How X-rays see through your skin - Ge Wang

어떻게 X-ray는 우리몸을 보여줄까 - 게 왕(Ge Wang)

번역: ChulGi Han 검토: Jihyeon J. Kim

In 1895, a physicist named Wilhelm Roentgen

1895년에 물리학자 빌헬름 뢴트겐은

was doing experiments with a cathode tube,

캐소드 튜브를 이용한 실험을 하고 있었습니다.

a glass container in which a beam of electrons lights up a fluorescent window.

그것은 전자광선이 발사되면서 형광색의 등이 켜지는 것입니다.

He had wrapped cardboard around the tube

그는 판지를 튜브에 둘렀습니다.

to keep the fluorescent light from escaping,

특별한 일이 발생할 때를 대비해서

when something peculiar happened.

형광색빛이 밖으로 새나가는 것을 방지하기 위해서죠.

Another screen outside the tube was glowing.

튜브 밖의 또다른 화면에서는 빛이 반짝거리고 있었습니다.

In other words, invisible rays had passed through the cardboard.

다른말로는, 눈에 안보이는 광선이 판지를 통과했다는 것이죠.

Wilhelm had no idea what those rays were, so he called them X-rays,

빌헬름은 그 광선들은 뭐라고 불러야할지 몰라서

X-Ray로 이름을 정했습니다.

and his discovery eventually won him a Nobel Prize.

그리고 그는 그 발견으로 노벨상을 수상했습니다.

Here's what we now know was happening.

아까 그 현상을 설명해보죠.

When high energy electrons in the cathode tube

캐소드 튜브에 있는 고에너지 전자는

hit a metal component,

금속물질을 때립니다.

그들은 느려지고 추가적인 에너지를 발산하거나

they either got slowed down and released extra energy,

or kicked off electrons from the atoms they hit,

전자를 때려서 분산시키는 원자가 되기도 합니다.

which triggered a reshuffling that again released energy.

이 경우 에너지를 발생시키는 배치를 실행합니다.

In both cases, the energy was emitted in the form of X-rays,

양쪽 모두의 경우에 에너지는 X-Ray의 형태로 발산이 됩니다.

which is a type of electromagnetic radiation

그것은 전자기의 발산유령이죠.

with higher energy than visible light, and lower energy than Gamma rays.

눈에 보이는 빛 보다 고에너지이고 감마선보다는 저에너지입니다.

X-ray는 많은 물질들을 통과하기 충분한 에너지를 가지고 있습니다.

X-rays are powerful enough to fly through many kinds of matter

as if they are semi-transparent,

마치 그것들이 반쯤 투명한 것처럼요.

and they're particularly useful for medical applications

그리고 그들은 부분적으로 의학적 용도에 아주 유용합니다.

because they can make images of organs, like bones, without harming them,

왜냐하면 뼈처럼 기관들의 이미지를 해를 끼치지 않고 만들 수 있기 때문이죠.

although they do have a small chance

하지만 그들이 생식기관과 갑상선 조직에 변이를 일으킬 수 있는

of causing mutations in reproductive organs,

and tissues like the thyroid,

약간의 가능성은 있습니다.

which is why lead aprons are often used to block them.

그래서 가림막이 자주 사용됩니다.

When X-rays interact with matter, they collide with electrons.

X-ray가 물질과 반응할 때 그것은 물질속 전자와 대립합니다.

Sometimes, the X-ray transfers all of its energy to the matter and gets absorbed.

가끔 X-ray는 모든 에너지를 전달하고 흡수됩니다.

Other times, it only transfers some of its energy,

또 어떨때는 X-ray는 일부만 전달하고 나머지는 흩어집니다.

and the rest is scattered.

The frequency of these outcomes

이런 결과의 빈도는

depends on how many electrons the X-rays are likely to hit.

얼마나 많은 전자에 X-ray가 명중하느냐에 달려있습니다.

Collisions are more likely if a material is dense,

충돌은 물질이 고밀도일때나 높은 원자 번호를 가지고 있을때

or if it's made of elements with higher atomic numbers,

잘 일어납니다.

높은 원자 번호를 가졌다는 것은 다 많은 원자가 있다는 것이죠.

which means more electrons.

Bones are dense and full of calcium, which has a relatively high atomic number,

뼈는 칼슘으로 이루어져있고 밀도가 단단합니다(높은 원자 번호)

so they absorb X-rays pretty well.

그래서 X-ray를 잘 흡수합니다.

Soft tissue, on the other hand, isn't as dense,

반면에 부드러운 세포는 그렇게 밀도가 높지 않습니다.

and contains mostly lower atomic number elements,

그리고 낮은 원자 번호를 가지고 있습니다.

like carbon, hydrogen, and oxygen.

탄소, 수소, 산소와 같은 것이죠.

So more of the X-rays penetrate tissues like lungs and muscles,

그래서 더 많은 X-ray들이 폐나 근육같은 세포를 잘 통과합니다.

darkening the film.

그 부분의 필름이 검게 되죠.

이러한 2-D 필름은 이런 단면을 보여주는데 유용합니다.

These 2-D pictures are only useful up to a point, though.

When X-rays travel through the body,

X-ray가 우리몸을 통과할 때,

they can interact with many atoms along the path.

그것들은 지나가는 길에 있는 모든 원자와 반응합니다.

What is recorded on the film reflects the sum of all those interactions.

필름은 그 모든 과정의 결과물입니다.

It's like trying to print 100 pages of a novel on a single sheet of paper.

이것은 마치 100페이지의 소설을 한장으로 요약한 것과 같습니다.

To see what's really going on,

정말 무슨일이 있는지 보려면,

you would have to take X-ray views from many angles around the body

X-ray를 많은 각도에서 찍어봐야 합니다.

and use them to construct an internal image.

그리고 내부의 그림을 만들어 사용해야 합니다.

And that's something doctors do all the time

이것이 의사들이 늘 말하는 대중적인 과정이자 용어입니다.

in a procedure called a CT, Computed Tomography scan,

CT죠. (Computed Tomography scan)

another Nobel Prize winning invention.

또 다른 노벨상 작품입니다.

Think of CT like this.

CT의 아이디어는 이렇습니다.

With just one X-ray,

하나의 X-ray는,

you might be able to see the density change due to a solid tumor in a patient,

환자의 종양의 유무를 판별할 수 있지만,

but you wouldn't know how deep it is beneath the surface.

그것이 얼마나 깊은지 알 수 없습니다.

However, if you take X-rays from multiple angles,

하지만, X-ray를 여러각도에서 찍어보면

you should be able to find the tumor's position and shape.

종양의 위치와 완전한 모양을 알수있습니다.

A CT scanner works by sending a fan or cone of X-rays through a patient

CT 스캐너는 원형의 기계에 환자를 통과하는 방식입니다.

to an array of detectors.

The X-ray beam is rotated around the patient,

X-ray 광선은 환자 주위로 회전하고

and often also moved down the patient's body,

때때로 환자의 몸아래로 내려가기도 합니다.

with the X-ray source tracing a spiral trajectory.

X-ray가 추적한 원형의 궤적을 바탕으로

Spiral CT scans produce data that can be processed into cross sections

CT는 해부학적 특성, 종양등의 디테일을 파악할만한

detailed enough to spot anatomical features, tumors,

훌륭한 데이터를 생산합니다.

blood clots, and infections.

CT scans can even detect heart disease and cavities

CT는 심지어 몇년천전 미라의

in mummies buried thousands of years ago.

심장병이나 충치까지도 발견해냅니다.

So what began as Roentgen's happy accident has become a medical marvel.

뢴트겐의 행복한 우연은 이제 의학계의 경이로움이 됐고

Hospitals and clinics now conduct over 100 millions scans each year worldwide

전세계적으로 1억건이 넘는 스캔을 병원에서 하고 있습니다.

to treat diseases and save lives.

질병을 치료하고 생명을 구하기 위해서죠.