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문제 정의
- [12] 그러나 생식선의 차폐용구는 생산되지 않고 있으며, 표재성 장기 부위를 보고자 하는 경우는 화질에 많은 영향을 주는 것으로 보고되고 있다. 이에 본 연구에서는 기존의 bismuth와 차폐능력이 비슷한 물질을 만들어 차폐능력과 화질저하를 비교 평가하였다. whole abdomen CT에서 생식선 부위에 non shield, bismuth, silicone 22 mm, aluminum 7.
- [6,9] 또한 방사선 감수성이 높은 조직중의 하나인 생식선의 경우 제품으로 생산된 방호용구가 없어 대부분 방호용구를 사용하지 않는다. 이에 본 연구에서는 주위에서 쉽게 구할 수 있고 가공성이 좋은 silicone과 aluminum을 사용하여 생식선의 선량을 줄이고 화질에 영향을 최대한 줄여주는 차폐재를 제작하여 유용성을 알아보고자 한다.
제안 방법
- AAPM 팬텀 영상 평가를 위해 Fig. 4.와 같이 non shield, bismuth, silicone 22 mm, aluminum 7.3 mm 차폐재로 차폐하여 팬텀영상의 6시 방향 1/4지점에서 1580~1620 mm²로 물의 CT number와 noise를 측정하고 9시, 12시, 3시의 2/3이 지점에서 측정한 CT number와 비교하여 uniformity를 계산하여 팬텀영상 검사의 합격 기준에 적합한지 평가하였다.
- X-선 발생장치를 이용하여 기존 차폐재인 bismuth와 비슷한 차폐효과를 가지는 silicone과 aluminum의 두께를 측정하였다. Multi Function Meter((FLUKE,TNT 12000, USA)와 X-선 발생장치인 리스템사의 REX-650R (고유여과 2.4 mmAl, 부가여과 1.0 mmAl, 총 여과 3.4 mmAl)을 사용하여 70 kVp, 200 mAs, 0.05 sec, FFD 100 cm에서 측정하였다. 측정결과 aluminum 7.
- X-선 발생장치를 이용하여 기존 차폐재인 bismuth와 비슷한 차폐효과를 가지는 silicone과 aluminum의 두께를 측정하였다. Multi Function Meter((FLUKE,TNT 12000, USA)와 X-선 발생장치인 리스템사의 REX-650R (고유여과 2.
- aluminum 7.3 mm와 silicone 22 mm의 선량 감쇠 효과를 측정하기 위해서 TLD-100 3.175×3.175×0.889 mm를 사용하여 측정하였으며 TLD Reader system은 HARSHAW TLD-3500을 사용하여 판독하였다.
- non shield, bismuth, silicone 22 mm, aluminum 7.3 mm 차폐재를 사용하여 측정한 영상에서 6군데 ROI를 지정하여 차폐재 부위의 CT number와 noise의 변화를 측정하여 non shield와 비교하였다. CT number와 noise의 측정은 Extended BrillianceTM Workspace를 사용하였으며, ROI를 Fig.
- whole abdomen CT를 촬영하면서 생식선 부위에 TLD를 놓고 non shield, bismuth, silicone 22 mm, aluminum 7.3 mm 차폐재를 사용하여 각각 10회 측정하였다. 그리고 non shield와 비교 하여 감쇠된 선량 평균값을 비교하였다.
- whole body phantom PBU-50 인체모형을 이용하여 Brilliance CT 64-channel scanner(Philips, Netherlands)로 whole abdomen CT를 촬영하였다. aluminum 7.
- 3 mm로 차폐한 각각의 영상에서 생식선 부위의 같은 곳에 관심영역을 설정하여 Extended BrillianceTM Workspace(Philips, Netherlands)를 이용하여 CT number와 noise의 변화를 측정하였다. 그리고 AAPM 팬텀위에 non shield, bismuth, silicone 22 mm, aluminum 7.3 mm 차폐재를 올려놓고 영상을 촬영하여 특수의료장비 팬텀영상 검사 항목 중에 물의 CT number, noise, uniformity를 측정하여 적합성 여부를 측정하였다.
- 3 mm 차폐재를 사용하여 각각 10회 측정하였다. 그리고 non shield와 비교 하여 감쇠된 선량 평균값을 비교하였다. Table 4.
- 기존 차폐재인 bismuth와 비슷한 차폐효과를 가지는 silicone 22 mm와 aluminum 7.3 mm를 제작하여 whole body phantom PBU-50 인체모형에 300°C로 2시간 동안 가열하여 annealing한 TLD를 생식선 부위에 놓고 non shield, bismuth, Silicone 22 mm, aluminum 7.3 mm 차폐재를 각각 올려놓고 Fig. 2.와 같이 whole abdomen CT를 촬영하여 생식선 피폭 선량을 10회 측정하였다.
- 촬영된 영상의 화질 평가를 위해 non shield, bismuth, silicone 22 mm, aluminum 7.3 mm로 차폐한 각각의 영상에서 생식선 부위의 같은 곳에 관심영역을 설정하여 Extended BrillianceTM Workspace(Philips, Netherlands)를 이용하여 CT number와 noise의 변화를 측정하였다. 그리고 AAPM 팬텀위에 non shield, bismuth, silicone 22 mm, aluminum 7.
대상 데이터
- 05 sec, FFD 100 cm에서 측정하였다. 측정결과 aluminum 7.3 mm와 silicone 22 mm를 사용하여 차폐재를 제작하였다.
데이터처리
- 3 mm 차폐재를 사용하여 측정한 영상에서 6군데 ROI를 지정하여 차폐재 부위의 CT number와 noise의 변화를 측정하여 non shield와 비교하였다. CT number와 noise의 측정은 Extended BrillianceTM Workspace를 사용하였으며, ROI를 Fig. 3.과 같이 표재성 장기와 심부 장기 부위에 각각 3군데를 같은 크기로 지정하여 평균값을 비교 하였다. Table 7.
성능/효과
- Table 4.와 같이 Mean±S.D.를 측정한 결과 non shield는 14.12±2.64 mGy가 측정되었고, bismuth를 차폐하여 측정한 결과는 9.89±1.80 mGy로 생식선의 선량이 감소되어 측정되었다.
- 식약처는 2007년부터 2011년까지 5년간의 방사선검사 및 피폭선량 증가추세 자료에서 국민일인당 방사선 피폭선량은 5년간 51% 증가하였다고 하였다.[3] 또한 2011년 방사선검사 건수 중 CT촬영은 2.8%를 차지하지만, 국민일인당 연간 피폭량 1.4 mSv에서 CT촬영에 의한 피폭량이 0.79 mSv로 56%를 차지하고 있어 방사선 안전관리가 시급한 것으로 조사되었다.[3] 국제방사선방호위원회 (International Commission on Radiological Protection, ICRP)는 진단 영역의 방사선 피폭에 대해 환자가 받는 선량의 위험도 보다 환자의 진단에 따른 이득이 많고 의료 피폭의 특수성을 인정하여 선량한도를 정하고 있지 않다.
- 04HU 증가하였다. noise의 변화는 non shield에 비해 bismuth에서 44.99%가 증가하였고, silicone 22 mm에서는 47.56% 증가하였으며, aluminum 7.3 mm는 37.06% 증가하였다. AAPM 팬텀 영상 검사에서 물의 CT number의 변화는 non shield –2.
- 9로 측정되었다. uniformity 측정에서 6시 방향과 3시, 9시, 12시 방향의 CT number의 차이를 측정하여 계산한 결과 non shield에서 각각 0.6HU, 0.8HU, 0.4HU, bismuth에서 각각 2.8HU, 2.4HU, 10.7HU, silicone 22 mm에서 각각 1.2HU, 1.3HU, 1.1HU, aluminum 7.3 mm에서 각각 1.1HU, 1.1HU, 0.5HU가 측정되었다.
- whole abdomen CT 촬영의 CTDIvol은 8.99 mGy로 측정되었으며, DLP값은 461.7 mGy·cm로 측정되었다.
- 이에 본 연구에서는 기존의 bismuth와 차폐능력이 비슷한 물질을 만들어 차폐능력과 화질저하를 비교 평가하였다. whole abdomen CT에서 생식선 부위에 non shield, bismuth, silicone 22 mm, aluminum 7.3 mm 차폐재로 차폐하여 생식선의 선량 감쇠효과를 측정한 결과를 보면, non shield에 비해 bismuth 차폐재의 경우 4.23 mGy가 감소되어 29.96%가 감소되었다. silicone 22 mm의 경우 1.
- 생식선 부위의 피폭 선량을 줄이기 위한 차폐재의 연구에서 silicone 22 mm, aluminum 7.3 mm의 차폐재 로서의 유용성을 확인한 결과에서 각각 13.1%, 18.27%생식선 부위의 선량이 감소되었다. 이는 bismuth에 비해 감쇠효율은 작지만 화질에 미치는 영향이 현저하게 적기 때문에 심부장기가 아닌 표재성 장기부위인 생식선을 보기위한 검사에서 적절하게 차폐재를 이용한다면 방사선 피폭을 줄이면서 최적의 영상을 얻을 수 있을 것으로 판단된다.
- 27% 감소되었다. 영상화질의 변화에서 CT number의 HU값 측정 결과를 보면 non shield에 비해 bismuth에서 33.35HU가 증가하였고, silicone 22 mm에서는 8.89 HU가 증가하였으며, aluminum 7.3 mm는 16.04HU 증가하였다. noise의 변화는 non shield에 비해 bismuth에서 44.
- 7HU가 측정되어 합격기준인 5HU 값을 벗어나 측정되었다. 위의 결과에서 생식선의 선량 감쇠효과는 bismuth가 가장 우수하고, aluminum 7.3 mm, silicone 22 mm의 순으로 나타났다. 그러나 bismuth 차폐재의 경우 표재성 장기에서 CT number의 변화가 가장 크게 나타나고 uniformity 측정에서도 부적합하게 나타났다.
- 이는 방호용구가 전량 수입에 의존하고 있고 고가이며 방호용구의 사용 시 영상화질에 미치는 영향이 크기 때문인 것으로 사료된다. 차폐재를 이용한 많은 연구에서 측정한 결과를 보면 1 mm 납을 재료로 한 차폐재의 경우 70% 생식선 피폭선량의 감쇠효과가 확인되었으나, 화질의 저하로 인해 생식선 부위의 검사에는 부적합하다는 결과가 있다.[8] 또한 현재 많이 사용되는 bismuth의 경우 표재성 장기에서 약 15-30%정도의 피폭 감쇠효과가 있다는 연구결과가 있다.
후속연구
- 그러나 bismuth 차폐재의 경우 표재성 장기에서 CT number의 변화가 가장 크게 나타나고 uniformity 측정에서도 부적합하게 나타났다. 그러므로 표재성 장기나 생식선 부위의 차폐재는 화질 변화를 최소화하고 피폭을 줄일 수 있는 aluminum 7.3 mm, silicone 22 mm가 효과적이며 이에 대한 적절한 두께에 대한 연구가 필요할 것으로 판단된다. 본 연구의 제한점은 차폐재의 제작에서 70 kVp를 사용하여 차폐재의 감쇠 선량을 측정하였고 CT장비는 120 kVp를 사용한 결과로 인해 선감약계수의 차이로 감쇠효율에 차이가 발생한 것으로 판단되며 향후 차폐재의 제작에서 이에 대한 연구가 필요하리라 생각된다.
- 3 mm, silicone 22 mm가 효과적이며 이에 대한 적절한 두께에 대한 연구가 필요할 것으로 판단된다. 본 연구의 제한점은 차폐재의 제작에서 70 kVp를 사용하여 차폐재의 감쇠 선량을 측정하였고 CT장비는 120 kVp를 사용한 결과로 인해 선감약계수의 차이로 감쇠효율에 차이가 발생한 것으로 판단되며 향후 차폐재의 제작에서 이에 대한 연구가 필요하리라 생각된다.
- 27%생식선 부위의 선량이 감소되었다. 이는 bismuth에 비해 감쇠효율은 작지만 화질에 미치는 영향이 현저하게 적기 때문에 심부장기가 아닌 표재성 장기부위인 생식선을 보기위한 검사에서 적절하게 차폐재를 이용한다면 방사선 피폭을 줄이면서 최적의 영상을 얻을 수 있을 것으로 판단된다.
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