최근 국민의 소득수준 증가에 따른 소아의 교정치료 등의 관심이 커지면서 치과방사선 검사의 건수가 증가하고 있어 부정교합 및 악골과 치아의 위치변화 등을 관찰할 수 있는 두부규격방사선촬영이 빈번해지고 있다. 특히 검사 대상자가 방사선에 더욱 민감한 소아 층에 집중되어 있고 촬영 부위인 두경부에는 갑상선, 골수, 안구, 타액선 등의 방사선에 민감한 주요 장기가 위치하고 있어 피폭의 주의가 요구된다. 이에 따라 본 연구에서는 Agfa CP-G Plus 필름과 MagicMax 선량계를 이용하여 두경부규격방사선촬영장치(VATEC Pax-400C)에서 발생되는 X선의 2차원 선량분포를 측정하고 MCNPX시뮬레이션을 통해 두경부 장기선량을 계산하였으며 피폭저감 장치를 설계하였다. 두부규격방사선촬영의 선량분포는 구강악안면의 검사 목적 부위 이외에도 두경부 전체적인 피폭이 일어나고 두경부 주요 장기 중 갑상선과 식도, 눈에서 높은 피폭선량 값을 확인하였다. 그리고 설계한 피폭저감 장치를 적용에 따라 갑상선과 식도, 눈에서 70~80% 피폭이 저감됨을 확인하였다. 본 연구 결과는 치과방사선에 대한 선량 데이터 확보와 방사선 피폭 저감 연구에 있어 매우 유용하게 이용될 것으로 기대된다.
최근 국민의 소득수준 증가에 따른 소아의 교정치료 등의 관심이 커지면서 치과방사선 검사의 건수가 증가하고 있어 부정교합 및 악골과 치아의 위치변화 등을 관찰할 수 있는 두부규격방사선촬영이 빈번해지고 있다. 특히 검사 대상자가 방사선에 더욱 민감한 소아 층에 집중되어 있고 촬영 부위인 두경부에는 갑상선, 골수, 안구, 타액선 등의 방사선에 민감한 주요 장기가 위치하고 있어 피폭의 주의가 요구된다. 이에 따라 본 연구에서는 Agfa CP-G Plus 필름과 MagicMax 선량계를 이용하여 두경부규격방사선촬영장치(VATEC Pax-400C)에서 발생되는 X선의 2차원 선량분포를 측정하고 MCNPX 시뮬레이션을 통해 두경부 장기선량을 계산하였으며 피폭저감 장치를 설계하였다. 두부규격방사선촬영의 선량분포는 구강악안면의 검사 목적 부위 이외에도 두경부 전체적인 피폭이 일어나고 두경부 주요 장기 중 갑상선과 식도, 눈에서 높은 피폭선량 값을 확인하였다. 그리고 설계한 피폭저감 장치를 적용에 따라 갑상선과 식도, 눈에서 70~80% 피폭이 저감됨을 확인하였다. 본 연구 결과는 치과방사선에 대한 선량 데이터 확보와 방사선 피폭 저감 연구에 있어 매우 유용하게 이용될 것으로 기대된다.
Recently, the interest in the orthodontic treatment for children is increased by a rise in national income level. The number of cephalometric radiography that could diagnose a malocclusion and malposition between teeth and jawbone increased. It required attention to radiation exposure, because the s...
Recently, the interest in the orthodontic treatment for children is increased by a rise in national income level. The number of cephalometric radiography that could diagnose a malocclusion and malposition between teeth and jawbone increased. It required attention to radiation exposure, because the subject of dental examination is children which are more sensitive to radiation and the head and neck, the object of that include radiation sensitive organ such as the thyroid, bone marrow, eyes, salivary gland, and so on. In this study, we measured two-dimensional dose distribution in cephalometric radiography system (VATEC Pax-400C) using Agfa CP-G Plus film and MagicMax Dosimeter, and calculated radiation organ dose of head and neck through MCNPX simulation. And then we designed a radiation protective device to decrease radiation dose. The dose distribution of the cephalometric radiography system irradiated the head and neck overall as well as the oral and maxillofacial parts. The radiation organ dose calculated that thyroid, oesophagus and eyes are irradiated high, and the radiation organ dose decreased about 70 ~ 80% by the application of the radiation protective device. The results of this study will be used construction of database for dental radiation exposure and research of reducing radiation dose.
Recently, the interest in the orthodontic treatment for children is increased by a rise in national income level. The number of cephalometric radiography that could diagnose a malocclusion and malposition between teeth and jawbone increased. It required attention to radiation exposure, because the subject of dental examination is children which are more sensitive to radiation and the head and neck, the object of that include radiation sensitive organ such as the thyroid, bone marrow, eyes, salivary gland, and so on. In this study, we measured two-dimensional dose distribution in cephalometric radiography system (VATEC Pax-400C) using Agfa CP-G Plus film and MagicMax Dosimeter, and calculated radiation organ dose of head and neck through MCNPX simulation. And then we designed a radiation protective device to decrease radiation dose. The dose distribution of the cephalometric radiography system irradiated the head and neck overall as well as the oral and maxillofacial parts. The radiation organ dose calculated that thyroid, oesophagus and eyes are irradiated high, and the radiation organ dose decreased about 70 ~ 80% by the application of the radiation protective device. The results of this study will be used construction of database for dental radiation exposure and research of reducing radiation dose.
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문제 정의
이에 본 연구에서는 두부규격방사선촬영에서 발생되는 선량분포를 측정하고 MCNPX 시뮬레이션을 통해 두경부 주요 장기별 피폭선량을 계산하였다. 그리고 두부규격방사선촬영에 적용 가능한 피폭저감 장치를 설계하여 피폭 저감율을 확인하고 두부규격방사선촬영에서의 환자 피폭선량 감소 방법을 제시하고자 한다.
가설 설정
9 cm이다. X선 발생 부는 점 선원으로 가정하였고 두경부 위치의 X선 노출영역과 거리에 근거하여 4.13° 콘 빔 형태로 모사하였다. 각도에 따른 X선 발생 분포도는 측정한 두부규격방사선촬영의 2차원 선량분포의 종축을 기준으로 중심 선량에 따른 분포 비율을 전산모사 과정에 입력하여 계산하였다.
제안 방법
두부규격방사선촬영장치의 주요 사양은 Table. 1과 같으며, 본 실험에서는 78 kVp 관전압과 9 mA의 관전류, 15 초의 노출시간으로 두부규격방사선촬영을 시행하였다.
피폭선량 계산은 두경부에서 방사선감수성이 높은 주요 장기 7개로 정하고 선량 계산 지점을 Table 2와 같이 총 20개로 하였다. 골수 5개, 갑상선 2개, 타액선 6개, 식도 1개, 뇌 1개, 피부 3개, 눈 2개의 선량 계산지점을 CT영상의 각 슬라이스를 확인하여 해부학적위치에 근거한 각각의 좌표를 확인하고 두경부 주요장기별 피폭선량을 계산하였다.
따라서 본 연구에서는 두부규격방사선촬영장치의 2차원 공간선량분포도를 제시하여 특정 위치별 선량뿐만 아니라 두경부 전반적인 피폭분포정도를 확인하고 측정결과를 기반으로 MCNPX 시뮬레이션을 통해 두경부 주요장기별 피폭선량을 계산하였다. 그리고 두부규격방사선촬영의 목적 촬영부위가 아닌 갑상선과 식도, 눈을 보호하기 위한 두부규격방사선촬영의 피폭저감 장치를 설계하여 차폐정도를 확인하였다. 구축된 두부규격방사선촬영의 시뮬레이션 결과의 검증 연구를 추가로 보완한다면 본 연구 과정 및 결과는 기타 다양한 의료방사선촬영장비 선량 예측 및 차폐장치 개발에 활용할 수 있을 것으로 사료된다.
두부규격방사선촬영장치의 X선 선량분포 측정범위를 확인하기 위해서 Agfa CP-G Plus 필름 (Agfa Medical X-ray film, CP-G plus, Agfa HealthCare NV, Mortsel, Belgium)을 사용하여 X선 노출영역을 측정하였다. Fig.
따라서 본 연구에서는 두부규격방사선촬영장치의 2차원 공간선량분포도를 제시하여 특정 위치별 선량뿐만 아니라 두경부 전반적인 피폭분포정도를 확인하고 측정결과를 기반으로 MCNPX 시뮬레이션을 통해 두경부 주요장기별 피폭선량을 계산하였다. 그리고 두부규격방사선촬영의 목적 촬영부위가 아닌 갑상선과 식도, 눈을 보호하기 위한 두부규격방사선촬영의 피폭저감 장치를 설계하여 차폐정도를 확인하였다.
본 연구에서는 IBA XR Multidetector를 이용하여 두부규격방사선촬영장치(VATEC Pax-400C)의 2차원 선량분포를 측정하고 MCNPX 시뮬레이션을 통해 두경부 주요장기별 피폭선량을 계산하여 이를 기반으로 두부규격방사선촬영의 피폭저감장치를 설계하였다. 선량분포 측정 결과 두부규격방사선촬영을 위한 목적부위 이외에도 두경부 전반적으로 X선이 피폭되었고, 시뮬레이션 결과 갑상선, 식도, 눈, 뇌 등 불필요한 선량 피폭이 있음을 확인할 수 있었다.
이에 본 연구에서는 두부규격방사선촬영에서 발생되는 선량분포를 측정하고 MCNPX 시뮬레이션을 통해 두경부 주요 장기별 피폭선량을 계산하였다. 그리고 두부규격방사선촬영에 적용 가능한 피폭저감 장치를 설계하여 피폭 저감율을 확인하고 두부규격방사선촬영에서의 환자 피폭선량 감소 방법을 제시하고자 한다.
대상 데이터
본 실험에서는 Fig. 1과 같이 VATEC Pax-400C 장치를 이용하였다. 두부규격방사선촬영장치의 주요 사양은 Table.
두경부 주요장기별 피폭선량을 계산하기 위하여 인체등가 물질로 구성된 인체 팬텀인 Rando 팬텀 (The Phantom Laboratory, Salem, NY)의 CT DICOM 영상을 기반으로 MCNPX코드기반 전산화 복셀 팬텀을 Fig. 4와 같이 제작하였다.
피폭선량 계산은 두경부에서 방사선감수성이 높은 주요 장기 7개로 정하고 선량 계산 지점을 Table 2와 같이 총 20개로 하였다. 골수 5개, 갑상선 2개, 타액선 6개, 식도 1개, 뇌 1개, 피부 3개, 눈 2개의 선량 계산지점을 CT영상의 각 슬라이스를 확인하여 해부학적위치에 근거한 각각의 좌표를 확인하고 두경부 주요장기별 피폭선량을 계산하였다.
피폭저감 장치의 구성 물질은 상용화된 보호도구 물질인 납유리를 사용하였으며 구성비로는 산소 15.6%, 실리콘 8.1%, 티타늄 0.8%, 비소 0.3%, 납 75.2%로 구성하였다.
데이터처리
두부규격방사선촬영에 의한 두경부 피폭선량 계산을 위하여 MCNPX v.2.6.0 전산코드를 사용하였다. 두부규격방사선촬영장비의 타깃 물질 및 양극 각도, 부가필터와 고유필터의 물질과 두께를 확인하고 SRS-78프로그램을 이용하여 X선 에너지스펙트럼을 Fig.
성능/효과
39 μSv의 피폭선량 값을 가졌다. 계산 결과와 같이 두부규격방사선촬영에 따른 두경부 피폭선량은 검사를 위한 목적부위 이외에도 갑상선, 식도, 눈, 뇌 등 불필요한 선량 피폭이 있음을 알 수 있었다.
본 연구에서는 IBA XR Multidetector를 이용하여 두부규격방사선촬영장치(VATEC Pax-400C)의 2차원 선량분포를 측정하고 MCNPX 시뮬레이션을 통해 두경부 주요장기별 피폭선량을 계산하여 이를 기반으로 두부규격방사선촬영의 피폭저감장치를 설계하였다. 선량분포 측정 결과 두부규격방사선촬영을 위한 목적부위 이외에도 두경부 전반적으로 X선이 피폭되었고, 시뮬레이션 결과 갑상선, 식도, 눈, 뇌 등 불필요한 선량 피폭이 있음을 확인할 수 있었다. 특히 두부규격방사선촬영은 교정치료 및 치아성장평가 등 검사대상이 방사선에 민감한 성장기 소아가 주를 이루고 있어 방사선 민감 장기의 차폐가 더욱 요구된다.
특히 두부규격방사선촬영은 교정치료 및 치아성장평가 등 검사대상이 방사선에 민감한 성장기 소아가 주를 이루고 있어 방사선 민감 장기의 차폐가 더욱 요구된다. 이를 위해 본 연구에서는 시뮬레이션 계산 결과를 기반으로 피폭저감 장치를 설계하여 갑상선과 식도, 뇌, 눈에서 약 70 ~ 80% 차폐되는 것을 확인하였다. 본 연구를 통해 두경부 피폭선량분포와 주요장기별 피폭선량을 확인하고, 피폭저감장치를 설계한 방법은 나아가 다양한 의료방사선촬영에 활용가능하며 정확성 확인을 위해 이의 검증방법을 연구할 예정이다.
후속연구
그리고 두부규격방사선촬영의 목적 촬영부위가 아닌 갑상선과 식도, 눈을 보호하기 위한 두부규격방사선촬영의 피폭저감 장치를 설계하여 차폐정도를 확인하였다. 구축된 두부규격방사선촬영의 시뮬레이션 결과의 검증 연구를 추가로 보완한다면 본 연구 과정 및 결과는 기타 다양한 의료방사선촬영장비 선량 예측 및 차폐장치 개발에 활용할 수 있을 것으로 사료된다.
이를 위해 본 연구에서는 시뮬레이션 계산 결과를 기반으로 피폭저감 장치를 설계하여 갑상선과 식도, 뇌, 눈에서 약 70 ~ 80% 차폐되는 것을 확인하였다. 본 연구를 통해 두경부 피폭선량분포와 주요장기별 피폭선량을 확인하고, 피폭저감장치를 설계한 방법은 나아가 다양한 의료방사선촬영에 활용가능하며 정확성 확인을 위해 이의 검증방법을 연구할 예정이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
두부규격방사선촬영의 특징 및 사용처는 어디인가?
두부규격방사선촬영은 1931년에 Broadbent[9]와 Horrath[10]에 의해 시도되어 국내에서는 1961년에 두부 고정장치를 제작하여 최초로 시행되었다.[11] 이는 일반 X선 촬영장비로 두경부를 촬영하여 치과교정학 분야에서 두부안면부의 성장 연구, 부정교합 진단, 치료 계획수립, 치료 결과 평가, 성장 예측 등 그리고 이비인후과 진단용으로 사용되고 있다.[2,12] 이와 같은 의료방사선촬영은 방사선기술 및 장비의 발달에 따라 사용이 점차 늘어나고 있다.
두부규격방사선촬영시 발생되는 X선은 어디에도 조사되는가?
[1] 하지만 최근 임상에서는 구강악안면의 구조 파악을 위하여 별도의 차폐 없이 조사 야는 모두 열린 상태의 일반촬영과 같은 형태로 검사가 이루어지고 있다. 두부규격방사선촬영에서 발생되는 X선은 사람 형태에 따라 악 골과 치아, 구강악안면의 검사 목적 부위를 제외한 안구, 갑상선 등의 방사선 민감 장기영역에도 조사된다. 세계 치과진료 시장분석[2]에 따르면 증가하는 교정치료 등의 검사 수요가 방사선에 민감한 저 연령층을 중심으로 형성되고 있어 성인보다는 소아에게 더 빈번한 두부규격방사선촬영이 시행되므로 불필요한 방사선 피폭에 대한 저감화는 더욱 절실하다.
두부규격방사선촬영이란?
두부규격방사선촬영은 악골과 치아와 같은 두부 구조물의 위치들 간의 거리와 각을 이용한 분석을 통해 환자의 성장 발육을 평가하고 교정치료나 악교정 수술 등에 적용하는 검사이다.[1] 하지만 최근 임상에서는 구강악안면의 구조 파악을 위하여 별도의 차폐 없이 조사 야는 모두 열린 상태의 일반촬영과 같은 형태로 검사가 이루어지고 있다.
참고문헌 (19)
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