[논문]진단용 엑스선 발생장치에서 부가 여과판에 따른 선량과 화질 비교

이현경; 고유림; 박영경; 한동균

doi:10.7742/jksr.2017.11.6.459

진단용 엑스선 발생장치에서 부가 여과판에 따른 선량과 화질 비교
Comparison of Dose and Quality of Copper and Nickel Additional Filter Plate in Diagnostic X-ray Generator 원문보기

한국방사선학회 논문지 = Journal of the Korean Society of Radiology, v.11 no.6, 2017년, pp.459 - 466

이현경 (을지대학교 방사선학과) , 고유림 (을지대학교 방사선학과) , 박영경 (을지대학교 방사선학과) , 한동균 (을지대학교 방사선학과)

초록
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본 연구는 부가 여과판의 재질로 구리와 니켈을 선정하여 각 물질에 따라 선량과 화질의 차이를 비교 평가하였다. 먼저, 선량에 대한 실험은 흡수선량 측정으로 란도 팬텀을 이용하여 구리 및 니켈의 부가 여과판을 None, 0.1 mm, 0.2 mm, 0.3 mm로 변화시켜 설치하고 120 kVp, 6.3 mAs의 조건으로 조사하였다. 두 번째로, 관전압 변화와 노출지수 변화에 따라 부가 여과판 두께별로 얻은 영상을 Image J 프로그램을 이용하여 SNR과 CNR값을 구하여 영상을 평가 하였다. 흡수선량 측정은 니켈이 구리보다 높게 나왔으며, 두께가 증가할수록 흡수선량은 감소하였다(p<0.05). 관전압이 증가와 노출지수 변화에 대해서도 두 영상에서 유의한 차이를 보이지 않았다(p>0.05). 결론적으로 본 연구는 부가 여과판에서 니켈은 기존의 구리에 비해 피폭선량을 감소하면서도 현재의 영상의 질을 유지할 수 있는 물질임을 알 수 있다.

Abstract ▼ AI-Helper

The purpose of this study was to evaluate the difference of dose and image quality according to the material of the additional filter plate by selecting copper and nickel. First, the absorbed dose was measured using a Rando phantom setting the additional filter plates of copper and nickel None, 0.1 mm, 0.2 mm, and 0.3 mm under 120 kVp, and 6.3 mAs. Second, We acquired image according to filter thickness of copper and nickel. by changing the tube voltage of 90 kVp, 100 kVp, 110 kVp, 120 kVp and exposure indexes of 400, 800 and 1600. Third, we obtained the SNR and CNR values using the Image J program and evaluated quantitatively and then evaluated image quality. As a result, Absorbed dose measurements showed that nickel was higher than copper, and the absorbed dose decreased as the thickness increased(p0.05). In conclusion, this study confirms that the nickel addition plate can maintain the current image quality while reducing the exposure dose compared to copper.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

^[9] 이는 디지털 시스템의 chest PA 검사에서도 니켈이 기존의 부가 여과판 재질로 사용되어오던 구리(Cu)를 대체 할 수 있을 것으로 판단 할 수 있음을 의미한다. 따라서 본 연구에서는 디지털 시스템을 갖춘 장비에서 Chest PA 검사에서 니켈과 구리의 부가 여과판의 선량과 화질을 비교 분석해 보고자 한다.

제안 방법

따라서 본 연구에서는 검출기 효율이 우수한 DR 시스템에서는 선량 변화에 대하여 더 안정된 감도를 나타내고 최소의 선량 증가에도 영상의 유용한대조도를 형성하여 화질의 향상에 쉽게 도달할 수 있다는 결과에 기인하여 관전압 변화와 노출지수의 변화에 따른 선량감소와 화질향상에 대하여 구리와 니켈 부가 여과판을 비교 연구하였다. 먼저 구리와 니켈에 투과되는 선량을 알아보기 위해 인체모형 팬텀을 이용하여 투과되는 흡수선량의 차이는 니켈에서 흡수선량이 높게 나왔으며 필터물질이 두꺼워질수록 흡수선량은 감소하였다.

대상 데이터

본 연구에 사용된 X선 발생 장치는 Digital diagnost(Philips, Holland, Amsterdam) 장비로 R-1100-150 형식의 amorphous silicon flat panel detector pixium 4600을 사용하였다. 장비의 특성 재원은 Table 1과 같다.

데이터처리

두 번째 영상의 화질 평가(image Quality)에서는관전압 변화와 노출지수 변화에 따라 각 부가 여과 판 두께 별로 얻은 영상을 영상분석프로그램(ImageJ Ver. 1.49t, National Institues of Health, USA, NewYork)으로 Fig. 2 와 같이 0.3×0.3 ㎠의 Background ROI 1개 부위와 관심영역 4개 부위의 ROI를 설정하여 평균값과 표준편차를 구하여 SNR, CNR 값을 구하였다.

성능/효과

본 연구에서 관전압 변화와 노출지수 변화에 따른 SNR과 CNR은 관전압이 올라갈수록, 노출지수가 높아질수록 SNR과 CNR이 구리보다 니켈이 우수하였다. 니켈은 기존의 부가 여과판 물질과 비교하여 부가 여과판으로서의 대체가 가능할 것으로 보이고, 디지털엑스선장치의 장점인 자동노출제어(AEC), 노출지수(EI)를 이용하여도 구리보다 니켈이 더 적은 선량으로 향상된 화질의 영상을 얻을 수 있었다. 노출지수가 높을수록, 부가 여과판의 두께가 두꺼울수록 SNR과 CNR이 좋은 영상을 얻을 수 있었다.
이에 본 연구에서 구리, 알루미늄, 니켈 필터 중 DAP 값과 유효선량 평가에서 니켈이 가장 낮았고, 화질 평가에서 다른 필터들과 유의한 차이를 보이지 않았다. 또한 니켈이 양질의 스펙트럼을 나타낼 수 있고 고 에너지, 필터 물질이 두꺼울수록 흡수선량 값도 구리와 큰 차이를 보이지 않으며 감도 값 설정을 통하여 모든 값에서 우수한 결과를 확인하였다.
본 연구에서 관전압 변화와 노출지수 변화에 따른 SNR과 CNR은 관전압이 올라갈수록, 노출지수가 높아질수록 SNR과 CNR이 구리보다 니켈이 우수하였다. 니켈은 기존의 부가 여과판 물질과 비교하여 부가 여과판으로서의 대체가 가능할 것으로 보이고, 디지털엑스선장치의 장점인 자동노출제어(AEC), 노출지수(EI)를 이용하여도 구리보다 니켈이 더 적은 선량으로 향상된 화질의 영상을 얻을 수 있었다.

후속연구

노출지수가 높을수록, 부가 여과판의 두께가 두꺼울수록 SNR과 CNR이 좋은 영상을 얻을 수 있었다. 흉부엑스선 검사는 가장 기본적인 검사이며 가장 많이 촬영하는 검사로서, 이에 고관 전압을 사용하는 흉부엑스선검사에서 영상의 질 향상과 환자들의 피폭선량을 줄일 수 있는 검사부 위에 따른 특성화 된 니켈 부가 여과판을 부착한 장비를 제작할 수 있을 것으로 기대된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	방사선을 이용한 영상 검사의 비중도 증가하게 된 배경은 무엇인가?	의료 방사선은 피폭이라는 위험 요소가 있음에도 불구하고 사용으로 인한 이익이 더 크기 때문에 현대 의학에서 필수적인 진단 기법으로 통용되고 있다. 최근 의료의 패러다임이 치료 중심에서 예방 중심으로 변화되면서 건강검진이 양성화 되고, 이에 따라 방사선을 이용한 영상 검사의 비중도 증가하게 되었다. 식품의약품안전처 발표 자료에 따르면 국내의 진단 목적 의료방사선의 건수는 2007년 1억 6천만 건에서 연평균 35%의 가파른 증가세에 놓여 있으며 이 중 X선을 이용한 일반촬영 비중이 78%를 차지할 정도로 일반촬영 검사는 매우 빈도가 높은 검사임을 알 수 있다.
	국내의 진단 목적 의료방사선의 건수의 연평균 증가 폭과 X선 검사의 비중은 몇 퍼센트인가?	최근 의료의 패러다임이 치료 중심에서 예방 중심으로 변화되면서 건강검진이 양성화 되고, 이에 따라 방사선을 이용한 영상 검사의 비중도 증가하게 되었다. 식품의약품안전처 발표 자료에 따르면 국내의 진단 목적 의료방사선의 건수는 2007년 1억 6천만 건에서 연평균 35%의 가파른 증가세에 놓여 있으며 이 중 X선을 이용한 일반촬영 비중이 78%를 차지할 정도로 일반촬영 검사는 매우 빈도가 높은 검사임을 알 수 있다.[1,2] 일반촬영은 과거 필름 증감지 시스템(Film screen system)인 아날로그 장치에서 현재 디지털 시스템(Digital system)인 디지털 장치로 변화 하면서 적은 선량으로 양질의 화질을 얻을 수 있게 되었고 이는 DR system의 우수한 양자효율과 넓은 관용도 등의 특성 때문으로 알려져 있다.
	방사선을 이용한 검진이 아날로그 시스템에서 디지털 시스템으로 전환 되었다 하더라도 여전히 방사선 피폭에 대해 주의가 필요한 이유는 무엇인가?	[1,2] 일반촬영은 과거 필름 증감지 시스템(Film screen system)인 아날로그 장치에서 현재 디지털 시스템(Digital system)인 디지털 장치로 변화 하면서 적은 선량으로 양질의 화질을 얻을 수 있게 되었고 이는 DR system의 우수한 양자효율과 넓은 관용도 등의 특성 때문으로 알려져 있다.[3,4]하지만 방사선 피폭량에 대한 연구를 살펴보면 디지털시스템이 아날로그 시스템에 비해 피폭량이 많을 수도 있고, 적을 수도 있다는 보고들이 있으며 또한 방사선검사 시 엑스선 노출을 감소시킬수록 영상이 선명하지 않고 잡음이 증가하기 때문에 방사선사와 영상의학과 의사들은 상대적으로 과다노출을 선호한다는 보고도 있다.[5][6] 따라서 디지털 시스템으로 전환 되었다 하더라도 여전히 방사선 피폭에 대해 주의가 필요하고 피폭선량의 경감을 위한 노력이 필요하다.

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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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