과학 기술의 발달로 인해 의료 방사선 장비 또한 첨단화 되고 있으며 정확한 진단과 치료를 할 수 있게되어 의료의 질적 향상은 물론 양적인 면에서도 그 사용이 날로 증가하고 있는 추세이다. 특히 환자 피폭선량에 대부분을 차지하는 CT(Computed Tomography) 촬영의 건수는 크게 증가하고 있다. 치과 방사선 검사의 경우 정확한 병변 진단을 위한 CT 및 CBCT(Cone Beam Computed Tomography) 의 도입으로 과거에 비해 환자는 많은 선량을 받게 되었다. 본 연구에서는 인체 팬텀과 TLD-100H를 이용하여 치과 방사선 검사별 조직의 흡수선량을 측정하고 ICRP 60, 103에 따라 유효선량을 계산하였다. ICRP 60, 103에 따른 유효선량 값은 파노라마 검사의 경우 $5.1{\mu}Sv$, $29.5{\mu}Sv$, 세팔로 검사의 경우 $11.2{\mu}Sv$, $14.4{\mu}Sv$, 이며 CBCT는 상악골의 경우 $53.7{\mu}Sv$, $209.6{\mu}Sv$, 하악골은 $129{\mu}Sv$, $391.5{\mu}Sv$ 그리고 CT에서는 상악골의 경우 $93.3{\mu}Sv$, $139.5{\mu}Sv$이며 하악골은 $282.7{\mu}Sv$, $489.7{\mu}Sv$로 평가 되었다. CBCT 검사의 경우 유효선량은 CT 검사에 비해서는 적지만 파노라마 검사 및 세팔로 검사에 비해서는 높게 평가되었다.
과학 기술의 발달로 인해 의료 방사선 장비 또한 첨단화 되고 있으며 정확한 진단과 치료를 할 수 있게되어 의료의 질적 향상은 물론 양적인 면에서도 그 사용이 날로 증가하고 있는 추세이다. 특히 환자 피폭선량에 대부분을 차지하는 CT(Computed Tomography) 촬영의 건수는 크게 증가하고 있다. 치과 방사선 검사의 경우 정확한 병변 진단을 위한 CT 및 CBCT(Cone Beam Computed Tomography) 의 도입으로 과거에 비해 환자는 많은 선량을 받게 되었다. 본 연구에서는 인체 팬텀과 TLD-100H를 이용하여 치과 방사선 검사별 조직의 흡수선량을 측정하고 ICRP 60, 103에 따라 유효선량을 계산하였다. ICRP 60, 103에 따른 유효선량 값은 파노라마 검사의 경우 $5.1{\mu}Sv$, $29.5{\mu}Sv$, 세팔로 검사의 경우 $11.2{\mu}Sv$, $14.4{\mu}Sv$, 이며 CBCT는 상악골의 경우 $53.7{\mu}Sv$, $209.6{\mu}Sv$, 하악골은 $129{\mu}Sv$, $391.5{\mu}Sv$ 그리고 CT에서는 상악골의 경우 $93.3{\mu}Sv$, $139.5{\mu}Sv$이며 하악골은 $282.7{\mu}Sv$, $489.7{\mu}Sv$로 평가 되었다. CBCT 검사의 경우 유효선량은 CT 검사에 비해서는 적지만 파노라마 검사 및 세팔로 검사에 비해서는 높게 평가되었다.
Along with the developments of science technology, up-to-date medical radiation equipments are introduced. Those equipments has brought many progresses in diagnosing patients not only in the quantitative aspects but in the qualitative ones. Especially, in the case of dental radiography, patients can...
Along with the developments of science technology, up-to-date medical radiation equipments are introduced. Those equipments has brought many progresses in diagnosing patients not only in the quantitative aspects but in the qualitative ones. Especially, in the case of dental radiography, patients can be exposed more than CT, cone beam computed tomography (CBCT). In this study, we used human phantom and TLD-100H to measure the organ dose in each dental radiography and computed the effective dose according to ICRP (International Committee for Radioactivity Prevention) 60, 103. We measured the effective dose to be 5.1 and $29.5{\mu}Sv$ in the panoramic radiography and 11.2 and $14.4{\mu}Sv$ in the cephalometric radiography respectively. We also executed the CBCT and CT test on the maxillaries and the mandibles and found the amounts of effective dose were 53.7, 209.6, 129, and $391.5{\mu}Sv$ respectively in the CBCT and $93.3{\mu}$, 139.5, 282.7 and $489.7{\mu}Sv$ in the CT test. Consequently, it was shown that the effective dose in the CBCT test was lower than one in the CT test, but was higher in both panoramic and cephalometric radiography.
Along with the developments of science technology, up-to-date medical radiation equipments are introduced. Those equipments has brought many progresses in diagnosing patients not only in the quantitative aspects but in the qualitative ones. Especially, in the case of dental radiography, patients can be exposed more than CT, cone beam computed tomography (CBCT). In this study, we used human phantom and TLD-100H to measure the organ dose in each dental radiography and computed the effective dose according to ICRP (International Committee for Radioactivity Prevention) 60, 103. We measured the effective dose to be 5.1 and $29.5{\mu}Sv$ in the panoramic radiography and 11.2 and $14.4{\mu}Sv$ in the cephalometric radiography respectively. We also executed the CBCT and CT test on the maxillaries and the mandibles and found the amounts of effective dose were 53.7, 209.6, 129, and $391.5{\mu}Sv$ respectively in the CBCT and $93.3{\mu}$, 139.5, 282.7 and $489.7{\mu}Sv$ in the CT test. Consequently, it was shown that the effective dose in the CBCT test was lower than one in the CT test, but was higher in both panoramic and cephalometric radiography.
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문제 정의
따라서 본 연구에서는 치과 방사선검사 시 각 조직의 흡수선량을 측정하고 유효선량 값을 계산하여 비교하였으며, 특히 최근 증가하고 있는 CBCT와 다른 치과 방사선 검사와의 유효선량을 비교함으로써 CBCT 검사의 유용성에 대해 분석하였다.
제안 방법
CBCT의 경우 CT가 가지고 있는 고가의 장비라는 점과 고선량이라는 점을 보완하기 위해 나온 장비이다. CT 검사의 유효선량을 기준으로 CBCT 검사에서의 선량 감소를 분석하였다. ICRP 60을 적용한 선량 감소는 상악골 CBCT 검사의 경우 39.
각 검사 별 Phantom에서 TLD 소자의 위치는 thyroid 2개, esophagus 1개, salivary gland 5개, brain 2개, bone marrow 8개, skin 5개, eyes 2개로 총 25개를 각 phantom의 level에 위치 시켰다6)(Table 2).
또한 선량측정 후 TLD reader기로 전하량 값을 측정하기 전에 TLD 내에서 생길 수 있는 noise 제거를 위해 섭씨 135°에서 10초간 예열 하였다. 각 검사 별 반복 조사 후 TLD reader기로 전하량 값을 얻어 식(1)을 이용하여 전하량(nC)을 조사선량(mR)으로 변환하였다. 측정값의 평균값(mR)을 흡수선량(μGy)값으로, 계산된 흡수선량 값은 공기 중에서 측정된 값이므로 실제 조직에서의 흡수선량 값으로 바꾸어 주어야 한다.
각 검사 별 조사 시 방사선에 노출시키기 전에 TLD 소자에 남아 있는 에너지를 방출시키기 위하여 oven을 이용하여 섭씨 240°에서 10분간 가열하고 난 후 선량 측정에 사용 하였다.
각 검사 별 조직에서의 등가선량을 구하고 이를 바탕으로 ICRP 60, 103에 따른 조직가중계수를 고려하여 유효선량을 구하였다. 또한 구한 유효선량 값을 국외 연구자들에 의한 결과 값과 비교 하였다.
측정값의 평균값(mR)을 흡수선량(μGy)값으로, 계산된 흡수선량 값은 공기 중에서 측정된 값이므로 실제 조직에서의 흡수선량 값으로 바꾸어 주어야 한다. 그래서 식(2)와 같이 미국 표준연구소(National institute of science technology: NIST)에서 제시한 X선 에너지와 물질 종류에 따른 질량에너지 흡수계수값을 이용하여 조직에서의 흡수선량 값을 구하였다.
각 검사 별 조직에서의 등가선량을 구하고 이를 바탕으로 ICRP 60, 103에 따른 조직가중계수를 고려하여 유효선량을 구하였다. 또한 구한 유효선량 값을 국외 연구자들에 의한 결과 값과 비교 하였다.
또한 선량측정 후 TLD reader기로 전하량 값을 측정하기 전에 TLD 내에서 생길 수 있는 noise 제거를 위해 섭씨 135°에서 10초간 예열 하였다.
이때 TLD의 측정 가능한 선량을 조사하기 위해서 검사법에 따라 세팔로 검사의 경우 mAs가 다른 검사에 비해 적은 값이기에 여러 번의 실험을 거쳐 20회 정도일 때 측정 가능한 선량 값을 얻을 수가 있었으면 다른 검사의 경우 대부분이 100 mAs 이상으로 5회의 반복 촬영 후에 측정 가능한 선량 값을 얻을 수 가 있었다. 반복 검사 후 얻은 값을 반복 검사 횟수로 나누어 평균값을 구해 비교하였으며, CBCT 검사와 CT 검사의 경우, 검사 부위를 상악골과 하악골 나누어 선량 값을 계산하였다.
본 실험에 사용하고자 하는 TLD의 교정을 위해 동일 선량의 방사선으로 TLD에 조사 후 TLD reader기를 통해 각 TLD 소자의 전하량(nC)을 측정하여 교정정수(RCF, Reader Calibration factor)를 결정 하였다. 이때 선량측정은 5 cc 전리함(Capintec.
USA)를 이용 하였다. 세팔로 검사와 파노라마 검사 장비로는 CRANX3+CEPH (Soredex Co. Finland), CBCT 장비는 Ray Scan Sym‐ phony(Ray Co, Korea), CT 장비는 HiSpeed ADVENTAGE(GE medical USA) 사용하였다.
본 실험에 사용하고자 하는 TLD의 교정을 위해 동일 선량의 방사선으로 TLD에 조사 후 TLD reader기를 통해 각 TLD 소자의 전하량(nC)을 측정하여 교정정수(RCF, Reader Calibration factor)를 결정 하였다. 이때 선량측정은 5 cc 전리함(Capintec. USA)과 미소전류계(Capintec. MODEL 192. USA)를 이용하여 측정하였고 전 실험 과정을 통해 각 소자의 동일성을 유지하기 위해 각 소자의 ECC(Element Correction Coefficient) 구하여 보정하였다. 각 검사 별 조사 시 방사선에 노출시키기 전에 TLD 소자에 남아 있는 에너지를 방출시키기 위하여 oven을 이용하여 섭씨 240°에서 10분간 가열하고 난 후 선량 측정에 사용 하였다.
치과 방사선 검사 별 조직등가선량과 유효선량을 구하였다. 구강 외 검사 간의 등가선량 및 유효선량 비교한결과 CBCT 검사는 CT 검사에 비해 약 30% 이상의 선량 감소율이 나타나지만 파노라마 검사 및 세팔로 검사에 비해서는 높은 선량을 나타냈다.
치과 방사선 검사에 있어 세팔로 검사, 파노라마 검사, CBCT(Cone Beam Computed Tomography), CT를 ICRP (International Committee for Radioactivity Preven‐ tion) 60, 103 기준으로 유효선량을 계산하였다. ICRP 60과 ICRP 103의 가장 큰 차이는 치과 방사선 검사에 있어 많은 부분이 포함되고 있는 침샘의 경우 조직가중계수가 ICRP 60에서는 제외 되었던 것이 ICRP 103에서는 0.
치과 방사선 검사에서 조직의 등가선량과 ICRP 60, 103를 이용한 유효선량을 비교하였으며. 계산한 유효선량을 기존의 연구 결과와 비교 분석 하였다.
대상 데이터
아래 Table 3과 같이 실제 임상병원에서 검사되고 있는 성인 표준 남성 기준으로 각 검사방법에 따라 팬텀을 위치시켜 측정하였다. 아래 Fig.
치과 방사선 검사의 선량측정을 위해서 본 실험에 사용된 인체 팬텀은 인체의 조직과 유사한 조직 분포를 가지며 2.5 cm 두께의 10개의 절편(Fig. 1, levels 0-9)으로 구성된 Male ART Phantom(Fluke Biomedical Co., USA))과 1/8″×1/8″×0.035″의 열 형광선량계 TLD100H(HARSHAW Chemical Co., USA), TLD Reader 2800M(VICTOREEN Co. USA)를 이용 하였다.
데이터처리
치과 방사선 검사에서 조직의 등가선량과 ICRP 60, 103를 이용한 유효선량을 비교하였으며. 계산한 유효선량을 기존의 연구 결과와 비교 분석 하였다. Ludlow5)의 ICRP 103을 통한 파노라마 검사와 세팔로 검사의 유효선량 비교를 보면 파노라마 검사가 세팔로 검사에 비해 높은 선량을 보여 주고 있으면 본 연구의 연구 결과 또한 ICRP 103을 통해 얻은 파노라마 검사의 결과가 세팔로 검사의 결과에 비해 높은 선량을 나타내고 있다.
이론/모형
이와 같이 계산된 흡수선량의 값에 방사선가중치를 곱하여 조직의 등가선량을 구하고 구해진 등가선량을 ICRP 60, 103에 의해 제시된 조직가중치를 적용한 총합으로각 치과 검사 별 유효 선량 값을 식 (3)에 의해 계산 하였다.
성능/효과
기존의 CT 검사에 비해 약 30% 선량감소율을 보였다. CBCT와 CT에서 하악골검사가 상악골검사에 비해 유효선량이 2배 이상의 선량 차이를 볼 수 있었다. 하악골 검사시 방사선 감수성이 예민한 갑상선의 포함으로 인해 선량이 증가하는 것을 볼 수 있다.
치과 방사선 검사의 CBCT에서도 이와 같은 환자의 갑상선 차폐에 관한 연구가 필요하다. CBCT와 다른 구강 외 치과 검사와의 선량의 차이를 보면 CBCT에서 ICRP 103을 적용한 상악골 검사의 경우, 세팔로 검사에 비해 14배 정도 많았으며, 파노라마 검사에 비해 7배 정도 많았다. 그리고 하악골 검사의 경우는 상악골 검사 보다 더 많은 27배, 13배의 차이로 더 많은 선량 차이가 났다.
01로 평가됨으로서 침샘의 방사선 장해를 포함하는 선량 평가를 할 수 있다. CT 검사와 CBCT 검사 간의 부위 별 선량 비교를 보면 전체적으로 CT 검사에서의 조직등가선량이 CBCT 검사에 비해 높게 나타났다. 또한 CT 검사와 CBCT 검사에서 상악골과 하악골의 많은 선량 차이를 볼 수 있다.
ICRP 60을 적용한 선량 감소는 상악골 CBCT 검사의 경우 39.6μSv(42%) 감소하였으며, 하악골의 경우 153.7 μSv(54%) 감소하였고 ICRP 103을 적용한 선량 감소는 상악골의 경우 73.1 μSv(25%) 감소하였으며, 하악골의 경우 98.2μSv(20%) 감소하였다.
치과 방사선 검사 별 조직등가선량과 유효선량을 구하였다. 구강 외 검사 간의 등가선량 및 유효선량 비교한결과 CBCT 검사는 CT 검사에 비해 약 30% 이상의 선량 감소율이 나타나지만 파노라마 검사 및 세팔로 검사에 비해서는 높은 선량을 나타냈다. 최근 들어 계속적으로 증가하고 있는 CBCT 검사의 진단참조준위 제시와 선량 감소 방안에 대한 연구가 필요하다.
Ludlow5)의 ICRP 103을 통한 파노라마 검사와 세팔로 검사의 유효선량 비교를 보면 파노라마 검사가 세팔로 검사에 비해 높은 선량을 보여 주고 있으면 본 연구의 연구 결과 또한 ICRP 103을 통해 얻은 파노라마 검사의 결과가 세팔로 검사의 결과에 비해 높은 선량을 나타내고 있다. 그리고 CT 및 CBCT 검사의 유효선량에 관한 결과가 대부분이 하악골 검사가 상악골 검사에 비해 높은 선량 값을 나타내고 있었다. 기존의 연구 결과와의 분석을 통해 선량에 대한 경향 분석은 가능하나 측정된 값에 대한 비교에는 어려움이 있었다.
기존의 CT 검사에 비해 약 30% 선량감소율을 보였다. CBCT와 CT에서 하악골검사가 상악골검사에 비해 유효선량이 2배 이상의 선량 차이를 볼 수 있었다.
또한 CT 검사와 CBCT 검사에서 상악골과 하악골의 많은 선량 차이를 볼 수 있다. 두 검사 모두 상악골 촬영의 경우 갑상선이 포함되지 않으며 하악골 촬영의 경우 갑상선이 포함되어 하악골에서의 갑상선 선량이상악골에서의 선량 보다 2배 이상 높게 측정되었다.
모든 치과 검사에서 침샘에서 가장 많은 흡수선량이 나타났다. 침샘의 경우 ICRP 60에서는 조직하중계수의 저평가로 인해 침샘이 포함되는 방사선 진단 검사에서 유효선량이 낮게 평가 되었다.
이때 TLD의 측정 가능한 선량을 조사하기 위해서 검사법에 따라 세팔로 검사의 경우 mAs가 다른 검사에 비해 적은 값이기에 여러 번의 실험을 거쳐 20회 정도일 때 측정 가능한 선량 값을 얻을 수가 있었으면 다른 검사의 경우 대부분이 100 mAs 이상으로 5회의 반복 촬영 후에 측정 가능한 선량 값을 얻을 수 가 있었다. 반복 검사 후 얻은 값을 반복 검사 횟수로 나누어 평균값을 구해 비교하였으며, CBCT 검사와 CT 검사의 경우, 검사 부위를 상악골과 하악골 나누어 선량 값을 계산하였다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
치과 방사선 검사의 선량측정을 위해서 본 실험에 사용된 인체 팬텀은 인체의 조직과 유사한 조직 분포를 가지며 2.5 cm 두께의 10개의 절편으로 구성된 Male ART Phantom(Fluke Biomedical Co., USA))과 1/8″×1/8″×0.035″의 열 형광선량계 TLD100H(HARSHAW Chemical Co., USA), TLD Reader 2800M(VICTOREEN Co. USA)를 이용 하였는데, 세팔로 검사와 파노라마 검사 장비로는 무엇이 사용되었는가?
USA)를 이용 하였다. 세팔로 검사와 파노라마 검사 장비로는 CRANX3+CEPH (Soredex Co. Finland), CBCT 장비는 Ray Scan Sym‐ phony(Ray Co, Korea), CT 장비는 HiSpeed ADVENTAGE(GE medical USA) 사용하였다.
건강 보험 심사 평가원에 따르면 CT 장비의 증가 현황은 어떠한가?
특히 환자 피폭선량에 대부분을 차지하는 CT(Computed Tomography) 장비수도 계속적으로 증가하고 있다. 건강 보험 심사 평가원에 따르면 CT장비의 증가 현황은 2007년에는 2030대, 2008년 2299대로 전년 대비 13.3% 증가하였으며 2009년도에도 2008년도에 비해 5.9% 증가하였다1) .
UCSF 방사선학과 레베카 스미스 빈드먼 박사는 CT에 대해 어떻게 말하였는가?
UCSF(캘리포니아대학 샌프라시스코) 방사선학과 레베카 스미스 빈드먼 박사는 “CT는 병변 진단에 있어 상당한 이득을 얻을 수 있는 반면 환자는 일반 X선 진단에 비해 상당히 많은 방사선에 노출되기에 향후 암 위험이 우려된다고”고 말하였다2). 진단 방사선 검사 영역에서의 환자 선량에 대한 관심은 계속적으로 증가하고 있다.
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