본문내용
1. 서론
1.1. 초음파 물리 이론
진폭은 평균값과 최대값의 차이로, 음향 변수의 강도를 나타내는 지표이다. 전력은 에너지 전달률 또는 일률을 의미하며, 음원, 감쇠 정도, 조절 가능한 요인 등에 의해 결정된다. 강도는 전력을 빔 면적으로 나눈 값으로, 전력과 진폭의 제곱에 비례하며 빔 면적에 반비례한다. 음향 강도는 생체 효과의 중요한 지표이다. 감쇠는 음파가 매질을 통과할 때 진폭과 강도가 감소하는 현상이며, 감쇠 계수는 매질에 따라 다르고 주파수에 비례한다. 감쇠의 주요 원인은 흡수, 반사, 굴절, 산란 등이다. 범위 방정식은 반사체의 깊이를 추정하는데 사용되며, 음속과 시간 비행을 이용한다. 대역폭은 음파 펄스의 주파수 범위를 의미하며, 짧은 펄스일수록 대역폭이 넓다. 공진 주파수는 선택된 작동 주파수이다. 음질 계수는 펄스의 길이와 관련이 있으며, 낮을수록 축방향 분해능이 좋다.[]
1.2. 초음파 진단의 기본 개념
초음파 진단이란 초음파를 인체에 조사하여 그 반사파를 감지함으로써 인체 내부의 구조와 기능을 영상화하는 의료 진단 기술이다. 초음파는 인체 조직에 의해 흡수, 반사, 굴절되어 복잡한 패턴을 만들게 되는데, 이러한 초음파 신호를 전자적으로 처리하여 인체 영상을 얻을 수 있다. 초음파 진단의 장점은 실시간으로 진단할 수 있고 비침습적이며 방사선을 사용하지 않는다는 점이다. 따라서 임신부 태아 검진, 심장 검사, 복부 검사 등에 널리 사용되고 있다. 하지만 관찰 대상이 작거나 골격에 가려진 경우에는 영상 품질이 떨어지며, 숙련된 검사자가 필요하다는 단점도 존재한다.
2. 초음파 파라미터
2.1. 진폭, 전력, 강도
음파의 세기를 나타내는 지표는 진폭, 전력, 강도이다. 진폭은 음향 변수의 평균값과 최대값의 차이로, 음파의 최대 주기적 변화량을 의미한다. 전력은 에너지 전달률 또는 일률로, 음원과 매질에 따라 결정되며 조작자가 조절할 수 있다. 전력은 진폭에 비례한다. 강도는 음파 빔의 특정 영역에 걸친 에너지 집중도를 나타내는 지표로, 전력을 빔 면적으로 나눈 값이다. 강도는 진폭의 제곱에 비례하고 빔 면적에 반비례한다. 강도는 바이오 효과의 중요한 매개변수이며 음원과 매질에 따라 달라지며 조작자가 조절할 수 있다. 강도에는 공간피크-시간피크(SPTP), 공간평균-시간피크(SATP), 공간피크-시간평균(SPTA), 공간평균-시간평균(SATA), 공간피크-펄스평균(SPPA), 공간평균-펄스평균(SAPA) 등의 개념이 있다. 이들은 공간적, 시간적 특성에 따른 강도의 차이를 나타낸다. 강도를 데시벨(dB)로 표현하면 강도의 상대적 크기를 나타낼 수 있다. 예를 들어 강도가 2배 증가하면 3dB 증가하고, 4배 증가하면 6dB 증가한다.
2.2. 감쇠
감쇠는 초음파가 매질을 통과하면서 진폭과 강도가 줄어드는 현상이다. 주된 감쇠 요인은 흡수, 반사, 굴절, 산란 등이다.
흡수는 매질에 따라 달라지며, 주로 열로 변환되어 에너지 손실이 발생한다. 반사는 초음파가 반대 방향으로 되돌아가는 것이고, 굴절은 매질 변화에 따른 음속 차이로 인해 진행 방향이 바뀌는 것이다. 산란은 표면이 거칠 때 초음파가 여러 방향으로 퍼져나가는 현상이다.
감쇠 계수는 빈도수가 높을수록 증가하므로, 빈도수가 높은 고...
1
2
3
4
5
6
7
8