X선 촬영은 현대 의학에서 필수적인 장비로, X선 촬영 장비를 통해 우리 인체 내부를 들여다볼 수 있습니다. 부러진 뼈를 진단하거나 종양을 발견하는 등 X선은 의료계에 혁명을 가져다준 장비라 할 수 있습니다. 그렇다면 X선 촬영을 통해 어떤 원리로 우리의 인체 내부를 확인할 수 있는 것일까요? 오늘은 X선 촬영의 기본적인 원리를 알아보도록 하겠습니다.
✔️ X선의 기본
X선은 가시광선과 유사하지만 훨씬 더 높은 에너지와 더 짧은 파장을 가지는 전자기 방사선의 한 형태입니다. 높은 에너지로 인하여 X선은 인체 조직을 포함한 다양한 물질에 침투할 수 있습니다. 이 과정의 이면에는 X선과 인체 내 원자 사이의 화학적 상호작용이 포함되어 있습니다. X선이 인체를 통과할 때, 뼈와 같은 밀도가 높은 물질에는 흡수되는 반면, 연한 조직은 쉽게 통과하게 됩니다. 이처럼 X선이 인체 내 여러 물질과의 다양하게 상호작용하면서 발생하는 X선 흡수도 차이에 따라 X선 촬영 이미지에서 대비를 형성하여 인체 내부를 확인할 수 있는 것입니다. 이러한 상호작용에는 X선 광자가 원자의 전자와 상호작용하는 현상인 광전 효과가 중요합니다. X선 광자가 원자와 충돌하면 내부 전자를 방출하여 X선 광자를 흡수할 수 있습니다. 이때, 충돌하는 원소의 원자번호가 클수록 광전효과가 발생할 가능성이 높아지게 됩니다. 이것이 바로 칼슘이 풍부한 뼈가 더 많은 X선을 흡수하고 X선 촬영 이미지에서 흰색으로 나타나는 이유이기도 합니다. 이와 대조적으로, 탄소, 산소, 수소와 같이 원자 번호가 낮은 원소로 구성된 연조직은 X선을 덜 흡수하게 되어 어둡게 보이는 것입니다.
✔️ 할로겐화은 결정의 역할
X선 촬영 기술은 촬영 필름에 내장된 할로겐화은 결정의 독특한 특성에 달려 있습니다. 일반적으로 브롬화은(AgBr)으로 만들어진 이 결정은 빛과 X선에 매우 민감합니다. X선이 필름에 닿으면 할로겐화은 결정에 에너지를 전달하여 은 이온의 일부가 금속은으로 환원됩니다. 이 환원 과정은 X선 이미지 형성의 핵심입니다. 금속은은 X선 노출 부위에 거의 보이지 않는 작은 반점을 형성하며, 이 반점은 잠상을 나타내며 화학 현상 이후에만 표시됩니다. 해당 화학 현상에는 잠상을 증폭시키기 위해 하이드로퀴논과 같은 환원제가 사용됩니다. 환원제는 X선에 노출된 결정에 남아 있는 은 이온을 금속은으로 환원시켜 이미지가 보이도록 합니다. 더 많은 은 이온이 환원된, 즉 X선에 더 많이 노출된 필름 영역은 더 어둡게 나타나고, 노출되지 않은 영역은 더 밝게 유지됩니다.
✔️ X선 영상의 보존
X선 이미지가 형성되면 영상 보존을 위해 추가적인 고정 작업이 수행되어야 합니다. 바로 필름에서 현상되지 않고 잔존하는 할로겐화은 결정을 제거하는 작업입니다. 이러한 결정이 그대로 남아 있으면 빛에 노출될 경우 필름이 어두워져 촬영 이미지가 상될 수 있습니다. 일반적으로 티오황산나트륨과 같은 고정제는 노출되지 않은 할로겐화은 결정을 용해시켜 가시적인 이미지를 형성하는 금속은만 남깁니다. 이 과정은 촬영 이미지를 안정화시켜 이미지를 오래 보전할 수 있게 합니다. 이러한 고정 작업을 거치지 않으면 시간이 지남에 따라 이미지 품질이 저하되어 진단 가치를 잃게 됩니다. 고정 후에는 필름을 깨끗이 세척하여 잔여 화학물질을 제거한 후 건조시켜 X선 촬영을 마무리합니다.
이상으로 오늘의 포스팅을 마치겠습니다.^^