[논문]하지동맥조영 전산화단층촬영에서 자동선량 조절장치를 이용한 환자선량 감소 연구

안형택; 김재열; 여운식; 박용성; 이귀원; 이종웅

[국내논문] 하지동맥조영 전산화단층촬영에서 자동선량 조절장치를 이용한 환자선량 감소 연구
Research For Reducing Patient Dose that Low Extremity CT Angiography Using Automatic Current Selection 원문보기

Korean journal of digital imaging in medicine : KJDIM = 대한디지털의료영상학회논문지, v.15 no.2, 2013년, pp.45 - 53

안형택 (강동경희대학교병원 영상의학과) , 김재열 (강동경희대학교병원 영상의학과) , 여운식 (강동경희대학교병원 영상의학과) , 박용성 (강동경희대학교병원 영상의학과) , 이귀원 (동남보건대학교 방사선학과) , 이종웅 (강동경희대학교병원 영상의학과)

Abstract ▼ AI-Helper

Purpose : Fixed way of mAs previously Low Extremity Computed Tomography Angiography(LECTA) examination were used. Automatic Current Selection(ACS) to use for the purpose of reducing the dose when Low Extremity Computed Tomography Angiography examining patients. Materials and methods : Were analyzed from July 2011 to July 2012 MDCT examination of Dose Length Product(DLP) LECTA 116 Case. It was defined as previous inspection methods(Old protocol). CT workstation is set to 100 mAs and 150 mAs protocol based on the patient's weight 70kg examined by LECTA. We defined as 'New protocol' that applies to ACS. The data collection period are 76 cases from October 2012 to January 2013 Results : 1. Average Total DLP of 'Old protocol' is 3602.943 $mGy^*cm$. 2. Average Total DLP of 'New protocol' is 1762.977 $mGy^*cm$. 3. Due to the 'New Protocol' use of Total DLP was reduced by approximately 51 %. Phase-specific dose reduction is as follows. Pre(33.62 %), Artery(64.63 %), Delay(49.0 %) 4. Using One way ANOVA Analysis of fluctuations obtained DLP is as follows. 'Old protocol', 'New protocol' a value of P < 0.001, P = 0.882 values were obtained. Conclusions : Dose reduction of 51 % is a useful study that proves. The results obtained using the ACS, the effects of a dose reduction of 51 % was obtained. Therefore, it has been proven to be a useful way. Statistics using SPSS version came out of the 'Old protocol' P-value P < 0.0001. This result means that the DLP a large difference values. On the other hand, The results of the 'New protocol' was P = 0.882. These results means to that small and regularly was fluctuations of the dose. The use of ACS, you can get a reduction of the dose and will able to get the effect of reducing the dose errors.

Keyword

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

그러나 자동적인 선량 변조선택방법을 잘 못 활용한다면 저 피폭으로 인한 영상의 질 저하를 일으키거나, 필요 이상의 과 피폭을 하게 되는 오류를 범 할 수 있다. 이에 본 연구에서는 앞서 언급한 선량 조절 장치인 ACS을 활용하여 LECTA 검사 시 환자에게 최저선량으로 질적 저하 없는 영상을 재현하기 위함이다.
결국 위와 같은 경우는 ACS의 선택이 고정 mAs 방법의 저 선량을 선택하는 것 보다 안 좋은 결과를 야기 할 수 있다. 이를 방지하기 위해 본 연구에서는 ACS를 사용하는 Protocol의 저장 시에는 환자의 체격에 따라 구분하여 사용할 수 있도록 다양하게 저장 해두는 것을 는 권고 하는 바이다.

제안 방법

위 방법으로 얻은 자료를 ‘기존 검사방법(Old Protocol)’으로 분류하여 CTDIw와 DLP를 기록하였다.
‘새로운 검사방법’으로 촬영된 영상의 선량평가를 위하여 Scan 시 적용된 mAs 가 표시되는 Axial image의 해부학적 지표를 정하였고 Artery phase 에서의 세 부위의 영상을 수집 하였다.
‘새로운 검사방법’으로 검사된 영상 또한 ‘기존 검사 방법’과 같이 Dose information image를 이용하여 각 Phase 별 DLP와 Total DLP를 데이터화 하여 비교 분석하였다.
‘새로운 검사방법’(New Protocol)에 적용할 검사방법을 결정하기 위하여 LECTA에 ACS를 적용한 50, 100, 150, 200, 250 mAs 의 다섯 가지 Protocol을 실제 검사와 같은 검사범위로 설정한 후 모니터에 표시되는 예상 DLP를 참고로 하여 100 mAs 와 150 mAs의 두 가지 Protocol을 연구에 적용 하였다.
연구에 사용된 CT 장비는 Brilliance 64 Channel Multi Detector Computed Tomography (Philips, Israel)가 사용되었다. 검사 후 획득된 영상과 환자에게 조사된 선량을 수집하기 위하여 Picture Archiving and Communication System(PACS) 에 전송된 5 mm slice thickness 의 Axial image와 Dose information image를 이용하였다. 사용된 PACS는 INFINITT 사의 PiViewSTAR v5.
2011년 7월부터 2012년 7월까지 Philips Brilliance 64 Multi Detector Computed Tomography(64 MDCT)에서 검사된 LECTA 116건의 Weighted Computed Tomography Dose Index(CTDIw) 와 DLP를 분석하였다. CTDIw와 DLP는 각 Phase별 측정값을 기록하였고, 검사 별 전체 값 또한 비교할 수 있도록 수집하였다.
100 mAs 와 150 mAs 두 가지로 저장한 Parameter는 환자의 체중 70kg을 기준으로 하여 Console Workstation에 저장 되어 있는 Protocol을 검사자가 LECTA 시에 이용할 수 있도록 하였다.
‘기존 검사방법’과 선량의 차이를 비교하기 위하여 Scan중 총 피폭선량인 Total DLP 와 각 Phase 별 누적된 선량을 비교, 평가하였다.
‘새로운 검사방법’으로 촬영된 영상 또한 ‘기존 검사방법’과 동일한 방법으로 Dose information image를 이용하여 각 DLP를 데이터화 하였다.
세 부위는 Scan이 시작되는 상복부, 대퇴골두가 위치한 골반, 마지막으로 발목관절이 포함되는 곳으로 설정하였다.

대상 데이터

연구에 사용된 CT 장비는 Brilliance 64 Channel Multi Detector Computed Tomography (Philips, Israel)가 사용되었다. 검사 후 획득된 영상과 환자에게 조사된 선량을 수집하기 위하여 Picture Archiving and Communication System(PACS) 에 전송된 5 mm slice thickness 의 Axial image와 Dose information image를 이용하였다.
자료의 수집기간은 2012년 10월부터 2013년 1월까지이며 수집된 자료는 76건이다.
본 연구에서 사용된 ACS를 이용하여 저장된 Protocol의 설정 mAs는 100 mAs와 150 mAs 두 가지를 사용하였고 수집된 Case에서 과 피폭 이나 저 선량으로 인한 영상의 질 저하는 발생되지 않았다.

데이터처리

‘기존 검사방법’으로 촬영 후 생성된 Dose information image를 이용하여 각 Phase별 DLP와 Scan시 조사된 Total DLP 값을 데이터화 하여 분석하였다.

성능/효과

각 Phase 별 DLP의 평균에서 가장 낮은 값은 Pre-contrast phase에서 였고 Artery phase에서 가장 높은 DLP가 측정되었다. 측정된 DLP의 최대값과 최소값의 차이는 Total DLP(4500.
1 mGy*cm로 측정되었다. 수집된 표본 중 1건의 Pre-contrast의 DLP의 값이 1750 mGy*cm으로 평균 DLP의 2.5배 이상의 값이 측정 되었다.
측정된 DLP의 최대값과 최소값의 차이는 Total DLP(1796.5 mGy*cm), Pre(159.7 mGy*cm), Artery (164.5 mGy*cm), Delay(156.7 mGy*cm)로 측정되었다.
반면 ACS를 적용하여 시행한 ‘새로운 검사방법’은 기존과 비교하였을 때 Total DLP가 약 51 % 감소 하였다.
그리고 여러 연구 논문에 의해 선량이득에 관한 유용성이 입증 되었다. Philips사의 Brilliance MDCT의 경우 ACS(Automatic Current Selection) 이라는 명칭으로 사용이 되는데 이 또한 본 연구의 결과를 통하여 선량 감소의 유용함을 확인 할 수 있었다. ACS의 경우 CT Console에 저장 되어있는 Protocol을 검사 시에 Query하여 사용하게 되는데, Protocol의 setting시 설정 하는 mAs값이 매우 중요하다.

후속연구

LECTA에서 검사영역의 해부학적 특징을 살펴보면 횡격막을 포함한 상복부를 시작하여 하복부, 그리고 X-ray 흡수가 많고 피폭에 민감한 생식선이 위치한 골반부를 지나 X-ray 투과가 잘되는 Femur와 Toe를 마지막으로 Scan이 마무리 된다. 이는 X-ray 투과 차이의 변동폭이 Scan되는 부위의 두께에 따라서 크게 차이가 나는 특징을 갖게 됨으로 검사 시 관전압과 관전류를 고정하여 검사하는 것 보다 Automatic Current Selection(ACS)을 활용하여 X-ray의 투과도 차이에 비례하게 선량을 가감하는 방법을 이용한다면, 환자피폭선량의 감소에 이득이 있을 것으로 사료된다. 그러나 자동적인 선량 변조선택방법을 잘 못 활용한다면 저 피폭으로 인한 영상의 질 저하를 일으키거나, 필요 이상의 과 피폭을 하게 되는 오류를 범 할 수 있다.
ACS와 같은 자동 선량조절장치를 CT 장비에 따른 특성을 이해하고 잘 활용한다면 더 많은 부위의 CT Scan에서 영상의 질 저하 없이 환자피폭선량을 감소시킬 수 있는 유용한 검사방법이 될 수 있을 것으로 사료된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	LECTA에서 검사영역의 해부학적 특징은 무엇인가?	LECTA에서 검사영역의 해부학적 특징을 살펴보면 횡격막을 포함한 상복부를 시작하여 하복부, 그리고 X-ray 흡수가 많고 피폭에 민감한 생식선이 위치한 골반부를 지나 X-ray 투과가 잘되는 Femur와 Toe를 마지막으로 Scan이 마무리 된다. 이는 X-ray 투과 차이의 변동폭이 Scan되는 부위의 두께에 따라서 크게 차이가 나는 특징을 갖게 됨으로 검사 시 관전압과 관전류를 고정하여 검사하는 것 보다 Automatic Current Selection(ACS)을 활용하여 X-ray의 투과도 차이에 비례하게 선량을 가감하는 방법을 이용한다면, 환자피폭선량의 감소에 이득이 있을 것으로 사료된다.
	Low Extremity CT Angiography의 특징은 무엇인가?	Low Extremity CT Angiography(LECTA)의 특징을 살펴보면 첫째, Liver를 포함하여 Distal toe까지 이어지는 CT검사로서 Scan coverage가 가장 넓은 검사이다. 둘째, LECTA는 다중시기(Dynamic scan)의 검사 방법으로 혈관 내 석회화 감별을 목적으로 한 조영제 주입 전(Pre-contrast)영상, 혈관을 관찰하기 위한 동맥충만기(Artery phase), 마지막으로 지연기(Delay Phase) 영상을 Scan하는 검사방법을 갖는다. 이러한 넓은 검사영역(Scan coverage)과 다중시기 촬영(Dynamic scan)은 환자에게 과 피폭을 일으킬 수 있다. 실제로 검사 후 환자의 피폭선량을 살펴보면 검사 중 조사된 총 선량인 Total Dose Length Product (DLP)가 2000~6000 mGy*cm 에 이르는 것을 확인 할 수 있다.
	Low Extremity CT Angiography의 DLP는 어느정도인가?	이러한 넓은 검사영역(Scan coverage)과 다중시기 촬영(Dynamic scan)은 환자에게 과 피폭을 일으킬 수 있다. 실제로 검사 후 환자의 피폭선량을 살펴보면 검사 중 조사된 총 선량인 Total Dose Length Product (DLP)가 2000~6000 mGycm 에 이르는 것을 확인 할 수 있다*.

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