• 한국음향학회지
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• 제31권4호
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• pp.244-252
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• 2012

본 연구의 목적은 골절 위험도가 높은 대퇴골에서 음속 및 광대역 초음파 감쇠와 같은 음향특성과 골밀도 사이의 상관관계를 조사하는 것이다. 이를 위해 0.5 및 1.0 MHz의 중심주파수를 갖는 두 쌍의 초음파 트랜스듀서와 함께 투과법을 이용하여 생체 외 조건에서 15개의 소 대퇴골 해면질골 샘플의 음속 및 광대역 초음파 감쇠를 측정하였다. 또한 마이크로 컴퓨터 단층촬영법을 이용하여 해면질골 샘플의 단위체적당 골밀도를 측정하였다. 골밀도는 0.5 및 1.0 MHz 초음파 트랜스듀서를 이용하여 측정된 음속 및 광대역 초음파 감쇠와 모두 강한 상관관계를 나타냈으며, 골밀도와 0.5 MHz 초음파 트랜스듀서를 이용하여 측정된 광대역 초음파 감쇠 사이에 가장 높은 상관관계가 존재하였다. 이와 같은 결과는 생체 외 조건의 대퇴골에서 측정된 음향특성이 대퇴골의 골밀도를 예측하기에 충분한 지표라는 것을 의미한다.

• 한국음향학회지
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• 제36권4호
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• pp.238-246
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• 2017

고주파수, 고해상도 초음파 영상을 획득하기 위해서는 고주파수 초음파 변환기가 가지는 작은 구경에 따른 낮은 민감도와 침투 깊이에 따른 높은 감쇠량을 극복하여야 한다. 이는 고주파수 초음파 변환기의 본질적인 한계점이므로 수신 시스템을 통하여 그 한계점을 극복하여야 한다. 본 논문은 고주파수, 고해상도 초음파 영상을 위하여 고주파수 초음파 변환기의 본질적인 한계인 낮은 민감도와 높은 감쇠량을 극복할 수 있는 저잡음 광대역 수신 시스템 개발과 특성 평가 결과에 관한 것이다. 개발한 저잡음 광대역 수신 시스템은 80 MHz 이상의 동작 주파수 대역에서 최대 73 dB의 증폭 이득과 48 dB의 가변 이득 범위를 만족하며 ${\pm}1dB$의 증폭 이득 평탄도 성능을 가진다. 또한 개발한 수신 시스템은 상용 리시버에 비하여 8.4 dB 이상의 신호대잡음비 성능과 3.7 dB 이상의 대조도 성능이 우수함을 확인하였다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제47권5호
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• pp.43-51
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• 2010

의료 초음파 신호의 인체내 감쇠지수는 검사대상 조직의 병리학적 특성을 반영할 뿐 아니라 다른 여러 의료 초음파 지수들의 정확한 예측을 위해 선행하여 측정해야 하는 중요한 정량적 정보 중 하나이다. 그러나 초음파 감쇠지수의 주파수 선택적 감쇠특성을 이용한 주파수 영역에서의 정량적 감쇠지수 예측 방법은 계산량이 많아 실시간 적용에 많은 어려움이 있고, 상대적으로 계산량이 적은 시간 영역의 감쇠지수 예측 방법은 전송 펄스의 회절효과를 잘 보상하지 못하는 단점이 있다. 표준 반향신호를 이용하여 전송 펄스의 회절효과를 보상하는 시간 영역의 예측 알고리듬인 VSA(Video Signal Analysis) 방법은 광대역 펄스를 이용하는 경우, 원거리에서 반향된 신호의 왜곡이 발생하여 예측 정확도가 저하되는 단점이 있다. 본 논문에서는 그 단점을 해결하기 위해 적응 대역필터를 이용한 초음파 감쇠지수 예측 알고리듬을 제안한다. 제안된 방식은 반향 경로를 따라 누적된 신호 감쇠를 고려하여 적응 대역필터의 중심 주파수를 이동시킴으로써, 기존의 고정 대역필터를 사용하는 방법보다 예측 정확도와 정밀도를 높인다. 인체 조직의 초음파 반향특성을 모방한 컴퓨터 모의실험과 실제 TM(tissue-mimicking) phantom을 이용한 실험에서, 광대역 전송 펄스를 사용하는 경우보다 반향 깊이에 따른 상대적 echogenicity의 왜곡이 크게 감소하여 평균적으로 예측 감쇠지수의 정확도가 5.1% 향상되었고, 예측 편차도 기존의 방법에 비해 46.9% 감소되었다.

• 대한기계학회논문집
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• 제18권6호
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• pp.1535-1541
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• 1994

The void content of carbon fiber reinforced composite laminates was determined by the ultrasonic nondestructive technique. The ultrasonic immersion, through-transmission method developed stresses the utilization of spectral analysis and frequency dependence of the attenuation due to porosity. The measured attenuation shows approximately linear behavior over the frequency range investigated. The linear relationship between the void content and the attenuation slop (d $\alpha$/df) is found to hold, but the constant of proportionality is quite different for samples with different pore morphology. The void volume fraction determined by the attenuation slope agreed very well with that obtained by the acid digestion analysis.

• 비파괴검사학회지
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• 제32권5호
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• pp.502-508
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• 2012

현재 골다공증 진단을 위하여 임상에서 이용되고 있는 정량적 초음파 기술은 종골(발뒤꿈치뼈)에서 음속(speed of sound; SOS) 및 광대역 초음파 감쇠(normalized broadband ultrasound attenuation; nBUA)와 같은 초음파 변수를 측정한다. 본 연구에서는 소 대퇴골로부터 제작된 20개의 해면질골 샘플을 이용하여 골절 위험도가 높은 대퇴골에서 SOS 및 nBUA의 골밀도에 대한 의존성을 살펴보았다. 대퇴골 해면질골 샘플의 SOS 및 nBUA는 1.0 MHz의 중심주파수를 갖는 한 쌍의 초음파 트랜스듀서와 함께 투과법을 이용하여 측정 하였다. 20개의 해면질골 샘플에서 측정된 SOS 및 nBUA는 골밀도와 각각 r = 0.83 및 0.72라는 높은 Pearson 상관계수 (r)를 갖는 것으로 나타났다. 또한 SOS 및 nBUA를 독립변수로 하고, 골밀도를 종속변수로 하는 다중선형회귀분석으로부터 다중선형회귀모델의 상관계수는 r = 0.85로서 SOS 또는 nBUA 중 하나만을 독립변수로 하는 단순선형회귀모델의 상관계수보다 높게 나타났다. 이와 같이 초음파 변수와 골밀도 사이의 높은 선형적인 상관관계는 대퇴골에서 측정된 초음파 변수가 대퇴골의 골밀도를 예측하기에 충분한 지표라는 것을 의미한다.

• 한국음향학회지
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• 제29권6호
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• pp.388-394
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• 2010

본 연구에서는 뼈에서 다공율 및 골미세구조에 대한 음속 및 감쇠계수의 변화를 살펴보기 위하여 원통형 다공을 갖는 폴리아세틸로 제작된 뼈 모사체가 이용되었다. 0 %부터 65.9 %까지의 다공율을 갖는 6개 뼈 모사체의 음속 및 감쇠계수는 12.7 mm의 직경 몇 1.0 MHz의 중심 주파수를 갖는 한 쌍의 광대역, 비집속형 초음파 트랜스듀서를 이용하여 수중에서 투과법에 의하여 측정되었다. 음속은 뼈 모사체의 구조적 특성에 상관없이 다공율이 증가함에 따라 거의 선형적으로 감소하였다. 1.0 MHz에서 측정된 감쇠계수는 뼈 모사체의 구조적 특성에 따라 다공율에 대하여 선형적인 또는 비선형적인 상관관계를 나타냈다. 이와 같은 결과는 뼈 샘플 및 뼈 모사체를 이용하여 다른 연구자들에 의하여 발표된 결과와 잘 일치하며, 사람의 뼈에서 골다공증 진단을 위한 초음파 변수와 골밀도 및 골미세구조 사이에 존재하는 상관관계를 이해하는데 도움이 된다.

• 비파괴검사학회지
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• 제17권1호
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• pp.23-30
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• 1997

최근 시료 내부의 미세 결함의 측정을 위하여 초음파의 발생 소자로 polyvinylidene fluoride(PVDF)나 polyvinylidene fluoride trifluoroethylene P(VDF-TrFE) 압전 재료를 사용한 광대역 고주파수 초음파 탐촉자가 이용되고 있다. 중심 주파수 80MHz의 PVDF 수침용 집속형 초음파 탐촉자의 특성과 물과 시료에서의 초음파의 검출장을 측정하였으며 강재 시편에서의 결함 검출능을 측정하였다. 물과 강재 시험편에서 고주파수 초음파의 감쇠가 결함 검출능을 좌우하는 주요 변수이었다. 작은 결정립을 지닌 크롬-니켈강 재료를 사용하여 12mm 깊이에 직경 $50{\mu}m$에서 $560{\mu}m$ 범위의 flat-bottom hole들을 가공한 시편을 준비하였고 C-scan과 B-scan을 수행하였다. 직경 $280{\mu}m$ 이상의 flat-bottom hole들은 검출되었고 파장에 대한 결함 크기의 비가 약 0.48 이하의 결함은 검출되지 않았다. 시편에 초음파의 고주파수 성분이 입사되었으나 약 25MHz 이상의 고주파수 성분이 시편내의 초음파의 전파 경로에서 모두 감쇠되어 더 작은 결함에 대한 검출장이 형성되지 못했다.

• 비파괴검사학회지
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• 제32권5호
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• pp.509-517
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• 2012

본 연구에서는 상용화된 monomer-cast nylon (MC nylon)계 고분자 재료로 만든 6종류의 시편에 대하여 감쇠계수 및 위상속도와 같은 초음파 특성의 온도 및 주파수 의존성을 조사하였다. 시편의 초음파 특성은 수중에서 2 MHz부터 8 MHz까지의 광대역 주파수 범위에 대하여 펄스투과법을 이용하여 측정하였다. 수온은 $10^{\circ}C$부터 $60^{\circ}C$까지 $10^{\circ}C$ 간격으로 변화시켰다. 측정에 사용된 모든 시편에서 감쇠계수는 주파수가 증가함에 따라 증가하였으며, 주파수의 지수 의존성 n이 선형 (n=1)에서 약간 벗어난 1.16부터 1.44이내의 값을 가졌다. 위상속도는 $60^{\circ}C$에서 ivory 시편을 제외한 모든 경우에 대하여 주파수가 증가함에 따라 감소하는 음의 분산 특성을 나타냈다. 주파수에 의존하는 위상속도는 모든 시편에서 온도가 증가함에 따라 감소하는 특성을 나타내었다.

• 한국음향학회지
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• 제32권2호
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• pp.181-189
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• 2013

본 연구의 목적은 생체 외 조건의 소 대퇴골에서 피질골이 해면질골의 음속(SOS) 및 광대역 초음파 감쇠(nBUA)와 같은 음향특성에 미치는 효과를 조사하는 것이다. 이를 위해 2개의 소 대퇴골을 이용하여 근위부로부터 12개의 해면질골 샘플 및 1.00, 1.47, 및 2.00 mm의 두께를 갖는 3개의 피질골 판을 제작하였다. 또한 해면질골 샘플에 피질골 판 부착 전후 측정된 음향특성과 해면질골 겉보기 골밀도 사이의 상관관계를 조사하였다. 해면질골 샘플의 초음파 입사면에 부착된 피질골 판의 두께가 증가함에 따라 SOS는 선형적으로 증가하는 반면에 nBUA는 피질골 판의 두께에 대해 비선형적인 의존성을 나타내는 것을 알 수 있었다. 또한 서로 다른 두께를 갖는 피질골 판이 부착되더라도 SOS(r = 0.95-0.97) 및 nBUA(r = 0.53-0.73)와 해면질골 겉보기 골밀도 사이의 높은 상관관계는 유지되는 것을 알 수 있었다. 이와 같은 결과는 생체 외 조건의 피질골이 제거되지 않은 대퇴골에서 측정된 음향특성이 해면질골의 골밀도를 예측하기에 충분한 지표라는 것을 의미한다.

• 한국음향학회지
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• 제30권3호
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• pp.158-166
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• 2011

본 연구에서는 해면질골에서 해면소주 두께 (Tb.Th) 및 해면소주 간격 (Tb.Sp)과 같은 구조적 특성에 대한 군속도 및 감쇠계수의 의존성을 살펴보기 위하여 해면질골 팬텀으로서 개포된 구조를 갖는 8개의 구리폼 및 니켈폼이 이용되었다. 구리폼 및 니켈폼의 군속도 및 감쇠계수는 12.7 mm의 직경 및 1.0 MHz의 중심 주파수를 갖는 한 쌍의 광대역, 비집속형 초음파 변환기와 함께 수중에서 투과법을 이용하여 측정되었다. 구리폼 및 니켈폼을 투과한 초음파 신호에서 Biot의 fast wave 및 slow wave가 분리되어 나타나는 것을 관찰할 수 있었다. 구리폼 및 니켈폼의 군속도는 Tb.Th 및 Tb.Sp와 모두 높은 양의 상관관계를 나타냈다. 구리폼의 감쇠계수는 Tb.Th 및 Tb.Sp와 높은 음의 상관관계를 나타내는 반면에 니켈폼의 감쇠계수는 Tb.Th 및 Tb.Sp와 높은 양의 상관관계를 나타냈다. 이와 같은 결과는 해면질골 샘플 또는 팬텀을 이용한 다른 연구자들에 의하여 보고된 결과를 이해하는데 도움이 된다.