힐효과 (Heel Effect)
한 줄 정의: X선관에서 나오는 X선 세기가 음극 쪽보다 양극 쪽에서 약해지는 현상입니다.
쉽게 풀면
X선관 안에서 전자가 기울어진 양극 표면을 때리면 X선이 만들어집니다. 이때 양극 쪽으로 나가는 X선은 양극 물질 속을 더 오래 지나야 해서 일부가 흡수되고, 그래서 양극 쪽 가장자리의 X선 세기가 음극 쪽보다 약해집니다. 이 차이를 힐효과라고 합니다.
왜 중요한가
힐효과를 알면 두께가 다른 신체 부위를 촬영할 때 더 두꺼운 쪽을 음극 방향에 두어 영상 농도를 고르게 만들 수 있습니다. 방사선사 교육, 촬영 기법, 유방촬영 장치 설계에서 기본으로 다루는 현상입니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
"대퇴골 전후방향 촬영 시 고관절 쪽을 음극 방향에 배치하자 근위부와 원위부의 영상 농도 차이가 감소하였다."
두꺼운 부위를 X선이 강한 음극 쪽에 두어 힐효과를 활용한 촬영 기법을 설명하는 문장입니다.
조금 더 깊게 보면
양극 각도가 작을수록, 조사야가 클수록, 초점-영상수용체간거리가 짧을수록 힐효과가 뚜렷해집니다. 양극 각도를 작게 하면 유효 초점이 작아져 해상도에는 유리하지만 힐효과는 커지는 절충 관계가 있습니다. 유방촬영에서는 두꺼운 흉벽 쪽을 음극 쪽에 두는 배치가 쓰입니다. 오래 사용한 X선관은 양극 표면이 거칠어져 힐효과가 더 커질 수 있습니다.
주의할 점
힐효과는 산란선이나 격자 때문에 생기는 농도 차이와 원인이 다르므로 구분해야 합니다. 기존 항목인 초점크기(focal-spot-size)는 해상도에 영향을 주는 초점의 크기이고, 힐효과는 양극 각도 설계가 만드는 X선 세기 분포의 불균일이라는 점이 다릅니다.