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방사선촬영

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1. 개요

방사선 촬영은 X선을 이용하여 인체 내부를 영상으로 나타내는 기술이다. 1895년 빌헬름 콘라트 뢴트겐의 X선 발견으로 시작되었으며, 의료, 산업 등 다양한 분야에서 활용된다. 의료 분야에서는 골절, 폐 질환 진단, 투시 촬영, 컴퓨터 단층 촬영(CT), 골밀도 검사 등에 사용되며, 산업 분야에서는 비파괴 검사에 이용된다. 방사선 피폭 위험이 있어 방사선 안전 관리가 중요하며, 과잉 진료 및 불필요한 검사 권유 등 윤리적 문제와 사회적 논란이 존재한다.

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전문가방사선사
세부 분야
세부 분야인터벤션
핵의학
치료 방사선
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2. 역사

방사선 촬영의 기원과 투시법의 기원은 1895년 11월 8일 독일 물리학 교수 빌헬름 콘라트 뢴트겐이 엑스선을 발견하면서 시작되었다. 뢴트겐은 엑스선이 인체 조직을 통과하지만 뼈나 금속은 통과하지 못한다는 것을 알아냈다.[1] 그는 이 방사선을 "X"라고 지칭하여 알려지지 않은 종류의 방사선임을 나타냈으며, 이 발견으로 최초의 노벨 물리학상을 수상했다.[2]

뢴트겐은 음극선을 연구하던 중 검은색 판지로 덮어 형광 빛을 차단한 크룩스관과 바륨 백금 시안화물로 칠해진 형광 스크린에서 약 1미터 떨어진 곳에서 희미한 녹색 빛을 감지했다. 그는 관에서 나오는 보이지 않는 광선이 판자를 통과하여 스크린을 빛나게 한다는 것, 즉 불투명한 물체를 통과하여 그 뒤에 있는 필름에 영향을 미친다는 것을 깨달았다.[3][4][5]

최초의 방사선 사진


뢴트겐은 아내의 손을 엑스선으로 촬영하여 엑스선의 의학적 사용을 발견했다. 아내의 손 사진은 엑스선을 사용하여 인체의 일부분을 촬영한 최초의 사진이었다. 아내는 사진을 보고 "내 죽음을 보았어."라고 말했다.[5]

1896년 1월 11일 영국 버밍엄의 존 홀-에드워즈는 조수 손에 박힌 바늘을 방사선 촬영하여 임상 환경에서 엑스선을 처음 사용했다. 1896년 2월 14일, 홀-에드워즈는 수술에 엑스선을 처음 사용한 사람이 되었다.[6]

미국에서는 1896년 1월, 다트머스 대학교의 프랭크 오스틴이 이반 풀유이의 설계에 따른 방전관을 사용하여 최초의 의료용 엑스선을 촬영했다. 1896년 2월 3일, 이 대학의 의학 교수 길먼 프로스트와 물리학 교수 에드윈 프로스트는 골절상을 입은 에디 맥카시의 손목을 엑스선 촬영하여 부러진 뼈의 이미지를 얻었다.[7]

1897년 제임스 그린과 제임스 H. 가디너의 "영국 양서류 및 파충류의 스키아그라프"


엑스선은 매우 초기부터 진단 목적으로 사용되었다. 앨런 아치볼드 캠벨-스윈턴은 1896년에 영국에 방사선 촬영 연구소를 열었고, 마리 퀴리는 제1차 세계 대전에서 부상당한 군인을 치료하기 위해 방사선 촬영을 사용할 것을 주장했다. 초기에는 물리학자, 사진가, 의사, 간호사, 엔지니어 등 다양한 직원들이 병원에서 방사선 촬영을 수행했다. 방사선학이라는 의학 전문 분야는 새로운 기술을 중심으로 성장했으며, 새로운 진단 검사가 개발되었을 때 방사선사들이 이 기술을 배우고 채택했다. 현재 방사선사들은 투시법, 컴퓨터 단층 촬영, 유방 촬영술, 초음파, 핵의학, 자기 공명 영상도 수행한다. 초기에 방사선 사진은 뢴트겐 사진(roentgenograms)으로 알려졌으며,[8] 1918년경까지 ''스키아그래퍼''(그리스어 고어 "그림자"와 "작성자"에서 유래)라는 용어가 방사선사를 의미하는 데 사용되었다. 일본어 방사선 사진 용어인 レントゲン|rentogen일본어은 영어 용어와 어원을 공유한다.

2. 1. 초기 역사

빌헬름 콘라트 뢴트겐은 1895년 11월 8일에 엑스선을 발견하면서 방사선 촬영과 투시법의 기원이 시작되었다. 뢴트겐은 엑스선이 인체 조직을 통과하지만 뼈나 금속은 통과하지 못한다는 것을 발견했다.[1] 그는 이 발견으로 최초의 노벨 물리학상을 수상했다.[2]

뢴트겐은 검은색 판지로 덮어 형광 빛을 차단한 크룩스관과 바륨 백금 시안화물로 칠해진 형광 스크린을 사용하여 음극선을 연구하던 중, 스크린에서 약 1미터 떨어진 곳에서 희미한 녹색 빛을 감지했다. 그는 관에서 나오는 보이지 않는 광선이 판자를 통과하여 스크린을 빛나게 한다는 것을 알아냈다.[5]

뢴트겐은 엑스선이 형성한 사진 건판에 아내의 손을 찍어 엑스선의 의학적 사용을 발견했다. 아내의 손 사진은 엑스선을 사용하여 인체의 일부분을 촬영한 최초의 사진이었다.[5]

존 홀-에드워즈는 1896년 1월 11일 영국 버밍엄에서 조수 손에 박힌 바늘을 방사선 촬영하여 임상 환경에서 엑스선을 처음 사용하였다. 1896년 2월 14일, 홀-에드워즈는 수술에 엑스선을 처음 사용한 사람이 되었다.[6]

미국에서는 이반 풀유이의 설계에 따른 방전관을 사용하여 최초의 의료용 엑스선이 촬영되었다. 1896년 1월, 뢴트겐의 발견에 대한 소식을 접한 다트머스 대학교의 프랭크 오스틴은 물리학 실험실의 모든 방전관을 테스트했고, 풀유이 튜브만 엑스선을 생성한다는 것을 발견했다. 1896년 2월 3일, 이 대학의 의학 교수인 길먼 프로스트와 그의 형이자 물리학 교수인 에드윈 프로스트는 에디 맥카시의 손목을 엑스선에 노출시켜 부러진 뼈의 이미지를 얻었다.[7]

2. 2. 한국의 방사선 촬영 역사

1898년 독일 제국지멘스 사가 개발한 X선 촬영 장치가 일본 제국에 수입되었으며, 한국에서는 이 장비를 도입하여 방사선 촬영 역사가 시작되었다. 1909년에는 무라오카 한이치가 시마즈 제작소의 협력을 받아 일본에서 최초의 국산 X선 촬영 장치를 개발했다.[9]

2. 3. 발전 과정

1800년대 후반 초창기 크룩스관 장치를 이용한 엑스선 촬영


방사선 촬영과 투시법은 모두 1895년 11월 8일 독일 물리학 교수 빌헬름 콘라트 뢴트겐이 엑스선을 발견하면서 시작되었다. 뢴트겐은 엑스선이 인체 조직은 통과하지만 뼈나 금속은 통과하지 못한다는 것을 알아냈다.[1] 그는 이 발견으로 최초의 노벨 물리학상을 수상했다.[2]

뢴트겐은 음극선을 연구하던 중 크룩스관에서 약 1미터 떨어진 곳에서 희미한 녹색 빛을 감지했다. 그는 관에서 나오는 보이지 않는 광선이 불투명한 물체를 통과하여 그 뒤에 있는 필름에 영향을 미친다는 것을 깨달았다.[5]

뢴트겐은 아내의 손을 엑스선으로 촬영하여 엑스선의 의학적 사용 가능성을 발견했다. 이 사진은 엑스선을 사용하여 인체 일부를 촬영한 최초의 사진이었다.[5]

1896년 1월 11일 영국 버밍엄의 존 홀-에드워즈는 조수 손에 박힌 바늘을 방사선 촬영하여 임상 환경에서 엑스선을 처음 사용했다. 같은 해 2월 14일, 홀-에드워즈는 수술에 엑스선을 처음 사용하기도 했다.[6]

미국에서는 1896년 1월, 다트머스 대학교의 프랭크 오스틴이 이반 풀유이의 설계에 따른 방전관을 사용하여 최초의 의료용 엑스선을 촬영했다. 1896년 2월 3일, 이 대학의 의학 교수인 길먼 프로스트와 물리학 교수인 에드윈 프로스트는 골절상을 입은 에디 맥카시의 손목을 엑스선 촬영하여 부러진 뼈의 이미지를 얻었다.[7]

엑스선은 매우 초기부터 진단 목적으로 사용되었다. 앨런 아치볼드 캠벨-스윈턴은 1896년에 영국에 방사선 촬영 연구소를 열었다. 마리 퀴리는 제1차 세계 대전에서 부상당한 군인을 치료하기 위해 방사선 촬영을 사용할 것을 주장했다. 초기에는 물리학자, 사진가, 의사, 간호사, 엔지니어 등 다양한 직원들이 병원에서 방사선 촬영을 수행했다. 방사선학이라는 의학 전문 분야는 새로운 기술을 중심으로 성장했다. 새로운 진단 검사가 개발되었을 때, 방사선사들이 이 새로운 기술을 배우고 채택했다. 현재 방사선사들은 투시법, 컴퓨터 단층 촬영, 유방 촬영술, 초음파, 핵의학, 자기 공명 영상도 수행한다. 초기에 방사선 사진은 뢴트겐 사진(roentgenograms)으로 알려졌으며,[8] 1918년경까지 ''스키아그래퍼''(그리스어 고어 "그림자"와 "작성자"에서 유래)라는 용어가 방사선사를 의미하는 데 사용되었다.

3. 원리

방사선 촬영은 X선이 물질을 투과하는 정도가 다른 점을 이용한다. X선은 밀도가 낮은 물질(피부, 근육, 공기 등)은 잘 통과하고, 밀도가 높은 물질(뼈, 금속, 조영제)은 잘 통과하지 못한다. 이러한 투과도의 차이를 이용하여 영상을 생성한다. 방사선 사진을 사용하여 해부학을 연구하는 학문을 방사선 해부학이라고 한다.

조영 방사선 촬영은 관심 구조물을 배경과 시각적으로 구별하기 위해 조영제를 사용한다. 조영제는 혈관조영술에 필요하며, 투사 방사선 촬영과 컴퓨터 단층 촬영(조영 CT) 모두에 사용할 수 있다.[13][14]

3. 1. 영상 생성 과정

일반적으로 알려진 단순 X선 촬영에서는 X선 조사 장치와 필름 사이에 신체를 위치시키고 감광시켜 이미지화한다. X선은 감광판을 투과할 때 유제를 감광시키므로, 신체가 X선을 통과시킨 부분에서는 검게 나타나고, 신체가 X선을 막은 경우에는 해당 부분이 하얗게 나타난다.

진료에서는 전자의 검게 나타난 부분을 "밝게", 후자의 하얀 부분을 "어둡게"라고 표현하는데, 이는 폐렴이나 종양 등에서는 X선 투과도가 낮아져 필름에 하얀 그림자를 드리우는 데에서 유래한 표현이다. X선 투과도가 높은 조직으로는 피부, 공기(폐), 근육, 연골 등이 있다. 반대로 X선 투과도가 낮은 것으로는 와, 조직을 보다 명확하게 나타내기 위해 투여하는 조영제가 있다.

감광제를 바른 필름 대신, IP(이미징 플레이트)나 FPD(플랫 패널 디텍터)를 사용하는 CR(컴퓨터 방사선 촬영)이 현재 주류이다.[32] 필름이 없는 X선 사진도 대형 병원을 중심으로 보급되고 있다. 컴퓨터 X선 촬영 항목도 참조.

4. 의료 분야에서의 이용

신체는 밀도가 다른 다양한 물질로 구성되어 있으므로, 전리 방사선 및 비전리 방사선을 사용하여 이러한 차이점을 강조한다. 전리 방사선의 경우 더 밀도가 높은 물질(예: 칼슘이 풍부한 뼈)에 의한 X선 광자 흡수를 통해 영상 수용체에서 신체 내부 구조를 나타낼 수 있다. 방사선 해부학은 방사선 사진을 사용하여 해부학을 연구하는 학문이다.

의료 방사선 촬영은 일반적으로 방사선사가 수행하며, 영상 분석은 영상의학과 의사가 수행한다. 일부 방사선사는 영상 판독을 전문으로 하기도 한다. 의료 방사선 촬영은 여러 유형의 영상을 생성하는 다양한 양식을 포함하며, 각 영상은 서로 다른 임상적 응용 분야를 갖는다.

뢴트겐이 X선을 발견한 이후, 의료 분야에서는 주로 뼈나 폐의 병변을 그려내는 영상 진단으로서 적극적으로 이용되어 왔다. X선 촬영은 간편성과 경제성이 뛰어나 현재도 건강 검진 등 대부분의 진료 시설에서 사용되고 있다.

4. 1. 단순 X선 촬영

단순 X선 촬영은 물체를 X선 또는 기타 고에너지 형태의 전자기파에 노출시켜 생성된 잔류 빔(또는 "음영")을 잠상으로 포착하여 이미지를 생성하는 "투사 방사선 촬영"의 일종이다.[32] 뼈와 일부 장기(예: 폐)는 투사 방사선 촬영에 적합하며, 비교적 저렴한 검사로 높은 진단 수율을 보인다.[32] 뢴트겐이 X선을 발견한 이후, 의료 분야에서는 주로 뼈나 폐의 병변을 그려내는 영상 진단으로서 적극적으로 이용되어 왔다.

단순 X선 촬영


단순 X선 촬영의 주요 이용법은 다음과 같다.

종류설명
골절·골병변 진단X선은 골병변 진단에 가장 유효하며, 현재에도 골절 진단에 가장 유용한 검사 방법 중 하나이다. 특히 머리, 목, 사지의 골절에 유용성이 높다. 골다공증의 골밀도 측정에도 사용된다.
치과적 진단치아도 뼈와 마찬가지로 경조직이며, 치과 진료 영역에서 빈번하게 이용된다.
흉부 X선hest X-ray(CXR)라고 불리며, 폐암, 폐렴, 결핵, 흉수, 기흉을 비롯하여 매우 많은 폐 병변 진단에 이용되고 있다.
복부 X선Abdominal X-ray(AXR)(와위에서는 flat plate)는 장폐색이나 복수, 복강 내, 변비, 담석, 요로 결석의 공기 상태를 진단하는 데 이용된다.


4. 2. 투시 촬영

토머스 에디슨은 초기 엑스레이 연구를 하는 동안 '투시술'이라는 용어를 만들었는데, 이는 그가 엑스레이를 쪼여 빛나는 판을 보면서 본 형광을 나타낸다.[10]

이 기술은 움직이는 투사 방사선 사진을 제공한다. 투시술은 주로 조직이나 조영제의 움직임을 보거나, 혈관 성형술, 심박 조율기 삽입술 또는 관절 수리/교체와 같은 의학적 중재를 안내하기 위해 수행된다. 후자의 경우, C-arm이라고 불리는 휴대용 투시 장치를 사용하여 수술실에서 수행될 수 있다.[11] C-arm은 수술대 주변을 이동하며 외과 의사를 위해 디지털 이미지를 만들 수 있다. 양면 투시술은 단일 평면 투시술과 동일하게 작동하지만 두 평면을 동시에 표시한다. 두 평면에서 작업할 수 있는 능력은 정형 외과 및 척추 수술에 중요하며 재배치를 제거하여 수술 시간을 줄일 수 있다.[12]

횡단 투사의 척추 기저 및 후대뇌 혈액 순환을 보여주는 혈관 조영술


혈관 조영술은 투시술을 사용하여 심혈관계를 보는 것이다. 요오드 기반 조영제가 혈류에 주입되어 혈관을 따라 이동하는 것을 관찰한다. 액체 혈액과 혈관은 밀도가 높지 않기 때문에, X-선으로 혈관을 보기 위해 고밀도 조영제(큰 요오드 원자와 같은)가 사용된다. 혈관 조영술은 동맥류, 누출, 막힘(혈전), 새로운 혈관 성장, 카테터 및 스텐트 배치를 찾는 데 사용된다. 풍선 혈관 성형술은 종종 혈관 조영술과 함께 수행된다. X선을 연속적으로 조사하여, 텔레비전 모니터를 통해 영상을 관찰한다. 피폭량은 많아지지만, 병변에 따라 진단 및 치료에 필요하다.

4. 3. 컴퓨터 단층 촬영 (CT)

컴퓨터 단층 촬영(CT) 또는 CT 스캔(이전에는 CAT 스캔으로 알려졌으며, "A"는 "축"을 의미)은 컴퓨터와 함께 X선을 사용하여 연조직과 경조직의 이미지를 생성한다. 이러한 이미지는 환자를 빵처럼 썰어 놓은 것처럼 보인다("토모그래피" – "tomo"는 "slice"를 의미). CT는 진단용 X선보다 더 많은 양의 이온화 X선 방사선을 사용하지만(둘 다 X선 방사선을 사용), 기술 발전으로 CT 방사선량과 스캔 시간이 감소했다.[9] CT 검사는 일반적으로 짧으며, 대부분 숨 참기 시간만큼만 지속된다. 보이는 조직에 따라 방사선 조영제가 자주 사용된다. 방사선사는 이러한 검사를 수행하며, 때로는 영상의학과 의사와 협력하기도 한다(예: 방사선과 전문의가 CT 유도 생검을 수행하는 경우).

X선 촬영은 간편성과 경제성이 뛰어나 현재도 건강 검진 등 대부분의 진료 시설에서 사용되고 있다. 자기 공명 영상법(MRI)이 영상의 유용성이 더 높은 경우도 있지만, 응급 상황에서는 헬리컬 스캔, MDCT의 등장으로 CT 촬영 시간이 줄어들어 단순 X선 사진의 비율은 줄어들고 있다. 또한, 방사광 X선을 사용한 CT에서는 매우 세밀한 부분까지 알 수 있어 현미경적인 영상이 기대되고 있다.[32]

컴퓨터 단층 촬영으로 생성된 이미지, 좌상단에는 3D 렌더링 이미지 포함

4. 4. 이중에너지 X선 흡수계측법 (DEXA)

DEXA 또는 골밀도 측정법은 주로 골다공증 검사에 사용된다. X선이 서로 90도 각도로 환자를 가로질러 스캔되는 두 개의 좁은 빔으로 방출된다. 일반적으로 엉덩이(넙다리뼈 머리), 허리(요추), 또는 발뒤꿈치(종골)를 촬영하며, 골밀도(칼슘의 양)를 측정하여 수치(T-score)로 제공한다. 골절, 염증 등을 정확하게 진단할 수 있는 영상을 얻기에는 영상 품질이 충분하지 않아 골 영상 촬영에는 사용되지 않는다. 전신 지방을 측정하는 데에도 사용될 수 있지만, 흔한 경우는 아니다. DEXA 스캔으로 받는 방사선량은 매우 낮으며, 투사 방사선 촬영 검사보다 훨씬 낮다.

4. 5. 조영 방사선 촬영

조영 방사선 촬영은 조영제라는 특수한 물질을 사용하여 우리 몸속의 특정 장기나 혈관을 더 뚜렷하게 보여주는 촬영 기법이다. 이 방법은 일반적인 투사 방사선 촬영뿐만 아니라 컴퓨터 단층 촬영(CT)에서도 사용된다.[13][14]

조영제는 X선을 잘 통과시키지 않는 바륨과 같은 물질로, 입으로 먹거나(경구) 혈관에 주사(정맥 주사)하여 사용한다. 조영제를 사용하면 평소에는 잘 보이지 않던 소화관이나 혈관의 모습을 자세히 살펴볼 수 있다. 조영제를 사용하지 않은 일반 X선 사진은 '단순 X선 사진'이라고 부른다.

조영 방사선 촬영에는 다음과 같은 종류가 있다.

  • 소화관 조영 검사
  • 혈관 조영술: 투시술을 이용하여 심혈관계를 관찰하는 방법이다. 요오드 기반 조영제를 혈류에 주입하여 혈관을 따라 이동하는 모습을 관찰한다. 동맥류, 누출, 막힘(혈전), 새로운 혈관 성장 등을 확인하고, 카테터나 스텐트 삽입 위치를 파악하는 데 사용된다. 풍선 혈관 성형술이 함께 시행되기도 한다.

5. 산업 분야에서의 이용

산업 방사선 촬영은 제조된 다양한 부품의 내부 구조와 무결성을 검사하여 확인할 수 있는 비파괴 검사 방법으로, X선 또는 감마선을 이용하여 수행할 수 있다. 이 둘은 전자기파의 형태이며, 다양한 형태의 전자기 에너지 간의 차이는 파장과 관련이 있다. X선과 감마선은 가장 짧은 파장을 가지며, 이러한 특성으로 인해 탄소강 및 기타 금속과 같은 다양한 재료를 관통하고 통과하여 빠져나갈 수 있다. 특정 방법으로는 산업용 컴퓨터 단층 촬영이 있다.

공항 등에서의 수하물 검사(비행기 탑승 전에 가방이나 노트북 등의 수하물을 기계에 통과시키는 것)나, 건축물이나 배관 등 구조물 내부의 비파괴 검사의 일환으로 방사선 투과 검사가 이용되고 있다.[32] 또한, 보디 체크를 실시할 때 후방 산란 X선 검사 장치 등이 이용되는 경우도 있다.

6. 방사선 안전 및 관리

방사선 촬영은 X선을 사용하므로 방사선 피폭의 위험이 있어, 방사선 안전 관리가 매우 중요하다.

은 밀도가 높고(11340kg/m³), 제동력이 좋으며, 설치가 쉽고 가격이 저렴하여 X선 차폐에 가장 일반적으로 사용되는 재료이다. X선과 같은 고에너지 광자는 물질을 통과할 때 모든 지점에서 상호작용할 확률이 존재하며, 광자 빔의 차폐는 지수 함수 형태를 따른다. 따라서 차폐 두께를 두 배로 늘리면 차폐 효과는 제곱으로 증가한다.[17]

다음은 X선 에너지에 따른 납 차폐 권장 두께이다.[17]

X선 에너지에 따른 납 차폐 권장 두께
최대 전압(kV)에 따라 생성되는 X선납의 최소 두께
75 kV1mm
100 kV1.5mm
125 kV2mm
150 kV2.5mm
175 kV3mm
200 kV4mm
225 kV5mm
300 kV9mm
400 kV15mm
500 kV22mm
600 kV34mm
900 kV51mm



소아 영상 의학회는 미국 방사선 기술자 협회, 미국 방사선 의학회, 미국 의학 물리학회와 협력하여 소아 환자의 방사선 피폭을 최소화하기 위한 "Image Gently" 캠페인을 개발하였다.[18] 이 캠페인은 전 세계 여러 전문 의료 단체의 지지를 받고 있으며, 방사선 촬영 장비 제조 회사들의 지원과 협력을 받고 있다.

"Image Gently" 캠페인의 성공에 이어, 미국 방사선 의학회, 북미 방사선 학회, 미국 의학 물리학회, 미국 방사선 기술자 협회는 성인 환자의 방사선 피폭 문제를 다루기 위한 "Image Wisely" 캠페인을 시작했다.[19] 세계 보건 기구와 국제 원자력 기구(IAEA)도 이 분야에서 활동하며, 최적의 의료 관행을 확산하고 환자 방사선 피폭량을 줄이기 위한 지속적인 프로젝트를 진행하고 있다.[20][21][22]

6. 1. 방사선 피폭

의료 영상 촬영 시 발생하는 방사선 피폭량은 검사 종류에 따라 다르다. 예를 들어, 흉부 X-선 촬영의 유효 선량은 0.1mSv인 반면, 복부 CT 촬영은 10mSv이다.[15] 국제 방사선 방호 위원회(ICRP) 등 관련 기관에서는 방사선 피폭을 최소화하기 위한 안전 기준을 제시한다.[16]

의료 영상에서의 유효 선량
대상 장기검사유효 선량(성인)[34]환경 방사선의
등가 시간[34]
두부 CT단순 CT2mSv8개월
조영제 사용4mSv16개월
흉부흉부 CT7mSv2년
암 검진을 위한 흉부 CT1.5mSv6개월
흉부 단순 X선 촬영0.1mSv10일
심장관상 동맥 CT 혈관 조영12mSv4년
관상 동맥 CT, 칼슘 스캔3mSv1년
복부복부·골반 CT10mSv3년
복부·골반 CT, 저선량 프로토콜3mSv[35]1년
복부·골반 CT, 조영제 사용20mSv7년
CT 결장 검사6mSv2년
정맥 내 신우 조영술3mSv1년
상부 소화관 조영6mSv2년
하부 소화관 조영8mSv3년
척추척추 단순 X선 촬영1.5mSv6개월
척추 CT6mSv2년
사지사지 단순 X선 촬영0.001mSv3시간
하지 CT 혈관 조영0.3mSv - 1.6mSv[36]5주 - 6개월
치과 X선 촬영0.005mSv1일
골밀도 측정 (DEXA법)0.001mSv3시간
PET-CT25mSv8년
유방 조영술0.4mSv7주



존스 홉킨스 의과대학의 연구에 따르면, 엑스레이 검사로 의료 피폭을 경험한 여성은 엑스레이 미경험자의 같은 연령대 여성에 비해 다운 증후군아를 출산할 확률이 7배나 높은 것으로 나타났다.[37]

6. 2. 방사선 차폐

은 밀도가 높고(11340kg/m³), 제동력이 좋으며, 설치가 쉽고, 가격이 저렴하여 X선 차폐에 가장 일반적으로 사용되는 재료이다. X선과 같은 고에너지 광자는 물질 내에서 무한대 거리까지 도달할 수 있다. 광자가 물질을 통과할 때 모든 지점에서 상호작용할 확률이 존재한다. 따라서 매우 먼 거리에서 상호작용이 없을 확률은 극히 낮다. 광자 빔의 차폐는 지수 함수 형태를 따른다. (감쇠 길이는 물질의 방사선 길이에 가깝다.) 차폐 두께를 두 배로 늘리면 차폐 효과는 제곱으로 증가한다.[17]

X선 에너지에 따른 납 차폐 권장 두께[17]
최대 전압(kV)에 따라 생성되는 X선납의 최소 두께
75 kV1mm
100 kV1.5mm
125 kV2mm
150 kV2.5mm
175 kV3mm
200 kV4mm
225 kV5mm
300 kV9mm
400 kV15mm
500 kV22mm
600 kV34mm
900 kV51mm


6. 3. 방사선 안전 캠페인

소아 영상 의학회는 미국 방사선 기술자 협회, 미국 방사선 의학회, 미국 의학 물리학회와 협력하여 소아 환자의 방사선 피폭을 최소화하고, 최적의 방사선 안전 지침을 준수하며 고품질 영상 검사를 유지하기 위한 "Image Gently" 캠페인을 개발하고 시작했다.[18] 이 캠페인은 전 세계 여러 전문 의료 단체의 지지를 받아 시행되고 있으며, 방사선 촬영 장비 제조 회사들의 지원과 협력을 받고 있다.

"Image Gently" 캠페인의 성공에 이어, 미국 방사선 의학회, 북미 방사선 학회, 미국 의학 물리학회, 미국 방사선 기술자 협회는 성인 환자의 방사선 피폭 문제를 다루기 위한 유사한 캠페인인 "Image Wisely"를 시작했다.[19] 세계 보건 기구와 국제 원자력 기구(IAEA)도 이 분야에서 활동하며, 최적의 의료 관행을 확산하고 환자 방사선 피폭량을 줄이기 위한 지속적인 프로젝트를 진행하고 있다.[20][21][22]

7. 윤리적 문제 및 사회적 논란

과도한 방사선 촬영은 의료 피폭으로 인한 부작용을 유발할 수 있다. 특히 불필요한 방사선 촬영은 환자의 건강에 해를 끼칠 수 있으며, 의료비 증가의 원인이 되기도 한다.

대상 장기검사유효 선량(성인)[34]환경 방사선의
등가 시간[34]
두부CT 단순 CT2mSv8개월
두부조영제 사용 CT4mSv16개월
흉부흉부 CT7mSv2년
흉부암 검진을 위한 흉부 CT1.5mSv6개월
흉부흉부 단순 X선 촬영0.1mSv10일
심장관상 동맥 CT 혈관 조영12mSv4년
심장관상 동맥 CT, 칼슘 스캔3mSv1년
복부복부·골반 CT10mSv3년
복부복부·골반 CT, 저선량 프로토콜3mSv[35]1년
복부복부·골반 CT, 조영제 사용20mSv7년
복부CT 결장 검사6mSv2년
복부정맥 내 신우 조영술3mSv1년
복부상부 소화관 조영6mSv2년
복부하부 소화관 조영8mSv3년
척추척추 단순 X선 촬영1.5mSv6개월
척추척추 CT6mSv2년
사지사지 단순 X선 촬영0.001mSv3시간
사지하지 CT 혈관 조영0.3mSv - 1.6mSv[36]5주 - 6개월
치과치과 X선 촬영0.005mSv1일
치과 외골밀도 측정 (DEXA법)0.001mSv3시간
치과 외PET-CT25mSv8년
치과 외유방 조영술0.4mSv7주


7. 1. 한국 사회의 논란

대한민국에서는 의료기관의 과잉 진료 및 불필요한 검사 문제가 지속적으로 제기되어 왔다. 특히, 일부 의료기관에서는 수익 증대를 위해 불필요한 방사선 촬영을 권유하는 경우가 있어 사회적 문제가 되고 있다. 환자의 이익을 위해서만 방사선 촬영을 실시해야 한다는 권고와는 반대로, 최근 증거에 따르면 치과의사가 진료 건당 수수료 방식으로 보수를 받을 때 방사선 촬영이 더 자주 사용되는 것으로 나타났다.[23]

존스 홉킨스 의과대학의 연구에 따르면, 엑스레이 검사로 의료 피폭을 경험한 여성은 엑스레이 미경험자의 같은 연령대 여성에 비해 다운 증후군아를 출산할 확률이 7배나 높은 것으로 나타났다. 이 보고의 정확성은 다른 연구에 의해서도 뒷받침되고 있다.[37] 로버트 멘델슨은 고령 출산으로 장애아 등이 태어나는 경우, 그 원인 중 하나는 출산 전까지 어머니가 여러 번 부주의하게 쬔 (의사나 의료 종사자 등에 의해 쬔) 필요 없는 X선에 있었다고 지적했다.[38] (→ 의인성 질환도 참조).

8. 기타

팔꿈치의 일반 방사선 사진


요추의 전후 방사선 사진


X선 촬영을 준비하는 손


X선 검출기는 크게 영상 검출기와 선량 측정 장치로 나눌 수 있다. 영상 검출기에는 사진 건판 및 X선 필름(사진 필름)이 있었으나, 현재는 대부분 이미지 플레이트 또는 평판형 검출기와 같은 다양한 디지털화 장치로 대체되었다. 선량 측정 장치는 전리함, 가이거 계수기와 같이 국부 방사선 피폭, 선량 및/또는 선량률을 측정하는 데 사용되는 선량계로, 방사선 방호 장비 및 절차가 지속적으로 효과적인지 확인하는 데 사용된다.

1920년대부터 1970년대까지 미국, 캐나다, 영국, 오스트레일리아, 남아프리카 공화국, 독일, 스위스 등의 신발 가게에는 신발이 맞는지 확인하기 위한 슈 피팅 형광 투시기Shoe-fitting fluoroscope영어가 설치되어 있었다.[39] X선 위험성에 대한 연구가 진행되면서 규제가 강화되었고, 결국 이 기기를 도입했던 국가들에서 금지되어 사라지게 되었다.

소련에서는 정기적인 엑스선 촬영이 국민 전체에게 의무화되었다. 여기서 촬영된 사진은 당시 금지되었던 서방 음악을 녹음하는 갈비뼈 레코드를 만드는 데 사용되었다.[40]

8. 1. 장비



X선 검출기는 크게 영상 검출기와 선량 측정 장치, 두 가지 범주로 나눌 수 있다. 영상 검출기에는 사진 건판 및 X선 필름(사진 필름)이 있었으나, 현재는 대부분 이미지 플레이트 또는 평판형 검출기와 같은 다양한 디지털화 장치로 대체되었다. 선량 측정 장치는 전리함, 가이거 계수기와 같이 국부 방사선 피폭, 선량 및/또는 선량률을 측정하는 데 사용되는 선량계로, 방사선 방호 장비 및 절차가 지속적으로 효과적인지 확인하는 데 사용된다.

8. 2. 문화

1920년대부터 1970년대까지 미국, 캐나다, 영국, 오스트레일리아, 남아프리카 공화국, 독일, 스위스 등의 신발 가게에는 신발이 맞는지 확인하기 위한 슈 피팅 형광 투시기Shoe-fitting fluoroscope영어가 설치되어 있었다.[39] X선 위험성에 대한 연구가 진행되면서 규제가 강화되었고, 결국 이 기기를 도입했던 국가들에서 금지되어 사라지게 되었다.

소련에서는 정기적인 엑스선 촬영이 국민 전체에게 의무화되었다. 여기서 촬영된 사진은 당시 금지되었던 서방 음악을 녹음하는 갈비뼈 레코드를 만드는 데 사용되었다.[40]

참조

[1] 웹사이트 History of Radiography http://www.ndt-ed.or[...] Iowa State University 2013-04-27
[2] 웹사이트 The Nobel Prizes in Physics 1901–2000 https://www.nobelpri[...] The Nobel Foundation 2011-11-24
[3] 웹사이트 5 unbelievable things about X-rays you can't miss https://www.vix.com/[...] 2017-10-23
[4] 서적 Wilhelm Conrad Röntgen and the early history of the roentgen rays https://books.google[...] Norman Publishing 1993
[5] 웹사이트 "'I Have Seen My Death': How the World Discovered the X-Ray" https://www.pbs.org/[...] PBS 2013-04-27
[6] 웹사이트 Major John Hall-Edwards http://www.birmingha[...] Birmingham City Council 2012-05-17
[7] 학술지 The first clinical X-ray made in America – 100 years American Roentgen Ray Society 1995-01
[8] 학술지 The Crests of the Interdental Alveolar Septa 1953-04
[9] 학술지 Radiation Doses of Various CT Protocols: a Multicenter Longitudinal Observation Study 2016-02
[10] 서적 Radiography in the Digital Age https://books.google[...] Charles C Thomas 2014
[11] 서적 Radiation Protection in Diagnostic X-Ray Imaging https://books.google[...] Jones & Bartlett 2016
[12] 학술지 The AAPM/RSNA physics tutorial for residents: general overview of fluoroscopic imaging 2000-07
[13] 서적 Textbook of Angiology
[14] 서적 Fundamentals of Diagnostic Radiology Lippincott Williams & Wilkins 2007
[15] 웹사이트 Reducing Radiation from Medical X-rays https://www.fda.gov/[...] 2018-09-09
[16] 학술지 From the Spectral to the Spectrum 2018-09
[17] 문서 Alchemy Art Lead Products – Lead Shielding Sheet Lead For Shielding Applications http://www.alchemyca[...] 2008-12-07
[18] 웹사이트 IG new: The Alliance | image gently http://www.pedrad.or[...] Pedrad.org 2013-08-16
[19] 웹사이트 Radiation Safety in Adult Medical Imaging http://www.imagewise[...] Image Wisely 2013-08-16
[20] 웹사이트 Optimal levels of radiation for patients – Pan American Health Organization – Organización Panamericana de la Salud http://new.paho.org/[...] New.paho.org 2013-08-16
[21] 웹사이트 Radiation Protection of Patients https://rpop.iaea.or[...] Rpop.iaea.org 2013-08-16
[22] 웹사이트 World Health Organisation: Global Initiative on Radiation Safety in Healthcare Settings: Technical Meeting Report https://www.who.int/[...] Who.int 2013-08-16
[23] 학술지 First do no harm - The impact of financial incentives on dental X-rays 2018-03
[24] 서적 The Essential Physics of Medical Imaging https://books.google[...] Lippincott Williams & Wilkins 2002
[25] 학술지 Radiation detectors in nuclear medicine 1999
[26] 학술지 Characteristics of radiation detectors for diagnostic radiology 1999-01
[27] 서적 Particle Physics Springer-Verlag 2013
[28] 학술지 A clinical audit of anatomical side marker use in a paediatric medical imaging department 2016-09
[29] 서적 Medical Imaging Physics John Wiley & Sons 2002
[30] 학술지 Flat-panel detectors: how much better are they? 2006-09
[31] 학술지 Dual Energy CT Imaging for Suspected Pulmonary Embolism Using a Lower Dose of Contrast Agent http://www.massgener[...] 2018-02-05
[32] 서적 X線CT―産業・理工学でのトモグラフィー実践活用 共立出版 2019-02-05
[33] 문서 携帯型X線撮影装置 http://dev.medicalon[...]
[34] 웹사이트 Radiation Dose in X-Ray and CT Exams https://www.radiolog[...] Radiological Society of North America 2017-10-23
[35] 학술지 An overview of kidney stone imaging techniques Springer Nature
[36] 간행물 Image Quality and Radiation Dose of Lower Extremity CT Angiography Using 70 kVp, High Pitch Acquisition and Sinogram-Affirmed Iterative Reconstruction
[37] 서적 医者が患者をだますとき
[38] 서적 医者が患者をだますとき
[39] 웹사이트 Shoe-Fitting Fluoroscope (ca. 1930-1940) http://www.orau.org/[...] Oak Ridge Associated Universities. 2008-12-17
[40] 웹사이트 レントゲン写真を再利用して作られたソ連のレコード https://jp.rbth.com/[...] 2022-11-04



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