[논문]Standing Whole Spine 검사 시 체질량지수 (BMI)에 따른 전방 및 후방장기의 흡수선량 평가

심지나; 이용구; 이영진

doi:10.5573/ieie.2016.53.12.147

초록
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Standing Whole Spine 검사는 많은 병원에서 자동노출제어장치 (automatic exposure control, AEC)를 사용하고 있어 체질량지수 (body mass index, BMI)에 따라 방사선량이 조절되는 특징이 있으며, 이를 통하여 환자 별 측정 DAP (dose area product) 값을 얻을 수 있다. 하지만, 검사 시 장기의 위치에 따른 흡수선량에 관한 연구는 크게 이루어지지 않고 있으며, 이에 본 연구에서는 Standing Whole Spine 검사 시 환자의 두께정보를 대표하는 BMI와 장기의 위치에 따른 흡수선량의 분포를 평가하고자 한다. 연구의 목적을 위하여 측정된 DAP값을 이용하여 PCXMC에서 환자의 5곳의 장기를 선정 (갑상샘, 유방, 심장, 콩팥, 이자)하여 선량을 계산하였다. 결과적으로, 측정된 DAP값은 BMI에 따라 증가하는 경향을 보였지만 전방 장기인 갑상샘, 유방, 그리고 심장에서는 BMI에 따라 장기선량이 감소하는 경향을 보였다. 또한 후방장기인 콩팥과 이자에서는 BMI와 아무런 상관관계를 가지지 않았다. 결론적으로, 본 연구결과를 통하여 Standing Whole Spine 검사 시 BMI와 장기의 위치에 따라 방사선의 영향이 다르게 나타남을 증명하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

Automatic exposure control (AEC) is frequently used in many hospitals for Standing Whole Spine examination which is able to control radiation dose with respect to the body type such as body mass index (BMI) and we can measure dose area product (DAP) based on respective patient information. However, ...

Automatic exposure control (AEC) is frequently used in many hospitals for Standing Whole Spine examination which is able to control radiation dose with respect to the body type such as body mass index (BMI) and we can measure dose area product (DAP) based on respective patient information. However, few studies have been conducted organ absorbed dose evaluation based on location of patient organ. The purpose of this study was to evaluate the relationships between BMI and organ absorbed dose along with location of patient organ. For that purpose, we calculated absorbed dose with selected 5 patient organ (thyroid, breast, heart, kidney, and pancreas) using a PCXMC simulation tool with measured DAP. According to the results, measured DAP increases with BMI and organ absorbed dose decreases with BMI in anterior organs such as thyroid, breast, and heart. On the other hand, there is no correlation between organ absorbed dose and BMI in posterior organs such as kidney and pancreas. In conclusion, our results demonstrated that the radiation effects are different with respect to BMI and location of patient organ in Standing Whole Spine examination.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 Standing Whole Spine AP (anteriorposterior) 검사한 환자 50명을 대상으로 환자의 BMI에 따른 전방장기의 흡수선량과 후방장기의 흡수선량의 상관관계에 대해 알아보고자 한다.

제안 방법

각 영상마다 DAP (dose area product)가 측정되었으며 AEC와 DAP는 제조자의 지시에 따라 검사하기 전에 보정되었다. GE Definium 8000에서 제공하고 있는 image pasting 기능을 사용하여 환자의 키에 따라 Whole Spine를 3회에서 5회로 나눠 검사하였고 하나의 영상으로 합성하는 방법을 이용하였다. 얻은 영상에 대한 선량 파라미터 및 영상 정보는 세브란스병원 환자 선량관리 시스템에서 얻을 수 있었다.
또한, 총 29개의 장기흡수선량을 계산하고 ICRP 60과 103에서 권고하는 Tissue-weighting factor를 반영하여 유효선량을 계산해내는 원리이다^[10]. 환자가 받은 방사선량에 따른 장기흡수선량을 계산하기위해 kV, X-ray tube anode angle, 고유필터와 부가필터의 구성 물질과 두께, 방사선량을 기입하며, 본 연구에서는 충분한 광자의 수를 사용하기 위해 20,000 개의 광자수를 모델링하였다.

대상 데이터

2016년 1월부터 2월까지 세브란스 병원에 내원한 환자 중에 Standing Whole Spine AP 검사를 한 50명의 환자를 대상으로 각 환자의 나이, 성별, 그리고 BMI를 기록하였다. 그림 1은 Standing Whole Spine AP 검사를 하고 있는 환자의 자세를 나타낸 모습이다.

이론/모형

환자의 장기선량을 구하기 위하여 몬테칼로시뮬레이션을 기반으로 하는 PC-based Monte Carlo program (PCXMC, STUK, Helsinki)을 사용하였다 (그림 2). 이 프로그램은 수학적 확률을 기반으로 광자와 인체사이의 상호반응을 통해 장기선량을 계산한다.

성능/효과

Standing Whole Spine AP검사를 선택한 이유는 장기가 검사 범위 안에 모두 포함되어 있어 장기피폭을 평가하는데 적절할 뿐만 아니라 현재 검사 시 AEC를 사용하고 있어 BMI에 따라 방사선량이 일괄적으로 조절되고, 각 환자마다 측정 DAP값을 얻을 수 있기 때문이다. 결과적으로 측정된 DAP값은 BMI에 따라 증가하는 경향을 나타내었지만, 전방장기인 갑상샘, 유방, 그리고 심장에서는 BMI에 따라 장기선량이 감소하는 경향을 보였다. 이전에 발표된 다른 연구 그룹에서의 결과와 비교해보면 갑상샘에서 장기선량과의 경향성을 찾지 못했는데^[11], 그이유는 흉부 촬영에서 갑상샘이 검사범위 안에 포함되지 않을 수 있기 때문이다.
이전에 발표된 다른 연구 그룹에서의 결과와 비교해보면 갑상샘에서 장기선량과의 경향성을 찾지 못했는데^[11], 그이유는 흉부 촬영에서 갑상샘이 검사범위 안에 포함되지 않을 수 있기 때문이다. 본 연구 결과에 따르면 검사범위 안에 포함된 갑상샘은 BMI에 따라서 감소하는 경향을 볼 수 있었다. 후방장기인 콩팥과 이자에서는BMI와 아무런 상관관계를 가지지 않았다.
본 연구결과를 통하여 BMI에 따라, 장기의 위치에 따라서 방사선의 영향이 다르게 나타남을 확인하였다. 본 연구에서 사용한 방법인 AP 자세에서는 전방장기가 후방장기에 비해 방사선을 직접적으로 상호작용 할 확률이 높지만 PA (posterior-anterior) 자세로 검사하게 된다면 방사선의 영향이 바뀔 것으로 예상할 수 있다.

후속연구

본 연구결과를 통하여 BMI에 따라, 장기의 위치에 따라서 방사선의 영향이 다르게 나타남을 확인하였다. 본 연구에서 사용한 방법인 AP 자세에서는 전방장기가 후방장기에 비해 방사선을 직접적으로 상호작용 할 확률이 높지만 PA (posterior-anterior) 자세로 검사하게 된다면 방사선의 영향이 바뀔 것으로 예상할 수 있다. 최근에 PA 자세에서의 검사는 소아환자의 갑상샘, 유방, 생식선 등 방사선에 민감한 전방장기들의 표면선량을 줄이는 방법으로 활용하고 있다.
최근에 PA 자세에서의 검사는 소아환자의 갑상샘, 유방, 생식선 등 방사선에 민감한 전방장기들의 표면선량을 줄이는 방법으로 활용하고 있다. 하지만 단순히 표면선량만을 줄이는 것이 아닌 두께 차이가 큰 소아 환자에 있어서 실제로 장기가 받는 선량이 검사 방향에 따라서 어느 정도 선량감소 효과가 있는지 향후 비교평가에 관한 연구가 수행되어야 할 것으로 사료된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	AEC이란?	그러기 위해서는 피사체의 촬영부위에 따른 두께 및 방사선 감약정보를 파악하고 적절한 선량으로 촬영을 하여 영상의 질을 확보하여야 하지만 이는 현실적으로 불가능하기 때문에 자동노출제어장치 (automatic exposure control, AEC)를 사용하게 되었다[2～3]. AEC는 디텍터 안에 있는 이온 전리조를 이용하여 영상을 기준으로 방사선량을 자동 제어해주는 장치이다[3]. AEC의 장점은 다양한 환자에게 방사선량을 자동으로 조절해줌으로써 항상 일정한 영상의 질을 얻을 수 있다.
	DR 시스템의 장점은?	특히 영상획득 장치 영역은 디지털 영상 시스템의 도입으로 필름 영상획득 장치에서 컴퓨터 일반촬영 (Computed Radiography, CR) 시스템으로 발전 하였고, 현재는 많은 의료기관에서 디지털 일반촬영(1909)148 Standing Whole Spine 검사 시 체질량지수 (BMI)에 따른 전방 및 후방장기의 흡수선량 평가 심지나 외(Digital Radiography, DR) 시스템으로 바뀌어 지고 있다. DR 시스템은 환자자료 관리의 용이성, 영상 후처리기능 등의 장점으로 인해 앞으로 더 늘어날 전망이지만여전히 방사선은 인체에 유해한 영향을 끼칠 수 있는 위험성을 가지고 있기 때문에 방사선 위해에 대한 요소를 최소화해야 한다[1]. 그러기 위해서는 피사체의 촬영부위에 따른 두께 및 방사선 감약정보를 파악하고 적절한 선량으로 촬영을 하여 영상의 질을 확보하여야 하지만 이는 현실적으로 불가능하기 때문에 자동노출제어장치 (automatic exposure control, AEC)를 사용하게 되었다[2～3].
	방사선 위해에 대한 요소를 최소화하기 위한 방법에는 무엇이 있는가?	DR 시스템은 환자자료 관리의 용이성, 영상 후처리기능 등의 장점으로 인해 앞으로 더 늘어날 전망이지만여전히 방사선은 인체에 유해한 영향을 끼칠 수 있는 위험성을 가지고 있기 때문에 방사선 위해에 대한 요소를 최소화해야 한다[1]. 그러기 위해서는 피사체의 촬영부위에 따른 두께 및 방사선 감약정보를 파악하고 적절한 선량으로 촬영을 하여 영상의 질을 확보하여야 하지만 이는 현실적으로 불가능하기 때문에 자동노출제어장치 (automatic exposure control, AEC)를 사용하게 되었다[2～3]. AEC는 디텍터 안에 있는 이온 전리조를 이용하여 영상을 기준으로 방사선량을 자동 제어해주는 장치이다[3].

참고문헌 (12)

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H. Kim, M. Park, S. Park, H. Jeong, J. Kim and Y. Kim, "Estimation of absorbed organ doses and effective dose based on body mass index in digital radiography.", Radiation protection dosimetry, vol. 153, no. 1, pp. 92-99. 2013.

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R. Protection, "ICRP publication 103." Ann. ICRP, vol. 37 no. 2-4, 2007.

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