탄성초음파 팬텀 제작을 위한 실리콘 경도 및 첨가물에 따른 특성 연구 (The Study on the Properties of Silicone Hardness and Additives for the Fabrication of Elastography Ultrasound Phantoms)

서지정보

· 발행기관 : 한국방사선학회
· 수록지 정보 : 한국방사선학회논문지 / 18권 / 7호 / 829 ~ 835페이지
· 저자명 : 김소망, 구본열, 김지원

초록

본 연구는 실리콘의 경도와 첨가물이 초음파 탄성도에 미치는 효과를 분석하고자 한다. 실리콘은 경도 0.1, 0.3, 0.5의 샘플로 제작하였고, 첨가물 종류에 따른 탄성도 비교를 위해 실리콘 경도 0.1에 활성탄과 이산화타이타늄을 각각 실리콘 총량의 5% 비율로 첨가하여 제작하였다. 각 샘플은 교반기로 혼합하여 경화한 후, 초음파를 활용하여 탄성도를 측정하였다. 실험 결과, 첨가제의 종류에 따라 탄성도에 유의미한 변화가 나타났다. 순수 실리콘 샘플(경도 0.1, 0.3, 0.5) 간에는 탄성도 및 전단파 속도에 유의미한 차이가 없었으나, 경도 0.1의 실리콘에 활성탄과 이산화티타늄을 첨가한 경우, 탄성도(각각 85.3kPa, 77.71kPa)와 전단파 속도(각각 5.33m/s, 5.09m/s)가 감소하는 특성을 보였다. 특히, 이산화티타늄을 첨가한 샘플이 활성탄을 첨가한 샘플보다 탄성도와 전단파 속도가 더 낮게 측정되어, 이산화티타늄이 재료 특성에 미치는 영향이 뚜렷함을 나타냈다. 결론적으로, 실리콘의 물리적 특성은 첨가제의 종류에 따라 달라지며, 이산화티타늄은 실리콘의 압축성을 향상시키는 특성을 가져 탄성도가 낮게 요구되는 응용 분야에서 유용하게 활용될 가능성이 있음을 보여준다.

영어초록

This study aimed to determine the optimal composition of silicone composite materials for use as elastography ultrasound phantom materials by analyzing changes in elasticity based on silicone hardness and additives. The base silicone samples were prepared with hardness levels of 0.1, 0.3, and 0.5. For experimental groups, 5% by weight of activated carbon and titanium dioxide were added to the silicone with a hardness of 0.1. After mixing with a stirrer and curing, the elasticity of the samples was measured using ultrasound. The results indicated significant changes in elasticity depending on the type of additive. Although no significant differences in elasticity and shear wave velocity were observed among the pure silicone samples with varying hardness (0.1, 0.3, and 0.5), the addition of activated carbon and titanium dioxide to silicone with a hardness of 0.1 resulted in enhanced compressibility, characterized by reduced elasticity (85.3 kPa and 77.71 kPa, respectively) and shear wave velocity (5.33 m/s and 5.09 m/s, respectively) compared to pure silicone. Notably, the samples with titanium dioxide exhibited slightly lower elasticity and shear wave velocity than those with activated carbon, suggesting a distinct influence of titanium dioxide on material properties. In conclusion, the properties of silicone vary depending on the type of additive, and titanium dioxide, in particular, enhances compressibility, suggesting its potential use in applications requiring high compressibility.

참고자료

· 없음