안녕하세요. 취업한 공대누나입니다.
오늘은 제가 실무에서 필요한 내용에 대한 정리를 해보려고 합니다.
그 중 하나가 초음파에 대한 기본 지식인데요.
한 번 정리해보도록 하겠습니다.
1. 초음파란?
영어로는 Ultrasonic wave라고 합니다.
소리를 발생하는 진동체를 음원이라고 합니다.
음에서 발생하는 소리 에너지는 일정한 주파수를 가지는 파동의 형태로 전달이 되는데요.
인간이 들을 수 있는 진동수는 가청주파수, 가청진동수라고 하며 20~20,000Hz 정도입니다.
그리고 이보다 높은 진동수를 갖는 소리를 초음파라고 합니다.
즉, 사람은 대체로 들을 수가 없습니다.
2. 초음파 영상 또는 진단의 기본 원리
1) 우리가 흔히 병원에 가서 볼 수 있는 초음파 영상들은 어떻게 얻어지는 걸까요?
초음파 영상 또는 진단 장비는 인체에 초음파를 투과 또는 반사시킨 후 수신된 파형을 신호 처리하여 영상으로 나타내는 것입니다. 인체에 사용되는 초음파의 주파수 영역은 1~30mHz이며 사용되는 음파 형태는 진동 형태에 따라 펄스 파와 연속 파로 나뉘게 됩니다.
이러한 초음파는 다른 영상 진단 장비(X-ray, MRI, CT)에 비해서 방사선 피폭의 위험성이 거의 없다는 장점이 있습니다.
2) Tranducer란?
초음파의 발신과 수신을 담당하는 장치를 Tranducer라고 합니다.
Tranducer는 전기적 파동을 물리적 파동으로 바꾸거나 반대로 물리적 진동을 가하면 전기적 에너지로 바꾸는 성질인 압전 효과를 이용합니다.
Tranducer에 전기 신호를 가해 초음파를 발생시키고 돌아오는 반사파에 따라 전기신호를 검출한 후 이 전기신호의 강약에 따라 화면이 해당 위치에 밝기로 영상을 표시하게 됩니다.
그림에서 보는 것과 마찬가지로 검사 부위와 목적에 따라서 다 다른 생김새를 갖고 있는 것을 볼 수 있습니다.
3) 초음파의 성질
초음파는 직진, 투과, 굴절, 반사, 산란, 감쇠 등 여러 가지 성질을 가지고 있습니다.
초음파가 서로 다른 2개의 어떤 매질을 통과할 때는 그 매질의 음향저항(acoustic impedance)을 갖는데요.
이러한 음향저항에 따라 확산, 산란, 흡수 등에 의해 경계면에서 감쇠되는 경향이 있습니다.
일반적으로 연부 조직과 공기와의 반사력이 가장 크다고 알려져 있습니다.
그래서 피부와 공기와의 음향 저항을 감소시키기 위해 초음파 검사시에 피부와 Tranducer 사이에 젤을 바릅니다.
초음파는 전파되기 위해서 매개체가 필요합니다.
같은 매개체에서는 같은 전달 속도를 가지는데요. 물에서는 1,540m/s의 속도를 갖게 됩니다.
그리고 우리 인체는 주 구성 요소가 수분이기 때문에 신체 내에서의 전달 속도가 이와 비슷한 값을 갖게 됩니다. 골조직에서는 4,080m/s로 높은 음속을 보이게 됩니다.
오늘은 기본적인 내용만을 정리해보았습니다.
다음부터는 조금 더 자세히 책을 기반으로 작성해보도록 하겠습니다.