[논문]진단용 X선 발생장치의 성능 측정

유인규; 임청환; 이상호; 이만구

doi:10.7742/jksr.2012.6.6.447

진단용 X선 발생장치의 성능 측정
Performance Measurement of Diagnostic X Ray System 원문보기

한국방사선학회 논문지 = Journal of the Korean Society of Radiology, v.6 no.6, 2012년, pp.447 - 454

유인규 (한서대학교 보건의료학과) , 임청환 (한서대학교 보건의료학과) , 이상호 (서남대학교 방사선학과) , 이만구 (원광보건대학교 방사선과)

초록
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본 연구는 진단용 X선 발생장치의 성능을 검사하기 위해 직선성(Linearity), 재현성(reproducibility) 및 반가층(Half Value Layer; HVL)을 실험하였다. 직선성(Linearity)은 설정된 조사조건으로 한 장비 당 4회씩 조사하여 측정된 선량을 기록하고 mR/mAs를 구하여 측정하였으며, 측정값이 0.1을 초과하면 직선성이 떨어지는 것을 알 수 있다. 재현성(Reproducibility)은 80kVp, 200mA, 20mAs와120kVp, 300mA, 8mAs의 조건으로 10회 조사하여 변동계수(CV) 공식에 대입하여 측정한 값이 0.05안에 포함되면 양호하게 나타나는 것을 알 수 있다. 반가층(Half Value Layer: HVL)은 filter가 없을 때 설정된 조건으로 3회 조사하여 측정한 후 부가필터용 반가층 물질로 사용하여 필터의 두께를 0, 1, 2, 4 mm로 바꾸어 가며 부가필터가 없을 때의 $\frac{1}{2}$이하인 측정값이 나올 때 까지 측정한다. 현재 본원에서 사용하는 진단용 X선 발생장치 5대를 대상으로 직선성, 재현성, 반가층을 측정한 결과 직선성은 1번 장비에서는 300mA~400mA, 5번 장비에서는 100mA~200mA 부근에서 양호하지 않았으며, 반가층 측정에서는 80kVp 측정치에서 1번 장비에서 검사기준을 만족하지 못하였다. 출력은 단상에 비해 삼상장치가 높게 나왔다. 실험을 통하여 밝혀진 결과를 토대로 정기적인 장비관리와 노후 된 장비의 교환 등이 이루어진다면 장비 사용의 효율성을 극대화 할 수 있으며, 방사선 피폭선량을 줄임과 동시에 영상의 화질을 향상시킬 수 있어 정확한 진단에 기여할 수 있을 것으로 사료된다.

Abstract ▼ AI-Helper

To examine the performance of a diagnostic X-ray system, we tested a linearity, reproducibility, and Half Value Layer(HVL). The linearity was examined 4 times of irradiation with a given condition, and we recorded a level of radiation. We then calculated the mR/mAs. And the measured value should not be more than 0.1. If the measured value was more than 0.1, we could know that the linearity was decreased. The reproducibility was analyzed 10 times of irradiations at 80kVp, 200mA, 20mAs and 120kVp, 300mA, 8mAs. The values from these analyses were integrated into CV equation, and we could get outputs. The reproducibility was good if the output was lower than 0.05. HVL was measured 3 times of irradiation without a filter, and we inserted additional HLV filters with 0, 1, 2, 4 mm of thickness. We tested the values until we get the measured value less than a half of the value measured without additional filter. We tested the linearity, the reproducibility, and HVL of 5 diagnostic X-ray generators in this facilities. The linearity of No. 1 and No. 5 generator didn't satisfy the standard for radiation safety around 300mA~400mA and 100mA~200mA, respectively. HVL of No.1 generator was not satisfied at 80kVp. The outputs were higher in the three-phase equipment than the single-phase equipment. The old generators need to maintain and exchange of components based on the these results. Then, we could contribute to getting more exact diagnosis increasing a quality of the image and decreasing an expose dose of radiation.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

관전압(kVp)과 mAs를 일정하게 하고 관전류(mA)와 조사시간(sec)을 변경시켜 발생되는 선량을 측정하고, 그 각각의 조건에서 일정한 선량이 나오는가를 알아보는 것을 의미한다.
본 연구의 목적은 진단용 방사선 발생장치의 정기검사를 통과한 CR과 DR 인버터식 X선 발생장치를 정류방식에 따라 분류하여 진단의 화질을 좌우하는 X선 장치의 출력과 선질을 평가하고자 한다.

제안 방법

본 실험에서는 20mAs에서 100mA, 200mA, 320mA, 400mA로 변경하면서 각각 4회 측정하였다.
실험방법은 X선관 초점과 검출기간 거리를 100cm으로 하고, 조사야를 20×20cm로 조정한 후 80kVp, 200mA, 20mAs와 120kVp, 300mA, 8mAs 조건으로 각각 10회 측정하였다.
실험방법은 X선관 초점과 검출기간 거리를 100cm로 하고 조사야를 20×20cm로 한 후 80kVp에서 mAs의 설정은 가장 일반적으로 사용하고 있는 mAs를 기준으로 해서 조사시간을 선택한다.
실험방법은 X선관 초점과 검출기간 거리를 100cm로 하고 조사야를 20×20cm로 한 후 filter가 없을 때 조사선량을 3회 측정한 후 부가필터용 Al을 반가층 측정 물질로 이용한다.
주요 평가방법은 장시간 사용 시에도 연속적으로 그 특성이 재현 될 수 있어야 하는 재현성(Reproducibility), 화질 구현에 중요한 평가 요소인 관전류와 조사시간이 변화되어도 mAs가 일정하면 X선량은 항상 일정 출력량을 나타내는 직선성(Linearity), 불균등한 연속스펙트럼을 갖고 있는 X선의 여과능력을 측정하여 선질을 평가하는 반가층(Half Value Layer)을 이용하였다.
진단용 방사선 발생장치의 정기검사를 통과한 CR과 DR 인버터식 X선 발생장치 5대를 정류방식에 따라 분류하여 진단의 화질을 좌우하는 X선 장치의 출력과 선질을 평가하였다.
최고 관전압이 150kVp 인 진단용 X선발생장치 CR, DR 장비 총 5대를 가지고 재현성(Reproducibility), 직선성(Liearity), 반가층(HVL)을 측정하였다.
출력 검출기로는 검 · 교정을 마친 Ion Chamber (Model 20X6-60E Electrometer)를 이용하여 측정하였다(Fig. 1).

성능/효과

X선의 강도를 반으로 줄이는데 필요한 흡수체의 두께를 구하는 반가층 측정결과 80kVp에서 반가층이 2.3mmAl 이상을 권고 사항으로 하였을 때 단상 1번 장비를 제외한 모든 진단용 X선 장비에서는 양호하게 측정이 되었다(Table 3).
변동계수가 0.0005~0.007 범위 내에 있으므로 본 실험에 사용된 모든 진단용 장비에 대한 출력의 재현성은 성능관리가 잘 되고 있었으며, 동일한 조건하에서는 2, 3번 장비 즉 3상장비가 재현성이 상대적으로 1, 5, 9번 단상장비에 비하여 우수하였으며, 동일한 조건하에서 출력을 보면 상대적으로 3상장비인 2, 3번 장비가 단상장비에 비해 평균 30%이상 양호하게 평가되었다.
변동계수를 보면 기준치 0.1이하로 볼 때 3상 장비인 5번 장치가 가장 양호하게 평가되었다.
선질을 측정하는 반가층(HVL) 측정결과 80kVp에서 반가층이 2.3mmAl 이상을 권고 사항으로 하였을 때 단상 1번 장비를 제외한 모든 진단용 X선 장비에서는 양호하게 측정되었다.
재현성 측정결과 모든 진단용 장치에서 동일한 조건에서 출력의 변동계수(CV)가 0.05 이하에 포함되어 양호하게 나타났다(Table 1).
직선성 측정결과 전체적으로는 직선성이 양호하게 측정이 되었으나 1번 단상장비에서는 320~400mA, 5번 단상장비에서는 100~200mA에서 출력의 직선성이 변동계수 0.1을 넘어 양호하지 않게 측정되었다(Table 2).
진단용 X선장비의 출력의 재현성(Reproducibility)을 정류방식에 따라 구분하여 측정한 결과 변동계수는 설정치 안에 포함되어 양호하게 평가되었으나, 출력의 변동계수를 보면 3상장비는 촬영조건에 변화에도 큰 변화가 없으나 단상장비는 촬영조건의 따라 변화폭이 3상장비에 비해 상대적으로 차이가 있었다.
출력의 재현성(Reproducibility) 측정결과 모든 진단용 장치에서 동일한 조건에서 출력의 변동계수(CV)가 0.05안에 포함되어 양호하게 나타났다.

후속연구

본원의 출력의 직선성 측정결과 양호하게 나타나지 않는 장비가 발생하였는데 이는 X선 장비의 노후에 따른 결과물로 보여지나 추후 정확한 검사가 요구된다.
이와 같은 결과로 방사선 발생장치의 안전 및 성능 관리의 심각성을 알 수 있었으며, 노후된 장비를 교체하고 양호한 출력을 유지하기 위해 방사선 종사자의 자체적인 성능검사 및 체계적이고 주기적인 성능검사와 그 검사결과에 따른 기술적, 행정적인 조치들이 이루어져야 한다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	미국 FDA에 의해 규정된 출력의 직선성은?	출력의 직선성(Linearity)은 미국의 FDA의 규정에 의하면 “이웃하는 관전류 조정단계 사이에 mAs에 대한 선량이 ±10%(직선성: 0.1)이내에 일치하여야 한다”로 규정되어 있고, 진단용 X선 발생장치의 검사항목에는 직선성에 대한 검사는 포함되어 있지 않으나, 한국공업규격(KS)에는 출력의 직선성을 이웃하는 설정치에서의 직선성으로 나누어 규정하고 있다[7].
	진단용 X선 발생기기에 요구되는 조건은?	진단용 X선 발생기기는 인체 각 부위의 X선 투과와 촬영 시 최소한의 피폭량으로 정확한 진단을 하기위한 순시 대전력 발생기와 고밀도 에너지, 고내구성, 재현성 및 정밀한 제어성 등의 조건이 요구된다. 그러나 의료기관에 설치되어 사용되고 있는 동일한 인버터식 X선 장치라도 설치 조건과 사용 년수 등에 따라서 출력과 선명도의 차이가 있고, X선상의 화질과 환자의 피폭선량이 다르다고 할 수 있다[5].
	진단용 X선 발생장치의 성능을 검사하기 위한 본 연구의 직선성 실험결과는?	본 연구는 진단용 X선 발생장치의 성능을 검사하기 위해 직선성(Linearity), 재현성(reproducibility) 및 반가층(Half Value Layer; HVL)을 실험하였다. 직선성(Linearity)은 설정된 조사조건으로 한 장비 당 4회씩 조사하여 측정된 선량을 기록하고 mR/mAs를 구하여 측정하였으며, 측정값이 0.1을 초과하면 직선성이 떨어지는 것을 알 수 있다. 재현성(Reproducibility)은 80kVp, 200mA, 20mAs와120kVp, 300mA, 8mAs의 조건으로 10회 조사하여 변동계수(CV) 공식에 대입하여 측정한 값이 0.

참고문헌 (18)

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원문보기 상세보기
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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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