• 제목/요약/키워드: Broadband ultrasound attenuation

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생체 외 조건의 소 대퇴골 해면질골에서 음향특성과 골밀도 사이의 상관관계 (Correlations between Acoustic Properties and Bone Mineral Density in Bovine Femoral Trabecular Bone In Vitro)

  • 황교승;서동완;이강일
    • 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.

초음파를 이용한 연골(軟骨)의 강도 평가 (Evaluation of Trabecular Bone Strength Using Ultrasound)

  • 한승무;김문생
    • 비파괴검사학회지
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    • 제18권5호
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    • pp.373-380
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    • 1998
  • 본 연구에서는 초음파 속도와 광역 감쇠를 이용하여 연골의 강도를 평가하였다. 먼저 60개의 시편을 인체의 연골로부터 얻어서 초음파 속도와 광역 감쇠를 각 시편에 대하여 측정하였다. 시편들은 동일한 두개의 그룹으로 나누어, $0.0004\;s^{-1}$$0.08\;s^{-1}$의 변형률에서 압축 하중을 작용시킨 후 각 시편에 대한 최대 압축 강도값을 결정하였다. 그 결과, $0.08\;s^{-1}$에서 측정된 시편들은 $0.0004\;s^{-1}$로 측정된 시편들 보다 63%나 더 높은 평균 강도값을 나타내었다. 초음파 속도와 광역 감쇠는 고변형률 및 저변형률 모두에서 골 강도와 밀접한 연관성을 나타내었다. 또한, 골 강도는 모든 변형률에서 초음파 속도와 광역 감쇠의 선형 조합과도 밀접한 관련성을 보였다 초음파 파라미터의 사용은 여러 가지 골절에 대한 연골의 저항능력을 평가하기 위한 임상진단법으로 훌륭한 수단이 될 수 있을 것이다.

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3차원 프린팅 적층가공 방식에서 매질 내부 충전이 초음파 속도와 감쇠에 미치는 영향 (Effects on Changes of the Speed of Sound and the Broadband Ultrasound Attenuation on the Medium's Infilling in Additive Manufacturing Method of 3D Printing)

  • 성열훈
    • 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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    • 제41권1호
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    • pp.53-60
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    • 2018
  • The purpose of this study was investigating the effect of 3D printing technology that changes the speed of sound (SOS) and the broadband ultrasound attenuation (BUA) by controlling the density of the media phantom. We used 3D printers which called additive manufacturing (AM) by using material with polylactic acid (PLA). The inside of the medium phantom was filled crossly with 100%, 90%, 80%, 70%, 60%, and 50% of the material. The ultrasonic instrument measured the SOS and the BUA using a 0.55 MHz ultrasound output in opposing mode with a pair of transducers. As a result, the density of the medium phantoms with the SOS showed very high correlation (r = 0.944), but the SOS showed very low correlation (r = 0.500). It is expecting that the manufacturing and measurement method of the medium phantom using 3D printing technology will be used as basic data for ultrasonic bone mineral density.

초음파를 이용한 골다공증 진단 (Ultrasonic Diagnosis of Osteoporosis)

  • 이강일;윤석왕
    • The Journal of the Acoustical Society of Korea
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    • 제29권2E호
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    • pp.64-72
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    • 2010
  • Osteoporosis is a skeletal disease characterized by two factors: reduced bone mass and microstructure disruption of bone tissue. These symptoms increase bone fragility and can contribute to eventual fracture. In recent years, quantitative ultrasound (QUS) technologies have played a growing role in the diagnosis of osteoporosis. Most of the commercial bone sonometers measure speed of sound and/or broadband ultrasound attenuation at peripheral skeletal sites. However, QUS parameters are purely empirical measures that have not yet been firmly linked to physical parameters, such as bone strength or porosity, and the underlying physics for their variations in cancellous bone is not well understood yet. This paper reviews the QUS technologies for the diagnosis of osteoporosis and also addresses several theoretical models, such as the Biot model, the scattering model, the stratified model, and the modified Biot-Attenborough model, for ultrasonic wave propagation in bone.

SOS를 이용한 초음파 골밀도 측정 장치 (Ultrasonic Bone Densitometer by Measuring the Speed of Sound)

  • 정민상;한은주;김영식
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제18권3호
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    • pp.172-178
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    • 2007
  • 가로축 방식이 아닌 세로축 방식으로 초음파를 송수신하여 골밀도 측정을 하는 장치를 개발하였다. 반사된 초음파의 시간 차이를 이용하는 speed of sound (SOS) 방식은 주파수 차이를 비교하는 broadband ultrasound attenuation (BUA) 방식에 비하여 더욱 정확한 결과를 얻을 수 있다. 측정부위의 경우 엄지는 초음파 수신율이 좋으나 피부 두께의 변위가 많은 단점을 고려하여 중지를 채택하여 정확성을 높였다. SOS 방식만을 사용하여 측정한 결과 기존의 dual-energy x-ray absorptiometry (DEXA) 방식과 비교하여 거의 동일한 정확도를 얻을 수 있었다.

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골다공증 진단을 위한 초음파 변수의 골밀도에 대한 의존성 (Dependences of Ultrasonic Parameters for Osteoporosis Diagnosis on Bone Mineral Density)

  • 황교승;김윤미;박종찬;최민주;이강일
    • 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.

Feasibility of a Nonlinear Acoustic Method for the Assessment of Bone Status and Osteoporosis in Trabecular Bone

  • Lee, Kang Il
    • Journal of the Korean Physical Society
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    • 제73권12호
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    • pp.1849-1854
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    • 2018
  • The present study aims to investigate the feasibility of using a simple nonlinear acoustic method for the assessment of bone status and osteoporosis in trabecular bone. Correlations of linear and nonlinear ultrasound parameters with the apparent bone density were obtained in 32 bovine femoral trabecular bone samples. Highly significant positive correlations were observed between the apparent bone density and the two linear ultrasound parameters, the speed of sound (SOS) and the normalized broadband ultrasound attenuation (nBUA), with Spearman's correlation coefficients of r = 0.85 and 0.77. In contrast, the apparent bone density was found to be negatively correlated with the nonlinear ultrasound parameter introduced in the present study, the logarithmic difference between the power spectrum levels of the fundamental frequency and the second harmonic (PSL1-PSL2), with the highest correlation coefficient of r = -0.92. These results suggest that the PSL1-PSL2, in addition to the SOS and the nBUA, may be useful for the assessment of bone status and osteoporosis.

충남서북부 지역 초등학생의 신체계측치와 영양소 섭취 및 골밀도와 관련된 요인 (Factors Related to Calceneal Broadband Ultrasound Attenuation, Anthropometric Indexes and Nutrient Intakes among Elementary School Children in Chungnam)

  • 김예정;최윤정;김희선
    • 대한지역사회영양학회지
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    • 제18권4호
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    • pp.312-323
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    • 2013
  • Variables affecting bone heath of growing children were analyzed among forty nine 10-12 year old elementary students in three rural regions of north west Chungnam area. Information on age of the parents, duration of breast feeding and birth weight were collected from the guardians of the participants and nutrient intake and diet quality were assessed by average of three-day food records of participants with the help of dietitians. Bone health status was measured by calceneal broadband ultrasound attenuation (BUA) using quantitative ultrasound (QUS). Results showed that anthropometic indexes and nutrient intake levels were not different between boys and girls. However, iron intake was significantly lower in girls than in boys. Girls after menarche showed lower intake levels for thiamin, riboflavin, pyridoxine and niacin than girls before menarche. z-scores of BMI were lower than -1 and higher than +1 showed shorter breast feeding period than others but the difference was statistically non-significant. Overall, the subjects did not consume enough s of calcium, vitamin C and folic acid. Zinc intake and BMI were the most significant factors affecting BUA by the results of backward elimination in multiple regression models. Phosphorous and beta-carotene intakes showed significant negative relation with BUA. This study showed that children living in the rural area of Chungnam need extra care to keep their health and nutrient intakes especially for the nutrients known to affect growth. Tailored nutrition education needs to be more focused on the improvement of bone health status of children.

노년기 농촌여성의 비타민 D 수용체 유전자형에 따른 칼슘 섭취량과 골밀도와의 관계 (Association of Calcium Intake and Bone Mineral Density by Vitamin D Receptor Genotype among Elderly Women Living in Rural a Area)

  • 김지선;김희선
    • 대한지역사회영양학회지
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    • 제11권4호
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    • pp.534-540
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    • 2006
  • Recent studies have shown that environmental, biochemical, nutritional or genetic factors affect bone mineral density (BMD). The purpose of the present study was to investigate the effect of vitamin D receptor (VDR) gentotype and nutritional status on BMD of elderly women living in a rural area. Three hundred thirty five elderly women over 65 years in Asan participated the study. Data for demographic and nutrient intakes were obtained by survey with a two day 24 hr recall method. BMD was measured by broadband ultrasound attenuation (BUA) using quantitative ultrasound (QUS). VDR genotypes of the subjects analyzed with Bsm I restriction enzyme were bb (92%), Bb (7%) and BB (1%). No differences were found between genotypes bb and Bb/BB in age, menopausal age, body mass index and body fat. BUA of bb genotype was higher (62.5 $\pm$ 15.6 dB/MHz) than Bb/BB genotype (56.1 $\pm$ 17.6 dB/MHz) by Student's t-tests. Correlation analyses showed strong negative correlation of BMD and age, but positive correlation with BMI, energy and calcium intake. When subgroup analyses were conducted after stratification by the median calcium intake level (412.9 mg/d), the above median calcium intake group showed significant difference in BUA by VDR genotype while the lower median calcium intake group did not show significant difference. The current study confirmed interaction of calcium intake and VDR genotype in association with BMD. Further nutritional intervention will be needed to improve calcium status of the elderly women living in rural areas.

골밀도 측정을 위한 초음파 영상 개선에 관한 연구 (Study on enhancing the ultrasonic image for bone densitometry)

  • 신정식;안중환;김형준;김화영;한승무
    • 한국정밀공학회지
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    • 제22권8호
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    • pp.182-191
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    • 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.