[논문]소아 두부 컴퓨터단층촬영검사에서 선량지표 분석을 통한 방사선 피폭선량 감소 방안에 대한 연구

김현진; 이효영; 임인철; 유윤식

doi:10.7742/jksr.2016.10.3.161

소아 두부 컴퓨터단층촬영검사에서 선량지표 분석을 통한 방사선 피폭선량 감소 방안에 대한 연구
A Survey on the Radiation Exposure Doses Reduction Plan through Dose Index Analysis in the Pediatric Brain Computed Tomography 원문보기

한국방사선학회 논문지 = Journal of the Korean Society of Radiology, v.10 no.3, 2016년, pp.161 - 169

김현진 (동의대학교 대학원 보건의과학과) , 이효영 (동의대학교 방사선학과) , 임인철 (동의대학교 방사선학과) , 유윤식 (동의대학교 방사선학과)

초록
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본 연구에서는 소아 두부 CT 검사에 있어서 피폭 방사선량을 경감할 수 있는 방법을 모색하고자 부산지역 병원들에서 시행된 년 간 소아 두부 CT 검사에 대한 CT 선량지표(CTDI)를 국내 진단참고준위와 비교하여 분석함으로써 제안점을 도출하고자 하였다. 결과적으로 병원별 분류에서는 병원, 종합병원, 상급종합병원 순으로 권고량이 초과하는 것으로 나타났으며 연령별 분류에서는 2-5세 이하, 1개월-1세 이하, 6-10세 이하 순으로 권고량이 초과하는 것으로 나타났다. 스캔방식별 분류에서는 Helical, Axial, Volume방식 순으로 권고량이 초과하고 있었으며 스캔범위를 진단참고준위에 맞게 재설정한 결과 상급종합병원에서 재설정으로 인한 감소율은 11.68%, 종합병원에서 15.79%, 병원에서 20.66%로 초과율이 높게 나타났다. 그리고 환자선량 권고량 가이드라인을 벗어나지 않는 환자의 평균 스캔범위의 분석결과 1개월-1세 이하에서 $103.2{\pm}11.8mm$, 2-5세 이하에서 $110.5{\pm}14.5mm$, 6-10세 이하에서는 $117.8{\pm}17.2mm$로 나타났다.

Abstract ▼ AI-Helper

In this study, the proposal to seek ways to reduce the amount of radiation is drawn by comparing and analyzing CT Dose Index(CTDI) on the pediatric head CT which was performed at the busan regional hospitals, to the national diagnostic reference levels. As a result, it was appeared to exceed the amount of the dose recommendation in order of hospital, general hospital and senior general hospital in the hospital-specific classification and from 2 to 5 year, from 1 month to 1 year and from 6 to 10 year in the age-specific classification. In addition, the amount of the dose recommendation was exceed in order of helical, axial and volume in the scan-specific classification. As the results of the scan range reset to match the diagnostic reference level, the dose reduction showed 11.68%, 15.79% and 20.66% in senior general hospital, general hospital and hospital respectively. In the results of analysing patient average scan ranges which does not deviate from the guideline of patient dose recommendation, there was age of 1 month to 1 year, 2 to 5 year and 6 to 10 year of $03.2{\pm}11.8mm$, $110.5{\pm}14.5mm$, and $117.8{\pm}17.2mm$ respectively.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

특히 소아는 방사선 감수성이 어른에 비해 높고 몸의 크기가 작아 어른과 같은 양의 방사선에 노출되더라도 유효선량은 어른에 비해 더 높기 때문에 불필요한 피폭 방사선량을 줄이는 것이 매우 중요하다. 따라서 본 연구에서는 부산지역 병원들에서 시행된 년 간 소아 두부 CT 검사에 대한 CT 선량지표를 국내 진단참고준위와 비교분석하여 방사선피폭 선량을 경감할 수 있는 파라메타를 제시하고자 한다.

제안 방법

또한 CT 영상에서 검사범위(range)의 첫 번째 이미지(being)와 마지막 이미지(end)의 table point를 기록하였으며 재설정 스캔범위(reset range)는 “두부 CT 영상의 범위는 경추 1번(cervix 1) 상부에서 두 개관(calvarium)의 top까지를 포함하여야 한다”는 건강보험심사평가원의 “CT검사 및 재검사 가이드라인”에서 규정되어진 근거를 바탕으로 재설정된 범위를 조사하였다.
또한 한국식품의약품안전처에서 제시한 “어린이 CT 영상의학 검사의 환자 선량 권고량 가이드라인”을 참조하여 Table 2에 진단참고준위를 초과하는 CTDIvol과 DLP를 조사 하였다.
소아 두부 CT 검사를 시행한 환자의 의료영상저장 정보시스템(picture archiving communication system. PA CS)으로 전송되어진 선량 보고서(dose report)와, 의료 전자차트(electronic medical record. EMR)를 참고하여 병원별, 연령별, 스캔 파라메타별로 분류하여 후향적 분석을 통해 조사하였다.
의료영상저장정보시스템에 저장된 선량보고서와 CT 영상, 소아 두부 CT 프로토콜에 설정되어진 파라메타를 참고하여 검사방법, 관전압, 관전류량, 검사범위, 절편두께, 피치, 조사야 크기, 그리고 CT 선량지표인 CTDIvol, DLP를 조사하여 Table 1에 기록하였다. 또한 CT 영상에서 검사범위(range)의 첫 번째 이미지(being)와 마지막 이미지(end)의 table point를 기록하였으며 재설정 스캔범위(reset range)는 “두부 CT 영상의 범위는 경추 1번(cervix 1) 상부에서 두 개관(calvarium)의 top까지를 포함하여야 한다”는 건강보험심사평가원의 “CT검사 및 재검사 가이드라인”에서 규정되어진 근거를 바탕으로 재설정된 범위를 조사하였다.

대상 데이터

부산지역에 설치된 CT장비 148대(통계청 자료, 2015년)중 검진센터, 방사선치료실, 치과병원, 내과병원 등에서 이용하는 CT를 제외한 48개 병원의 장비 62대를 대상으로 하였고 이들 병원 중 선량보고서를 생성하여 의료영상저장정보시스템(picture archiving commu nication system. PACS)으로 전송하는 24개(50%) 병원의 장비 28대(45.2%)에 대한 일반적 특성조사와 소아 두부 CT의 프로토콜에 이용된 파라메타를 조사하였다. 조사기간으로는 2014년 1월 1일부터 12월 31일까지 두부 CT 검사를 시행한 환자들 중 한국식품의약품안전처에서 제시하는 소아의 범위인 10세 이하의 환자 2,043명의 선량지표를 조사하였다.
건강보험심사평가원(HIRAS)의 병원별 분류에 따른 결과를 Table 3에 나타내었다. 상급종합병원(대학병원) 5개, 종합병원 14개, 병원 5개 총 24개 병원이었으며 상급종합병원에서 소아 두부 CT 검사를 시행한 환자 수는 643명(31.47%), 종합병원 1,046명(51.20%), 병원 354명(17.33%) 총 2,043명이었다.
2%)에 대한 일반적 특성조사와 소아 두부 CT의 프로토콜에 이용된 파라메타를 조사하였다. 조사기간으로는 2014년 1월 1일부터 12월 31일까지 두부 CT 검사를 시행한 환자들 중 한국식품의약품안전처에서 제시하는 소아의 범위인 10세 이하의 환자 2,043명의 선량지표를 조사하였다.

이론/모형

Table 1. The simple survey form for the optimized CT scan protocols in this study.

성능/효과

1개월-1세 이하의 CTDIvol의 기준값은 20 mGy이며 결과값은 22.72 mGy로 진단참고준위보다 13.61%가 초과되어 나타났으며 DLP의 기준값은 260 mGy·cm인데 결과값은 315.17 mGy·cm로 진단참고준위보다 21.22%가 초과되어 나타났다.
소아 두부 CT 검사를 시행한 환자를 대상으로 스캔 방법별에 따른 진단참고준위와 비교하여 CTDIvol과 DLP값의 평균선량을 분석하여 Table 9에 나타내었다. 1개월-1세 이하의 CTDIvol의 기준값은 20 mGy인데 결과값은 Axial방식으로 스캔한 환자는 23.19 mGy, Helical방식은 23.43 mGy, Volume방식은 21.57 mGy로 나타나 진단참고준위보다 각 15.96%, 17.17%, 7.69% 초과되어 나타났다. DLP의 기준값은 260 mGy·cm인데 결과값은 Axial방식으로 스캔한 환자는 322.
1개월-1세 이하의 환자에서는 121.1±29.7 mm에서 스캔범위를 사용하고 있었으며 CTDIvol과 DLP가 초과하지 않는 그룹에서 사용된 스캔범위는 103.2±11.8 mm, 초과하는 그룹에서 사용된 스캔범위는 133.6±17.2 mm로 나타났다.
1개월-1세 이하의 CTDIvol의 기준값이 20 mGy인데 비해 조사결과 상급 종합병원 21.43 mGy, 종합병원 22.65 mGy, 병원이 24.09 mGy로 나타나 진단참고준위보다 각 7.13%, 13.24%, 20.47%가 초과되어 나타났으며 DLP의 기준값은 260 mGy·cm인데 비해 조사결과 상급종합병원 288.21 mGy·cm, 종합병원 316.55 mGy·cm, 병원 340.73 mGy·cm로 나타나 진단참고준위보다 각 10.85%, 21.75%, 31.
2 -5세 이하의 CTDIvol의 기준값은 28 mGy인데 결과값은 32.11 mGy로 진단참고준위보다 14.67%가 초과되어 나타났으며 DLP의 기준값은 370 mGy·cm인데 결과값은 468.27 mGy·cm로 진단참고준위보다 26.56%가 초과되어 나타났다.
2-5세 이하의 CTDIvol의 기준값은 28 mGy인데 결과값은 Axial방식으로 스캔한 환자는 32.48 mGy, Helical방식은 33.15 mGy, Volume방식은 30.69 mGy로 나타나 진단참고준위보다 각 16.00%, 18.40%, 9.60%가 초과되어 나타났으며 DLP의 기준값은 370 mGy·cm인데 결과값은 Axial방식으로 스캔한 환자는 479.04 mGy·cm, Helical방식은 491.10 mGy·cm, Volume방식은 434.71 mGy·cm로 나타나 진단참고준위보다 각 29.47%, 32.73%, 17.49%가 초과 되어 나타났다.
2-5세 이하의 CTDIvol의 기준값은 28 mGy인데 비해 상급종합병원 30.70 mGy, 종합병원 31.77 mGy, 병원이 33.85 mGy로 나타나 진단참고준위보다 각 9.65%, 13.45%, 20.91%가 초과되어 나타났으며 DLP는 기준값이 370 mGy·cm인데 비해 상급종합병원 445.85 mGy·cm, 종합병원 456.95 mGy·c m, 병원이 502.02 mGy·cm로 나타나 진단참고준위보다 각 20.50%, 23.50%, 35.68% 초과되어 나타났다.
6±35.0 mm에서 스캔범위를 사용하고 있었으며 CTDIvol과 DLP가 초과하지 않는 그룹에서 사용된 스캔범 위는 117.8±17.2 mm, 초과하는 그룹에서 사용된 스캔 범위는 153.8±16.7 mm로 나타났다.
6-10세 이하의 CTDIvol의 기준값은 36 mGy인데 결과값은 38.71 mGy로 진단참고준위 보다 7.52%가 초과되어 나타났으며 DLP의 기준값은 500 mGy·cm인데 결과값은 550.75 mGy·cm로 진단참고 준위보다 10.15%가 초과되어 나타났다.
6-10세 이하의 CTDIvol의 기준값은 36 mGy인데 결과값은 Axial방식으로 스캔한 환자는 39.07 mGy, Helical방식은 39.22 mGy, Volume방식은 37.83 mGy로 나타나 진단참고준위보다 각 8.54%, 8.94%, 5.0 9%가 초과되어 나타났으며 DLP의 기준값은 500 mGy·cm인데 결과값은 Axial로 스캔한 환자는 560.55 mGy·cm, Helical방식은 562.95 mGy·cm, Volume방식은 52 8.75 mGy·cm로 나타나 진단참고준위보다 각 12.11%, 12.59%, 5.75% 초과되어 나타났다.
DLP의 기준값은 260 mGy·cm인데 결과값은 Axial방식으로 스캔한 환자는 322.06 mGy·cm, Helical방식은 328.20 mGy·cm, Volume방식은 295.23 mGy·cm로 나타나 진단참고준위보다 각 23.87%, 2 6.23%, 13.55% 초과되어 나타났다.
15%가 초과되어 나타났다. 결과적으로 2-5세 이하에서 진단참고준위 권고량을 가장 많이 초과하는 것으로 나타났으며 다음 순으로 1개월-1세 이하, 6-10세 이하로 초과되어 나타났다.
75% 초과되어 나타났다. 결과적으로 Helical 방식이 진단참고준위 권고량을 가장 많이 초과하는 것으로 나타났으며 다음으로 Axial, Volume순으로 초과 되어 나타났다.
39% 초과되어 나타났다. 결과적으로 병원이 진단참고준위 권고량을 가장 많이 초과하여 나타났으며 다음 순으로 종합병원, 상급종합병원의 순서로 초과되어 나타났다.
30%이었다. 결과적으로 스캔범위의 재설정으로 인한 선량의 감소율이 가장 높은 것은 2-5세 이하의 환자이었으며 다음으로 1개월-1세 이하, 6-10세 이하의 순으로 나타났다.
결과적으로 진단참고준위의 CTDIvol과 DLP를 초과하지 않으려면 1개 월-1세 이하의 연령에서는 103.2±11.8 mm에서 스캔범위를 이용하여야 하며 2-5세 이하의 연령에서는 110.5 ±14.5 mm, 6-10세 이하의 연령에서는 117.8±17.2 mm 에서 스캔범위를 이용하여야 한다.
결론적으로 소아 두부 CT 검사 시 CTDIvol과 DLP가 초과되는 원인은 올바른 소아 전용 프로토콜을 사용하지 않았기 때문이다. 소아는 소아 전용 프로토콜로 촬영하는 것이 원칙이나 성인의 프로토콜을 이용하거나 특별한 기준 없이 단순히 검사자의 경험에 따른 보정으로 검사하여 초과된 선량으로 검사하는 경우가 많은 것으로 조사되었다.
관전압은 80-120kVp, 관전류·조사시간은 40-420mAs가 사용된 것으로 나타났으며 스캔방식으로는 Axial, Helical, Volume 방식이 이용되고 있었고 Helical(84.82%), Axial(13.85%), Volume(1.33%)방식 순으로 이용 빈도가 높게 나타났다.
이는 연령이 낮을 수록 방사선에 대한 관리가 더욱 필요하다고 할 수 있는데 본 연구결과 6-10세 이하의 연령에 비해 더 낮은 다른 두 연령별에서 진단참고준위를 초과하는 환자수와 초과되는 비율이 높게 나타났다. 그러므로 조사대상자 중 47.68%를 차지하는 2-5세 이하의 연령에서 진단참고준위를 초과하는 비율이 가장 높게 나타나 소아 두부 CT 검사에서 프로토콜의 관리가 절대적으로 필요함을 보여준다. 스캔방법별 CTDIvol과 DLP의 평균 선량분석 결과 Helical, Axial, Volume scan방식의 순으로 선량이 높게 나타났는데 이것은 Helical scan방식이 Axial scan방식에 비해 영상 구성에 사용되지 않는 방사선 영역이 존재함으로써 환자에 대한 방사선 피폭이 상대적으로 증가되고 X선 사용의 효율성은 감소한다는 연구결과^[13]와 동일하게 나타났다.
스캔범위는 조사 되는 환자의 부피를 조절하는데 고속 스캐너의 등장과 함께 스캔 길이가 많이 증가하고 있다^[14]. 따라서 본 연구결과에서도 검사 시 이용되어진 실제 평균스캔범위와 진단참고준위에 맞게 재설정된 스캔범위를 비교하면 스캔범위가 과하게 설정되었음을 알 수 있었다. 스캔범위의 재설정으로 인한 선량의 감소율을 살펴보면 병원별 분류결과 병원, 종합병원, 상급종합병원의 순으로 선량의 감소율이 높게 나타나 병원별로 스캔범위 영역의 차이가 많은 것으로 나타나 교육이 필요할 것 으로 보이며 연령별 분류에 따른 선량의 차이는 본 논문에서 제시하는 프로토콜을 참고하여 검사한다면 소아 두부 CT 검사 시 방사선피폭을 줄일 수 있을 것으로 사료된다.
소아는 소아 전용 프로토콜로 촬영하는 것이 원칙이나 성인의 프로토콜을 이용하거나 특별한 기준 없이 단순히 검사자의 경험에 따른 보정으로 검사하여 초과된 선량으로 검사하는 경우가 많은 것으로 조사되었다. 또한 CTDIvol에 비해 DLP가 초과되는 비율이 높게 나타나 과도하게 설정된 검사범위로 인한 DLP의 증가로 분석된다. 따라서 본 연구에서 제시하는 연령별 스캔파라메타와 검사범위를 준수 한다면 소아 두부 CT 검사 시 방사선피폭선량을 상당히 낮출 수 있을 것으로 판단된다.
이것은 어린이 CT 영상의학 검사의 환자선량 권고량 가이드라인^[12]에서 주요병원의 소아 두부 CT 프로토콜 조사결과 값인 51-275mAs보다 이용된 선량의 차이가 큰 것으로 나타났다. 또한 소아 두부 CT 검사의 경우 대부분의 의료기관에서 일반적으로 A xial scan방식으로 검사가 진행하는 것으로 알고 있었으나 본 연구 결과 Helical scan방식으로 이용하는 경우가 전체의 84.82%를 차지하고 있었다. 이것은 소아환자의 경우 협조가 잘 되지 않기 때문에 Axial scan방식에서는 진정(sedation)이 필요했으나 스캔시간이 짧은 Helica l scan을 이용하면 별도의 진정없이 검사가 가능하기 때문에 Helical scan방식으로 사용하는 추세로 변화된 것이라 생각된다.
이것은 소아환자의 경우 협조가 잘 되지 않기 때문에 Axial scan방식에서는 진정(sedation)이 필요했으나 스캔시간이 짧은 Helica l scan을 이용하면 별도의 진정없이 검사가 가능하기 때문에 Helical scan방식으로 사용하는 추세로 변화된 것이라 생각된다. 선량지표 분석결과 병원별 분류에서는 병원, 종합병원, 상급종합병원 순으로 CTDIvol과 DLP가 높은 것으로 조사되었고 연령별 분류에서는 2-5세 이하, 1개월-1세 이하, 6-10세 이하의 순으로 진단참고준위를 초과하여 나타나고 있었다. 이는 연령이 낮을 수록 방사선에 대한 관리가 더욱 필요하다고 할 수 있는데 본 연구결과 6-10세 이하의 연령에 비해 더 낮은 다른 두 연령별에서 진단참고준위를 초과하는 환자수와 초과되는 비율이 높게 나타났다.
68%를 차지하는 2-5세 이하의 연령에서 진단참고준위를 초과하는 비율이 가장 높게 나타나 소아 두부 CT 검사에서 프로토콜의 관리가 절대적으로 필요함을 보여준다. 스캔방법별 CTDIvol과 DLP의 평균 선량분석 결과 Helical, Axial, Volume scan방식의 순으로 선량이 높게 나타났는데 이것은 Helical scan방식이 Axial scan방식에 비해 영상 구성에 사용되지 않는 방사선 영역이 존재함으로써 환자에 대한 방사선 피폭이 상대적으로 증가되고 X선 사용의 효율성은 감소한다는 연구결과^[13]와 동일하게 나타났다. 스캔범위는 조사 되는 환자의 부피를 조절하는데 고속 스캐너의 등장과 함께 스캔 길이가 많이 증가하고 있다^[14].

후속연구

또한 CTDIvol에 비해 DLP가 초과되는 비율이 높게 나타나 과도하게 설정된 검사범위로 인한 DLP의 증가로 분석된다. 따라서 본 연구에서 제시하는 연령별 스캔파라메타와 검사범위를 준수 한다면 소아 두부 CT 검사 시 방사선피폭선량을 상당히 낮출 수 있을 것으로 판단된다.
따라서 본 연구결과에서도 검사 시 이용되어진 실제 평균스캔범위와 진단참고준위에 맞게 재설정된 스캔범위를 비교하면 스캔범위가 과하게 설정되었음을 알 수 있었다. 스캔범위의 재설정으로 인한 선량의 감소율을 살펴보면 병원별 분류결과 병원, 종합병원, 상급종합병원의 순으로 선량의 감소율이 높게 나타나 병원별로 스캔범위 영역의 차이가 많은 것으로 나타나 교육이 필요할 것 으로 보이며 연령별 분류에 따른 선량의 차이는 본 논문에서 제시하는 프로토콜을 참고하여 검사한다면 소아 두부 CT 검사 시 방사선피폭을 줄일 수 있을 것으로 사료된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	컴퓨터단층촬영검사는 진단용 방사선을 이용한 다른 검사 방법보다 피폭 방사선량이 더 높은 이유는 무엇인가?	컴퓨터단층촬영검사(computed tomography. CT)는 얇은 단면두께의 적용과 다중 위상 검사(multi phase study)로 인해 진단용 방사선을 이용한 다른 검사 방법과 비교하였을 때 환자가 받는 피폭 방사선량이 상대적으로 높다[1]. 따라서 CT검사에 의한 방사선 피폭이 전체 영상의학 검사에 의한 방사선 피폭의 67%를 차지하며[2] 진단 목적의 CT 검사가 인위적인 전리방사선에 의한 인류의 피폭에 주된 기여를 하고 있다는 보고가 다양하게 발표되고 있다[3].
	진단 목적의 CT 검사는 어떻게 인류의 피폭에 기여를 하는가?	CT)는 얇은 단면두께의 적용과 다중 위상 검사(multi phase study)로 인해 진단용 방사선을 이용한 다른 검사 방법과 비교하였을 때 환자가 받는 피폭 방사선량이 상대적으로 높다[1]. 따라서 CT검사에 의한 방사선 피폭이 전체 영상의학 검사에 의한 방사선 피폭의 67%를 차지하며[2] 진단 목적의 CT 검사가 인위적인 전리방사선에 의한 인류의 피폭에 주된 기여를 하고 있다는 보고가 다양하게 발표되고 있다[3]. 이러한 연구들은 CT검사로 인해 환자들이 받는 방사선량과 리스크에 대한 관심을 증가시켰다[4-6].
	CT 청구 건수가 급격히 상승함에 따라 어떠한 주의가 필요한가?	그리고 2003년 1백 7십만 여건의 CT 청구 건수가 지속적으로 급격히 상승하여 2009년에는 4백 8십여만 건으로 증가하였고, 2005년 이후 매년 20% 정도의 증가추세를 보였다[7]. 따라서 CT검사를 시행함에 있어서 영상 의학적으로 얻는 이득과 방사선 피폭에 기인된 선량학적 손해가 적절하게 균형을 이뤄야 할 필요성이 있다[8]. 그러므로 CT검사실에서 근무하는 방사선사들은 무엇보다도 환자의 피폭선량에 더욱 더 관심을 가지고 검사해야 한다고 판단된다. 그러나 실제로 CT 검사실에서 근무하는 방사선사들은 환자가 많은 관계로 검사에 급급하여 환자의 방사선피폭이나 방호면에서 소홀히 할 수밖에 없는 실정에 있다.

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원문보기 상세보기
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Korea Food & Drug Administration, "Standard diagnostic reference level (DRL) for the pediatric brain CT recommended", Radiation Safety Management Series, No. 31, 2012.
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상세보기
"Managing patient Dose in Computed Tomography" ICRP Publication 87, p. 20, 2000.

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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