경계면 interface, 음향 임피던스, acoustic impedance, 초음파 겔, gel

경계면 (Interface)

음향 인터페이스는 입사 초음파 에너지의 일부를 반영하는 매질 경계입니다. 매질 경계가 다른 음향 임피던스를 가질 때 인터페이스가 존재합니다.

음향 임피던스 (Acoustic Impedance)

음향 임피던스의 정의는 "음파가 매체 내에서 형성될 수 있는 용이성"입니다. 음향 임피던스의 중요한 기능은 다음과 같습니다. ∙음향 인터페이스를 생성하는 음향 임피던스의 차이입니다. ∙음향 임피던스의 차이가 클수록 인터페이스에서 반사가 더 강해집니다. ∙음향 임피던스의 차이가 작을수록 인터페이스에서 반사가 약해집니다. ∙음향 임피던스에 차이가 없으면 음향 인터페이스 및 반사가 없습니다. 음향 임피던스의 기호는 Z입니다. 음향 임피던스의 단위는 레일(Rayl)입니다. 음향 임피던스를 계산하는 공식은 다음과 같습니다. 음향 임피던스(Z) = 음속(c) x 밀도(p) 이 공식을 사용할 필요는 거의 없지만 음향 임피던스는 매질의 음속과 매질의 밀도에 정비례한다는 점에 유의해야 합니다. 둘 중 하나가 증가하면 음향 임피던스가 증가합니다. 중요한 개념은 인터페이스에서 반사되는 에코의 강도를 결정하는 음향 임피던스의 차이라는 점을 기억하십시오. 일반적인 오해는 에코가 밀도의 차이만으로 생성된다는 것입니다.(아마도 X선 및 CT 이미지는 밀도의 차이를 기반으로 하기 때문일 수 있다) 그러나 이것은 정확하지 않습니다. 에코는 밀도만이 아니라 속도와 밀도의 조합인 음향 임피던스의 차이로 인해 생성됩니다. 이 실수를 하지 않도록 하십시오. 경계를 형성하는 두 조직 임피던스 사이의 차이가 클수록 에코의 강도가 커집니다. 대부분의 연조직은 매우 유사한 음향 임피던스를 가지므로 대부분의 연조직 인터페이스는 상대적으로 약한 에코를 생성합니다. 사실, 입사음의 약 1%만이 연조직/연조직 계면에서 반사됩니다. 공기/연부 조직 및 뼈/연부 조직 인터페이스는 음향 임피던스 불일치가 크기 때문에 강한 에코를 반사합니다.

음향 임피던스
매질	음향 임피던스 (Rayls)
공기	0.004
연조직	1.63
뼈	7.8
결정(수정)	29

대부분의 연조직(간, 신장 등)은 임피던스가 1.63 Rayls에 가깝습니다. 이것은 음향 임피던스에 약간의 차이만 있고 이러한 인터페이스의 에코가 상대적으로 약하다는 것을 의미합니다. 그러나 공기와 다른 모든 매체 사이의 음향 임피던스의 큰 차이에 유의하십시오. 이것이 공기가 소리의 강력한 반사체인 이유입니다. 또한 연조직과 결정 사이의 큰 임피던스 차이를 주목하십시오. 물리학은 매우 강한 반향이 연조직과 변환기 사이의 계면에서 반사되어 입사 에너지의 적은 비율만이 환자에게 전달될 것이라고 예측한다. 이것이 소노그래퍼가 겔(gel)을 사용하는 이유이다. 초음파 젤은 중간 음향 임피던스를 갖도록 제조된다. 변환기와 피부 사이에 위치할 때, 젤은 음향 임피던스 불일치를 감소시켜 환자에게 소리를 전달하고 환자로부터 에코를 수신하는 것을 개선한다. 만약 젤을 사용하지 않는다면, 변환기에서 전달된 대부분의 소리는 즉시 변환기로 반사될 것이다. 그것은 우리에게 많은 초음파 이미지를 제공하지 않을 것입니다.

스캐닝 젤 (Scanning Gel)

우리가 보았듯이 모든 공기 인터페이스는 피부 표면에서 발생하는 사건의 거의 100%를 반영할 것입니다. 스캐닝 젤은 변환기를 피부에 연결하는 데 사용됩니다. scanning gel은 중간 음향 임피던스 값을 갖도록 제작되어 변환기와 피부 사이의 거대한 음향 임피던스 불일치를 제거합니다. 젤은 음향 임피던스 접합기입니다. 몇몇 초음파 겔은 상업적으로 이용 가능하다(예: Aquasonic 100, Parker Laboratories, Inc). 초음파 커플링제의 바람직한 특성은 1540 m/s와 동일한 음속, 중간 음향 임피던스 및 낮은 감쇠를 포함한다. 또한 수용성, 느린 건조, 무염색, 저자극성, 트랜스듀서에도 해롭지 않다.