5장 영상의 질과 디지털 영상

5.1 흑화도와 대조도 최고 빈출

흑화도(density)는 영상 전체가 얼마나 검은가이고, 대조도(contrast)는 이웃한 두 부위의 흑화도 차이다. 흑화도는 방사선이 얼마나 닿았는지(양)로 정해지고, 대조도는 방사선이 얼마나 뚫고 지나갔는지(질)로 정해진다. 양은 mA와 노출시간, 질은 kVp가 맡는다.

흑화도를 바꾸는 조건

흑화도만 바꾸고 투과력은 그대로 두려면 mA나 노출시간을 고친다. 둘의 곱(mAs)이 엑스선 총량이다. kVp를 고치면 대조도까지 함께 바뀐다.

대조도를 바꾸는 조건

대조도는 둘로 나뉜다. 피사체 대조도는 피사체의 두께, 밀도, 원자번호(atomic number)와 kVp가 만든다. 필름 대조도는 필름의 종류와 현상 상태가 만든다. 최종 영상의 대조도는 둘을 합친 결과다.

단계조(short-scale contrast)(단조)는 고대조도, 장계조(long-scale contrast)(장조)는 저대조도라고도 쓴다.

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5.2 감광도와 관용도

감광도(film speed)는 필름이 방사선에 얼마나 민감한가다. 같은 흑화도(density)를 얻는 데 필요한 선량의 역수다. 감광도가 높으면 적은 선량으로 충분하니 환자 피폭이 준다. 관용도(latitude)는 쓸 만한 흑화도가 나오는 노출량의 범위다.

구내 필름은 감광도 등급이 D, E, F로 나뉘고 뒤로 갈수록 빠르다. F는 같은 흑화도를 D보다 적은 선량으로 얻는다. 입자를 키우거나 납작한 판 모양 결정을 써서 감광도를 높인다.

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5.3 선예도·반음영·해상도 최고 빈출

선예도(sharpness)는 구조물의 경계가 얼마나 또렷한가다. 경계가 흐린 띠, 곧 반음영(penumbra)이 넓을수록 선예도가 떨어진다. 엑스선관의 초점이 점이 아니라 크기가 있어서 생기는 그림자의 흐린 가장자리다.

반음영의 폭은 실효초점(effective focal spot)의 크기와 피사체-필름 거리(object-to-film distance)에 비례하고, 초점-피사체 거리에 반비례한다. 아래 표의 앞 세 줄이 이 관계에서 나온다.

선예도를 높이는 조건

선예도를 정하는 쪽은 실제초점(actual focal spot)이 아니라 실효초점이다. 두 초점의 차이(선초점 원리)는 1장 양극에 있다.

반음영의 식

계산 예

실효초점 1 mm로 같은 치아를 찍는다고 하자.

필름을 떼면 반음영이 두 배가 되고, 초점-피사체 거리를 두 배로 늘리면 다시 절반이 된다. 평행촬영(paralleling technique)이 필름을 떼어 놓는 대신 장조사통을 쓰는 까닭이다(3장).

선예도, 해상도, 대조도

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5.4 노출 오류와 움직임 흐림 최고 빈출

영상이 어두운지 밝은지 먼저 본다. 어두우면 방사선이 너무 많이 닿았거나 현상이 지나쳤다. 밝으면 반대다. 뿌옇게 안개가 낀 듯하면 안개상(fog), 아예 투명하면 방사선이 닿지 않았거나 현상 전에 정착액(fixer)을 만난 것이다. 윤곽이 번지면 움직임이다.

영상 모양별 원인

안개상은 흑화도(density)가 오르고 대조도(contrast)가 떨어진다. 과노출의 어두운 상은 영상 전체가 검어지는 것이고, 안개상은 뿌옇게 변하는 것이다. 안개상은 원인을 세 갈래로 묶어 외운다.

움직임 흐림

움직인 대상은 세 가지다. 환자, 엑스선관두, 영상수용기(필름·센서). 어느 하나만 움직여도 경계가 번져 선예도(sharpness)가 떨어진다. 이것을 운동성 흐림(motion unsharpness), 흔들린 상이라 한다.

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5.5 수직각·수평각 오류 빈출

수직각(vertical angulation)이 틀리면 치아의 길이가 변하고, 수평각(horizontal angulation)이 틀리면 이웃한 치아의 인접면이 겹친다. 길이 오류는 연장상(elongation)과 축소상(foreshortening) 둘이다. 수직각을 늘리면 상이 짧아지고, 줄이면 길어진다.

중심방사선이 치아 사이의 접촉점을 비스듬히 지나면 앞 치아와 뒤 치아의 법랑질이 겹쳐 접촉점이 열리지 않는다.

각도의 기준인 이등분선과 접촉점 방향은 3장 등각촬영법에 있다.

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5.6 콘컷과 필름 위치 오류 최고 빈출

수용기 위치가 틀린 오류는 영상의 어디가 잘렸고 무엇이 비치는가로 구별한다. 가장자리가 하얗게 잘리면 콘컷, 줄무늬가 있으면 역방향 필름, 뼈 모양 그림자는 손가락, 교합평면(occlusal plane)이 기울면 경사상이다.

역방향 필름은 영상이 전체적으로 연해지고, 납박의 헤링본 무늬가 비친다. 엑스선이 납박에 먼저 흡수되어 필름에 닿는 양이 줄기 때문이다.

콘컷에서 잘린 부분은 엑스선이 닿지 않아 필름에 은이 생기지 않았다. 그래서 투명하고, 보기엔 불투과상처럼 하얗다. 불투과성 구조가 찍힌 것이 아니다.

파노라마에서 턱을 들면 교합평면이 편평해지거나 역V자가 되고 경구개(hard palate) 음영이 상악 치근단에 겹친다. 턱을 숙이면 과도한 V자가 되고 아래 앞니가 흐려진다. 자세 오류 전체는 4장의 오류 표에 있다.

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5.7 필름 현상처리와 디지털

필름을 쬔 직후에는 눈에 보이지 않는 잠상(latent image)만 있다. 현상처리(film processing)는 이 잠상을 영상으로 바꾸고 고정하는 순서다. 순서는 현상 → 수세 → 정착 → 수세 → 건조다.

처리 순서

수동 현상은 약 20 °C(68 °F)에서 5분 안팎이다. 온도가 오르면 시간을 줄이고, 내리면 늘린다. 같은 영상을 얻으려면 온도와 시간을 짝으로 맞춘다. 정착은 필름이 투명해지는 시간의 두 배 이상 하고, 마지막 수세는 흐르는 물에 길게 한다.

현상액과 정착액의 성분

엘론 대신 페니돈을 쓰는 현상액도 있다.

처리 중 흔한 결함

필름과 디지털 비교

디지털 영상(아래 두 절)은 암실의 화학 처리가 없고, 영상을 컴퓨터로 다듬고 저장한다. 필름은 화학 처리가 필요하고 영상을 한번 굳히면 바꿀 수 없다. 장점은 이 차이에서 나온다.

디지털은 노출 오차를 화면에서 고칠 수 있어 재촬영이 줄지만, 과노출을 그냥 두면 환자가 선량을 더 받는다.

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5.8 직접 디지털 영상 빈출

직접 디지털(direct digital radiography)은 반도체 센서(CCD 또는 CMOS)가 엑스선을 받아 곧바로 전기 신호로 바꾸고, 케이블로 컴퓨터에 보낸다. 쬐고 나면 바로 모니터에 영상이 뜬다. 센서는 두껍고 단단하고 선이 달려 있다. 이 셋이 장단점의 거의 전부다.

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5.9 간접 디지털 영상 빈출

간접 디지털(indirect digital radiography)은 필름 대신 광자극형광판(photostimulable phosphor plate)(PSP, 영상판)에 엑스선을 쬔다. 판에는 잠상(latent image)이 남고, 그것을 레이저 스캐너가 읽어 영상으로 바꾼다. 그래서 쬔 직후에 바로 보이지 않고 판독을 거친다. 판은 필름처럼 얇고 유연하며 선이 없다.

판독과 재사용

1. 엑스선을 쬐면 판에 잠상이 저장된다.
2. 스캐너가 레이저로 판을 훑어 신호를 읽는다.
3. 강한 빛(백색광)을 쬐어 남은 잠상을 지운다.
4. 판을 다시 쓴다.

직접과 간접 비교

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복습

헷갈리는 쌍

확인 문제

1. 흑화도를 정하는 촬영 조건 두 가지는?

   mA와 노출시간 (곱이 엑스선 총량)

2. 대조도를 정하는 주된 촬영 조건은?

   kVp

3. kVp가 낮을 때 대조도는?

   높다 (단계조)

4. 초점-필름 거리를 절반으로 줄이면 선량은?

   4배 (역제곱 법칙)

5. 관용도가 넓은 필름의 대가는?

   대조도가 낮다

6. 감광도가 높은 필름의 대가는?

   입자가 커서 선예도가 떨어진다

7. 반음영을 줄이는 조건 셋은?

   실효초점 작게, 초점-필름 거리 길게, 피사체-필름 거리 짧게

8. 수직각이 부족하면 생기는 상은?

   연장상

9. 수평각이 맞지 않으면 생기는 오류는?

   인접면 중첩

10. 콘컷을 막으려면 중심방사선을 어디로 향하게 하는가?

    영상수용기의 중심

11. 역방향 필름의 영상에 나타나는 무늬는?

    납박의 헤링본 무늬 (영상도 연해진다)

12. 현상액 온도가 너무 높을 때 생기는 영상은?

    어둡고 뿌연 상 (과현상, 안개상)

13. 현상 전에 정착액에 먼저 담그면?

    투명한 상

14. 현상처리 순서는?

    현상 → 수세 → 정착 → 수세 → 건조

15. 직접 디지털 센서의 반도체 소자는?

    CCD와 CMOS

16. 영상판(PSP)의 잠상을 읽는 장비와 지우는 방법은?

    레이저 스캐너, 강한 빛(백색광)

17. 직접 디지털 센서가 환자에게 주는 불편의 까닭은?

    두껍고 단단한 구조와 케이블