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초음파치료의 비선형 음향효과

전문가 제언: ○ 초음파는 인체의 두께 10~20cm 정도에 비하여 1/100 정도의 매우 짧은 음파로서 그 두께를 전파할 때 에너지감쇄는 1/10 정도 밖에 그 크기가 작아지지 아니함으로 환부가 인체 표면에 가깝지 아니해도 그 부위에 파동 에너지를 쬐일 수 있는 장점을 가지고 있다. 이와 같은 특징을 갖는 초음파에너지를 치료에 이용할 때 그 원리가 되는 생체작용은 가열작용, 기계적 작용, 화학작용이다.

○ 강력한 집속음파를 사용하는 요법으로서 가열작용을 원리로 하는 가열응고요법과 기계적작용을 원리로 하는 결석파쇄요법이 임상적으로 쓰이고 있다. 전자에는 수MPa정도, 후자에서는 수십 MPa정도의 음압이 사용되나 후자는 큰 진폭 음파의 비선형 전파에 의해 생성되는 충격파를 사용하는 요법으로서 충격파요법이라 부른다. 한편 HIFU(High Intensity Focused Ultrasound)요법이라 불려 지는 전자에 있어서도 그 작용을 평가하는 데는 비선형 전파를 고려할 필요가 있다.

○ 초음파의 화학작용을 위해서는 미소기포가 필수적이다. 이 미소기포는 초음파에 의하여 파괴될 때 단열 팽창으로 인하여 막대한 에너지를 발산한다. 또한 캐비테이션에 의한 기계적 충격이 가세하게 된다. 이것을 이용하여 우리는 암세포나 환부를 제거할 수 있는 것이다. 그러나 여기에 사용된 미소기포는 균일해서는 효과를 극대화할 수 없으며 오히려 0.1~10㎛범위에서 랜덤하게 분포되어 있는 것이 좋은 것으로 보고되고 있다. 많은 이론 연구가 뒤따르기를 기대한다.

저자: Shin-ichiro Umemura
자료유형: 학술정보