An in vitro steady flow experiment was performed in order to test the accuracy of velocity measurement obtained through a pulsed Doppler echocardiography. A flow phantom was designed for the use in a wide velocity range at a given flow rate. The results showed that the pulsed Doppler velocity measurement obtained in this flow phantom is accurate at low flow rates. However, ultrasound velocity measurement should be performed under a careful considerations of PRF and Doppler gain settings, especially at higher flow rates.
Computer simulation and magnetic resonance angiograms(MRAs) are used to understand for flow patterns in the carotid arterial bifurcation. Steady momentum equation is solved by the finite volume method. A Phantom of the carotid artery made of bioacrylic material is used for MRA observation. Flow Patterns are observed by using MRA for flow in the phantom of an automatic closed-type circulatory system filled with sugar 4 w% solution. For numerical analysis the idealized geometric shape of the carotid artery is constructed to portray the phantom. Results of numerical analysis are compared with those of MRA. The flow patterns of the phantom on MRA are almost identical to those of the computer simulation.
혈관협착의 혈류 정보와 초음파 진단장비의 품질보증을 위한 혈관협착 팬텀을 자동 주입기를 이용하여 제작하였다. 혈관협착의 진단에 효율성이 높은 파워 도플러를 이용하여 제작된 혈관 협착 팬텀의 유용성을 조사하고, 초음파 영상 파라메타에 따른 혈관협착의 정도를 확인하였다. 혈관 협착 팬텀은 직경이 각각 8mm와 2.4mm인 실리콘 튜브로 혈관협착이 70%가 되도록 제작하였으며, 인체 조직과 유사한 음향 특성을 가지고 있는 젤라틴을 이용하여 실리콘 튜브를 감싸 주었다. 평면형 탐촉자를 이용하여 측정하였을 때 정상 혈관의 직경은 대체적으로 감소되어 측정 되었으며, 협착 혈관의 직경은 증가되어 측정되었다. 이득이 60% 이상, PRF가 3000Hz 이상, 필터가 max와 같은 급격한 변화를 제외하고는 각각의 파라메타에 크게 영향을 받지 않았으며, 각도에는 영향을 받지 않는 것으로 나타났다. 또한 곡면형 탐촉자를 이용할 경우 이득, PRF, 필터, 각도등에 영향을 받는 것으로 나타났다. 본 연구에서 제작된 자동주입기를 이용한 혈관 협착 팬텀은 혈관 협착 진단의 품질보증에 유용하게 이용될 수 있을 것으로 기대된다.
이 연구의 목적은 Roadmap 영상에서 화질에 영향을 미치는 인자들을 알아보기 위한 것으로, 조영제의 희석률, Collimation Field, Flow Rate를 변화하여 연구를 하였다. 화질의 정량적인 평가를 위해, 아크릴를 이용하여 3mm 혈관모형의 Water Phantom을 자체 제작하였고, 자체 제작한 혈관모형의 Water Phantom으로 Roadmap 영상을 획득하고, SNR(Signal to Noise Ratio)과 CNR(Contrast to Noise Ratio)을 분석하였다. CM : N/S 희석률 변화에 대한 연구에서 CM : N/S 희석률을 (100%~10% : 100%)로 변화를 주었으며, 혈관모형 Water Phantom을 이용하여 촬영한 Roadmap 영상의 SNR과 CNR의 측정 결과 CM에 N/S 희석률이 높아질수록 SNR의 측정값이 점차적으로 낮아짐을 나타났고, CNR의 측정값도 점차적으로 낮아짐을 나타났다. 결론적으로 CM : N/S의 희석률이 높아질수록 SNR과 CNR 낮아짐을 확인하였고, CM : N/S의 희석률(100%~70 : 30%)에서 유의한 이미지를 얻을 수 있음을 확인하였다. Collimation Field 변화에 대한 연구에서 혈관모형 Water Phantom을 이용하여 Colimation Field를 혈관모형 중심으로 좌, 우 2 cm 간격으로 좁히면서 0 cm, 2 cm, 4 cm, 6 cm, 8 cm 10 cm, 12 cm으로 각각 변화를 주었으며, Roadmap을 촬영한 영상의 SNR과 CNR의 측정 결과는 Collimation Field를 혈관모형 중심으로 좁힐수록 SNR과 CNR의 측정값이 증가하는 것을 확인할 수 있었다. Flow rate 변화에 대한 연구에서 Autoinjector의 Volume을 15로 일정하게 하고, Flow Rate를 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 으로 각각 변화를 주었다. 혈관모형 Water Phantom을 이용하여 Roadmap 영상을 촬영한 이미지의 SNR과 CNR의 측정 결과 Flow Rate를 증가했을 때, SNR의 측정값이 점차적으로 감소하다가 Flow Rate 9~10에서 SNR의 측정값이 점차적 증가를 보였고, CNR의 측정값도 점차적으로 감소하다가 Flow Rate 9~10에서 CNR의 측정값이 점차적으로 증가를 보였다. 그러나 ROI Mean 값과 Background Mean 값으로 SNR과 CNR의 상관관계를 확인할 수 없었다. 상관관계를 확인하기 위해 Flow Rate 변화에 따른 Roadmap 연구는 향후 더 많은 연구로 확인해야 할 것으로 사료된다. 결론적으로 Roadmap 영상의 화질에 영향을 미치는 인자들을 알아보기 위해 조영제의 희석률, Collimation Field, Flow Rate 변화에 대한 연구에서 조영제에 N/S의 희석률이 증가할수록 SNR과 CNR이 낮아져 화질과 대조도가 낮아지는 것을 확인하였으며, Collimation Field를 좁힐수록 SNR과 CNR이 증가하여 화질과 대조도가 높아지는 것을 확인하였다. 그러나 Flow Rate 변화에 대한 연구에서는 상관관계를 확인할 수 없었다. 검사 및 시술을 할 때 신장의 영향을 최소화하기 위해 적절한 조영제 농도 선택과 대조도 향상 및 피폭 감소를 위한 적절한 Collimation Field를 사용하는 것이 유용할 것으로 판단된다.
본 연구에서는 양방향 흐름 팬텀 모델에서 탄산수의 도플러 유체 효과를 확인하고자 하였다. 양방향 흐름 팬텀 모델은 동맥과 정맥의 흐름을 구현한 것이며 이중 수조 구조를 통해 유체의 순환이 가능하고 팬텀의 크기를 줄일 수 있게 고안되었다. 사용된 유체는 탄산수, 소금물, 설탕물, 증류수를 이용하였고 수조 표면에서 깊이 1.5 cm, 3.0 cm에서 초음파 B-mode와 컬러 도플러 효과를 이용해 초음파 스캔하였다. 컬러 도플러 효과는 탄산수, 소금물, 설탕물, 증류수 모두 도플러 시프트 효과를 나타냈으나 탄산수의 도플러 시프트 효과가 가장 높았고 깊이에 따른 변화에서도 탄산수의 도플러 시프트 효과 편차가 가장 적었다. 결론적으로 탄산수의 도플러 유체 사용 가능성을 확인할 수 있었고 탄산수의 기포가 적혈구의 도플러 반사체 역할을 하고 있음을 확인하였다. 따라서 도플러 초음파 팬텀 제작에서 혈액 모방액과 유사한 물질로 탄산수를 이용한 추가 연구가 필요하며 이에 본 연구가 기초자료를 제공할 것이라 사료 된다.
Currently commercially available phantom can reproduce and evaluate only a static situation, the study is incomplete research on phantom and system which is can confirmed functional situation in the kidney by time through dynamic phantom and blood flow velocity, various difference according to the amount of radioactive. Therefore, through this study, it has produced the dynamic kidney phantom to reproduce images through the dynamic flow of the kidney, it desires to evaluate the usefulness of nuclear medicine imaging. The production of the kidney phantom was fabricated based on the normal adult kidney, in order to reproduce the dynamic situation based on the fabricated kidney phantom, in this study it was applied the volume pump that can adjust the speed of blood flow, so it can be integrated continuously radioactive isotopes in the kidney by using 99mTc-pertechnate. Used the radioactive isotope was supplied through the two pump. It was confirmed the changes according to the infusion rate, radioactive isotopes and the different injection speeds on the left and right, analysis of the acquired images was done by drawn five times ROI in order to check the reproducibility of each on the front and rear of the kidney and bladder. Depending on the speed of injection, radioisotope was a lot of integrated and emissions up when adjusting the pressure of the pump as 30 stroke, it was the least integrated and emissions up when adjusting as 40 stroke. The integration of the left & right kidney was not reached in the amount of the highest when adjusting as 10 stroke. In the changes according to the amount of the radioactive isotope, 0.6 mCi(22.2 MBq), 0.8 mCi (29.6 MBq)was showed up similar tendency but, in the result of the injection 0.8 mCi, it was showed up counts close to double of 0.6 mCi. In the result of the differently injection speed of the left & right kidney, as a result of different conditions that injection speed was 20 stroke through left kidney phantom, the injection speed was 30 stroke through right kidney phantom, it was enough difference in the resulting image can be easily distinguished with the naked eye. Through this study, the results showed that the dynamic kidney phantom system is able to similarly reproduce renogram in the actual clinical. Especially, the depicted over time for the flow to be excreted through the kidney into the bladder was adequately reproduce, it is expected to be utilized as basic data to check the quality of the dynamic images. In addition, it is considered to help in the field of functional imaging and quality control.
본 연구의 목적은 TOF-MRA에서 유체속도의 변화와 신호소실의 상관성을 정량적으로 분석하고자 하였다. 유체속도를 제어할 수 있는 팬텀을 자체 제작하여 유체속도를 8.0 ~ 127.3 mc/s까지 총 16단계로 변화시켰다. 3.0T MRI장치를 이용하여 TOF-MRA검사를 하였고 신호소실의 길이와 영상을 유입부, 중간부, 유출부로 분류하여 각 신호강도를 측정하였다. 신호소실의 길이는 유체속도가 127.3 cm/s였을 때 가장 길게 측정되었고 신호강도는 유체속도가 증가할수록 감소하였다(p<0.05). 유입부(-.547)와 중간부(-.643)는 유체의 속도가 증가할수록 음의 상관성이 있었다(p<0.05). 결론적으로 유체속도의 증가는 TOF-MRA에서 신호소실을 야기하는 주요한 인자였음을 확인하였다. 추후 혈류속도가 빠른 모델에서 신호소실을 줄이는 시퀀스 및 파라메터를 연구할 때 본 연구가 기초자료를 제공할 것이라 사료된다.
A numerical technique is employed to simulate the flow patterns in the human carotid artery and a phantom of the carotid artery made of acrylic material is used to observe the flow phenomena in the carotid artery. For numerical analysis the idealized geometric shape of the carotid artery is constructed to portray the phantom. Steady momentum equation is solved by the finite element method and the numerical results are compared with the results of MRA and color Doppler images.
In the field of nuclear medicine, the various static phantoms of international standards are used to assess the performance of the nuclear medicine equipment. However, we only reproduced a fixed situation in spite of the movement of the cardiac, and the demands for dynamic situations have been continuously raised. More research is necessary to address these challenges. This study used flexible materials to design the dynamic cardiac phantom, taking into account the various clinical situations. It also intended to reproduce the images through dynamic cardiac flow to confirm the usefulness of the proposed technique. The frame of dynamic cardiac phantom was produced based on the international standard phantom. A nuclear medicine dynamic cardiac phantom was produced rubber material and silicone implemented by 3D printing technique to reproduce endocardium and epicardium movement. Therefore we compared and evaluated the image of a cardiac phantom made of rubber material and a cardiac phantom made of silicone material by 3D printing technique. According to the results of this study, the analysis of the Summed Rest Score(SRS) showed abnormalities in the image of a cardiac phantom made of rubber material at 10, 20, and 30 stroke rates, but the image of a cardiac phantom made of silicone material by 3D printing technique showed normal levels. And the analysis of the Total Perfusion Deficit(TPD) showed that TPD in the image of a cardiac phantom made of rubber material was higher than that of the image of a cardiac phantom made of silicone material by 3D printing technique at 10, 20, and 30 stroke rates. The potential for clinical application of the proposed method was confirmed in the dynamic cardiac phantom implemented with 3D printing technique. It is believed that the objective information secures the reliability of inspection equipment and it contributes to improve the diagnostic value of nuclear medicine.
Dae-Cheol Cheong;Kyung-Jae Jung;Young-Hwan Lee;Nak-Kwan Sung;Duck-Soo Chung;Ok-Dong Kim;Jong-Ki Kim
Investigative Magnetic Resonance Imaging
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제5권2호
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pp.116-122
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2001
목적 : 고식적 스핀에코, 위상 대조 경사에코, 고속 GRASS, 중T-2강조 고속스핀에코 연쇄를 각각 유동모형에 적용시켜, 저속유동에 대한 자기공명영상의 민감도를 찾아내고자 한다. 대상 및 방법 뇌실-복강 단락 도관과 GE 모형으로 이루어진 유동모형으로 싸이폰 효과에 의한 지속적인 가변 유속의 흐름을 내보내고, 각각의 유속에 위의 네 가지 자기공명영상연쇄를 적용시켰다. 0.08 ml/min 에서 1.7 ml/min 범위의 유량의 흐르는 액체와 정지된 액체에서 획득된 자기공명영상의 신호강도를 비교한 결과를 요약하면 다음과 같다. 결과 0.17 ml/min 이상의 느린 흐름에서는 고식적 스핀에코영상이 가장 우수한 정지-유동 액체사이의 겉보기대조를 보이나, 그 이하의 매우 느린 흐름에서는 GRASS 영상이 더 높은 민감도를 보였다. 결론 : 4가지 자기공명펄스연쇄는 0.08 ml/min에서 1.7 ml/min 범위의 유량의 흐름에서 서로 다른 민감도를 보였다. 이 결과는 임상적으로, 단락수술후의 뇌척수액의 흐름이나 혈관내의 혈전에 의한 흐름의 변이 등의 인체내의 저속유동을 검출하는 비침습적방법으로 유용하게 적용될 수 있을 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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