감쇠, 감쇠 메커니즘, 감쇠 계수

감쇠 (Attenuation)와 감쇠 메커니즘

감쇠는 매질을 통해 전파될 때 소리의 강도가 감소하는 것입니다. 감쇠는 매질을 통해 전파될 때 펄스와 에코를 모두 약화시킵니다. 약한 에코는 화면에 더 어둡게 표시됩니다. 뼈와 같은 소리의 강한 감쇠기는 뼈 깊숙이 표시되는 에코를 생성하지 않을 수 있습니다. 이것을 어쿠스틱 쉐도잉(acoustic shadowing)이라고 합니다. 감쇠의 단위는 데시벨입니다(㏈). 원래 강도와 남은 강도를 모두 알고 있으면 데시벨 눈금을 사용하여 변화를 표현할 수 있습니다. 예를 들어, 원래 전력이 1,000mW이고1,000mW 남은 전력이 1mW이면 "10 ㏒ 방정식"을 사용하여 해당 전력 변화를 나타내는 데시벨 값을 찾을 수 있습니다. ㏈ =10 ㏒ (1/1000)=10 ㏒ (0.001)=10 ×-3=-30㏈(0.001)=10 ×-3=-30㏈. 1000mW에서 1mW로의 전력 변화는 –30㏈의 변화입니다. 그러나 감쇠는 항상 에너지 손실을 의미하므로 감쇠는 음의 데시벨이 아닌 양의 데시벨로 표시됩니다. 예를 들어, 전력의 변화는 -30㏈로 표현될 수 있습니다. 그러나 감쇠를 데시벨 단위로 말해달라고 요청하면 30㏈만 말하면 됩니다. 감쇠는 항상 손실을 의미하므로 음수 부호를 사용할 필요가 없습니다. 감쇠 매커니즘에는 흡수, 반사, 산란이 있습니다. 흡수는 소리 에너지를 열로 변환하는 것입니다. 소리는 분자의 규칙적이고 순환적인 진동입니다. 열은 분자의 무작위 운동입니다. 소리가 매질을 통해 전파됨에 따라 에너지가 소리에서 열로 변환됨에 따라 분자 진동이 더욱 무작위적이 됩니다. 흡수는 연조직에서 감쇠의 주요 메커니즘입니다. 흡음 ≈ 열. 반사는 소리 중 일부를 변환기로 돌려 빔에서 에너지를 제거합니다. 반사는 혈관의 벽이나 기관의 캡슐과 같은 크고 매끄러운 계면에서 발생한다. 산란은 빔에서 에너지를 제거하여 여러 방향으로 방향을 전환합니다. 산란은 장기의 실질이나 지방과 같은 조직과 같이 작거나 불규칙한 경계면에서 발생합니다. 

 

감쇠에 영향을 미치는 요인

감쇠에 영향을 미치는 요인에는 두가지가 있습니다. 매질 그리고 주파수 입니다. 매질의 유형은 감쇠에 확실히 영향을 미칩니다. 다른 매질는 다르게 감쇠합니다. 예를 들어, 유체는 "저감쇠" 매질입니다. 소리는 많은 에너지를 잃지 않고 유체를 통해 이동합니다. 대조적으로, 뼈는 "높은 감쇠" 매질입니다. 뼈는 반사 및 흡수 메커니즘에 의해 빔에서 많은 양의 에너지를 제거합니다. 따라서 소리는 유체로 채워진 매질을 쉽게 통과하지만 뼈를 통과하지는 않습니다. 매질이 빔을 감쇠시키는 방식은 초음파 기사에게 매질의 특성에 대한 중요한 정보를 제공할 수 있습니다. 초음파에서 우리는 매질을 낮은 감쇠, 평균 감쇠 또는 높은 감쇠로 분류하는 경향이 있습니다. 각각은 스캔에서 다르게 나타납니다. 음의 주파수는 감쇠에 영향을 미치는 또 다른 요인이다. 높은 주파수는 낮은 주파수보다 더 감쇠됩니다. 이것은 모든 소노그래퍼들이 알아야 할 핵심 포인트이다. 낮은 주파수는 낮은 자유도로 감쇠되기 때문에 높은 주파수보다 더 깊이 침투한다.

감쇠 계수 (Attenuation Coefficient;AC)와 연조직의 감쇠 계수

소리가 매질을 통과할 때 센티미터당 발생하는 감쇠량을 감쇠 계수라고 합니다. 감쇠율입니다. 약칭 "AC"입니다. 모든 매질에는 감쇠 계수가 있습니다. 예를 들어, 유체의 감쇠 계수는 매우 낮은 반면 뼈의 감쇠 계수는 매우 높습니다. 감쇠 계수의 단위는 dB/cm입니다. 높은 감쇠 매질은 높은 감쇠 계수를 가지며 낮은 감쇠 매질은 낮은 감쇠 계수를 갖습니다. 감쇠 계수의 실제 값을 알 필요는 없지만 연조직의 감쇠 계수는 알아야 합니다. 연조직은 인체의 연조직을 구성하는 평균 조직을 설명하는 데 사용되는 용어입니다. 예를 들어, 간, 신장, 비장 등은 연조직으로 생각되는 기관의 예입니다. 연조직의 감쇠 계수에 대한 일반적인 값은 0.5dB/cm입니다. 이것은 소리가 연조직을 통해 이동하는 모든 센티미터에 대해 0.5 데시벨씩 감쇠됨을 의미합니다. 그러나 감쇠는 주파수에 따라 다릅니다. 이것은 감쇠 계수도 주파수에 의존한다는 것을 의미합니다. 주파수가 높을수록 감쇠 계수가 높아집니다. 사실, 연조직의 감쇠 계수는 주파수에 정비례합니다. 이것은 연조직의 AC가 1 MHz에서 0.5dB/cm, 2 MHz에서 1dB/cm, 3 MHz에서 1.5dB/cm 등임을 의미합니다. 결과적으로 연조직의 감쇠 계수를 다음과 같이 쓸 수 있습니다. AC = 0.5㏈/㎝/MHz