방사선 기술 요소(Technical Factors of Radiology)

• 방사선 촬영 기술이란 무엇인가?
• kVp가 방사선 영상에 어떤 영향을 미치는가?
• mAs가 방사선 영상에 어떤 영향을 미치는가?
• 노출 시간이 방사선 영상에 어떤 영향을 미치는가?

• 역제곱 법칙과 방사선 촬영 기술 간의 관계는 무엇인가?

• X선 노출의 세 가지 주요 구성 요소
  • kVp: X선 빔의 파워와 세기(X선의 품질)
  • mAs: 선택한 설정(X선 수량)에서 X선 튜브에 의해 생성된 X선 광자의 수
  • Time: 노출 지속 시간

기술의 이해

kVp는 킬로볼트의 피크(Kilo Volt Peak)를 나타낸다. 이 전압은 노출 중에 X선 기계에 의해 생성되는 최고 전압(수천 볼트 단위로 측정)이다. 예를 들어, 60kVp를 선택한 경우 60,000볼트가 이 노출에서 생성된 X선의 최대 강도가 된다. 70kVp를 선택한 경우 70kVp가 최대 강도가 된다.

kVp는 X선 빔의 투과 강도를 제어한다.(빔 품질) 노출이 이루어질 때마다 X선은 관심 영역을 충분히 투과할 수 있는 에너지(충분히 강한)여야 한다. kVp가 높을수록 X선 빔이 두껍거나 밀도가 높은 물질을 투과할 가능성이 높아진다. 낮은 kVp광자는 약하고 배치된 신체 조직이나 필터에 쉽게 흡수된다. 더 높은 kVp광자는 환자의 조직을 관통하여 X선 필름까지 도달한다. 의료 영상에 사용되는 대부분의 X선은 50-120kVp(50,000~120,000볼트)이다.

신체 부위의 두께와 노출되는 조직의 종류에 따라 어떤 kVp를 선택할지 결정한다. 예를 들어, 손가락, 손 또는 손목은 신체 부위가 얇고 X선이 투과할 신체 조직이 많지 않기 때문에 낮은 kVp설정만 필요하다. 일반적으로 55-60kVp 사이의 설정이 선택된다. 어깨나 무릎은 손가락보다 두껍고 밀도가 높기 때문에 적절히 침투하기 위해서는 더 많은 kVp가 필요하다. 보통 65-75kVp 범위의 설정은 이러한 바디 구조에서 선택된다. 엉덩이, 복부 및 골반은 무릎이나 어깨보다 더 두껍고 촘촘하다. 적절한 침투에는 추가 kVp가 필요하다. 75-80kVp 범위의 설정을 사용할 수 있다. 요추는 매우 두껍고 밀도가 높기 때문에 90-100kVp 범위에서 설정해야 한다.

캘리퍼스(상단 이미지)는 이미징 중인 신체 부위의 두께를 측정하는데 사용된다. 일반적으로 조직 두께가 1cm 추가될 때마다 2kVp가 증가해야 적절한 용입이 보장된다. 예를 들어, 60kVp를 사용하여 10cm로 측정된 신체 부위의 허용 이미지를 얻은 경우 11cm 로 측정된 신체 부위를 투과하기 위해서는 2kVp가 필요하다.(두께가 추가될 때마다 2kVp 증가, 즉 62kVp) 신체 부위의 치수가 12cm인 경우 64kVp를 사용해야 한다.

kVp는 또한 X선에서 볼 수 있는 대비(이미지의 흰색과 검은색의 차이)를 제어한다. 영상에서 볼 수 있는 대비의 양을 그레이 스케일(Gray Scale)이라고 한다.

• 이미지의 대비가 높으면 필름에 회색 음영이 거의 없어지고 흰색과 검은색 영역이 뚜렷이 구분된다.
• 필름의 대비가 낲으면 매우 밝은 것부터 매우 어두운 것까지 수많은 회색 음영이 나타난다. 저대비 영상은 각 그레이 스케일 단계에서 미묘한 변화가 있다.

위 이미지는 알루미늄 스텝 웨지의 X선을 보여준다. 스텝 웨지는 신체 부위가 두꺼울수록 통과할 수 있는 X선이 적다는 것을 보여준다. 또한 선택한 kVp에 따라 명암비가 어떻게 변화하는지 보여준다. 고대비 영상에는 흰색과 검은색은 있지만, 적은 회색 음영(낮은 kVp)이 있는 반면, 저대비 영상에는 높은 회색 음영(높은 kVp)이 있다. 이 스텝 웨지는 40kVp(맨 왼쪽), 70kVp(가운데) 및 100kVp(맨 오른쪽)의 3 가지 설정을 사용하여 공개되었다. 대비의 차이를 쉽게 알 수 있다. 알루미늄 스텝 웨지 아래에 X선 필름 시트를 배치하여 노광한다. 각 계단 단계 밀도의 변화는 필름의 어두운 정도를 측정하는 미터인 감도계를 사용하여 기록된다. kVp가 높아지면 방사선 대비가 낮아진다. kVp가 증가하면 이미지의 전체적인 밀도(어두움)도 증가한다. kVp의 미세 조정은 이미지에 큰 영향을 미칠 수 있다. kVp가 15% 증가하면 mAs가 약 2배가 된다. 반대로 kVp의 15% 감소는 mAs를 절반으로 줄이는 것과 같다. kVp 설정이 높을수록 더 많은 산란 방사선이 생성된다. 산란이 증가하면 영상 디테일이 줄어들고 환자 선량이 증가한다. 다음과 같은 결과를 얻을 수 있는 노출에 사용할 수 있는 kVp 설정을 항상 결정해야 한다.

• 적절한 신체 부위 침투
• 가능한 한 최소의 산란 생성량
• 가능한 한 높은 방사선 대비
• 이미지 상세 표시 가능

기술 차트

기술 차트는 다양한 시험에 사용되는 평균 kVp, mA, 시간, 거리 및 필름 유형을 나열하도록 개발되었다. 기본적으로 너무 어둡거나 너무 밝거나 너무 많이 침투한 필름을 촬영하는 대신 방사선 기술자가 첫 번째 노출에서 최적의 이미지를 생성하는데 도움을 주기 위한 참조이다. 많은 병원과 클리닉에서는 최적의 고정 kVp가 각 신체 부위에 할당되어 최상의 침투와 대비가 달성되도록 하고 환자의 크기에 따라 mAs를 조정하도록 기술 차트를 설정한다. 이를 고정 kVp 시스템이라고 한다. 일부 최신 장비는 노출 매개변수를 내장하여 기술자가 기술 차트를 덜 활용할 수 있도록 자동으로 설정된다.

위 이미지는 매개 변수 차트가 표시된 X선 제어 콘솔이다.

약 81.6kg(180파운드) 평균 체격 남성 기준의 차트

• 상세: 100배속 필름/스크린 시스템
• 희토류: 400배속 필름/스크린 시스템
• 그리드: 103lp/inch 8:1 초점

반값 레이어

X선 빔의 투과 능력(품질)은 노출을 위해 선택된 kVp에 따라 달라진다. 반값 테스트를 수행하여 재료를 통해 투과되는 X선 광자의 수를 원래 수의 절반으로 줄이는 데 필요한 재료의 두께를 결정할 수 있다. 반값층을 결정하기 위해 일반적으로 사용되는 재료는 알루미늄이다. 알루미늄, 납, 바륨 또는 요오드와 같은 밀도가 높은 물질의 얇은 층만이 반값 층을 줄일 수 있다. X선 빔에 동일한 효과를 내려면 밀도가 낮은 재료(목재, 유리, 종이, 골판지 등)의 두꺼운 층이 필요하다.

현대의 이미징 부서에서 반 값 계층에는 두 가지 중요한 애플리케이션이 있다. 첫 번째는 환자 진단에 사용되는 기본 X선 빔의 절반 값 레이어다. 진단용 X선 빔은 광범위한 에너지를 생성한다. 빔의 최대 에너지(예를 들어 노출에 80kVp를 사용한다고 하는 경우)만 언급하지만 빔은 80kVp 이하의 광자로 구성된다. 우리는 빔에 낮은 에너지 광자를 원하지 않는다. 우리는 단지 80의 에너지를 가진 광자를 원한다. 모든 광자가 80kVp를 가진 완벽한 X선 빔을 얻을 수 있는 방법은 없다. 단, 반값 레이어는 낮은 에너지 광자(이 예에서는 80kVp 미만)를 필터링 하는데 도움이 된다.

기본적으로 특정 X선 빔의 절반 값 레이어가 낮은 경우(얇은 알루미늄 필터 조각), X선 빔에는 80kVp 미만의 낮은 에너지 광자가 더 많이 포함된다. 그들은 또한 에너지가 낮기 때문에 침투력이 적다. 반값 레이어가 높은 경우(두꺼운 알루미늄 추가), 낮은 에너지 광자가 두꺼운 알루미늄을 투과 할 수 없기 때문에 X선 빔에는 높은 에너지 또는 높은 투과 방사선이 포함되어 있다. 의료용 X선에 사용되는 X선은 관심 신체 부위를 투과하여 필름을 충분히 노출할 수 있는 충분한 에너지를 가지고 있어야 하기 때문에 이것은 중요하다. 저에너지 방사선은 환자의 조직으로 흡수되거나 신체에 의해 산란되어 필름에 도달하지 못할 수 있으며 이미지에 아무런 도움이 되지 않는다. 일반적으로 장치 제조업체가 설치 전에 수행하는 빔에 필터를 더 추가하면 바람직하지 않은 저에너지 X선이 제거되는 동시에 바람직한 고에너지 X선이 환자를 통해 필름으로 전달된다. 반면 빔에 필터가 너무 많으면 X선 영상의 대비가 손실된다.(차분 흡수가 감소) 그렇기 때문에 물리학자는 모든 X선 장비를 1년에 한 번 정기적으로 평가하고 그 테스트의 일부로 반값 레이어를 측정한다.

이미지 부서에서 반값 레이어의 두번째 적용은 방사선실 차폐와 관련이 있다. X선 장비가 있는 방사선실은 일반적으로 납으로 된 벽으로 차폐되어 부서 내에서 X선 사용으로 인한 작업자 및 일반인에 대한 방사선 노출을 줄인다. 방사선실의 차폐를 설계할 때 물리학자는 X선 빔의 반값 레이어를 기반으로 계산을 수행한다. 일반적으로 설계에서는 실내 외부의 방사선 피폭을 허용 가능한 수준으로 줄이기 위해 충분한 반값 차폐층을 요구한다.

차이

kVp는 이미지에서 흰색, 검은색 및 회색 음영의 차이로 정의되는 방사선 대비를 제어한다. 눈으로 볼 때 대비는 이미지에서 가장 어두운 검은색과 가장 밝은 흰색 사이에 보이는 다른 색조의 수이다. 최적의 이미지를 만들기 위해서는 다양한 조직의 차이를 이상이나 병리학적 과정과 함께 구별할 수 있도록 일정한 대비가 필요하다.

• 콘트라스트가 높은 경우는, 화상에 흰색과 검은색이 나타나지만, 중간에는 회색 음영이 거의 없다. 이를 쇼트스케일 콘스라스트 또는 좁은 콘트라스트 위도라고 한다.
• 콘트라스트가 낮은 경우는, 회색의 음영이 다수 있어, 각각의 음영에 거의 차이가 없다. 이미지가 평면으로 표시된다. 이를 롱스케일 콘트라스트 또는 와이드 콘트라스트 위도라고 한다.

위 이미지의 위 행은 3개의 흑백 이미지에서 대비 차이를 비교한 것이며, 아래 행은 세 가지 컬러 사진에서의 대비 차이를 비교한 것이다. 위의 이미지에서 고대비와 저대비의 차이를 쉽게 알 수 있다. 농도(어두움)는 변경되지 않고 각 사진에서 대비만 조정되었다.

• 두 줄의 왼쪽 이미지(낮은 대비)는 회색의 비슷한 음영과 회색의 음영 차이가 거의 없는 밀도로 구성되어 있다.
• 양쪽 행의 중간 이미지는 중간 정도의 대비를 나타낸다.
• 오른쪽 이미지(고대비)는 가장 밝은 부분과 가장 어두운 부분의 차이는 크지만 중간에는 회색 음영이 거의 없다.

위 손가락의 X선 이미지에서도 대비의 차이를 쉽게 볼 수 있다.

• 좌측은 높은 대비의 이미지다. 필름의 밝은 부분과 어두운 부분의 차이는 크고 회색의 색조는 거의 없다.
• 우측은 낮은 대비의 이미지다. 이미지는 평평하고 회색으로 보인다. 이 이미지의 가장 밝은 부분과 가장 어두운 부분에는 거의 차이가 없다. 낮은 대비 영상은 일반적으로 더 높은 kVp 설정을 사용하거나 두껍고 밀도가 높은 신체 조직이 원인이 된다.

방사선 영상에 영향을 미치는 몇 가지 대조도 유형이 있다.

• 필름 대비: 디지털 플레이트 시스템의 필름, 화면 또는 설정은 방사선 영상이 대비 스펙트럼의 이 부분을 제어하도록 하는데 사용된다. 필름/스크린 또는 디지털 설정의 특정 조합은 고대비 이미지(흑백은 거의 없지만 회색 음영)를 생성하도록 설계되어 있는 반면, 다른 시스템은 평평한 대비(회색 음영은 많으나 검은색 또는 흰색은 거의 없음)의 이미지를 생성하도록 설계되어 있다.
• 방사선 대비: 방사선 대비의 양은 필름 대비, 피사체 대비 및 노출에 대해 선택된 kVp의 조합에 의해 결정된다. 방사선 대비는 방사선 영상에서 볼 수 있는 광학 밀도의 전체적인 차이로 정의된다. 방사선 대비는 이미지 내의 미세한 디테일을 선명하게 볼 수 있도록 한다.
• 피사체 대비: 환자의 신체 조직이 빔에 영향을 미치는 영향(감쇠)의 차이로 인해 X선 광자가 환자를 통과할 때 X선 빔의 강도에 많은 변화가 발생한다. 이것을 피사체 대비라고 한다. 예를 들어, 매우 무거운 환자에게서 얻은 방사선 영상은 지방 조직이 피사체 대조도를 크게 낮추기 때문에 가벼운 환자보다 피사체 대조도가 낮다.

영상에서 피사체 대비의 전체 양을 결정하는 요인은 다음 4가지이다.

• 대상자(환자)의 구조 및 구성
• kVp 선택
• 빔 여과량(추가로 추가)
• 피폭 시 발생하는 콤프턴(Compton) 산란의 양

시간

실제 X선 노출의 길이는 대부분의 X선 콘솔에서 기술자가 설정할 수 있다. 시간은 양질의 이미지를 만드는데 중요한 역할을 한다. 시간은 영상이 노출되는 시간을 결정하기 때문에 필름의 밀도에 직접적인 영향을 미친다.

• 선택한 시간이 너무 길면 이미지가 너무 어두울 수 있다. 노출 시간이 길면 짧은 시간을 사용했더라면 제거되었을 이미지에 움직임이 있을 수 있다는 단점이 있다.
• 반대로 노출 시간이 너무 짧으면, 화상이 너무 밝을 수 있다.

대부분의 일상적인 X선에는 10밀리초(0.01) 이하의 노출 시간이 권장된다. 일반적으로 모션 아티팩트를 줄이기 위해 노출에 가장 짧은 노출 시간과 가장 높은 mA를 함께 사용해야 한다.

mAs

mAs는 밀리암페어초를 나타낸다. 생성되는 X선 광자의 수(수량)을 결정한다. 이 값은 X선 광자의 강도(투과력)에는 영향을 미치지 않는다. mAs는 시간과 mA(밀리암페어)라는 두 가지 요소를 곱한 결과이다.

mA x Time(Sec) = mAs

예를 들어, 부상당한 손을 촬영하는데 사용되는 일반적인 기술 설정은 60kVp, 100mA 및 1/100초(0.01)일 수 있다. 이 예에서 100mA에 0.01초를 곱하면 1mAs(또는 1밀리암페어초)가 된다. 또 다른 예에서는 어깨를 촬영하는 경우 70kVp, 200mA 및 1/10초로 기술적 계수를 설정할 수 있다. mAs를 구하려면 200 x 1/10(0.10)을 곱하면 20mAs가 된다.

mAs 계산

mAs는 검사 대상 신체 부위의 크기와 조직 유형에 따라 조정된다. mAs는 노출에 사용된 시간 또는 mA(밀리암페어) 설정을 변경하여 변경할 수 있다. mA와 시간의 조합은 여러 가지가 있으며, 함께 곱하면 동일한 mAs가 된다. 예를 들어 다음과 같은 mA와 시간의 조합은 모두 100mAs와 동일하다.

위의 노출은 결과 X선 필름에서 동일한 밀도를 생성한다. 어린 아이의 경우처럼 환자가 가만히 있는데 어려움이 있는 경우 노출 시간을 단축해야 한다. 짧은 노출 시간과 높은 mA설정을 사용하는 경우 튜브 정격 차트를 참조하여 튜브가 이러한 노출로 인해 발생하는 극한 온도에 견딜 수 있는지 확인해야 한다. 위의 예에서 선택될 수 있는 5가지 조합에 관계없이 각 조합은 정확히 동일한 수의 X선 광자를 생성한다. 이러한 조합으로 생성된 영상은 방사선 밀도가 동일하다.(이미지 검어짐의 양) mAs는 이미지의 농도(어두움)를 제어하는데 가장 중요한 기술적 요소이다.

mAs에 관한 규칙

• mAs는 환자 노출률에 정비례한다.
• mAs가 2배 증가하면 2배의 X선 광자가 생성되고 환자는 2배의 방사선량을 받게 된다.
• 이미지에서 지각 가능한 변화를 일으키려면 mAs를 30% 이상 조정해야 한다.
• mAs는 필름의 밀도를 담당하며 X선 튜브에 의해 생성되는 X선 광자 수를 제어한다.
• mAs는 X선 광자의 강도(투과력)에 영향을 주지 않는다.

영상에서 지각 가능한 변화를 일으키려면 mAs를 30% 이상 조정해야 한다. 상당한 농도 변화가 필요한 경우 최소 50%의 노출 조정이 필요하다. 20mAs를 사용하여 엉덩이 영상을 얻은 경우 필름의 밝기가 너무 낮으면 mAs를 늘리면 필름의 색이 어두워진다. 24mAs까지만 증가해도 모양에 큰 차이는 없다. 첫 번째 증가율은 30% 이상이어야 하기 때문이다.(이 예에서는 약 27mAs) 영상이 매우 밝으면 원래 노출에서 mAs(40mAs)를 두 배로 늘려야 할 수 있다.

15% 규칙

mAs는 주로 밀도를 제어하지만 kVp의 변화는 이미지 밀도의 원인이 되기도 한다. 15% 규칙에서는 kVp가 15% 증가하면 mAs를 두 배로 증가하는 것과 비슷하다. 반대로 kVp가 15% 감소하면 mA를 반으로 줄어드는 것과 비슷하다.

kVp가 변경되면 이미지 밀도에 영향을 미치지만 주로 이미지 대비가 변경된다. kVp의 주요 역할은 X선 빔의 강도와 전력 및 대비를 제어하는 것이다. 가능하면 mAs를 사용하여 kVp가 아닌 영상의 전체 밀도(어두움)를 증가 또는 감소시켜야 한다. 기술 설정을 조정할 때는 처음부터 둘다 변경하지 말고 둘 중 하나(kVp 또는 mAs)만 조정해야 한다.

• 배경을 포함한 전체 이미지가 너무 밝은 노출할 경우 mAs만 증가한다.
• 필름이 전체적으로 너무 어두운 경우 mAs를 줄인다.
• 필름의 침투가 부족할 경우(조직이 보이지 않을 경우) kVp를 높인다. 침투되지 않는 영상과 일부 조직의 배경은 허용 가능한 밀도를 가지지만 관심 영역(예: 뼈)은 세부 정보가 거의 또는 전혀 없이 씻겨나간 것처럼 보인다.
• 필름이 과도하게 침투되면 배경을 포함한 전체 필름에 흰색 또는 검은색 영역이 거의 없거나 아예 없다. 모든 부분이 회색이 된다. 그러한 이미지에서 X선은 너무 강해서 대부분 환자를 관통하고 어떠한 차동 흡수도 일어나지 않는다. kVp를 줄인다.

이미지 밀도 변경

• 사람의 눈으로 인식할 수 있는 이미지의 밀도에 뚜렷한 차이를 만들기 위해서는 mAs를 최소 30% 이상 변화해야 한다.
• 밀도에 큰 변화가 필요한 경우 mAs를 최소 50% 이상 변경해야 한다.
• 과다 또는 과소 노출 필름의 노출을 보정하려면 mAs의 100%(2배 또는 절반으로 절단) 변화가 필요하다. 노출이 과도하거나 적은 반복 필름을 촬영할 때 매개 변수의 최소 변경량은 다음과 같아야 한다.
  • 필름이 너무 가벼워 반복하는 이미지의 경우 mAs를 최소 2배 이상 증가시킨다.
  • 필름이 너무 어두웠기 때문에 반복하는 필름의 mAs를 절반 이상 줄인다.

퀀텀 모틀

Quantum Mottle은 고속 또는 고속 필름/스크린 시스템을 사용할 때 가장 자주 나타나는 방사선 사진에 나타나는 결상이다. 스크린과 필름은 인광 또는 은 결정을 더 크게 하여(또는 결정츨이 더 두껍게/더 단단하게 포장되어 있음) 더 빠르게 제작된다. 따라서 통과 입사 X선이 결정과 상호작용할 가능성이 높아진다. 큰 결정은 작은 결정보다 더 많은 빛을 방출하기 때문에 더 많은 필름 영역을 어둡게 한다.

노출에 낮은 mAs를 사용하면 양자 얼룩이 발생할 수도 있다. mAs가 너무 낮게 설정되면 빔에 충분한 수의 결정과 상호 작용하기에 충분한 X선 광자가 없다. 그것은 약한 비를 큰 뇌우에 비유하는 것과 비슷하다.

거리

X선 튜브에서 필름까지의 거리(SID)는 고품질 X선을 생성하는데 중요한 구성 요소 중 하나이다. 거리는 mAs와 직접적인 관계가 있다. 엑스레이는 빛의 법칙을 모두 따르기 때문에, 간단한 운동을 함으로써 거리가 엑스레이에 어떻게 영향을 미치는지 더 잘 이해할 수 있다. 어두운 방으로 손전등을 가져가서 불빛을 벽에서 약 12인치 떨어진 곳에 두면, 빛에 가려진 영역이 매우 작고 잘 정의된 원임을 알 수 있다. 또한, 빛의 강도가 매우 강하고 밝다는 것을 알 수 있다. 이제 벽에서 천천히 거리를 두고 빛이 비치는 곳을 주시해보자. 거리를 늘리면서 빛의 세기에 주의하자. 거리가 커지면 빛의 세기도 작아진다. 동시에 빛에 의해 조명된 영역은 팬 아웃되고 벽의 더 많은 부분이 빛으로 덮여 있다.

엑스레이는 위의 유추에서 빛과 같은 방식으로 작동한다. X선 소스(X선 튜브)에서 영상 수용체(필름)까지의 거리가 증가하면 다음 두 가지 일이 발생한다.

• X선 빔의 강도는 X선이 더 멀리 이동할수록 감소한다.
• X선은 확산(집약)되어 소스로부터 멀리 이동할수록 점점 더 넓은 필드를 커버한다.

X선 소스(X선 튜브)와 이미지 수신기(필름) 사이의 거리를 소스-영상 거리(SID)라고도 하며, 초점 필름 거리(FFD)라고도 한다.

역제곱 법칙

역제곱 법칙은 강도와 거리 사이의 관계를 지배하는 자연 법칙이다. 그것은 에너지의 세기는 거리의 제곱에 반비례한다고 말한다. 아래 그림은 다소 복잡한 개념을 단순화하는데 도움이 될 수 있다.

거리가 짧을수록(40”) X선 빔의 명암은 높아진다. X-ray 빔은 그다지 멀리 이동하지 않았지만, 이미 약간 퍼지기 시작해 4개의 정사각형을 커버하고 있다. X선 빔이 약 2배의 거리(72인치)를 주행할 때까지 강도가 상당히 저하되어 빔이 16개의 정사각형을 커버할 수 있을 만큼 넓게 퍼지게 된다. 그것은 본질적으로 역제곱 법칙이다.

40인치에서는 사각형이 4개만 발산 X선 빔에 가려져 있다. 거리를 두 배(80인치)로 늘리면 16개의 정사각형이 커버된다. X선 튜브에서 영상 카세트까지의 거리를 두 배로 늘리면 발산 빔이 4배 더 많은 정사각형을 덮게된다.

이 예에서는 (40”)에서의 강도가 4mR이라고 한다. 나중에 다른 사진을 찍었는데, 이번에는 거리가 72인치로 거의 두 배 가까이 늘어났다. 역제곱 법칙에 따르면 첫 번째 이미지와 같은 밀도를 유지하려면 mAs 가 4배 더 필요하다. 따라서 동일한 밀도를 유지하려면 16mR이 필요하다.

또 다른 예에서는 방사선 노출을 측정하는 기기를 mR 단위로 배치하고 중심 빔이 중앙에 있는 환자의 피부에 배치했다고 가정하자. 40인치 SID를 사용하여 노출을 수행하면 측정값은 200mR이 된다. 현재는 동일한 기술 요소(kVp, mA 또는 시간 변경 없음)를 사용했지만 거리는 40인치에서 72인치로 거의 두 배 증가했다. 역제곱 법칙을 사용할 경우 이제 mR 판독값은 얼마일까? 거리를 두 배로 늘렸기 때문에 빔의 새로운 강도는 원래 강도의 1/4이 될 것이다. 따라서 200mR을 1/4(또는 25%)로 나누면 50mR이 된다.

SID(Subject to image)를 변경할 때는 다음 규칙에 유의해야 한다.

• 거리(SID)를 두배로 했을 때는, mAs의 양을 4배로 늘려 이미지의 같은 밀도를 유지할 필요가 있다.
  • 예: 들것에 누워있는 환자에게 휴대용 흉부 필름 찍는다. 앙와위 필름은 일반적으로 40인치 SID를 사용하여 촬영한다. 기술을 2mAs로 설정하고 잘 노출된 필름을 얻는다. 의사는 환자의 폐에 체액이 쌓이는 것을 더 잘 볼 수 있도록 똑바로 서서 볼 필요가 있다고 말한다. 수직 필름이 72인치에서 촬영되기 때문에 SID 거리가 거의 두 배로 늘어난다. 역제곱 법칙을 사용하면 거리를 두 배로 늘렸기 때문에 4배의 강도가 필요하다는 것을 알 수 있다. 테크닉을 8mAs(2x4)로 설정하면 완벽한 수직 필름을 얻을 수 있다.
• 거리를 반으로 줄이면 (mAs)를 4배(이전 사용량의 1/4 사용)까지 줄일 수 있다.
  • 예: 들것에 똑바로 앉아 있는 환자의 휴대용 흉부 필름을 찍는다. 72”의 SID를 사용하고 10mAs를 선택한다. 엑스레이는 잘 노출되어 있고 촬영 결과에 만족한다. 그날 오후 환자는 심각한 좌절을 겪으며 그의 상태는 급격히 악화된다. 이제 다른 흉부 필름을 구해야 한다. 이번에는 환자가 이전처럼 일어나 앉을 수 없으므로 SID 40”을 사용하여 반듯이 누운 필름을 촬영한다. 역제곱 법칙을 사용하면 mAs가 72인치에서 10이고 이제 거리를 40인치로 절반으로 줄이면 강도를 4배 줄여야 한다. 10을 1/4로 나눈 2.5mAs로 설정하면 완벽한 영상을 얻을 수 있다.

실제 상황에서 우리는 거리를 두 배로 늘리거나 반으로 줄여서 항상 바꾸지는 않는다. 종종 우리는 우리의 거리를 몇 인치만 바꾼다. 다음 표는 거리가 변경될 때 사용해야 하는 새 노출 계수를 결정하는데 사용할 수 있는 증배 계수이다.

1. 기존 SID와 변경된 SID간의 변환 계수를 찾는다.
2. 기존 SID에서 사용한 mAs에 변환 계수를 곱한다.
3. 새로운 mAs를 적용한다.

예를 들어, 10mAs를 사용하여 48인치로 필름을 촬영했다. 나중에 필름을 반복해야 하지만 다른 장비를 사용해야 하기 때문에 SID는 40인치만 얻을 수 있다 Original SID에서 48”를 찾는다. New SID와 교차할 때까지 이 열을 따라 40인치로 이동한다. 두 행이만나는 변환 계수는 0.7이다. 원래 mAs(10)를 취하여 0.7(10 x 0.7 = 7)을 곱한다. 40인치에서 새로운 mAs는 7이 된다.

유리섬유 또는 석고주조로부터의 노출 변화

단부에 주물을 배치하는 경우, 조밀한 주물 재료를 투과하고 광자를 흡수할 수 있는 재료가 더 많기 때문에 기술의 증가가 필요하다.

관심 영역에 X선 빔을 콜리메이트하면 조사되는 조직의 부피가 줄어든다. 그 결과, 필름 노광의 산란 방사선이 적기 때문에, 환자의 노광이 저감 해 화질이 향상된다. 콜리메이션(필드 크기 감소라고도 함)은 필름을 노출하는 산란량을 감소시키므로 필름 밀도도 감소한다. 따라서 적절한 필름 밀도를 유지하기 위해 필드 크기를 줄일 경우 mAs 또는 kVp의 조정이 필요하다.

즉, 14x17인치 필름에 80kVp 및 40mAs를 사용하여 복부의 적절한 노출 이미지를 만든 다음 10x12인치 필름을 사용하여 복부의 특정 영역을 덮어야 하는 경우 80kVp 및 40mAs의 동일한 기술을 사용하면 필름은 너무 밝아진다. 더 작은 필드 크기로 콜리메이트하여 필름 밀도를 높여야 한다.

다음 표를 사용하여 필드 크기를 줄이거나 확대할 때 필요한 변경량을 계산할 수 있다.

예를 들어, 복부 14x17” 이미지에 80kVp 및 40mAs를 사용한 후 동일한 부위의 10x12” 이미지를 찍으면 매개 변수가 25-35% 증가한다. 40mAs x 1.25를 구하면 50이 된다. 50mAs를 사용하여 10x12” 노출을 수행해야 한다.

중앙선 각도 조정 시 노출 변경

영상의 밀도에 영향을 미치는 또 다른 요인은 특정 보기에 대해 중앙 광선의 각도를 조정해야 하는 위치에 있을 때 발생한다. SID가 40”이고 70kVp 및 80mAs를 사용하여 쇄골의 적절한 노출 이미지를 얻었다고 가정한다. 이제 영상 시르즈의 두 번째 보기에서 CR의 각도를 20도로 조정한다. 아래 그림에서 볼 수 있듯이 튜브의 앵글링으로 두 가지 작업을 수행했다. SID가 증가하여 이제 더 많은 신체 조직을 통해 침투하고 있다. 다음 두 가지 선택지가 있다.

• SID를 다시 40인치로 줄여 동일한 노출 계수(70kVp 및 8mAs)를 유지한다.
• 거리를 그대로 두고 노출을 늘려 위의 표를 사용하여 추가 거리를 보정한다.

튜브의 각도를 조정할 때 밀도를 유지하는데 적용되는 기본 규칙은 각도가 5도일 때마다 SID가 1” 감소한다는 것이다. 이 규칙은 2인치 이상 증가 시 적용된다.(40인치에서 42인치 증가)

또는

주의할 점

• 광자의 신체 부위 투과 능력은 주로 그 부위(뼈, 연조직, 공기 등)의 구성과 존재할 수 있는 병리학에 의해 결정된다. 일부 조건은 신체 조직의 밀도를 감소시킨다.(예: 캐비티 또는 침식되는 골연화증) 이런 경우에는 X선이 더 쉽게 투과된다. 다른 조건에서는 복수와 같은 특정한 병리가 존재하기 때문에 신체 조직의 밀도가 증가한다. 이러한 경우 X선은 조직을 통해 쉽게 투과할 수 없다.
• 방사선 밀도는 mAs로 제어된다. 노출이 절반으로 줄어들면 방사선 밀도도 절반으로 줄어든다.
• kVp는 밀도에도 영향을 미친다. kVp가 15% 감소하면 이미지의 밀도가 절반으로 줄어든다. 그러나 kVp를 변경하면 영상 대비 및 X선 빔의 투과력도 변경됨으로 kVp가 아닌 mAs를 변경하여 영상의 밀도를 조절해야 한다.
• mAs(방사선 밀도를 조절하는)를 결정하는 공식은 mA x 노출 시간(초 단위) 또는 초 단위(초 단위) = mAs 이다.
• 역제곱 법칙은 방사선의 세기가 방사선이 이동하는 거리의 제곱에 반비례한다는 것이다. 따라서 X선 튜브와의 거리가 늘어날수록 X선 빔의 강도는 감소한다.