목적: 혈관내 초음파(IVUS)는 혈관 구조를 시각화하고 죽상경화반을 평가하는 데 널리 사용되며, 특히 파열 위험을 평가하는 데 유용하다. 변환기(center frequency)의 중심 주파수를 높이면 공간 분해능을 향상시킬 수 있지만, 동시에 감쇠가 증가하여 더 깊은 영역에서 영상 품질이 실질적으로 저하된다. 이러한 상충 관계를 완화하기 위해 합성 개구 합초점화(synthetic aperture focusing, SAF) 기법이 연구되어 왔으나, 단일 요소 회전형 IVUS 시스템에 적용한 경우에는 단지 제한적인 개선만이 보고되었고, 원치 않는 인공물(artifact)이 추가되었다. 방법: 본 연구에서는 이러한 한계를 해결하기 위한 방향성 SAF(directional SAF, dSAF) 방법을 제안한다. 회전형 IVUS 스캐닝에서 점 퍼짐 함수(point spread function)의 볼록한(convex) 특성을 분석하여 에코 신호의 실제 방향을 추적하고, 이를 통해 축외(off-axis) 신호를 선택적으로 제외할 수 있게 한다. 합성 과정에서 유효한 신호에만 초점을 맞추면 해상도 저하 및 인공물 생성을 방지할 수 있으며, 재구성된 영상의 충실도(fidelity)가 유지된다. 결과: 시뮬레이션과 팬텀 실험을 통한 검증 결과, dSAF 방법은 관찰자 평균 37.3%의 횡방향 분해능(lateral resolution) 개선과 8.6%의 대비 대 잡음비(contrast-to-noise ratio) 증가를 달성하였으며, 침투 깊이는 저하시키지 않았다. 결론: 본 연구 결과는 방향성 에코 스크리닝이 IVUS 영상에서 기존 SAF가 직면하는 제한을 효과적으로 완화할 수 있음을 시사하며, 향상된 영상 품질을 위한 견고한 경로를 제공한다. 또한 제안된 접근법은 기존 IVUS 작업 흐름에 통합될 수 있어, 임상 적용을 가속하고 혈관 내 진단 역량을 발전시킬 가능성이 있다.

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