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문제 정의
- 본 연구는 의료영상 진단 장비인 CT장비의 Z-축 빔 두께 증가와 관전압, 거리에 따른 산란선량을 평가하는데 있다. 장비별 Z-축 빔 두께가 2배 증가에 따른 산란선량의 증가는 약 1.
- 최근에는 16 cm를 한번에 검사할 수 있는 장비가 등장함으로서 산란선에 의한 피폭에 대해서 심각하게 논의하게 되었다. 이에 본 논문에서는 MDCT의 iso-center에서 detector의 Z-축 범위 이외에서 발생하는 산란선을 측정해 보고자 본 연구를 시행하였다.
제안 방법
- 이때의 검사 조건은 mAs는 250으로 고정하고 대상 장비의 특성에 따라 관전압의 적용을 달리하였다. 관전압은 장치에 따라 80, 100, 110, 120, 130, 140 kVp를 이용할 수 있으나 각 장치마다 관전압의 범위가 상이하여, 장치에 따른 특성을 비교하기 위하여 3개의 장치에 공통적으로 적용할 수 있는 80, 120 kVp를 이용하였다. 그리고 SFOV는 장비에 적용된 것을 변동 없이 이용하였다.
- 또한 빔지시기를 이용하여 iso-center(X-Y축)를 표시하였다. 그 다음 iso-center를 중심으로 Z-축으로 5, 10, 20, 30 cm 떨어진 위치에 선량계를 위치하고 각 조건마다 빔 두께에 따른 산란선량을 측정하였다. 이때의 검사 조건은 mAs는 250으로 고정하고 대상 장비의 특성에 따라 관전압의 적용을 달리하였다.
- 그리고 SFOV는 장비에 적용된 것을 변동 없이 이용하였다. 또한 1회의 조사에 의한 산란선을 측정하기 위하여 고식적(axial) 스캔 모드를 적용하였다.
- 먼저 환자 테이블을 빔지시기를 이용하여 높이를 최대한으로 높게 한 후 scout을 촬영한다. 또한 빔지시기를 이용하여 iso-center(X-Y축)를 표시하였다. 그 다음 iso-center를 중심으로 Z-축으로 5, 10, 20, 30 cm 떨어진 위치에 선량계를 위치하고 각 조건마다 빔 두께에 따른 산란선량을 측정하였다.
- 먼저 환자 테이블을 빔지시기를 이용하여 높이를 최대한으로 높게 한 후 scout을 촬영한다. 또한 빔지시기를 이용하여 iso-center(X-Y축)를 표시하였다.
- 2008년 다배열검출기(MDCT)를 가동하고 있는 병원을 방문하여 가장 많이 사용되고 있는 장비를 대상으로 하였으며, 제조사는 2개의 회사 장비로 S사의 16-slice CT 1대, 64-slice CT 1대, 그리고 P사의 64-slice CT 1대를 사용하였다. 이 장비를 대상으로 다배열검출기(MDCT)의 Z-축의 넓이에 따른 산란선량을 측정하였다.
- 장비별 빔 두께 증가에 따른 산란선량을 알아보기 위하여 동일한 kVp설정과 2배의 빔 두께 증가 설정이 가능한 64-slice 장비 2대를 선택하여 비교 실험하였다. S사의 64-slice 장비는 빔 두께가 2배 증가함에 따라 80 kVp와 120 kVp 모두 평균 1.
- 실제의 측정에 있어서는 모니터는 연결선을 이용 검사실 밖에서 확인하였다. 측정결과는 관전압에 따른 산란선량의 차이가 있고, 모든 장비가 같은 조건으로 측정할 수 없으므로 같은 관전압으로 비교 가능한 80 kVp와 120 kVp를 사용하여 측정한 값을 가지고 비교하였다.
대상 데이터
- 2008년 다배열검출기(MDCT)를 가동하고 있는 병원을 방문하여 가장 많이 사용되고 있는 장비를 대상으로 하였으며, 제조사는 2개의 회사 장비로 S사의 16-slice CT 1대, 64-slice CT 1대, 그리고 P사의 64-slice CT 1대를 사용하였다. 이 장비를 대상으로 다배열검출기(MDCT)의 Z-축의 넓이에 따른 산란선량을 측정하였다.
- S사의 64-slice CT장비로는 1×5 mm 콜리메이션은 5 mm빔 두께, 1×10 mm 콜리메이션은 10 mm 빔 두께, 12×1.2 mm 콜리메이션은 14.4 mm빔 두께, 24×1.2 mm 콜리메이션은 28.8 mm빔 두께를 이용하였고, 16-slice는 2×5 mm 콜리메이션은 10 mm빔 두께, 12×1.5 mm 콜리메이션은 18 mm빔 두께를 이용하였다.
- 5 mm 콜리메이션은 18 mm빔 두께를 이용하였다. 산란선 측정 장비로는 Radical사의 이온챔버 60 ㎖ 2026C 를 사용하였다[Fig. 1]. 실제의 측정에 있어서는 모니터는 연결선을 이용 검사실 밖에서 확인하였다.
성능/효과
- 장비별 빔 두께 증가에 따른 산란선량을 알아보기 위하여 동일한 kVp설정과 2배의 빔 두께 증가 설정이 가능한 64-slice 장비 2대를 선택하여 비교 실험하였다. S사의 64-slice 장비는 빔 두께가 2배 증가함에 따라 80 kVp와 120 kVp 모두 평균 1.73배의 산란선량 증가가 있었고, P사의 64-slice장비는 빔 두께가 2배 증가함에 따라 80 kVp와 120 kVp에서 모두 평균 1.78배의 산란선량 증가가 있었다[Table 1].
- 17배의 선량감소가 있었다. 또한 64-slice CT에서 iso-center 와의 거리에 따라 P사의 장비가 S사 장비에 비하여 관전압 80 kVp에서 평균 2.1배, 120 kVp에서 1.9배로 산란선이 높게 나타났다[Table 2].
- 연구에 의하면 140 kVp에서 120 kVp로 줄일 경우 유방에서 최고 27%와 폐에서는 47%의 선량감소를 가져올 수 있다고 하였으며10). 본 실험에서도 관전압의 증가에 따라 각 장비별 산란선의 증가가 일어나는 것을 확인하였다. 그러므로 가능하면 낮은 관전압을 사용함으로서 환자의 피폭선량에 기여하는 산란선의 양을 줄일 수 있을 것이다.
- 본 연구결과를 살펴보면 장비 별 빔 두께 2배 증가에 따른 산란선량 증가가 1.7~1.8배, 관전압 40 kVp 증가에 따른 산란선량 증가가 2.4~3.8배, iso-center로부터의거리 2배 변화에 따른 산란선량 감소가 2.1~2.2배 정도 발생함을 알 수 있었다. 검사시 빔 두께가 증가할수록 검사시간은 단축되지만 산란선의 증가로 인한 환자 피폭선량이 증가할 수 있다.
- 빔 두께가 10 mm일 때, 관전압이 80 kVp에서 120 kVp로 증가함에 따라 P사 장비(64-slice)는 평균 3.47배, S 사장비(64-slice)는 평균 3.79배, S사장비(16-slice)는 평균 2.47배의 산란선량 증가를 보였으나, 각 관전압에 대해 iso-center에서 이온 챔버의 측정 거리가 2배 증가할 수록 산란선이 약 1/2로 감소하는 것을 알 수 있다[Table 2].
- 8배로 나타났다. 이에 따라 뇌 CT 검사 시 갑상선, 안구 등의 차폐문제와 복부 CT 검사 시 갑상선, 생식선등의 차폐문제가 무시할 수 없음을 알 수 있었다. 또한 장비의 특성에 따른 산란선의 차이가 많은 것으로 확인되어 검사 종류에 따라 파라메터의 적용을 달리하여 피폭선량을 줄이는데 노력하여야 할 것이다.
- 이온챔버의 거리가 2배 증가함에 따라 P사 장비(64 slice)는 80 kVp와 120 kVp에서 모두 평균 2.18배의 선량 감소가 있었고, S사 장비(64-slice)는 80 kVp에서 2.19배, 120 kVp에서 2.11배의 감소가 있었다. S사 장비(16-slice)에서는 80 kVp에서 2.
후속연구
- CT검사가 1999년 전체 방사선 검사의 4%의 비중을 차지하지만 피폭선량의 40%를 차지한다고 하였다9). CT촬영으로 인한 피폭선량은 앞으로 더욱 증가하리라 기대되며 목적 장기외 및 스캔부위 이외의 피사체를 차폐할 수 있는 시스템을 개발해야 할 것이다. 연구에 의하면 140 kVp에서 120 kVp로 줄일 경우 유방에서 최고 27%와 폐에서는 47%의 선량감소를 가져올 수 있다고 하였으며10).
- 그러므로 가능하면 낮은 관전압을 사용함으로서 환자의 피폭선량에 기여하는 산란선의 양을 줄일 수 있을 것이다. 또한 장비별 산란선의 차이가 같은 파라메터의 적용에서 2배 가량 차이가 확인됨으로서 환자의 연령 및 검사 항목에 따라 적절한 장비를 선택하는 것도 고려하여야 할 것이다.
- 이에 따라 뇌 CT 검사 시 갑상선, 안구 등의 차폐문제와 복부 CT 검사 시 갑상선, 생식선등의 차폐문제가 무시할 수 없음을 알 수 있었다. 또한 장비의 특성에 따른 산란선의 차이가 많은 것으로 확인되어 검사 종류에 따라 파라메터의 적용을 달리하여 피폭선량을 줄이는데 노력하여야 할 것이다.
- 87 rad)와 모든 전신부위에서는 40 mGy로 설정하여 검사 범위 내 피폭선량에 제한을 두고 있다8). 이에 CT촬영에서 산란선에 의한 피폭의 한계선량을 설정한다면 환자의 피폭선량을 줄이는데 크게 기여할 수 있으리라 본다. CT 검사시 검사부위 이외의 피폭은 아직 미미하지만 검사 횟수가 증가함으로서 피폭선량이 증가하고 있는 추세이다.
- 현재 슬라이스 내의 선량에 대한 연구가 주로 이루어지고 있는 시점에서 본 연구를 통하여 Z-축 빔 두께 증가에 따른 산란선과 장비에 따른 산란선의 특성을 이해하고 검사목적 부위 이외의 산란선 연구에 대한 필요성과 MDCT를 이용한 CT 검사 시 차폐의 중요성을 인식하여야 한다.
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