• 한국음향학회지
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• 제42권5호
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• pp.412-421
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• 2023

초음파 뇌 자극술을 통하여 뇌 심부의 국소 지역에 있는 뇌 세포의 활성화를 유도할 수 있으며, 이를 통하여 저하된 뇌 기능을 치료하는데 효과가 있음이 보고되어 왔다. 반면, 초음파 자극의 종류에 따라 신경 변조의 효율과 방향이 달라질 수 있음이 알려져 있어, 적절한 초음파 자극의 종류를 확립하는 연구가 중요하다. 따라서, 본 논문에서는 이를 효과적으로 최적화 하기 위해 세포 배양시 사용되는 커버슬립 기반의 초음파 변환자를 제안하고자 한다. 균일한 초음파 자극을 전도하기 위해서 폴리머 압전소자(Poly-vinylidene fluoride-trifluorethylene, PVDF-TrFE)를 스핀 코팅하고 패를린 절연층을 상단에 적층시켜 음압 출력을 극대화 시켰다. 개발된 초음파 변환자 융합 커버슬립은 초음파자극기 표면에 배양된 수십개의 신경세포에 균일하고 정확한 초음파 자극을 전달 할 수 있고, 자극에 따른 세포의 반응을 형광 현미경으로 실시간 관찰 가능하다. 따라서, 동일한 초음파 자극에 대한 세포의 반응 신호를 최대 수십개 세포로부터 동시에 획득 가능하므로, 반응 신호를 평균 한다면 낮은 강도의 초음파 자극에 따른 뇌 세포의 미세한 반응을 검출할 수 있을 뿐만 아니라, 초음파 변환자와 물의 표면 등에서 발생하는 정현파에 의한 자극의 왜곡 현상을 줄일 수 있어서 사용자가 원하는 초음파 자극을 정확하게 세포로 전달 가능하다. 이렇게 개발된 초음파 변환자를 통해 변환자 표면에 배양된 별세포에서 6 MHz, 0.2 MPa의 저강도 초음파 자극에 의해 유도된 칼슘 반응을 성공적으로 관찰할 수 있었다.

• 대한의용생체공학회:학술대회논문집
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• 대한의용생체공학회 1996년도 추계학술대회
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• pp.289-292
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• 1996

The 2-way beam simulation for the diagnostic ultrasound is performed with simplified computation by approximating the transducer and the system. The results show that the simulation program can be used as a good system design tool.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제15권2호
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• pp.64-69
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• 2014

초음파(Ultrasound) 시스템은 진단의학분야, 수중통신, 센서네트워크 등 현대산업분야에 광범위하게 사용되는 복잡한 무선 신호처리 시스템 중 하나이다. 최근에는 초음파 시스템의 소형화가 본격화 되고 있다. 본 논문에서는 소형화되고, 모바일화 되는 진단 초음파시스템에 적합한 혼성 저잡음증폭기(Low Noise Amplifier, LNA)를 개발 하였다. 제안된 LNA는 5dB이하의 낮은 잡음특성을 가지고, 다양한 초음파 변환기(Transducer)의 임피던스매칭을 위해 피드백 저항값들을 전기적으로 조정할 수 있도록 설계하였다. 주파수는 10kHz에서 150MHz까지 초음파주파수 전 대역을 지원할 수 있고, 슬립모드를 지원한다. 시스템의 특성에 맞춰 각각의 변환기를 통해 -17.8dB-29.5dB의 이득을 갖는다. 기존의 LNA와 비교해서 비슷한 성능에 소모전력은 최대 90%를 줄일 수 있었다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제9권1호
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• pp.45-48
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• 2016

비만을 치료하기 위해 다양한 비만 치료기가 개발되어 왔으며, 초음파는 온열 및 진동작용으로 지방이 분해가 되기 쉬운 상태로 변하게 만든 후 혈액 및 림프액의 흐름을 촉진시켜 혈액으로 지방산 배출이 될 수 있도록 한다. 이러한 초음파 비만 치료기에 트랜스듀서 어레이가 사용되는데 트랜스듀서 어레이의 집속각도와 주파수는 지방을 분해하는데 중요한 영향을 미칠 수 있다. 본 논문에서는 트랜스듀서 어레이의 주파수를 설정하기 위해 27kHz, 1MHz, 3MHz의 주파수에 직경 5mm, 10mm, 16mm의 트랜스 듀서를 적용하여 파장과 근위장을 구하여 설정온도에 가장 짧은 시간에 도달하는 주파수를 설정하고, 3개 면이 닿는 트랜스듀서의 집속 각도를 설정하였다. 결과적으로 3MHz 주파수 일 때 설정온도에 도달하는 시간이 짧았으며, 집속각도는 $40^{\circ}$가 적정하였다.

• 대한물리의학회지
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• 제10권1호
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• pp.91-97
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• 2015

PURPOSE: In this study investigated the thermal effect in tissue mimicking phantom by the material of the ultrasonic transducer in low intensity sonication. METHODS: The material of the ultrasonic transducer was made of ceramic, stainless steel, aluminum. Korea Testing Laboratory was measured of the three kinds of materials the total output of the ultrasonic transducer. Each material was measured core temperature and the actual output depending on the type of transducer. Agarose tissue mimicking phantom and silicone tissue mimicking phantom was made. Transducers made of three kinds of materials were emitted in the phantom. It is shown as a graph about time and temperature and the surface temperature rising speed and deep temperature rise rate was investigated. RESULTS: Ceramic transducers were highest output. Higher than the stainless steel transducer, aluminum had the lowest total output. Deep temperature was the highest in the ceramic transducer, and the surface temperature was the highest in the stainless steel transducer. Thermal images of ceramic transducer showed that a valid output is formed deeper wider than the metal. CONCLUSION: Ceramic transducer is confirmed the excellence than the metal transducer in deep thermal effect and the actual output of the ultrasound.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• 제14권2E호
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• pp.73-86
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• 1995

전향 초음파 영상 캐서터의 트랜스듀스 (FLUIC) 부분은 진동자인 원형 전기음향 소자와 원뿔꼴 반사체인 음향 반사체로 구성된다. 소형의 전기음향 소자는 캐서터의 회전자 축 측면에 탑재된다. 전향 초음파 영상 캐서터의 특징은 기존의 IVUS 트랜스듀서가 제공할 수 없는 캐서터 전단에서 혈관의 단층 2-D 영상과 종래의 측면 영상을 동시에 제공하는 것이다. FLUIC의 트랜스듀서에 사용된 음향 반사체를 설계하기 위해 근사화된 레이 추적 기법을 이용하였다. 음향 반사체로부터 2차 외절 특성을 예측하기 위해 회절전달함수방식에[1] 의한 1차 음원으로 부터의 장 예측모델을 확장하여 일반화 하였다. 확장된 모델은 단순한 평판 반사체에 적용하여 시뮬레이션과 실험에 의해 검증되었으며 FLUIC의 잘 특성을 해석하는데 사용되었다.

• 비파괴검사학회지
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• 제22권4호
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• pp.386-392
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• 2002

골다공골증은 해면골의 골소주 두께 감소 및 파단에 기인한 전체적인 골질이 저하되는 질병이다. 골다공증의 진단은 X-ray 및 초음파를 이용하는 방법이 있다. 그러나 X-ray 방법은 인체에 해로우며 단지 골밀도만을 평가한다. 대부분 골다공증 진단 초음파 시스템은 heel뼈를 통과하는 초음파 속도 및 감쇠 파라미터를 측정하고 있다. 한편, 기존의 초음파 시스템들은 heel뼈의 한 점에서만 측정을 실행하므로 측정 위치에 따른 오차로 인하여 골다공증의 진단 예측성이 매우 낮다. 본 연구에서는 두 개의 초음파 탐촉자를 이용하여 선형 스캐닝 방식에 의한 heel뼈 전체 영역에 대한 초음파 파라미터 값들은 2차원 영상처리기법을 통하여 골다공증을 진단하는 기법을 수행하였다.

• 센서학회지
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• 제18권5호
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• pp.377-384
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• 2009

The ultrasonic hyperthermia for oncology has been developed and studied. The HIFU(high intensity focused ultrasound) is the most recent method to treat the tumor by using ultrasound. In this study, an insertion-type transducer for treating a prostate cancer, which can focus the ultrasonic beam mechanically and electrically, was designed and developed. The developed transducer was composed of three arrays, and each array has 32 elements. For the purpose of the mechanical focusing, both side arrays are slanted to the center array by $15^{\circ}$. With this structure, NFL(near field length) was set up as 30 mm. The PZT-4 and two matching layers were used, and the backing layer was excepted to prevent energy losses. The acoustic field analysis and the heating test were performed to evaluate the performance of developed transducer. The shape of an acoustic field, peak pressure, and acoustic pressure distribution were compared with numerical simulation. The NFL was 32 mm, the beam width was 5 mm, focal area was $40\;mm^2$, and peak pressure was 5.5 MPa. With heating by using developed transducer, the temperature increased up to $33^{\circ}C$ at focal zone. As a result of this study, the usefulness of suggested transducer for prostate cancer hyperthermia was confirmed by the acoustic field analysis and the heating test with TMM(tissue mimicking) phantom.

• 한국방사선학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.463-472
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• 2021

산부인과 초음파 검사에서 골반 장기를 관찰하기 위해 고주파수의 경질 탐촉자를 이용한 검사의 수요가 증가하고 있다. 하지만 임상에서는 경질 탐촉자의 정도관리가 제대로 시행되고 있지 않으며 평가 기준이 확립되지 않은 실정이다. 따라서 현재 사용되고 있는 산부인과용 초음파 장치 20대를 대상으로 58개의 경질 탐촉자와 20개의 곡면 탐촉자를 ATS-539 표준팬텀에 적용하여 각각의 영상을 획득 한 후 정량과 정성적으로 측정하였다. 정량측정은 종측정, 횡측정, 국소영역, 정성측정은 불응영역, 축방향/외측방향 분해능, 예민도, 기능적 해상도, 회색조와 동적범위를 실시하였다. 정량적 통계 분석 결과 횡측정, 국소영역에서 두 탐촉자 간 유의한 차이가 있었으며,(p<0.05) 정성적 비교 분석 결과 예민도, 기능적 해상도에서 차이점을 확인 할 수 있었다. 이는 탐촉자 간 갖는 주파수의 차이와 탐촉자의 주사 기하학의 차이로 발생 한 것으로 사료된다. 위와 같은 실험 결과를 토대로 횡 거리 평가의 허용 범위는 10%(±8 mm)으로 상향, 예민도의 허용 범위는 삼사분위(75%) 수준인 12 cm깊이인 6개까지 관찰, 기능적 해상도의 평가의 허용 범위는 삼사분위(75%) 수준인 6개(12cm), 6개(12cm), 11개(11cm), 9개(9cm), 6개(6cm)까지 관찰, 회색조와 동적범위의 표적의 깊이를 4cm 깊이의 50%인 2 cm 깊이에서도 측정이 가능하게 표적을 추가하는 것이 타당하다고 사료된다. 연구 결과를 통해 산부인과용 경질 탐촉자의 정도관리 평가 기준을 제시하였으며 본 연구가 향후 경질 탐촉자 전용 팬텀 제작을 위한 기초자료로 활용될 것으로 기대한다.

• 한국전문물리치료학회지
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• 제14권3호
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• pp.9-15
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• 2007

The purpose of this study was to investigate electromyographic activities of the flexor digitorum superficialis (FDS) and the flexor carpi ulnaris (FCU) by the shape of the ultrasound head. Twelve healthy subjects participated and performed ultrasound therapy with a round head and a long handled head during each 5-minute application. Electromyographic activities of the FDS and FCU were recorded by surface electrodes and normalized by maximal voluntary isometric contraction (MVIC) values. There was no difference in the muscular fatigue of FDS and FCU as determined by the shape of the ultrasound head (p>.05). Without the shape of head, the mean power frequency decreased with the time. There also was no difference in %MVIC of the FDS and FCU as determined by the shape of the ultrasound head (p>.05), but the force exerted exceeded 20%MVIC. There was however a significant difference in the amount of cumulative workload of the FDS and FCU as determined by the shape of ultrasound head (p<.05). The workload was however not affected by the shape of the ultrasound head. Constant static grasp of ultrasound transducer head during ultrasound therapy is considered a high risk factor of work-related musculoskeletal disease.