방사선 일반촬영은 크게 두 가지 유형으로 구분할 수 있는데 디지털 영상 시스템인 CR(Computed Radiography)과 DR(Digital Radiography)이 주로 활용되고 있다. 이 둘의 차이는 선량과 영상의 질 관점에서 정의할 수 있다. 본 연구에는 피부입사선량(Entrance Skin Dose, ESD)의 관점에서 환자에게 투여된 선량을 계산하고 비교하여 CR과 DR 간의 선량 차이를 연구하기 위해 8가지의 표준 영상의학적 검사(Skull AP, Skull LAT, Chest PA, Chest LAT, Abdomen AP, L-spine AP, L-spine LAT, Pelvis AP)가 고려되었다. 영상화질에 대한 평가는 진단방사선학적 영상을 위한 화질 기준에 부합하는지를 보증하기 위해 영상의학과 전문의에 의해 시행되었다. DR의 ESD는 CR의 ESD보다 낮다는 것이 확인되었다. 방사선 촬영을 담당한 방사선사가 동일인 이었고 CR과 DR의 영상 화질이 유사하거나 DR에서 조금 더 우수했기 때문에 본 연구는 고려된 검사 내에서 DR이 CR보다 선량 절감 차원에서 볼 때 더 우수한 기기라는 것을 보여준다.
방사선 일반촬영은 크게 두 가지 유형으로 구분할 수 있는데 디지털 영상 시스템인 CR(Computed Radiography)과 DR(Digital Radiography)이 주로 활용되고 있다. 이 둘의 차이는 선량과 영상의 질 관점에서 정의할 수 있다. 본 연구에는 피부입사선량(Entrance Skin Dose, ESD)의 관점에서 환자에게 투여된 선량을 계산하고 비교하여 CR과 DR 간의 선량 차이를 연구하기 위해 8가지의 표준 영상의학적 검사(Skull AP, Skull LAT, Chest PA, Chest LAT, Abdomen AP, L-spine AP, L-spine LAT, Pelvis AP)가 고려되었다. 영상화질에 대한 평가는 진단방사선학적 영상을 위한 화질 기준에 부합하는지를 보증하기 위해 영상의학과 전문의에 의해 시행되었다. DR의 ESD는 CR의 ESD보다 낮다는 것이 확인되었다. 방사선 촬영을 담당한 방사선사가 동일인 이었고 CR과 DR의 영상 화질이 유사하거나 DR에서 조금 더 우수했기 때문에 본 연구는 고려된 검사 내에서 DR이 CR보다 선량 절감 차원에서 볼 때 더 우수한 기기라는 것을 보여준다.
In projection radiography, two types of digital imaging systems are currently available, computed radiography (CR) and digital radiography (DR): a difference between them can be stated in terms of dose and image quality. In the Department of Radiology our hospital, a flat-panel DR equipment (Digital...
In projection radiography, two types of digital imaging systems are currently available, computed radiography (CR) and digital radiography (DR): a difference between them can be stated in terms of dose and image quality. In the Department of Radiology our hospital, a flat-panel DR equipment (Digital diagnost, Philips) and two CR systems (ADC Compact plus digitizer, AGFA) are employed. Eight standard radiographic examinations (Skull AP, Skull LAT, Chest PA, Chest LAT, Abdomen AP, L-spine AP, L-spine LAT, Pelvis AP) were considered: doses delivered to patients in terms of both entrance skin dose (ESD) were calculated and compared in order to study the dosimetric discrepancies between CR and DR. Assessment of image quality is undertaken by Consultant Radiologists to ensure that the quality criteria for diagnostic radiographic images of the European guidelines were met. Results showed that both ESD in DR are lower than that in CR; all images met the criteria in the European Guidelines for both modalities and were used for reporting by the radiologists. Since the operators are the same and the image quality is comparable in both modalities, this study shows that in the considered examinations, DR can perform better than CR from a dosimetric point of view.
In projection radiography, two types of digital imaging systems are currently available, computed radiography (CR) and digital radiography (DR): a difference between them can be stated in terms of dose and image quality. In the Department of Radiology our hospital, a flat-panel DR equipment (Digital diagnost, Philips) and two CR systems (ADC Compact plus digitizer, AGFA) are employed. Eight standard radiographic examinations (Skull AP, Skull LAT, Chest PA, Chest LAT, Abdomen AP, L-spine AP, L-spine LAT, Pelvis AP) were considered: doses delivered to patients in terms of both entrance skin dose (ESD) were calculated and compared in order to study the dosimetric discrepancies between CR and DR. Assessment of image quality is undertaken by Consultant Radiologists to ensure that the quality criteria for diagnostic radiographic images of the European guidelines were met. Results showed that both ESD in DR are lower than that in CR; all images met the criteria in the European Guidelines for both modalities and were used for reporting by the radiologists. Since the operators are the same and the image quality is comparable in both modalities, this study shows that in the considered examinations, DR can perform better than CR from a dosimetric point of view.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
따라서 본 연구를 위해 기술적 요소와 관의 출력량으로부터 입사피부선량(En‐ trance Skin Dose : ESD)을 계산하였다. 따라서 본 연구에서는 5가지의 표준영상의학적 검사(skull, chest, abdomen, lumbar spine, pelvis)를 대상으로한 CR과 DR간의 차이점을 선량의 관점에서 양적으로 기술할 것이다.
그러나 본 연구에서는 영상화질의 평가에 있어서 판독의사의 판단에 따른 정성적인 방법을 선택하여 이루어졌다. 정량적인 영상평가와 함께 환자선량의 평가가 이루어졌다면 하는 아쉬움이 남지만 이는 본 연구가 영상의 화질보다는 선량의 관점에서 이야기하고자 했기 때문이다. DR 기기의 장점에 대해서는 이미 다양하게 연구된 바 있으며13) DR은 CR과 비교할 때 더 높은 양자검출효율(DQE)을 가진다는 것은 잘 알려진 사실인데, 이는 위에 언급한대로 낮은 선량으로 더 나은 영상 화질을 얻을 수 있다는 것이든지, 아니면 유사한 선량으로 더 우수한 영상 화질을 얻을 수 있다는 것을 의미한다.
제안 방법
(1) CR : CR은 검사자가 검사별로 콜리메이션의 크기를 검사에 맞게 조절해 주어야 하므로 검사 시 개별적으로 콜리메이션을 한 후 x축(cm)과 y축(cm)의 길이를 직접 측정하여 기록하였다.
CR과 DR 의 영상 화질은 DR이 CR보다 조금 더 우수하거나 유사했기 때문에, 본 연구는 고려된 검사 내에서 DR이 CR보다 선량의 관점에서 볼 때 더 우수한 기기라는 것을 보여준다(즉 낮은 선량으로도 동일하거나 좀 더 우수한 영상 화질을 얻을 수 있음). 그러나 본 연구에서는 영상화질의 평가에 있어서 판독의사의 판단에 따른 정성적인 방법을 선택하여 이루어졌다. 정량적인 영상평가와 함께 환자선량의 평가가 이루어졌다면 하는 아쉬움이 남지만 이는 본 연구가 영상의 화질보다는 선량의 관점에서 이야기하고자 했기 때문이다.
최대 집적 피부선량은 결정적 상해에 대한 위험이 있는 경우 반드시 평가해야 한다5). 따라서 본 연구를 위해 기술적 요소와 관의 출력량으로부터 입사피부선량(En‐ trance Skin Dose : ESD)을 계산하였다. 따라서 본 연구에서는 5가지의 표준영상의학적 검사(skull, chest, abdomen, lumbar spine, pelvis)를 대상으로한 CR과 DR간의 차이점을 선량의 관점에서 양적으로 기술할 것이다.
영상 화질의 평가는 표준영상의학검사를 대표하는 복부전후방향(Abdomen AP)영상을 기준으로 환자 100명의 영상을 영상의학과 전문의 3명이 1점(매우 나쁨), 2점(나쁨), 3점(보통), 4점(좋음), 5점(매우 좋음)으로 평가하고 SPSS(version 17.0)를 사용하여 일원분산분석(ANOVA)을 통해 진단 방사선학적 영상을 위한 화질 기준에 부합하는지를 보증하기 위해 영상의학과 전문의에 의해 판독용 워크스테이션에서 시행되었다(Table 4).
동일한 검사에서의 CR과 DR 간의 선량 차이를 연구하기 위해 ESD를 이용하였다. 측정된 CR 및 DR 기기의 부위별 ESD 수치(1회 방사선조사)를 IAEA(International Atomic Energy Agency)11)와 NRPB(National Radiological Protection Board)12)의 진단참고준위와 함께 비교할 수 있도록 하였다(Table 3). 영상 평가 결과는 CR과 DR에 의해 생성된 모든 영상을 평가한 결과 작은 차이기는 하지만 DR 영상이 CR보다 조금 더 우수한 화질을 보였고(Table 4), ESD와 E 모두 DR이 CR 보다 낮았으며 IAEA와 NRPB의 진단참고준위와 비교했을 때 CR과 DR 둘 다 모든 대상 검사에서 진단참고준위보다 매우 낮게 측정되었다.
튜브 출력은 노출 전류, FFD 100 cm, 20 mAs, 80 kVp의 최대 튜브 전압일 때, 비산란 기하학적 구조로 측정되었다. FSD의 계산은 AP/PA projection에서의 표준 환자 두께인 20 cm을 적용하였고6), Skull LAT의 경우는 15 cm, 나머지 검사의 LAT에서는 30 cm을 적용 하였다9).
촬영부위는 8가지의 표준영상의학적 검사(Skull AP, Skull LAT, Chest PA, Chest LAT, Abdomen AP, L-spine AP, L-spine LAT, Pelvis AP)가 고려되었다. 피부입사선량(Entrance Skin Dose, ESD)은 임상 지침서의 노출 변수(European Guideline)에 주어진 표본을 바탕으로 기술6)하고 전리함(Ionization chamber)(방사선 모니터 컨트롤러 모델명 9010에 연결된 모델명 90X6-6, Radcal Corporation, Monrovia, CA, USA)에서 측정한 mR/mAs의 튜브 출력량7)을 사용하여 X 선관 초점으로부터 100 cm 거리에서 측정되었다. ESD의 계산은 아래의 공식을 따른다8).
대상 데이터
2009년 5월부터 2010년 3월까지 11개월간 분당서울대학교병원 영상의학과에 내원한 환자 중 Skull AP, Skull LAT, Chest PA, Chest LAT, Abdomen AP, L-spine AP, L-spine LAT, Pelvis AP 검사 처방을 받은 환자가운데 신장 170 cm, 체중 65 kg을 기준으로 실험 대상으로 하기 위해 비슷한 체격의 환자 내원시 EMR(Elec‐ tronic Medical Record)에 기록된 환자의 신장과 체중을 확인하고 환자의 동의를 얻어 DR과 CR에서 동일 검사별로 각 100명씩을 대상으로 하였다. 100명의 환자 신장과 체중은 일원분산분석 결과 171±1.
촬영부위는 8가지의 표준영상의학적 검사(Skull AP, Skull LAT, Chest PA, Chest LAT, Abdomen AP, L-spine AP, L-spine LAT, Pelvis AP)가 고려되었다. 피부입사선량(Entrance Skin Dose, ESD)은 임상 지침서의 노출 변수(European Guideline)에 주어진 표본을 바탕으로 기술6)하고 전리함(Ionization chamber)(방사선 모니터 컨트롤러 모델명 9010에 연결된 모델명 90X6-6, Radcal Corporation, Monrovia, CA, USA)에서 측정한 mR/mAs의 튜브 출력량7)을 사용하여 X 선관 초점으로부터 100 cm 거리에서 측정되었다.
데이터처리
각 검사별로 통상적으로 시행되는 실제 조사조건을 적용하였고 이를 기록하여 일원분산분석을 실행하였다 (Table 1).
이론/모형
표준영상의학검사시의 조사조건은 AEC 모드를 이용하는 DR이 CR보다 낮은 mAs를 보였고 kVp는 비슷한 수준을 나타내었으며(Table 1) 검사별로 달라지는 콜리메이 션의 정도를 나타내는 Field size는 CR이 DR보다 넓어지는 것이 확인되었다(Table 2). 동일한 검사에서의 CR과 DR 간의 선량 차이를 연구하기 위해 ESD를 이용하였다. 측정된 CR 및 DR 기기의 부위별 ESD 수치(1회 방사선조사)를 IAEA(International Atomic Energy Agency)11)와 NRPB(National Radiological Protection Board)12)의 진단참고준위와 함께 비교할 수 있도록 하였다(Table 3).
성능/효과
(2) DR : DR은 검사별로 콜리메이션의 크기를 자동으로 조절해주므로 DR 시스템에 기본으로 설정된 x축(cm) 과 y축(cm)의 길이를 기록하였다.
100명의 환자 신장과 체중은 일원분산분석 결과 171±1.1 cm 67±2.3 kg(p <0.05)였다.
모든 AEC에서는 스캔하는 신체부위에 대한 평균 mAs의 감축에 비례하여 선량이 감소하는데 이것이 해부학적 장기 위치에 따라 달라서 특정 장기에 대한 선량감축을 바로 나타내는 것은 아니므로, ESD와 달리 유효선량은 mAs 감축에 정비례하여 감소하지는 않는다. CR과 DR 의 영상 화질은 DR이 CR보다 조금 더 우수하거나 유사했기 때문에, 본 연구는 고려된 검사 내에서 DR이 CR보다 선량의 관점에서 볼 때 더 우수한 기기라는 것을 보여준다(즉 낮은 선량으로도 동일하거나 좀 더 우수한 영상 화질을 얻을 수 있음). 그러나 본 연구에서는 영상화질의 평가에 있어서 판독의사의 판단에 따른 정성적인 방법을 선택하여 이루어졌다.
따라서 검사에 따라 해부학적 부위에 지나치게 과도하지 않은 넓이의 적합한 콜리메이션을 하고 DR에서는 반드시 AEC를 사용해야 할 것이다. 결과적으로 CR과 DR은 비슷한 수준의 영상 결과를 나타내므로 DR은 CR에 비해 낮은 선량에서도 충분한 진단품질의 영상을 얻는데 유리하다. 따라서 방사선 검사는 요구되는 의료 영상 목적을 만족하면서 합리적으로 달성할 수 있는 최소 환자선량 (ALARA)으로 수행되어야 하므로 방호의 최적화라는 관점에서 볼 때 CR 보다는 DR이 더욱 친환자적인 장비임을 시사한다.
본 연구에서 ESD 수치가 IAEA와 NRPB의 진단참고준위보다 모든 검사에서 낮게 나왔는데(Table 3). 그럼에도 불구하고 몇몇의 CR과 DR 간의 선량 불일치(Dosimetric discrepancy)가 입증되었고, 이는 이미 이전 연구에서 보고되었음을 확인하였다13).
새로운 기술을 영상의학과에 적용하고, 영상의학적 시술을 최적화시키기 위해 ESD를 측정하고 분석하는 것은 매우 유용하다. 본 연구에서 우리는 이러한 문제에 대해 표준영상의학검사(Skull AP, Skull LAT, Chest PA, Chest LAT, Abdomen AP, L-spine AP, L-spine LAT, Pelvis AP)에서 비롯된 ESD를 평가함으로써 표준영상의학검사를 기준으로 DR이 CR보다 선량 차원에서 볼 때 더 우수한 기기라는 것이 판명되었다. 따라서 검사에 따라 해부학적 부위에 지나치게 과도하지 않은 넓이의 적합한 콜리메이션을 하고 DR에서는 반드시 AEC를 사용해야 할 것이다.
측정된 CR 및 DR 기기의 부위별 ESD 수치(1회 방사선조사)를 IAEA(International Atomic Energy Agency)11)와 NRPB(National Radiological Protection Board)12)의 진단참고준위와 함께 비교할 수 있도록 하였다(Table 3). 영상 평가 결과는 CR과 DR에 의해 생성된 모든 영상을 평가한 결과 작은 차이기는 하지만 DR 영상이 CR보다 조금 더 우수한 화질을 보였고(Table 4), ESD와 E 모두 DR이 CR 보다 낮았으며 IAEA와 NRPB의 진단참고준위와 비교했을 때 CR과 DR 둘 다 모든 대상 검사에서 진단참고준위보다 매우 낮게 측정되었다.
표준영상의학검사시의 조사조건은 AEC 모드를 이용하는 DR이 CR보다 낮은 mAs를 보였고 kVp는 비슷한 수준을 나타내었으며(Table 1) 검사별로 달라지는 콜리메이 션의 정도를 나타내는 Field size는 CR이 DR보다 넓어지는 것이 확인되었다(Table 2). 동일한 검사에서의 CR과 DR 간의 선량 차이를 연구하기 위해 ESD를 이용하였다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
디지털 영상 시스템이 가지는 장점은?
영상의학과에서는 디지털 영상 시스템(Digital imaging system)이 고식적 방사선 촬영술 (Conventional radi‐ ography)를 대체하고 있는데 이는 필름-스크린(FilmScreen) 형식의 기술보다 우수한 디지털 영상 시스템의 여러 잠재적인 장점, 즉 더 큰 다이나믹 레인지(Dynamic range), 더 넓은 노광 관용도(Exposure latitude), 후처리(Post-processing)의 가능, 관리적 측면에서의 경제적 효과, 그리고 임상의사에게 있어 영상의 향상된 접근성 등에 기인한다. 일반촬영에서는 현재 두 가지 유형의 디지털 영상 시스템인 CR(Computed Radiography)과 DR(Digital Radiography)이 활용되고 있다.
영상의학과에서 디지털 영상 시스템은 무엇을 대체하고 있는가?
영상의학과에서는 디지털 영상 시스템(Digital imaging system)이 고식적 방사선 촬영술 (Conventional radi‐ ography)를 대체하고 있는데 이는 필름-스크린(FilmScreen) 형식의 기술보다 우수한 디지털 영상 시스템의 여러 잠재적인 장점, 즉 더 큰 다이나믹 레인지(Dynamic range), 더 넓은 노광 관용도(Exposure latitude), 후처리(Post-processing)의 가능, 관리적 측면에서의 경제적 효과, 그리고 임상의사에게 있어 영상의 향상된 접근성 등에 기인한다. 일반촬영에서는 현재 두 가지 유형의 디지털 영상 시스템인 CR(Computed Radiography)과 DR(Digital Radiography)이 활용되고 있다.
휘진성 형광체를 기반으로 한 Computed Radiography의 장점은?
일반촬영에서는 현재 두 가지 유형의 디지털 영상 시스템인 CR(Computed Radiography)과 DR(Digital Radiography)이 활용되고 있다. 휘진성 형광체(photostimulable phosphor)를 기반으로 한 CR은 상대적으로 저렴한 설치비용과 좀 더 오래 전부터 이용된 기술이기 때문에 임상에서 더욱 널리 활용되고 있다1). 한편 능동 매트릭스 평판형 영상장치(Active matrix flatpanel imager)로 구성된 DR은 좀 더 최근의 기술로서 디지털 방사선촬영에서 가장 최근에 개발된 것으로서 X 선을 직/간접적으로 전기적 신호로 변환해주는 평판검출기이다.
참고문헌 (15)
A. R. Cowen., A. Workman and J. S. Price: Physical aspects of photostimulable phosphor computed radiography, Br. J. Radiol. 66, 332-345, 1993
P. R. Granfors and R. Aufrichtig: Performance of a 41 ${\times}$ 41-cm2 amorphous silicon flat panel X-ray detector for radiographic imaging applications, Med. Phys. 27, 1324-1331, 2000
A. Herrmann., H. Bonel., A. Stablier., et al. Chest imaging with flat-panel detector at low and standard doses: comparison with storage phosphor technology in normal patients. Eur. Radiol. 12, 385-390, 2002
E. Samei, J. G. Hill, G. D. Frey, W. M. Southgate, E. Mah, D. Delong: Evaluation of a flat panel digital radiographic system for low-dose portable imaging of neonates, Med. Phys. 30, 601-607, 2003
R. A. Parry, A. G. Sharon, and R. A. Benjamin: Typical patient dose in diagnostic radiology: the AAPM/RSNA physics tutorials for residents. Radio-Graphics 19, 1289-1302, 1999
T. Chuan-Jong, and T. Hui-Yu: Evaluation of gonad dose and fetal doses for diagnostic radiology. Proc. Natl Sci. Council ROC B 23(3), 107-113, 1999
IAEA Safety Series No.115, International Basic Safety Standards for Protection against Ionizing Radiation and for the Safety of Radiation Sources, 1996a
D. Hart, M. C. Hillier, B. F. Wall: Doses to Patients from Medical X-ray Examinations in the UK？2000 Review, NRPB-W-14, National Radiologigal Protection Board, Chilton, 2002
E. Ariga, S. Ito, S. Deji, T. Saze and K. Nishizawa: Development of dosimetry using detectors of diagnostic digital radiography systems, Med. Phys. 34, 166-174, 2006
M. Tapiovaara, M. Lakkisto And A. Servomaa, PCXMC: A PC-based Monte Carlo program for calculating patient doses in medical x-ray examinations. Report STUK-A139. Helsinki: Finnish Centre for Radiation and Nuclear Safety, 1997
International Commission on Radiation Units and Measurements. Patient dosimetry for X-rays used in medical imaging. ICRU Report 74, J. ICRU, 5(2), 2005
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.