KR20230116264A - 의료영상화 기술 교육용 실험장치 및 그 방법 - Google Patents

의료영상화 기술 교육용 실험장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실험 장치는 대상 물체의 표면에 초음파를 주사하여 투과된 초음파가 대상 물체의 내부에서 반송된 반송 초음파의 원시 신호를 획득하는 신호 획득부 및, 획득한 원시 신호의 잡음 제거, 포락선 검출 및 다이나믹 레인지를 조정하여 신호를 처리하는 신호 처리부를 포함한다. 이에 의해, 본 발명은 반송 초음파의 원시 신호를 획득하여 획득한 원시 신호를 처리하여 영상화하는 교육을 수행할 수 있는 구성을 제공함으로써 이론 중심의 교육을 벗어나 실무 중심의 교육을 실시할 수 있다.

Description

의료영상화 기술 교육용 실험장치 및 그 방법{TRAINING APPARATUS FOR EDUCATION OF MEDICAL IMAGING TECHNOLOGY AND METHOD THEREOF}
본 발명은 의료영상화 기술 교육용 실험장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 특히, 반송 초음파의 원시 신호를 획득하여 획득한 원시 신호를 처리하여 영상화하는 교육을 수행할 수 있는 구성을 제공함으로써 이론 중심의 교육을 벗어나 실무 중심의 교육을 실시할 수 있는 의료영상화 기술 교육용 실험장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적인 초음파 영상 시뮬레이터는 학습자들에게 초음파 검사 기술을 교육하는데 사용된다. 그러나 기존의 초음파 영상기기들을 사용하여 제공되는 교육은 한정적이다. 특정한 초음파 진단 교육 장치들은 초음파 기기 또는 다른 의료 진단 장치로 실제 사람의 신체를 정밀하게 스캐닝하는데 기초하여 초음파 검사 데이터 세트들의 3D 배열을 이용하며, 시간이 많이 걸리고 비용도 많이 든다. 이러한 데이터 세트에는 한정된 양의 데이터가 있다. 스캐닝 창 및 각도는 실제, 임상 검사와 비교하면 제한적이다. 더구나 초음파의 원시 신호의 획득이 어려우며 최종 이미지와 샘플에 대해서만 활용할 수 있는 점에서 매우 제한적이다.
또한, 실제 의료진들이 임상 현장에서 진단을 시행할 때, 실제 환자의 내부를 투영시켜 볼 수 없기 때문에 의사는 인체의 내부를 짐작하고 획득된 초음파 영상을 이해해야 하므로, 프로브의 적절한 위치 선정과 이로부터 획득되는 초음파 영상 간의 관계를 정확히 매칭하기 어려울 수 있다.
더불어 지금까지 의료업계에서는 2차원 초음파 장비를 이용하여 3차원 인체의 단면 데이터를 보는데 익숙하여 왔기 때문에, 3차원 인체에서 어떤 방식으로 3차원 및 4차원 데이터가 형성되는지 그 공간적인 개념과 원리를 파악하기 어려운 상황이다.
이러한 교육을 위해서는 실제 초음파 진단장치를 통해 교육을 받는 것이 바람직하지만 이 장치들은 고가이며 현실적으로 교육용으로 사용하는 데는 많은 한계가 있고, 지금까지 판매되는 교육용 시뮬레이터도 대부분 고가의 컴퓨터를 베이스로 하여 부가 기기를 구비해야 하며, 시뮬레이터 데이터가 부족하거나, 4차원적 공간개념이 적용되지 않는 등 다양한 임상 상황을 체득할 수 있는 교육용으로 부적절하다.
따라서, 초음파 기술 교육에 있어서 완제품 중심이 아닌 물리적인 기술 의미와 개념 및 원리를 알기 쉽게 교육하기 위한 실험장치 및 실험 방법 필요한 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 반송 초음파의 원시 신호를 획득하여 획득한 원시 신호를 처리하여 영상화하는 교육을 수행할 수 있는 구성을 제공함으로써 이론 중심의 교육을 벗어나 실무 중심의 교육을 실시할 수 있는 의료영상화 기술 교육용 실험장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 실험 장치는 대상 물체의 표면에 초음파를 주사하여 투과된 상기 초음파가 상기 대상 물체의 내부에서 반송된 반송 초음파의 원시 신호를 획득하는 신호 획득부; 및, 획득한 상기 원시 신호의 잡음 제거, 포락선 검출 및 다이나믹 레인지를 조정하여 신호를 처리하는 신호 처리부;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 신호 획득부는, 전기 에너지가 인가되면 초음파가 발생되고, 발생된 초음파를 대상 물체로 주사하여, 되돌아오는 반송 초음파에 실린 정보를 전기적인 신호로 변환시켜 원시 신호를 획득하는 트랜스듀서; 상기 트랜스듀서가 설치되고, 상기 대상 물체가 놓이는 지지대와 모터의 구동을 제어하는 구동부; 및, 초음파 진동자로 펄스를 가해주며 상기 원시 신호를 증폭시켜 상기 신호 처리부로 전송하는 펄서-리시버;를 포함할 수 있다.
이러한 상기 트랜스듀서는 싱글 타입 또는 멀티 채널 타입의 초음파 트랜스듀서일 수 있다.
또한, 상기 신호 획득부는, 상기 트랜스듀서, 상기 구동부를 제어하고, 상기 펄서-리시버의 구동과 작동 및 제어 조건을 정제하는 제어부;를 더 포함할 수 있다.
상기 트랜스듀서, 상기 구동부를 제어하고, 상기 펄서-리시버의 구동과 작동 및 제어 조건을 정제하는 제어부;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 신호 처리부는, 상기 원시 신호의 잡음을 제거하는 데이터 가공부; 및, 상기 잡음이 제거된 신호에 대하여 영상화를 위한 데이터 변환을 수행하는 영상 처리부;를 포함할 수 있다.
이러한, 상기 영상 처리부는, 상기 신호의 포락선 검출 및 상기 다이나믹 레이지를 조정할 수 있다.
또한, 상기 신호 처리부는, 영상화된 정보를 리포트의 형태로 발행하는 리포트 발행부;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 리포트 발생부는, 상기 신호처리부에 있어 사용된 영상처리 알고리즘들의 정보와 조건, 정제된 구동, 작동, 제어 조건 정보를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 실험 방법은 대상 물체의 표면에 초음파를 주사하여 투과된 상기 초음파가 상기 대상 물체의 내부에서 반송된 반송 초음파의 원시 신호를 획득하는 신호 획득 과정을 수행하는 단계; 및, 획득한 상기 원시 신호의 잡음 제거, 포락선 검출 및 다이나믹 레인지를 조정하여 신호를 처리하는 영상화 처리 과정을 수행하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 따른 본 발명은 반송 초음파의 원시 신호를 획득하여 획득한 원시 신호를 처리하여 영상화하는 교육을 수행할 수 있는 구성을 제공함으로써 이론 중심의 교육을 벗어나 실무 중심의 교육을 실시할 수 있다.
더불어, 초음파 영상화 과정의 신호 획득과 신호 처리를 직접 실습하며 초음파 의료기기의 원리를 효과적으로 이해하는데 도움이 되며, 실무에서 사용되는 의료 장비에 친숙할 수 있다. 그러므로 본 발명은 전문인력 양성 교육에 효과적인 커리큘럼이 될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 의료영상화 기술 교육용 실험장치를 나타내는 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 의료영상화 기술 교육용 실험장치의 구성을 간략하게 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 실습 보고서를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 의료영상화 기술 교육용 실험 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하에서 본 발명의 기술적 사상을 명확화하기 위하여 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성요소에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 도면들 중 실질적으로 동일한 기능구성을 갖는 구성요소들에 대하여는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호들 및 부호들을 부여하였다. 설명의 편의를 위하여 필요한 경우에는 장치와 방법을 함께 서술하도록 한다.
본 발명의 초음파 영상화 기술은 펄서에서 주어진 신호에 대해 트랜스듀서에서 발산된 초음파가 대상 물체에 표면에서 투과 진행되고 내부 물체에서 반송되는 반송 초음파 신호를 통해 깊이에 대한 정보를 분석 처리하며 멀티채널 트랜스듀서 혹은 스캔을 통해 깊이 방향의 2차원 영상을 획득하게 된다. 이에, 간략한 초음파 영상화 기술을 교육하는 실험장치를 구성함으로써, 원시신호를 획득하여 의료분야에서의 초음파 기기의 원리를 이해하고 활용하기 위해 분석하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 의료영상화 기술 교육용 실험장치를 나타내는 모식도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 의료영상화 기술 교육용 실험장치의 구성을 간략하게 나타내는 블록도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명은 초음파 시스템에서의 의료영상화 기술을 교육하는 실험 장치(100)에 관한 것으로, 실험 장치(100)는 신호 획득부(110) 및 신호 처리부(140)를 포함할 수 있다.
신호 획득부(110)는 대상 물체의 표면에 초음파를 주사하여 투과된 초음파가 대상 물체의 내부에서 반송된 반송 초음파의 원시 신호를 획득하는 신호 획득 과정을 수행할 수 있다.
신호 획득부(110)는 트랜스듀서(111), 구동부(120) 및 펄서-리시버(130)를 포함할 수 있다. 나아가, 신호 획득부(110)는 제어부(135)를 더 포함할 수 있다.
트랜스듀서(111)는 전기 에너지를 기계진동으로 변환하여 초음파를 발생시킬 수 있다. 트랜스듀서(111)는 발생된 초음파를 대상 물체로 주사하여, 되돌아오는 반송 초음파에 실린 정보를 전기적인 신호로 변환시켜 원시 신호를 획득할 수 있다. 이러한 트랜스듀서(111)는 싱글 타입 또는 멀티 채널 타입의 초음파 트랜스듀서로 구현될 수 있다. 초음파 트랜스듀서는 멤스(MEMS, Micro-Electro-Mechanical System) 기술을 이용하여 제조되는 칩을 포함할 수 있다. 여기서, 트랜스듀서(transducer)는 하나 이상의 소스로부터 수신하는 어떤 형태의 에너지를 다른 형태로 바꾸는 장치로서, 예를 들면 스피커는 전기음성 신호를 가청공기 압력파로 바꾸고, 픽업은 바늘의 기계적 움직임을 전기적 압력으로 바꾸는 변환기이다. 따라서, 초음파 트랜스듀서란 전기 에너지를 초음파로 변환하는 초음파 변환기에 해당될 수 있다.
트랜스듀서(111)는 전기 에너지가 인가되면 초음파가 발생되고, 발생된 초음파가 대상 물체에 투사되어 반송됨으로써, 치료나 진단 또는 탐지기능을 수행하기 위한 원시 신호를 획득할 수 있다.
구동부(120)는 트랜스듀서(111)가 설치되고, 상기 대상 물체가 놓이는 지지대와 모터의 구동을 제어할 수 있다. 즉, 구동부(120)는 대상 물체가 놓이는 지지대와 트랜스듀서(111)가 설치되는 3축 스테이지(121) 및 3축 스테이지(121)의 구동을 제어하는 모터 구동부(123)를 포함할 수 있다.
3축 스테이지(121)는 X, Y, Z로 3축으로 스테이지를 구동할 수 있다. 3축 스테이지(121)는 트랜스듀서(111)와 결합되어 대상 물체를 향해 초음파를 주사할 수 있도록 조절될 수 있다. 이때, 모터 구동부(123)의 제어 하에 3축 스테이지(121)가 구동될 수 있다.
이러한, 모터 구동부(123)는 작은 전류와 전압을 제어하는 프로세서와 큰 전류로 작동하는 모터 사이에서 중재하는 역할을 수행할 수 있다. 모터 구동부(123)는 프로세서의 작은 전압을 제어하여 모터의 속도를 제어하고, 모터의 방향을 변경할 수 있다.
펄서-리시버(130)는 트랜스듀서(111)로 초음파 발진 및 수신을 할 수 있다. 즉, 펄서-리시버(130)는 수신기 역할을 수행할 수 있다. 여기서, 펄서(pulsar)는 초음파 진동자로 펄스를 가해주며, 리시버(recever)는 대상 물체로부터 검출된 원시 신호를 증폭할 수 있다. 펄서-리시버(130)는 획득한 원시 신호를 증폭시켜 신호 처리부(140)로 전송할 수 있다.
제어부(135)는 트랜스듀서(111), 구동부(120)를 제어하고, 신호 처리부(140)로 전송하는 펄서-리시버(130)의 구동과 작동 및 제어 조건을 정제할 수 있다.
신호 처리부(140)에서는 신호 획득부(110)에서 획득한 원시 신호의 잡음 제거, 포락선 검출 및 다이나믹 레인지를 조정하여 신호를 처리할 수 있다. 즉, 신호 처리부(140)는 영상의 밝기를 조절하며, 대조비가 증가하였음을 시각적으로 확인할 수 있도록 영상화 처리 과정을 수행할 수 있다.
신호 처리부(140)는 획득한 원시 신호에 대하여 정제 과정과 영상화 처리 과정을 수행할 수 있다. 신호 처리부(140)는 프로세서로 구현될 수 있다. 여기서, 프로세서는 컴퓨터로서 당업계에서 지칭되는 집적 회로로 제한되는 것이 아니고, 광의적으로 컴퓨터, 프로세서, 마이크로프로세서, 마이크로컴퓨터, 프로그램가능 로직 제어기, 특수 용도의 집적 회로 및 다른 프로그램가능 회로를 포함할 수 있다.
신호 처리부(140)는 디스플레이부(141) 및 입력부(143)와 결합되어 구성될 수 있다. 여기서 디스플레이부(141)는 신호를 처리하기 위한 사용자 인터페이스 및 신호가 처리된 영상화 정보를 표시할 수 있다. 입력부(143)는 학습자로부터의 입력을 수용하며 조작 신호를 입력 받을 수 있다. 디스플레이부(141)는 모니터와 같이 액정(liquid crystal), 플라즈마(plasma), 발광 다이오드(light-emitting diode), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode), 면전도 전자총(surface-conduction electron-emitter), 탄소 나노 튜브(carbon nano-tube), 나노 크리스탈(nano-crystal) 등의 다양한 디스플레이 방식의 표시장치로 구현될 수 있다. 입력부(143)는 키보드, 마우스, 트랙패드, 입력패드, 조이스틱, 바코드리더, 스캐너 등과 같은 입력장치로 구현될 수 있다.
신호 처리부(140)는 매틀랩(Matlab) 툴을 이용하여 영상 처리 과정을 제공할 수 있다. 또한, 신호 처리부(140)는 랩뷰(LabView)를 통한 제어 소프트웨어의 활용 과정을 제공할 수 있다. 이때, 디스플레이부(141)을 통해 제공된 과정들을 표시할 수 있으며, 입력부(143)를 이용하여 학습자로부터 조작 신호를 입력 받을 수 있다.신호 처리부(140)는 데이터 가공부(145), 영상 처리부(147) 및 리포트 발행부(149)를 포함할 수 있다.
데이터 가공부(145)는 원시 신호에 대하여 정제 과정을 수행할 수 있다. 즉, 데이터 가공부(145)는 원시 신호의 잡음을 제거할 수 있다. 여기서, 잡음 제거는 스페클 잡음의 제거에 활용될 수 있다.
영상 처리부(147)는 잡음이 제거된 신호에 대하여 영상화를 위한 데이터 변환 과정을 수행할 수 있다. 즉, 영상 처리부(147)는 포락선 검출 과정을 수행할 수 있다.
또한, 영상 처리부(147)는 신호대잡음비(Signal to Noise Ratio, SNR)의 향상이나 영상의 잡음 제거, 깊이에 따라 감쇄되는 신호의 보상 과정을 수행할 수 있다.
더불어, 영상 처리부(147)는 다이나믹 레인지를 조정할 수 있다. 이는 감쇄신호영역에 대한 보상 과정을 수행하는 것으로 의미할 수 있다.
또한, 영상 처리부(147)는 초음파 영상의 주된 화질저하 요인인 스페클 잡음의 감소와 에지의 강화를 위한 알고리즘을 이용하여 영상을 처리할 수 있다. 이러한 알고리즘은 주파수와 공간 정보를 모두 사용할 수 있는 웨이블릿 변환을 이용하여, 다양한 크기의 에지를 강화할 수 있다. 초음파 영상에서는 스페클의 에너지가 넓은 주파수 영역에 걸쳐 신호의 에너지와 비슷하여 웨이블릿 계수의 크기의 통계적인 특성을 이용한 임계값만으로는 둘 사이의 구분이 어렵다. 이에, 영상 처리부(147)는 웨이블릿 변환된 영상에서 각 해상도 영상 별로 구조적인 특성을 이용한 구조 행렬의 고유값 변환 방법을 통해 스페클과 에지영역을 구분하고, 이를 바탕으로 영상에 대하여 에지의 방향에 선택적인 필터링과 스페클이 감소하는 과정을 수행할 수 있다. 또한, 영상 처리부(147)는 초음파 영상의 스페클 잡음을 감소시키는 방법으로, 스페클 감소 필터링과 함께 사용될 수 있는 공간 합성법 및 주파수 합성법을 활용할 수도 있다.
데이터 가공부(145)와 영상 처리부(147)는 잡음 제거 필터, 포락선 검출(예를 들어, Hilbert transform), 주파수 대역 필터 등의 알고리즘을 이용하여 과정을 수행할 수 있다.
리포트 발행부(149)는 영상화된 정보를 리포트의 형태로 발행할 수 있다. 여기서, 발행된 리포트에는 학습자에 의해 영상 처리된 그래프가 포함될 수 있다. 학습자의 역량에 따라 개선된 그래프는 더욱 추가될 수 있다. 그래프를 추가하기 위한 툴로 매틀랩(Matlab)을 활용할 수 있다. 여기서 매틀랩은 알고리즘이 함수파일로 제공됨으로써 알고리즘에 대한 이해가 용이할 수 있다.
리포트 발행부(149)는 신호 처리부(140)에 있어 사용된 영상처리 알고리즘들의 정보와 조건, 정제된 구동, 작동, 제어 조건 정보를 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 실습 보고서를 나타내는 도면이다. 도 3을 참조하면, 리포트 발행부(149)를 통해 발행된 리포트를 확인할 수 있다.
이는, 학습자가 실습장치(100)를 토대로 실험한 결과를 나타낼 수 있다.
따라서, 본 발명은 학습자가 하드웨어와 소프트웨어를 구분하여 작동되도록 구성됨으로써, 하드웨어의 제어 및 스테이지와 펄서-리시버의 동작을 구현하며 실습하고 모터 구동부를 통해 2D-3D 데이터의 구성을 습득할 수 있다.
결국, 펄서-리시버와 모터 구동부의 동기화로 실습장치의 전체 구성을 이해하며, 트랜스듀서의 구동 과정을 통해 학습자들이 원시 신호처리를 위한 데이터의 구조와 구성을 체험함으로써 확인할 수 있다. 이후, 신호 처리부에서 직접 알고리즘을 적용하며 신호의 변화 과정과 영상으로의 변환을 보며 이론이 아닌 실전 초음파 장치에 원리와 결과 대한 지식을 습득할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 의료영상화 기술 교육용 실험 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 실험 장치(100)는 신호 처리부(PC Processor, 140), 트랜스듀서(Transducer, 111), 모터 구동부(Motordrive, 123), 펄서-리시버(Pulser-Receiver, 130), 3축 스테이지(Stage, 121)를 이용하여 실험 환경을 구축한 뒤, 펄서-리시버(130)와 모터 구동부(123), 스테이지(121)의 X, Y, Z축을 제어하여 트랜스듀서(111)를 통해 반송 초음파의 원시 신호를 획득하는 신호 획득 과정을 수행한 후, 획득한 원시 신호의 잡음을 제거하고 영상화 처리 과정을 수행할 수 있다.
신호 획득부(110)를 통해 반송 초음파의 원시 신호를 획득한다(S210). 우선, 초음파 신호의 출력을 위하여 펄서-리시버(130)의 T/R단자에 BNC케이블을 통해 트랜스듀서(111)를 연결하여 초음파 신호의 출력 및 대상 물체에 대한 반송 초음파의 원시 신호를 획득한다. 이후, 펄서-리시버(130)는 획득된 원시 신호를 Signal output 단자와 BNC케이블을 통해 연결된 신호 처리부(140)의 신호수집보드 Signal Input 채널로 전송된다. 신호 처리부(140)는 랩뷰 소프트웨어(Labview S/W)를 통해 원시 신호를 수집한다. 이때, 신호 처리부(140)는 원시 신호의 정확한 수집을 위해 펄서-리시버(130)의 Sync out 단자에서의 트리거를 전송받아 동기시킬 수 있다. 또한, 신호 처리부(140)는 3축 스테이지(121)의 제어를 위한 구동 코드를 랩뷰 소프트웨어(Labview S/W)로 구현하여 신호 획득부(110)와 동기화하여 원시 신호를 확보한다.
원시 신호 획득 후, 신호 처리부(140)는 원시 신호에 대한 Raw 데이터를 가공 및 영상화 처리 과정을 수행한다(S220). 즉, 신호 처리부(140)는 획득한 원시 신호의 잡음 제거, 포락선 검출 및 다이나믹 레인지를 조정하여 신호를 처리하는 영상화 처리 과정을 수행한다.
이에, 신호 처리부(140)는 디지털 데이터를 매틀랩(matlab)을 이용하여 영상화 처리 과정을 진행하고, Raw 데이터의 초기 신호는 잡음으로 판단하여 제거한다. 여기서, Raw 데이터는 변조된 신호이므로 엔벨로프(Envelope) 명령어를 사용하여 복조화한다. 엔벨로프(Envelope) 함수 과정에 포함되어 있는 힐베르트(Hilbert) 함수로 데이터의 해석적 신호를 구현한다. 신호 처리부(140)는 포락선 검출을 적용한 데이터를 이용하여 이미지를 생성한다. 이때, 포락선 검출을 통과한 신호의 다이나믹 레인지는 60dB 이상이다. 이에, 신호 처리부(140)는 디스플레이부(141)와 학습자에게 표시되는 다이나믹 레인지가 30dB 안팎이므로 이를 압축(compression)하여 디스플레이부(141)에 표시한다. 즉, 신호 처리부(140)는 로그_압축(log_compression)을 통해 어두운 부분의 밝기를 조정함으로써 초음파 영상의 질을 향상시킬 수 있다.
지금까지 본 발명에 대하여 도면에 도시된 바람직한 실시예들을 중심으로 상세히 살펴보았다. 이러한 실시예들은 이 발명을 한정하려는 것이 아니라 예시적인 것에 불과하며, 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 전술한 설명이 아니라 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다. 비록 본 명세서에 특정한 용어들이 사용되었으나 이는 단지 본 발명의 개념을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 본 발명의 각 단계는 반드시 기재된 순서대로 수행되어야 할 필요는 없고, 병렬적, 선택적 또는 개별적으로 수행될 수 있다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 본질적인 기술사상에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 형태 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 균등물은 현재 공지된 균등물뿐만 아니라 장래에 개발될 균등물 즉 구조와 무관하게 동일한 기능을 수행하도록 발명된 모든 구성요소를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
100: 실험 장치 110: 신호 획득부
111: 트랜스듀서 120: 구동부
121: 3축 스테이지 123: 모터 구동부
130: 펄서-리시버 140: 신호 처리부
145: 데이터 가공부 147: 영상 처리부
149: 리포트 발행부

Claims (9)

  1. 대상 물체의 표면에 초음파를 주사하여 투과된 상기 초음파가 상기 대상 물체의 내부에서 반송된 반송 초음파의 원시 신호를 획득하는 신호 획득부; 및,
    획득한 상기 원시 신호의 잡음 제거, 포락선 검출 및 다이나믹 레인지를 조정하여 신호를 처리하는 신호 처리부;를 포함하는 실험 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 신호 획득부는,
    전기 에너지가 인가되면 초음파가 발생되고, 발생된 초음파를 대상 물체로 주사하여, 되돌아오는 반송 초음파에 실린 정보를 전기적인 신호로 변환시켜 원시 신호를 획득하는 트랜스듀서;
    상기 트랜스듀서가 설치되고, 상기 대상 물체가 놓이는 지지대와 모터의 구동을 제어하는 구동부; 및,
    초음파 진동자로 펄스를 가해주며 상기 원시 신호를 증폭시켜 상기 신호 처리부로 전송하는 펄서-리시버;를 포함하는 것을 특징으로 하는 실험 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 트랜스듀서는 싱글 타입 또는 멀티 채널 타입의 초음파 트랜스듀서인 것을 특징으로 하는 실험 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 신호 획득부는,
    상기 트랜스듀서, 상기 구동부를 제어하고, 상기 펄서-리시버의 구동과 작동 및 제어 조건을 정제하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실험장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 신호 처리부는,
    상기 원시 신호의 잡음을 제거하는 데이터 가공부; 및,
    상기 잡음이 제거된 신호에 대하여 영상화를 위한 데이터 변환을 수행하는 영상 처리부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 실험 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 영상 처리부는,
    상기 신호의 포락선 검출 및 상기 다이나믹 레이지를 조정하는 것을 특징으로 하는 실험 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 신호 처리부는,
    영상화된 정보를 리포트의 형태로 발행하는 리포트 발행부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실험 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 리포트 발생부는,
    상기 신호처리부에 있어 사용된 영상처리 알고리즘들의 정보와 조건, 정제된 구동, 작동, 제어 조건 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 실험 장치.
  9. 대상 물체의 표면에 초음파를 주사하여 투과된 상기 초음파가 상기 대상 물체의 내부에서 반송된 반송 초음파의 원시 신호를 획득하는 신호 획득 과정을 수행하는 단계; 및,
    획득한 상기 원시 신호의 잡음 제거, 포락선 검출 및 다이나믹 레인지를 조정하여 신호를 처리하는 영상화 처리 과정을 수행하는 단계;를 포함하는 실험방법.

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