양방향 흐름 팬텀 모델에서 탄산수의 도플러 유체 효과 연구

Study of Doppler Fluid Effects of Carbonated Water in a Bi-directional Flow Phantom Model

본 연구에서는 양방향 흐름 팬텀 모델에서 탄산수의 도플러 유체 효과를 확인하고자 하였다. 양방향 흐름 팬텀 모델은 동맥과 정맥의 흐름을 구현한 것이며 이중 수조 구조를 통해 유체의 순환이 가능하고 팬텀의 크기를 줄일 수 있게 고안되었다. 사용된 유체는 탄산수, 소금물, 설탕물, 증류수를 이용하였고 수조 표면에서 깊이 1.5 cm, 3.0 cm에서 초음파 B-mode와 컬러 도플러 효과를 이용해 초음파 스캔하였다. 컬러 도플러 효과는 탄산수, 소금물, 설탕물, 증류수 모두 도플러 시프트 효과를 나타냈으나 탄산수의 도플러 시프트 효과가 가장 높았고 깊이에 따른 변화에서도 탄산수의 도플러 시프트 효과 편차가 가장 적었다. 결론적으로 탄산수의 도플러 유체 사용 가능성을 확인할 수 있었고 탄산수의 기포가 적혈구의 도플러 반사체 역할을 하고 있음을 확인하였다. 따라서 도플러 초음파 팬텀 제작에서 혈액 모방액과 유사한 물질로 탄산수를 이용한 추가 연구가 필요하며 이에 본 연구가 기초자료를 제공할 것이라 사료 된다.

The purpose of this study was to determine the doppler fluid effects of carbonated water (CBW) in a bi-directional flow phantom model. A bi-directional flow phantom model was chosen to realize arterial and venous flow, and the structure of the inner and outer tanks allowed for fluid circulation and also made the size of the phantom small. Carbonated water (CBW), salt fluid (SAF), sugar fluid (SUF), and distilled water (DW) were used as fluids, and ultrasound scans were performed at depths of 1.5 cm and 3.0 cm from the surface of the tank, using B-mode and color Doppler effects. All fluids tested showed color Doppler effects, but CBW had the highest doppler shift and the least variation with depth. In conclusion, we determined that CBW was the most suitable fluid to be used as a doppler fluid and confirmed that the bubbles dissolved in CBW act as doppler scatterers, just like red blood cells inside human blood. Therefore, it is possible that CBW can be used as a blood-mimicking fluid in doppler ultrasound phantoms through further research, and this study will provide basic data.