본 연구에서는 뼈에서 다공율 및 골미세구조에 대한 음속 및 감쇠계수의 변화를 살펴보기 위하여 원통형 다공을 갖는 폴리아세틸로 제작된 뼈 모사체가 이용되었다. 0 %부터 65.9 %까지의 다공율을 갖는 6개 뼈 모사체의 음속 및 감쇠계수는 12.7 mm의 직경 몇 1.0 MHz의 중심 주파수를 갖는 한 쌍의 광대역, 비집속형 초음파 트랜스듀서를 이용하여 수중에서 투과법에 의하여 측정되었다. 음속은 뼈 모사체의 구조적 특성에 상관없이 다공율이 증가함에 따라 거의 선형적으로 감소하였다. 1.0 MHz에서 측정된 감쇠계수는 뼈 모사체의 구조적 특성에 따라 다공율에 대하여 선형적인 또는 비선형적인 상관관계를 나타냈다. 이와 같은 결과는 뼈 샘플 및 뼈 모사체를 이용하여 다른 연구자들에 의하여 발표된 결과와 잘 일치하며, 사람의 뼈에서 골다공증 진단을 위한 초음파 변수와 골밀도 및 골미세구조 사이에 존재하는 상관관계를 이해하는데 도움이 된다.
In the present study, polyacetal bone mimics with circular cylindrical pores were used to investigate variations of speed of sound and attenuation coefficient with porosity and microarchitecture in bone. The speed of sound and attenuation coefficient of the 6 bone mimics with porosities from 0 % to 65.9 % were measured by a through-transmission method in water, using a pair of broadband, unfocused transducers with a diameter of 12.7 mm and a center frequency of 1.0 MHz. Independently of the structural properties of the bone mimics, the speed of sound decreased almost linearly with the increasing porosity. The attenuation coefficient measured at 1.0 MHz exhibited linear or nonlinear correlations with the porosity, depending on the structural properties of the bone mimics. These results are consistent with those previously published by other researchers using bone samples and mimics, and advances our understanding of the relationships of the ultrasonic parameters for the diagnosis of osteoporosis with the bone density and microarchitecture in human bones.
