Transcript 10MHz 의 초음파 영역을 주로 사용한다.

7장 의료기기에서 초음파 이용
초음파란: 가청진동수(20 ~ 20000Hz)보다 진동수가 많은 음파
를 말하며, 임상의료분야에서는 1 ~ 10MHz 의 초음파 영역
을 주로 사용한다. (가청영역보다 작은 진동수 영역을 초 저음
파라 한다)
초음파 진단의 특성
①비파괴적, 비침습적이며 환자에게 고통이 없다.
②신체적 장해가 없다.
③주사면과 주사방향 선택이 자유롭다.
④연부조직 구조와 움직이는 상에서 그 병소를 나타내는데 우수
다.
⑤혈관이나 심장판막 등 움직이는 장기의 묘사가 뛰어나다
⑥임상에서 쉽게 다룰 수 있고 그 결과를 곧바로 알 수 있다.
⑦장치가 소횽이며, 설치가 쉽고, 병실로 쉽게 이동할 수 있다.
⑧체내 가스와 뼈에 대한 영향이 크다.
1. 초음파의 물리적 특성
1. 음파의 본질
초음파의 전달은 매질을 통한 에너지의 전달이며 매질입자의 이
동은 아니다. (진공중에서는 전달 불가)
음파는 음원의 진동에 의하여 발생한다.
음파는 종파이다.
-. 종파: 파동의 진행방향과 매질의 진동방향이 수평인 파
(매체가 있어야 전파 한다)-예: 소리
-. 횡파: 전기장과 자기장이 서로 직각인 상태로 밀어내는 것
(매체가 없어도 전파한다)-예: X선
2. 음향변수
음파가 전파하면서 양적인 변화를 일으키는 것을 말한다.
-음향변수는 음압, 밀도, 온도, 입자운동
-음향변수와 관련된 변수는 주파수, 주기, 파장, 진폭, 강도, 전파속도
음파의 강도 : 음속의 면적에 대한 출력의 크기
파장 :한 cycle이 차지하는 공간의 길이
전파속도 : 음파가 매질을 통과하는 속도
3. 전파속도 [m/s]
전파속도 = 주파수[Hz]*파장[mm]
예) 연부조직 에서의 평균 전파속도는 1540m/s(1.54mm/μs)
이므로 연부조직에서의
파장은
파장(mm)=
전파속도는 매질의 경도와 밀도에 따라
(경도가 클수 록 밀도가 작을수록 증가한다)
결정된다.
전파속도 : 고체액체 기체 (경도차가 밀도차보다 크기때문)
4. 음향 임피던스
음에 대한 매질의 저항을 임피던스라 한다.
단위는 kg/㎡/sec[rayl]
두개의 매질의 임피던스차가 클수록 반사율은 증가한다.
(반사율이 크면 나쁘다)
Z=ρC
(ρ: 매질의 밀도, C: 음속)
5. 소리의 지향성
주파수가 높으면 지향성, 에너지 적고
주파수가 낮으면 확산되고 에너지가 크다
근거리음장 : 평행한 빔의 범위 (검사부분)
사용주파수에 반비례하고 진동자의 크기에 비례한다
원거리음장 : 확산된 빔의 범위
6. 음의 감쇠
음파가 매질을 통과 할 때 진폭과 강도의 감약현상을 말하며,
이것은 음의 흡수, 산란, 반사현상에 의해 일어난
다.
음의 감쇠단위는 ㏈이다. (㏈:비강도, W/㎡: 음의 절대강도)
㏈=10log I2/I1, ㏈=20logA2/A1
(I:강도, A:진폭)
7. 반사와 굴절
반사계수: 두개의 매질이 음파에 대한 저항이 다를 경우 그 경계
면에서 반사가 일어나는데 두 매질의 임피던스에 의해서 반사계
수를 알 수 있다.
6. Doppler 효과
이동하는 진동원의 이동방향은 소리의 주파수가 증가(파장감소)
하고, 이동방향의 뒤쪽은 주파수가 감소(파장증가)하는 현상을 이
용.
연속파와 펄스파의 doppler의 비교
①연속파 doppler
-. 혈류속도를 진단가능(빠른 속도의 혈류를 쉽게 진단할 수 있다)
- . 심부 해상능이 낮아 심장검사는 부적합
(깊이에 따른 운동분석 불가능)
-. 고Q-factor의 결정체를 사용한다(지속시간이 길다)
② 펄스파 doppler
-.혈류의 위치와 속도를 진단가능
-.심장의 일정부위, 대혈과에서 혈류 양상을 도플러음으로도
나타 낼 수 있다. 심판막에서의 혈액의 역류, 판막의 협착,
선천성 심장질환등의 진단.(심부깊이에 따른 운동분석 가능)
-. 빠른 혈류는 낮은 주파수를 사용(동맥혈)
-.느린 혈류는 높은 주파수를 사용(정맥혈)
2. 초음파의 발생
1. 초음파의 발생원리
(1)원리
-진동자의 양 면에 교류전압을 가하면 전류의 극성에 따라 팽창과 수
축이 일어나는데 이것은 교류전압의 주파수 에 비례하여 반복된다.
(2)압전효과
-어떤 결정에 압력을 가했을 때 전압이 발생되고 또 이들의 물질에 전
압이 가해지면 용적의 변화를 일으키는 현 상
-압전물질: 수정, 로셀염, 티탄산바륨(BaTiO₃), 인공세라믹(PZT),
2. 초음파의 발생
2. 트랜듀서의 Q-factor(quality factor)