 구비할 수 있다.
초음파 프로브(10)는, 대상체를 푸싱하는 제1 초음파 신호를 대상체로 송신하여 전단 파를 유도할 수 있다. 초음파 프로브(10)는 전단 파를 추적하는 제2 초음파 신호를 대상체로 송신하고, 제2 초음파 신호에 대한 응답신호를 대상체로부터 수신할 수 있다.
프로세서(12)는 초음파 프로브(10)로부터 수신된 응답신호를 신호처리할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(12)는 신호 처리를 위해 초음파 프로브(10)로부터 수신되는 에코신호를 처리하여 초음파 데이터를 생성하며, 증폭기, 아날로그 디지털 컨버터(Analog Digital converter: ADC), 수신 지연부 및 합산부를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 프로세서(12)는 초음파 프로브(10)를 통해 수신된 응답 신호에 기초하여 대상체의 탄성 영상을 생성한다. 프로세서(12)는 응답신호로서 검출된 전단 파 신호의 주 전파 방향에 인접하고 서로 교차하는 대각선 형태의 신호들을 선정한 후 선정된 신호들을 이용하여 전단 파 도착시간을 추정하고 전단 파 속도를 계산한다. 프로세서(12)의 세부 구성은 도 2를 참조로 하여 후술한다.
출력부(14)는 생성된 탄성 영상을 포함한 영상 처리결과를 화면에 표시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 도 1의 프로세서의 구성을 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 프로세서(12)는 전단 파 검출부(120), 벡터 선정부(124) 및 전단 파 속도 계산부(126)를 포함하며, 방향 필터(122)를 더 포함할 수 있다.
전단 파 검출부(120)는 전단 파를 검출하기 위한 검출 초음파 신호에 의해 대상체로부터 응답신호로서 전단 파 신호를 검출한다.
방향 필터(122)는 전단 파 검출부(120)에서 검출된 전단 파 신호들을 대상으로 각각 우측에서 좌측으로 전파되는 신호들만을 필터링하고, 좌측에서 우측으로 전파하는 신호들만을 필터링할 수 있다.
벡터 선정부(124)는 전단 파 검출부(120)를 통해 검출된 전단 파 신호가 가장 강하게 전파되는 주 전파 방향과 인접하고 측정 위치에서 서로 교차하는 벡터 형태의 신호들을 선정한다. 선정되는 각 벡터는 원점(0,0)으로부터 떨어진 거리와 방향으로 지정된다. 이후 전단 파 속도 계산 시에, 선정된 각 벡터의 시작 위치 지점과 끝 위치 지점의 시간 축 데이터를 사용한다.
벡터 선정부(124)는 다양한 기준에 의해 벡터 형태의 신호를 선정할 수 있다. 예를 들어, 벡터 선정부(124)는 대상체에 전송되는 푸시 빔 초음파 신호에 기초하여 사전에 설정된 신호들을 선정한다. 전단 파의 주 전파방향은 푸시 빔 방향(push beam direction)에 제한된 범위를 가지므로 제한된 푸시 빔 방향 내에 해당하는 신호들을 선정할 수 있다.
다른 예로, 벡터 선정부(124)는 사전에 설정된 복수 개의 후보 신호들 중에서 최적의 벡터를 선정한다. 이때, 후보 벡터들의 시작 위치 지점과 끝 위치 지점의 시간 축 신호 데이터 간 교차상관(cross-correlation) 또는 교차 스펙트럼(cross-spectrum)을 수행하여 후보 벡터들 중에서 최적의 벡터를 선정할 수 있다. 예를 들어, 교차 스펙트럼 수행 시, 사전에 설정된 복수 개의 후보 신호들 중에서 소정의 주파수 대역에서 상관관계 폭(correlation amplitude)이 가장 높은 신호를 선정할 수 있다. 또는 사전에 설정된 복수 개의 후보 신호들 중에서 최대 상관관계 폭을 가진 주파수 대역에 포함되는 신호를 선정할 수 있다. 다른 예로, 교차상관 수행 시, 사전에 설정된 복수 개의 후보 신호들 중에서 상관계수(correlation coefficient)가 가장 높은 신호를 선정할 수 있다. 또 다른 예로, 사전에 설정된 복수 개의 후보 신호들 중에서 전단 파 에너지(shear wave energy)가 가장 큰 신호를 선정할 수 있다. 벡터 선정부(124)는 각 샘플 별로 최적의 벡터를 선정할 수 있다. 이때, 각 샘플에서 선정된 벡터의 방향이 서로 다를 경우, 이후 단계의 원활한 계산을 위해 동일한 방향의 시간 데이터 형태로 보정할 수 있다.
전단 파 속도 계산부(126)는 벡터 선정부(124)를 통해 선정된 신호들을 이용하여 전단 파 속도를 계산한다. 일 실시 예에 따른 전단 파 속도 계산부(126)는 선정된 신호들을 이용하여 전단 파 도착시간(shear wave arrival time)을 추정하고 추정된 전단 파 도착시간을 이용하여 전단 파 속도를 계산한다. 전단 파 도착시간 추정을 위해, 각 벡터의 시작 위치 지점과 끝 위치 지점의 시간 축 전단 파 신호 데이터 간의 교차상관 또는 교차 스펙트럼을 계산하고, 계산된 교차상관 또는 교차 스펙트럼을 이용하여 로컬 전단 파 도착시간을 계산할 수 있다.
전단 파 속도 계산부(126)는 로컬 전단 파 도착시간을 누적하여 일정한 공간 간격(spatial interval)을 가지는 공간 축(x축 및 z축)의 가상의 글로벌 전단 파 전파 맵(global shear wave propagation map)을 구성한다. 이어서, 구성된 공간 축(x축 및 z축)의 가상의 전단 파 전파 맵을 축 변환을 통해 각각 일정한 시간 간격(time interval)을 가지도록 공간 축의 위치를 샘플링 한다. 이어서, 공간 축에 따른 샘플의 전단 파 도착시간을 이용하여 전단 파 속도를 계산할 수 있다.
일 실시 예에 따른 벡터 선정부(124)는 검출된 전단 파의 주 전파 방향과 인접하면서 서로 교차하는 제1 신호 쌍 및 제2 신호 쌍을 각각 획득한다. 전단 파 속도 계산부(126)는 획득된 제1 신호 쌍으로부터 제1 전단 파 속도를 계산하고, 제2 신호 쌍으로부터 제2 전단 파 속도를 계산한 후, 제1 전단 파 속도 및 제2 전단 파 속도를 합성하여 전단 파 속도를 계산한다.
일 실시 예에 따른 전단 파 검출부(120)는 제1 푸시 빔 초음파 신호에 의해 생성된 제1 전단 파를 검출하고, 제2 푸시 빔 초음파 신호에 의해 생성된 제2 전단 파를 검출한다. 벡터 선정부(124)는 검출된 제1 전단 파를 대상으로 검출된 전단 파의 주 전파 방향과 인접하면서 서로 교차하는 제1 신호 쌍을 획득하고, 검출된 제2 전단 파를 대상으로 검출된 전단 파의 주 전파 방향과 인접하면서 서로 교차하는 제2 신호 쌍을 획득한다. 전단 파 속도 계산부(126)는 획득된 제1 신호 쌍과 제2 신호 쌍을 이용하여 전단 파 속도를 계산한다. 전술한 실시 예는 분리된 제1, 제2 푸시 빔 초음파 신호로부터 전단 파를 검출하는 예를 도시한 것으로, 방향 필터를 사용하는 경우 동일한 푸시 빔 초음파 신호로부터 전단 파를 검출할 수도 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전단 파 속도 측정방법의 흐름을 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 초음파 장치는 대상체를 푸싱하는 푸시 빔 초음파 신호를 대상체에 송신하여 전단 파를 생성한 후, 전단 파를 검출하는 검출 초음파 신호를 대상체로 송신하고 검출 초음파 신호에 대한 응답신호로 전단 파 신호를 검출한다(S610). 이때, 초음파 장치는 전단 파가 전파되는 동안 검출 초음파 신호를 송신함으로써 전단 파를 검출한다.
이어서, 초음파 장치는 검출된 전단 파 신호가 가장 강하게 전파되는 주 전파 방향에 인접하고 측정 위치를 기준으로 서로 교차하는 벡터 형태의 신호를 선정한다(S620). 선정된 신호들은 전단 파의 주 전파 방향을 기준으로 소정의 범위 이내에 존재한다. 예를 들어, 하나의 신호는 전단 파의 주 전파 방향을 기준으로 +30°, 다른 신호는 전단 파의 주 전파 방향을 기준으로 -30° 편향될 수 있다. 주 전파 방향은 전단 파가 가장 강하게 전파하는 방향이다. 인접한 두 신호로 2D-SWS를 계산하면 SNR이 향상된다. 주 전파 방향을 기준으로 x축 신호와 z축 신호를 선정하여 속도를 계산하는 경우, x축 신호의 속도가 주도적인 역할을 하고 z축의 속도는 보조적인 역할을 하게 된다. 이에 비해, 인접한 두 신호를 선정하여 속도를 계산하는 경우, 두 신호 모두 강한 신호이기 때문에 두 신호가 모두 주도적인 역할을 하게 되어 전단 파의 속도를 보다 정확하게 계산할 수 있게 된다.
각 샘플에서 선정된 벡터의 방향이 서로 다를 경우, 이후 단계의 계산을 위해서 선정된 벡터를 동일한 방향의 시간 데이터 형태로 보정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이어서, 초음파 장치는 선정된 신호들 V1 및 V2을 이용하여 전단 파 도착시간을 추정한다(S630). 이때, 전단 파 도착시간 추정 단계(S630)에서, 초음파 장치는 중심 픽셀 위치 (m,n)에서의 전단 파 속도를 계산하기 위해, 선정된 신호들을 대상으로 각각 시작 픽셀 위치와 끝 픽셀 위치의 두 지점에 대한 시간 축 신호 S(m-px/2,n-pz/2,t)와 S(m+px/2,n+pz/2,t) 간의 교차상관 또는 교차 스펙트럼을 계산하고, 계산된 교차상관 또는 교차 스펙트럼을 이용하여 전단 파 도착시간을 추정할 수 있다. 교차상관 CC(j)는 다음과 같다.
Figure 112019130171546-pat00001
이때,
Figure 112021091412891-pat00002
Figure 112021091412891-pat00003
,
Figure 112021091412891-pat00004
Figure 112021091412891-pat00005
이고,
Figure 112021091412891-pat00007
는 V1 및 V2 간 각도이다. CC는 상관 계수(correlation coefficient)이고, M은 시간 축을 따라 전단 파 신호 데이터 포인트의 갯수이다.
이어서, 초음파 장치는 교차상관 CC(j)을 이용하여 로컬 ToF(Time of Flight)를 계산한다. 예를 들어, 로컬 ToF Δt는 Δt=td/PRF이다. PRF는 펄스 반복 주파수(pulse repetition frequency)이다.
Td는
Figure 112019130171546-pat00008
Figure 112019130171546-pat00009
이다. 여기서, k=arg j maxCC(j)이다.
이어서, 초음파 장치는 추정된 전단 파 도착시간을 이용하여 전단 파 속도를 계산한다(S640). 예를 들어, 선정된 신호가 V1, V2이고, V1, V2의 두 방향 간 각도가 θ인 경우, 전단 파 속도 V는
Figure 112019130171546-pat00010
Figure 112019130171546-pat00011
이다.
Robust D2D-SWS 계산 방식에 따르면, 초음파 장치는 로컬 ToF를 이용하여 공간 축(x축 및 z축)의 가상의 글로벌 도착시간(global arrival time)
Figure 112019130171546-pat00012
Figure 112019130171546-pat00013
및
Figure 112019130171546-pat00014
Figure 112019130171546-pat00015
을 각각 계산한다. 이를 수식으로 표현하면 다음과 같다.
Figure 112019130171546-pat00016
Figure 112019130171546-pat00017
이고,
Figure 112019130171546-pat00018
Figure 112019130171546-pat00019
이다. 매우 작은 로컬 ToF 값(속도 피크)에 견고하게(robust) 하기 위해, 계산된 공간 축(x축 및 z축)의 가상의 글로벌 도착시간을 각각 일정한 시간 간격(time interval)
Figure 112019130171546-pat00020
Figure 112019130171546-pat00021
을 가지는 시간(t) 축으로 축 변환하여 전단 파 속도 V를 계산할 수 있다. 해당 방식은 D2D-SWS(robust) 방식에 관한 것으로, 축 변환을 통한 x축 방향 전단 파 속도 Vx와, z축 방향 전단 파 속도 Vz은 각각 다음 수식과 같다.
Figure 112019130171546-pat00022
Figure 112019130171546-pat00023
,
Figure 112019130171546-pat00024
Figure 112019130171546-pat00025
이다.
여기서,
Figure 112021091412891-pat00026
Figure 112021091412891-pat00027
는 주어진 시간 t에 대한 위치(
Figure 112021091412891-pat00028
)를 샘플링하는 함수이다.
Figure 112021091412891-pat00031
는 일정 시간 간격의 샘플링 주기이다.
이어서, x축 방향 전단 파 속도 Vx와 z축 방향 전단 파 속도 Vz를 평균하여 합성된 전단 파 속도 Vd를 계산한다. 이를 수식으로 표현하면 다음과 같다.
Figure 112019130171546-pat00032
Figure 112019130171546-pat00033
이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 강건한 전단 파 속도 계산을 위한 축 변환 그래프를 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면 조직의 이펙트 스페클 바이어스(Effect Speckle bias) 및 전단 파 감쇠(Shear wave attenuation)의 원인으로, 추정된 전단 파 도착시간의 변동(variation) 발생이 있다. 특히 변동들에 의해 전단 파 도착시간이 0에 가까운 매우 작은 값으로 추정되면 전단 파 속도를 계산할 때, 속도의 이상 값으로 계산될 수 있다. 이 이상 값들은 이후의 영상처리 연산에 의해 주변 픽셀들로 전파될 수 있으며, 매 프레임마다 랜덤하게 위치할 수 있다. 조직의 정량적인 강건함(stiffness) 표시를 목적으로 하는 횡 탄성 영상 모드에서, 이것은 진단의 신뢰성 저하를 유발하는 치명적인 결함인 될 수 있다.
이를 해결하기 위해서, 각 영상의 x축 또는 z축을 따라 샘플의 로컬 전단 파 도착시간(local shear wave arrival time)을 누적하여 가상의 글로벌 전단 파 전파 맵(global shear wave propagation map)을 생성한다. 이것은 영상의 위 또는 왼쪽에 가상의 전단 파 소스(shear wave source)를 위치 시키며, 그 반대방향으로 전단 파가 전파하는 것을 모사한 것이다.
이어서, 일정한(Uniform) 공간 간격(spatial interval)을 가지는 가상의 글로벌 전단 파 전파 맵을 x축(공간 축)-t축(시간 축)과 축 대칭을 통해 일정한 시간 간격(time interval)을 가지도록 x, z 축의 위치를 샘플링 한다. 이때 시간 간격은 전체 전파 시간 기준 또는 매질 속도 기반으로 정해진 일정한 시간 간격으로 구해질 수 있다.
각 x축 및 z축에 따른 전단 파 전파 속도 Vx 및 Vz를 계산한다. 이를 수식으로 표현하면 다음과 같다.
Figure 112019130171546-pat00034
Figure 112019130171546-pat00035
,
Figure 112019130171546-pat00036
Figure 112019130171546-pat00037
이어서, Vx 및 Vz를 평균하여 픽셀의 통합된 전파 속도를 계산한다. 이를 수식으로 표현하면
Figure 112019130171546-pat00038
Figure 112019130171546-pat00039
이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전단 파의 주 전파방향을 시뮬레이션한 예를 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 전단 파의 주 전파방향은 초점 위치(focal position), 초점거리(f)/#(진동자 직경) 등에 따라 변화한다. 도 5에서는 초점거리 3, 4, 5cm에서 f/#이 2.5, 1.5일 때의 전단 파의 주 전파방향을 각각 도시하고 있다. 이때, 전단 파의 주 전파방향은 푸시 빔 방향(push beam direction)에 제한된 범위를 가질 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전단 파 속도 계산을 위한 신호 선택 예를 도시한 도면이다. 보다 세부적으로 (a)는 사전 설정된 벡터를 선정하는 예를, (b)는 사전 설정된 후보 군에서 최적의 벡터를 선정하는 예를, (c)는 설정된 후보 벡터의 속도를 추정하고 합성된 속도를 계산하는 예를 각각 도시한 것이다.
도 6을 참조하면, 초음파 장치는 검출된 전단 파 신호가 가장 강하게 전파되는 주 전파 방향(Shear wave propagation direction)과 인접하고 서로 교차하는 벡터 형태의 신호들을 선정한다. 각 벡터는 원점(0,0)으로부터 떨어진 거리와 방향으로 지정된다. 이때, 각 벡터는 시작 위치 지점과 끝 위치 지점을 가지며, 시작 위치 지점과 끝 위치 지점의 시간(t) 축 데이터를 이용하여 최적의 벡터를 선정할 수 있다.
도 6의 (a) 방법에 따르면, 초음파 장치는 대상체에 전송되는 푸시 빔 초음파 신호에 기초하여 사전에 설정된 신호들 V(1), V(2)를 선정하고, 선정된 V(1), V(2)를 이용하여 전단 파 속도 V를 계산한다. 전단 파의 주 전파방향은 푸시 빔 방향(push beam direction)에 제한된 범위를 가지므로 제한된 푸시 빔 방향 내에서 신호들을 설정할 수 있다.
도 6의 (b) 방법에 따르면, 초음파 장치는 사전에 설정된 복수 개의 후보 신호들 중에서 최적의 벡터 V(1), V(2)를 선정하고, 선정된 V(1), V(2)를 이용하여 전단 파 속도 V를 계산한다. 복수 개의 후보 벡터들의 시작 위치 지점과 끝 위치 지점의 시간 축 신호 데이터 간 교차상관 또는 교차 스펙트럼을 수행하여 이 중에서 최적의 벡터 V(1), V(2)를 선정할 수 있다. 예를 들어, 교차 스펙트럼 수행 시 복수 개의 후보 신호들 중에서 소정의 주파수 대역에서 상관관계 폭(correlation amplitude)이 가장 높은 신호를 선정할 수 있다. 또는 사전에 설정된 복수 개의 후보 신호들 중에서 최대 상관관계 폭을 가진 주파수 대역에 포함되는 신호를 선정할 수 있다. 다른 예로, 교차상관 수행 시 사전에 설정된 복수 개의 후보 신호들 중에서 상관계수(correlation coefficient)가 가장 높은 신호를 선정할 수 있다. 또 다른 예로, 사전에 설정된 복수 개의 후보 신호들 중에서 전단 파 에너지(shear wave energy)가 가장 큰 신호를 선정할 수 있다.
도 6의 (c) 방법에 따르면, 초음파 장치는 전단 파의 주 전파 방향과 인접하면서 서로 교차하는 제1 신호 쌍(V(1,1), V(1,2)) 및 제2 신호 쌍(V(2,1), V(2,2))을 각각 획득한다. 이때, 전단 파 속도 계산부(126)는 획득된 제1 신호 쌍(V(1,1), V(1,2))으로부터 제1 전단 파 속도 V1를 계산하고, 제2 신호 쌍(V(2,1), V(2,2))으로부터 제2 전단 파 속도 V2를 계산한 후, 제1 전단 파 속도 V1 및 제2 전단 파 속도 V2를 합성하여 전단 파 속도 V를 계산한다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 실시간 영상 처리를 위한 영상 획득 방법을 보여주는 도면이다.
도 7을 참조하면, 실시간 영상화를 위해서는 도 7에 도시된 바와 같이 B 모드 영상 획득 / SWE 영상 획득을 순차 반복적으로 획득해야 한다. 예를 들어, B 모드 데이터 획득 이후 다음 B 모드 데이터 획득 사이에 일정한 간격으로 유휴 시간(idle time)이 발생하는데, 이 유휴 시간에 SWE 영상 데이터를 획득하면 실시간 영상처리가 가능하다. 속도 합성 수 증가에 따른 NCC 수행의 증가는 여러 단계로 나누어 유휴 시간에 실시간 처리될 수 있다.
이하, 도 8 내지 도 13을 참조로 하여 실험을 통해 D2D-SWS 및 D2D-SWS(robust) 계산의 효과를 입증하고자 한다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 D2D-SWS 계산결과의 성능을 보여주기 위해 D2D-SWS 계산을 이용하여 재구성되는 전단 파 맵 영상을 도시한 도면이다.
보다 세부적으로, (a)는 전단 파의 주 전파 방향 Vs을 기준으로 -30°의 각도를 가지는 신호 V1의 2D 전단 파 맵 영상을 도시한 것이고, (b)는 주 전파 방향 Vs을 기준으로 +30°의 각도를 가지는 신호 V2의 2D 전단 파 맵 영상을 도시한 것이며, (c)는 (a) 및 (b)와 같이 구성된 2D 전단 파 맵 영상들을 합성(compounding) 하여 생성된 하나의 최종 합성 전단 파 맵 영상(combined SWS map)을 도시한 것이다. (c)에 도시된 바와 같이, 성공적으로 재구성됨을 확인할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 D2D-SWS 계산결과의 안정성(stability) 향상을 보여주기 위해 전단 파 맵 비교영상을 도시한 도면이다.
보다 세부적으로, (a)는 2D-SWS 계산에 의해 생성되는 전단 파 맵 영상을 5배 보간(interp: 5)한 영상을 도시한 것이고, (b)는 2D-SWS 계산에 의해 생성되는 전단 파 맵 영상을 15배 보간(interp: 15)한 영상을 도시한 것이며, (c)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 D2D-SWS 계산에 의해 생성되는 전단 파 맵 영상을 5배 보간(interp: 5)한 영상을 도시한 것이다.
도 9를 참조하면, 2D-SWS 계산에 의해 생성되는 전단 파 맵 영상은 z축에서 ToF가 0에 가까운 작은 값이 측정되므로, (a)에 도시된 바와 같이 5배 보간(interp: 5) 시 수치적인 문제가 발생하고, (b)에 도시된 바와 같이 15배 보간(interp: 15)을 해야 비로소 정상화되는 것을 확인할 수 있다. 이에 비해, 일 실시 예에 따른 D2D-SWS 계산에 의해 생성되는 전단 파 맵 영상은 (c)에 도시된 바와 같이 5배 보간(interp: 5)만을 수행했는데 수치에 문제가 없음을 확인할 수 있다. 이는 D2D-SWS 계산방식이 NCC 수행 범위 및 보간 정도에 따른 연산량이 감소되는 효과가 있음을 입증하는 것이라 하겠다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 D2D-SWS 계산결과의 영상 품질(Image Quality) 향상을 보여주기 위해 전단 파 맵 비교영상을 도시한 도면이다.
보다 세부적으로 (a)는 D2D-SWS(robust) 계산에 의해 생성되는 전단 파 맵 영상을 도시한 것이고, (b)는 D2D-SWS 계산에 의해 생성되는 전단 파 맵 영상을 도시한 것이며, (c)는 2D-SWS 계산에 의해 생성되는 전단 파 맵 영상을 도시한 것이다.
(c) 2D-SWS 전단 파 맵 영상과 비교할 때, (a) D2D-SWS(robust) 전단 파 맵 영상 및 (b) D2D-SWS 전단 파 맵 영상의 영상 품질의 차이가 거의 없음을 확인할 수 있다.
도 11은 팬텀 시험을 통해 본 발명의 일 실시 예에 따른 D2D-SWS 계산결과의 표준편차 감소 및 노이즈 둔감성 향상 효과를 보여주기 위해 전단 파 맵 비교영상을 도시한 도면이다.
보다 세부적으로, (a)는 Pork belly를 이용한 팬텀 시험(Experiment) 모습을 도시한 것이고, (b)는 Pork belly를 이용한 2D-SWS 팬텀 탄성파 영상을 도시한 것이고, (c)는 Pork belly를 이용한 D2D-SWS 팬텀 탄성파 영상을 도시한 것이고, (d)는 Pork belly를 이용한 D2D-SWS(Robust) 팬텀 탄성파 영상을 도시한 것이다.
팬텀 시험을 통해 (b) 2D-SWS, (c)D2D-SWS 및 (d)D2D-SWS(Robust)의 표준편차를 보기 위해 cylinder 및 background 수치를 측정하였다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 D2D-SWS 계산결과의 표준편차 감소 및 노이즈 둔감성 향상 효과를 보여주기 위해 도 11의 실험을 통해 얻어지는 표준편차 그래프를 도시한 도면이다.
보다 세부적으로, (a)는 2D-SWS 팬텀 탄성파 영상의 cylinder(Type IV) 및 background의 표준편차 수치를, (b)-(f)는 D2D-SWS 팬텀 탄성파 영상의 cylinder(Type IV) 및 background의 표준편차 수치를, (g)-(k)는 D2D-SWS(robust) 팬텀 탄성파 영상의 cylinder(Type IV) 및 background의 표준편차 수치를 각각 도시한 것이다. (b)-(f) 및 (g)-(k)는 순서대로 (-15°,15°), (0°,15°), (-15°,0°), (-5°,30°), (-30°,5°) 방향을 나타낸다.
도 12의 그래프에서 확인할 수 있듯이, (a): 2D-SWS에서 (b)-(f): D2D-SWS, (g)-(k): D2D-SWS(robust)로 갈수록 단계적으로 표준편차가 감소함을 확인할 수 있다. D2D-SWS의 각도 별 표준편차는 미비한 수준으로 매우 견고하다.
도 13은 생체 내(In-vivo) 시험을 통해 본 발명의 일 실시 예에 따른 D2D-SWS 계산결과의 영상 품질(Image Quality) 향상을 보여주기 위해 전단 파 맵 비교영상을 도시한 도면이다.
보다 세부적으로, (a)와 (c)는 간(Liver) 및 유방(Breast)을 각각 대상으로 한 2D-SWS 전단 파 맵 영상을 도시한 것이고, (b)와 (d)는 간(Liver) 및 유방(Breast)을 각각 대상으로 한 D2D-SWS(robust) 전단 파 맵 영상을 도시한 것이다.
도 13을 참조하면, (a), (c): 2D-SWS의 경우 노이즈가 발생하고 있으나, (b), (d): D2D-SWS(robust)의 경우 노이즈가 없음을 확인할 수 있다.
도 8 내지 도 13을 참조로 하여 전술한 바와 같이, 일 실시 예에 따른 D2D-SWS 및 D2D-SWS(robust) 계산을 통해 정확도, 안정성, 측정 편차 감소 및 노이즈 둔감성 향상 효과가 팬텀 시험 및 생체 내(In-vivo) 시험을 통해서 검증되었다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 실시 예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (11)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 대상체로부터 전단 파 신호를 검출하는 단계;
    검출된 전단 파 신호의 주 전파 방향과 소정 범위 이내에 위치하면서 서로 교차하는 벡터 형태의 신호들을 선정하는 단계; 및
    선정된 신호들을 이용하여 전단 파 속도를 계산하는 단계; 를 포함하고,
    신호들을 선정하는 단계는
    사전에 설정된 복수 개의 후보 신호들 중에서 소정의 주파수 대역에서 상관관계 폭(correlation amplitude)이 가장 높은 신호를 선정하는 것을 특징으로 하는 전단 파 속도 측정방법.
  4. 대상체로부터 전단 파 신호를 검출하는 단계;
    검출된 전단 파 신호의 주 전파 방향과 소정 범위 이내에 위치하면서 서로 교차하는 벡터 형태의 신호들을 선정하는 단계; 및
    선정된 신호들을 이용하여 전단 파 속도를 계산하는 단계; 를 포함하고,
    신호들을 선정하는 단계는
    사전에 설정된 복수 개의 후보 신호들 중에서 최대 상관관계 폭을 가진 주파수 대역에 포함되는 신호를 선정하는 것을 특징으로 하는 전단 파 속도 측정방법.
  5. 대상체로부터 전단 파 신호를 검출하는 단계;
    검출된 전단 파 신호의 주 전파 방향과 소정 범위 이내에 위치하면서 서로 교차하는 벡터 형태의 신호들을 선정하는 단계; 및
    선정된 신호들을 이용하여 전단 파 속도를 계산하는 단계; 를 포함하고,
    신호들을 선정하는 단계는
    사전에 설정된 복수 개의 후보 신호들 중에서 상관계수(correlation coefficient)가 가장 높은 신호를 선정하는 것을 특징으로 하는 전단 파 속도 측정방법.
  6. 대상체로부터 전단 파 신호를 검출하는 단계;
    검출된 전단 파 신호의 주 전파 방향과 소정 범위 이내에 위치하면서 서로 교차하는 벡터 형태의 신호들을 선정하는 단계; 및
    선정된 신호들을 이용하여 전단 파 속도를 계산하는 단계; 를 포함하고,
    신호들을 선정하는 단계는
    사전에 설정된 복수 개의 후보 신호들 중에서 전단 파 에너지(shear wave energy)가 가장 큰 신호를 선정하는 것을 특징으로 하는 전단 파 속도 측정방법.
  7. 대상체로부터 전단 파 신호를 검출하는 단계;
    검출된 전단 파 신호의 주 전파 방향과 소정 범위 이내에 위치하면서 서로 교차하는 벡터 형태의 신호들을 선정하는 단계; 및
    선정된 신호들을 이용하여 전단 파 속도를 계산하는 단계; 를 포함하고,
    신호들을 선정하는 단계는
    검출된 전단 파의 주 전파 방향과 소정 범위 이내에 위치하면서 서로 교차하는 제1 신호 쌍 및 제2 신호 쌍을 각각 획득하며,
    전단 파 속도를 계산하는 단계는
    획득된 제1 신호 쌍으로부터 제1 전단 파 속도를 계산하고, 제2 신호 쌍으로부터 제2 전단 파 속도를 계산하는 단계; 및
    제1 전단 파 속도 및 제2 전단 파 속도를 합성하여 전단 파 속도를 계산하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전단 파 속도 측정방법.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 대상체로부터 전단 파 신호를 검출하는 단계;
    검출된 전단 파 신호의 주 전파 방향과 소정 범위 이내에 위치하면서 서로 교차하는 벡터 형태의 신호들을 선정하는 단계; 및
    선정된 신호들을 이용하여 전단 파 속도를 계산하는 단계; 를 포함하고,
    전단 파 속도를 계산하는 단계는
    선정된 각 벡터의 시작 위치 지점과 끝 위치 지점의 시간 축 데이터를 사용하여 전단 파 도착시간을 추정하는 단계; 및
    추정된 전단 파 도착시간을 이용하여 전단 파 속도를 계산하는 단계; 를 포함하며,
    전단 파 도착시간을 이용하여 전단 파 속도를 계산하는 단계는
    각 영상의 공간 축을 따라 샘플의 로컬 전단 파 도착시간을 누적하여 가상의 글로벌 전단 파 전파 맵을 생성하는 단계;
    일정한 공간 간격을 가진 가상의 글로벌 전단 파 전파 맵을 축 변환을 통해 일정한 시간 간격을 가지도록 공간 축의 위치를 샘플링 하는 단계; 및
    공간 축에 따른 샘플의 전단 파 도착시간을 이용하여 전단 파 속도를 계산하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전단 파 속도 측정방법.
  11. 삭제
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