• 한국정밀공학회지
• /
• 제22권8호
• /
• pp.182-191
• /
• 2005

It is very important to obtain a high quality of bone image for an accurate ultrasonic measurement of bone mineral density. In this study, we suggested a technique to acquire an optimal image by adapting an acoustic lens and a properly selected ultrasonic probe. Also, we have applied an image processing algorithm with which automatically makes a decision of brightness and contrast of image by generating threshold level, a composition of ultrasonic data, an elimination of noise using modified median filter, and a real time interpolation. We could confirm much improved resolution of bone image with acoustic lens attached to the ultrasonic probe and with the image processing algorithm suggested in this study. Therefore, it became possible to precisely diagnose the osteoprosis using ultrasonic imaging technique.

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

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제29권10호
• /
• pp.1430-1437
• /
• 2005

It is very important to achieve a high reproducibility in the ultrasonic measurement of bone mineral density. In this study, we examined number of sampling waveform, control of temperature, diameter of region of interest as factors to improve reproducibility. We decided the optimal number of waveforms to be converted to frequency domain as period of 1. We have minimized the effects of variable temperature and constrained generation of micro bubble by keeping temperature within a range of $32\pm0.5^{\circ}C$ with a precise temperature controlling algorithm. We also found the optimal diameter of region of interest to be 13mm. In this paper, we demonstrated the improved reproducibility by controlling various factors affecting the ultrasonic measurement of bone mineral density.

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

• 한국음향학회:학술대회논문집
• /
• 한국음향학회 2002년도 하계학술발표대회 논문집 제21권 1호
• /
• pp.373-376
• /
• 2002

Most previous studies using ultrasound for osteoporosis diagnosis have employed ultrasound in a frequency range of 0.2-1 MHz. In this study, acoustic properties of the 12 defatted bovine cancellous bone specimens were investigated in vitro. Speed of sound (SOS) and broadband ultrasonic attenuation (BUA) were measured using three matched pairs of transducers with the center frequencies of 1, 2.25, and 3.5 MHz, respectively, in order to cover a broad frequency range of 0.5-2 MHz. The relative orientation between ultrasonic beam and bone specimens was the mediolateral (ML) direction of the bovine tibia. SOS showed significant linear positive correlations with apparent density for all three pairs of transducers of 1 MHz, 2.25 MHz, and 3.5 MHz, respectively. BUA showed relatively weak correlations with apparent density for the pairs of transducers of 1 MHz and 2.25 MHz. Furthermore, in the measurement with the pair of 3.5 MHz transducers, BUA was independent of apparent density. SOS and BUA were only weakly correlated with each other. The linear combination of SOS and BUA showed significant correlations with apparent density. These results suggest that the frequency range up to 1.5 MHz may be also useful in the osteoporosis diagnosis.

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

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
• /
• 제27권2E호
• /
• pp.45-50
• /
• 2008

In recent years, quantitative ultrasound (QUS) technologies have played a growing role in the diagnosis of osteoporosis. Most of the commercial bone somometers measure speed of sound (SOS) and/or broadband ultrasonic attenuation (EUA) at peripheral skeletal sites. However, the QUS parameters are purely empirical measures that have not yet been firmly linked to physical parameters such as bone strength or porosity. In the present study, the theoretical models for wave propagation in cancellous bone, such as the Biot model, the stratified model, and the modified Biot-Attenborough (MBA) model, were applied to predict the dependence of phase velocity on porosity in cancellous bone. The optimum values for the input parameters of the three models in cancellous bone were determined by comparing the predictions with the previously published measurements in human cancellous bone in vitro. This modeling effort is relevant to the use of QUS in the diagnosis of osteoporosis because SOS is negatively correlated to the fracture risk of bone, and also advances our understanding of the relationship between phase velocity and porosity in cancellous bone.

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

• 대한의용생체공학회:의공학회지
• /
• 제25권6호
• /
• pp.551-556
• /
• 2004

본 연구에서는 진단 방법의 정확성이 아직까지 구체적으로 규명되지 않고 있는 어린이의 성장 발육을 체계적이고 과학적으로 측정할 수 있는 방법을 제시하고자 시도하였다. 현재 많이 이용되고 있는 성장 진단 방법은 X-ray 영상을 이용한 각 관절 부위의 성장판의 개폐 분석이다. 그러나 X-ray 방식은 성장 진단에서 요구되는 주기적이고 반복적인 측정을 하지 못함과 동시에 방사선 노출이라는 단점을 가지고 있다. 따라서 인체에 무해한 초음파 영상을 이용한 성장판 개폐 분석 대체 가능성을 평가하기 위해 종골의 초음파 광역 감쇄 영상을 이용한 프로파일 분석 및 성장판 영상 분석 알고리즘을 제시하였다. 본 연구에서는 7세～16세의 어린이 269명에 대해서 X-ray를 이용하여 무릎, 손가락, 종골에서의 성장판 영상을 얻었다. 또한 초음파 방식을 이용하여 종골의 성장판 영상을 얻었다. 각 관절에서의 성장판 개폐 유무 시기는 각 개인별로 측정 방법에 따라 조금의 차이는 있으나 전반적으로 일치하였다. 또한. X-ray방식과 초음파 방식에 의한 성장판 영상을 비교한 결과 상호 높은 연관성을 나타내었다. 이와 같이 성장판을 정확하게 측정하기 위해 도입된 초음파 프로파일 분석 알고리즘은 기존의 X-ray 영상 방식에 의한 성장판의 측정을 대체할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국식품영양과학회지
• /
• 제38권11호
• /
• pp.1551-1558
• /
• 2009

본 연구는 최대 골질량에 도달하는 20대의 대학생 1039명(남학생 532명, 여학생 507명)을 대상으로 골초음파 상태와 영양소 섭취 및 생화학적 영양 상태를 나타내는 지표들과의 관계를 분석하였다. 대상자의 골밀도 수치에 따라 t-score$\underline{\geq}$-1인 정상 골밀도군과 t-score<-1 골감소군으로 분류하여 비교한 결과 남학생의 경우 정상 골밀도군이 90.4%, 골감소군이 9.6%이며 여학생의 경우 정상 골밀도군이 94.1%, 골감소군이 5.9%의 분포를 보였다. 체적지표인 BMI를 아시아-태평양 비만기준에 의거하여 분리하였을 때는 남학생은 저체중 3.4%, 정상＋과체중 70.7%, 비만 25.9%, 여학생은 저체중 16.2%, 정상＋과체중 76.5%, 비만 7.3%의 분포를 보였다. 정상 골밀도군과 골감소군의 골밀도와 생화학적 영양 상태는 남학생 여학생 모두 통계적으로 유의한 차이가 없었다. 전체대상자들의 영양소 섭취상태를 살펴 본 결과, 남학생의 경우 정상 골밀도군과 골감소군 간의 유의적인 차이가 나타나지 않았으나 여학생의 경우 동물성 단백질과 동물성 철분 섭취량이 정상 골밀도군에서 골감소군보다 유의하게 높았다. 평균 에너지 섭취량은 동일한 연령대의 한국인영양섭취기준(KDRIs)과 비교하였을 때, 각 남학생 정상골밀도군 약 74%, 골감소군 67%, 여학생 정상골밀도군 약 89%, 골감소군 81%의 섭취수준을 나타내었다. 평균 단백질섭취량은 남녀 두 군 모두 100%를 상회하는 섭취 양상을 나타냈으며, 강한 뼈를 유지하거나 각종 신진대사에 필수적인 영양소이기 때문에 골격건강에 가장 큰 영향을 미치는 칼슘의 경우 남학생과 여학생 모두 KDRIs와 비교하여 권장섭취기준의 약 63%정도로 부족한 것으로 나타났다. 골 건강 상태에 영향을 미치는 영양인자의 로지스틱 회귀분석 결과 연령, 성별 및 BMI를 교란변수로 통제하였을 경우 동물성 단백질, 동물성 철분 및 아연섭취는 골감소를 예방하는 보호 작용이 있는 것으로 나타났다. 동물성 단백질과 이들 미량 영양소의 섭취정도는 높은 식사의 질을 반영하므로 질적으로 우수한 식생활이 최대 골질량에 도달하는 시기인 20대의 골격형성과 건강을 위해 필수적인 것으로 사료된다.