흉부 X-선 검사에서 복부비만에 따른 입사표면선량과 영상 왜곡도 평가 Assessment of Entrance Surface Dose and Image Distortion in Accordance with Abdominal Obesity in the Chest Radiography원문보기
사회 인구학적 특성을 보정 하였을 때 대사 증후군의 예측에 가장 높은 연관이 남녀 모두에서 비만-복부 비만군이라고 보고되고 있으며, 의료기기의 발전과 더불어 방사선에 대한 피폭선량이 증가하고 있는 추세이다. 이에 흉부 X선 검사에서 복부의 비만정도를 가정하여 흉부팬텀에서 앞쪽방향(forward)으로 각도를 부여한 후 기준영상과 비교하여 입사표면선량과 영상의 왜곡 정도를 평가하였다. 흉부팬텀의 각도가 앞쪽방향으로 $5^{\circ}$ 증가할 때 마다 폐의 가로직경은 1.22%, 세로직경은 0.44% 증가하였다. 심장직경은 앞쪽방향으로 $5^{\circ}$ 증가할 때 마다 1.01% 증가, CTR은 0.27% 감소가 관찰되었다. 그 중 폐의 가로직경이 가장 큰 증가, 폐의 세로직경이 가장 작은 증가를 보였고 CTR은 작은 감소를 보였다. 그러나 팬텀에 입사하는 표면선량 측정의 경우, 흉부팬텀의 각도가 앞쪽방향으로 $5^{\circ}$ 증가할 때 마다 6.12%의 비교적 큰 증가를 보였다. 임상에서 흉부 X-선 후전방향촬영을 시행하는 경우, 복부비만 등으로 인해 흉부의 각도가 기울어짐에 따라 영상의 왜곡뿐만 아니라 환자에게 노출되는 선량이 증가되고 재촬영으로 추가적인 방사선 피폭이 발생될 수 있으므로 올바른 위치잡이에 주의를 기울여 환자의 방사선피폭 감소에 노력을 해야 할 것이다.
사회 인구학적 특성을 보정 하였을 때 대사 증후군의 예측에 가장 높은 연관이 남녀 모두에서 비만-복부 비만군이라고 보고되고 있으며, 의료기기의 발전과 더불어 방사선에 대한 피폭선량이 증가하고 있는 추세이다. 이에 흉부 X선 검사에서 복부의 비만정도를 가정하여 흉부팬텀에서 앞쪽방향(forward)으로 각도를 부여한 후 기준영상과 비교하여 입사표면선량과 영상의 왜곡 정도를 평가하였다. 흉부팬텀의 각도가 앞쪽방향으로 $5^{\circ}$ 증가할 때 마다 폐의 가로직경은 1.22%, 세로직경은 0.44% 증가하였다. 심장직경은 앞쪽방향으로 $5^{\circ}$ 증가할 때 마다 1.01% 증가, CTR은 0.27% 감소가 관찰되었다. 그 중 폐의 가로직경이 가장 큰 증가, 폐의 세로직경이 가장 작은 증가를 보였고 CTR은 작은 감소를 보였다. 그러나 팬텀에 입사하는 표면선량 측정의 경우, 흉부팬텀의 각도가 앞쪽방향으로 $5^{\circ}$ 증가할 때 마다 6.12%의 비교적 큰 증가를 보였다. 임상에서 흉부 X-선 후전방향촬영을 시행하는 경우, 복부비만 등으로 인해 흉부의 각도가 기울어짐에 따라 영상의 왜곡뿐만 아니라 환자에게 노출되는 선량이 증가되고 재촬영으로 추가적인 방사선 피폭이 발생될 수 있으므로 올바른 위치잡이에 주의를 기울여 환자의 방사선피폭 감소에 노력을 해야 할 것이다.
Abdominal obesity is one of the most influential index to predict of insulin resistance syndrome/metabolic syndrome in social demographic characteristics. It is matter of fact that radiation dose are increasing with development of medical treatment and device. In this study, we estimated distortion ...
Abdominal obesity is one of the most influential index to predict of insulin resistance syndrome/metabolic syndrome in social demographic characteristics. It is matter of fact that radiation dose are increasing with development of medical treatment and device. In this study, we estimated distortion between reference image and entrance surface dose when take a chest radiography forward chest phantom assumed abdominal obesity. When angle of chest phantom incline $5^{\circ}$ forward, thoracic transverse and longitudinal diameter increase 1.22% and 0.44% each. Also cardiac transverse diameter increase 1.01% and cardio-throracic ratio (CTR) decrease 0.27% in the same situation of incline to $5^{\circ}$ forward. Thoracic transverse diameter shows the largest increase, and CTR was decreased. But entrance surface dose to phantom increase significantly 6.12% when angle of chest phantom incline $5^{\circ}$ forward. In conclusion, we have to pay attention to accurate positioning, to prevent a distortion of image through incline, and make patients not to expose to additional radiation.
Abdominal obesity is one of the most influential index to predict of insulin resistance syndrome/metabolic syndrome in social demographic characteristics. It is matter of fact that radiation dose are increasing with development of medical treatment and device. In this study, we estimated distortion between reference image and entrance surface dose when take a chest radiography forward chest phantom assumed abdominal obesity. When angle of chest phantom incline $5^{\circ}$ forward, thoracic transverse and longitudinal diameter increase 1.22% and 0.44% each. Also cardiac transverse diameter increase 1.01% and cardio-throracic ratio (CTR) decrease 0.27% in the same situation of incline to $5^{\circ}$ forward. Thoracic transverse diameter shows the largest increase, and CTR was decreased. But entrance surface dose to phantom increase significantly 6.12% when angle of chest phantom incline $5^{\circ}$ forward. In conclusion, we have to pay attention to accurate positioning, to prevent a distortion of image through incline, and make patients not to expose to additional radiation.
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문제 정의
따라서 본 연구는 인체팬텀을 이용하여 최근 증가하고 있는 복부비만의 정도를 가정하여 인체에 각도변화를 부여한 후 흉부영상을 획득하고 각도변화에 따른 입사표면선량의 변화와 영상의 왜곡정도를 알아보고자 하였다.
본 연구에서는 흉부 X-선 후전방향촬영에서 최근 증가하고 있는 복부비만을 가정하여 흉부에 각도를 부여하고 획득한 영상과 기준영상을 비교하여 영상의 왜곡과 입사표면선량의 변화를 알아보았다.
제안 방법
기준영상(0°) 획득 후 각도를 변화시켜 5°, 10°, 15°, 20° 영상을 촬영하여 흉부팬텀에 입사하는 선량을 비교, 측정하였다.
6%, 성인 여성의 복부비만 유병율은 42%로 나타났다[10]. 이와 관련하여 피사체의 특징으로 복부 비만 환자가 흉부 X-선 촬영을 실시하는 경우, 복부비만 정도를 가정한 각도를 부여하고 흉부 X-선 영상을 획득한 후 기준영상과 비교하여 영상의 왜곡 정도와 입사표면선량의 변화를 측정하였다.
2-(B)]. 입사표면선량을 평가하기 위한 OSLD의 위치는 흉부팬텀 후면의 흉추 7번 위치에서 선량 변화를 측정하였다. 기준영상(0°) 획득 후 각도를 변화시켜 5°, 10°, 15°, 20° 영상을 촬영하여 흉부팬텀에 입사하는 선량을 비교, 측정하였다.
2의 A와 같이 IR 앞에 위치시키고 복부 비만 정도를 가정하여 앞쪽방향으로 5단계의 각도(0˚, 5˚, 10˚, 15˚, 20 )˚로 팬텀을 기울여 영상을 획득하였다. 획득한 영상은 0 ˚영상을 기준영상(reference image)으로 하여 5˚, 10˚, 15˚, 20 ˚각도에서 획득한 영상의 왜곡도와 이때의 입사표면선량을 평가하였다. 각도 증가에 따른 팬텀과 IR 사이의 공간은 인체등가물질인 water pad를 위치시켰다.
흉부 X-선 영상의 왜곡도 평가는 폐 가로직경(throracic transverse diameter, TTD), 폐 세로직경(throracic longitudinal diameter, TLD), 심장 직경(cadiac transverse diameter, CTD), 심장흉곽비(cardio-throracic ratio, CTR)로 비교, 평가하였다. CTD는 a+b로 a는 정중시상면(Midsagit tal plane)에서 심장우연에 이르는 최대직경, b는 정중선에서 심장좌연에 이르는 최대 직경이고 CTR은 a+b/c 이다.
대상 데이터
2 mmAl+1 mmCu를 사용하였다. SID는 180 cm로 설정하였으며 자동노출제어장치(automatic exposure control device, AECD)가 적용되었다. 노출조건(exposure parameter)은 관전압 125 kVp, 관전류 320 mA, 조사시간 20 msec이다.
본 연구에는 진단용 방사선발생장치의 안전관리에 관한 규칙에 의한 성능검사에서 적합 판정을 받은 3상 전파정류방식의 X-선 촬영장치(FDR D-Evo DR-ID 60 0)를 이용하였다. 장치의 용량은 630 mA/150 kVp, 여과(filtration)는 0.
인체모형팬텀(anthropomorphic phantom)은 KYOTO KAGAKU사의 PBU-60 흉부팬텀을 사용하였다. 입사표면선량(entrance surface dose, ESD) 측정을 위한 선량계로는 광자극형광선량계(optical stimulated luminescence dosimeter, OSLD)를 사용하였다.
흉부팬텀을 Fig. 2의 A와 같이 IR 앞에 위치시키고 복부 비만 정도를 가정하여 앞쪽방향으로 5단계의 각도(0˚, 5˚, 10˚, 15˚, 20 )˚로 팬텀을 기울여 영상을 획득하였다. 획득한 영상은 0 ˚영상을 기준영상(reference image)으로 하여 5˚, 10˚, 15˚, 20 ˚각도에서 획득한 영상의 왜곡도와 이때의 입사표면선량을 평가하였다.
이론/모형
인체모형팬텀(anthropomorphic phantom)은 KYOTO KAGAKU사의 PBU-60 흉부팬텀을 사용하였다. 입사표면선량(entrance surface dose, ESD) 측정을 위한 선량계로는 광자극형광선량계(optical stimulated luminescence dosimeter, OSLD)를 사용하였다. OSLD는 nanoDotT M (Landauer Inc, www.
성능/효과
relative CTR(%)에서 0° 영상을 기준으로 각도가 5° 증가할 때 마다 평균 0.27% 정도 감소가 관찰되었다.
각도 증가에 비례하여 입사 선량도 증가하여 각도가 5° 증가할 때 마다 평균 6.12% (6.4 μGy) 증가가 관찰되었다.
각도가 5° 증가할 때 마다 가로직경의 변화보다 작은 평균 0.44% 정도 증가가 관찰되었다.
각도가 5° 증가할 때 마다 평균 1.01% 정도 증가가 관찰되었다.
각도가 5° 증가할 때 마다 평균 1.22% 정도 증가가 관찰되었다.
따라서 임상에서 흉부X-선 검사에 적용되는 고관전압촬영, 원거리촬영, 단시간노출, 자동노출장치, 여과판 적용 등의 일반적인 기술을 적용한 경우, 흉부영상의 왜곡은 1%정도의 변화를 보였다. 그 중 폐의 가로직경이 가장 큰 증가, 폐의 세로직경이 가장 작은 증가를 보였고 CTR은 작은 감소를 보였다. 그러나 팬텀에 입사하는 표면선량 측정의 경우, 흉부팬텀의 각도가 앞쪽방향으로 5° 증가할 때 마다 6.
본 연구에 사용한 Phantom의 0° 영상에서 39.39, 20° 영상에서는 38.96으로 5° 증가할 때 마다 0.27% 정도의 작은 감소를 보였다.
본 연구에서 각도변화에 따른 입사표면선량은 0° 영상에서 104.47 μGy 였으나 각도를 20°로 증가시킨 경우 130.07 μGy로 증가하였다.
본 연구에서 흉부팬텀의 심장직경(CTD)은 0°에서 115.8 mm, 20°에서는 120.45 mm로 각도 비례하여 증가하였으며 5° 증가할 때 마다 평균적으로 1.01% 정도 증가하였다.
본 연구에서는 0° 영상에서 평균 선량은 약 104 μGy로 기존 연구에 비해 낮으나 이는 인체가 아닌 팬텀의 사용과 장비 특성에 기인한 것으로 판단된다.
흉부팬텀의 각도가 앞쪽방향으로 5° 증가할 때 마다 폐의 가로직경은 1.22%, 세로직경은 0.44% 증가하였다.
후속연구
본 연구의 제한점으로 인체가 아닌 인체팬텀을 사용하여 시행하였으므로 실제 임상 흉부 X-선 검사에 적용하는데 무리가 있을 수 있으며 1대의 디지털 X-선 촬영장치에 국한된 검사로 다양한 장치특성에 따른 차이가 있을 수 있다.
임상에서 흉부 X-선 후전방향촬영을 시행하는 경우, 복부비만 등으로 인해 흉부의 각도가 기울어짐에 따라 영상의 왜곡뿐만 아니라 환자에게 노출되는 선량이 증가되고 재촬영으로 추가적인 방사선 피폭이 발생될 수 있으므로 올바른 위치잡이에 주의를 기울여 환자의 방사선피폭 감소에 노력을 해야 할 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
X-선 영상의 형성과 평가과정은 어떠한 순서로 이루어지는가?
일반적으로 X-선 영상의 형성과 평가과정은 피사체정보, X선 정보, 농도분포, 투과광 강도, 시각, 인식, 사진평가의 순서로 이루어지고 있다. 피사체 정보는 피사체 특징의 파악과 오리엔테이션, 위치 잡이 등이 관여가 된다[6],[7].
흉부 X -선 영상의 장점은?
흉부 X -선 영상은 적절한 source to image-receptor distance (SI D)의 사용으로 가로막과 겹쳐지는 기도의 음영과 심장 후연의 좋은 시각성을 제공하여 임상 영상으로 사용하기에 적합한 높은 해상도를 제공한다[2],[3]. 또한 다른 부위의 사진들보다도 해부, 병리학적으로 많은 진단적 정보를 포함 하고 있으며, 방사선 투과성이 매우 낮은 종격동 및 골성 흉곽조직이 함께 위치해 있어 X-선으로 검사될 수 있는 가장 복잡한 부위중 하나이다[4]. 흉부 X-선 촬영이 이러한 중요한 위치에 있음에도 불구하고 통상적 검사(routine study)의 한 단계로서의 일반성 때문에 촬영과정이 신중이 다루어지지 않았던 일면이 있는 것이 사실이며, 가장 우수한 X-선 영상은 정확한 판독을 통해 치료에 이어지게 하는 것이 양질의 의료라 하겠다[5].
피사체 정보에는 무엇이 관여가 되는가?
일반적으로 X-선 영상의 형성과 평가과정은 피사체정보, X선 정보, 농도분포, 투과광 강도, 시각, 인식, 사진평가의 순서로 이루어지고 있다. 피사체 정보는 피사체 특징의 파악과 오리엔테이션, 위치 잡이 등이 관여가 된다[6],[7]. 흉부 X-선 촬영의 경우, 심장확대를 방지하고 폐와 심장의 겹침을 최소화하고 선예한 영상을 획득하기 위해 원거리 촬영과 흉부-영상수용체(image r eceptor, IR) 간의 거리 최소화를 권고하고 있다[8],[9].
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