• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• 제28권1E호
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• pp.1-8
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• 2009

Primary radiation force on ultrasound contrast agents (UCA) in a propagating and standing acoustic field was explored. A specific ultrasound contrast agent $Albunex^{(R)}$ and $Optison^{(R)}$ were chosen for simulation. The model was developed based on a shelled bubble model proposed by Church. The numerical simulation suggests that bubble translational motion is more significant in therapeutic ultrasound due to higher intensity and long pulse duration. Even a single cycle of a propagating wave of 4 MPa at 1 MHz can cause a bubble translational motion of greater than $1{\mu}m$ which is approximately one tenth of capillary. Hence, UCA characteristics can be significantly changed in therapeutic ultrasound without rapid bubble collapses.

• 한국방사선학회논문지
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• 제15권1호
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• pp.63-70
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• 2021

골밀도검사에서 측정값에 영향을 주는 요인 중 하나인 방사선 조영제는 진단 목적으로 사용되어 조직 등에 흡수되어 골밀도 측정값을 높이는 효과가 있어, 골밀도검사 시행 전에는 될 수 있으면 피하고 있다. 이러한 방사선 조영제와는 다른 물리적 특성과 작용기전을 갖는 MRI 조영제는 금속원소인 가돌리늄 기반으로 방사선 불투과성 특징을 가지고 있어 일반적으로 방사선을 이용한 검사 전에 MRI 검사를 선 시행하고 있다. 본 연구에서는 MRI 조영제가 이중에너지 X-선 흡수법을 이용한 골밀도검사에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 가돌리늄 기반의 MRI 조영제 2종을 아크릴 수조에 용량별로 주입하여 인체모형 척추 팬텀을 넣고, 각 주입량 종류별로 5회씩 총 30회 scan 하여 L1-L4 번까지의 골밀도와 T-score를 분석하였다. 측정된 2종의 조영제별 Total(L1-L4) 골밀도의 평균값은 가도테레이트 메글루민성분 0mL, 7.5mL, 15mL일때, 각각 0.952±0.052, 0.957±0.050, 0.956±0.05 g/㎠로 나타났으며, 가도부트롤성분 0mL, 5mL, 10mL일 때, 각각 0.953±0.001, 0.954±0.001, 0.945±0.001g/㎠로 모든 부위에서 통계적으로 유의한 차이는 없었다(p>0.05). Total (L1-L4) T-score의 평균값은 가도테레이트 메글루민성분은 0mL, 7.5mL, 15mL일 때, 각각 -0.46±0.05, -0.4±0, -0.42±0.04로 나타났으며, 가도부트롤성분 0mL, 5mL, 10mL일 때, 각각 -0.46±0.05, -0.46±0.05, 0.5±0.00으로 모든 부위에서 통계적으로 유의한 차이는 없었다(p>0.05). 본 실험에서는 MRI 조영제는 이중에너지 X-선 흡수법을 이용한 골밀도검사에 영향이 없는 것으로 나타났으나, 임상 대상이 아닌 제한적 조건의 인체 모형 팬텀을 사용하여 조영제의 배출시간에 영향을 주는 신장 기능, 신체 상태 등이 고려되지 못한 제한점이 있어 추후 추가적인 임상연구 진행이 필요할 것으로 사료된다.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제7권1호
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• pp.39-46
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• 2003

목적 : 간(liver)과 림프절 특이성 등의 다기능성을 나타내는 미세 초상자성 산화철 입자(ultrasmall superparamagnetic iron oxide: USP IO)의 자기이완(magnetic relaxation)에 대한 이론적 모델을 제시하고 이러한 이론적 모델에 근거한 미세 초상자성 산화철 입자의 자기장의 세기에 따른 자기 이완시간의 변화를 컴퓨터 모의 실험을 통해 연구하였다. 대상 및 방법 : 초상자성 산화철 입자를 조영제로 사용하기 위해서는 생체적합성 고분자로 축약(encapsulation)시키게 되고 따라서 확산(diffusion) 및 전자스핀의 fluctuation 에 기인하여 발생하는 자유 물분자와 간접 상호작용인 "outsphere " 기전에 근거하여 자기이완모델을 개발하였다. 또한 초상자성체의 경우 자기 모멘트가 상자성 입자에 비해 최소 수백배에서 최대 수만배까지 더 크므로 일반적으로 상자성 조영제의 "out sphere" 기전에서 가정하는 저자장 근사치를 사용할 수 없고 따라서 본 연구에서는 Brillouin함수로 표현되는 총자화에 대한 표현을 적용하여 저자장뿐만 아니라 고자장의 경우까지를 모두 포함하는 "out sphere" 기전에 의한 T1 그리고 T2 이완율에 대한 모델을 개발하였다. 이렇게 개발된 자기이완모델을 사용하여 미세 초상자성 산화철 입자의 자기장의 세기에 따른 자기 이완시간의 변화를 symbolic computation tool 인 MathCad(MathCad, USA)를 사용한 컴퓨터 모의 실험을 통해 조사하였다. 결과 : 미세 초상자성 산화철 입자의 T1, T2 자기이완 특성은 먼저, 저자장 영역 (＜1.0 Mhz)에서는 이론적 모델의 spectral density function에 들어 있는 두 개의 correlation time중 $\tau$$_{s1}$ 중 (T2의 경우 ${\tau}_{S2}$)이 주된 역할을 하는 것을 알 수 있었고 이는 결과적으로 이러한 나노자성체 입자들이 낮은 자기장하에서는 열적으로 야기된 자기모멘트들의 재배열이 주된 역할을 하는 것으로 해석할 수 있다. 한편 고자장 영역에서는 correlation time 중 $\tau$가 주된 역할을 담당하는데는 $\tau$는 나노 입자의 크기와 연관되어 있으며 고자장에서 입자 크기에 따른 T1 이완율(R1)과 T2 이완율(R2)의 차이는 이러한 입자크기의 차이에 의해 발생하는 것으로 해석할 수 있다. 나노입자에 포함된 철 원자수를 변화시키는 경우 철 원자수가 증가 할 수록 R1과 R2가 증가하는 결과를 나타내었다. 한편 온도변화에 따른 T1, T2 자기이완시간의 변화는 정상체온 근처의 제한적인 온도범위내에서 저자장 영역에서의 아주 작은 변화를 제외하고는 큰 차이를 보이지 않았으나 T1에 비해 T2에서 이러한 변화가 상대적으로 더 작게 나타났다. 결론 : 임상적 다기능성을 나타낼 가능성이 많은 것으로 보고되고 있는 미세 초상자성 산화철 입자의 자기이완에 대한 이론적 모델을 초상자성 나노입자의 물리적 특성에 기초하여 제시하였고 이러한 이론적 모델에 근거한 미세 초상자성 산화철 입자의 자기장의 세기에 따른 자기 이완시간의 변화를 컴퓨터 모의 실험을 통해 조사하였다.다.