본 연구의 목적은 핵의학검사를 하는 수검자(환자)의 유효선량(mSv)을 손쉽게 산출할 수 있는 전용 프로그램을 제작 보급하여 핵의학검사의 피폭선량 연구와 선량정보 공개를 위해 조력하고자 한다. 프로그램은 ICRP 80, 106 Report와 추록4에 수록되어 있는 방사성의약품의 방사능당 유효선량(mSv/MBq)을 Database로 만든 다음 5가지(Area, Clark, Solomon(Fried), Webster, Young) 소아주입량 산출법과 7가지 체표면적 산출법이 적용되도록 Microsoft의 Visual Basic(In Excel)으로 제작하였다. 프로그램은 수검자의 연령, 방사성핵종, 표지화합물, 그리고 인체주입량을 입력하면 유효선량(mSv)이 산출된다. 소아의 경우 연령 입력 시 소아산출법이 활성화 되며 적용할 소아산출법을 선택하면 된다. 그리고 소아산출법 중 Area법을 선택하는 경우 체표면적산출법을 고르는 선택창이 활성화 된다. 그런 다음 성인의 주입량을 입력하면 소아의 주입량과 유효선량(mSv)이 자동으로 산출된다. 본 연구에서 제작한 핵의학검사의 환자 유효선량 계산 프로그램은 실제 계측선량이 아니지만 핵의학 검사 시 받게 되는 인체의 내부피폭선량을 가장 근접하게 산출할 수 있는 도구로서 의미가 있다. 향후 프로그램의 활용도를 높이기 위해 모바일기기에서 사용할 수 있는 애플리케이션으로 제작하여 일반인도 쉽게 접근할 수 있도록 할 것이다.
본 연구의 목적은 핵의학검사를 하는 수검자(환자)의 유효선량(mSv)을 손쉽게 산출할 수 있는 전용 프로그램을 제작 보급하여 핵의학검사의 피폭선량 연구와 선량정보 공개를 위해 조력하고자 한다. 프로그램은 ICRP 80, 106 Report와 추록4에 수록되어 있는 방사성의약품의 방사능당 유효선량(mSv/MBq)을 Database로 만든 다음 5가지(Area, Clark, Solomon(Fried), Webster, Young) 소아주입량 산출법과 7가지 체표면적 산출법이 적용되도록 Microsoft의 Visual Basic(In Excel)으로 제작하였다. 프로그램은 수검자의 연령, 방사성핵종, 표지화합물, 그리고 인체주입량을 입력하면 유효선량(mSv)이 산출된다. 소아의 경우 연령 입력 시 소아산출법이 활성화 되며 적용할 소아산출법을 선택하면 된다. 그리고 소아산출법 중 Area법을 선택하는 경우 체표면적산출법을 고르는 선택창이 활성화 된다. 그런 다음 성인의 주입량을 입력하면 소아의 주입량과 유효선량(mSv)이 자동으로 산출된다. 본 연구에서 제작한 핵의학검사의 환자 유효선량 계산 프로그램은 실제 계측선량이 아니지만 핵의학 검사 시 받게 되는 인체의 내부피폭선량을 가장 근접하게 산출할 수 있는 도구로서 의미가 있다. 향후 프로그램의 활용도를 높이기 위해 모바일기기에서 사용할 수 있는 애플리케이션으로 제작하여 일반인도 쉽게 접근할 수 있도록 할 것이다.
The aim of this study was to develop and distribute a dedicated program that can easily calculate the effective dose of a patient undergoing nuclear medicine examinations, and assist in the study of dose of nuclear medicine examinations and information disclosure. The program produced a database of ...
The aim of this study was to develop and distribute a dedicated program that can easily calculate the effective dose of a patient undergoing nuclear medicine examinations, and assist in the study of dose of nuclear medicine examinations and information disclosure. The program produced a database of the effective dose per unit activity administered (mSv/MBq) of the radiopharmaceuticals listed in ICRP 80, 106 Report and the fourth addendum, was designed through Microsoft Visual Basic (In Excel) to take the effect of 5 different (Area, Clark, Solomon(=Fried), Webster, Young) of pediatric dose calculation methods and 7 different body surface area calculation methods. The program calculates the effective dose (mSv) when the age, radionuclide, substance, and amount injected in the human body is inputted. In pediatric cases, when the age is entered, the pediatric method is activated and the pediatric method to be applied can be selected. When the BSA (Body Surface Area) formula is selected in the pediatric calculation method, a selection window for selecting the body surface area calculation method is activated. When the adult dose is input, the infant dose and the effective dose (mSv) are calculated automatically. The patient effective dose calculation program of the nuclear medicine examinations produced in this study is meaningful as a tool for calculating the internal exposure dose of the human body that is most likely to be obtained in nuclear medicine examinations, even though it is not the actual measurement dose. In the future, to increase the utilization of the program, it will be produced as an application that can be used in mobile devices, so that the public can access it easily.
The aim of this study was to develop and distribute a dedicated program that can easily calculate the effective dose of a patient undergoing nuclear medicine examinations, and assist in the study of dose of nuclear medicine examinations and information disclosure. The program produced a database of the effective dose per unit activity administered (mSv/MBq) of the radiopharmaceuticals listed in ICRP 80, 106 Report and the fourth addendum, was designed through Microsoft Visual Basic (In Excel) to take the effect of 5 different (Area, Clark, Solomon(=Fried), Webster, Young) of pediatric dose calculation methods and 7 different body surface area calculation methods. The program calculates the effective dose (mSv) when the age, radionuclide, substance, and amount injected in the human body is inputted. In pediatric cases, when the age is entered, the pediatric method is activated and the pediatric method to be applied can be selected. When the BSA (Body Surface Area) formula is selected in the pediatric calculation method, a selection window for selecting the body surface area calculation method is activated. When the adult dose is input, the infant dose and the effective dose (mSv) are calculated automatically. The patient effective dose calculation program of the nuclear medicine examinations produced in this study is meaningful as a tool for calculating the internal exposure dose of the human body that is most likely to be obtained in nuclear medicine examinations, even though it is not the actual measurement dose. In the future, to increase the utilization of the program, it will be produced as an application that can be used in mobile devices, so that the public can access it easily.
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문제 정의
그래서 본 연구는 이러한 국민적 관심에 발맞춰 핵의학검사의 검사별 유효선량을 쉽게 산출할 수 있는 전용 프로그램을 제작⦁보급하여 핵의학검사의 유효선량 연구와 환자선량 정보를 공유할 수 있도록 조력하고자 한다.
대부분의 진단 방사선검사에 대한 권고 선량과 추정 유효선량은 산술적 제시를 통하여 임상에 많이 공개되어 있어 의료인뿐만 아니라 일반인도 그 정보를 쉽게 알 수 있지만 핵의학검사에 대한 피폭선량은 임상에 공개되어 있는 자료가 부족하여 환자나 일반인들이 그 정보를 쉽게 접하기 어렵다. 본 연구에서는 이러한 정보부재를 해소하기 위한 조력으로 핵의학검사의 환자 유효선량 계산프로그램을 제작하였다.
방사성의약품의 주입으로 인한 인체 내부피폭 평가는 주로 MIRD(Medical Internal Radiation Dose)체계를 이용한다[4-6]. 이는 1960년대에 처음 표준화된 방법으로 진단과정에서 표적장기의 평균 선량을 평가할 목적으로 개발되었다. 이 방법은 선원장기(Source Organ) 및 표적장기(Target Organ)를 확인하여 각각의 경우에 선원장기에서 표적장기에 전달되는 특정방사선에 의한 흡수선량을 선원장기내의 집적방사능량과 평형흡수선량계수, 표적장기의 무게, 흡수분획(Absorbed Fraction)의 함수로 표현한 것이다[7].
제안 방법
본 연구에서는 방사성핵종별 각기 다른 표지화합물과 검사방법에 따라 수록된 39개 방사능당 유효선량 중 이후 발간된 4번째 추록에서 재계산된 99mTc-Tetrofosmin at Resting을 제외한 총 38개의 방사능당 유효선량을 적용하였다. 그리고 4번째 추록(A Fourth Addendum)에서 새롭게 추가된 4가지(18F-FET; 18F-FLT; 18F-Choline; 11C-Raclopride) 방사성의약품과 재계산된 2가지( 18F-Fluoride, 99mTc-Tetrofosmin at Resting) 방사성의약품의 방사능당 유효선량도 추가로 적용하였다[25].
핵의학검사 유효선량 계산 프로그램은 Microsoft의 Visual Basic(In Excel)을 이용하여 제작하였다. 먼저 ICRP에서 수집한 방사성핵종과 표지화합물의 연령구간별 방사능당 유효선량을 Excel의 Sheet에 입력하여 Database로 만들고 연령(Age), 소아주입량 산출 공식(Pediatric Dose Formula), 방사성핵종(Radionuclide), 표지화합물(Substance), 체표면적(BSA) 산출 공식을 인식하여 성인주입량을 입력하면 자동으로 소아주입량과 유효선량이 계산되도록 Visual Basic 언어를 코딩 하였다. 이때 방사능당 유효선량 Database의 방사성핵종(Radionuclide)과 표지화합물(Substance)은 유효선량 계산프로그램에서 선량값을 가져오는 주소 역할을 하게 된다(Fig 4.
ICRP 80 Report는 방사성의약품에 의한 환자선량을 처음 수록한 ICRP 53 Report의 두 번째 추록으로 그간 사용빈도가 높은 19개의 방사성의약품의 환자선량을 재계산하여 제시하였고, 새로운 방사성의약품 9개의 환자선량을 추가로 수록하였다[9]. 본 연구에서는 ICRP 80 Report의 방사성핵종별 각기 다른 표지화합물과 검사방법에 따라 수록된 52개의 방사능당 유효선량 중 이후 Report에 재계산하여 수록한 6가지(1. ICRP 106 : 15O-water, 18F-FDG, 201Tl-Ion, 99mTc-Tetrofosmin Exercise, 111In-Octreotide 2. 4번째 추록 : 99mTc-Tetrofosmin at Resting)를 제외하고 총 46개의 방사능당 유효선량을 적용하였다.
ICRP 106 Report는 ICRP 53 Report의 세 번째 추록으로 그동안 변경된 새로운 조직과 방사선 가중인자, 핵종 붕괴 데이터 등 새로운 생체역동학적 모델을 적용한 방사성의약품의 피폭선량을 수록하였다[10]. 본 연구에서는 방사성핵종별 각기 다른 표지화합물과 검사방법에 따라 수록된 39개 방사능당 유효선량 중 이후 발간된 4번째 추록에서 재계산된 99mTc-Tetrofosmin at Resting을 제외한 총 38개의 방사능당 유효선량을 적용하였다. 그리고 4번째 추록(A Fourth Addendum)에서 새롭게 추가된 4가지(18F-FET; 18F-FLT; 18F-Choline; 11C-Raclopride) 방사성의약품과 재계산된 2가지(
프로그램 제작에 있어 가장 중요한 것은 방사능당 유효선량의 Database 변환 작업이다. 이는 유효선량 산출에 있어 가장 기본이 되는 값으로 본 연구에서는 ICRP 80 Report 부터 ICRP 106 Report, 4번째 추록(A Fourth Addendum)까지 새로 갱신되거나 추가되는 방사성핵종과 표지화합물을 고려하여 Database화 하였다. 방사능당 유효선량의 Database는 초기 선량 자료인 ICRP 53 Report부터 적용해야 하지만 자료의 부재로 실현하지 못했다.
프로그램 제작 시 사용자의 혼동을 고려하여 ICRP 53 Report에만 수록되어 있는 방사선핵종과 표지화합물을 선택 할 경우 사용자가 인지 할 수 있도록 ‘상기 방사성의약품은 성인선량 적용’이라는 주의문구가 나오도록 제작하였다.
핵의학검사의 방사성의약품 소아주입량 산출방법은 대한핵의학회의 ‘핵의학검사 통계 현황 조사’와 선행연구의 문헌고찰을 통해 수집하여 적용하였다.
핵의학검사의 유효선량 계산 프로그램은 핵의학검사에 사용하는 방사성의약품(방사성핵종과 표지화합물)의 방사능당 유효선량(mSv/MBq)과 소아주입량 산출방법 등을 수집⦁정리한 후 프로그램에 적용하여 제작하였다.
대상 데이터
ICRP Report에 수록된 방사성의약품의 방사능당 유효선량은 성인(Adult)과 소아의 연령구간(15 years, 10 years, 5 years, 1 years)으로 구분하여 수록되어 있으나, 3H-Neutral Fat Free Fatty Acids, 14C-Neutral Fat Free Fatty Acids, 14C-Urea-Nomal Patient-IV or Oral, 14C-Urea-Helicobacter Patient-Oral은 성인의 선량만 수록되어 있고, 99mTc-Colloids Small Intratumoral Inject 6hr Removal과 Colloids Small Intratumoral Inject 18h Removal은 성인과 15세 소아의 선량만 수록되어 있어 본 프로그램에 그대로 반영하였다(Fig 1).
그리고 ICRP 80 Report 부록에 ICRP 53 Report에 수록한 214개 방사성의약품의 성인선량이 수록되어 있어 이후 Report에서 재계산된 30개를 제외하고 184개를 추가로 적용하였다. 최종적으로 본 연구의 핵의학검사 유효선량 계산 프로그램에는 방사성핵종별 각기 다른 표지화합물과 검사방법으로 구분한 총 274개를 적용하였다(Table 1).
그리고 ICRP 80 Report 부록에 ICRP 53 Report에 수록한 214개 방사성의약품의 성인선량이 수록되어 있어 이후 Report에서 재계산된 30개를 제외하고 184개를 추가로 적용하였다. 최종적으로 본 연구의 핵의학검사 유효선량 계산 프로그램에는 방사성핵종별 각기 다른 표지화합물과 검사방법으로 구분한 총 274개를 적용하였다(Table 1).
핵의학검사에 사용하는 방사성의약품(방사성핵종과표지화합물)의 방사능당 유효선량(mSv/MBq)은 ICRP 80, 103 Report, 4번째 추록(A Fourth Addendum)에 수록된 내용을 수집하여 적용하였다.
데이터처리
핵의학검사 유효선량 계산 프로그램은 Microsoft의 Visual Basic(In Excel)을 이용하여 제작하였다. 먼저 ICRP에서 수집한 방사성핵종과 표지화합물의 연령구간별 방사능당 유효선량을 Excel의 Sheet에 입력하여 Database로 만들고 연령(Age), 소아주입량 산출 공식(Pediatric Dose Formula), 방사성핵종(Radionuclide), 표지화합물(Substance), 체표면적(BSA) 산출 공식을 인식하여 성인주입량을 입력하면 자동으로 소아주입량과 유효선량이 계산되도록 Visual Basic 언어를 코딩 하였다.
이론/모형
앞서 나열한 소아주입량 산출방식 중 대한핵의학회의 ‘핵의학검사 통계 현황 조사’에서 선택하는 Card, Chart, Guidelines(Fig 3)등은 한정된 방사성 핵종의 소아 몸무게를 산정하여 주입량만을 산출하는 것으로 본 연구에서 제작하려는 유효선량계산 프로그램과는 관련이 없어 제외하였고 ICRP Report에서 추출한 방사성의약품의 성인과 소아의 연령구간(15 years, 10 years, 5 years, 1 years)별 방사능당 유효선량을 적용 할 수 있는 Area법, Clark법, Solomon(Fried)법, Webster법, Young법 총 5가지를 본 프로그램에 적용하였다[26-28](Table 2). 그리고 Area법의 체표면적(BSA) 산출은 DuBois and DuBois, Boyd, Gehan and George, Fujimoto 방법 등 총 7가지 산출방식을 적용하였다[29](Table 3).
방사성의약품의 주입으로 인한 인체 내부피폭 평가는 주로 MIRD(Medical Internal Radiation Dose)체계를 이용한다[4-6]. 이는 1960년대에 처음 표준화된 방법으로 진단과정에서 표적장기의 평균 선량을 평가할 목적으로 개발되었다.
앞서 나열한 소아주입량 산출방식 중 대한핵의학회의 ‘핵의학검사 통계 현황 조사’에서 선택하는 Card, Chart, Guidelines(Fig 3)등은 한정된 방사성 핵종의 소아 몸무게를 산정하여 주입량만을 산출하는 것으로 본 연구에서 제작하려는 유효선량계산 프로그램과는 관련이 없어 제외하였고 ICRP Report에서 추출한 방사성의약품의 성인과 소아의 연령구간(15 years, 10 years, 5 years, 1 years)별 방사능당 유효선량을 적용 할 수 있는 Area법, Clark법, Solomon(Fried)법, Webster법, Young법 총 5가지를 본 프로그램에 적용하였다[26-28](Table 2).
성능/효과
이러한 내부피폭은 투여된 방사성의약품의 종류, 인체 조직가중계수, 방사성가중계수, 생체역동학적기전 등 여러 가지 요소들을 고려하여 산출할 수 있지만 이 요소들을 일일이 조합하여 계산하기가 어렵고 불편하다. 본 연구에서 개발한 핵의학검사 유효선량 계산프로그램은 이러한 부분을 해소하였기 때문에 그 유용성은 우수하다고 할 수 있으며 본 연구에서 목적으로 제시한 핵의학검사 피폭선량 연구와 선량정보 공개를 위한 조력의 역할도 충분하다고 사료된다.
하지만 건강보험심사평가원의 ‘건강보험요양급여비용’의 수가코드를 조회하여 실제 임상에서 시행하는 핵의학검사와 사용하는 방사성의약품을 확인한 결과 본 프로그램에서 소아 유효선량이 적용되지 않았던 방사성의 약품과 표지화합물의 대부분이 포함되어 있지 않다는 것을 확인 하였다.
후속연구
하지만 핵의학검사 장비에는 아직 이러한 기능이 없기 때문에 기술의 진보로 이러한 기능이 추가된다면 검사 시 받게 되는 인체의 피폭선량을 산출하는데 도움이 될 것이다. 이러한 내용을 고려한다면 본 연구에서 제작한 핵의학검사 유효선량 계산프로그램은 그 유용성이 우수할 것으로 사료된다. 물론 본 프로그램을 사용하여 산출한 유효선량은 실제 계측한 선량은 아니지만 실제 측정이 어려운 내부피폭을 가장 근접한 값으로 산출하는 최선의 방식이라고 할 수 있다.
X선, CT(Computed Tomography) 등과 같이 인체의 외부에서 피폭을 주는 검사의 경우 선량계를 이용하여 손쉽게 입사선량을 측정할 수 있으며, 최근 보급된 CT(Computed Tomography)나 혈관조영(Angiography)장비의 경우 장비 자체에서 검사 시 발생되는 피폭선량을 기록하기 때문에 인체가 받는 유효선량을 예측하기 어렵지 않다. 하지만 핵의학검사 장비에는 아직 이러한 기능이 없기 때문에 기술의 진보로 이러한 기능이 추가된다면 검사 시 받게 되는 인체의 피폭선량을 산출하는데 도움이 될 것이다. 이러한 내용을 고려한다면 본 연구에서 제작한 핵의학검사 유효선량 계산프로그램은 그 유용성이 우수할 것으로 사료된다.
향후 연구에서는 ICRP 53 Report의 방사성의약품과 표지화합물의 소아 방사능당 유효선량도 적용하여 보다 활용도를 높이고 모바일기기에서도 사용할 수 있도록 애플리케이션으로 제작할 계획이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
핵의학검사로 인한 환자의 내부피폭선량 산출이 어려운 이유는 무엇인가?
핵의학검사로 인한 환자의 내부피폭선량도 같은 방법으로 측정할 수 있지만, 현실적으로 의료기관에서 실현하기는 불가능하다. 또한, 검사 시 투여하는 방사성의약품에 따라 방사능의 세기가 다르고 반감기, 배설, 대사 등의 조건을 모두 고려해야 하므로 CT(Computed Tomography)나 X선 검사와 같은 체외피폭과 달리 선량 산출은 더욱 어렵다.
핵의학검사의 정의는?
핵의학검사는 방사성의약품(Radiopharmaceutical)을 환자의 경구 또는 정맥에 주사하여 일정시간 후 목적 장기 내 방사성의약품의 분포상태를 체외에서 검출하여 영상으로 획득하는 것으로[1] 질병의 진단과 치료를 위해 유용한 의료 정보를 제공[2]하지만 검사 시 인체는 내부피폭을 받는다.
인체의 내부피폭 측정은 어떻게 분류되는가?
인체의 내부피폭 측정은 직접측정법과 간접측정법으로 나눈다. 직접측정법은 인체에 집적된 방사성핵종(Radionuclide)을 전신계측기(Whole Body Counter)의 섬광검출기나 반도체검출기로 검출한 후 다중파고분석기(Multi-Channel Analyzer)를 이용하여 핵종을 분석하고 핵종의 생물학적 반감기, 생체 대사분율 등을 고려하여 평가하는 방식이고, 간접측정법은 체내에 축적된 방사성물질이 특정장기에 집적된 양을 직접 계산할 수 없으므로 간접적으로 인체의 요, 변, 혈액 등의 시료를 채취하여 신체 부하량을 측정하거나 생물학적 분석(Bioassay)법과 공기 중이나 수중의 방사능 농도를 측정하여 표준인의 하루 흡입하는 공기의 양 등을 기준으로 내부 피폭량을 계산하는 방식이다[3].
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