• 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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• 제24권4E호
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• pp.132-138
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• 2005

The purpose of this study is to measure the acoustic properties of Tofu and Acorn Curd (Dotori Muk), which are possibly used as tissue mimicking materials (TMMs). Due to its availability and low cost, Tofu was suggested as a TMM by several researchers who measured only sound speed and attenuation. The acoustic properties of Tofu and Muk including the backscattering coefficient were measured in this paper. Sound speed was measured by the time shift in a pulse echo setup. Attenuation coefficients and backscattering coefficients were measured by a broadband method using both 5 MHz and 10 MHz transducers in the frequency domain. The measured acoustic properties of both Tofu and Muk are observed to be similar to those of biological tissues such as beef liver or beef heart.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제26권1호
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• pp.51-62
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• 2003

초음파 팬텀의 조직등가물질(TMM)을 합성하기 위하여 폴리우레탄을 주제로 C, CCR, $TiO_2$, tungsten, silver 분말 등의 반사체를 이용하여 폴리우레탄 TMM을 합성하여 다음과 같은 결론을 얻었다. (1) 모든 TMM은 반사체의 경도와 농도가 증가함에 따라 투과도가 균질성이 감소하였으며 (2) C type TMM은 균질성, 투과도, 회새도, 전파속도, 감쇠 등의 음파 특성이 간과 유사한 것으로 나타났고 (3) $TiO_2$ type TMM은 무에코 영역에 점상의 에코가 산재하는 불균질환 양상을 보였고 (4) tungstem type TMM은 간경화와 유사한 불균질한 에코 양상을 보였고 (5) silver type TMM은 대체로 전립선과 유사한 에코 양상의 균질한 양상으로 나타났다. 본 TMM의 개발은 초음파 Q/A 팬텀은 물론 유방, 갑상선, 직장 등의 초음파 훈련용 팬텀(ultrasound previous phantom)의 제작에 기여할 것으로 기대한다.

• 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.

• 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.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2011년도 추계학술발표대회
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• pp.2.2-2.2
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• 2011

The central strategy in tissue engineering involves a biomaterial scaffold as a delivery carrier of cells and a depot to deliver bioactive molecules. The ability of scaffolds to control cellular response to direct particular repair and regeneration processes is essential to obtain functional tissue engineering constructs. Therefore, many efforts have been made to understand local interactions of cells with their extracellular matrix (ECM) microenvironment and exploit these interactions for designing an ideal scaffold mimicking the chemical, physiological, and structural features of native ECM. ECM is composed of a number of biomacromolecules including proteins, glycosaminoglycans, and proteoglycans, which are assembled together to form complex 3-dimensional network. Electrospinning is a process to generate highly porous 3-dimensional fibrous structure with nano to micro scaled-diameter, which can closely mimic the structure of ECM. In this presentation, our approaches to develop biomimetic electrospun fibers for modulation of cell function will be discussed.

• 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.

• Tissue Engineering and Regenerative Medicine
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• 제15권6호
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• pp.673-697
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• 2018

BACKGROUND: Cartilage tissue engineering (CTE) aims to obtain a structure mimicking native cartilage tissue through the combination of relevant cells, three-dimensional scaffolds, and extraneous signals. Implantation of 'matured' constructs is thus expected to provide solution for treating large injury of articular cartilage. Type I collagen is widely used as scaffolds for CTE products undergoing clinical trial, owing to its ubiquitous biocompatibility and vast clinical approval. However, the long-term performance of pure type I collagen scaffolds would suffer from its limited chondrogenic capacity and inferior mechanical properties. This paper aims to provide insights necessary for advancing type I collagen scaffolds in the CTE applications. METHODS: Initially, the interactions of type I/II collagen with CTE-relevant cells [i.e., articular chondrocytes (ACs) and mesenchymal stem cells (MSCs)] are discussed. Next, the physical features and chemical composition of the scaffolds crucial to support chondrogenic activities of AC and MSC are highlighted. Attempts to optimize the collagen scaffolds by blending with natural/synthetic polymers are described. Hybrid strategy in which collagen and structural polymers are combined in non-blending manner is detailed. RESULTS: Type I collagen is sufficient to support cellular activities of ACs and MSCs; however it shows limited chondrogenic performance than type II collagen. Nonetheless, type I collagen is the clinically feasible option since type II collagen shows arthritogenic potency. Physical features of scaffolds such as internal structure, pore size, stiffness, etc. are shown to be crucial in influencing the differentiation fate and secreting extracellular matrixes from ACs and MSCs. Collagen can be blended with native or synthetic polymer to improve the mechanical and bioactivities of final composites. However, the versatility of blending strategy is limited due to denaturation of type I collagen at harsh processing condition. Hybrid strategy is successful in maximizing bioactivity of collagen scaffolds and mechanical robustness of structural polymer. CONCLUSION: Considering the previous improvements of physical and compositional properties of collagen scaffolds and recent manufacturing developments of structural polymer, it is concluded that hybrid strategy is a promising approach to advance further collagen-based scaffolds in CTE.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제26권2호
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• pp.49-56
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• 2003

초음파 Q/A팬텀은 조직등가물질(TMM)과 표적물질로 구성한다. 표적물질은 데드존, 거리분해능, 측분해능, 수직과 수평거리 정확성 등을 평가하는 모노필라멘트로 TMM과 조화를 이뤄 선명하게 나타나야 한다. 본 연구의 목적은 금속성 모노필라멘트와 나일론 모노필라멘트를 이용하여 TMM 내에서 최적의 해상력을 표현할 수 있는 선 표적물질을 얻기 위해 탈기수와 C15 g TMM을 합성하여 모노필라멘트를 설치하고 SONOACE 6000C $3.5{\sim}7.5\;MHz$를 주사하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 0.1 mm 금속성 모노필라멘트와 0.12 mm, 180데너아 나일론 모노필라멘트에서 점상의 선명한 에코양상을 관찰할 수 있었다. 2. 0.2 mm 금속성과 나일론 모노필라멘트는 다중반사에 의한 혜성꼬리음영이 관찰되었다. 3. 데드존과 거리분해능은 0.1 mm 나일론 모노필라멘트가 유용한 것으로 나타났다. 4. 나일론 모노필라멘트는 금속성 모노필라멘트에 비해 견고성과 수축성이 우수하여 팬텀제작에 유리한 것으로 나타났다. 5. TMM의 경도 차가 모노필라멘트의 에코 양상에 많이 관여하지 않는 것으로 나타났다.

• 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.