직접 방사선 촬영(DR)이란 무엇인가요?
디지털 방사선 촬영은 직접 방사선 촬영이라고도 하며, 줄여서 DR이라고 합니다.
DR 기술을 사용하면 방사선 강도를 디지털 영상 정보로 즉시 변환할 수 있습니다.
노출과 영상 형성이 동시에 이루어지기 때문에 거의 실시간으로 영상 캡처가 가능하며,
영상/방사선 사진을 노출 후 몇 초 후에 바로 검토할 수 있습니다.
이렇게 영상이 거의 즉각적으로 형성되기 때문에,
DR은 진정한 디지털 방사선 촬영 방법으로 간주됩니다.
일부 기기는 초당 최대 30개의 영상을 표시하는 실시간(방사선) 모드까지 제공합니다.
DR의 경우, 그림 8-16과 같이 최대 약 400 x 400 mm(2006년 기준 최대)
크기의 다양한 크기의 평판 패널 검출기가 사용되어 입사 방사선 강도를
비례적인 디지털 전자 신호로 변환합니다.
이러한 디지털 신호는 중간 단계 없이
컴퓨터와 화면(워크스테이션)을 사용하여 일관된 방사선 투과 영상으로 표현될 수 있습니다. 케이블은
일반적으로 검출기를 패널이 제어되는 워크스테이션에 연결합니다.
DR 평판 패널 시스템의 종류와 공급업체는 다양합니다. 평판 패널 시스템마다 픽셀 크기와
해상도가 다릅니다. 픽셀이 많거나 작을수록
시스템의 잠재적 해상도는 좋아집니다.
센서 소재로는 비정질 실리콘과 비정질 셀레늄이 사용됩니다.
센서에는 CCD(전하결합소자)와
CMOS(상보형 금속 산화 반도체)가 사용됩니다.
가장 일반적인 고해상도 평면 패널은 비정질 실리콘 기술을 사용합니다.
이 물질은 입사 방사선을 빛으로 변환합니다. 변환은
방사선량에 비례합니다. 이 빛은 구조화된 요오드화 세슘(Csl) 광다이오드 및 집적
박막 트랜지스터(TFT)로 만들어진 신틸레이터에 의해 빛을 비례하는 전기 신호로
변환합니다.
각 화소(픽셀)는 워크스테이션 화면에 형성된 방사선 영상에
영향을 미칩니다. 각 화소는 유효 면적이 정사각형이며, 일반적으로 픽셀 피치 범위는
50~400미크론입니다. 픽셀이 작을수록 해상도는 좋아집니다. 센서 소자/픽셀을
더 작게 만드는 기술이 개발 중에 있습니다.
패널은 전체 영상 재생 영역 및 검출기 픽셀 피치에 따라, 최대 수백만 개의
화소/픽셀로 구성됩니다.
그림 9-16은 상단에 흑연 커버가 있고
유리 기판에 증착된 평면 패널 검출기의 여러 화상 면적을 보여줍니다.
DR은 NDT 산업을 위한 우수한 도구임이 입증되었으나,
일부 제한 사항이 적용됩니다.
- 평면 패널 검출기는 대량 생산 공정에서 수년 동안 지속적으로 사용할 수 있으나, 시간이 지나면 수명이 누적된 방사선량으로 인해 제한됩니다. 최종 수명은 총 선량, 선량률, 방사선 에너지의 조합을 통해 결정됩니다. 판은 낮은 에너지 복사보다 높은 복사에 대한 내성이 낮기 때문에 극도로 높은 에너지는 피해야 합니다. 따라서 최종 수명은 용도에 따라 다릅니다.
- 픽셀이 수백만 개인 경우, 시간에 따라 일부 픽셀의 반응성이 떨어지는 것은 컴퓨터(노트북)에서 사용 시 평면 패널의 픽셀과 유사하며 '정상'입니다. 일반적으로 허용되지 않는 데드 픽셀 수 및 패턴은 제조업체에 의해 지정됩니다. 패널의 작은 영역만 고장난 경우, 전문 DR 영상 분석가가 패턴 인식 및 패널의 알려진 위치를 통해 반응성이 저하된 픽셀 및 실제 구성 요소 결함을 구별할 수 있습니다.
- 평판 검출기는 메모리 효과가 나타나기도 하며, 전문 용어로 '고스팅(gosting)'이라고 합니다. 이는 노출 후 섬광층의 이력현상 때문입니다. 특히 에너지가 수백 kV를 초과할 정도로 높을 경우, 영상이 천천히 사라집니다. 이력현상으로 인해, 복사 에너지에 따라 몇 초부터 몇 분까지 시스템에 특정 데드 타임이 발생하며 이 시간 동안은 판을 재사용할 수 없습니다.