초음파 빔은 뼈에 닿는 순간 열로 변환된다. 태아의 두개골, 척추, 사지 — 초음파 에너지가 골 조직에 흡수되면서 발생하는 국소적 온도 상승은 진단 안전성의 핵심 이슈다. GUI 디자이너에게 이것은 추상적 위험이 아니라, 화면에 반드시 표현해야 할 구체적 정보 설계 과제다. TIB(Thermal Index for Bone)를 어떻게, 언제, 어디에 표시하느냐가 임상 안전과 직결된다.

TI = 1.5는 잠재적 1.5°C 온도 상승을 의미한다 — Thermal Index는 현재 초음파 출력이 유지될 때 조직 온도가 최대 몇 도 상승할 수 있는지를 나타내는 무차원 지수다. 뼈가 연조직보다 음향 에너지를 훨씬 잘 흡수하기 때문에, 같은 출력에서 TIB는 TIS보다 항상 높다.

TIB 개념 정의

TI = Wp / Wdeg
Wp = 현재 송출 음향 출력(감쇠 보정)  |  Wdeg = 조직 온도를 1°C 올리는 데 필요한 음향 파워
TI 값 ≈ 도달 가능한 최대 온도 상승치(°C)로 직관적으로 읽을 수 있다.

같은 음향 출력이라도 조직마다 흡수율이 다르다. 표적 조직에 따라 TI는 세 가지로 세분된다:

TIS — Soft Tissue
연조직 모델
균질 감쇠 모델 기반. 복부, 근육, 일반 스캔에 적용한다.
TIB — Bone
뼈 인접 조직 모델
빔 초점 근처에 뼈가 있는 모델. 태아 후기, 근골격, 뼈 인접 부위 스캔에 적용한다.
TIC — Cranial
두개골 모델
표면 바로 아래에 뼈가 있는 모델. 신생아 뇌, 경두개 도플러에 적용한다.
TI는 이론적 추정치이지 실측 온도가 아니다 — 프로브 고정·정상상태 가정, 표준 균질 감쇠 모델(0.3 dB·cm-1·MHz-1), 혈류 열 발산 미포함. 혈류가 적은 조직(눈, 태아 뼈)에서는 이론치에 가깝게 올라 더 위험하다.

관련 규격

TIB 표시는 1992년 미국 AIUM·NEMA가 공동 제정한 ODS(Output Display Standard)에서 출발해 국제 표준으로 자리잡았다. 디자이너는 세 규격의 역할 분담을 이해해야 한다.

NEMA UD 3
ODS 원조 — TI·MI를 화면에 어떻게 표시할지 규정. 표시 임계값, 분해능, 라벨 위치를 정의한다.
IEC 60601-2-37
초음파 진단장비의 기본 안전·필수 성능 규격. ODS를 국제 규격으로 흡수. FDA·CE 인증 필수 준수 대상이다.
IEC 62359
TI·MI의 측정·계산 시험 방법론. 디자이너가 계산식 자체에 직접 관여할 일은 없다.

표시 임계값

ODS 표준 임계: 0.4
규격상 표시 시작점
장비가 TI/MI 1.0을 초과할 수 있는 경우, 값이 0.4를 초과할 때부터 화면에 표시해야 한다. ALARA 원칙 실천을 위한 정보 제공이 목적이다.
임상 안전 경계: 1.0
임상 가이드라인 기준
Health Canada: "TI가 1을 초과하지 않으면 초음파 가열 부상 위험은 무시 가능." ISUOG은 임신 1분기 TI < 1.0 권장, FDA·BMUS는 안과 검사 TI ≤ 1.0을 절대 상한으로 본다.
1.0 표시 임계 채택은 제한적이다 — 일부 장비(예: 수의용)는 1.0을 표시 임계로 채택하지만, 사람용 의료기기는 ODS 준수가 사실상 필수이므로 0.4 임계를 적용하는 것이 안전하다. 1.0 임계는 수의용, ODS Scope 밖 설계, 별도 안전 분석으로 정당화된 경우에 한해 고려할 수 있다.

TIB 값별 위험 등급

AIUM "Recommended Maximum Scanning Times for Displayed TI Values"(2022) 및 주요 가이드라인을 종합한 4단계 분류다. 각 단계를 선택하면 상세 정보를 확인할 수 있다.

SAFE
CAUTION
WARNING
DANGER
SAFE
안전 — 일반 진단 범위
TIB 범위
0 ~ 1.0
권장 최대 노출
제한 없음
GUI 표현
표시 없음 또는 미세 회색
거의 무제한 안전한 범위다. 일반 진단에서의 정상 작동 구간이며, 별도의 시각적 경고가 필요하지 않다. ODS 기준 0.4 초과 시에는 값을 표시하되, 경고 색상은 사용하지 않는다.
CAUTION
주의 — ALARA 의식 필요
TIB 범위
1.0 ~ 1.5
권장 최대 노출
~30분
GUI 표현
Amber 정적 표시
안전 마진 영역이다. 임상적으로 즉각적 위험은 없지만, 사용자가 ALARA 원칙을 의식해야 하는 구간이다. 출력 감소 가능 여부를 점검하고, 불필요한 장시간 노출을 피해야 한다.
WARNING
경고 — 노출 시간 관리
TIB 범위
1.5 ~ 2.0
권장 최대 노출
~15분
GUI 표현
Orange, 두꺼운 텍스트
주의 구간이다. 노출 시간을 의식적으로 관리해야 하며, 가능하면 출력을 낮추거나 스캔을 단축해야 한다. 태아 검사에서 TI ≥ 1.5는 특별한 주의가 필요하다.
DANGER
위험 — 단시간만 허용
TIB 범위
2.0 ~ 3.0+
권장 최대 노출
~1~4분
GUI 표현
Red, 펄스 애니메이션, 경고 아이콘
고출력 구간으로 단시간만 허용된다. 사용자에게 즉시 출력 감소 또는 스캔 종료를 권고하는 액션 가이드를 제공해야 한다. ISUOG은 태아 검사에서 TI ≥ 3.0을 비권장으로 분류한다. FDA 절대 상한: TI ≤ 6, MI ≤ 1.9 (일반 진단용).

GUI 설계 8대 원칙

ODS 규격과 의료기기 UX 실무를 종합한 원칙이다. 모든 TIB UI는 이 8가지를 만족해야 한다.

P1
P2
P3
P4
P5
P6
P7
P8
P1. 실시간 표시 (Real-time Display)
TIB 값은 임계 초과 시 지속 표시되어야 한다. 점멸, 토글, 자동 사라짐은 금지다. ODS는 "real-time output display"를 명시적으로 요구한다.
실무 함의
TIB 표시 컴포넌트에는 dismiss 버튼이나 timeout 로직이 있으면 안 된다. 값이 임계 이하로 내려갈 때에만 자연스럽게 사라져야 한다.
P2. 임계 진입 시각 신호
안전 임계를 처음 넘는 순간, 사용자가 인지할 수 있는 명확한 시각 변화를 제공한다. 색상 전환, 등장 애니메이션 등이 해당한다.
실무 함의
TIB가 0.4(또는 1.0)를 넘는 순간 fade-in 또는 scale-up 트랜지션을 적용하되, 300ms 이내로 완료되어야 한다. 점멸(flicker)과는 다르다.
P3. 단계별 강도 차별화
Caution / Warning / Danger 단계마다 색상과 강조 수단을 점진적으로 강화한다. 단일 색상 사용은 금지다.
실무 함의
최소 3단계의 시각적 차별화: Amber(정적) → Orange(약간 두꺼운 텍스트) → Red(펄스 애니메이션 + 경고 아이콘). 색상만으로 구분하지 말고 아이콘·텍스트 무게를 함께 변화시켜야 한다.
P4. 위치 일관성
TIB 표시 위치는 모든 상황에서 동일해야 한다. 사용자가 안전 정보를 찾기 위해 시선을 이동하는 시간이 0초가 되어야 한다.
실무 함의
B-mode, Doppler, M-mode 전환 시에도 TIB 표시 좌표는 고정한다. 모드별로 레이아웃이 달라지더라도 TIB 위치만큼은 절대 변경하지 않는다.
P5. 모드 호환성
Sagittal, Transverse, B-mode, Doppler 등 모든 영상 모드에서 동일한 UI 컨벤션을 유지한다.
실무 함의
듀얼 뷰(S/T)에서는 각 뷰의 TIB를 독립적으로 표시하되, 동일한 시각적 규칙(색상 체계, 폰트, 위치 규칙)을 적용한다.
P6. 최소 침습성
스캔 영상 영역을 가리지 않아야 한다. 진단 정보가 안전 정보보다 우선이며, 안전 정보가 진단을 방해하면 안 된다.
실무 함의
TIB 표시는 영상 밖(마진, 상태바, 마커 옆)에 배치한다. 토스트나 배너를 사용할 경우, 영상 영역과 겹치는 시간을 최소화한다.
P7. 액션 가능성 (Actionable)
사용자가 "무엇을 해야 하나"를 즉시 알 수 있는 정보를 제공한다. 단순 수치 노출이 아니라 권장 조치(Power 감소, 시간 단축)를 함께 안내한다.
실무 함의
WARNING 이상 단계에서는 "Reduce Power" 또는 "Limit Exposure" 같은 액션 힌트를 TIB 값 옆에 배치한다. 가능하면 출력 조정 컨트롤로의 바로가기를 제공한다.
P8. ALARA 원칙 반영
UI는 사용자가 "As Low As Reasonably Achievable"를 실천하도록 유도해야 한다. 출력 조정 컨트롤이 같은 화면에 있거나 직접 접근 가능해야 한다.
실무 함의
TIB 경고가 활성화된 상태에서 출력(Power/Gain) 조절 UI까지의 인터랙션 거리를 최소화한다. 같은 화면 내에 Power 슬라이더가 있거나, 한 번의 탭으로 접근 가능해야 한다.

UI 패턴 4가지

TIB 표시에는 네 가지 주요 UI 패턴이 있다. 각 패턴의 장단점과 적합한 시나리오를 비교한다.

Inline Adaptive Tag
Layered Alert
Actionable Banner
Status Bar
인접 적응형 태그 (Inline Adaptive Tag) 권장
스캔 영역의 부위 마커(예: S/T) 옆에 작은 컬러 pill로 TIB 값을 표시한다. 값이 오를수록 색상과 시각적 강도가 단계적으로 변한다.
장점
공간 점유 최소, 발생 부위 즉시 인지, 시선 분산 없음
단점
작은 화면에서 미세할 수 있어 색상 대비가 중요
적합한 경우
좁은 화면, 듀얼 뷰(S/T), 일반 임상 환경
다층 알림 시스템 (Layered Alert)
임계 진입 시 토스트로 강하게 알리고, 이후 작은 뱃지로 상주한다. 고위험 단계에서는 영구 배너로 격상한다.
장점
임계 진입 순간 확실한 인지, 위험도별 단계적 인터럽션
단점
토스트가 일시적으로 스캔 영상 가림 — P6 위배 가능
적합한 경우
화면을 자주 옮기는 환경, 큰 화면
액션 통합 배너 (Actionable Banner)
TIB 값 + 권장 조치 메시지 + 즉시 조작 가능한 액션 버튼을 화면 하단에 통합한다.
장점
P7·P8 충족도 높음, 화면 내 즉시 조치 가능
단점
화면 공간 점유 큼, 비터치 장비에선 효용 약함
적합한 경우
터치스크린, 고위험 단계 보조, 학습용 장비
상태바 결합 (Status Bar Integration)
상단 상태바에 "TIB > 1.0" 경고 문구를 시스템 아이콘들과 함께 표시한다.
장점
기존 상태바 활용, 추가 공간 불필요, 글로벌 알림
단점
구체적 부위 정보 결여, 단독 사용 시 P4·P7 부족
적합한 경우
다른 패턴과 조합해 보조 알림으로 사용 (단독 비추천)

색상·타이포 시스템

각 위험 등급마다 명확히 구분되는 색상을 사용한다. 색맹·약시 사용자를 위해 색상만으로 의미를 전달하지 말고, 아이콘·텍스트와 함께 사용한다.

SAFE (표시 없음)
미세 회색 — 정적
CAUTION
#F59E0B — Amber
WARNING
#EA580C — Orange
DANGER
#DC2626 — Red

초음파 장비 대부분이 어두운 환경에서 사용되므로 다크 테마가 기본이다. 다크 배경에서는 위 색상의 명도를 약간 낮추고(과포화 방지), 텍스트는 백색을 사용한다. 라이트 모드 지원 시 대비비(AA 기준 4.5:1 이상)를 검증해야 한다.

TIB 값
최소 11px, 권장 13~14px
tabular-nums(고정폭 숫자) 사용 권장. 값 변동 시 레이아웃 흔들림을 방지한다.
라벨 "TIB"
Medium 또는 SemiBold
본문 대비 한 단계 굵게. TI / TIB / TIS / TIC 모두 대문자 통일.
경고 텍스트
본문 크기 이상
폰트 가독성 우선 — Noto Sans, San Francisco 등 산세리프 계열.
아이콘
DANGER에서 경고 아이콘 필수
alert-triangle 또는 alert-octagon. 아이콘 단독 사용 금지 — 반드시 텍스트와 병행.

안티패턴

다음 패턴들은 표준 위반이거나 안전·사용성 문제를 야기하므로 반드시 피해야 한다.

✗ ODS 위반
TI 값을 토글로 숨길 수 있게 만들기
ODS의 real-time display 요구에 위배된다. 사용자가 실수로 숨기면 안전 정보가 누락된다.
✗ WCAG 위반
점멸·플리커링 사용
사용자 피로를 유발하고, 간질 발작 위험(WCAG 위반)이 있다. 의료기기에 부적합하다.
✗ 인지 실패
모호한 색상(회색/흰색)으로 경고 표현
위험 인지에 실패한다. 빨강, 주황, 노랑 등 명확한 경고색을 사용해야 한다.
✗ 가독성 부족
9px 이하 폰트
진단 환경의 조명과 거리를 고려하면 최소 11px이 필요하다.
✗ 환자 안전 위협
팝업·모달로 인터럽션
진단 중 인터럽션은 환자 안전을 해친다. 인라인 알림을 사용해야 한다.
✗ 의미 모호
아이콘 단독 사용
의미 전달이 모호하다. 텍스트와 병행이 필수다.
✗ P6 위반
스캔 영상 위에 큰 오버레이
진단 정보를 가린다. 안전 정보가 진단을 방해하면 안 된다.
✗ P7 위반
정보만 표시하고 액션 안내 없음
사용자가 "무엇을 해야 하나" 알 수 없다. 권장 조치를 반드시 안내해야 한다.
✗ ODS 위반
값을 정수로만 표시
ODS는 0.1 단위 해상도를 요구한다. "TIB 1"이 아니라 "TIB 1.0"으로 표시해야 한다.

디자인 검증 체크리스트

TIB UI 설계가 완료되면 다음 항목을 점검한다. 디자인 리뷰 회의, QA, FDA 510(k) 제출 전 최종 점검에 활용할 수 있다.

표준 부합성
ODS / IEC 60601-2-37 규격을 검토했고, 표시 임계가 적용 가능한 규격에 부합하는가?
TI / TIB / TIS / TIC 약어를 일관되게 사용하는가?
값은 0.1 단위 해상도로 표시되는가? (예: 1.1, 1.2, ...)
저장 이미지의 DICOM 메타데이터에 acquisition datetime이 포함되는가?
시각 표현
위험 등급(Safe / Caution / Warning / Danger)마다 시각적으로 명확히 구분되는가?
색상만으로 의미를 전달하지 않고 아이콘·텍스트가 병행되는가?
다크·라이트 모드 모두에서 대비비 4.5:1 이상을 만족하는가?
최소 폰트 크기 11px 이상인가?
동작 및 인터랙션
임계 진입 시 사용자가 인지 가능한 시각 신호가 있는가?
임계 초과 상태가 지속되는 동안 표시가 사라지지 않는가?
Sagittal·Transverse 뷰가 모두 있을 때 각각 독립적으로 표시되는가?
DANGER 단계에서 즉시 취할 수 있는 조치 정보가 함께 제공되는가?
사용성
TIB 표시 위치가 모든 화면·모드에서 일관적인가?
스캔 영상 영역이 안전 정보로 가려지지 않는가?
검사자가 안전 정보를 보기 위해 시선을 크게 움직이지 않아도 되는가?
실제 임상 환경(어두운 조명, 거리 60cm)에서 가독성이 검증되었는가?

참고 자료

  1. NEMA UD 3-2004 (R2009) — Standard for Real-Time Display of Thermal and Mechanical Acoustic Output Indices on Diagnostic Ultrasound Equipment, Revision 2. NEMA
  2. IEC 60601-2-37:2024 — Medical electrical equipment — Part 2-37: Particular requirements for the basic safety and essential performance of ultrasonic medical diagnostic and monitoring equipment. IEC
  3. IEC 62359:2010 — Ultrasonics — Field characterization — Test methods for the determination of thermal and mechanical indices related to medical diagnostic ultrasonic fields. IEC
  4. AIUM (2019) — How to Interpret the Ultrasound Output Display Standard for Diagnostic Ultrasound Devices: Version 3. Journal of Ultrasound in Medicine. Wiley
  5. AIUM (2022) — Recommended Maximum Scanning Times for Displayed Thermal Index (TI) Values. AIUM
  6. Health Canada — Guidelines for the Safe Use of Diagnostic Ultrasound. Health Canada
  7. PMC (2025) — Overview of Diagnostic Ultrasound Safety: Review for Research and Institutional Review Boards. PMC
  8. Radiopaedia — Thermal Index — reference article. Radiopaedia