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문제 정의
- 유방촬영시에는 대부분 5:1의 이동 격자를 사용하고 있는데 유방확대촬영의 경우에는 유방과 검출기 사이의 거리를 증가시킨 후 air gap technique을 이용하여 산란선을 제거하고 있다. 이 연구에서는 팬텀영상과 피폭선량의 평가를 통해 미세석회화를 발견하기 위해 시행되고 있는 확대촬영의 air gap technique의 유용성을 알아보고자 하였다.
- 따라서 최적의 촬영조건을 설정하여 환자의 피폭선량을 감소시키고 영상의 화질을 향상시키는 것은 매우 중요 하다. 이를 위해 이 연구에서는 산란 방지 격자의 사용유무에 따른 팬텀영상을 평가함으로써 air gap technique의 유용성을 알아보고자 하였다.
제안 방법
- 디지털 유방촬영기에 확대촬영용 거상대 (1.8 배용)를 설치한 후 국소압박대를 이용하여 확대영상을 얻었다. 국소 압박대는 팬텀 전체를 압박하기 위해 크기를 10×10cm 사용하였다.
- 모든 촬영은 재현성 확인을 위하여 동일한 조건에서 각각 세 번씩 시행하였다.
- 자동노출방식은 압박물질의 내부구성과 압박정도에 따라 노출조건 (필터, 관전압, 관전류, 노출시간)이 자동으로 설정되는 auto filter방식을 이용하였다. 수동노출방식은 target/filter 조합을 자동노출방식과 같은 조합(W/Ag)으로 설정한 후 관전압을 27 kVp로 고정시키고 85 mAs에서 시작하여 조건을 10 mAs씩 줄여가며 55 mAs 4까지 단계로 촬영하였다.
- 자동노출방식(auto mode)과 수동노출방식(manual mode)에서 그리드 사용 유무에 따른 각각의 촬영을 실시하였다. 자동노출방식은 압박물질의 내부구성과 압박정도에 따라 노출조건 (필터, 관전압, 관전류, 노출시간)이 자동으로 설정되는 auto filter방식을 이용하였다.
- 팬텀영상 평가는 주관적 평가와 SNR을 이용한 객관적 평가를 실시하였다. 주관적 평가는 3명의 유방전문방사선사(경력 15년 이상)가 촬영조건을 모르는 상태에서 총 30장의 팬텀 영상을 평가하여 각각 보이는 모조병소의 개수를 기록하여 점수화 하였다. ACR 영상품질평가기준은 섬유소 병소 4개 이상, 미세석회화 병소 3개 이상, 종괴 병소 3개 이상이 보여야 하며 전체 16개 병소 중 10이상이 되어야 합격으로 판정한다.
- 팬텀영상 평가는 주관적 평가와 SNR을 이용한 객관적 평가를 실시하였다. 주관적 평가는 3명의 유방전문방사선사(경력 15년 이상)가 촬영조건을 모르는 상태에서 총 30장의 팬텀 영상을 평가하여 각각 보이는 모조병소의 개수를 기록하여 점수화 하였다.
- 평균유선선량(AGD, Average Glandular Dose)은 촬영 시 장비에서 자동으로 측정되며 PACS 시스템(ViewRex, Techheim, Seoul, Korea)에서 영상의 DICOM 정보를 이용하여 측정치를 재확인하였다.
대상 데이터
- 2) 유방팬텀은 미국영상의학회 (ACR, American Callege of Radiology)의 Mammographic Quality Control Program에 의거하여 제작된 QC Phantom인 Gammex 156(Gammex Inc., Middleton, WI, USA)을 이용하였다.
- 사용된 유방촬영장치는 Selenia(Hologic Inc., Bedford, MA, USA)이다. 이 장치의 target은 텅스텐(W)이며 filter는 로듐 Rh)과 은(Ag)으로 구성되어 있으며 유방의 조건에 따라 filter를 선택할 수 있다.
- 자동노출방식 중 auto filter를 선택할 경우 target/filter는 W/Rh으로 설정되며 유방의 크기가 크거나 밀도가 높은 경우 피폭선량 감소를 위해 W/Ag으로 자동 변경된다. 선원과 검출기간 거리(SID, source-to-image distance)는 65cm이며 확대 촬영 시 관전류 30mA 미세초점 (0.1mm)을 설정하였다.
데이터처리
- SNR은 촬영된 팬텀 영상에서 첫 번째 종괴의 측면에 관심영역(ROI)을 위치시킨 후 얻어진 평균과 표준편차값을 이용하여 계산하였다. 만약 ROI에서 얻은 평균과 표준편차 값이 49.
- 자료처리는 SPSS 18.0 프로그램을 이용하여 변인들의 평균비교를 실시하였으며, 그리드 사용여부에 대한 차이를 분석하기 위해 독립표본 T검증을 실시하였다. 통계적 유의수준은 a=.
이론/모형
- 자동노출방식(auto mode)과 수동노출방식(manual mode)에서 그리드 사용 유무에 따른 각각의 촬영을 실시하였다. 자동노출방식은 압박물질의 내부구성과 압박정도에 따라 노출조건 (필터, 관전압, 관전류, 노출시간)이 자동으로 설정되는 auto filter방식을 이용하였다. 수동노출방식은 target/filter 조합을 자동노출방식과 같은 조합(W/Ag)으로 설정한 후 관전압을 27 kVp로 고정시키고 85 mAs에서 시작하여 조건을 10 mAs씩 줄여가며 55 mAs 4까지 단계로 촬영하였다.
성능/효과
- 그리드 사용여부에 따른 점수를 확인 한 결과 사용여부와 상관없이 모든 촬영조건에서 품질관리 기준에 합격하는 것으로 나타났다.
- 수동노출방식에서 관전압은 27 kVp로 자동노출방식과 동일하게 설정하였다. 관전류는 85 mAs로 자동노출방식과 유사한 수준에서 측정을 시작하였으며 10 mAs씩 조건을 감소시키며 촬영을 시행한 결과 75 mAs 이하에서 평균유선선량이 3 mGy 아래로 나타났다.
- 한편 팬텀영상을 평가한 결과에서도 자동노출방식의 경우 섬유소와 미세석회화의 점수가 사용 air gap technique시 더 높은 것으로 나타나 이 노출방식을 이용할 경우에는 그리드를 사용하지 않는 것이 화질과 환자피폭선량관리에 더 유리할 것으로 생각된다. 그리나 수동노출방식의 경우 선행연구2)와 동일하게 mAs치의 감소에 따라 평균유선선량은 감소하는 것으로 나타났으나 그리드 사용 유무에 따른 차이는 거의 없는 것으로 나타났다. 이처럼 동일한 노출 조건에서 평균유선선량이 차이가 적은 것은 그리드 변환 계수와 상관이 있으며 재현성의 차이로 인한 차이로 생각되어진다.
- 수동노출방식에서 평균유선선량이 감소함에 따라 SNR은 감소하는 것으로 나타났다. 그리드 사용여부에 따른 SNR값은 자동노출방식에서와 마찬가지로 air gap technique을 사용하였을 때 그리드 사용 시 보다 높은 값이 나타났다(Table 4).
- 46으로 나타났다. 수동노출방식에서 평균유선선량이 감소함에 따라 SNR은 감소하는 것으로 나타났다. 그리드 사용여부에 따른 SNR값은 자동노출방식에서와 마찬가지로 air gap technique을 사용하였을 때 그리드 사용 시 보다 높은 값이 나타났다(Table 4).
- 자동노출방식에서는 air gap technique을 사용하였을 때 섬유소와 석회화의 점수가 더 높은 것으로 나타났다. 수동노출방식에서도 air gap technique 사용 시 섬유소와 종괴의 점수가 조금 더 높은 것으로 나타났으나 석회화의 경우에는 75 mAs 미만 모든 단계에서 차이가 없는 것으로 나타났다(figure 2). 그리드 사용여부에 따른 점수를 확인 한 결과 사용여부와 상관없이 모든 촬영조건에서 품질관리 기준에 합격하는 것으로 나타났다.
- 이로 인해 평균유선선량 측정은 유방촬영용 장치의 질 평가를 하는 중요한 항목이 되었다13). 이 연구에서 자동노출방식을 이용한 경우 air gap technique 사용 시의 평균유선선량이 그리드 사용 시의 선량에 비해 약 28% 감소하는 것으로 나타났다. 이는 자동노출방식의 경우 촬영 조건에 따라 방사선 노출량이 자동조절 됨으로서 mAs치가 더 높게 측정되면서 나타난 결과로 생각된다.
- . 이 연구에서는 자동노출방식과 수동노출 방식 모두 air gap technique을 사용한 경우 그리드 사용 시보다 SNR이 높은 것으로 나타났다. 특히 수동노출방식의 경우 모든 단계의 mAs치에서 그리드 사용 시보다 약 20-30% 정도 높은 SNR이 나타났다.
- 자동노출방식에서 팬텀을 4.2cm로 압박 후 촬영한 결과 관전압 27 kVp에서 그리드 사용 시 83.8 mAs가 측정되었으며 사용 시 air-gap technique(non-grid)을 사용한 경우에는 60.6 mAs가 측정되었다. 평균유선선량도 그리드를 사용할 경우 3.
- 자동노출방식에서는 air gap technique을 사용하였을 때 섬유소와 석회화의 점수가 더 높은 것으로 나타났다. 수동노출방식에서도 air gap technique 사용 시 섬유소와 종괴의 점수가 조금 더 높은 것으로 나타났으나 석회화의 경우에는 75 mAs 미만 모든 단계에서 차이가 없는 것으로 나타났다(figure 2).
- 자동노출방식은 수동노출방식에 비해 높은 선량을 나타내었다 자동노출방식은 grid 사용 여부에 따라 평균유선선량과 화질의 차이가 많았으나, 수동노출방식은 팬텀 영상평가 점수에서만 차이가 있었다. 그러나 air gap technique을 사용할 경우 SNR의 증가가 뚜렷하게 나타났다.
- 평균유선선량도 그리드를 사용할 경우 3.13 mGy로 air gap technique으로 측정된 2.26 mGy에 비해 높게 나타났다.
- 이는 자동노출방식의 경우 촬영 조건에 따라 방사선 노출량이 자동조절 됨으로서 mAs치가 더 높게 측정되면서 나타난 결과로 생각된다. 한편 팬텀영상을 평가한 결과에서도 자동노출방식의 경우 섬유소와 미세석회화의 점수가 사용 air gap technique시 더 높은 것으로 나타나 이 노출방식을 이용할 경우에는 그리드를 사용하지 않는 것이 화질과 환자피폭선량관리에 더 유리할 것으로 생각된다. 그리나 수동노출방식의 경우 선행연구2)와 동일하게 mAs치의 감소에 따라 평균유선선량은 감소하는 것으로 나타났으나 그리드 사용 유무에 따른 차이는 거의 없는 것으로 나타났다.
후속연구
- 이 연구의 제한점으로서는 첫째, 팬텀을 이용하여 측정치를 산출하였으므로 유방의 두께나 유선조직의 구성의 차이를 어떻게 반영할 것인지를 고려해야 할 것이다. 둘째, target/filter 조합에 따라 노출조건과 평균유선선량이 차이가 있을 수 있으므로 추후 연구에서 다양한 target/filter의 조합을 비교 연구한다면 더 좋은 연구결과를 도출할 수 있으리라 생각된다.
- 으로 알려져 있다. 따라서 위의 연구 결과들을 참고로 최적의 촬영조건을 선택한다면 환자의 피폭선량을 최소로 하며 최상의 화질을 유지할 수 있을 것이다.
- 따라서 유방확대촬영시 air gap technique을 사용한다면 환자의 피폭선량을 감소시키고 양질의 화질을 유지할 수 있을 것이다.
- 이 연구의 제한점으로서는 첫째, 팬텀을 이용하여 측정치를 산출하였으므로 유방의 두께나 유선조직의 구성의 차이를 어떻게 반영할 것인지를 고려해야 할 것이다. 둘째, target/filter 조합에 따라 노출조건과 평균유선선량이 차이가 있을 수 있으므로 추후 연구에서 다양한 target/filter의 조합을 비교 연구한다면 더 좋은 연구결과를 도출할 수 있으리라 생각된다.
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