영상의학과 일반 촬영(x-ray)

Posted by 건설소장
2017. 7. 20. 09:00 병원/일반 촬영 (x-ray)
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안녕하세요 아들 둘 키우는 아빠 건설소장입니다.

오늘은 일반 촬영 x-ray 검사에 대해서 알아보겠습니다. 흔히 병원을 가게 되면 간단하게 흉부 x-ray 부터 시작해서 복부, 팔,다리,골반 등을 검사 할 수 있으며 기본적인 검사 이나 뼈 부위 관찰 시 에는 매우 중요한 검사 입니다.




x-ray 는 1895년 뢴트겐이란 과학자가 우연히 발견하였습니다. 본인 손을 투과하여 영상화된 것을 보고 보이지 않는 무언가가 손을 통과하여 영상을 만들었구나 라는 깨달음을 얻었고 이 무언가의 명칭을 x- ray(무언가의 ray)라고 발표하였습니다.

명칭이 x-ray라고 하는 이유는 이 ray가 무슨 ray인지 모르겠다 하여 수학에서 미지수 표시할 때 사용되어지는 x를 사용하여 x-ray라고 하였으며 현재는 이 x-ray가 명칭화 되어 사용되어 지고 있습니다. 독일에서는 뢴트겐 선이라고 하기도 합니다.

 여담이지만 영화 X- men 도 같은 이유로 X men 입니다. 추측하건데 유럽이나 미국 쪽은 처음 보거나 잘 모르면 x 라는 명칭을 붙이는 가 봅니다.





x-ray는 인체를 투과하여 필름에 맺히는 기술이 있어서 의학에 큰 영향을 끼칩니다. 눈으로 사람 몸속을 볼 수 있기때문입니다. x-ray 발견 이전에는 뼈가 금이 가거나 배가 아프거나 폐렴이 있다거나 해도 의사가 눈으로 확인이 어렵기 때문에 짐작하여 처방을 하였지만 x-ray 발견 이후에는 눈으로 뼈에 금이 가거나 배에 가스가 차서 아프구나, 폐에 염증이 있다는 것을 확인 할 수 있어서 좀 더 정확하게 진료하고 약을 처방할 수 있게 됩니다.


x-ray는 전기가 만든 열전자를 타겟에 맞춰서 생기는 것으로 사물을 투과하는 성질을 가지고 있습니다.

이러한 성질을 이용하여 우리몸에 x-ray를 조사하게 되면 x-ray는 우리몸이 가지고 있는 특성에 따라 두꺼운 부위는 흡수가 되고 얇은 부위는 투과하여 필름에 도달하게 됩니다. 흡수된 부위는 필름에서 하얗게 보이며 투과가 많이 된 부위는 까맣게 나타나게됩니다.

그래서 두껍고 단단한 뼈는 흡수가 많이 되어 하얗게, 공기가 많이 들어있는 폐는 흡수가 적게되어 까맣게 보이게 됩니다. 

이렇게 유용하게 사용된 x-ray는 초반에 필름으로 현상하여 영상화 하였습니다. 그 후 컴퓨터의 발달로 인하여 필름이 아닌 IP 판을 사용하게 되었고, 통신 및 기술이 발달되어 현재는 Digital화가 되어서 wifi를 사용하여 영상을 전송하게 되었습니다.



Digital radiograhy로 인하여 검사실에서 검사 후 의사가 영상을 확인 하는데 걸리는 시간은 1분도 걸리지 않게 되었고 이로 인하여 환자의 상태를 확인하는 시간은 더욱 단축되었습니다.

감사합니다.


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방사선 사진학

Posted by 건설소장
2017. 6. 13. 20:02 병원/국가고시
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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

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

 

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방사선 기기학

Posted by 건설소장
2017. 6. 7. 20:25 병원/국가고시
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안녕하세요 아들 둘 키우는 아빠 건설소장입니다. 오늘은 방사선 기기학에 대해 알아보겠습니다.

쉽게 말해서 x-ray 나오는 장비에 대해서 알아보는 시간이 되겠습니다.

임상에서 장비 들어 올 때 그리고 QC 할 때 많이 사용되어 집니다.

임상과 이론이 크게 차이가 없어서 이론으로 공부 하시면 크게 무리가 없을 거라고 생각되어 집니다.


방사선 기기학

2교시 <방사선 응용> 10문항

 

X선

열전자

리차드슨 공식

 열전자 방출 ∝ 온도의 제곱

2극관

정류관 : 한쪽으로만 흐른다

초속도영역 : 전압이 없어도 전류가 흐르는 영역

공간전하영역 : 0~40kV

kV를 올리면 mA도 오른다

진단용 tube : 40kV↑ (포화영역)

→ mA와 kV를 독립적으로 사용하기 위해서

공간전하수 : filament의 온도에만 좌우

<2극관 특성그래프>

공간전하효과(Schottky Effect)

포화영역에서 kVp가 높으면 약간 전류 상승

공간전하보상회로

공간전하효과 보상 : 위상반전 콘덴서 이용

Duane-Hunt's Law [Å]

X선발생강도 & 발생효율

발생강도 =  발생효율 

k : 1.1 × 10-9

X선발생의 필요조건

① 자유전자 공급 - mA관련

③ 저지물(Target) - 텅스텐(Z↑)

 

② 고속도 운동에너지 - 고압변압기

④ 고진공도 유지 - 10-5~-7(2차전자생성X)

X선 발생장치의 기본

진단용 X선발생장치의 구성 : ①X선관장치 ②고전압발생장치 ③제어장치

X선장치의 정격

R : 촬영 F : 투시 D : 치과 T : 3상 C : 콘덴서식 I : 인버터식 H : half - X선발생기 형식

RF-500-100

단상 촬영/투시용

공칭 최대 관전류 : 500mA

공칭 최고 관전압 : 100kV 단, 100kV 500mA는 안됨

CR-1-125

콘덴서식 촬영용

공칭 촬영용 콘덴서 용량 : 1μF -μF

공칭 최고 관전압 : 125kV

HRF-70-P

X선발생기 촬영/투시용

단시간 최고정격관전압 : 70kV

점화방식 : P - 선점화방식 S - 동시점화방식

정격

장시간정격 : 투시용 - 4mA를 넘을 수 없음(피폭)

단시간정격 : 촬영용

초점

실초점

실제 타겟에서 초점의 면적

실초점이 클수록 좋음 : 타겟수명연장

실효초점

상의 형성에 관여 : 작을수록 좋다(반음영 감소)

실효초점 = 실초점 × sinθ

진단영역의 Anode 경사

10~18°

Anode 경사각↓ : Sharpness↑, Useful Beam↓

Anode 경사각↑ : Sharpness↓, Useful Beam↑

초점의 크기

필라맨트 깊이↑ : 정초점↓, 부초점↑

음극(필라맨트)직경↑ : 정초점↑, 부초점↓

kVp↑ : 초점↓ mA↑ : 초점↑

공칭초점(NEMA)

kVp, mA를 정해서 초점의 크기를 정함

등가초점(Homogeneous Intensity Distribution)

특정강도분포를 지닌 균등강도의 분포의 초점크기

초점의 흠집과 그 영향

Spot형성 : 필라멘트와 디스크가 증발 - 선팅처럼

→ 투과X선량 감소(50%이하)

Disk : W + Re 합금

양은 줄고, 선질은 경해진다

초점외 X선 발생(Off-Focus Ray)

Focus에서 흡수안되고 튕긴전자가 양극에 흡수

Rebound 전자 → 초점에서 먼 곳에서 더 세다

영향 : Contrast 저하

방지 : ①kVp↓ ②콘 깊숙이 ③방사창↓ ④셔터수↑

3극 X선관

양극, 음극 사이에 grid를 넣음(최근에는 격자가 없는 3극관도 만들어지고 있음) : Pulse방식으로 촬영

콘덴서 방전식은 격자전압을 조정해 조사시간을 제한 : On/Off 통전시간 조절

1/1000까지 폭사 가능

2극 X선관에 비해 허용부하는 80%로 제한

관전류 차단 격자 전압은 약 -2000V

장점

①피폭 경감 ②X선관 부하 감소(장시간 촬영가능) ③단시간에 촬영(해상력 상승)

유방용 X선관

유방용 X선관의 특성

High mA, low kVp 필요 (1000mA↑, 30kVp↓)

X선방사구(Window)

Be(베릴륨) 유리 window X

Al당량 0.5mm↑ 여과해야 함 (피폭경감)

Target

Mo(몰리브덴) 텅스텐 target X

20keV이하의 연선 + Mo Filter 이용

대용량 금속X선관

대용량 금속X선관의 특성

유리 대신 금속사용

초점외 X선을 15%이하로 감소

복합양극 : 양극 뒷면에 흑연부착 - 열축적용량 2배

금속 중앙의 장점

접지작용

일정한 전기적 영역 형성 : Spot 방지

수명의 안정성, 사용범위 확대, 고출력 노출횟수 증가

X선관의 구조

고정양극 X선관

회전양극 X선관

진공도 : 10-6~-7mmHg의 고진공상태

Cathode

Glass Bulb : 규산, 붕산의 주성분인 결정의 glass

구비조건 : 절연내력 클 것

고진공도 유지, 가공 용이

X선 흡수 적을 것, 화학적 내성 클 것

기계적 강도 클 것, 열팽창 계수 작을 것

Anode

Cu 양극 끝부분에 W disk

Rotor : 회전자계에 의해 target 회전

회전속도 


f : 고정자 전류주파수 p : 고정자 코일 자극수

Bearing : 금속윤활제(Ag) - 고장이 제일 잘 난다

Cathode

Filament : 가열에 의한 열전자 방출

직경 1~3mm W wire - 초점형성 결정인자

Focusing Cap : 열전자를 target 일정부위에 집속

전자의 확산방지 - 초점형성

전자충돌 궤도면적

2πrd [㎟]

r : 중심-충돌면 중앙선 거리 d : 충돌면 폭

Anode

Target : 초점형성부분

재질 : Pure W

W + Mo : 회전특성, 허용부하↑

W + Re : 초점손상(Spot현상) 방지

구비조건 : Z, 용융점, 증기압, 열·전기전도↑

괴산성 적고, 가공·입수 용이할 것

회전양극 X선관의 특징

장점

열용량 크다

부하량 크다

실초점 크다 : 부하량↑

단점

복잡, 수명 짧음

허용부하(Permissible Load)

순간허용부하

단시간 최대 입력

P[kW] = f × U × I × 10-3

f=1.00 : 관전압 맥동률 10% 이하 - 삼상12피크

f=0.95 : 관전압 맥동률 10 ~ 25% - 삼상6피크

f=0.74 : 관전압 맥동률 25% 이상 - 단상2피크

순간허용부하의 증대

①초점면적 크게

②타겟 각도 작게

③초점 크기 및 직경 크게

④리플 백분율 작게

⑤양극 회전수 증가

최대허용부하 = K

 K:정수 n:회전수 d:타겟지름

⑥동일 mAs시 mA 낮추고 s증가

연속허용부하

P[HU] = f × U × I × t

HU/sec = f × U × I

f=1.00 : 단상전파 정류회로

f=1.35 : 삼상전파 정류회로

f=1.41 : 정전압회로

콘덴서 방전회로

P = 0.7 × C × (U1 - U2)

1HU = 0.71Ws = 0.71J = 0.17cal

혼합허용부하

Spot 촬영 : 투시+촬영+투시+촬영

Angiography

Cine Radiography

집단간접촬영

X선관 Tube Housing

역할

X선관 보호·지지

누설선량 차폐 : 1m에서 적산선량 100mR/hr 이하

접지·절연·냉각

초점외 X선 흡수

절연유 필요조건

절연내력·파괴전압·인화점(130℃이상) 높을 것

점도가 낮을 것

냉각효율 클 것

불순물이 없고 화학적으로 안정할 것

여과(Filtration)

총여과 : 피사체까지의 여과의 총합(고유여과 + 부가여과)

고유여과 : 관체, 절연유, 방사구 등 자체의 X선 흡수

0.5~1mmAl

부가여과 : X선속 내에 인위적 흡수체로 연선 흡수

1~2mmAl

X선 총 여과의 최소치

최고정격관전압

총여과의 최소치

60kVp 미만

1.5mmAl

60~100kVp

2.0mmAl

100kVp 이상

2.5mmAl

고전압발생장치

변압기

단권변압기

가열변압기

고압변압기

승·강압

강압

승압

저압절연

고압절연

고압절연

kVp조절

mA 조절

kVp조절

변압기의 손실

철손 Hysterisis Loss : 교류반복에 따른 열손실

Eddy Current Loss : 부피 큰 철심의 와류손실

↳ 적철심, 권철심 이용해 손실 경감

동손 Copper Loss : 길이에 의한 손실(저항증가)

단권변압기

가장 굵은 코일

장치에 전력공급

전기적 절연X : 절연유로 절연하지 않음

입력측 : 전원전압보상기

출력측 : 부하전류에 이한 전압강하 보상

고압변압기

X선 발생에 필요한 고전압 공급(열전자에 운동E 부여)

코일이 가장 가늘다

변압기의 법칙 N : 권선수  : 강압  : 승압

교류의 실효값(R.M.S) = 


변압기의 효율 


가열변압기

Filament를 가열시켜 열전자 공급

고압절연

입력측 : 관전류 조절

관전압계

단권변압기 출력측에 삽입(병렬연결)

가동 철편형, kV 최고치 사용

관전류계

고압변압기 2차코일 중성점에 연결(직렬연결)

가동 코일형, mA 평균치 사용

전압안정기(Stabilizer)

가열변압기 1차측

X선관 가열전류를 일정하게 유지

주파수 보상기

전압안정기(Stabilizer) 사용 시 사용

안정기의 출력전압을 일정하게 유지

정류회로

단상 자기정류회로(Self Rectification)

X선관 자체가 정류역할 : 정류기X

X선관의 역전압이 반cycle마다 걸림

소용량, 간단, 가볍다, 싸다

흑점 수 6, 최소 조사시간 1/60 sec

관전류 최고치 = 발생전압 × 3

단상 전파정류회로(Single Phase Full-wave Rectification)

흑점 수 12, 최소 조사시간 1/120sec

X선발생이 간헐적(맥동률 47%)

정류기 4개 브릿지형 접속 : Graetz 결선식 회로

누설전류 보정회로가 꼭 필요(고압누설전류 : 2mA정도)

관전류 최고치 : 평균치의 1.5배

삼상전파 정류회로(Three Phase Full Wave Rectification)

3상정류의 특징

대전력 공급용이, 단위시간당 X선 발생량 많음, 순간허용부하 큼, 환자피폭감소

장치가 고가, 설치면적 큼, 복잡 *V : 상전압 a : 권선수

 

6피크

2중 6피크

12피크

2중 12피크

결선방식

△-Y

△-Y-Y

△-Y-△

△-Y-△-△

정류기

6

12

12

24

맥동률

13.4

13.4

3.4

3.4

(+),(-)파형 대칭성

비대칭( )

대칭

비대칭( )

대칭

출력전압

kV= Va

kV=2 Va

kV=1.932 Va

kV=1.932×2 Va

계기용 정류기

필요

불필요

불필요

불필요

콘덴서 방전식 회로(Condenser Discharge Circuit)

간접촬영, 순간촬영 (연속촬영, 단층촬영X)

정류기 2개, Timer X

mAp로 관전류 표시

촬영조건의 재현성 좋음

파미절단방식 : 콘덴서 재충전 빠름, 장파장 피폭 없음

관전압, 관전류 별도조정이 불가능

인버터 방식

주파수로 고전압 발생 : 소형화, 정밀도 높은 제어

정전압 방식

단상전원으로 3상에 가까운 출력

피검자 피폭선량 감소

전원주기에 관계없이 X선 차단

Amorphous(Fe-B-N 비결정 금속변압기) 사용

고압정류회로

 

단상장치

삼상장치

인버터

자기정류

반파정류

전파정류

6P

2중 6P

12P

2중 12P

크기

중간

크다

작다

직선성(재현성)

Bad

Good

Very Good

선질 특성

Bad(연선)

Good

Very Good(경선)

맥동률

100%

13.4%

3.4%

-

고압정류기

X

1~2

4

6

12

12

24

-

X선 허용부하

0.5

0.7

1

1.5

1.5

2.0

2.0

2.0

X선최단조사시간

1/60

1/60

1/120

1/360

1/360

1/720

1/720

1/1000

제어장치


단권변압기 : 장치에 전력공급

정원전압조정기 : 단권변압기 입력측

장치내 전원전압을 항상 일정하게 유지

관전압 조정기 : 단권변압기 출력측

임의로 전압 조절(고압변압기의 1차전압조정)

관전압 조정범위 : 40~150kV

일반촬영 : Major/Minor 2개의 tap

연속촬영 : 연동변압기 슬라이어 닥스 사용

관전류 조정기 : 가열변압기 입력측

가열전압 안정화 필요 → 철 공진형 Stabilizer 사용

Stabilizer에 안정된 출력전압 필요 → 주파수 보상기

한시장치(Timer)

고압변압기 입력측에서 X선조사 제어

한시장치

이용

특징

시계식 Timer

스프링

간단, Potable

전동식 Timer

동기전동기

0.05sec

임펄스 Timer

동기전동기

1/120sec

전자관 Timer

T = RC

격자제어방전관

반도체 Timer

T = RC

Thyristor(SCR)

Photo Timer

광전자증배관

간촬 자동노출타이머

전리조 Timer

전리조

직촬 자동노출타이머

변압기의 입/출력측

단권변압기

입력측

전원전압 지시계

전원전압조정기

출력측

관전압 조정기

고전압변압기

입력측

관전압 지시계(병렬·간접)

출력측

관전류 지시계(직렬)

가열변압기

입력측

필라멘트 가열전압안정기

관전류 조정기

공간전하 보상변압기

Switch

주회로 개폐기(Main SW) : 전자개폐기 → SCR

가열 개폐기(Heating SW) : mA Selector

X선 개폐기(Exposure SW) : 주변압기 1차측

전자접촉기(Magnetic SW) : Contactor

과부하 자동차단기(OLR) : 규정이상 전류 흐르면 차단

→ X선관 장치보호, 환자피폭보호

고정자 Interlock : relay coil이 회전하지 않고 정상속도에

이르지 못하면 회로열어 X선 차단

Over Load Interlock : X선부하가 정격 이상이면 차단

mAs 제어

관전류를 적분하여 그 적분치가 미리 설정한 값에 도달하면 X선 조사 정지

특징 ①관전류를 변화해도 조사시간 보충으로 일정한 mAs 얻어짐

②관전류 변화(허용부하 범위내)에도 일정한 사진효과 획득 및 최단시간 조사가능

전원설비

전원설비

주상변압기에서 X선 발생장치에 이르는 설비

전압강하가 10% 이하가 되도록 용량과 인입선 굵기 결정

접지설비

제3종 접지공사 : 접지저항 100Ω 이하

접지점

①고전압 변압기의 출력측 중심점

②고압 Cable 외피

③관용기 외함

④제어장치

주상변압기 용량

X선관 소비전력 = 75kW

필라멘트 가열전력 ≒ 1kW

그 외 전력 ≒ 4kW Total 전력 ≒ 80kW

영상증강장치(Image Intensifier Tube)

원리

X선 → 입력형광면(형광상 형성) → 광전음극면(광전자방출 : 전자밀도영상) → 정전집속렌즈(가속) → 출력형광면(축소영상)

장점 : 피폭선량 감소 ②검사시간 단축 ③X선관 부하량 감소

구조

입력형광면 : 기판 위 CsI 100~200μm 증착

섬유소구조로 농축밀도 3배 높임

광전음극 : 안티몬(Sb)+Cs - 빛을 받아 광전자 방출

방출량∝형광량 고압(음극역할)

정전집속렌즈 : 다수 배열 양전위 전극 - 집속

가속양극

출력형광면 : 광전자가 입사하여 가시광으로 변화

휘도 증가 계수

휘도증가계수 = 


변환계수 = 


축소인자 = 


총 휘도증가계수 = 축소인자 × 유량증가인자

X선 TV System

구성

X선관 - 환자 - 형광증배관 - 수상관 - VTR

원리

투과한 x선을 I.I가 밝은 형광상으로 만들고 이 형광상을 Lens계를 통해 TV camera로 촬영하여 형광상을 전기신호로 바꾸고 이것을 주사(scanning)의 방법으로 분해하여 영상신호를 만들어 TV브라운관에 다시 재현한다.

주사방식

순차주사 : 1번에서 끝번까지 순차적으로 실시

비월주사 : 하나씩 건너띄어 수평주사하고 나중에 주사

유효주사선수

: 525개 주사선 중 32개가 귀선기간에 없어지므로 493개

촬상관

비디콘 : 광도전효과 이용(명암에 따라 전기저항 바뀜)

장점 : 취급용이, SNR↑, 소형, 저렴, 장수명

단점 : 낮은 강도, 해상도↓, 잔상

오디콘 : 회귀신호 이용

장점 : 감도↑, 해상도↑

단점 : 회로가 복잡, 취급 어려움, 부피 큼

플럼비콘

장점 : 대조도↑, 움직임에 의한 영상 끌림 방지

단점 : 반점 발생률↑, 단수명

CCD(Charge Coupled Device)

MOS구조의 콘덴서가 연속해서 나열된 구조

촬상관과 비교

장점 : 소형, 전력소모 적음, 수명단축 없음

회부의 빛/온도 변화에 영향 적음

블루밍현상 적음, 중심과 가장자리 해상도차↓

단점 : 엘리어싱, gain을 높이면 노이즈 큼

밝은 피사체에 수직 스미어 현상

동적화면의 왜곡, 대각선상 스테핑효과

DSA(Digital Subtraction Angiography)

Scout → Mask View(Scout반전) → Angiogram

→Subtraction Angiogram(Mask + Angio)

소초점, 대용량 요구, 3상12피크 테트로드 or 인버터

시간차분법

순차촬상법 : 실시간으로 감영상 묘출

연속촬상법 : 1초에 최대 30매 영상

X선관 부하 및 피폭이 큰 단점

변화량촬상법 : 심실조영 경색구역 판단

에너지차분법

K흡수단차분법 : 조영제 흡수단 이용

비흡수단차분법 : 저E와 고E의 투과율 차분 이용

하이브리드차분법 : 시간차분법+에너지차분법

가장 좋음, 장내가스에 의한 motion artifact제거

CR(Image Plate방식)

고감도, 고선예도, 광범위한 관용도

광휘진성 발광(최초 자극 정보가 형광체에 축적)

레이저빔 : 635nm 적색 He-Ne 레이저빔 이용

형광체 : BaFBr:Eu2+, BaFCl:Eu2+, BaFI:Eu2+

장점 : 피폭선량 경감, 진단정보 풍부,

영상정보처리에 의한 새로운 진단법 개발

영상정보를 디지털화해서 보관, 검색, 통신가능

X선 발생장치의 고장

X선관

Glow 발생 : 제작 시 배기불량, 과부하에 의한 gas 발생

․ mA계가 끝까지 흔들림

․ 전원 전압계, 1차 전압계 저하

․ X선관에서 녹색 형광이 발생

․ X선관 filament를 꺼도 이 현상이 일어남

X선관 filament의 단선 : 과부하에 의해 발생

․ 고전압을 가하여도 X선을 발생치 않는다.

․ 가열 전압계의 진동이 정상보다 커짐(최대치 지시)

가열 전압계의 조정기를 가동하여도 진동이 변치 않음

․ 관전류계가 지시하지 않는다

Target의 요철, 용융 : 과부하에 의해 발생

․ 동일 관전압, 관전류에서 선량율 저하

․ gas가 발생되어 glow 발생

정류관

Glow 발생 : 정류작용의 상실

․ mA계의 진동이 끝까지 가버림(최대치 지시)

전원전압계와 1차 전압계가 현저히 감소(전압강하가 생김)

․ 정류관에서 녹색형광 발생

filament 가열 부족

․ 정류관 전압강하가 커짐

․ 정류관의 양극온도가 상승(glow 발생원인)

․ 정류관에서 X선 발생

․ X선관의 관전압이 감소(사진농도 저하)

filament 단선

․ 전파정류에서 정류관 filament가 1개 단선된 경우

반파정류와 같음(mA계는 1/2지시, 선량률이 1/2)

정류기의 불량 : 정류 작용 상실

고압 변압기

변압기 2차측 절연 불량, 절연 파괴

․ mA계의 진동이 커짐(최대치 지시)

․ 전원 전압계와 1차 전압계의 이상 강하

․ fuse가 끊어짐

․ circuit breaker 동작

1,2차 coil의 손상 및 단선

․ 고압이 발생하지 않고, X선도 발생되지 않음

가열 변압기(X선관, 정류관)

․ 절연 불량과 절연파괴

- mA계의 진동이 커짐(최대치 지시)

․ coil의 단선

- filament의 점화가 안됨(X선이 발생되지 않음)

고압 cable

․ cable head의 절연불량과 절연 파괴

- mA계의 진동이 커짐(최대치 지시)

 

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방사선 계측학

Posted by 건설소장
2017. 5. 13. 13:58 병원/국가고시
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안녕하세요 아들 둘 키우는 아빠 건설소장입니다.


오늘은 방사선 계측학에 대해서 알아보겠습니다.


계측학은 임상에서 방사선 피폭을 계측할 때 많이 사용되어 집니다.


생각보다 어려울 수 있으니 잘 공부 하시기 바랍니다.




방사선 계측학

2교시 <방사선 응용> 10문항

 

 

X선? : 파장이 1Å이하인 전자기파→ 파장(Å) = ∴ 최저 관전압 = 12.4 kVp

입자선의 구분

하전입자선 : α선, β선, β+선, 양성자선, 전자선

비하전입자선 : 중성자선

광자선의 구분 : X선, ϓ선

핵의 분열 : 핵이 나뉨 → 원자력

핵의 붕괴 : α, β, ϓ등이 나옴→ 방사선

 

기본단위

선저지능 : 단위길이당 잃는 평균에너지(전체적)

질량저지능 : 선저지능 ÷ 밀도

LET : 단위길이당 전달에너지 (국소적)

비전리 : 단위거리당 생성된 이온쌍 수

J/m

J㎡/kg

J/m

m-1

조사선량 : 광자, 단위질량당 발생되는 전하량

흡수선량 : 모든방사선에 단위질량당 흡수에너지

kerma : 간접전리방사선의 흡수선량

cema : 직접전리방사선의 흡수선량

용적선량 : 전체흡수선량

등가선량 : 신체일부에 흡수된 방사선량

유효선량 : 전신에 흡수된 방사선량

C/kg

Gy

Gy

Gy

g·rad

Sv

Sv

방사능 : 단위시간다 원자핵 붕괴수

비방사능 : 단위질량당 방사능

Bq

Bq/mg

 

방사선 계측기

계수기(Counter) : 방사능 측정

선량계(Dosimeter) : 전리량 측정

 

Counter : 펄스형 검출기

계수기

cps를 통한 dps(activity)의 측정

구성

검출기 - 전치증폭기 - 주증폭기 - 파고분석기 - 계수기 - reader

파고분석기 : 반동시회로, 선별기(ULD & LLD)

성능

에너지 분해능으로 표시 → 반치폭과 1/10치폭이 좌우

에너지 분해능 = 반치폭/최대E or 반치폭

→ 반치폭이 작을수록 좋다

 

Dosimeter : 전류형 검출기

여기작용을 이용한 검출기

섬광검출기(Scintillation)

열형광선량계(TLD)

형광유리선량계(PLD)

엑조전자선량계

기체전리 검출기

전리조 : 1차전리에 의한 이온수만 수집

비례계수관, GM-tube : 전자사태로 기체증폭되어 수집

W값 : 하나의 이온쌍을 만드는데 필요한 평균에너지

Wair = 33.85eV

고체전리 검출기

반도체 검출기 : 전자 + 정공

인가전압에 따른 동작특성

재결합영역

이온포화영역전리조

비례영역비례계수관

GM영역GM계수관

연속방전영역

화학작용을 이용한 선량계

Fricke 선량계 : 2차표준선량계 G값

사진작용을 이용한 선량계

X선 필름 선량계

발열현상을 이용한 검출기

열량계

 

조사선량 측정

조사선량 X

광자(X, ϒ)에만 적용

[C/㎏] or [R]

1 C/kg : 표준상태 공기 1kg 중 1C의 이온쌍을 만드는

X선 또는 ϒ선의 양

1R = 2.58 × 10-4 C/kg

자유공기 전리조

조사선량 계측 절대측정기(1차표준기기)

변환계수X (단, 기온·기압 보정)

구성

고압전극 : 음전압

집전극 : 0전위 - 영위법

보호전극 : 접지

보호전선(guard ring) : 전기장 왜곡 방지

포화전압으로 작동 : 재결합 방지(포화특성)

기온·기압보정 : 표준상태(0℃, 1기압(1013hPa))

(Boyle-

전리전류 [A]

공동전리조

2차표준전리조

공기등가벽 공기의 실효원자번호 : 7.64

backlite, plastic, lucite, nylon, teflon, aluminum

벽두께 : 2차전자평형이 이루어지는 두께 [㎎/㎠]

전리체적

저선량률 - 대용적 (for 감도보정)

고선량률 - 소용적

모양

평행평판형, 원통형, 구형, 지두형

※가압형 전리조 : surveymeter

E의존성이 낮다 단, 방향의존성은 있음

콘덴서전리조

포켓선량계

전압강하를 측정

감도 ∝ ∝ 전리체적

흡수선량 측정

흡수선량 D

모든 방사선에 대해 적용

[Gy] or [rad]

1 Gy : 1kg 당 1J의 에너지가 흡수될 때 선량

1Gy = 1J/kg 1Gy = 100rad

1R = 0.87rad = 0.87cGy

열형광선량계 TLD

원리 - 불안정형광중심

에너지덫에 포획→열(적외선)→황록색 형광 방출

조직등가 TL소자 - LiF, BeO → 개인피폭선량

에너지의존성이 낮다

감도가 낮고 독성

fading이 적다

조직비등가 TL소자 - CaSO4, CaF2 → 환경방사선량

CaSO4:Mn : main glow peak온도(110℃) 최저

fading 최대

CaSO4:Dy : 감도 좋고 측정범위 넓음(surveymeter)

CaF2:Nat : fading 최소

Glow Curve : 200~300℃에서 피크(가열특성)

Read 과정

pre-heating : 불필요 readout 제거

reading

annealing : 재사용 위한 열처리

cooling

TLD의 장점

소형

측정범위 넓고 감도 높음

선량, 선량률, 에너지(LiF) 의존성 적음

반복사용 가능

장기간 적산선량 측정 가능

TLD의 단점

Fading

annealing 필요

광감수성

Bragg-Gray 공동이론

전제조건

전자평형

2차전자의 비정보다 벽 두께가 두꺼움

3MeV 이하의 광자에 적용

E = SWJ

S : 기체에 대한 물질의 질량저지능비

W : 일함수 ※Wair = 33.85 eV

J : 단위질량당 이온쌍수(전자수)

 

외삽형 전리조

Bragg-Gray 공동이론을 이용

벽두께가 무시할 정도로 얇음

저에너지X선, ϒ선, β입자 측정

표면선량 측정

 

공동전리조

f-factor : R-rad 변환계수

화학선량계

G값 : 흡수E 100eV 당 생성되는 원자수

대선량 측정

Fricke 선량계 - 2차표준선량계

용매 : 물 용질 : 황산제1철

산화반응 ※세륨선량계 : 환원

형광유리선량계 PLD

은활성 인산염유리에 자외선 조사

원리 - 안정형광중심

형광중심 형성→자외선→오랜지색 형광 방출

PLD의 장점

퇴행이 적음(적산선량 측정가능)

대선량 측정가능(측정범위 넓다)

선량, 방향 의존성 적음

PLD의 단점

에너지 의존성 큼

pre-dose측정 필요 pre-dose - post-dose

유리세정필요

소선량 측정이 곤란

엑조전자선량계 : 저에너지 측정

사진유제 - Film

에너지의존성이 크다

선량의존성이 크다

방향의존성이 크다

잠상퇴행

누적선량 측정가능

열량계

절대측정 가능 1 J = 0.24 cal

방사능의 계측

방사능 [Bq] or [Ci] 1 Bq = 1 dps 1 Ci = 3.7 × 1010 Bq

GM tube

종류

단창형(end window type) : β 측정

보상형(compensated/metal) : 광자의 선량률 측정

side window type : surveymeter

계수특성

시동전압 : plateau 시작

동작전압 : 측정전압 - plateau 1/2~1/3

상한전압 : plateau 끝

구성

음극 : 0전위

양극 : 텅스텐, 백금 선

counting gas : 불활성기체(He, Ne, Ar, Kr, Xe)

분해시간

불감시간 : 50~100 μs

분해시간 : 100~400 μs

분해시간 보정

참계수율 r : 측정계수율 tr : 분해시간

측정가능 최대 계수율 :

 

2선원법 : 분해시간 tr 측정

소멸기체

유기가스 : 알콜, 메탄 - 수명 有

동작전압 높고 plateau 길고 경사 낮음

할로겐가스 : 염소, 브롬 - 수명 無

동작전압 낮고 plateau 짧고 경사 높음

계수효율

β : 100%(4π gas flow)

에너지 측정이 안되므로 핵종의 결정은 불가능

GM counter의 장점

고 민감도

큰 출력 → 휴대가능 → 서베이메터

cheep & easy

안정적인 계수(plateau가 길다)

GM conter의 단점

유한 수명(유기가스를 소멸가스로 사용시)

에너지 분해능 X

분해시간 → 분해시간 보정 필요

비례계수관(Proportional Counter)

인가전압 : 전리조 < 비례계수관 < GMTube

출력펄스 ∝ 방사선 E

분해시간 : 무시할 정도로 짧다 : 1 μs

저에너지 β선 측정 : 2π, 4π gas flow형 -절대측정

충전가스 : PR gas(He + isobuthan)

계수특성 → 비전리 차 이용

α선 계수 : 저전압 측정

β선 계수 : 고전압 측정 - 저전압 측정

중성자 측정

BF3 , 3He을 이용한 측정

Scintillation 검출기

구성

섬광체-광도체-PMT-증폭기-PHA-계수기-reader

광도체 : 빛 확산 방지 - lucite, quartz, pleciglas, silica

파고분석기(PHA)

단일파고분석기(SCA)

구성 : 파고선별기(LLD/ULD), 반동시회로

다중파고분석기(MCA)

무기섬광체 : ϒ측정 - 발광효율 크지만 분해시간 김

NaI(Tl)

발광효율 good, 가공 용이

조해성, 약함, 하전입자 측정불가

X, ϒ

CsI(Tl)

검출효율 good, 강하고 내습성

발광량 적고 에너지 분해능 낮음

X, ϒ

6LiI(Eu)

(n,α)반응 이용

중성자

ZnS(Ag)

α계측, 백그라운드 영향 적음

큰 결정 만들기 어려움(분말)

α

NaI 검출기

Al, Be, Mg 등으로 shielding - 조해성, 외부충격

섬광체의 발광효율 : 1/10

특성

무기

유기

발광효율

전이속도(분해시간관련)

느리다

빠르다

선형성(E : 발광량)

good

bad

유기섬광체 : α, β 측정

유기결정 : 안트라센, 스틸벤, 나프탈렌

β선계측, 분해시간↓ / 잘 부서짐

 

유기액체(LSC) : 저에너지 β선 측정, 대용량

용매 : 톨루엔, 크실렌, 벤젠

제1용질 : PPO, TP, PBO

제2용질 : POPOP - 분광감도 일치

 

유기고체(플라스틱) : 전신계수기

반도체 검출기(Semiconductor Detector)

PN접합형 검출기

W : 3.5 eV → 공기전리조의 10배

분해시간이 짧고 에너지 분해능 좋음 / 검출영역좁음

양성자, α, β입자 검출

Si(Li)

보관, 사용 시 냉각

β, 전자, ϒ, 저E X

HPGe

사용 시 냉각

에너지분해능 탁월

X, ϒ

CdTe

HgI2

GaAs

상온에서 사용

에너지분해능 저조

결정크기의 제한

X, ϒ

표면장벽형

n형 반도체를 산화

백그라운드 영향↓

α, 중하전입자

리튬유동형 검출기 (PIN형) - β, ϒ 검출

p, n층 사이에 고유반도체(I층) 삽입 - 공핍층 역할

Si(Li) : β선, 전자선, 저에너지 X선, ϒ선측정

Ge(Li) : X선, ϒ선 에너지스펙트럼 측정

장점

소형, 저전압, 에너지분해능↑, 분해시간↓, 감도↑

단점

공핍층 얇다, 큰면적 곤란, 냉각필요

절대측정

정입체각법

GM tube 이용 : 붕괴율 측정

4π 계수법

4π gas flow counter : 효율100% - RI시료 절대측정

β, ϒ 동시계수법

β : GM counter

ϒ : Scintillation counter

2π 계수법

비례계수관 이용

2π gas flow counter : 효율50% - 오염, 낙진

개인피폭선량 측정

Film badge

filter : 플라스틱, Al, Cu, Pb 등 - 선질, 선량 측정

①조직등가 보정

②방사선 종류구별

③에너지 의존성 보정

장점

여러 방사선 측정, 기록보존 가능, 소형, 저렴, easy

Poket 선량계(PC)

콘덴서형 전리조, 직독식 cf)포켓전리조 : 쳄버만

장점

에너지의존성↓, 측정결과 바로, 조작 간단

단점

장기간 측정불가능, 보존불가능, 충격에 민감

Alam Meter

정해진 지시치 도달 시 알람, 전리조식·GM관식

TLD

측정범위가 넓고, 소형

Surveymeter

종류

전리조 surveymeter : X선, ϒ선

GM surveymeter : β선

비례계수관 surveymeter : α선, β선

Scintillation surveymeter : ϒ선

가압형전리조(HPIC) : ϒ 및 우주선 측정

※well type : scintillation counter - 시료측정

시정수

T = RC R: 입력저항 C:정전용량

1RC = 0.63 4RC = 0.98 → 정확한 선량지시를

위해선 시정수의 4배 이상의 시간 필요

중성자 surveymeter

BF3비례계수관

Li(Eu)scintillation계수기

3He비례계수관

rem counter

표면오염밀도 측정법

Smear법 : 여과지로 닦아 측정, 완전채집은 불가능

유리성 오염 계측

survey법 : 표면오염을 서베이메터로 측정

유리성 및 고착성 오염도 계측

선량교정

치환법

가장 일반적

같은 위치에 교대로 측정

Monitor법

치환법의 오차보정

monitor는 교정X 되지만 직성성, 안정성 좋아야 함

동시조사법

기준선량계와 교정선량계의 감도가 비슷한 경우

heel effect는 고려해야함

거리,시간차법

표준선량계과 교정선량계의 감도가 다른 경우

감도가 높은 선량계를 멀리

surveymeter교정에 이용

통계

한번 측정값이 N일 경우

평균 :

표준편차 :

계수치 :

n번 측정값의 합이 N일 경우

평균 :

표준편차 :

측정값의 연산

평균은 그냥 더하고 뺀다

표준편차는 무조건

→ 큰거보단 크고 둘 합친거보단 작다

상대오차RE

계수치의 상대오차

계수율의 상대오차

분포

정규분포(Gauss distribution)

이항분포(Binominal) : 두가지 가능성 가진 사건 반복

푸아송분포 : 희귀하게 일어나는 사건

발생확률

평균 ± 1σ : 68%

평균 ± 2σ : 95%

평균 ± 3σ : 98%


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방사선 치료학

Posted by 건설소장
2017. 5. 10. 19:39 병원/국가고시
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안녕하세요 아들 둘 키우는 아빠 건설소장입니다.


오늘은 방사선 치료학에 대해서 알아보도록 하겠습니다.


저 국가고시 볼 때 치료학이 너무 어려워서 과락 하는 친구들이 많았는데 너무 안타까웠던 기억이 납니다.


학생들 모두 공부 잘 하셔서 과락 같은 쓰라린 추억이 없기를 바랍니다.


방사선 치료학

2교시 <방사선치료기술학> 15문항 / 3교시 <방사선 실기> 8문항

 

 

방사선치료

방사선치료의 목적

비정상 조직의 파괴는 최대화시키면서, 정상 조직의 피해는 최소화 시키는 것

방사선치료의 장단점

장점

병소주위 정상조직의 기능·형태 보존

전신적 영향 적음(국소요법)

수술보다 넓은 범위, 어려운 위치도 가능

전신상태에 덜 구애받음(합병증 가능성 낮음)

단점

국소치유 확실성 낮음

치료기간이 김

 

 

방사선치료의 과정

환자 → Staging → 선량결정 → Planning → Treatment → After Care → 다른 환자에 적용

방사선치료의 분류

특성

근치적 치료(Curative RT)

고식적 치료(대증적, Palliative RT)

목적

악성종양의 완치

증상 개선, 생명 연장

적응

감수성 크고, 크기 작고, 국소

전신상태 양호

종양의 크기, 감수성, 전신상태를 보아

치유가 불가능 할 때

조사야

작다

크다

선량

대선량

소선량

조사기술

고도의 조사기술

간단한 조사기술

정상조직의 장애

회복가능하면 허용

허용되지 않음

생물등효과선량

NSD(명목표준선량) : D = NSD × N0.24 × T0.11D : 선량 N : 분할횟수 T : 조사기간

TDF(시간-선량-조사횟수) : 표를 보고 찾자

분리치료 코스법(Split-course regimens) : T : 치료일수 R : 휴지기간

악성종양

암종(Carcinoma) : 상피조직에 생성

육종(Sarcoma) : 비상피조직에 생성

치료가능비(TR)

TR = > 1

TR을 크게 하는 방법

환자 내용선량 증가시키는 방법

①적절한 공간선량분포

②시간적 선량분포의 검토

③환자의 영양관리

④국소·전신 장해 처리

종양 치사선량 줄이는 방법

①방사선 증감제

②산소효과 이용

③중입자선 활용

방사선치료성적 좌우인자

종양측 인자

종양의 방사선 감수성

종양의 크기

종양의 진전상태

종양의 병기

환자측 인자

연령

영양 등의 전신상태

빈혈의 유·무

생물학적효과비(RBE)

RBE =

치료효과 개선비(Therapeutic Gain Factor)

TGF =

방사선치료의 선량배분

공간적 선량배분

고정조사 : 1문, 대향2문, 십자화조사, 절선조사

운동조사 : 회전조사, 진자조사

시간적 선량배분

1회전선량조사 : 수술중방사선치료, 정위적방사선수술

단순분할조사법 : 1회/일

고분할조사법(Hyperfraction) : 2회/일

저분할조사법(Hypofraction) : 2~3회/주

TNM 분류 (Staging)

T : 원발병소

N : 소속 림프절

M : 원격전이(Metastasis)

병기결정의 목적

①치료계획 작성에 도움 ②예후 예측

③치료결과 공동 평가 ④임상연구의 기초

⑤암치료 장해연구에 도움

결정 : 치료 전 결정, 치료 후 변경X (수술소견X)

방사선치료의 종류

원격치료 : X선치료, 전자선치료, 감마선치료...

근접치료 : 몰드치료, 강내조사(ICR), 조직내조사, 체관조사...

특수치료 : TBI, IORT, Gamma-knife, Tomotherapy, IGRT, IMRT....

방사선 치료 장치

치료 장치의 특징

치료장치

가속입자

치료선

가속법

특징

표재치료장치(Superficial Unit)

전자

X선

전계

Cone

심부치료장치(Orthovoltage Unit)

전자

X선

전계

Cone

Van de Graff

전자

X선

정전계

 

Linac

전자

X선/전자선

Micro파 전계

직선형 가속

Microtron

전자

X선/전자선

Micro파와 균일한 자장

회전가속, 회전반경↑

Betatron

전자

X선/전자선

자계, 전계

Doughnut관

Cyclotron

양성자

중성자

속중성자선

양자선, 중이온선

자계, 전계

Dee

Synchrocyclotron

가속전계 주파수변조

60Co 원격치료장치

-

ϓ(1.17/1.33MeV)

붕괴

조사야내 선량분포

균등성 좋음

137Cs 원격치료장치

-

ϓ(0.66MeV)

붕괴

Remote Afterloading System

-

ϓ, 속중성자선

붕괴

선질 측정 불필요

Gamma Knife

-

ϓ

붕괴

201개 60Co

Cone 사용 장치 : 조사야 검사 불필요

동위원소 사용 장치 : 선질 검사 불필요(일정하다)

X선 이용 장치 : 적산선량계 필요

동위원소 사용 장치 : 타이머 필요

방사성동위원소 원격치료장치

Co-60

Cs-137

 

선원용기 : 2mR/hr이하로 차폐

조사용기 : 텅스텐합금(WHA)

콜리메이터

평면, 교환 - 기본

원호, 다단 - 선원의 방사각도에 맞춰 반음영 축소

연장, 추가 - 주 콜리메터에 추가 부착 반음영 제거

MLC(다엽) - 병소의 모양에 따라 조사야 변형

1.25MeV ϒ선

0.66MeV ϒ선

 

반감기5.26년

반감기 30년

 

반가층 1.2cmPb

반가층 0.6cmPb

 

1.32Rhm

0.32Rhm

 

Build-up 0.5cm

Build-up 0.15cm

 

직경 2.0cm

직경 3.6cm

 

선형가속기 LINAC

가속관부

전자총 : 가속관에 전자 공급

가속관

정재파형 가속관 - 길이 짧음, 4MeV

진행파형 가속관 - 길이 김, 6~15MeV

이온펌프 : 고진공도 유지

편향부 : Bending Magnet

고주파 발진부

Magnetron : 고주파 발진기

2~5MW. 300MHz 고주파 발생

구조가 간단, 소형, 쌈 / 불안정, 단수명

Klystron : 고주파 증폭관

5~7MW(고출력)

안정된 주파수, 장수명 / 비쌈

도파관(Wave Guide) : Microwave 가속관으로 전달

조사 Head

Target : WHA(Tungsten Heavy Alloy), W, 금, 백금

1~3 mmΦ

산란박(Scattering Foil) : Al, Cu, Ta, Pb

전자빔 산란·확산 균등한 선량분포의 조사야 형성

선속평탄여과판(Flattening Filter) : Pb

X선의 강도분포 균일하게

이온선량계(Ion Chamber) : 2개이상, MU측정

Collimator : W, WHA

선속저지체(대향판, Beam Stopper)

이용선속을 흡수 - 치료실 벽두께 감소

1차 선속을 1/1000 차폐

 

EPID(Electropotal Image Device)

방사선 투과 영상 표시

정확한 치료 여부의 확인 가능 - 오차 최소화

Linac의 특징

출력선량이 커서 조사시간에 단축

넓은 조사야 설정 가능

초점이 작아 반음영 작음(3mm)

에너지는 낮지만 출력은 큼

★비교

출력 : LINAC > betatron > Co-60

에너지 : betatron > Linac > Co-60

60Co치료기와 Linac의 비교

항목

60Co 치료기

Linac

초점

크다(1~2cm)

작다(1~3mm)

반음영

크다

작다

출력의 안정성

높다(균등)

낮다(불안정)

투과력

작다

크다

Build-up

0.5cm

1.5cm(6MV)

누설선

있다

없다

Linac의 Mode

X선 모드

선원 → 타겟 → 선속평탄여과판 → 환자

전자선 모드

선원 → 산란박 → Cone → 환자

Laser

환자의 위치잡이

천정, 좌·우측벽, 수직방향 : 총 4대

Basic

선량 및 선량분포 변화인자

방사선의 종류

방사선의 에너지(선질) → 선량률과 무관

SSD

조사야의 크기 및 형태

Bolus, Wedge Filter, 조직보상여과판

조사 방향

피사체 크기, 조사부위 표면의 형태

표면선량 증가요인

조사야 클수록

SSD 짧을수록

Filter의 Z가 작을수록

Filter가 얇을수록

에너지가 낮을수록

심부선량 증가요인

조사야 클수록

SSD 길수록

Filter의 Z가 클수록

Filter가 두꺼울수록

에너지가 높을수록

Build-Up

E가 높은 방사선에서 표면보다 일정깊이에서

선량이 증가되어 최대선량이 됨

Build-Up Point

방사선

수중깊이(cm)

방사선

수중깊이(cm)

137Cs ϓ선

0.15

4MV X선

1.0

60Co ϓ선

0.5

6MV X선

1.5

8MeV 전자선

1.5

8MV X선

2.0

10MeV 전자선

2.0

10MV X선

2.5

12MeV 전자선

2.5

15MV X선

3.0

후방산란계수(BSF, Back Scatter Factor)

중심축상 최대 선량과 같은지점에서의 공중선량의 비

BSF = = TAR(dm, rdm) rdm : dm에서의 조사야

BSF는 선질, 조사야, 팬텀두께에만 영향을 받음

※ 후방산란률(%BS)

%BS = =

심부선량백분율(PDD or %DD)

400kV 이하 저에너지

%DD = × 100 =

400kV 이상 고에너지

%DD = × 100 =

%DD 증가인자

에너지(선질) 클수록

SSD 클수록

조사야 클수록 (단, 동일면적에도 모양따라 다름)

Mayneord's Factor : SSD 변화에 따른 %DD

조직-공기중 선량(TAR)

임의의 깊이 d에서의 선량과 같은점의 공기중 선량 비

TAR =

조직-최대선량 비(TMR)과 조직-팬텀선량 비(TPR)

TPR =

TMR : 기준점 깊이가 최대선량점일 때 TPR = TMR

TMR =

영향인자 : 방사선에너지, 조사야

선량의 계산

SSD Technique

MU =

SAD Technique

MU =

A/P 계산

원형조사야

A/P = ×r r : 원형조사야의 반지름

장방향조사야

A/P =

방사선에너지에 따른 교정깊이

10MV↓ X선

5cm

60Co ϓ선

5cm

11~25MV X

7cm

25~50MV X

10cm

등선량곡선

기준점의 선량(최대선량)에 대해 각점의 흡수선량을

%로 나타내어 10% 간격으로 그린 곡선

등선량분포 영향인자

선질(에너지), Source Size, Beam Collimation

조사야크기, SSD, 방사선 종류, 입사각도

반음영

90% 조사야

기하학적 본영

조사야 밖 피폭 많음

조사야 내 선량분포 균등

 

50% 조사야

기하학적 조사야

조사야 밖 피폭 적음

조사야 내 선량분포 불균등

 

반음영

20~90% 거리

Wedge Filter

등선량분포를 목적에 맞게 변화

피부표면에서 15cm 이상 간격 유지 : Skin Sparing

WA = (180-HA)

WA : Wedge Angle HA : Hinge Angle

Wedge Beam의 3요소

WA, HA, Separation

Wedge의 종류

Universal Wedge : Linac - 빔중심 = Wedge 중심

Individualized Wedge : 60Co - 빔 끝 = Wedge 끝

Bolus

역할 : 환자 피부표면의 요철 보상

Build-up Point를 피부표면 쪽으로 이동

조직등가물질 : 물, 파라핀, Wax, Mix-D, 쌀...

Block : 중요장기의 보호 및 불필요 피폭 경감

재질 : 납 → 저용융점합금(Cerrobend : Bi Pb Sn Cd)

5HVL(95%)두께로 제작 (용융점 : 70° - 가공용이)

 

1HVL(mmPb)

5HVL(mmPb)

60Co

10mmPb

5cm

4MV

12mmPb

6cm

6MV

13mmPb

6.5cm

10MV

14mmPb

7cm

조직보상여과판(Tissue-Compensator Filter)

Bolus의 효과를 거두면서 Skin Sparing Effect 유지

피부표면에서 15cm 이상 간격

방사선 치료계획

Simulator

치료 장치와 기하학적으로 일치시킨 X선 투시장치

Simulation의 목적

종양의 크기, 위치, 형태, 정상조직의 차폐여부,

선속방향, 종양의 중심점, 조사야 크기 등을 결정

CT Simulator

일반CT와의 차이점

Large Bore, Laser, 평면Table

CT를 통한 조직의 감약계수를 이용한 치료계획 가능

단시간에 정확도가 높은 3D 치료계획 수립 가능

Body Contour

신체단면도를 그리는데 이용되는 도구

납줄, 석고붕대, CT Image(3D 및 단면 체표윤곽)

Beam's Eye View

방사선 치료기의 선원 방향에서 Beam따라 관찰

non-coplaner조사 시 이용

ϓ-gram & L-gram

목적 : 실제치료와 치료계획의 일치성을 평가

2회 조사

ϓ-gram의 선예도가 L-gram보다 떨어지는 이유?

→ Linac이 초점크기가 작다

치료용적의 정의

GTV(총종양용적) : 육안적 관찰 범위

CTV(임상적표적용적) : 현미경학적 범위

PTV(치료계획표적용적) : 장기의 움직임을 고려한 범위

TV(치료용적) : 치료목적 달성을 위해 의사가 선택한 범위

통상 95%곡선

IV(조사용적) : 20%등선량곡선

SSD & SAD

SSD법 : 표재성종양, 1문조사 - PDD이용

SAD법 : 심부성종양, 고정·운동조사 - TMR(TPR)이용

고정도구

Head Pillow(Rest, Holder) Breast Board Optimold(Aquaplast) Vac-Lock

방사선 치료기술

1문조사법

표재성(천재성) 치료, SSD기법 사용

X선 표재치료, 전자선 치료

단점 : 큰 병소에 균등선량 곤란

병소보다 깊은 조직에 많은 선량 조사

외투조사법

Hodgikin's Disease, 악성림프종

Mentle 조사법 : 상반신 악성림프종

역 Y자형 조사법 : 하반신 악성림프종

TLI 조사법 : 전신의 악성림프종

2문조사법

대향2문조사 : 심재성 병소

같은 중심축상 서로 반대 방향에서 조사

중심축상 선량분포가 거의 평탄

조사야 사이 전체 조직에 고선량 조사

장점 : 셋업간결, 재현성, 종양선량균등, 기하학적오류↓

단점 : 종양 상·하 정상조직에 과도한 선량

사방향2문조사 : 편재성 종양

Wedge, Bolus 등을 이용해 조사야 중심축이 각을 가짐

접선 조사법 : 절선조사

돌출된 부위에 응용

건강조직의 장해 줄이는데 의의(심부의 중요장기 보호)

용적선량이 작아짐

개창조사법(수술중 조사법)

단 한번의 1회 선량을 많이 부여, 전자선 이용

위암, 췌장암, 전립선암, 방광암

Moving Strip Technique

복부전체에 조사 시 filed가 너무 클 때

전·후면 Strip Filed를 매일 이동하여 치료(고정조사)

Seminoma, 소아 Wilms 종양, 난소암

운동조사법

진자조사(Arc Rotation Therapy)

진자각을 반복 이동하면서 조사

회전중심 ≠ 종양중심 = 최대선량중심

중심축이 종양보다 깊음

진자각↑, 조사야↓ : 최대선량중심과 회전중심 가까움

회전조사(Full Rotation Therapy)

회전중심 = 종양중심 = 최대선량중심

선량분포는 원형, 피부선량 최소

다문조사법

정상조직의 선량부담을 줄이면서 종양선량 증가

4문조사 : 다이아몬드타입, 나비타입

전자선치료

전자선치료의 특징

표면선량이 큼

최대흡수선량 및 유효비정이 넓어 표적용적 내 균등한 선량 조사 가능

심부선량의 급격한 감소(물질의 투과성 작음)

전자선 발생장치

Betatron, Linac, Microtron, Van de Graff

최대비정 : MeV/2 cm

유효비정 : MeV/3 cm - 80%

MeV/4 cm - 90%

X선 오염

치료대상

표재성종양 : 피부암, 유방암, 구강암 등

전자선치료의 장점

높은 선량분포영역이 급증

급격한 선량 감소

투과력이 한정되어 용적선량이 적음

Beam의 정형 및 방어가 용이

강내조사 및 수술 중 조사가 가능

피부 내 선량이 저에너지 X선보다 30~40% 더 높음

조사 후 조직의 장해 회복이 저E X선에 비해 양호

전자선치료의 단점

전자선은 산란하기 때문에 하단부 선량분포가 넓어짐

조직 조성에 따라 선량분포가 달라지고, 보정이 어려움

X선과 같이 port 사진을 찍을 수 없어 치료 시 cone을

어떻게 대느냐에 따라 선량분포가 달라짐

치료상에 증거 X

치료 부위가 육안으로 보이는 부분에 한정

피부보호효과 아주 작거나 없음

고LET 방사선 치료

고LET 방사선

중성자선, 양자선, π중간자선, 중입자선

고LET 방사선의 장점

OER 낮다(RBE 크다)

방사선 손상으로부터 회복이 작음

세포분열주기 의존성 작음

공간선량분포 양호(Bragg-Peak)

고LET 방사성입자 가속장치

Cyclotron, Syncrtron

수술 전·중·후 방사선 치료

수술 전 방사선 치료

수술 불가능 암을 수술 가능하도록

의인성 전이 방지

수술부위보다 좀 더 넓은 부위 조사

수술 중 방사선 치료 (IORT)

전자선 이용 : 대선량 1회조사

위암, 췌장암, 방광암

전자선을 이용하는 이유?

① 에너지에 따라 일정 깊이에 고선량 투여,

그 이후 심부에서는 선량 급감(정상조직 보호)

② 병소가 표면부터라 광자선은 곤란(Build-up)

수술 후 방사선 치료

수술로 제거되지 않은 잔류암세포 파괴

수술부근에 EJfdjwls 암세포 파괴

임파절에 전이된 암 파괴

Brachytherapy

근접치료의 장점

방사성동위원소를 종양에 최대한 근접하여 비교적

짧은 시간에 대선량을 조사하면서 인접한 정상조직의

조사선량을 최소화 할 수 있음

근접치료의 종류

몰드치료(Mould Therapy)

강내조사(ICR, Intracavity Irradiation)

Tandem, Ovoid

체관내조사(Intraluminal Irradiation) - RALS

조직내조사(Interstitial Irradiation) - Needle

근접치료의 분류

저선량률치료(LDR : Low Dose Rate)

: ~2 Gy/h

중선량률치료(MDR : Middle Dose Rate)

: 2~12 Gy/h

고선량률치료(HDR : High Dose Rate)

: 12 Gy/h 이상

근접치료에 이용되는 선원

일시삽입용 : 226Ra, 60Co, 137Cs

영구자입용 : 222Rn, 192Au, 125I

Type : Needle, Tube, Seed, Wire

226Ra Needle

①Uniform Needle

②Indian Club Needle : 한쪽

③Dumbbell Needle : 양쪽

밀봉소선원의 배열에 따른 치료계획

Quimby법 : 선원의 등간격 배치 - 중앙부 선량 불균등

Memory법 : seed를 1cm간격 배열

Paris 시스템 : 표면용적에 따른 임의 길이 선원

Manchester법에 의한 A, B점

A : Tandem따라 상방 2cm, 좌우측 2cm

원발병소의 치유선량, 직장·방광의 장해량

B : 체축따라 상방2cm, 좌우측 5cm

골반벽 침윤, 전이에 대한 index

 

Paterson-Parker법

균등한 선량분포를 위해 선원의 불균등배열

Paris-Quimby법

중심에 선량이 높지만 균등한 선원배열

RALT(Remote Afterloading Technique)

술자의 피폭 없음

환자의 고통 적음

정확한 선량분포 획득

외래로 치료 가능

분할조사의 이점이 있음

조사선량율 상수 Γ

Γ : 1mCi, 1cm, 1시간의 선량 R

조사선량 X = ×t r : 거리 t : 시간

QA

Collimator Rotation Test

Collimator를 회전하며 측정

오차 1° 이하

조사야 크기 지시기(Field Size Indicator)

10×10cm, SSD 100cm에서 측정

오차 2mm 미만

Table Rotation Test

Table을 회전하며 측정

오차 1° 이하

광거리 지시기(ODI)

기계적 front pointer와 ODI 일치성 확인

오차 2mm 미만

Gantry Rotation Test

Gantry를 회전하며 측정(빔 확산 및 감약)

오차 1° 이하

Isocenter상 레이저 정렬(Localization Laser)

Front Pointer 장착 후 측정

오차 각각 2mm 미만

X선/전자선 출력선량 측정(Output)

10×10cm, SSD 100cm에서 측정

오차 3% 이내

조사면 내 선량의 대칭도(Symmetry)

20×20cm, 기준점과 선량값이 가장 큰 두 지점 측정

오차 2% 이내

조사면 내 선량의 평탄도(Flatness)

중심축에서 80%지점 내 가장 높은 지점과 낮은 지점의

측정선량 차이의 비를 기준값과 비교

오차 2% 이내

광조사면과 방사선조사면의 일치 시험

10×10, 20×20cm로 세방향(0, 90, 270°) 실시

조사야 크기 지시기의 오차 1mm 미만

광조사면과 방사선 조사면간 차이는 2mm 이하


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방사선 이론 생물학

Posted by 건설소장
2017. 3. 22. 21:17 병원/국가고시
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안녕하세요 건설소장입니다.


오늘은 방사선사 국가고시 1교시 중 생물학에 대해 알아 보겠습니다.


방사선 생물학

1교시 <방사선 이론> 10문항

 

방사선생물학

방사선의 효과

확률적효과 : 유전적효과

자손에게, 제한, 역치無

비확률적효과 : 신체적, 결정적, 확정적

본인에게, 방지, 역치有

한도

최대허용선량 MPD = 50(age - 18) [mSv]

MPED : 일시적, 종사자

MPAD : 일정기간, 종사자

선량한도 DL : 1/10 MPD, 일반인

최대허용신체부하량 MPBB

특정기관 or 신체 내 존재하는 방사성물질 양

요소 : ①신체적 축적률

②신체적 제거율

③방사선 붕괴율

임산부 : 1/20ALI(연간섭취한도)

신체적 효과

급성 : 대선량, 단시간조사

만성 : 소선량, 장시간조사

통계적 : 소선량, 대집단 조사

Bergonie-Tribondeau 법칙(감수성의 법칙)

세포의 신생능력이 클수록

세포분열이 활발할수록(분열과정 길수록)

분화의 정도가 얕을수록(미분화세포)

+유약세포일수록

→ 방사선 감수성이 크다

환경방사선

자연방사선 : 2.4mSv/y

우주선, 지각, 대기, 수중, 체내

인공방사선

방사성낙진, 원자력시설, 의료방사선

※우주선, 의료방사선 : MPD에서 제외

방사선의 작용단계

물리학적 단계

화학적 단계

생화학적 단계

생물학적 단계

10-15

10-6

10-3

100~5시간

전리, 여기

DNA사슬 절단

핵산 합성 이상

급성효과(개체변화)

물리학적 단계 - 전리·여기

단위

1R = 2.58 × 10-4 C/kg ≒ 1rem ≒ 1rad

rad : 흡수선량 Gy 1Gy = 100rad = 100cGy

rem : 등가선량 Sv 1Sv = 100rem = 100cSv

Rhm : 1Ci, 1m에서 1시간에 받은 양 ※Γ값 : 1mCi, 1cm에서 1시간에 받은 양

1Ci = 3.7 × 1010 Bq 1Bq = 1dps

선량당량 H = DQN D : 흡수선량 Q : 선질계수 = RBE N : 수정계수

방사선장해

치사장해(LD) : 불가역성, 세포사 유도 장해

아치사장해(SLD) : 부가적 손상이 없으면 회복

잠재적치사장해(PLD) : 환경조건에 따라 손상이

발현 or 억제

LET (선에너지부여)

비적의 단위길이에 부여되는 에너지 [keV/μm]  Q : 전하량, V : 속도

LET↑ : OER↓ RBE↑

고LET : 10 keV/μm↑ - 중성자, α, 양성자, 중이온, π중간자

저LET : 10 keV/μm↓ - X, ϒ, 전자선, β선

방사선 장해의 요인

선량, 선량률, 선질(LET)

조직의 종류, 조직의 양, 개체에 의한 차이, 화학물질

LET & RBE & OER


 

 

 

RBE

 

 

 

OER

100 kev/μm LET

RBE (생물학적효과비)

RBE =

기초방사선 흡수선량

=

250kV X선

시험방사선 흡수선량

시험방사선

rem = RBE × rad

RBE 좌우인자 : 선질, 선량, 선량률, 선량분할횟수

생물계, 지표(관찰지수)

RBE

Co, ϒ, X

1

열중성자

10

β선, 전자선

1~2

α선

10~20

양자,속중성자

8~10

핵분열물질

20

OER (산소효과비)

OER =

산소 X 선량

산소100% 선량

α선 : 1 , 중성자선 : 1.6, X선 : 2~3

Elkind회복 (SLD회복)

선량률↓, 피폭시간↑면,

선량이 같아도 생물학적효과는 작아진다

화학적 단계 - DNA사슬 절단(직접/간접)

세포 생존곡선



n : 외삽치 - 표적수

Dq : 유역치선량- 회복능력

D0 : 평균치사선량- 37%생존률선량

 


 

급경사일수록 감수성↑

D0가 작을수록 감수성↑

직접작용

표적이론 : 방사선이 DNA에 직접작용 → 고LET

1 hit, 1 target model : 바이러스, 효소

1 hit, 다 target model : 사람, 포유동물

다 hit, 1 target model

장기

결정장기(임계장기) : 조혈장기, 생식선, 수정체

①방사성 핵종을 가장 많이 축적하는 장기

②전신건강유지에 절대 필요한 장기

③방사성 감수성이 높은 장기

관련장기 : 결정장기의 가능성이 있는 장기

실질장기 : organ의 중요부분을 이루는 장기

폐, 신장, 췌장

간접작용

물의 방사선화학 : radical에 의한 DNA영향 → 저LET

G값(방사선화학수율) =


희석효과 : 방사선 효과 - 저농도 > 고농도

산소효과 : 감수성 ∝ 산소농도

100%산소감수성 : 무산소감수성의 3배

①반지름 200μ 이상 종양 중심 반드시 괴사 존재

②반지름 160μ 이하 종양 괴사 없음

③중심괴사 아무리 커도 증식 종양 180μ 못 넘음

보호효과 : 방어제의 사용

DRF(선량감소인자) =

방어제O 동일효과 선량

방어제X 효과 선량

온도효과 : 온도↑, 감수성↑ (42.5℃↑ : 세포치사효과)

급성(고온,단시간)온열요법 : 44~45.5℃

중정도 온열요법 : 40~43℃

①42~43℃에서 세포생존율 저하

②방사선과 열의 세포주기 감수성이 다름

③저산소세포(암)가 열에 약함

④종양조직이 가온하기 쉬움

방사선 감수성

세포주기 : M기, G1기 후반, S기 초기 → 고감수성

종 : 포유류 > 조류 > 어류 > 양서류 > 곤충(1/10)

분할조사 : Elkind회복

선량↓, 선량률↓, 산소↑ : 회복↑

감수성 순위

1 림프조직, 골수, 흉선

9 신장

2 난소, 고환

10 부신, 간, 췌장

수정체

11 갑상선

3 점막

12 근조직

4 타액선

13 결합조직, 혈관

5 모낭

14 연골

6 피지선, 한선

15 골

7 피부

16 신경세포

8 장막, 폐

17 신경섬유

종양의 감수성

세망육종 > 정상피종 > 림프육종 > 미분화암

> 편평상피암 > 선암 > 흑색종 > 골육종

염색체 > 핵 > 원형질

피부압박 : 빈혈 → 감수성↓

아드레날린 분비 : 감수성↓

직접작용과 간접작용

직접작용 < 간접작용

국소작용 : 직접작용에 기인

전신작용 : 간접작용에 기인

원격작용 : 원격의 신체부위에 나타나는 변화

증감제(민감제)

산소

BudR

IudR

비타민K

NEM

actinomycin D

5Fu

metronidazole

methotrexate

misodidazole

adriamycin

bleomycin

puromycin

보호제(방어제)

serotonine

histamine

cyanides

EDTA

MEG

PAPP

WR-3689

WR-2721

WR-1065

cysteine

cysteamine

AET glutathione

amino acid

인삼

비타민E

adrenalin

성호르몬

ACTH

생물학적 단계

핵산

핵산 : 5탄당 + 염기 + 인 →다수의 핵산염(nucleotide)이 결합된 고분자 화합물

 

DNA

RNA

 

염기

G C A T

G C A U

 

RNA의 종류

mRNA : 정보전달

tRNA : 전이 - 아미노산연결

rRNA : 펩티드결합에 필요한 효소공급

sRNA : 가용성 RNA

deoxyribose

ribose

구조

이중나선사

한줄의 연쇄상

nucleotide

수천개

수백개

위치

염색사(염색질)

염색사, 인(핵소체)

역할

유전자의 본체

단백질 합성

세포주기

M : 분열기 - 1시간전후

G1: 합성전기 - 불규칙

S : DNA합성기 - 6~10(8)시간

G2: 분열전기 - 2~3시간

세포상실비

Tp : 잠재적 배가시간(예측시간)

Tb : 종양 배가시간(실제측정시간)

세포에 대한 방사선의 작용양상

간기사 : 비분열사

증식사 : 세포분열을 거쳐 죽음

거대세포 형성 : 6Gy 이상

세포분열 지연 : 일시적 휴지상태(G0)

소화기계

방사선숙취(급성) : 설사, 복통, 오심, 식욕부진

소화기계 방사선의 영향

구강

구내염, 타액선염, 구내건조증

치아

감수성↓ (단, 유약치아↑)

식도

협착감, 연하통

위액분비·연동 억제, 방사선 위염

소장

소화관 중 가장 감수성↑

대장

대장협착, 점상출혈

피부

급성 피폭 피부염

탈모*

홍반**

수포

궤양

3.6~4.8Gy

6Gy

9Gy

9Gy↑

*두발(3.6Gy) > 턱수염 > 액모 > 눈썹 > 음모

영구탈모 : 5Gy 이상

**피부홍반 역치량 : 1Gy

만성직업성피부장해

피부건조·반흔·각화·동통, 피부암

손톱변화, 감각이상, 광택이상

피지선(12Gy) > 한선(25Gy)

결막 : 제일 빠른 반응

각막 : 중증에서 각막농양

수정체 : 백내장 - 신체적 영향중 유일한 만발성 장해

백내장 : 역치2Gy, 잠복기 6개월~35년(평균8년)

중성자선에서 RBE큼(중성자선에 민감)

혈액

감수성 : WBC > 혈소판 > RBC

RBC

 

정상

요주의

요요양

500만

400~500만

400만↓

450만

350~450만

350만↓

WBC : 정상 6000~9000/mm3

요주의 : 4000↓ 요요양 : 3000↓

WBC

과립구

호산구

항체생산

호중구 60~70%

탐식작용

호염기구

혈액응고방지

단핵구

임파구*

항체생성

단구

이물질 운반

임파구 : 가장 민감 - 0.3~0.5Gy에서도 감소

1회 조사시 혈구변화

0.05~0.25Gy

초기 WBC 증가

0.25~0.5Gy

WBC 감소

0.5~1Gy

임파구 감소

1~2Gy

WBC, 혈소판 감소

2~4Gy

WBC, 혈소판, RBC 감소

4~10Gy

모든 혈구 급감, 출혈, 화농

뼈의 감수성↓ 단, 소아의 골단부는 고 감수성

향골성핵종(Bone-seeker)

32P, 59Fe, 89Sr, 90Sr, 137Cs, 226Ra, 239Pu, 252Cf

신경계

방사선 저항성(저감수성)

뇌 > 척수신경 > 말초신경

척수 > 연수 > 교뇌 > 소뇌 > 대뇌

방사선 폐렴 : 30~40Gy

내부피폭 : 주로 α, β선

β선 : 63Ni

α선 : 210Po, 210Ra, 222Ra, 232U, 233Pu

α, β선 : 천연Th, 천연Cl

내부피폭에서 영향받기 쉬움 by Au-198

급성 간실질장해 : 간종대 - 복수, 황달, 피로감

만성 간실질장해 : 간경변 - 공포화 or 세포농축

신장

복부 전체 피폭 시 가장 감수성↑

생식선

영구불임선량 : 4~8Gy

일시불임선량 : 고환 - 0.15~3Gy / 난소 - 1~3Gy

고환 : 분할조사가 일시조사보다 피해가 큼 (예외적)

정원세포

정조세포

정모세포

정세포

정자

<---------감수성↑---------

난원세포

난조세포

난모세포

난세포

난자

RI의 표적장기

32P

뼈, 골수

198Au

14C

생신선, 조혈기

59Fe

GI, 조혈기, RBC

203Hg

신장

51Cr

RBC

137Cs

전신, 특히 근육

222Ra

131I

갑상선

226Ra

방사선의 전신조사 효과

방사선의 급성효과

골수사~10Gy

위장관사(위장사,장관사)10~100Gy

중추신경사100~1000Gy

순간사(분자사)1000Gy 이상

급성방사선증후군

조혈계증후군 : 전구증상 - 오심

골수사 : 조혈기능 파괴, 피폭 10일~2주 후 사망

위장관증후군 : N-V-D증후군 - 오심, 구토, 설사

위장증상 역치 : 5Gy, 장관사의 역치 : 10Gy

중추신경계증후군 : 중추신경 장해사, 뇌사

분자사(순간사) : 조사중에 사망

급성방사선증후군의 단계

전구증상 → 잠복기 → 발현기(증오기) → 회복기

※잠복기 : 선량이 많을수록 짧아짐

급성장해 수식인자

선질, 선량률, 연령, 유전적소인, 건강상태, 온도

사망 이외의 조기 신체적 영향

두통, 현기증, 권태감, 미각 or 취각의 이상

식욕부진, N-V-D증후군

빈맥, 혈압강하, 얕은호흡, 부정맥

백혈구, 혈소판 감소, 혈액 침강속도 촉진

불안, 불면, 공포감

만발성 신체적 효과

백내장

악성종양 : 잠복기 2~20년(11년)

방사선 유발 암 : 백혈병1/3, 갑상선암1/3, 기타1/3

I = αD + βD2 I : 암발생률 D : 선량

돌연변이율m = αD 발암Risk R = αD

백혈병 : 잠복기 13.7년

고연령이나 어린이, 남성에서 다발

방사선 가령(노화의 촉진)

노화 : 조직의 점진적인 퇴화

병리학적변화

실질세포의 수적 감소

모세혈관의 퇴화

결합조직의 양적 증가

방사선이 발생에 미치는 영향

발생단계에 따른 장해

역치 : 0.1Gy(한계선량)

착상전기 : 수정후 8~9일 → 배사망, 유산

기관형성기 : 2~8주 → 기형

태아기 : 수정후38주간 → 성인의 장해와 유사

※태내조사, 특히 외배엽 조사시 신경계통 기형

10day's Rule

가임여성의 X선 검사 시 적용

월경 시작 10일 이내에 검사 시행

임신 중 모르고 피폭됐을 경우

0.1Gy 이상 피폭 시 → 인공유산

내부피폭에 의한 영향

내부피폭의 경로

호흡 : 입자형태 방사성물질 - 비공, 목, 폐, 기관지

경구 : 소장통과시 세포외액으로 흡수

피부 : 상처가 없으면 거의 못 들어감

신장, 장, 피부, 폐에서 일부 배출, 나머진 침착

체내피폭의 특징

비정이 짧은 α, β도 유해

친화성 : 특정장기에 모이는 경향

유효반감기가 문제

방사성물질의 양, 분포, 선량을 정확히 측정하기 곤란

내부피폭을 결정하는 인자

유효반감기

방사선의 종류 : α > β > ϒ, X

결정장기와 표적장기(RI가 집적되는 장기)

반감기

 

 


 : 처음 있던 방사성물질이 반이되는 시간

만발효과 : 유전적 변화

돌연변이

생식세포돌연변이

염색체

돌연변이

수의

변화

배수성

염색체의 정배수

이수성

2n±1 or 2n±2

구조의

변화

결실

염색체 일부 손실

중복

일정부위 중복

전좌

2개 염색체 끊어져 서로 교환

역위

절단부위 180°회전

유전자

돌연변이

우성

강하게 나타나는 유전형질

열성

방사선 피폭에 의해 나타남. 4대까지

반성

혈우병, 색맹

체세포 돌연변이

신체적 돌연변이

배가선량

배가선량 : 인공돌연변이율을 자연돌연변이율의 2배로

높이는 데 필요한 방사선량

배가선량 =

자연돌연변이율

방사선돌연변이 상수

배가선량↑ : 방사선의 영향이 적다

Muller의 돌연변이설

①돌연변이 발생률은 피폭된 선량에 비례

②선량률과는 무관

③총 선량에 의해서만 돌연변이율이 정해진다

인간의 유전변이 요인 중 0.1~2%가 방사선 때문

유전에 영향을 주는 방사선의 량 : 0.2~2.5Sv

 

방사선에 대한 화학 및 약리적 수식제

방사선 장해의 수식인자

물리적 : 선량, 선질, 선량률, 분할, 피폭범위, 피폭부위

생물학적 : 종, 연령, 성별, 세포주기, 건강상태

환경요인 : 산소, 수분, 온도, 약물

화학적 : 방호제, 증감제, 수복제(회복제, 치료제)

방사선 수복제

화학적 수복제

생물학적 수복제

항생제

장기이식(비장)

이미다졸

골수이식

지질과 핵산 유도체

말초혈액의 수혈

호르몬

방사선 키메라

인삼

 

의료방사선의 위험과 이익

유전유의선량 GSD

남성 둔부, 골반 X선검사, 여성 요추검사, 대장투시

유전선량 = GSD × 자녀갖는 평균연령

→가임연령 : 15~49세(평균30세)

집단유효선량 = 유효선량 × 피폭받은 사람 수

[man·Sv] or [person·Sv]

척도

감수성의 척도 : LD50*

유전적 장해의 척도 : 생식선 선량

유전적 효과의 척도 : 배가선량

*LD50 : 반치사선량 - 3.5~4Gy

이상피폭

긴급시 피폭 : 0.1Sv 넘으면 안됨

사고시 피폭 : 0.25Sv(평생피폭치)

방사선 HORMESIS

0.01~0.5Gy : 생물발육, 질병·방사선 저항력, 수명연장

방사선 생물학의 응용 및 산업적 이용

생물학 응용

방사면역측정 RIA : 미량측정

요소 ①항체

②순수한 항원

③방사성 표지항원

악성종양의 치료

표재치료 : 100kVp 이하 X선

심부치료 : 150~250kVp X선

방사선 생물학 4R

수복(Repair)

재분포(Redistribution, Reassortment)

재증식(Repopulation, Regeneration)

재산소화(Reoxygenation)

산업적 이용

유속측정 : 추적자법(tracer)

연대측정 : 14C (반감기 5730년)

공업계측 : NDT(비파괴검사) - 192Ir, 137Cs 이용

신약개발 : 축적비율, 배설시간 체크

유전공학 : 난치병 치료에 응용

농수산업

생선의 회유, 댐의 누수검사

웅성불임기술 : 병충해 방제

식품의 저장 : 살균, 살충, 발아, 발근 억제

10kGy(한계허용선량) 넘지 않는다

온도상승, 유해잔류 없음

최종포장형태로 멸균처리 가능


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방사선 이론 물리학

Posted by 건설소장
2017. 3. 21. 21:42 병원/국가고시
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안녕하세요 건설 소장입니다.


오늘은 방사선사 국가고시 1교시 방사선 이론 물리학에 대해 알아보겠습니다.


방사선 물리학

1교시 <방사선 이론> 10문항

 

기본

방사선의 분류

전자기파 : 질량, 전하X - X선, ϒ전리방사선 : 직접전리방사선 - 하전입자선

입자선 : 하전입자선 - α, β, β+ 간접전리방사선 - 전자기파, 비하전입자선

비하전 입자선 - 중성자선비전리방사선

전자기파

전기장 및 자기장의 변화는 동시에

방향은 서로 수직, 파의 진행방향에도 수직(횡파)

전자기파의 속력은 매질의 유전율, 투자율에만 의존

중첩의 원리 만족

질량과 전하가 없고, 에너지를 포함

c = λ · ν c : 광속, 3 × 108 m/s λ : 파장 ν : 주파수

빛의 이중성

전자기파의 입자성 - 플랑크의 양자가설(광자)

광전효과, 컴프턴효과

E = hν h = 6.625 × 10-34 J·s

입자의 파동성 - 드브로이파(물질파)

드브로이파장λ = h/P = h/mv P : 입자의 운동량

 

X선

X선의 성질

물리적 성질

단파장 : 0.01~10Å

빛과 거의 성질이 같다.(직선성, 속도, 반사, 산란, 굴절, 간섭 등)

전하가 없다(전장, 자장의 영향을 받지 않는다)

분광 : 선 spectrum : 고유 X선 (특성 X선, 시성선)

연속 spectrum : 연속 X선 (저지 X선, 백색 X선, 제동 X선)

형광작용 : 선이 형광체에 붙이치게 되면 냉광(luminescence)이 발생

사진작용, 화학작용, 전리작용

X선의 발생

열전자 방출

1/2 mv2 = eV e : 전자의 전하량 1.6×10-19C

광자의 에너지 ∝ 전자의 에너지(keV)keV : 광자의 운동에너지

전자의 에너지 ∝ 관전압(kVp)kVp : X선관에 주어진 최대전압

전자와 표적물질의 상호작용

충돌상호작용 : 특성X선(고유선, 형광복사선, 시성선) 발생

결합에너지 = 특성X선의 에너지

모즐리의 법칙 : v : 진동수 

복사상호작용 : 연속X선(제동선, 제동복사선, 저지선) 발생

최단파장 λmin : 한번에 모든 운동에너지 소실

최강파장 λM : 가장 광자수가 많은 파장, 최단파장의 1.3~1.5배

X선 관전압 및 관전류의 영향

관전압(kVp) : X선의 양과 질에 영향 관전류(mA) : X선의 양에 관계

제동복사선의 최단파장 ∝ 1/관전압

두에인-헌트의 법칙 :     [Å]

최고전압이 일정하면 최단파장은 변하지 않지만 스펙트럼형은 변한다 - 직류, 교류에 따라

X선의 강도 I ∝ V2 ∝ mA I = kiZV2 i : 관전류 Z : 타겟물질의 원자번호

X선의 발생효율 η ∝ kVp η = kZV

X선관의 구조

-기기학 참고

방사성 원소

방사능

Z>83, N>126, A>209 : 불안정 → 붕괴

붕괴 전·후의 물리적 성질 : Z, A, 전하, 운동량, 총E는 보존 운동에너지는 비보존

 [Bq = dps] N : 붕괴 원자핵의 수 λ : 붕괴상수(감쇠상수)

1Ci : 1g의 226Ra에서 나오는 방사능 1Ci = 3.7 × 1010 dps

비방사능 : 단위 질량당 붕괴하는 원자수

방사능의 붕괴

α붕괴 :

  α : 4He의 핵

양성자 과잉

가이거-누탈의 법칙 : 비정(R)과 반감기(T)의 상호관계

logλ = a + b logR ← T = 0.693/λ

β-붕괴 :

     : 반중성미자

중성자 과잉

연속스펙트럼으로 분포 → 최대치로 표기 , 평균에너지 : 최대치의 1/3

β+붕괴 :

  ν : 중성미자

양성자 과잉, 붕괴에너지 > 1.022 MeV

물질원자 내 전자와 결합하여 소멸 → 소멸복사선 방출(0.511MeV 2개)

전자포획(EC)


양성자 과잉, 붕괴에너지 < 1.022 MeV

오제효과(Auger effect) : 자기이온화 현상

전자포획 → 궤도 빈자리 → 특성X선 방출 → 특성선이 궤도전자를 전리

형광수율 : 특성X선 방출 비율 ∝ Z ※오제효과 ∝ 1/Z

ϒ붕괴 :

 m : metastable

핵이성체 전이

내부전환 : ϒ붕괴 대신 에너지를 궤도전자에 줌

내부전환 확률 ∝ Z3

내부전환계수

 λe : 내부전환전자의 수 λϒ : 핵에서 방출된 ϒ광자의 수

방사능의 붕괴법칙

붕괴율의 표현 : ①붕괴상수 ②반감기 ③평균수명

방사능의 감쇠

N = N0e-λt N : 원자수 e : 실수

λ : 붕괴상수 t : 시간

A = A0e-λt A : 방사능 = λN

반감기

T = 0.693 / λ λ : 붕괴상수

N = N0 A = A 


평균수명

1/e로 감쇠되는데 걸리는 시간

τ = 


T = 0.693τ τ = 1.443T

체내에서의 방사능 감쇠 ※Teff < Tb, Tp

유효붕괴상수 : λeff = λb + λp

유효반감기 : 


유효평균수명 : τeff =


방사성 붕괴 계열

계열

모핵종

안정핵종

우라늄계열

4n+2계열

206Pb

토륨계열

4n계열

208Pb

악티늄계열

4n+3계열

207Pb

특징 : 모핵종 반감기 매우 김

계열 도중 라돈기체 존재

안정한 핵종은 납의 동위원소

인공방사성 원소 계열

넵튜니움 계열, 4n+1계열, , 209Bi

※비계열 방사성원소 : 3H(T : 12.4년), 14C(T : 5730년)

방사평형

방사평형 : 모핵종과 낭핵종이 일정한 원자수의 비율을 유지하는 상태

과도평형 : T1 > T2

영속평형 : T1 ≫ T2

X선 및 감마선과 물질의 상호작용

탄성산란(고전산란) - 반응 전·후의 운동량·운동E합 보존

톰슨산란

광자 : 전자 = 1: 1

에너지전이계수=0 : 흡수X

방향만 변하는 탄성산란

레일리산란

광자 : 전자 = 1 : 多

산란체의 크기 < 입사파 파장

고전산란의 특징

간섭성 산란 : 입사파 = 산란파(방향만 바뀜)

파장이 긴 영역에서 발생

컴프턴 산란

광자가 궤도전자를 전리시키고 E를 일부잃고 산란

컴프턴전자(반도전자) : 광자에 의해 방출된 전자

비간섭성 산란 : E 일부를 전자에 줌

컴프턴파장 : 산란광자의 증가파장

⊿λ = 0.002426(1-cosφ) [nm]

산란각φ : 0~180°

φ = 0° : ⊿λ = 0, 산란광자E 최대(전방산란)

φ = 180° : ⊿λ = 최대, 컴프턴전자E 최대

↳ 컴프턴단

산란각↑ : 산란광자E↓, 컴프턴전자E↑, 반도각↓

산란광자의 각도분포 : 클라인-니시나 공식

광전효과

광자에너지를 궤도전자에 전부주어 궤도전자를 전리

광전자 : 광자에 의해 방출된 전자

광전효과 후 특성선 발생 : Auger효과 발생 가능

광전자의 방출각도 : 0~90°

입사광자의 에너지가 낮을수록 직각방향

입사광자의 에너지가 높을수록 전방

광전자의 에너지

입사광자의 에너지(진동수)가 클수록 크다

한계(임계)진동수 : 광전효과 최소 진동수

영향인자

① 물질의 원자번호

② 물질의 밀도

③ 흡수물질의 두께

④ 광자의 파장

 

전자쌍생성

1.02MeV 이상 광자가 원자핵 부근에서 음,양 한쌍의

전자를 만들고 그 에너지를 전부 잃는 현상

소멸복사선 : 생선 된 양전자가 전자와 작용해 소멸

0.511MeV의 광자를 180°방향으로 방출

 

삼전자쌍생성

2.04MeV 이상, 궤도전자 한 개 축출, 한쌍의 전자 생성

전자 2개, 양전자 1개 생성

광붕괴(광핵반응)

고E광자가 원자핵에 흡수 → 여기상태

→ 양성자, α입자, 중성자 방출

상호작용의 영향인자

상호작용

영향인자

광자E

Z

ρe

ρ

광전효과

Z3~5

-

ρ

컴프턴효과

-

ρe

ρ

전자쌍생성

E (1.02Mev↑)

Z1~2

-

ρ

Z

 

 

 

 

 

 

 

광전효과                                          전자쌍생성


                               컴프턴효과

 

광자에너지

X선 및 감마선의 감쇠

거리 역제곱법칙


감쇠지수법칙

가정 : 단색에너지, 좁은선속

μ : 선감쇠계수(단위거리당 상호작용수) x : 깊이

재생계수(build-up factor)

산란현상을 보정한 계수, 항상 1보다 크다

 μx≦1, B=1 μx⟩1, B=μx

검출기를 이용해 측정된 투과강도

방사선 에너지 : 클수록 투과력 증가, 전방산란↑

조사면적 : 클수록 산란선 증가

원자번호 : 높을수록 흡수나 산란 증가

검출기 위치 : 물체와 가까울수록 산란선 증가

반가층 및 1/10가층

입사선의 강도를 반으로 감쇠시키는 물질층의 

두께

 cf> 반감기 


1/10가층 : 1/10로 감쇠시키는 두께

3.32HVL = TVL

비균질계수 


 

하전입자의 물질투과능

저지능

선저지능S : 하전입자가 단위길이당 잃는 에너지

[keV/μm] or [J/m]

충돌선저지능 : 궤도전자와 충돌에 의한 전리·여기

복사선저지능 : 제동복사에 의한 손실

질량저지능Sm : S / ρ

상대저지능Sr = Smat / Sair = Rair / Rmat

비정

R : 하전입자가 매질 내에서 주행한 거리

요동 : E가 같아도 입자간 비정이 다른 현상

외삽비정 Rext : 유효비정 = 실효비정

평균비정() : 입자수가 1/2가 되는 거리

최대비정 Rmax : 가장 긴 비정

LET = E / R

α선과 물질의 상호작용

α선의 물질과의 상호작용

베타선에 비해 상호작용이 큼

에너지가 물질 속에서 급격히 감소 : 비정이 짧다

주로 전리와 여기

α선의 전리와 여기

1차전리 : α입자에 의한 전리 → δ전자 생성

2차전리 : δ전자에 의한 전리

전체전리 : 1차전리 + 2차전리

W값 : 하나의 이온쌍을 만드는데 필요한 평균 전리E

기체의 W값 : 34eV

전리능

비전리 : 단위주행거리당 생성된 이온쌍 수

∝ 1/입자속도 ∝ 전하2

Bragg곡선 : α선의 비전리 곡선

α선의 비정

평균비정 ∝ 입자의 속도3

공기중 수cm, 조직중 수μm

β선과 물질의 상호작용

β선과 전자선의 구분

β선 : 핵붕괴시 방출되는 고속 전자선 - 연속E

전자선 : 전자를 인공적으로 가속 - 단색E

탄성산란

가벼운 β는 탄성산란의 확률이 높음

확률 ∝ Z2 ∝ E2

β선의 전리와 여기

전자선의 비전리능은 에너지에 의존X

전자의 속도 ≃ 광속

W값 : 34eV

비탄성산란

제동복사선 방출

∝ 1/m2 ∝ Z2 ∝ E m : 질량

원자번호가 높은 물질에 고E 전자선입사 : 제동복사↑

β선의 비정

외삽비정 : 직선부의 연장선과 자연계수의 접점

전자선(단일E) : 외삽비정(실효비정) 사용

β선(연속E) : 최대비정 사용

후방산란선

산란의 반복에 따른 진행방향과 반대의 산란선

β선의 후방산란 : Z, 두께, β선 E에 의존

Z↑: 수록 증가하다 포화 - 최대비정 1/5 두께

중성자선과 물질의 상호작용

중성자선원

방사성 동위원소

자발핵분열 : 252Cf - 3% 중성자방출

(α,n)반응 : 226Ra-Be선원

(ϒ,n)반응 : 광중성자, 2H, 9Be선원

사이클로트론 이용

(p,n)반응 or (d,n)반응

원자로의 이용

U의 핵분열 시 : 2~3개/분열 획득

중성자를 가장 많이 얻을 수 있음

 

※중성자는 전하가 없어 전리·여기 없음

탄성산란

E가 낮을 때 발생 : (n,n)반응

가벼운 원소와 충돌 시 E를 더 많이 잃는다

→ 수소가 고속중성자의 차폐재로 사용

비탄성산란

E가 높을 때 발생 : (n,n')반응

문턱에너지 : 핵을 여기시킬 수 있는 최저에너지

중성자포획

E가 낮을 때 발생 : (n,ϒ)반응

중성자가 원자에 붙어 복합핵인 동위원소 생성

핵분열

중성자 포획의 일종

무거운 핵에서 복합핵을 형성 → 분열

중성자 단면적

하전입자의 투과 → 비정으로 표현

전자기파의 투과 → 감쇠계수로 표현

중성자의 투과 → 중성자 단면적

상호작용 확률 P = σ / A A : 중성자 통과할 표면적 σ : 표적핵의 단면적

미시적 단면적 : σ

거시적 단면적 : σn n : 단위 체적당 원자핵의 수 → 단위거리당 상호작용 횟수

평균자유행로 : = 1 / σn [b]

핵반응

핵반응의 종류

충돌 : 짧은 시간동안 강한 힘 작용

탄성충돌 : 충돌 전후의 운동량·운동E 보존

비탄성충돌 : 충돌 전후의 운동량·운동E 비보존

산란 : 충돌 전후의 입자의 종류나 수가 안변하는 경우

탄성산란 : X(a,a)X

비탄성산란 : X(a,a')X* X* : 여기상태

흡수 : 충돌전후의 입자의 종류나 수가 변하는 경우

X(a,b)Y

Q값

Q = ⊿Mc2 M : 정지질량의 합

Q > 0 : 발열반응 - 생성물 운동E > 반응물 운동E

Q < 0 : 흡열반응 - 생성물 운동E < 반응물 운동E

연속분열

감속재 : 경수, 중수(D2O), 흑연, 베릴륨

중성자 흡수재 : B, Cd, Hf(하퓨늄), Xe

냉각재 : 경수, 중수, 탄산가스, 나트륨금속

중성자의 차폐체 : 감속재, 냉각재, 콘크리트(2차ϒ선)

평균자유행로

ℓ = 1 /   = 1 / σn

ℓ = 1.443HVL

 

 



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방사선 이론 관리학

Posted by 건설소장
2017. 3. 21. 21:01 병원/국가고시
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안녕하세요 건설 소장입니다.


오늘은 방사선사 국가고시 1교시 방사선 이론 관리학에 대해 알아보겠습니다.


방사선 관리학

1교시 <방사선 이론> 10문항

방사선 관리학

방사선 방어

방사선장애로부터 사람을 보호하는 것과 관련된

개념, 요건, 기술 등을 총칭

방사선 관리 관련 기구

ICRP : 국제 방사선 방어 위원회

IAEA : 국제 원자력 기구- ①원조업무 ② 보장조치업무

ICRU : 국제 방사선단위 및 측정위원회

UNSCEAR : UN 방사선 영향 과학위원회

WHO : 세계 보건 기구

ILO : 국제 노동 기구

NEA : 원자력 기구

방사선방어의 목적(ICRP)

방사선조사에 의한 유익한 행위의 제한 방지 및 안전 확보

개인에 대한 확정적 영향을 예방

확률적 영향의 발생을 감소

선량한도

선량한도

구분

방사선작업종사자

수시출입자 및

운반종사자

일반인

유효선량한도

연간 50mSv 넘지 않는

범위에서 5년간 100mSv

연간 12mSv

연간 1mSv

등가선량

한도

수정체

연간 150mSv

연간 15mSv

연간 15mSv

손,발,피부

연간 500mSv

연간 50mSv

연간 50mSv

피폭선량 측정깊이 : 1cm 수정체 : 3mm 피부, 손, 발 : 70μm

방사선에 대한 이미지 검색결과

긴급 시 피폭 (life-saving action 제외)

유효선량 : 0.5 Sv = 500 mSv

등가선량(피부) : 5 Sv

임산부 허용선량

하복부 표면 등가선량 - 2mSv

방사성물질 섭취량 - ALI의 1/20

보조한도

등가선량지표

심부등가선량지표 : 직경30cm 구 표면에서 1cm

등가선량의 최대치

표면등가선량지표 : 직경30cm 구 깊이

70μm에서 1cm까지 등가선량의 최대치

연간섭취한도(ALI)

유도한도

실제 측정 가능한 값을 정해 그 한도 지키면 초과하지 않음

작업장의 선량율, 공기중 방사성물질의 농도, 표면오염의 밀도 등의 값

인정한도

감독관청에 의해 정해진 것 : 법률적, 행정적 구속력 있음

시설관리자에 의해 정해진 것 : 내규에 의한 것

방사선 피폭원

인공 방사선원 : 관리의 주된 대상

방사선 조사

추적자(Tracer)

원자력 발전소

 

자연 방사선원

규제(관리)제외 : 우주선, 체내 K-40

규제(관리)면제 : 개인 - 10μSv/년 이하

집단 - 1man-Sv 이하

규제(관리)대상 : TMNR(기술적 증가 자연방사선)

→초 고도 비행, 실내 Rn, 농축

방사선 방어

방사선 작업자가 행하는 방어수단

방사선 책임자가 행하는 방어수단

외부피폭 예방 3원칙

차폐 : 가장 주된 요소, 가급적 선원 가까이

α선 : 비정이 짧아 외부조사 문제 안됨

β선 : 최대비정 이상 차폐

R = 0.542E - 0.133 (3MeV > E > 0.8MeV)

R = 0.407E1.38 (0.8MeV > E > 0.15MeV)

제동선 무시 : 플라스틱, 유리

제동선 가능 : Z↓물질+Pb

X선 : Z↑물질(Pb, Steel, 콘크리트)

HVL = = ×B B : 재생계수

TVL = 3.32HVL

중성자 : 물, paraffin

원자번호 낮은 물질, 중성자 감속 큰물질 사용

2차감마선 차폐를 위한 차폐제 배열

거리 : 거리 역자승 법칙

시간 : 교육, 감독, 훈련 → 숙련도 향상 → 시간 단축

방사선 시설의 관리

관리구역 ※연간한도 : 50mSv

통상작업 중 경미한 사고의 가능성 있는 장소

연간한도의 3/10을 초과할 우려가 있는 작업장

감독구역

감시는 계속하나 특별한 조치가 필요 없는 장소

연간한도의 3/10을 초과할 우려가 없는 작업장

피폭의 관리

관리구역 작업자 : 개인 monitoring 대상

감독구역 작업자 : 개인 monitoring 불필요

교육과 훈련

건강진단

목적

종사자의 건강상태 파악, 작업환경과 작업상황 평가

종사자가 앞으로 계속 작업이 가능한지 확인

사고시 피폭, 직업병 발생의 유익한 기초정보 획득

종류

방사선 작업 취업 전 검사

방사선 작업 취업 중 검사 : 정기검사 / 수시검사

내부피폭 예방 3원칙

내부 피폭 원천을 만들지 말 것

섭취의 경로를 막을 것

섭취했을 때 빨리 제거 할 것

방사성폐기물의 처리와 처분

방사성폐기물

방사성물질 또는 방사성물질에 의해 오염된 물질로서

폐기하려는 모든 물질

※방폐장 : 방사성폐기물 처분장

 

원자력법 시행규칙 “교육과학기술부령이 정하는 폐기물”

개인에 대해 연간 10μSv 이상

집단에 대해 1man-Sv 이상

교육과학기술부장관이 정하는 핵종별 농도이상 방사성폐기물

폐기물의 처리

기체 방사성폐기물의 처리

방사성 dust : HEPA filter로 여과

방사성 불활성가스(noble gas)

감약tank이용

활성탄 흡착법 : 저온 - 흡착력 증가

액화증류

용매 흡수법

격막법 : 선택적 gas 투과성 격막 이용

열 확산법 : gas의 열확산계수 차이를 이용

방사성 요오드(iodine)

dust : 고성능 filter이용

gas : 활성탄 흡착

①활성탄(무첨착탄) : 방화시설 필요

②활성탄(첨착탄) : 유/무기화합물 첨가

③silver zeolite(Ag-X) : 방화시설 불필요

고준위방사성폐기물

원자력법시행령 - “과학기술부장관이 정하는 값”

방사능농도

반감기 20년이상 알파선 방출 핵종 4000Bq/g

열발생률 : 2kW/m3

방사성폐기물 관리의 순서

취급 : 폐기물을 다루는 것

처리 : 처분하기 쉬운 형태로 감용, 농축, 고형화

저장 : 처분할 때까지 보관하는 잠정적인 조치

수송 : 수집→저장, 저장→처분의 일체의 운반

처분 : 폐기물의 완전한 격리

 

※저장과 처분의 구별

저장 : 언제라도 검사, 감시, 반출 가능

처분 : 일시적 감시는 가능, 인간의 관리에서 완전히 벗어남

영구처분 : 회수할 의도 없이 생활권으로부터 영구격리

액체 방사성폐기물의 처리

자연감약 : 저류조(storage tank)에 보관

희석방류 : 방사능이 충분히 감약됐을 때 방류

농축처리 : 농도가 높고 반감기가 긴 경우

①증류법 : 비휘발성 방사성물질, 고농도 농축폐액

②이온교환 : 이온교환수지사용, 이온물질 제거

③응집침전 : 응집제 첨가 → 흡착, 공침, 혼정형성

제염계수(DF) = A1 : 유입농도 A2 : 유출농도

제거효율 E = (1 - ) × 100

농축물, 폐수의 고형화

①시멘트 : 내화성, 강도↑, 취급간단, 저렴 저준위용

②아스팔트 : 침출성↓, 얇은 두께 중·저준위용

③플라스틱 : 열경화성수지 이용, 감용성·물성 우수

④pellet : 건조 분체화

⑤유리화 : 내수, 내방사선, 내화학반응, 내구성 좋음

★Canister : glass고화된 고준위 방사성폐액

→금속용기에 넣어 저장

폐기물의 처분

방사성 폐기물의 처분

육지처분

천층처분 : 호를 파서 드럼통으로 매립

대량 폐기물 처분, 장수명 폐기물 부적합

지하공동처분 : 지하 암반내 저장

심부지층처분 : 고준위폐기물, 500~2000m 속

해양처분

해양투기 : 심해(2000m↑) 대량 처분

해양저처분 : 용기에 넣어 바다밑에 투기

※UN해양법조양에 따라 규제/런던조약으로 금지

우주처분

소멸처리법 : 원자로, 핵융합, 가속기 이용

→짧은 수명의 안정된 핵종으로 변환

고체 방사성폐기물의 처리

보관 처분을 위해 감용이 필요함

소각처리 : 감용비 100

압축처리 : 불연성도 처리가능 감용비 5

방사선 관리의 기본개념

방사선 피폭의 종류

직업피폭 : 종사자의 피폭

특정장소에서 Rn섭취

미량의 자연방사성핵종 취급

Z-비행기 조종 or 우주비행

의료피폭 : 진단받는 사람, care하는 사람

공중피폭 : 직업피폭, 의료피폭 제외한 집단 피폭

방사선 관리업무의 종류

환경관리 : 제일 중요

개인관리 ①피폭선량 관리

②작업관리

③건강관리

※우선순위 : 환경관리 > 피폭선량관리, 작업관리 >건강관리

방사선 방어의 대상 - 행위

피폭을 증가시키는 인간의 모든 활동

→선량 제한 체계를 적용

①행위의 정당화

②방어의 최적화 : ALARA

③개인의 선량한도 : dose limit, dose constraint

적용순서 : 정당화 → 최적화 → 선량한도

방사선 방어의 대상 - 개입

피폭을 감소시키는 인간의 모든 활동

방사선 사고 후 조치 ex>옥내피난, 식물 섭취 제한

①정당성 ②최적화 ※선량한도 X

개입의 대상

자연 방사선원에 의한 공중피폭

사고나 긴급 시 작업피폭

방사선 : 대통령령이 정하는 것

알파선·중양자선·양자선·베타선 기타 중하전입자선

중성자선

감마선 및 엑스선

5만 전자볼트이상의 에너지를 가진 전자선 (50keV)

방사선 관리구역

교육과학기술부령 : 400μSv/week↑

보건복지가족부령 : 300μSv/week↑

 

방사선의 영향

일반적 용어

방사선 영향 : 피폭으로 나타난 영향 전체

방사선 장해 : 사람, 물체 등에 변화가 관찰된 경우

방사선 상해 : 사람에게서 변화가 관찰된 경우

방사선 리스크 : 잠재적인 영향까지 포함한 의미

방사선 장해의 특징

①증상의 비특이성

②증상의 지발성

③임상경과의 복잡성

④피폭의 무 지각성

ICRP 용어

변화 : 세포 구성 DNA 등이 구조적으로 변화하는 것

손상 : 세포에 대한 변화, 유해하지만 개체에 대해선 유해하지 않음

장해 : 피폭된 본인(신체적) 또는 자손(유전적)의 변화를 임상적으로 관찰할 수 있는 유해한 영향

손해 : 장해의 발생률, 중독도 또는 출현시기등을 고려한 방사선 영향의 종합적 표현

방사선 영향의 분류

종류

의미

역치

선량의 영향

방어의 목적

확정적(결정적)영향

세포의 사망

역치O

중독도(Severity)

방지

확률적 영향

세포의 변형

역치X

발생확률(Probability)

제한

내부 방사선 장해

체내 방사성 물질의 침입경로

경구 섭취(intake)

흡입(inhalation)

경피 침입(invasion)

체내 방사성물질의 감소를 좌우하는 요소

물리적인 요인 : Tp (decay)

생물학적 요인 : Tb (metabolism)

실직적인 감소 : 실효반감기 Teff

 1/Teff = 1/Tp + 1/Tb

체내 방사성물질의 움직임

체내오염(내부오염) : 방사성물질이 체내에 들어간 것

계통오염 : 체내 방사성물질이 혈액을 통해 전신 분포

예탁선량

체내에 존재하는 방사성핵종으로 인해 일정기간 받게 되는 내부 피폭방사선량

기간이 지정되어 있지 않으면 : 성인 50년, 아동 70년

의존 : 핵종, 형태, 섭취방법, 조직의 특성(친화성)

좌우 : 초기 선량률, 신체의 제거율

연간섭취한도(ALI)

확률적 영향 : 50mSv

확정적 영향 : 0.5Sv (=500mSv)

임신여성 : 1/20 ALI

방사성물질의 제염조작 시 유의점

조기제염

오염의 확대 방지 ex> 수세 : 오염 범위의 확대

폐기물 처리 : 제염에 사용된 모든 물건(방사성폐기물)의 처치

Wet method : 공기 중 오염 방지

경제성 고려

Radiation Monitoring

Radiation Monitoring

방사선 관리를 목적으로 행해지는 단순 측정과

그 결과를 해석해 필요한 방어조치를 취하는 모든 과정

Monitoring의 종류

personal monitoring : 작업자 개인 피폭량 측정

area monitoring : 작업장소의 공간 선량률 측정

environmental monitoring : 방사선 작업장 주변

개인 Monitor의 구비조건

측정 정도가 좋을 것

측정이 간단할 것

소형 경량으로 장착이 편리할 것

싸고 견뢰할 것

선량계

작업종사자의 선량계 : 필름선량계, TLD → 주선량계

수시출입자의 선량계

포켓선량계, 자동선량계, 전자선량계, 개인 경보기

개인 Monitor

종류

측정시간

선량범위

필름배지(FB)

장시간

소선량

Pocket Dosimeter (PD)

단시간

소선량

Pocket Chamber (PC)

단시간

소선량

TLD

장시간

대선량

Survey-meter의 종류

ϒ선 선량율 측정 : 전리조, GM, Scintillation, pocket

β선 선량율 측정 : GM, 전리조, Scintillation

중성자 선량 측정

비례계수관 : BF3, 3He, Hurst형 비례계수관

Scintilation : LiI, 플라스틱, Hornyak button, ZnS

환경 Monitoring의 목표

일차적 목표 ①현실의 피폭량 산정

②잠재적 피폭량 추정

③환경피폭의 상한치 추정

이차적 목표

피폭의 산정에 관련된 요인 조사, 대 공중 관계개선

최종목표 “공중의 안전을 확보”

방사성 물질의 포장

표지

표면선량률

포장에서 1m

제1종 백색 운반표지

5 μSv/h

-

제2종 황색 운반표지

100 μSv/h

5 μSv/h

제3종 확색 운반표지

2 mSv/h

100 μSv/h

사고대책의 계획

발생 가능성이 되는 사고 모두 열거

방사선관리의 관점에서 검토

사고처치의 우선순위 결정

반복적 교육 및 훈련

응급조치의 3대 원칙

안전의 유지

신속한 통보

사고확대의 방지

방사선의 방어 설계

방사선 차폐의 종류

mobile shielding : apron, glove

structural shielding : barrier

방어벽

K = p(dm)*(dm)/WUT

P : 허용선량

관리구역 : 0.1 rem/week

비관리구역 : 0.01 rem/week

dm : 최대거리

W : 주당 부하량

X(2MV↓) : mA-min/week

X(2MV↑) : esu/cm3/week at 1m

ϒ : R/week at 1m

U : 이용인자

목적

ceiling

wall

floor

radiographic

1/16

1/4

1

dental

1/16

1/4

1/16

therapeutic

1/16

1/4

1

T : 거주인자

Full T = 1 Partial T = 1/4 Occasional T = 1/16

구조적 차폐의 종류

일차 방어벽 : wall, floor, ceiling - 7feet 이상

이차 방어벽 : 일차방어벽 제외한 모든 방어의 대상

이차방어벽

대상 : 누설선, 산란선

이용인자(U) = 1

누설선

X-ray Housing의 통해 나오는 방사선

누설선량은 이용 방사선의 1/1000 이하가 되도록 차폐

X-ray 누설선 검사 : survey-meter

X선-Tube Housing의 기능

X선 방어

전기적 쇼크 방어

온도 방어

참고

ICRP 일반적인 권고사항

투시

최대 허용 선량 : 10R/min 이하

형광판 통과 X선 선량율 : 초점 1m 거리에서 80μGy/h

Table top에서 선량률 : 10R/min 이하

Target에서 Table top 거리 : 30cm 이상

Target과 피부 거기 : 45cm 이상

일반

Apron과 Glove의 X선 방어 납당량 : 0.25mmPb 이상

진단용 X선 tube의 초점에서 1m거리의 누설선량

: 1mGy/h 이하

진단용 X선 Housing : 고유여과 1mmAl

총여과 : 고유여과 포함 2.5mmAl

Tube Housing표면에서 5cm 거리 : 0.25Gy/h 이하

형광판은 당량의 납을 함유한 보호유리에 싸여 있어야 함

70kV 이하 : 1.5mmPb

70~100kV : 2.0mmPb

100kV이상 : 0.01mmPb

10day-rule 적용

하복부포함 검사 : 척추, 골반·복부, 고관절, 대퇴골, 요로조영

긴급성이 없는 검사

핵 원료물질

U-238, Th-232

핵 연료물질

U-235, U-233, Pu-239

국내 원자력 발전소

고리(4) 월성(4, 중수로), 영광(6), 울진(6)

 

 

 

 

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흉부 해부학 (폐)

Posted by 건설소장
2017. 3. 19. 20:03 병원/인체
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1) Lung



lung에 대한 이미지 검색결과


(1) 기관지-엽기관지-구기관지-세기관지-종말세기관지-호흡세기관지-폐포관-폐포낭-폐포


A. 호흡의 실질적인 장기로 흉강의 대부분을 차지하는 원추형의 기관


B. 좌우 한쌍으로 이루어져 있고 높이는 약 25cm, 무게는 500~600g


C. 폐는 섬유성 늑막(pleura)로 감싸있고, 폐와 늑막사이에 늑막액이 


   있음(마찰 감소)


D. 우폐는 3(상중하), 좌폐는 2(상하)


E. 우 기관지가 좌 기관지보다 직경이 더 굵고, 경사도가 급하나 길이는


   좌 기관지보다 4~5cm더 짧다.


F. 흡기(Inspiration): 폐 속으로 공기를 받아들임, 최대로 흡기 시 


  폐용량은 약 3600ml


G. 호기(Expiration): 공기를 외부로 내보냄,


H. 총 폐활량: 최대흡식으로 폐를 수용할 수 있는 공기량으로 약 


   6000ml(폐활량+잔기량)


(1) 혈액순환의 중추, 250~300g의 심낭 속 근성기관


(2) 3층의 심장벽 : 심외막, 심근막, 심내막


(3) 2심방 2심실구조 


A. 우심방: 상하대정맥, 관상정맥동


B. 좌심방: 좌우 각각 2개의 좌우 폐정맥


C. 우심실: 폐동맥


D. 좌심실: 상행대동맥


(4) 2 4개의 판막  방실판과 반월판으로 나눔 방실판은 


    좌심방판 : 이첨판=승모판, 우방실판 : 삼천판, 


    반월판은  대동맥판 : 좌심실과 대동맥사이 


    폐동맥판 : 우심실과 폐동맥사이 있음


3) Mediastinum


Mediastinum에 대한 이미지 검색결과


(1) 흉강 내 폐를 제외한 부위 즉, 양측 폐사이 공간의 빈자리


(2) 심장을 중심으로 심장의 위를 위 종격, 심장과 흉골 사이의 좁은 부위를


 앞 종격, 심장이 위치하는 부위는 중간 종격 및 심장의 뒤쪽을 뒷 종격

 

4) Muscle


(1) Diaphragm


Diaphragm에 대한 이미지 검색결과



A. 흉부와 복부를 나누는 기준이 되는 근육으로 호흡운동과 가장 밀접한


 연관이 있다. 상승과 하강운동으로 이루어지며 상승은 흡기로 횡격막이 


수축되어 평평해지면서 늑골이 들어올려지고, 횡격막이 복부장기를 아래로


 밀어내 흉곽 내 공간이 넓어진다. 반대로 하강은 호기로 횡격막이 


 이완되면서 늑골이 제자리로 돌아오므로 흉곽 내 공간이 좁아진다.


B. 식도,하대정맥,대동맥이 지나가는 구멍이 있다.


 

5) Rib cage


rib cage에 대한 이미지 검색결과


(1) True ribs(1st~7th)


첫번째부터 일곱번째 늑골은 늑연골에 의해 흉골과 직접 연결되어있어


진성늑골이라고 부른다.


첫번째 늑골은 가장 짧고 납작하다.


(2) False ribs(8th~12th)


여덟 번째부터 열두번째 늑골은 길이도 매우 짧고, 전방에서 흉골과


연결되어 있지 않아서 거짓늑골 혹은 부유늑골이라고 부른다.


(3) Costal capitulum(늑골두)


늑골두는 늑골의 뒤쪽 끝부분으로 위아래에는 각각 흉추와 관절하는


면이있다.


(4) Costal neck(늑골경)


늑골경은 잘록하며, 후 하방에는 늑골결절이 있어 흉추의 횡돌기와 


관절한다.


(5) Costal body(늑골체)


내외로 납작하며 밑 모서리 내면에는 costal groove가 있어 intercostals 


artery vein 그리고 nerve가 통과한다.


(6) Costal cartilage


costal cartilage sternumrib을 연결하는 부분으로 유리연골로 


되어있다.

 

 

6) Sternum


(1) Manubrium(흉골자루)


manubrium은 마름모꼴로 양끝의 상단은 clavicle과 관절하여 


sternoclavicular joint를 이루고,첫번째 늑골과 관절을 이룬다.


(2) Body(몸통)


body는 아동기나 청년기에 융합되는 4개의 흉골분절로 이루어져 있는데


좁고 긴 모양이며 양쪽에는 늑골들과 결합하는 흉골관절면들이 있다.


또한 manubriumbody의 결합부는 전방으로 돌출되어 sternal angle


이루고 있다.


(3) Xyphoid process(칼돌기)


Xyphoid process sternum의 가장 아래에 위치하는 연골조직이다.


중년에는 골화되어 body로 융화되기도 한다.

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두경 부 해부학

Posted by 건설소장
2017. 3. 18. 22:19 병원/인체
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Skull & Facial bone


 Anatomy

성인의 skull 8개의 cranial bone 14개의 facial bone으로 구성

 

 Cranial Bone

상부에서 뇌와 평형, 청각기를 수용할 수 있는 공간을 만들고 있는 6 8개의 bone

(1) Frontal 1

(2) Ethmoid 1

(3) Sphenoid 1

(5) Temporal 2

(5) Parietal 2

(6) Occipital 1


      cranial bone에 대한 이미지 검색결과   facial bone에 대한 이미지 검색결과



A. Frontal bone

Orbit nasal cavity upper margin을 구성하는 bone

태생기에는 2개였으나 중심부에서 frontal suture로 결합하여 1개의 뼈로 골화

골화점은 돌출되어 frontal tuberosity(이마)를 이루며, 그 아래 약간 위로 굽은 양쪽의 언덕을

superciliary arch(미궁), superciliary arch superciliary arch 사이를 glabella(미간)

내측에는 1쌍의 frontal sinus

 

frontal bone에 대한 이미지 검색결과

B. Ethmoid bone

벌집 모양의 ethmoidalair cell을 형성하여 공기를 함유하고 있어, 함기성이 강한 bone

내측 면은 nasal cavity superior & middle nasal conchae를 구성

 

Ethmoid bone에 대한 이미지 검색결과

C. Sphenoid bone

Upper margin의 가로로 깊은 홈을 sella turcica 라 하며 뇌하수체를 수용

sella turcica의 후벽을 dorsum sellae

내측에는 1쌍의 sphenoid sinus


Sphenoid bone에 대한 이미지 검색결과

 

D. Temporal bone

평형, 청각기의 주요 부분을 수용하고 있는 bone

Zygomatic process가 수평으로 뻗어 나와 zygomatic bone temporal process zygomatic arch 형성

Mandible temporomandibular joint(TMJ) 구성

External auditory meatus(EAM) 아래쪽으로 혀 및 인두를 움직이는 근육들의 부착점인 styloid

process mastoid air cell을 형성하여 공기를 함유하고 있는 mastoid process가 존재

내측의 둑 같이 뻗어 3 pyramid를 형성하는 petrous portion inner ear를 수용하며, 혈관과

신경등의 통로가 되는 많은 구멍들이 관통

 

Temporal bone에 대한 이미지 검색결과


E. Parietal bone

        다른 cranial bone들과 suture를 이루어 calvaria를 형성하는 bone

Frontal bone coronal suture

Temporal bone squamous suture

Parietal bonesagittal suture

Occipital bone lambdoid suture

 

         Parietal bone에 대한 이미지 검색결과

F. Occipital bone

중앙에 cranial cavity vertebral canal을 연결하는 foramen magnum

Occipital condyleatlas occipito-atlantal joint를 구성

 

Occipital bone에 대한 이미지 검색결과


 Facial Bone


       Nasal cavity Orbit Oral cavity의 기초를 이루며 안면을 형성하는 814개의 bone

(1) Nasal 2

(2) Lacrimal 2

(3) Maxilla 2

(5) Zygomatic 2

(5) Inferior nasal concha 2

(6) Vomer 1

(7) Palatine 2

(8) Mandible 1

 

A. Nasal & Lacrimal bone

          Nasal Lacrimal bone은 각 1

Nasal bone의 끝에는 연골이 부착

Lacrimal bone 에는 눈물이 흘러가는 통로인 nasolacrimal duct가 존재

 

B. Maxilla

좌우 1쌍이 결합하여 위턱을 형성하는 안면 중앙의 bone

Body 속에는 1쌍의 Maxillary sinus

Alveolar process는 밑으로 뻗어 alveolar arch를 형성하여 윗니를 수용

Oral cavity nasal cavity를 경계짓는 내측의 좌우 palatine process가 태아 10주경에 서로 결합되지 못하고 벌어져 있는 것을 clef plate라 하며, 대부분 hare lip을 동반

 

C. Zygomatic bone

볼의 튀어나온 부위를 이루기 때문에 흔히 광대뼈라고 불리는 bone

Frontal process, maxillary process, temporal process라는 3개의 돌기가 있어 각각의 bone

결합하고, 특히 temporal process temporal bone zygomatic process와 결합하여   

zygomatic arch를 형성

 

D. Inferior nasal concha

Nasal cavity의 외측벽을 이루는 조개껍질 모양의 1쌍의 bone

Ethmoid bone의 돌기인 superior middle nasal concha 보다 더 크다.

 

E. Vomer

쟁기 모양의 얇은 1개의 bone

 

F. Palatine bone

L자 모양인 1쌍의 작은 bone

 

G. Mandible

아래 턱을 이루는 facial bone 중 가장 크며 단단한 말굽 모양의 단일 bone

Bodyalveolar arch를 이루어 아랫니를 수용

Ramus body의 양쪽에서 거의 직각으로 솟은 부위를 말하며 끝은 2개의 돌기인 coronoid process condyloid process가 돌출

앞쪽의 coronoid process에는 muscle of mastication이 부착하고 뒤쪽의 condyloid process temporal bone과 결합하여 temporomandibular joint를 형성

Body Ramus 사이의 굽은 곳을 Mandibular angle

 

H. Temporomandibular joint (TMJ)

 

 

I. Orbit

Orbit eyeball과 그 부속기가 수용되어 있는 추체상의 공간

위쪽으로는 frontal sphenoid bone, 바깥쪽은 zygomatic sphenoid bone

아래쪽은 maxilla palatine bone, 안쪽은 maxilla lacrimal ethmoid bone으로 구성

Orbit apex에는 nerve artery의 통로인 optic foramen이 존재

 

J. Ear

Ear temporal bone 안에 수용되어 있는 청각과 평형각을 감지하는 기관

External, middle, internal ear로 구분

External ear는 외부의 음파를 모아 middle ear로 전달하는 부분으로 tympanic membrane으로 middle ear와 구분

Middle ear external ear에서 오는 음파의 진동을 적당한 강도로 바꾸어 internal ear로 전달하는 부분으로 3개의 auditory ossicle을 포함

Internal ear는 청각과 평형각을 감수하는 곳으로 달팽이 껍질 모양의 cochlea를 포함.

 

(3) PNS(Para nasal sinus)


Nasal cavity를 둘러싸고 있는 공기를 함유하고 있는 빈 공간

Frontal, ethmoid, sphenoid, maxillary sinus가 존재

PNS의 내면의 점막이 염증에 의해 농이 생기는 병을 sinusitis 혹은 empyema(축농증)이라 하며,

maxillary sinus에 자주 발생

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