• 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.

• 한국음향학회지
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• 제23권7호
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• pp.503-513
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• 2004

본 논문에서는 단위 음향파워에 대한 온도 변화인 열 감도 (thermal sensitivity)를 새로이 정의하였으며, 이 물리량으로 조직모사물질의 성능을 평가 할 수 있다는 것을 제안하였다. 실험에 사용된 시료는 공장에서 생산되는 식용 두부이고, 초음파의 주파수를 8 MHz로 고정하고 조사 (irradiation) 시간, 음향파워, 시료 표면으로 부터의 깊이 및 초음파 변환기와의 거리에 따른 온도 변화를 측정하였다. 아울러 깊이와 초음파 변환기와의 거리를 고정하고 일정한 음향파워 조건에서 주파수에 따른 온도 변화도 측정하였다. 측정된 온도변화를 열 감도로 변환하여 고찰한 결과 조직모사물질의 성능인자로 사용하기에 충분한 것으로 판명되었다. 특히 조직모사물질로 선택한 두부는 10 MHz 에서 열 감도가 최대로 나타났으며. 이 결과는 실제 인체 조직에서 열 감도가 주파수에 민감하게 의존 할 수 있다는 가능성을 함축하는 중요한 결과이다.

• IEIE Transactions on Smart Processing and Computing
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• 제3권1호
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• pp.28-34
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• 2014

Recently, ultrasound therapy has become a new and effective treatment for many brain diseases. Therefore, skull-mimicking phantoms have been developed to simulate the skull and brain tissue of a human and allow further research into ultrasound therapy. In this study, the suitability of various skull-mimicking materials(HDPE, POM C, Acrylic) for studies of brain-tumor treatments was evaluated using focused ultrasound. The acoustic properties of three synthetic resins were measured. The skull-mimicking materials were then combined with an egg white phantom to observe the differences in the ultrasound beam distortion according to the type of material. High-intensity polyethylene was found to be suitable as a skull-mimicking phantom because it had acoustic properties and a denatured-area shape that was close to those of the skull,. In this study, a skull-mimicking phantom with a multi-layer structure was produced after evaluating several skull-mimicking materials. This made it possible to predict the denaturation in a skull in relation to focused ultrasound. The development of a therapeutic protocol for a range of brain diseases will be useful in the future.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제33권3호
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• pp.245-252
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• 2010

본 연구는 주제인 폴리우레탄(polyurethane, PU)과 새로운 형태의 n-type 산란재를 사용하여 합성한 조직모사물질(tissue mimicking materials : TMM)에 대해 국제표준규격 IEC 60601-2-37(2007)의 Annex D.D가 권고한 인체 연조직(soft tissue)의 음향학적 특성 기준에 준해, 전파속도, 임피던스, 감쇠계수 특성 등을 분석하였으며, 영상특성은 SONOACE 9900C PRIME(MEDESON Co.), 3.5 MHz 컨벡스 프로브(2.5-5.0 MHz)로 초음파 휘도와 최대투과심도를 분석 평가하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 주제인 prepolymer와 polyol mixture를 혼합하고 n-type 산란재를 0~8%로 점차 증가하여 합성하였을 때, 1. 조직모사물질의 전파속도는 산란재가 증가할수록 연조직에 더 가깝게 수렴(convergence)하였다. 2. 음향임피던스는 산란재가 감소할수록 연조직에 더 가깝게 수렴하였다. 3. 감쇠계수는 산란재가 증가할수록 증가하였다. 4. 영상 평균휘도는 산란재가 증가할수록 증가하였으나 역치가 있었다. 5. 최대투과심도는 산란재 6% 조직모사물질에서 연조직에 가깝게 수렴하였다.

• 한국음향학회지
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• 제40권6호
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• pp.587-592
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• 2021

노화 및 골다공증으로 인해 긴 뼈에서 발생하는 피질골의 두께 변화는 골절의 위험인자로 알려져 있다. 본 연구는 200 kHz의 중심주파수 및 12.7 mm의 직경을 갖는 한 쌍의 트랜스듀서와 함께 축방향 전파법을 이용하여 윗면이 2 mm 두께의 실리콘 고무층으로 덮인(1 mm부터 4 mm까지의 두께를 갖는) 아크릴판으로 제작된 7개의 연조직-골 모사 팬텀에서 피질골 두께에 대한 유도초음파 위상속도의 의존성을 고찰하였다. 모든 연조직-골 모사 팬텀에서 서로 다른 속도를 갖는 First Arriving Signal(FAS) 및 Slow Guided Wave(SGW)가 전파하는 것으로 일관되게 관찰되었다. FAS의 위상속도는 피질골 두께가 증가함에 따라 약간 감소하는 반면 SGW의 위상속도는 피질골 두께가 증가함에 따라 크게 감소하는 것으로 나타났다. FAS 및 SGW의 위상속도는 각각 실리콘 고무층을 갖지 않는 아크릴판에서 전파하는 S0 및 A0 램 모드의 위상속도와 거의 일치하는 것으로 나타났으며, 이는 아크릴판의 윗면을 덮고 있는 연조직 모사 물질(2 mm 두께의 실리콘 고무층)의 존재가 위상속도 측정에 큰 영향을 미치지 않는다는 것을 의미한다.

• 비파괴검사학회지
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• 제29권4호
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• pp.368-373
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• 2009

초음파 의료용 탄성 영상 시스템의 성능을 평가하기 위한 인체 조직 모사 팬텀을 제작하였다. 인체에서 종양이나 암 조직은 주위의 정상조직보다 단단한 특성을 가진다. 이러한 조직의 단단함을 영상화하는 기법이 탄성 영상 기법이다. 인체의 병변 조직의 기계적인 특성을 모사하기 위하여 플라스틱 경화제와 연화제를 이용하여 탄성도가 다른 균일 탄성 팬텀을 제작하였다. 제작된 균일 탄성 팬텀은 시료의 비율에 따라 $11.1{\sim}79.6$ kPa 범위의 탄성계수 값을 얻었다. 이를 바탕으로 외부 매질과 내부 매질의 탄성계수 차이가 5배와 7배 정도인 초음파 병변 모사 팬텀을 제작하여 탄성 영상을 획득하였다. 본 논문에서는 제작된 플라스틱 기반의 탄성 팬텀이 인체의 탄성 특성을 모사하는 탄성 팬텀으로서 유용함을 확인하였다.

• Journal of Periodontal and Implant Science
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• 제43권6호
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• pp.251-261
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• 2013

A paradigm shift is taking place in medicine and dentistry from using synthetic implants and tissue grafts to a tissue engineering approach that uses degradable porous three-dimensional (3D) material hydrogels integrated with cells and bioactive factors to regenerate tissues such as dental bone and other oral tissues. Hydrogels have been established as a biomaterial of choice for many years, as they offer diverse properties that make them ideal in regenerative medicine, including dental applications. Being highly biocompatible and similar to native extracellular matrix, hydrogels have emerged as ideal candidates in the design of 3D scaffolds for tissue regeneration and drug delivery applications. However, precise control over hydrogel properties, such as porosity, pore size, and pore interconnectivity, remains a challenge. Traditional techniques for creating conventional crosslinked polymers have demonstrated limited success in the formation of hydrogels with large pore size, thus limiting cellular infiltration, tissue ingrowth, vascularization, and matrix mineralization (in the case of bone) of tissue-engineered constructs. Emerging technologies have demonstrated the ability to control microarchitectural features in hydrogels such as the creation of large pore size, porosity, and pore interconnectivity, thus allowing the creation of engineered hydrogel scaffolds with a structure and function closely mimicking native tissues. In this review, we explore the various technologies available for the preparation of macroporous scaffolds and their potential applications.

• 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.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 2004년도 추계학술발표대회논문집 제23권 2호
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• pp.369-370
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• 2004

초음파의 조차에 의한 인체내부의 온도상승의 측도로 열지수(thermal index)가 사용되고 있으며, 이는 주파수 및 음향파워에 의존한다. 초음파 조사에 의한 인체내부의 온도상승을 평가하는데 사용되는 재료를 조직 모사 물질이라 한다. 본 논문아사는 단위 음향파워에 대한 온도 변화인 열 감도(thermal sensitivity)를 새로이 정의하였으며, 이 물리량으로 조직모사물질의 성능을 평가 할 수 있다는 것을 제안하고자 한다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제26권3호
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• pp.19-24
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• 2003

한국 여성의 유방암 발생은 전체 암 발생의 16.1%로 가장 많으며, 1995년 12.5%에서 2001년 16.1%로 증가하였고, 발생 연령군이 낮아지고 있다. 한국중앙 암 등록사업 연례 보고서, 2001(ICD_ $O_2$분류)에 따르면 유방암 등록분율은 7.1%, 사망분율은 2.1%(사망원인 통계연보, 2001)(ICD 10분류))로 나타나 조기발견의 중요성을 알 수 있다. 따라서 유방 초음파 팬텀을 이용해 주사와 생검 훈련을 하여 정밀한 유방초음파검사를 시행한다는 측면에서, 생검용 유방 초음파 팬텀을 제작하여 다음과 같은 결론을 얻었다. (1) PU를 주제로 하고 C와 $TiO_2$ 첨가제의 농도와 경도를 조정하여 인체 유방과 유사한 에코 양상을 나타내는 TMM을 합성하였으며, (2) 합성한 C와 $TiO_2$ TMM은 첨가량의 농도 변화에 따라 휘도와 대조도의 변화를 보였으며, (3) C형 TMM의 경도 증가에 따라 투과심도가 감소하는 것으로 나타났으며, (4) $TiO_2$ 형 TMM은 C형 TMM에 비해 낮은 휘도와 높은 투과도를 보였으며, (5) $TiO_2$형 TMM과 C형 TMM의 전파속도와 감쇠는 연부조직의 그것과 유사하게 나타났다. 따라서 생검용 유방초음파 팬텀은 $TiO_2$ 4.10 %w/v TMM으로, 표적물질은 C 2.09 %w/v로 제작하여 에코 양상을 평가하였다. 본 팬텀의 개발은 유방초음파검사의 주사 능력 향상은 물론 표재성장기의 TM 팬텀을 개발하는데 기여할 것이다.