• Nuclear Engineering and Technology
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• 제53권12호
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• pp.4158-4165
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• 2021

In this study, tissue equivalency (TE) of a newly developed epoxy-based phantom to 3-5 years child's tissue was investigated in paediatric energy range. Epoxy-based TE-phantoms were produced at different glandular/adipose (G/A) ratios of 17/83%, 31/69%, 36/64% and 10/90%. A procedure was developed in which specific amounts of boron, calcium, magnesium, sulphur compounds are mixed with epoxy resin, together with other minor substitutes. In paediatric energy range of 40-60 kV_p half-value layer (HVL) values were measured and then Hounsfield Units (HU) were determined from Computed Tomography(CT) scans taken in the X-ray energy range of 80-120kV_p. It is found that radiation absorption properties of these phantoms in terms of the measured HVL values related to linear attenuation coefficients (µ) are very well mimicking a 3 years child's soft tissue in case a ratio of 10/90%G/A. Additionally, the HU values of phantoms were determined from the CT scans. The HU = 47.8 ± 4.8 value was found for the epoxy-based phantom produced at a ratio of 10/90%G/A. The obtained HVL and HU values also support the suitability of the new epoxy based-phantom produced at a ratio of 10/90%G/A for a satisfactory mimicking a 3 years child's soft tissue by 5%. Thus they can have a potential use to perform the quality controls of medical X-ray systems and dose optimization studies.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제14권3호
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• pp.273-282
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• 1993

This study is concerned with the temperature dependence characteristics of ultrasound parameters in biological tissues, which are basic on the noninvasive deep body temperature estimation. Used parameters are ultrasonic attenuation coefficient and sound velocity In order to accomplishment our purpose, several signal processing methods were used. Attenua4iorl coefficient was estimated by spectral difference method and sound velocity was estimated by P-P method. And we also examined these methods through a series of IN VITRO experi mentis that used tissue-mimicking phantom samples and biological tissue samples. In order to imitate the biological soft tissue two kinds of phantom samples are used, one is agar phantom sample which is composed of agar, graphite, N-propyl alcohol and distilled water, and the other is fat phantom sample which is composed of pure animal fat. And the ultrasound transmission mode and reflection mode experiments are performed on the pig's spleen, kidney and fat. As a result, it is found that the temperature characteristics are uniform in case of phan- tom samples but not in biological tissues because of complicate wave propagation within them. Consequently, the possibility of temperature measurement using ultrasound on biological tissue is confirmed and its results may contribute to the establishment of reference values of internal temperature measurement of biological tissues.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제43권3호
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• pp.147-152
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• 2022

This research is to measure real-time temperature distribution inside a tissue-mimicking phantom for the safety and effectiveness evaluations of focused ultrasound (FUS) device capable of linear scanning stimulation. Since the focusing area of the FUS stimulation device is smaller than diameter of conventional thermal probe and keeps moving, it is impossible to monitor temperature distribution inside the phantom. By using the phantom with a thin film temperature sensor array inserted, real-time temperature change caused by the FUS device was measured. The translation of the measured temperature peak was also tracked successfully. The present phantom had been experimentally proven to be applicable to validate the performance and safety of the therapeutic ultrasound devices.

• 한국방사선학회논문지
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• 제16권6호
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• pp.751-759
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• 2022

현재 진단 초음파 및 건강검진 목적의 초음파 검사는 널리 이용되고 있고 건강보험 적용으로 더욱 증가 추세를 보이고 있다. 하지만 초음파검사의 위해성은 현재까지 명확히 밝혀진 바가 없어 초음파 검사 시 인체 조직의 온도가 상승하는 열효과를 알아보고자 본 연구에서는 인체 모의 매질 팬텀을 이용해 주파수, 모드별에 따른 표면과 심부 온도 변화를 시간별로 측정하였고 TI, MI 값도 비교하였다. 인체와 유사한 음향 특성 있는 카파 카라기난 분말과 고형화를 위해 염화칼륨을 소량 첨가하여 모의 팬텀 제작하였고 표면 온도계와 탐침용 온도계를 사용하여 표면과 심부 온도 변화를 측정하였다. 그 결과 저주파수를 사용하는 Convex Probe가 고주파를 사용하는 Linear Probe보다 높은 온도 상승을 보여 유의미한 차이를 보였고 표면에서 온도 상승이 가장 높았으며 1 cm의 낮은 깊이는 일시적 온도상승은 나타내지만 유의미한 온도변화는 없었다. 5 cm ~ 15 cm의 심부온도 변화는 없었으며 검사 시간동안 TI, MI값은 변화가 없었다. 이는 15분 실험동안 표면온도만 상승하였고 심부에는 온도변화가 없었기 때문에 인체에 유해할 만큼의 온도 변화를 나타내지 않을 것으로 사료되며 통상적인 진단초음파의 15분의 검사시간은 임상에서의 사용에는 무리가 없을 것으로 생각되지만 특정 부위의 장시간 검사는 온도 상승을 일으킬 수 있으므로 지양해야 될 것으로 사료된다.

• IEIE Transactions on Smart Processing and Computing
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• 제3권3호
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• pp.153-159
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• 2014

As the number of treatments in the therapeutic ultrasound field targeted at fat tissue increase, the performance of the equipment should be evaluated for safety using a fat phantom. In this study, a fat phantom was fabricated using olive oil and a tissue-mimicking material (TMM) phantom. To evaluate the acoustic properties of the TMM phantom according to the changes in the olive oil, the composition ratio of a liquid mixture of olive oil with a surfactant was adjusted from 5-20% in 5% steps. The acoustic properties of the phantom were evaluated using the sound velocity, attenuation coefficient, density, and acoustic impedance. The experimental results showed that the sound velocity decreased with increasing amount of olive oil but the other acoustic properties did not change. In addition, the phantom using an olive-oil mixture with a 15% composition ratio was most similar to the acoustic characteristics of fat tissue with a sound velocity of 1477.35 m/s, an attenuation coefficient of 0.514 dB/MHz-cm, a density of $1.07g/cm^3$, and an acoustic impedance of 1.575 MRayl. These experimental results are expected contribute to the accuracy of the results using a TMM phantom and will be useful for the therapeutic ultrasound field targeted at subcutaneous fat tissue.

• 대한자기공명의과학회:학술대회논문집
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• 대한자기공명의과학회 2001년도 제6차 학술대회 초록집
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• pp.133-133
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• 2001

Purpose： To determine the relationship between anatomical variation at A-com. artery area an hemodynamically induced aneurysm-mimicking findings on 3D-TOF MRA clinically a experimentally. Method： Sixty-two patients who had no aneurysm at A-com artery on DSA were evalua with MRA. MRA was performed with 1.5T MR machine(Vision, Siemens). Scan parameters o MRA included TR/TE/FA=30/6.4/25$\psi$$\circledR$˙¡, 512＊192 of matrix with MIP technique. The occurrence of signal defect at shoulder area of bifurcated A-com artery on MRA was evalua for the relationship between the symmetricity of bilateral ACA and the patency of A-c artery. DSA images were acquired at both ICA and VA. To analyze hemodynamical facto of signal defect, experimental studies of MRA and DSA were peformed with elastic silic phantom using conducting pulsatile pump. We also compared the results with those o computational fluid dynamics(CFD).

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권3호
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• pp.880-890
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• 2010

뇌졸중 등의 혈관 질병을 진단하기 위해서 혈관 내 초음파(Intravascular Ultrasound:IVUS)영상 기법이 사용되고 있다. 최근에는 혈관 내벽에 붙은 혈전을 탄성 영상법을 이용하여 진단하는 방법들이 연구되고 있다. 그러나 혈관 내 초음파는 혈관 내에 트랜스듀서를 삽입하여야 하므로 진단 방법에 위험성이 있다. 본 논문은 선형 트랜스듀서를 이용하여 혈관 외부에서 데이터를 획득하여 혈관 내벽에 붙은 혈전의 변형률 영상을 얻었다. 혈관 벽의 움직임을 정확하게 측정하기 위하여, 혈관 벽과 수직이 되도록 주사선의 방향을 조향하면서 초음파 데이터를 획득하였다. 초음파 데이터는 기저대역의 복소수 신호로 복조한 뒤 자기상관(autocorrelation)을 이용하여 혈관 벽의 움직임을 계산하여 변형률 영상을 얻었다. 제안한 방법을 플라스틱 기반의 혈관 모사 팬텀을 제작하여 검증하였다. 혈관 모사 팬텀은 혈관에 해당하는 직경 6mm의 실린더 공간에 물을 채우고 벽을 따라 2mm 두께의 부드러운 혈전을 혈관 벽의 내부에 배치하였다. RF 데이터는 상용 초음파 진단기에서 7.5MHz 선형 트랜스듀서를 사용하여 -40도부터 40도까지 1도 간격으로 조향시킨 81개의 스캔라인 데이터를 얻었다. 실험 결과 단단한 배경 팬텀에 인접한 혈전 영역이 더 무른 것으로 관찰되었다. 제안한 방법의 탄성 영상법이 비록 주사선이 혈관 벽에 수직으로 입사하는 영역으로 제한되지만 혈관 변형률 영상법의 유용함을 실험으로 입증하였다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제9권7호
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• pp.509-513
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• 2015

본 연구에서는 재사용이 가능한 NIPAM 팬텀의 열적 민감도를 측정하여 조직유사 팬텀의 열변성 특성을 평가하였으며, 초음파 재사용 횟수와 재사용 기간에 따른 음향학적 특성 및 열 변성 형태 특성을 관찰하였다. 측정 결과조사 횟수가 증가함에 따라 NIPAM 팬텀의 음속은 100 m/s 정도 감소하고 감쇠계수는 조금 증가하는 경향을 보였다. 반면에 재사용 기간에 따른 변화는 관찰되지 않았다. 초음파 조사에 따른 열변성의 형태 및 크기는 유효할 정도의 변화는 확인되지 않았다. 본 연구를 통하여 NIPAM 팬텀이 반복 조사를 통한 초음파 치료 평가에도 적합한 것으로 판단되었다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.83-91
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• 2024

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.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제29권2호
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• pp.63-69
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• 2006

초음파 영상의 질은 진단에 많은 영향을 끼친다. 양질의 영상이 항상 일정하게 유지되기 위해서는 QA(Quality Assurance) 프로그램을 가지고 주기적인 관리가 이루어져야 할 것이다. 본 논문은 임상에서의 QA 상황을 파악하는 첫 번째 단계로 실제 병원의 초음파 영상의 질을 살펴보고자 하였다. 이를 위해 인간의 생체등가물질로 된 팬텀을 이용하여 정상 환자를 스캔할 때와 같은 기준 값에서 가상의 낭포 및 고반사 신호의 구조물들이 몇 개가 보이는지 convex probe와 linear probe를 측정하여 비교하였다. convex probe에서는 정상 간과 비슷한 0.5 dB에서 vertical group, cystic masses, high contrast masses에서는 대부분 잘 보였으며 지방간과 비슷한 조건인 0.7 dB에서는 vertical group이 중간레벨에서, cystic masses와 high contrast masses에서는 대체로 모두 잘 보였다. linear probe에서의 vertical group은 0.5 dB에서 중간레벨만 잘 보였고 cystic masses와 high contrast masses는 두 개에서 네 개 보이는 것들이 고루 분포되었으나 하나도 보이는 않는 경우가 11건수나 되었다. 0.7 dB에서는 vertical group이 6개 이하가 보이는 것이 대부분 이었고 cystic masses와 high contrast masses에서도 두개에서 네 개 보이는 것들이 고루 분포되었고 하나도 보이는 않는 경우도 40건 있었다. 이로서 지방간과 같은 조건하에서는 linear probe의 영상의 질이 대체로 좋지 않으므로 기준 설정 및 물리적인 조건들을 검사 시에 잘 조정하거나 probe의 교체가 필요하다고 판단된다. 많은 병원에서 초음파 장비를 잘 관리하고 있다고 하지만, 영상의 질은 아직도 미흡한 것을 알 수 있다. 초음파 장비의 설치에서부터 영상의 질을 평가하고 지속적이고 정기적인 관리와 평가가 이루어질 수 있는 프로그램이 필요하겠다.