초음파의 원리는 무엇인가요?

초음파 원리

초음파는 인간의 귀로 들을 수 없는 고주파 소리로, 일반적으로 20kHz 이상의 주파수를 가집니다. 초음파는 다양한 분야에서 이용되고 있지만, 의학 영상에서 가장 널리 사용되는 응용 분야 중 하나입니다. 의학용 초음파는 신체 내부 구조를 시각화하는 데 사용됩니다.

초음파는 압전 효과를 이용하여 생성됩니다. 압전 효과란 특정 재료가 기계적 변형에 노출될 때 전기적 신호를 생성하는 현상입니다. 초음파 탐촉기에 사용되는 압전 재료는 전기 신호를 기계적 진동으로 변환하면서 초음파를 생성합니다.

초음파는 생성되면 매질을 통해 전파됩니다. 매질의 종류에 따라 초음파의 속도가 달라집니다. 예를 들어, 물에서 초음파의 속도는 약 1500m/s인 반면, 근육 조직에서는 약 1600m/s입니다.

전파 중에 초음파는 반사, 굴절, 흡수와 같은 다양한 물리적 현상에 노출됩니다. 초음파가 매질 경계면에 도달하면 일부는 반사되고 일부는 굴절됩니다. 반사된 초음파는 탐촉기로 다시 전송되어 영상에 표시됩니다. 굴절된 초음파는 매질 경계면을 따라 계속 전파됩니다.

또한, 초음파는 매질을 통과하면서 흡수될 수 있습니다. 흡수된 초음파는 열 에너지로 변환됩니다. 초음파의 흡수율은 매질의 종류와 주파수에 따라 달라집니다.

이러한 상호 작용의 결과가 종합적으로 반영되어 초음파 영상으로 시각화됩니다. 초음파 영상은 신체 내부 구조의 상세한 정보를 제공하여 다양한 질환을 진단하고 치료하는 데 도움이 됩니다.