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문제 정의
- 이와 관련하여 연구자들은 피폭선량 측정을 통해 CT 검사로 인한 부위별 선량특성과 현재 국내에서 사용되고 있는 CT장치의 선량 정도를 알아보고, 최근에 많이 도입되고 있는 multi detector CT의 선량을 single detector CT와 비교하고자 하였으며, 외국의 사례와 비교하여 CT 장치의 성능관리의 하나인 피폭선량 기준 설정에 필요한 기초 데이터를 제시하고자 본 연구를 시행하였다.
제안 방법
- CTDI, 100 mAs당 CTDI, 그리고 100 mAs당 CTDIw변환값을 각각의 장비회사와 장치의 특성별로 나누어 테이블에 표시하였다. 또한 모든 값은 소수점 둘째 자리에서 반올림하였다.
- Conventional CT와 single detector spiral CT에서의 슬라이스 두께는 10 mm를, multi detector CT에서는 10 mm의 선속 넓이 (beam collimation)를 적용하였다. 하지만 S사와 P사의 16MDCT에서는 장치의 특성상 10 mm의 선속 넓이를 선택할 수 없으므로 24 mm를 선택하여 스캔한 후 10 mm로 변환하여 계산하였다.
- 반면에 복부스캔에서는 48~50 cm의 스캔 조사야(scan field of view ; SFOV)를 적용하였다. 다만 mAs의 경우 측정된 조사선량의 CTDI 변환시 모두 100 mAs에 비례하는 값으로 나타냈으므로 측정 시의 mAs 설정은 해당 장치의 스캔 프로토콜에 설정되어 있는 값을 적용한 후 100 mAs당 선량으로 변환하여 계산하였다.
- 두부의 스캔 조사Q<scan field of view ; SFOV) 가 25cm와 50 cm로 분리 적용 가능한 장치에서는 25 cm의 스캔 조사야를 사용하였고, 48 cm로 단일화되어 있는 장치에서는 48 cm를 적용하였다. 반면에 복부스캔에서는 48~50 cm의 스캔 조사야(scan field of view ; SFOV)를 적용하였다.
- 통일시켜준다. 또한 CTDIwe 중심부 CTDI값의 1/3과 주변부 CTDI값의이3를 합하여 구하였다
- 48 cm를 적용하였다. 반면에 복부스캔에서는 48~50 cm의 스캔 조사야(scan field of view ; SFOV)를 적용하였다. 다만 mAs의 경우 측정된 조사선량의 CTDI 변환시 모두 100 mAs에 비례하는 값으로 나타냈으므로 측정 시의 mAs 설정은 해당 장치의 스캔 프로토콜에 설정되어 있는 값을 적용한 후 100 mAs당 선량으로 변환하여 계산하였다.
- 되기 때문에 CT이를 설정하여 주게 된다. 본 실험에선 각각의 장치를 동등하게 비교하기 위해 100 mAs당 CTDI를 구하였으며, 이를 CTDIw로 변환하였다.
- 설정된 조건으로 Fig. 2와 같이 중앙부의 선량 측정을 위해서는 두부팬톰의 중앙부위에, 주변부 선량측정을 위해서는 팬톰의 주변부(12, 3, 6, 9시 방향) 부위에 연필형 ion chamber를 삽입한 후 3회 스캔하여 평균하였다.
- 중앙부와 주변부에서 측정된 각각의 조사선량의 평균을 구한 후 CT이값으로 환산한다. 이때 사용한 공식은 다음과 같다.
- 즉, 두부 및 복부팬톰 모두 120kVp의 관전압과 standard algorithm을 적용하여 ion chamber의 중앙부에 1회 스캔(single slice scan) 하였다.
- 1과 같이 CT전용 두부팬톰을 CT장치의 갠 트리 내에 위치시키고 상하 좌우방향의 위치잡이용 레이저 빔을 이용하여 팬톰의 중심을 갠트리의 등선량 중심점 (isocenter)에 일치시킨다. 팬톰의 위치잡이가 불안정하여 움직일 경우 조사되는 X-선의 감약에 영향을 주지 않을 정도의 보조기구를 이용하여 고정시킨다.
대상 데이터
- 국내에서 사용되고 있는 여러 기종의 32대 CT 장치를 대상으로 두부 및 복부팬톰을 이용하여 측정된 CTDI값은다음과 같았다.
- 본 실험에서 사용된 측정 장비는 Radcal사의 Model2026 electrometer와 model 20X5-3 CT ion chamber가 사용되었다. 또한 피폭선량 측정용 팬톰으로는 Radcal corporation의 20CT6 T 부 용 팬톰(016 cm Plexiglas)과 DALI CT복부용 팬톰(032 cm Plexgilas)을 사용하였다.
- 본 실험에서 사용된 측정 장비는 Radcal사의 Model2026 electrometer와 model 20X5-3 CT ion chamber가 사용되었다. 또한 피폭선량 측정용 팬톰으로는 Radcal corporation의 20CT6 T 부 용 팬톰(016 cm Plexiglas)과 DALI CT복부용 팬톰(032 cm Plexgilas)을 사용하였다.
- 본 연구는 서울및 경기도 소재 21개 병의원 및 종합병원에서 설치되어 현재 운영 중인 32대의 전산화 단층촬영 장치를 대상으로 하였다.
데이터처리
- 측정된 데이터는 Microsoft사의 Excel 프로그램을 이용하여 수식계산 및 평균산출, 표준편차 등을 표시하였고, 이를 통하여 전체적인 선량을 알아보고 이를 세분화하여 비교하였다.
이론/모형
- 선량 측정을 위해서는 대부분의 장치 제조사에서 사용되는 CTDI 측정기준을 선택하여 실험을 실시하였다. 즉, 두부 및 복부팬톰 모두 120kVp의 관전압과 standard algorithm을 적용하여 ion chamber의 중앙부에 1회 스캔(single slice scan) 하였다.
성능/효과
- 1) 100 mAs당 CTDI값은 head phantom의 주변부 CTDI값은 중앙부에 비해 0.6mGy(1.05배) 높았으며, body phantom에서의 주변부 CTDIw값은 중앙부에 비해 평균 4.6 mGy(약 2.2배) 더 높았다.
- 1) Table 1에서와 같이 전체 32대 CT장치의 선량 측정 결과 head phantom의 경우 100 mAs당 CTDI값은중앙부에서 7.9~18.2 mGy의 분포를 나타냈으며 평균은 13.M3.
- 6±2. 2 mGy이고, head phantom 과 마찬가지로 spiral CT가 conventional CT에 비해 0.7 mGy(약 1.13배) 높았다.
- 2) Head phantom의 100 mAs당 CTDIw값은 평균 13. 5±3.
- 2) 주변부와 중앙부의 CT이값을 이용하여 구한 head phantom의 CTDIw값은 8.1 ~ 19.1 mGy 범위였고, 평균 13.5±3.2 mGy였다. 그리고 body phantom의 CTDIw값은 3.
- 3) Single detector CT에서 head phantom의 100 mAs 당 CTDIw값은 12, l±3.0mGy이었고 body phantom 에서는 6.2H.8 mGy이었다. 이 중 spiral CT가 conventional CT에 비해 head phantom에서는 2.
- 3) Single detector CT의 CTDIw값은 Table 2에서 보듯이 head phantom의 경우 8.1 ~ 19.1 mGy의 분포를 보였고, 평균은 12.1±3.0mGy이었다. 이 중 spiral CT는 평균 12.
- 4) Multi detector CT의 CTDIw값 역시 Table 2에서 보듯이 head phantom의 경우 10.6~ 18.1 mGy의분포를 보였고, 평균은 15.3±2.7 mGy이 었다. 이 증 4 detector CT는 평균 17.
- 4) Multi detector CT의 CTDIw값은 head phantom의 경우 평균 15.3+2.7 mGy 이었다.
- 5) Detector 수에 따른 CTDIw값 비교에서는 head pahantom에서는 4 detector CT가 가장 높았으며,8 detector CT, 16 detector CT, single detector CT순이었으며, body phantom서는 4 detector CT 와 8 detector CT가 통계적으로 유의한 차이가 없이 높았으며, 16 detector CT, single detector CT순이었다.
- 6) Single detector CT와 multi detector ' CT의 CTDIw 값을 비교해 보면, multi detector CT 가 single detector CT에 비해 head phantom에서는 평균 3.2 mGy(약 1.26배), body phantom에서는 평균 2.1 mGy(약 1.34배) 높았다.
- 6) Single detector CT와 multi detector CT의 CTDIw 값을 비교해 보면, multi detector CT가 single detector CT에 비해 head phantom에서는 평균 3, 2mGy(약 1.26배), body phantom에서는 평균 2JLmGy(약 1.34배) 높았다.
- 7) 16 channel 의 multi detector CT에서 10 mm와 20 mm의 선속 넓 이를 사용하는 장치와 12 mm와 24 mm 를 사용하는 장치의 CTDIw 평균값을 비교한 결과,head phantcn과 body phantom에서 10 mm와 20mm의 선속넓이를 갖는 장치가 12 mm와 24 min를갖는 장치에 비해 각각 L46배, 1.52배 많았다.
- 7) Detector 수에 따른 CTDIw값은 head phantom의 경우 single detector CT가 12.1 ±3.0 mGy였고, 4 detector CT가 17. l±0.
- 5mGy였다. Body phantom에서의 주변부 CTDI값은 중앙부에 비해 평균 4.6 mGy(약 2.2배) 더 높았다.
- Detector 수에 따른 CTDIw 값 비교에서는 head pahantom에서는 4 detector CT가 가장 높았으며, 8 detector CT, 16 detector CT 순이었으며, body phantom에서는 4 detector CT와 8 detector CT가 통계적으로 유의한 차이가 없었으며 16 detector CT 가 가장 낮았다.
- 3mGy로 나타났다. body phantom의 중앙부에서는 2.3~6.0 mGy의 범위에 평균 4.0±1.0mGy였고, 주변부는 4.4~ 13.8 mGy, 평균 8.6±2.5mGy로 나타난 것을 볼 때, 임상에서 주로 사용되는 150-250 mAs 범위내의 영역으로 환산해 보더라도 EC의 기준인 CTDIw(sg)60 mGy, 35 mGy와 미국의 기준인 60mGy, 40 mGy(all body sites)의 CTDI에벗어나지 않음을 알 수 있다.
- 2 mGy였다. 그리고 body phantom의 CTDIw값은 3.7-10.9 mGy 범위였고, 평균 7.1± 2.0 mGy였다.
- 13 배 더 많은 선량이 나왔다. 그리고 single detector CT 와 multi detector CT의 비교에서는 head가 12.1 mGy와 15.3 mGy였고, body에서는 6.2 mGy와 8.3 mGy로 각각 약 1.26배, 약 1.34배 높게 나타났다. 반면 4, 8, 16 detector CT를 비교해 볼 때, 4 detector CT에서 가장 많은 선량이 나왔고, 다음 8, 16 detector 순으로 적은 선량을 나타내었다.
- 본 연구 결과 single detector CT에서 conventional CT와 spiral CT의 피폭선량을 CTDIw값을 이용해 비교해볼 때, head phantom에서 각각 10.3 mGy, 12.7 mGy로 spiral CT가 약 1.23배 높게 나타났고, body phan -tom 에서 또한 5.1 mGy, 6.3 mGy로 spiral CT에서 약 1.13 배 더 많은 선량이 나왔다. 그리고 single detector CT 와 multi detector CT의 비교에서는 head가 12.
- 본 연구 결과에서 얻어진 평균 CTDIw를 보면 head에서는 13.5±3.2mGy, body에서는 7.1±2. 0 mGy였다.
- 3mGy로 나타났다. 이 결과로 spiral CT가 conventional CT에 비해 2.4 mGy(약 1.23배) 높았다.
- 7 mGy이 었다. 이 증 4 detector CT는 평균 17.1±0.9 mGy이었고, 8 detector CT는 평균 15.1±3.2 mGy였으며, 16 de -tector CT는 평균 14.4+3.0 mGy였다. Body phantom 은 5.
- 이와 같이 본 연구에서 얻어진 결과를 토대로 볼 때, CT검사시의 환자에 대한 피폭선량은 검사 프로토콜 설정에 상당부분 고려되어야 할 것이며 국내 실정에 맞는 DRL설정의 필요성이 중요함을 알 수 있었다. 또한 CT 장치의 기술적 개발과 소프트웨어의 개선, 검사 프로토콜의 꾸준한 향상으로 피폭선량을 경감시켜야 할 것이며, 무엇보다도 의료방사선의 피폭을 줄이기 위해서는 CT 장치 의사 용자인 방사선사와 의사의 환자피폭선량 경감에 대한의식을 고취시키고 자발적인 노력을 할 수 있도록 많은 관심이 필요할 것이다.
- 3mGy였다. 즉, 10 mm와 20 mm의 선속 넓이를 갖는 장치가 12 mm와 24 mm를 갖는 장치 에 비해 3.2mGy(약 1.52배)가 많았다.
- 8 mGy이 었다. 즉, head phantom과 body phantom 모두 4 detector CT가 가장 높았고, 8 detector CT, 16 detector CT, single detector CT순이었다.
후속연구
- 필요성이 중요함을 알 수 있었다. 또한 CT 장치의 기술적 개발과 소프트웨어의 개선, 검사 프로토콜의 꾸준한 향상으로 피폭선량을 경감시켜야 할 것이며, 무엇보다도 의료방사선의 피폭을 줄이기 위해서는 CT 장치 의사 용자인 방사선사와 의사의 환자피폭선량 경감에 대한의식을 고취시키고 자발적인 노력을 할 수 있도록 많은 관심이 필요할 것이다.
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