Ⅱ. 초음파 진단 장비

초음파 기기는 기본적으로 송신기, 탐촉자, 수신기, 영상표시장치로 구분된다. 초음파 본체 내의 송신기에서 탐촉자로 전기에너지를 보내고, 탐촉자에서 전기에너지를 파동에너지로 다시 인체로부터 온 파동에너지를 전기에너지로 바꾸어 수신기에 전달한다. 수신기는 이 전기에너지를 감지하고 증폭시키고 영상표시장치에 의해 영상으로 표현된다. 탐촉자와 영상표시장치에 대해 알아보자.

• 초음파 장비 ① : 탐촉자

탐촉자(probe)는 초음파를 만들어 인체 내부로 보내고, 다시 되돌아오는 초음파를 받아서 전기에너지로 바꾸는 기능을 가진다. 탐촉자 내부에는 약 0.5 mm의 압전결정(Piezoelectric crystal)이 있다. 이는 전기를 가하면 모양과 크기가 변하여 초음파를 발생시키고, 반대로 인체에서 반사되어 돌아오는 초음파에 의해 모양과 크기가 변하여 전기를 발생한다.

일반적으로 사용하는 탐촉자에는 볼록형, 직선형, 위상 배열형 또는 부채꼴형, 질 내 또는 직장 내 초음파용이 있으며 볼록형은 복부 및 골반 초음파에, 직선형은 유방, 갑상선, 근골격, 고환 초음파에 많이 사용한다.

• 초음파 장비 ② : 탐촉자와 해상력

해상력이란 가까이 있는 두 점을 구별할 수 있는 능력을 말하며, 측 방향과 축 방향 해상력으로 세분할 수 있다. 해상력이 좋을수록 작은 병변을 잘 관찰할 수 있기 때문에, 높은 해상력을 갖는 조건으로 설정을 한 후 검사를 하는 것이 옳다.

탐촉자에서 나온 초음파는 탐촉자의 구경과 평행하거나 좁아지다가 일정거리 이후 확산이 된다. 탐촉자 구경과 평행하거나 좁아지는 부분은 근 영역(near zone), 퍼지는 부분을 원 영역(far zone)이라 한다. 주파수가 높을 수록 축 방향 해상력이 증가하고, 근 영역의 거리 또한 길어져 측 방향 해상력도 증가한다. 하지만, 초음파 흡수가 많이 일어나 깊이 위치한 병변의 검사에는 적당하지 않다. 일반적으로 복부 초음파 검사에는 2-5 MHz, 유방갑상선 고환 등의 표재성 기관의 경우는 7-13 MHz의 탐촉자를 이용한다.

• 초음파 장비 ③ 영상표시장치 : B모드와 실시간 초음파

일반 초음파에서 반사되어 돌아오는 음파를 이차원적 회색조 단면영상으로 표시하는데 이를 Brightness-mode 또는 B 모드라고 하고, 화면에 나타나는 점 밝기는 반사되어 돌아오는 음파의 강도에 비례하여 흔히 gray scale이라고도 부른다.

탐촉자에서 수직으로 초음파를 조직에 전달하고 돌아오는 음파를 이용하여 한 줄씩 순차적으로 영상을 만들어 합치면 하나의 화면이 만들어지게 된다. 이렇게 만들어진 영상을 초당 16-60 프레임으로 화면에 표시하여, 검사를 시행하는 즉시 동일한 시간에 영상을 제공하는 것을 실시간 초음파라 한다. 화면 발생률이 높아지면 빠르게 움직이는 구조물을 검사하는데 유리하다.

• 초음파 장비 ④ 영상표시장치 : 시간-게인 조절

음파는 탐촉자에서 멀어질수록 감쇠현상에 의해 강도가 현저히 떨어진다.

이를 보정해주지 않으면 화면에 가까운 곳은 밝게, 먼 곳은 어둡게 나타나 먼 곳의 정보를 알아보기 어렵다. 초음파 장비에 시간-게인 조절장치는 특정 깊이의 영상의 밝기를 조절하기 위해 사용된다.