반사 계수, IRC, 투과 계수, ITC 스침 입사, Grazing incidence, 반가층, HVL

반사 계수 (Reflection Coefficient, RC)

반사 계수는 단순히 정반사 경계면에서 반사되는 입사 에너지의 백분율에 대한 물리학 용어입니다. 반사 계수의 약어는 IRC(강도 반사 계수)입니다. 일반 용어로 IRC는 에코의 강도를 예측합니다. 큰 IRC는 강한 에코를 의미하고 작은 IRC는 약한 에코를 의미합니다. IRC가 0이면 에코가 생성되지 않습니다. 물리학자들은 인터페이스를 구성하는 두 매체의 음향 임피던스를 기반으로 IRC를 계산하는 공식을 만들었습니다. *강도반사계수(IRC) = {Z₂-Z₁/Z₂+Z₁} ²₂-Z₁/Z₂+Z₁ , Z₁=매체 1의 음향 임피던스, Z₂=매체 2의 음향 임피던스 *방정식에서 인터페이스에서 반사되는 입사 사운드의 백분율이 음향 임피던스의 차이와 합계에 따라 다르다는 것을 알 수 있습니다. 이 방정식을 "음향 불일치" 방정식이라고 부르는 이유입니다. 또한 두 매체의 음향 임피던스가 같으면 음향 임피던스 불일치가 없고 IRC가 0%라는 점에 유의해야 합니다. 즉, 음향 임피던스 불일치가 없으면 에너지가 반사되지 않습니다. 이 방정식을 사용해야 할 가능성은 거의 없지만 반사 인터페이스에서 반사되는 입사 사운드 강도의 백분율을 예측하는 데 사용되는 방정식으로 인식해야 합니다. 불일치가 클수록 IRC가 더 많이 발생합니다.

투과 계수 (Transmission Coefficient, TC)

투과 계수는 반사 인터페이스에서 전송되는 입사 강도의 백분율을 예측한다는 점을 제외하고는 IRC와 동일합니다. 강도 투과 계수는 ITC로 약칭됩니다. IRC와 ITC는 합이 100%가 되어야 한다는 것을 알고 있기 때문에 ITC는 IRC를 알고 있는지 쉽게 판단할 수 있습니다. ITC를 얻으려면 100%에서 IRC를 빼면 됩니다.: *강도 투과 계수(ITC) = 100% -IRC* 일반적인 연조직 경계에서 음향 임피던스는 유사하므로 IRC는 낮고 ITC는 높습니다. 임피던스 불일치가 증가함에 따라 IRC는 증가하고 ITC는 감소합니다. 임상 환경에서 가장 빠른 음향 불일치는 가스와 연조직 사이의 경계면에서 발생합니다. 소리 에너지의 약 99.9%가 이 경계에서 반사됩니다(IRC = 99.9%, ITC=0.1%). 그 결과 인터페이스를 통해 기본적으로 소리가 침투하지 않는 매우 강한 에코가 생성됩니다. 가스의 강한 반향은 좋은 임상 예입니다.

스침 입사 (Grazing Incidence)와 반가층 (Half value layer)

음파가 매질을 통과할 때에 제1 매질보다 제2 매질에서의 음속이 아주 클 때, 굴절 각이 90도가 되어 투과는 전혀 없고 모두 반사된다. 이 각도를 임계각(critical angle)이라 하고 임계각보다 큰 경우에 투과파가 모두 반사된다. 이와 같은 현상을 Grazing 현상이라 한다. 반가층 (Half value layer)이란 초음파의 강도가 처음 값의 1/2로 줄어드는 두께를 말하며, 연부조직인 경우 초음파의 강도가 50%로 줄어드는 값이 3dB이므로 3dB 법칙이라고도 한다. 일반적으로 주파수가 증가하면 초음파의 감쇠가 커지므로 반가층이 낮아진다. 투과깊이는 주파수에 반비례한다. 초음파가 매질을 투과할 때 주파수가 높으면 투과력이 약해지고 투과깊이도 낮아지므로 표재성 장기를 검사할 때는 높은 주파수를 사용한다. 반가층은 초음파가 매질을 통과할 때에 주파수와 매질에 영향을 받는다. 동일한 환자의 갑상샘을 스캔할 때 3 MHz에서 7 MHz로 바꾸어 스캔하면 주파수가 증가하므로 투과깊이가 감소하지만 분해능은 증가한다. HVL = 3(dB)/세기감쇠계수(dB/cm)  또는 감쇠계수가 0.5(dB/cm) ×f(MHz)이므로 HVL=6÷f(MHz)로 나타낼 수 있다.