이흥노 광주과기원 교수팀이 무작위 파장 간섭과 수학적 최적화 기법을 활용해 기존 기술보다 네 배 향상시킨 초음파 이미징 기술.국내 연구팀이 무작위 파장 간섭과 수학적 최적화 기법을 활용해 기존보다 네 배 향상된 새로운 초음파 이미징 기법을 개발했다. 이에 따라 0.25㎜ 간격의 나일론 와이어를 구분할 수 있는 고해상도 초음파 이미지를 촬영할 수 있게 됐다.
보다 선명하고 깨끗한 화질의 초음파 영상장치를 만드는 단초가 마련된 것이다.
이흥노 광주과학기술원(GIST) 전기전자컴퓨터공학부 교수 연구팀은 기존 빔포밍 기반 방법에 비해 네 배 향상된 0.25㎜의 해상도를 시뮬레이션으로 구현한 뒤 실험을 통해 0.25㎜ 간격의 나일론 와이어를 성공적으로 구분했다고 27일 밝혔다.
그동안 국소 부위에 초음파를 집중시키는 빔포밍 방식이 널리 사용되며 최신 초음파 영상장비들도 이 방식으로 최대 1㎜ 분해능의 초음파 영상을 제공할 수 있다. 빔포밍은 집중된 펄스를 만들기 위해 어레이 이미징에 사용하는 기술로 이미지의 해상도가 집중된 펄스의 폭과 같은 것으로 간주된다. 진단 초음파 시스템은 자기공명영상법(MRI), 컴퓨터단층촬영(CT) 등 다른 진단에 비해 저렴한 방법으로 인체 내부의 장기 이미지를 획득할 수 있다.
여기에서 나아가 연구팀은 인위적으로 생성한 초음파 파동의 무작위 간섭과 수학적 최적화 방법을 사용해 높은 공간 분해능을 달성했다. 무작위적으로 여러 번에 걸쳐 방사된 초음파 파동은 이를 반사시키는 물질을 만났을 때 다양한 패턴을 생성하게 된다. 이 패턴은 미리 측정한 임펄스 응답과 수학적 최적화를 이용한 복구 방법을 활용해 이미지 영상으로 복구할 수 있다.
이 교수는 “이 연구는 사물을 계산을 통해 보면 더 잘 볼 수 있다는 ‘싱 스루 컴퓨테이션’ 기술을 초음파 영상 분야에 적용해 해상도를 크게 향상시켰다는 의의가 있다”고 말했다. 이 연구에는 니파벨 석박사통합과정 생이 적극 참여했으며 초음파 영상 분야의 저명 학술지‘IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control’ 온라인판에 게재됐다. /고광본선임기자 kbgo@sedaily.com
