초음파치료기의 원리 및 올바른 이해

 
▶ 초음파치료기에 대한 이론적 고찰 | 초음파치료기의 효능 | 초음파 gel의 효능? ◀

1. 서론

최근 들어, 국내는 물론 선진국에서도 초음파치료기가 환부의 통증완화치료기로서, 선풍적인 인기를 얻고 있으며 많은 환자들이 초음파치료기를 사용하면서, 일부는 그 효능에 놀라워하고 또 다른 일부는 별 효능을 못 느끼는 상반된 견해를 갖고 있습니다. 필자는 초음파치료기에 대한 이론적 배경과 그 효능이 사실에 입각한 근거를 정확히 제시함으로써 초음파치료기를 사용하고자하는 수많은 환자분들에게 미약하나마 도움이 되었으면 합니다.

2. 초음파치료기에 대한 이론적 고찰

초음파치료기는 압전세라믹을 사용하며, 압전세라믹 이란, 압력(물리적인 힘)에 의 해 전기(전압)가 발생하고, 역으로 전기(전압)를 주었을 때 기계적인 힘(진동)으로 상호 변환하는 기능성 재료이다. 우리가 각 가정에서 흔히 볼 수 있는 가스레인지의 경우 가스레인지 점화 시 스위치레버를 왼쪽으로 돌릴 때 작은 충격에 의해 압전 plug에 힘이 가해져 20,000volt의 고전압 이 발생되며, 이 고전압이 금속과 방전하여 생긴 스파크(불꽃)에 의해 가스를 점화시킨 다. 이것은 전자 즉, 기계적인 힘에 의해 전기적인 힘으로 변환되는 원리를 이용한 것 이다. 또한, 가습기는 40∼50volt의 전압을 가할 시에 1초에 170만 번의 작은 진동(물리적인 힘)이 발생되며, 이 물리적인 작은 진동이 물을 수㎛의 작은 입자로 쪼개어 분사 시킨다. 이것은 전기를 주었을 때 기계적인 힘으로 변환되는 원리를 이용한 것이며, 초음파치료기도 이러한 원리를 이용하여 만든 제품이다. 압전세라믹은 이러한 에너지 상호변환율(기계↔전기)이 70%에 달하며, 지구상에 존재하는 물질 중 아주 미약한 힘이지만 에너지변환 효율적 측면에서 이러한 고효율의 재료는 없다고 말할 수 있는 특이한 기능성 재료이다. 초음파치료기는 대부분 1초에 백만 번 진동(1MHz)을 한다는 것은 모든 사람이 알고 있는 사실이다. 그러나 실제 초음파의 저주파 진동과 혼동하고, 또한 사람이 전혀 느낄 수 가 없기에, 사실여부를 의심하는 사람이 대부분이다. 1초에 한번 움직이는 것은 1㎐라고 하며 1㎑=1000㎐, 1㎒=1000㎑, 즉 1㎒=1000,000㎐임을 뜻한다. 쉽게 설명하자면, 잔잔한 연못에 돌을 던질 경우 수면으로 파동이 생겨 수면위로 번져나 간다. 1초 만에 생긴 파동이 3개라 하면 이때의 진동은 3㎐가되며 시계추는 1분에 60번 흔들린다. 즉 1초에 한번, 1㎐임을 뜻한다. 초음파미용기는 1㎒, 3㎒을 주로 사용 한다. 즉, 1초에 백만 번, 3백만을 진동함을 뜻하며, 이는 주파수 counter에 의해 정확히 측정된다. 따라서, 초음파치료기는 아주 작은 물리적인 진동이지만 그 진동의 횟수가 높고 진동과 진동간의 간격이 없어 피부 속으로 깊숙이 물리적진동이 전달되기 때문에 통증완화치료에 상당한 효능을 발휘한다.


<그림1>은 압전세라믹에 전압을 가할시 움직이는 모양을 확대과장 도시한 것이다. 실선 그림 A(압전세라믹)에 전압을 가하면 압전세라믹은 순간적으로 점선 B모양으로 변한다. 세라믹 자체의 두께가 t라할 때 전압을 가해 생기는 두께의 변환이 △t만큼 생성되며, 이 △t를 진폭이라고 한다. △t만큼의 진동이 1초에 백만 번 발생함을 뜻한다. <그림2> 는 곧 △t만큼 움직임에 따라, 그 진동이 금속을 타고 전해져 내려옴을 보여준다. 작은 진동이지만 1초에 백만번 이라는 고속진동이기에, 저주파수의 큰 힘으로도 할 수 없는 , 피부 속 깊숙한 곳까지의 침투(피부 속 3∼5㎝)가 가능한 것이다. 1초에 16만 번 이상의 진동을 초음파라고 한다. 초음파는 물이라는 매체를 통하여 전달이 잘되며, 인체 의 대부분이 수분으로 구성되었기 때문에 초음파치료기를 피부에 사용 시 높은 효능을 얻을 수 있는 것이다. 손바닥에 물을 올려놓고, 손등에 초음파를 가할시 손바닥 위 물이 진동함을 눈으로 볼 수 있으며, 이는 곧 다른 종류의 치료기에서는 볼 수 없으며 오직 초음파의 작은 물리적인 힘만이 피부 속 침투한다는 사실을 입증한다.

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