골다공증 여성에서 요추골 밑 대퇴골 부위의 골밀도와 종골 음속 사이의 상관관계

이강일,최민주,Lee, Kang-Il,Choi, Min-Joo 한국음향학회 2009 韓國音響學會誌 Vol.28 No.6

In this in vivo study, correlations of lumbar and femoral bone mineral densities (BMDs) with calcaneal speed of sound (SOS) were investigated in 36 osteoporotic women. Areal BMDs of the L2-L4 lumbar spine and the right femoral neck were measured by using dual energy X-ray absorptiometry (DEXA). SOS of the right calcaneus was measured by using ultrasound bone densitometry. Pearson's correlation coefficient (r) and level of significance (p) were used to evaluate the correlations between measurements. Lumbar BMD was highly correlated with femoral BMD (r=0.81). Lumbar and femoral BMDs exhibited similar comparable negative correlations with age (r=-0.52 and r=-0.55). A moderate negative correlation was found between calcaneal SOS and age (r=-0.45). Calcaneal SOS was significantly correlated with lumbar and femoral BMDs, with a higher correlation with femoral BMD rather than with lumbar BMD (r=0.54 and r=0.62). However, calcaneal SOS may not be an optimum index for the estimation of BMD of the most important fracture sites, such as the lumbar and the femur, because it showed lower correlations with lumbar and femoral BMDs compared to that with calcaneal BMD. Therefore, the development of a quantitative ultrasound technology for the direct measurement of acoustic properties at the lumbar and the femur is required to estimate BMD of these sites more accurately. 본 in vivo 연구에서는 36명의 골다공증 여성을 대상으로 요추골 및 대퇴골 부위의 골밀도와 종골 음속 사이의 상관관계를 조사하였다 2-4번 요추골 및 우측 대퇴골 경부의 단위면적당 골밀도는 이중에너지 X-선 흡수계측법을 이용하여 측정되었다. 우측 종골의 음속은 초음파 골밀도 측정기를 이용하여 측정되었다. 각 측정값 사이의 상관관계를 분석하기 위하여 Pearson 상관계수 (r) 및 유의수준 (p)이 이용되었다. 요추골 골밀도와 대퇴골 골밀도 사이에는 매우 높은 양의 상관관계가 나타났다 (r=0.81). 요추골 및 대퇴골 골밀도는 연령과 음의 상관관계를 보였다 (r=-0.52 및 r=-0.55). 종골 음속과 연령 사이에도 음의 상관관계가 나타나는 것을 알 수 있었다 (r=-0.45). 종골 음속은 요추골 및 대퇴골 골밀도와 비교적 높은양의 상관관계를 보였으며, 요추골 골밀도보다 대퇴골 골밀도와 더 높은 상관관계를 나타냈다 (r=0.54 및 r=0.62). 그러나 이는 종골 음속이 종골 골밀도와 갖는 상관관계에 비하여 낮으므로 종골 음속은 골절률이 가장 높은 요추골 및 대퇴골부위의 골밀도를 평가하기에 최적의 지표가 아님을 알 수 있었다. 그러므로 요추골 및 대퇴골 부위의 골밀도를 보다 정확히 평가하기 위하여 이 부위의 음향특성을 직접 측정할 수 있는 정량적 초음파 기술을 개발할 필요가 있다.

소의 경골에서 유도초음파의 위상속도와 피질골 두께 사이의 상관관계

이강일,Lee, Kang-Il 한국음향학회 2011 韓國音響學會誌 Vol.30 No.1

In the present study, the phase velocities of guided ultrasonic waves such as the first arriving signal (FAS) and the slow guided wave (SGW) propagating along the long axis on the 12 tubular cortical bone samples in vitro were measured and their correlations with the cortical thickness were investigated. The phase velocities of the FAS and the SGW were measured by using the axial transmission method in air with a pair of unfocused ultrasonic transducers with a diameter of 12.7 mm and a center frequency of 200 kHz. The phase velocity of the FAS measured at 200 kHz exhibited a very high negative correlation with the cortical thickness and that of the SGW arriving after the FAS showed a high positive correlation with the cortical thickness. The simple and multiple linear regression models with the phase velocities of the FAS and the SGW as independent variables and the cortical thickness as a dependent variable revealed that the coefficient of determination of the multiple linear regression model was higher than those of the simple linear regression models. The phase velocities of the FAS and the SGW measured at 200 kHz on the 12 tubular cortical bone samples were, respectively, consistent with those of the S0 and the A0 Lamb modes calculated at 200 kHz on the cortical bone plate. 본 연구에서는 생체 외 조건에서 12개의 관형 피질골 샘플에 대하여 피질골 샘플의 축방향을 따라 전파하는 first arriving signal (FAS) 및 slow guided wave (SGW)와 같은 유도초음파의 위상속도를 측정하고, 각각의 위상속도와 피질골 두께 사이의 상관관계를 고찰하였다. FAS 및 SGW의 위상속도는 12.7 mm의 직경 및 200 kHz의 중심 주파수를 갖는 한 쌍의 비집속형 초음파 변환기와 함께 공기중에서 축방향 전파법을 이용하여 측정되었다. 200 kHz에서 측정된 FAS의 위상속도는 피질골 두께와 매우 높은 음의 상관관계를 나타냈으며, FAS 이후에 수신되는 SGW의 위상속도는 피질골 두께와 높은 양의 상관관계를 나타냈다. FAS 및 SGW의 위상속도를 독립변수로 하고, 피질골 두께를 종속변수로 하는 단순 및 다중선형회귀모델의 결과로부터 다중선형회귀모델의 결정계수가 단순선형회귀모델의 결정계수보다 높게 나타났다. 또한 12개의 관형 피질골 샘플에 대하여 200 kHz에서 측정된 FAS 및 SGW의 위상속도는 각각 판형 피질골에 대하여 200 kHz에서 계산된 S0 및 A0 램 모드의 위상속도와 잘 일치하였다.

Ultrasonic Diagnosis of Osteoporosis

이강일,윤석왕,Lee, Kang-Il,Yoon, Suk-Wang The Acoustical Society of Korea 2010 韓國音響學會誌 Vol.29 No.e2

Osteoporosis is a skeletal disease characterized by two factors: reduced bone mass and microstructure disruption of bone tissue. These symptoms increase bone fragility and can contribute to eventual fracture. In recent years, quantitative ultrasound (QUS) technologies have played a growing role in the diagnosis of osteoporosis. Most of the commercial bone sonometers measure speed of sound and/or broadband ultrasound attenuation at peripheral skeletal sites. However, QUS parameters are purely empirical measures that have not yet been firmly linked to physical parameters, such as bone strength or porosity, and the underlying physics for their variations in cancellous bone is not well understood yet. This paper reviews the QUS technologies for the diagnosis of osteoporosis and also addresses several theoretical models, such as the Biot model, the scattering model, the stratified model, and the modified Biot-Attenborough model, for ultrasonic wave propagation in bone.

플로우 펌프기법을 이용한 포천지역 화강 풍화토의 함수특성곡선

이강일,이준용,백원진,Lee, Kang-Il,Lee, Joon-Yong,Back, Won-Jin 한국농공학회 2009 한국농공학회논문집 Vol.51 No.1

Flow pump technique was used in order to determine the soil-water characteristic curve of weathered granite soils in Pocheon area. This technique enables measurement to be more convenient and accurate as it is based on the CU condition of triaxial compression test. Besides, it is also able to measure dry and moisture curves continuously since the test is controled by means of a computer automatically. In this study, not only a hydraulic conductivity of weathered granite soils at fully saturated state in Pocheon area, but also a soil-water characteristic curve throughout unsaturate flow tests were determined. In addition, Brooks and Corey's model and Genuchten's model were used to simulate the soil-water characteristic curve. On the basis of the simulation an unsaturate hydraulic conductivity was predicted.

사면 및 옹벽에서의 교육용 원심모형 실험장치 활용사례

이강일,김태형,이준용,Lee, Gang-Il,Kim, Tae-Hyeong,Lee, Jun-Yong 한국지반공학회 2008 지반 : 한국지반공학회지 Vol.24 No.11

해면질골에서 위상속도 및 감쇠계수 측정에 의한 구조적 특성 평가

이강일,Lee, Kang-Il 한국음향학회 2009 韓國音響學會誌 Vol.28 No.7

Trabecular-bone-mimicking phantoms consisting of parallel-nylon-wire arrays were used to investigate correlations of phase velocity and attenuation coefficient with structural properties in trabecular bone. Trabecular separation (Tb.Sp) of the 7 trabecular-bone-mimicking phantoms ranged from 300 to $900\;{\mu}m$ and volume fraction (VF) from 1.6% to 8.7%. Phase velocity and attenuation coefficient of the phantoms were measured by using a through-transmission method in water, with a matched pair of broadband unfocused transducers with a diameter of 12.7 mm and a center frequency of 1 MHz. Phase velocity and attenuation coefficient at 1 MHz decreased almost linearly with increasing Tb. Sp and increased almost linearly with increasing VF. The simple and multiple linear regression models with phase velocity and attenuation coefficient as independent vanables and Tb.Sp and VF as dependent variables demonstrated that the coefficients of determination for the prediction of VF were higher than those for the prediction of Tb.Sp. The results obtained in the trabecular-bone-mimicking phantoms consisting of parallel-nylon-wire arrays were consistent with those in human trabecular bone suggesting that the structural properties can be estimated from the measurements of phase velocity and attenuation coefficient in trabecular bone. 해면질골에서 위상속도 및 감쇠계수와 구조적 특성 사이의 상관관계를 고찰하기 위하여 나일론 줄을 평행하게 배열하여 제작된 해면질골 팬텀이 이용되었다. 7개의 해면질골 팬텀의 골소주 간격 (trabecular separation; Tb.SP)은 $300\;{\mu}m$부터 $900\;{\mu}m$까지 분포하였으며, 골용량 비율 (volume fraction: VF)은 1.6%부터 8.7%까지 분포하였다. 해면질골 팬팀의 위상속도 및 감쇠계수는 12.7 mm의 직경 및 1 MHz의 중심 주파수를 갖는 한 쌍의 광대역, 비집속형 초음파 변환기와 함께 수중에서 투과법을 이용하여 측정되었다. 1 MHz에서 측정된 위상속도 및 감쇠계수는 Tb.Sp이 증가함에 따라 거의 선형적으로 감소하였으며, VF이 증가함에 따라 거의 선형적으로 증가하였다. 위상속도 및 감쇠계수를 독립변수로 하고 Tb.Sp 및 VF을 종속변수로 하는 단순 및 다중선형회귀모델로부터 VF 예측을 위한 결정계수가 Tb.Sp 예측을 위한 결정계수에 비하여 높게 나타나는 것을 알 수 있었다. 이와 같이 나일론 줄을 평행하게 배열하여 제작된 해면질골 팬텀에서 나타나는 결과는 사람의 해면질골에서 나타나는 결과와 잘 일치하였으며, 해면질골에서 위상속도 및 감쇠계수 측정으로부터 구조적 특성 평가가 가능하다는 것을 알 수 있었다.

광주 오치동 5층 다가구 주택 붕괴사고

이강일,Lee, Gang-Il 한국건축구조기술사회 2001 건축구조 Vol.8 No.4

수평배수공을 겸한 상향식 쏘일네일 공법의 모형실험

이강일(Lee Kang Il),한상수(Han Sang Su),이병광(Lee Byoung Kwang),이진수(Lee Jean Soo),장용채(Chang Yong Chai) 대한토목학회 2006 대한토목학회 학술대회 Vol.2006 No.10

전산유체역학을 활용한 자주도하장비 문교 상태의 저항 및 자항 성능 평가

이인수(I. Lee),서정화(J. Seo),석우찬(W. Seok),유재훈(J. Yoo),이강일(K.I. Lee),김도헌(D.H. Kim),이남훈(N. Lee),이성오(S.O. Lee),이신형(S.H. Lee) 한국전산유체공학회 2020 한국전산유체공학회지 Vol.25 No.4

In this study, numerical simulations were conducted for resistance and self-propulsion performance for an amphibious rig in ferry mode. They were performed under conditions of h/T=4.5, 2.0 and head angles of both 180 and 90 degrees using SNUFOAM, based on open source CFD toolkit OpenFOAM. A double body method was adopted for free surface flow. Thrust was modeled with a body force method in self propulsion tests. The results of resistance tests showed drag forces according to the depth and head angle conditions and presented differences in the drag forces. In order to investigate the differences, the pressure, velocity, and vorticity distribution near the amphibious rig were identified. From self propulsion tests results, the thrusts and powers at the self propulsion point were estimated and compared with the thrust diagram to confirm the self propulsion performance.

압밀도 및 치환율 변화에 따른 미관통 SCP 지반의 압밀해석

이강일(Lee Kang-Il),이재욱(Lee Jae-Wook),임은상(Im Eun-Sang),주경원(Ju Kyung-Won) 한국토목섬유학회 2012 한국지반신소재학회 논문집 Vol.11 No.2

미관통 SCP공법은 개량 대상지반인 연약점토층 밑에 존재하는 지지층까지 모래말뚝을 관통시키지 않고 미관통 상태 그대로 SCP를 지반 중에 조성하는 공법으로 본 연구에서는 저치환율인 경우 압밀도에 따른 미관통 SCP공법과 관통 SCP 공법을 병용한 복합지반의 압밀침하 거동을 수치해석을 통해 비교 하였다. 본 연구결과 관통 SCP지반의 침하특성은 압밀도에 상관없이 거의 일정하나 미관통 SCP지반의 침하특성은 압밀도가 감소하고 관통율(Hd/H)이 감소할수록 상부점토지반의 침하량이 더 크게 증가되었다. 또한 미관통 SCP의 하단부에는 응력집중효과가 발휘되지 않았으며 응력분담비는 압밀도에 관계없이 거의 일정한 양상을 보였다. Partially penetrated SCP method is to install sand compaction piles in a soft clay layer not penetrating to the bed layer. In this study, consolidation behaviors of soft grounds improved by both partially and fully penetrated SCP methods are presented. When the replacement ratio is low, the settlement characteristic of the ground improved by fully penetrated SCP method seems to be consistent regardless the degree of consolidation. On the other hands, the ground improved by partially penetrated SCP method appears to decrease depending on the degree of consolidation. In addition, the settlement of upper clay layer is more increasing as the penetration ratio (Hd/H) is decreasing. No effect of stress concentration at the lower part of the partially penetrated SCP method is developed. The ratio of stress sharing appears to be almost consistent regardless the degree of consolidation.