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문제 정의
- 이러한 흡수도 차이를 일반적으로 조영제의 농도라 부르며, ㎖ 당 요오드양(I ㎎/㎖)을 말한다[3]. 이에 본 연구에서는 조영제의 흡수도차에 의해서 혈관조영상이 만들어진다는 점에 착안하여 일반적으로 진단에 사용되는 조영제를 가지고 요오드 함유량의 차이 즉 농도의 차이에 따라서 흡수도와 이에 따른 피폭선량을 알아보고자 하였다.
제안 방법
- [표 7]은 TACE 검사자 중에서 [표 2]과 같이 키와 몸무게가 비슷한 45명을 대상으로 ceilac artery와 SMA 검사의 검사시간, mAs 및 검사순서를 나타내고 있다. SMA 검사를 첫 번째로 하고 다음으로 celiac artery 검사를 하였다. 검사시간을 보면 SMA가 12.
- [그림 1]의 water phantom에 조영제 농도에 따라 X-ray 촬영기로 복부촬영 조건인 72 kVp, 25 mAs로 3번씩 검사한 다음, PACS 상에서 [그림 2]와 같이 다섯 군데의 ROI 값을 측정한 후 평균값을 구하여 농도별 흡수도를 알아보았다.
- 검사에 사용된 조영제는 시중에 상품화되어 일반적으로 혈관조영술에 사용되는 조영제를 사용하였으며, 제조사별로 화학적 차이가 있지만, 실험에 영향이 없기에 따로 구별하지 않았으며, 단지 요오드 함유량(I ㎎/㎖)에 따라 240, 270, 300, 320, 350, 370, 400의 7가지를 사용하였다. 요오드 함유량(I ㎎/㎖)과 조영제 농도는 같은 의미로 사용하였다.
- 본 연구는 중재적 시술 중 가장 많이 시행되는 TACE를 평가 기준으로 하였으며, 시술 중 일반적으로 가장 많이 시행하는 celiac artery, SMA angiography의 시술시간, mAs를 각각 분석하였으며[표 7], 시술시간의 평균은 12초였으며, [그림 3]의 농도별 선량측정 시 angiography 검사시간의 기준으로 하였다.
- 본 연구에서는 1년간 TACE를 시행한 350명 중 체격이 비슷한 45명을 조영제 농도 270, 300, 350으로 나누어 celiac artery와 SMA 검사 시 시간 및 조건을 분석 하였다[표 7]. TACE을 시행할 때 일반적으로 SMA를 먼저 시행하고 다음에 celiac artery를 시행하였는데, 평균 검사시간은 SMA가 12.
- 본 연구에 사용된 조영제는 일반적으로 진단용으로 사용되는 240-400 사이의 농도의 조영제를 사용하였다. 조영제의 농도 차이에 의한 흡수도를 평가하기 위해[그림 1]의 water phantom에 각각 농도를 달리하여 X-ray 촬영기로 72 kVp, 25 mAs로 촬영한 후 PACS 상에서 [그림 2]와 같이 다섯 군데의 값을 평균하였다. 농도가 240일 때 HU값이 2977이며 400일 때 3194로 농도가 높을수록 X-ray 흡수를 많이 하고 있으며, 이는 달리 말해 투과를 적게한다는 것이다.
- 조영제의 농도별 선량을 알아보기 위해 [그림 1]의 water phantom을 [그림 3]과 같이 설치하였고, angiography 검사 시간은 TACE 검사에서 celiac artery, SMA의 평균 검사 시간인 12초로 하였으며, 농도별 mAs, DAP, air kerma를 측정하였다. Fluoroscopy 검사에서는 펄스모드의 선량을 10초, 20초, 30초, 40초, 50초, 60초로 나누어 각각 시간에 따른 mAs, DAP, air kerma를 측정하였다.
- 중재적 시술 시 조영제의 농도에 따른 선량차이를 알아보기 위해 검사 대상 중에서 키와 몸무게, BMI가 비슷한 성인 남자를 조영제 농도 270, 300, 350별로 각각 15명씩 총 45명을 대상으로 celiac artery, SMA angiography의 검사 시간, 검사 순서, mAs를 비교 분석하였다. 조영제의 양은 5 cc/sec로 총 30 cc를 사용하였으며, 검사하는 동안 장비의 기하학적 변화 없이 바로 검사하였다.
- 중재적 시술 시 조영제의 농도에 따른 선량차이를 알아보기 위해 검사 대상 중에서 키와 몸무게, BMI가 비슷한 성인 남자를 조영제 농도 270, 300, 350별로 각각 15명씩 총 45명을 대상으로 celiac artery, SMA angiography의 검사 시간, 검사 순서, mAs를 비교 분석하였다. 조영제의 양은 5 cc/sec로 총 30 cc를 사용하였으며, 검사하는 동안 장비의 기하학적 변화 없이 바로 검사하였다.
대상 데이터
- 2011년 8월 1일부터 2012년 7월 31일까지 일 년 동안 대학병원에서 중재적 시술 중 TACE를 받은 환자 350명을 본 실험을 위해 검사조건 및 사용된 조영제 농도 등의 자료를 수집하였으며, 값의 변화를 최소화하기 위해 20세 이상의 성인 중 신체의 크기가 비슷한 45명을 대상으로 농도별로 나누어 자료를 분석하였다. [표 2]와같이, 대상 환자의 키는 163.
- 본 연구에 사용된 조영제는 일반적으로 진단용으로 사용되는 240-400 사이의 농도의 조영제를 사용하였다. 조영제의 농도 차이에 의한 흡수도를 평가하기 위해[그림 1]의 water phantom에 각각 농도를 달리하여 X-ray 촬영기로 72 kVp, 25 mAs로 촬영한 후 PACS 상에서 [그림 2]와 같이 다섯 군데의 값을 평균하였다.
- 실험에 사용된 water phantom은 [그림 1]처럼 아크릴로 30 ㎝× 30 ㎝× 30 ㎝ 크기로 제작한 다음, 물은 2/3를 채우고 그 안에 celiac artery에서 분지하는 각 장기 들(간, 담낭, 췌장, 비장, 위)의 부피[표 1]를 합한 크기인 2007 ㎤(15 ㎝× 15 ㎝× 8.9 ㎝) 로 만들고 그 안에 물과 실제 celiac artery 검사 시 사용하는 조영제의 양 30 cc를 혼합하였다.
- 중재적 시술에 사용된 장비는 Philips Allura Xper FD 20(Philips, Eindhoven, Netherlands)이었고, 일반 X-ray 촬영 장비는 Philips Digital Diagnost VS(Philips, Netherlands)이었다. 측정에 사용된 선량계는 장비에 장착된 KermaX plus(iba-dosimetry, schwarzenbruck, Germany)이다.
데이터처리
- 실험값은 SPSS Ver.19로 조영제의 농도별 흡수도, angiography에서 농도별 선량은 one way ANOVA를 fluoroscopy에서 농도별 선량은 two way ANOVA를 이용하여 검정 하였다.
성능/효과
- 본 연구에서는 1년간 TACE를 시행한 350명 중 체격이 비슷한 45명을 조영제 농도 270, 300, 350으로 나누어 celiac artery와 SMA 검사 시 시간 및 조건을 분석 하였다[표 7]. TACE을 시행할 때 일반적으로 SMA를 먼저 시행하고 다음에 celiac artery를 시행하였는데, 평균 검사시간은 SMA가 12.5초 celiac artery가 10.6초로 celiac artery 검사가 1.9초 정도 적었지만 SMA보다 선량이 높게 나타난 것은 SMA 검사 때의 잔류 조영제가 celiac artery 검사 시에 영향을 주고 있는 것을 알 수있었다. 같은 환자의 검사이지만 첫 번째 조영검사에서는 장비의 AEC가 조영제가 들어가기 전에 환자의 두께를 측정하여 출력 선량이 결정되지만 두 번째 조영검사부터는 AEC가 환자의 두께를 측정할 때 환자의 장기에 머물러 있는 잔류 조영제가 initial X-ary의 흡수 도를 증가시켜 결과적으로 환자의 두께가 증가한 것처럼 인식하여 출력선량이 증가하게 된다.
- SMA 검사를 첫 번째로 하고 다음으로 celiac artery 검사를 하였다. 검사시간을 보면 SMA가 12.5이고 celiac artery가 10.6초로 celiac artery가 검사시간은 짧고, 선량을 보면 검사시간이 더 짧은 celiac artery가 19.6 mAs로 SMA의 17.0 mAs보다 선량이 더 많았다. 농도별 선량의 차이를 보면 첫 번째인 SMA 검사 시 검사시간 및 선량값이 거의 비슷한 값을 나타내지만, 두 번째 ceilac artery 검사에서는 검사시간은 비슷하나 농도가 270일 경우에는 18.
- 본 연구의 결과를 정리해보면 혈관조영장치의 경우 혈관조영술을 하게 되면 initial X-ray가 환자의 두께를 측정하여 선량을 조절하는 자동노출제어장치(AEC)에 의해 출력 선량이 결정되는데, 혈관조영술을 시행할 경우 첫 번째 검사에서는 환자의 두께에 따라 일정한 선량이 조사되지만 두 번째 혈관조영술부터는 인체 장기에 잔류하고 있는 조영제가 흡수 및 투과 선량에 영향을 주어 환자의 두께를 크게 만드는 결과를 가져와 출력선량이 늘어나게 된다. 그러므로 같은 환자라 할지라도 두 번째 조영술부터는 인체에 잔류하고 있는 조영제에 의하여 출력선량도 영향을 받게 되며, 조영제의 농도가 높을수록 환자의 피폭선량도 증가함을 알 수 있었다. 따라서 혈관조영검사 및 중재적 시술 시 화질에 큰영향을 미치지 않는 한 조영제의 농도가 낮은 조영제를 사용하면 환자의 피폭선량을 저감화 시킬 수 있을 것이라 사료된다.
- 0 mAs보다 선량이 더 많았다. 농도별 선량의 차이를 보면 첫 번째인 SMA 검사 시 검사시간 및 선량값이 거의 비슷한 값을 나타내지만, 두 번째 ceilac artery 검사에서는 검사시간은 비슷하나 농도가 270일 경우에는 18.9 mAs이고 350일 경우 20.5 mAs로 8.5% 정도 선량이 많이 출력된 결과를 보였다.
- 농도별 출력 선량을 보면 240일 경우 39mAs이고 400일 경우 55mAs로 240보다 29% 높았고, DAP 값은 240일 경우 64.36±0.11 Gy㎠ 이고 400일 경우 90.94±0.08 Gy㎠로 204보다 41% 높았으며, 농도가 높아짐에 따라 mAs, DAP, air kerma 값이 높아지는 것을 알 수 있다.
- 같은 환자의 검사이지만 첫 번째 조영검사에서는 장비의 AEC가 조영제가 들어가기 전에 환자의 두께를 측정하여 출력 선량이 결정되지만 두 번째 조영검사부터는 AEC가 환자의 두께를 측정할 때 환자의 장기에 머물러 있는 잔류 조영제가 initial X-ary의 흡수 도를 증가시켜 결과적으로 환자의 두께가 증가한 것처럼 인식하여 출력선량이 증가하게 된다. 또한, 첫 번째로 시행한 SMA 검사의 경우 농도별로 시간 및 mAs 차이가 거의 나지 않은 반면, 두 번째로 시행한 celiac artery 검사의 경우 각 농도별로 검사시간은 비슷했으나 농도가 높아질수록 선량(mAs)이 더 많이 출력되었 는데, 이는 조영제의 농도가 환자의 피폭선량에 영향을 주는 것을 확인할 수 있었다.
- 본 연구를 통해 조영제의 X-ray 흡수도는 농도가 높을수록 높아지며, 출력 선량은 농도가 240일 경우 39 mAs이고 400의 경우 55 mAs로 240보다 29% 증가를하였으며, DAP 값도 240일 경우 64.36 Gy㎠이고 400일 경우 90.94 Gy㎠로 240보다 41% 정도 증가를 하였으며, 농도가 높을수록 출력 선량 및 DAP가 높아졌다. TACE 검사에서도 조영제의 농도 270 비해 350의 출력 선량이 8.
- 본 연구의 결과를 정리해보면 혈관조영장치의 경우 혈관조영술을 하게 되면 initial X-ray가 환자의 두께를 측정하여 선량을 조절하는 자동노출제어장치(AEC)에 의해 출력 선량이 결정되는데, 혈관조영술을 시행할 경우 첫 번째 검사에서는 환자의 두께에 따라 일정한 선량이 조사되지만 두 번째 혈관조영술부터는 인체 장기에 잔류하고 있는 조영제가 흡수 및 투과 선량에 영향을 주어 환자의 두께를 크게 만드는 결과를 가져와 출력선량이 늘어나게 된다. 그러므로 같은 환자라 할지라도 두 번째 조영술부터는 인체에 잔류하고 있는 조영제에 의하여 출력선량도 영향을 받게 되며, 조영제의 농도가 높을수록 환자의 피폭선량도 증가함을 알 수 있었다.
- [표 6]은 fluoroscopy 상에서 10초 단위로 60초까지의 변화를 주어 농도별 air kerma 값을 나타낸 것이다. 시간별로 비례해서 선량이 증가하였으며, 농도별 값을 보면 240보다 400의 경우에 7% 정도 높은 값을 나타내고 있다.
- [표 4]의 값을 보면 조영제의 농도가 높을수록 혈관 조영 검사 시 mAs가 많이 출력되어 DAP 선량이 높아 짐을 알 수 있다. 이는 조영제의 농도가 높아짐에 따라 흡수도가 증가하여, 혈관조영 검사 시 AEC의 initial X-ray의 투과 선량에 영향을 주어 조영제의 농도가 높아질수록 출력 선량이 높아짐을 알 수 있었으며, fluoroscopy 검사 시에도 조영제의 농도가 높아질수록 선량이 많아지는 것을 알 수 있다[표 5]. 또한, 초기에는 농도별 선량이 비슷하다가 시간이 지날수록 농도별 선량의 기울기가 커지는 것을 알 수 있는데, 이는 농도가 높을수록 시간이 갈수록 훨씬 선량이 많아지는 것을 의미한다[그림 6].
- 5% 정도 증가하였다. 중재적 시술 및 혈관조영 검사에서 잔류조영제가 반복 검사하는 동안 다음 조영검사에 영향을 주어 환자의 흡수선량을 증가시켜 출력 선량이 높아지게 되며, 특히 농도가 높을수록 환자의 피폭선량이 증가함을 알 수 있었다.
- Roberto는 CT 검사 시 요오드 함유량이 높은 400(I ㎎/㎖) 조영제의 사용으로 낮은 튜브 전류로 인한 이미지 화질 저하 문제점을 해결할 수 있으며, 영상의 저하 없이 방사선량을 감소할 수 있다고 하였다[12]. 하지만본 연구에서는 조영제 농도가 높을수록 피폭선량이 증가하였는데 이는 장비의 구조적 차이로 CT의 경우는 수동적인 조작을 통해 선량을 적게 주어 노이즈 증가에 의한 이미지 저하 문제를 농도가 높은 조영제를 사용하여 CNR을 증가 시켜 이미지 저하 문제를 해결하였지만, 반면 혈관촬영기는 출력선량이 환자의 두께에 따라 자동으로(AEC) 조절하기에 조영검사 시 잔류 조영제의 영향으로 환자 두께를 증가시키는 결과를 가져와 선량의 증가를 보였으며, 특히 농도가 높을수록 더 높은 선량이 출력되었으며, 출력선량이 높다는 것은 환자의 피폭선량이 증가한다는 것을 의미한다.
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