질병을 진단하고 치료하는데 있어서 의사들은 몇가지 X-선의 특성을 유용하게 이용할 수 있는데 그 특징은 다음과 같이 분류해 볼 수 있다.

1. 감광판을 노출시키는 능력
Ability to cause exposure of a photographic plate;
감광판이 X-선 아래에 놓여지면 X-선은 장애를 받지 않고 공기를 투과하여 감광판의 은박을 노출시켜 검게 변화시킨다.

2. 정도가 다르게 다른 물질을 투과하는 능력
Ability to penetrate different substances to varying degrees ;
X-선은 인체의 여러 다른 물질(폐의 공기, 혈관과 림프관의 물, 근육주변의 지방,뼈의 칼슘과 같은 금속)을 정도가 다르게 투과한다. 공기는 밀도가 가장 낮은 물질로 투과정도가 가장 크다.

지방, 물, 금속순서로 밀도가 높아지며 그에 따라 투과력은 반대로 된다. 만일 X-선이 밀도 높은 체내물질(예를 들어 뼈의 칼슘)에 흡수되면(막히면) 환자뒤에 놓아둔 감광판에 도달하지 못하기 때문에 흰 부분이 X-선 필름(판)에 남게 된다.<그림 20-1>은 X-선 사진의 예이다.

만일 어떤 물질이 대부분의 X-선을 투과시킨다면 그것은 radiolucent 방사선 투과성이라고 말한다. 폐조직(공기를 포함하는)은 방사선 투과성 물질의 한 예이며 X-선 영상에서 검게 나타난다. radiopaque 방사선 비투과성 물질(뼈)은 그들에게 발사되는 대부분의 X-선을 흡수하여 오직적은 양만 감광판에 도달하게 한다. 따라서 정상적으로는 방사선 비투과성으로 칼슘을 포함하는 뼈는 X-선 영상에서 밝게 나타난다.

3. 불가시성 Invisibility :
X-선은 보거나 듣거나 만져도 감지할 수 없다. X-선에 노출된 근로자들은 film badge 필름배지를 착용하여 자신들에게 폭로된 방사선의 양을 감지하고 기록하게 된다. 필름에 나타난 검은색의 양은 착용자에게 폭로된 X-선이나 감마선의 양을 나타내 준다.

4. 직선운동 Travel in straight lines :
이러한 속성으로 감광판에 정확한 음영을 만들고 X-선 광선이 방사선 치료시에 정확하게 병변부위로 향할 수 있게 된다.

5. 방사선의 산란 Scattering of radiation :
X-선이 어떤 물질을 만나게 되면 산란된다. 고밀도의 물질에서 산란이 심하고 방사선 투과성 물질에서 산란이 적게 발생한다. X-선 기계와 같이 X-선 발생원 근처에서 일하는 사람
들에게 산란의 특성은 심각한 직업적 위험요인이 된다.

게다가 산란 때문에 영상이 흐려지고 음영으로 나타날 부분이 노출되기도 하기 때문에 그리드(방사선 광선과 평행하게 얇은 납판을 배열해 놓은 것)를 필름앞에 놓아두어 방사선이 X-선 필름을 감광시키기 전에 산란된 방사선을 흡수하게 만들고 있다.

6. 이온화 Ionization :
X-선은 그것이 투과하는 물질을 이온화시키는 능력이 있다. 이온화란 X-선 광선의 에너지가 물질의 내부에서 재배열 및 파괴를 일으켜 이전에 중립적인 입자가 이온 입자로 변화되는 화학적 과정이다. X-선의 강력한 이온화 능력은 양날 선 검과 같다.
X-선 치료에서 X-선의 이온화 효과는 암세포를 죽이고 종양의 증식을 멈추게 할 수 있다.

그러나 적은 양의 이온 X-선은 정상적인 인체세포에 영향을 주어 조직에 손상을 가져오고 악성 변화를 일으킬 수 있다. 따라서 많은 양의 X-선에 폭로된 사람들은 백혈병, 갑상선 종양, 유방암 기타 악성 신생물(암)이 발현될 위험이 있다.

X-선 X-rays

X-선은 병리적 상태를 알아내는데 다양한 방식으로 이용되고 있다. 진단 방사선을 흔히 이용하는 분야는 치과로서 치아의 충치를 알아내고 있다. 또 다른 분야로는 소화기계, 신경계, 생식기계, 내분기계와 흉부, 골 분야에서 진단 X-선 검사를 시행하고 있다. 몇 가지 특수한 X-선 진단기술은 다음과 같다.

전산화 단층촬영술 Computed Tomography(CT, CAT) :
CT scanner 전산화 단층촬영기는 인체의 특별한 단면 주변에서 여러 각도로 이온 X-선을 보낸다. 그것들이 인체를 투과함에 따라 이들 각도에서 X-선의 흡수가 감지되고 여러 가지 인체조직의 흡수능력을 알도록 프로그램 된 컴퓨터에 전달된다.

컴퓨터는 여러 가지 다른 X-선 촬영방향에서 받게 된 정보를 종합하여 복부, 흉부, 두부 등의 특별한 부분에 대하여 하나의 합성된 영상을 화면에 투사해 준다. 전산화 단층촬영기가 비정상을 탐지해내는 능력은 혈관을 구분해낼 수 있도록 요오드를 함유하는 조영제를 사용하게 되어 더욱 강화되었다.

CT는 골조직의 질환을 알아내는데 특히 감수성이 높으며 보통 X-선 기술로 가시화하기 곤란한 내부장기의 영상을 제공해 줄 수 있다. CT는 조영제를 사용하여 뇌종양, 혈종, 척수병변, 흉부, 간, 신장 췌장의 종괴 등을 알아낼 수도 있다.

대조연구 Contrast Studies :
X-선 필름에서 인체조직의 밀도의 자연적 차이(폐의 공기, 뼈의 칼슘)는 X-선 필름상에 대조적인 음영상을 만들어 낸다. 그러나 X-선이 복부의 소화기계와 같이 밀도가 같은 물질로 구성된 인접된 두 개의 장기를 통과할 때 그 영상은 필름이나 화면에서 구분되지 않는다.

따라서 조영제(contrast medium) 를 구조물이나 액체에 주사하여 가시화 함으로써 특별한 부위나 장기, 관, 액체가 꽉찬 조영제 위에서 음화로 나타나 가시화 된다.
다음은 진단적 방사선 연구에서 사용되고 있는 인공적인 여러 조영제들은 다음과 같다.

황산바륨 Barium Sulfate : 황산바륨은 물과 혼합되는 금속성 분말로 상부와 하부 위장
관검사에 사용된다. Barium swallow(upper GI series) 바륨섭취(상부위장과 시리즈)
는 황산바륨을 경구 섭취하여 식도, 위, 십이지장을 가시화한다.
소장시리즈(A small bowel series; small bowel follow-through)는 바륨이 소장을
통과함에 따라 연속적으로 바륨의 통로를 추적한다. Barium enema바륨주장은 황사
바륨을 함유하는 관장제를 사용하여 대장의 통로를 불투명하게 만든다.
이중 대조연구는 방사선 비투과성과 방사선 투과성 조영제를 둘다 사용하는 방법이
다. 예를 들어 위나 소장의 벽을 바륨으로 입히고 강내는 공기로 채운다.

요오드화합물: 최대 50%의 요오드를 함유하는 방사선 비투과성 액체는 일반적으로 다음
검사에서 사용된다.

angiography 수용성 조영제를 카테터를 통해서 적당한 혈관이나 심장의 방에
혈관조영술 주사한 후 얻어지는 혈관과 심장의 X-선 영상

arteriography 방사선 비투과성 조영제를 직접 동맥주사한 후 얻어지는 동맥의
동맥조영술 X-선 영상

arthrography 조영제나 공기 또는 둘다를 관절에 주사한 후 관절의 X-선 촬영을
관절조영술 한다.

bronchography 요오드유 현탁액을 기관을 통해 기관지에 주사한 후 기관지의 X-
기관지조영술 선 촬영을 한다.

cholangiography 조영제를 정맥내 주사하면 간에서 담관으로 향하게 된다. 담낭과
담관조영술 담관에 대한 X-선 촬영을 한다. 이 검사는 담낭절제후 담관의 개
방성(개구부의 크기)을 검사하기 위해 대개 시행한다.

cholecystography 방사선 비투과성 물질을 경구투여한다.; 물질은 담낭에 쌓이게 되고
담낭조영술 담낭과 담관의 X-선 촬영을 한다. 그후 지방식을 하고 추후 X-
선을 찍어 담낭과 총담관의 결석을 찾는데 사용한다.

digital subtraction 조영제를 주사한 혈관이 X-선 영상을 두 번 촬영한(첫번째는 조영
angiography(DSA) 제 없이)후 컴퓨터를 사용해서 영상에서 분명하지 않은 음영들을
계수공제혈관조영술 공제하여 만들어 낸다. <그림 20-5>는 DSA법으로 만들어진 최종
X-선 영상을 보여준다.

hysterosalpingography 조영제를 질을 통해 자궁내에 주사한 후 난관의 X-선 영상을
자궁난관조영술 얻는다.

lymphangiography 조영제(ethiodol)를 발이나 손의 림프계로 주사한 후 림프관과
림프관조영술 림프절의 X-선 촬영을 한다.

myelography 방사선 비투과성 조영제(pantopaque)를 척수를 둘러싸고 있는
척수조영술 지주막 하강에 주사한 후 척수의 X-선 촬영을 한다. 이 검사로
척추나 추간원판 탈출여부나 척수나 신경근 압박여부를 확인한다.
척수내외에 있는 종양도 확인된다.

pyelograhy 조영제를 정맥내(정맥내 신우조영상) 주사하거나 조영제를 직접
신우조영술 요도나 방광, 요관(역행성 신우조영상)에 주사한 후 신우와 비뇨
기계에 대한 X-선 촬영을 한다.

venography 조영제를 정맥내 주사한 후 정맥의 X-선 촬영을 한다.
정맥조영술

어떤 사람들은 요오드를 함유하는 조영제에 대하여 부작용을 겪기도 한다.
이런 부작용은 조홍, 오심, 흥분, 쑤시는 등의 경미한 반응에서 기도경련, 두드러기, 후두부종, 혈관확장, 빈맥 등 생명이 위태로운 반응까지도 나타난다. 치료를 위해서는 즉시 기도를 확보하고 환기시킨 후 에피네프린(아드레날린), 코르티코스테론, 항히스타민약 등을 주사해야 한다.

Fluoroscopy 형광경검사: 이 X-선 검사는 감광판 대신에 형광판을 사용해서 환자를 투과
하는 X-선에서 가시적 영상을 유도한다. X-선과 같은 이온방사선이 형광(다른
물질로부터 방사선을 흡수하거나 방사선에 노출된 결과 방출되는 빛에너지 광
선)을 만들어 내는 것이 형광경 검사의 기본이다. 형광판은 X-선에 쪼이면 빛을
발한다. 골과 같은 비투과성 조직은 형광판에서 어두운 음영상으로 나타난다.

정상 방사선조영술에 비해 형광경검사의 장점은 심장이나 소화기계의 장기들과
같은 내부장기가 움직이는 것을 관찰할 수 있다는 점이다. 게다가 환자의 위치
를 계속 변화시켜 가장 유용한 진단 정보를 얻을 수 있도록 적시에 올바를 촬영
방향을 제공할 수 있다는 것이다.

중재방사선학(Interventional radiology)은 환자가 형광경검사나 초음파 검사를
하고 있을 때 방사선 의사가 수행하는 치료적 과정이다. 중재방사선학이 사용되
는 예는 배농관 삽입, 농양의 배농, 터진 혈관막기, 폐색, 카테터를 통해 항생제
나 항암제를 주입하는 것 등이다.

형광경검사의 해상도를 강화시키는 시스템으로 형광경 영상을 밝게 하면 영화카
메라나 비디오 녹음기와 연결시켜 형광경검사나 X-선 검사에 대한 기록을 영구
히 보관할 수 있게 된다. 이것을 X-선 영화촬영법(cineradiography ; cine는 움
직임을 의미한다)이라고 한다.
단층촬영법 Tomography : 단층촬영법은 일련의 X-선 사진을 찍는 기술인데 인체에서
원하는 단면을 X-선 촬영하는 대신 그 단면의 앞, 뒤 조직은 지우는 것이다.

Tomogram 단층사진이나 body section 단면이라는 여러 사진들은 환자가 가만
히 있는 동안 X-선 기계의 초점의 깊이를 변화시키면서 찍은 것이다. 각 단층
사진들은 외부의 모든 물질을 없애고 촬영을 하려는 조그만 단면하나에만 초점
을 맞춘다. 전통적인 X-선에서 잡아내지 못했던 석회화나 기타 단단한 병변들
이 단층촬영으로 확인될 수 있다.

초음파 Ultrasound

초음파는 인체조직을 맞고 반사된 들리지 않는 고주파 음파를 사용하여 기록함으로써 내부
장기 의 모양에 대한 정보를 주는 것이다.

음파를 잘 전달시키기 위하여 광유(mineral oil)로 피부를 얇게 덮은 후 도구를 피부 윗 부분이나 피부 가까이 장치한다. 이 도구는 짧게 반복적인 음파를 방출한다. 초음파는 인체조직들을 다른 속도로 움직여서 밀도가 다른 조직사이의 경계를 탐지한다.

음파가 각종 체내 조직을 치면 반사음파가 만들어져 초음파 탐지기에 반향을 보낸다.
이 반향된 초음파가 그 도구가 통과한 인체 부위에 대하여 합성 그림을 기록해 낸다. 초음파가 만들어 낸 기록을 초음파 촬영상(sonogram : echogram) 이라 한다.

초음파는 방사선 의사들뿐만 아니라 신경외과의나 안과의들이 두 개 내부나 안과적 병변을 알아내고 심장의들이 심장 판막이나 혈관장애(echocardiography 초음파 심장조영술)를 알아내며 또 위장관의가 소화기 외부의 복부종괴의 위치를 알아내고 종양이나 낭포의 위치를 알아내기 위한 진단도구로도 사용되고 있다.

태아의 크기와 연령도 초음파를 사용해서 측정할 수도 있다. 태아를 여러 단면에서 찍어 초음파 이미지로부터 측정할 수 있다.

초음파는 음파가 이온화되지 않으며 진단을 위해 사용되는 에너지가 조직에 손상을 입히지 않기 때문에 몇 가지 장점이 있다. 물은 우수한 초음파 전도체이기 때문에 환자들은 검사전에 많은 양의 물을 마셔 방광이 차도록 해서 골반내와 복부의 장기들을 더 잘 볼 수 있도록 유도된다.

두가지 초음파 기술인 도플러 초음파와 색채 영상(color flow imaging)으로 혈관 질환의 진단에서 혈액의 속도를 기록하고 뇌졸중의 위험이 있는 환자의 주요한 혈관들에 대한 영상을 기록할 수가 있다.
초음파는 형광경 검사와 마찬가지로 낭포천자을 위해 침생검을 유도하고 양막천자를 위해 바늘의 위치를 알려주는 중재방사선학에서도 사용될 수 있다.

자기영상 또는 자기공명 영상 (MRI)
Magnetic imaging or Magnetic resonance imaging

MRI는 시상, 관상(전두), 횡단면(단면) 영상을 제공해 줄 수 있고 측면영상은 CT와 비슷하다. 그러나 자기공명영상은 X-선을 사용하지 않으며 조영제를 필요로 하지도 않는다.

이 기술은 대규모 자기영역에서 몇몇 원자핵은 작은 자석 같이 행동한다는 원칙을 적용한 것이다. 핵이 평형위치를 되돌아옴에 따라 핵이 회전하면서 전파를 방출하여 영상을 만들어 내는 것이다.

물과 간조직에 풍부한 수소핵은 영상을 만드는데 사용되는 핵이다. 자기공명영상은 뇌부종을 탐지하거나 척수의 영상을 직접 투사해 주고 흉부와 복부의 종양을 탐지하며 심혈관계를 가시화 하는데 유용하다.

방사선촬영을 하고자 하는 인체의 부위를 가장 잘 보기 위하여 환자와 필름, X-선관이 가장 좋은 배합을 이루도록 방향을 설정한다. 방사선 의사들은 X-선의 방향, 환자의 위치, 검사할 신체부위의 움직임 및 위치를 지정하기 위해 특별한 용어들을 사용한다. 방사선학에서 X-선의 촬영방향을 설명하는 것으로는 다음과 같은 것들이 있다.

1. 전후면 AP view (anteroposterior) - 이 방향에서 환자는 대개 앙와위(등을 대고 눕는 자세)를 취하게 되며 X-선 광선은 앞에서 뒤로 통과하도록 인체의 위에서 앞쪽을 향하게 된다. 필름은 환자 바로 아래에 놓아둔다. 전후면은 또한 환자가 입위자세(upright)에서도 찍는다.

2. 후전면 PA view (posteroanterior) - 이 방향에서 환자는 똑바로 서서 방사선기계에 등을 돌리고 필름은 흉부에 대어 놓는다. 방사선기계는 필름에서 6피트 정도 떨어져서 수평으로 놓인다.

3.측면 Lateral view - 이 방향에서 방사선은 신체의 한면에서 다른 면으로 통화한다.
우측면을 찍으려면 신체의 오른쪽을 방사선 필름에 가까이 대고 X-선 광선은 좌측에서 오
른쪽으로 인체를 통과한다.

4. 사면 Oblique view - X-선 광선은 수직선에서 각도있게 위치한다. 사면은 보통 전후면이나 후전면에서 보이지 않는 부위를 보여주거나 덧붙여서 보여준다.