방사선 사진학

안녕하세요 아들 둘 키우는 아빠 건설소장입니다. 오늘은 x-ray로  어떻게 영상이 만들어지는 사진학에 대해 알아보도록 하겠습니다. 이전 필름 사용할 시 많이 중요하였던 과목입니다. 현재는 DR을 사용하여 조금 중요도가 떨어졌지만 그래도 기본이니 잘 알고 있어야 합니다.

방사선 사진학

2교시 <방사선 응용> 10문항

 

사진농도

투과도 투과율 불투과도  사진농도(흑화도, density)  → 농도의 대수치 농도 0.3 상승? → 불투과도 2배상승 → 투과도 반 ※ 농도가 커진다? : 까매진다 → 불투명해진다 → 불투과도 상승 → 투명도 하락 ※ 필름 두장 겹치면 농도는 어떻게? : 농도값을 그냥 더한다 → 이러려고 대수치 사용

사진특성
대조도(Contrast) 대조도 = film 대조도 + 피사체 대조도 피사체 대조도(선대조도) : 투과 X선 강도차이 좌우인자 - 피사체 두께 film 대조도 : 필름 or 현상처리에 따른 변화 좌우인자 - 감광재료 종류 / 필름의 농도 평균계조도( ) : 직선의 경사도 0.25+Dmin~ 2.0+Dmin 가장실용적인 농도영역(진단유효농도범위) 감마(ϒ) : 직선부의 경사도 경조(high contrast) : 경사가 크다 연조(low contrast) : 경사가 낮다 대조도 결정요인 밀도차 : 조직간 흡수차 *조영제 관전압 : 관전압이 크면 피사체 대조도 감소 filter처리 : 저E 제거로 관전압상승과 동일효과 산란선	선예도(Sharpness) 경계, 세밀한 부위의 급격한 흑화도 변화 기하학적 불선예도 : 반음영(penumbra) 선원의 유한한 크기에 의한 불선예도 초점크기↓, OFD↓, FOD↑ : 불선예도 감소 흡수불선예도 : 고유불선예도 운동불선예도 : 노출시간↓, 피사체고정, 호흡정지
	해상도(Resolution) 영상에서 실제로 분리·식별할 수 있는 능력  [line pair/mm] 해상력 차트를 통해 측정
	감도(Sensitivity or speed) 1.0+ base + fog의 농도를 얻기 위한 노광량의 역수 감도↑ : 적은 노출로 농도 잘 낸다는 의미   비감도(RS, relative sensitivity) 상대적 감도 <기준>에 대한 <비교>의 비감도
관용도(Latitude) 진단유효농도부의 가로축 크기 관용도와 대조도는 반비례	산란선 피사체 두께가 두꺼울수록 조사야 크기 클수록 관전압 높을수록 → 산란선 증가

※광화학 제1법칙(Grotthus-Drapper) : 반응계는 흡수된 빛 또는 에너지만이 광화학반응을 일으킬 수 있다

유제 = 할로겐화은 + 젤라틴
할로겐화은 등축정계의 입방격자구조 AgNO3 + KBr → AgBr + KNO3 광흡수 파장 : AgI > AgBr(480nm) > AgCl(440nm) 브롬화은(AgBr) : 최대감도 480nm, 최저감도 430nm ※현재는 AgBr + AgI(소량) AgI를 섞어 ①감도 증가 ②파장범위↑ 결함 Frenkel결함 : 유리격자간 음이온 (부피변화X) Schottky결함 : 은이온의 격자 이탈 (부피변화) dislocation : 선단전위, 나선상전위 등 단색성유제 정색성유제 Regular type, 비정색성 Ortho type, 희토류 청색감성 녹색감성 with CaWO4증감지 with 희토류증감지 분광증감X 분광증감O 등적색 안전광 농적색 안전광 구형 입자 유제 판형 입자 유제	젤라틴 화학적 불순물 : 유황화합물 제공 → 감광핵 생성 결정격자의 결함 형성 : 전자포획 결정성장 매개체 : 브롬화은 핵의 성장을 유지 노출 후 브롬화은의 역반응↓ 수분흡수(팽윤) : sol ↔ gel → 현상액 침투 아미노기 & 카르복시기 구조
	분광증감 색증감 = 염료증감 = 광학증감 제2숙성(화학숙성) 후 첨가
	잠상 : 노출 후 · 현상 전, 감광재료에 만들어진 불가시상 형성과정 빛 흡수에 의한 광전자 형성 감광핵에 전자포획 음전하 포획한 감광핵에 Ag+ 집중 잠상 형성 잠상형성이론 Gurney-Mott 이론 Mitchell 이론

사진농도

보호층     지지체(base) 방수 & 난연성 Blue(대조도↑, 피로↓), Clear(fog↓) Back층 말림(curl) & Halation 방지* 최적보관 : 습도 40~60%, 10~15℃       유제층   하도포층         지지체 상도포층         Back층              유제층 보호층     *Halation : 지지체에서의 반사에 의한 흐림 *Irradiation : 유제층에서의 산란에 의한 흐림

Film 제조과정

유제 제조 물리숙성 분쇄 & 수세 화학숙성 첨가제 도포 AgBr결정 제조 질산은+할로겐염+젤라틴 제1숙성(전숙성) 유제결정 성장 적정감도↑ 유제로부터 가용성KNO3 제거 과량의 KBr 제거 제2숙성(후숙성) 감광핵 형성 증감색소 경막제 안정제 보호층 형성 ※증감 : 제2숙성(화학숙성) 후 첨가 화학증감 : 할로겐화은의 고유감도 상승 - 유황증감(황화증감), 금증감, 환원증감 분광증감 : 할로겐화은의 감광영역 확장 - 색증감(=염료증감 =광학증감) cf> 초증감 : film 감도 증가를 위해 사용 시(필름제조 할 때가 아님) - 전노광, 수은가스법 등

증감지

보호층   작용 : 흡수 → 변환 → 방출 또는 재방출 (X-ray→빛) 증감계수  빛 반사층 : 감도↑ 빛 흡수층 : 선예도↑     형광체층   반사층 or 흡수층     지지체 양자반점(양자적 노이즈) : 증감지에서 나오는 불균일한 빛방출에 의한 노이즈 ※노이즈 : 양자적노이즈, 전자적노이즈, fog   상반법칙 : film에 생성된 사진농도는 적용된 빛에너지의 총량에만 의존 (증감지X) E = I·t <Bunsen-Roscoe의 법칙> 상반법칙불궤 : I가 크거나 작을 때 (증감지사용) E = I·tp (P ≠ 1, 상수) <Schwarzschild> 텅스텐산칼슘 증감지 : 관전압 의존성 X 희토류증감지 : 관전압 의존성 O - 60~80kVp 이상 필요

감도측정법(Sensitometry)
Sensitometry 노출량과 사진농도의 관계를 정량적으로 구하는 방법 용도 film의 사진특성(감도, 대조도 ,fog등)측정 현상처리조건의 성능측정 자동현상기의 처리성능 측정 증감지 감도측정 X선필름의 감도측정법종류 film 빛 감광계 X선 Al step wedge 보정법 : Bootstrap법 Time scale법 증감지-film계 X선 거리 scle법 Time(mAs) scale법	특성곡선(HD곡선=D-logE곡선) D             족부 직선부 견부 반전부   logE 대수치의 이유 ①횡축이 너무 길어져서 ②사진특성의 관계를 쉽게 파악 선예도, 입상성, 감색성, 해상력은 알 수 없다

현상처리 : 현상 → 정착 → 수세 → 건조
현상 노광된 브롬화은 중 은이온을 금속은으로 환원   현상액 용제 : 물 - 젤라틴 연화 현상주약 : 환원제 - 선택도, 높은 활성도 촉진제 : 알칼리제 - KCO3, NaCO3, KOH, NaOH, 붕사 완충제 : pH 유지 억제제 : 선택도 도움(화학적포그방지) - 음전하장벽 무기성 억제제 : KBr 유기성 억제제 : benzotriazole or fog방지제 보호제 : 산화방지제 - Na2SO3, K2SO3(아황산칼륨) 경막제 : 젤라틴 팽윤 조절 ※현상액의 산화 갈색(black coffee color)변색, 농도저하, 대조도 저하   현상영향인자 현상액 : 종류, 비율, 피로도, pH(pH↓:현상능력↓) 현상온도 : 온도↑ - 입상성 저하(자꾸 뭉쳐요) 현상시간 현상액 교반	정착 미노출 할로겐화은을 제거, 영상의 정착, 현상의 정지   정착액 용제 : 물 - 정착액 희석 정착제 : 불용성 할로겐화은 → 가용성 할로겐화은 티오황산암모늄((NH4)2S2O3) ↳ 부산물 : 티오황산은염, 브롬화암모늄 산제 : 현상의 정지 (pH 4~5.2) 이색포그 : 현상액과 정착액의 상호작용 약산 - 경막제 분해 → Al(OH)3침전 (흰색) 강산 - 티오황산염파괴 → 유황침전 (노랑색) 경막제 : 건조시간 단축, 표면 경막화 완충제 : 유황침전(황화)방지 - 초산나트륨 보호제 : 티오황산염 분해방지 -아황산나트륨(Na2SO3) 찌꺼기 방지제 : 붕산   정착영향인자 정착액 구성성분 정착액 온도 : 현상액과 온도차이가 크면 -망모양 주름 정착시간 정착액 보충률
현상주약 Hydroquinone Phenidone Metol 완화성 급성 급성 경조 연조 연조 온도영향↑   온도영향↓ 억제제에 민감 억제제 안민감 억제제 영향X 고농도 세부묘출 저농도 세부묘출 피로도↓	PQ현상액 초가성성 : 두가지 현상주약의 혼합 - 능력향상 브롬이온농도 증가에 내성 선택력 우수 현상능력↑, 피로도↓
자동현상기 주기시간 : dry-to-dry - 45sec 현상온도 : 35℃ 건조부 : 압축롤러, 온도-40~65℃	현상액보충 영향인자 필름면적, 유제종류, 영상유형, 공기산화 + 필름의 방향

Artifact
Black Mark 검은 얼룩 : 현상 전 현상액 또는 물 묻음 검은 지문 : 현상 전 현상액 또는 물 묻은 손 초승달모양 : 노출 후 손톱 혹은 꺾임 정전기흔적 : 나뭇가지, 숲, 별, 왕관 흔적 누설노광	White Mark 흰색 얼룩 : 현상 전 정착액 묻음 흰색 지문 : 정착액 또는 오일계 물질 묻은 손 초승달모양 : 노출 전 손톱 혹은 꺾임 흰점 : 기포
	fog age fog : 유효기간 지난 film light(optical) fog : 안전광 부적절 radiation fog : 불필요 방사선 노출 oxidation fog : 공기에 의한 산화 chemical fog : 고온, 시간초과, pH↑ scatter fog : 산란선에 노출된 필름 dichronic fog(이색포그) : 부적당 중간수세 ↳ 현상액-정착액 상호작용
우유빛 얼룩 부적절한 정착
갈색얼룩 필름의 부적절 수세

사진효과
위사진효과 노광 없이도 여러 물질이나 약품에 의해 잠상형성 - 기름, 혈액, 목재, 짚 Russel 효과 : 금속면이 유제에 접촉했을 때 잠상형성	잠상퇴행(fading) 잠상이 소멸하는 현상 유제의 pH 낮을수록, Ag+ 높을수록 잠상퇴행 많음 → 고온고습에서 잘 생김
반전효과 (Solarization) Albert effect, Herschel effect, Villard effect Clayden effect, Saattier effect
	간헐효과 사진농도 → 분할노광 < 계속노광