엑스선 검사 전 바륨 유화액을 마시면 위장의 형태가 선명하게 촬영되는 원리를 바륨 원자의 높은 원자 번호에 의한 엑스선 흡수 차이 현상을 설명해 주세요.

Question

엑스선 검사 전 바륨 유화액을 마시면 위장의 형태가 선명하게 촬영되는 원리를 바륨 원자의 높은 원자 번호에 의한 엑스선 흡수 차이 현상을 설명해 주세요.

Answer 1

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

위장 X선 검사 시 바륨 유화액을 마시는 이유는 바륨 원자의 높은 원자 번호로 인해 X선을 강력하게 흡수하여 투과율이 높은 주변 연부 조직과의 명확한 명암 대비를 만들어내기 때문입니다.

X선이 물질을 통과할 때 원자 주변의 전자와 충돌하며 에너지를 잃고 흡수되는 현상이 일어나는데, 물질의 X선 흡수 능력은 해당 물질을 구성하는 원자의 원자 번호의 약 세제곱에 비례합니다. 즉, 원자 번호가 조금만 높아져도 X선을 흡수하는 능력은 폭발적으로 증가합니다.

위장관은 주로 가벼운 원소로 이루어져 있어 X선이 별다른 저항 없이 대부분 쉽게 통과해 버리기 때문에 그냥 촬영하면 위장의 윤곽이 흐릿하게 겹쳐 보이는데, 바륨은 원자 번호가 56으로 매우 높습니다. 원자 번호 법칙을 적용하면 바륨은 일반 인체 조직에 비해 X선을 약 400~500배 이상 강하게 흡수합니다.

바륨을 마신 위장 내부는 바륨 유화액이 위 벽을 타고 흘러내리거나 내부를 채우면, 해당 위치로 들어온 X선은 바륨 원자들에 가려져 대부분 차단되어 X선이 뒤쪽의 검출기에 도달하지 못하므로 영상에서는 밝고 선명한 하얀색으로 도드라집니다.