진단 X선 촬영에 의한 소아 및 성인의 장기 등가선량과 유효선량을 구하는 방법론을 개발하였다. 연령에 따른 체격의 차이가 방사선량 분포에 미치는 영향을 평가하기 위해, 식도를 포함한 4개 연령군의 MIRD형 수학적 모의피폭체를 제작하였다. 두 가지의 전형적인 진단 X선 절차인 흉부 PA와 복부 AP 진단 X선 촬영을 모사하여, 연령별 선량을 계산하였다. 흉부 PA 진단 X선 촬영절차에 의해서 환자들은 대략 0.03mSv의 유효선량을 피폭하는 것으로 나타났다. 복부 AP 진단 X선 촬영절차의 경우 연령에 따라서 0.4에서 1.7mSv의 유효선량을 받는 것으로 나타났다. 한정된 조사장을 갖는 방사선에 대해서 선량을 평가했기 때문에, 장기의 위치와 크기, 모양, 그리고 방사선이 입사하는 표면으로부터의 필이 등이 선량 계산에 상당한 영향을 미쳤다. 따라서 진단 X선의 조사장이나 선질의 조절 등을 통해 방호의 최적화를 위한 노력이 중요한 것으로 나타났다. 본 연구에서 개발된 선량계측 절차는 의료방사선 방호의 최적화를 위한 수단으로 활용될 수 있다.
진단 X선 촬영에 의한 소아 및 성인의 장기 등가선량과 유효선량을 구하는 방법론을 개발하였다. 연령에 따른 체격의 차이가 방사선량 분포에 미치는 영향을 평가하기 위해, 식도를 포함한 4개 연령군의 MIRD형 수학적 모의피폭체를 제작하였다. 두 가지의 전형적인 진단 X선 절차인 흉부 PA와 복부 AP 진단 X선 촬영을 모사하여, 연령별 선량을 계산하였다. 흉부 PA 진단 X선 촬영절차에 의해서 환자들은 대략 0.03mSv의 유효선량을 피폭하는 것으로 나타났다. 복부 AP 진단 X선 촬영절차의 경우 연령에 따라서 0.4에서 1.7mSv의 유효선량을 받는 것으로 나타났다. 한정된 조사장을 갖는 방사선에 대해서 선량을 평가했기 때문에, 장기의 위치와 크기, 모양, 그리고 방사선이 입사하는 표면으로부터의 필이 등이 선량 계산에 상당한 영향을 미쳤다. 따라서 진단 X선의 조사장이나 선질의 조절 등을 통해 방호의 최적화를 위한 노력이 중요한 것으로 나타났다. 본 연구에서 개발된 선량계측 절차는 의료방사선 방호의 최적화를 위한 수단으로 활용될 수 있다.
Methodology for calculating the organ equivalent doses and the effective doses of pediatric and adult patients undergoing medical X-ray examinations were established. The MIRD-type mathematical phantoms of 4 age groups were constructed with addition of the esophagus to the same phantoms. Two typical...
Methodology for calculating the organ equivalent doses and the effective doses of pediatric and adult patients undergoing medical X-ray examinations were established. The MIRD-type mathematical phantoms of 4 age groups were constructed with addition of the esophagus to the same phantoms. Two typical examination procedures, chest PA and abdomen AP, were simulated for the pediatric patients as well as the adult as illustrative examples. The results confirmed that patients pick up approximate 0.03 mSv of effective dose from a single chest PA examination, and 0.4 to 1.7 mSv from an abdomen AP examination depending on the ages. For dose calculations where irradiation is made with a limited field, the details of the position, size and shape of the organs and the organ depth from the entrance surface considerably affect the resulting doses. Therefore, it is important to optimize radiation protection by control of X-ray properties and beam examination field. The calculation result, provided in this study, can be used to implement optimization for medical radiation protection.
Methodology for calculating the organ equivalent doses and the effective doses of pediatric and adult patients undergoing medical X-ray examinations were established. The MIRD-type mathematical phantoms of 4 age groups were constructed with addition of the esophagus to the same phantoms. Two typical examination procedures, chest PA and abdomen AP, were simulated for the pediatric patients as well as the adult as illustrative examples. The results confirmed that patients pick up approximate 0.03 mSv of effective dose from a single chest PA examination, and 0.4 to 1.7 mSv from an abdomen AP examination depending on the ages. For dose calculations where irradiation is made with a limited field, the details of the position, size and shape of the organs and the organ depth from the entrance surface considerably affect the resulting doses. Therefore, it is important to optimize radiation protection by control of X-ray properties and beam examination field. The calculation result, provided in this study, can be used to implement optimization for medical radiation protection.
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문제 정의
따라서 진단 X선 절차에 대해서 행위별로 체내 장기의 등가선량과 이를 종합한 유효선 량의 경향에 대해 평가해야 의미가 있다. 본 연구에서는 흉부PA 진단 X선과 복부AP 진단 X선 촬영절차에 대하여 선량평가를 수행하였다. 본 연구의 목적은 신체 규격의 차이에 따른 진단 X선 에 의한 선량계측학적 차이를 평가하고자 하는 것이다.
본 연구에서는 흉부PA 진단 X선과 복부AP 진단 X선 촬영절차에 대하여 선량평가를 수행하였다. 본 연구의 목적은 신체 규격의 차이에 따른 진단 X선 에 의한 선량계측학적 차이를 평가하고자 하는 것이다. 특히 신체가 작은 소아 및 아동의 선량특성을 평가했다.
제안 방법
4개 연령군을 대표하는 MIRD형 수학적 모의 피폭체를 몬테칼로 방법으로 모사하여 흉부, 복부 진단 X선 환경에서 받는 장기의 등가선량과 인체 유효선량을 계산하여 비교하였다. 제한된 조사선 장의 크기를 갖는 흉부 및 복부 진단 X선 절차에서 연령이 증가할수록 선량은 감소하였다.
선량계산에는 일반 목적 몬테칼로 코드 MCNP4BU0]를 사용하였다. 4개의 모의피폭체에 표준 광자 방사선장과 흉부PA 및 복부AP 진단 X선을 조사시켰으며 각각의 경우에 대하여 장기 선량과 유효선량을 계산하였다. 진단 X선의 경우 점선원으로서 콜리메이터를 지나면서 촬영 부위에만 광자가 입사하는 사각뿔 형태의 빔으로 모 사하였다[1U.
Zankle 성인 남성과 15세에 대한 식도모델 자료만 제시하고 있으므로 본 연구에 사용된 0, 5세 모의피폭체의 식도는 Zanki 식도를 각 모의피폭 체의 크기에 맞게 수정한 것이다, 이에 따라 결정한 성인 및 미성년에서 식도 방정식에 사용되는 인자는 표2와 같다.
NRPB-R279 에 의하면 런던 5개 병원을 샘플링하여 0세부터 15세 사이 환자들의 진단 X선 촬영 빈도수를 조사한 결과 흉부 촬영빈도가 가장 높은 것으로 밝허졌다. 따라서 본 연구에서는 흉부PA 진단 X선 및 ICRP6U9]에서 제시한 주요장기가 다수 피폭 되는 복부AP 촬영상황을 모사하여, 4개 연령군별 로 장기선량과 유효선량을 계산하였다. X선 스펙트럼의 경우 흉부PA는 최대에너지가 120keV이며, 복부AP를 촬영하기 위해 모사한 X선 스펙트럼의 최대에너지는 75keV이다.
본 연구의 목적은 신체 규격의 차이에 따른 진단 X선 에 의한 선량계측학적 차이를 평가하고자 하는 것이다. 특히 신체가 작은 소아 및 아동의 선량특성을 평가했다. 만약 성인과 동일한 방사션장이 적용된다면 연령이 감소할수록 작은 신체조건으로 인해 더 많은 장기들이 방사선장에 포함될 뿐 아니라, 인체 두께에 의한 방사선 차폐효과가 감소하므로, 동일한 목적의 진단 X선 절차에서 소아 또는 미성년 환자의 선량이 더 클 것으로 예상된다.
대상 데이터
연령에 따른 체격의 차이를 모사하기 위해서 Cristy 등[6]이 구성한 6개 연령군 MIRD형 모의 피폭체 중 0, 5, 15세 양성모의피폭체와 MIRD5 남성 성인 모의피폭체[기를 사용하였다. 그림 1은 각 모의피폭체의 y=0 일 때 X, z 평면에서의 단면을 보여준다.
진단 X 선 촬영 조건은 NRPB-R262와 NRPB-R279의 자료를 사용하였다. NRPB-R279 에 의하면 런던 5개 병원을 샘플링하여 0세부터 15세 사이 환자들의 진단 X선 촬영 빈도수를 조사한 결과 흉부 촬영빈도가 가장 높은 것으로 밝허졌다.
이론/모형
본래 MIRD형 모의피폭체에서 모사하지 않은 식도에 대해서는 Zankl과 Drexler[8]가 모사한 타 원형 실린더와 두 개의 평면에 의해 표현되는 모엘을 사용하였다. 식도 모델을 표현하기 위해 사용한 방정식은 다음과 같다.
선량계산에는 일반 목적 몬테칼로 코드 MCNP4BU0]를 사용하였다. 4개의 모의피폭체에 표준 광자 방사선장과 흉부PA 및 복부AP 진단 X선을 조사시켰으며 각각의 경우에 대하여 장기 선량과 유효선량을 계산하였다.
성능/효과
이를 통하여 방사선의 에너지가 감소하면서 연령별 유효 선량의 차이가 증가함을 알 수 있다. 결국 복부 촬영에서 0세 모의피폭체의 유효선량이 성인의 유효 선량보다 4배 이상의 값을 갖는 이유는 장기의 깊이, 촬영에 사용되는 X선장의 범위, 장기의 모양 및 조직가중치, 그리고 에너지 의존적 경향을 보이는 유효선량의 성질에 의한 것임을 알 수 있다.
4개 연령군을 대표하는 MIRD형 수학적 모의 피폭체를 몬테칼로 방법으로 모사하여 흉부, 복부 진단 X선 환경에서 받는 장기의 등가선량과 인체 유효선량을 계산하여 비교하였다. 제한된 조사선 장의 크기를 갖는 흉부 및 복부 진단 X선 절차에서 연령이 증가할수록 선량은 감소하였다. 특히 복부 AP촬영에서는 성인에 비해 아동의 유효선량이 4배 이상 높았다.
후속연구
이러한 결과를 바탕으로 평가할 때 아동 및 유아에 대한 진단방사선 촬영은 조사선장의 크기나 사용 X선의 선질을 조정하여 초기에 의도한 의료목적을 달성하면서도 최소의 선량을 부여하기 위한 최적화하는 노력이 요구된다. 본 연구에서 계산을 수행하지 않은 머리, 척추, 골반 그리고 방광 등의 진단 X선 촬영절차에 대해서도 정확한 선량 계산 및 평가가 필요하다. 이 연구에서 개발된 선량계측방법론을 진단목적 X선의 인체 촬영 시 피폭선량의 최적화를 위한 평가 수단으로 이용할 수 있다.
본 연구에서 계산을 수행하지 않은 머리, 척추, 골반 그리고 방광 등의 진단 X선 촬영절차에 대해서도 정확한 선량 계산 및 평가가 필요하다. 이 연구에서 개발된 선량계측방법론을 진단목적 X선의 인체 촬영 시 피폭선량의 최적화를 위한 평가 수단으로 이용할 수 있다.
또한 복부 AP촬영에 사용된 방사선장의 에너지가 비교적 저에너지였기 때문에 유효 선량의 차이가 크게 나타났다. 이러한 결과를 바탕으로 평가할 때 아동 및 유아에 대한 진단방사선 촬영은 조사선장의 크기나 사용 X선의 선질을 조정하여 초기에 의도한 의료목적을 달성하면서도 최소의 선량을 부여하기 위한 최적화하는 노력이 요구된다. 본 연구에서 계산을 수행하지 않은 머리, 척추, 골반 그리고 방광 등의 진단 X선 촬영절차에 대해서도 정확한 선량 계산 및 평가가 필요하다.
International Atomic Energy Agency, 1996 International Basic Safety Standards for Protection against Ionizing Radiation and for the Safety of Radiation Sources, Safety series No. 115 (1996)
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