[논문]DR(Digital Radiography)에서 PCXMC 2.0을 이용한 Kerma와 다목적 선량계, 유리선량계의 선량비교를 통한 흡수선량 평가 시 유리선량계의 유용성에 관한 연구

황준호; 이경배

doi:10.5392/jkca.2017.17.09.292

DR(Digital Radiography)에서 PCXMC 2.0을 이용한 Kerma와 다목적 선량계, 유리선량계의 선량비교를 통한 흡수선량 평가 시 유리선량계의 유용성에 관한 연구
A Study on the Usefulness of Glass Dosimeter in the Evaluation of Absorbed Dose by Comparing the Doses of Multi-purpose Dosimeter and Glass Dosimeter Using Kerma with PCXMC 2.0 in DR(Digital Radiography) 원문보기

한국콘텐츠학회논문지 = The Journal of the Korea Contents Association, v.17 no.9, 2017년, pp.292 - 299

황준호 (경희대학교병원 영상의학과) , 이경배 (경희대학교병원 영상의학과)

초록
AI-Helper

방사선 방호는 결정적 영향을 방지하고 확률적 영향을 최소화하는데 목적이 있다. 결정적 영향과 확률적 영향을 과대평가하면 미래에 일어날 위험성에 대해 잘못된 평가를 내릴 수 있기 때문에 이들의 기본량인 흡수선량의 정확한 평가가 특히 중요하다. 본 연구는 몬테카를로 시뮬레이션을 기반으로 한 PCXMC 2.0을 이용하여 Kerma를 측정하고, 다목적 선량계 및 유리선량계를 이용하여 나타난 선량을 비교하여 정확한 흡수선량을 평가하는 것에 목적을 두었다. 실험은 부위를 두개부, 복부, 골반부로 정하였고 Kerma는 몬테카를로 시뮬레이션을 기반으로 한 PCXMC 2.0로 측정하였다. 흡수선량은 다목적 선량계와 유리선량계로 측정하였다. 그 결과 PCXMC 2.0, 다목적 선량계, 유리선량계에서 두개부, 복부, 골반부 모두 PCXMC 2.0, 다목적 선량계, 유리선량계 순으로 선량 차이가 크게 났으며, 다목적 선량계는 Kerma에 더 가까운 값을 나타냈다. 결과적으로 실제 흡수선량 측정은 유리선량계가 가장 유리하다는 것을 알 수 있었다.

Abstract ▼ AI-Helper

Radiation protection aims to prevent a deterministic effect and minimize a stochastic effect. Overestimating a deterministic effect and a stochastic effect can result in an inaccurate assessment of the risks that will occur in the future, and thus accurate evaluation of the absorbed dose of these fundamental amounts is especially important. This study was intended to measure Kerma using PCXMC 2.0 based on Monte Carlo simulations and to assess the exact absorbed dose by comparing doses produced using multipurpose dosimeter and glass dosimeter. It has been decided to conduct experiments for skull, abdomen and pelvis, and Kerma measured PCXMC 2.0 based on Monte Carlo simulations. The absorbed dose was measured using muli purpose dosimeter and glass dosimeter. The results for the experiments conducted in skull, abdomen, pelvis show that the difference in dose appears great in the order of PCXMC 2.0, muli purpose dosimeter, and the glass dosimeter, and muli purpose dosimeter showed a value closer to that of Kerma. As a result, it has been found that the glass dosimeter was the most advantageous in measuring the actual absorbed dose.

주제어

표/그림 (12)

그림 그림 1. 인체등가물질로 구성된 Rando Phantom
그림 그림 2. PCXMC 2.0과 SRS- 78 프로그램
그림 그림 3. 다목적 선량계인 Unfors Xi meter와 유리선량계
표 표 1. PCXMC 2.0에 입력되는 방사선 측면의 변수
표 표 2. PCXMC 2.0에 입력되는 장비 측면의 변수
그림 그림 4. 두개부, 복부, 골반부의 다목적 선량계 전면 및 후면 부착
그림 그림 5. 두개부, 복부, 골반부의 유리선량계 전면 및 후면 부착
표 표 3. 실험방법 및 촬영조건
표 표 4. PCXMC 2.0를 통한 선량측정 결과
표 표 5. 다목적 선량계를 통한 선량측정 결과
표 표 6. 유리선량계를 통한 선량측정 결과
표 표 7. PCXMC 2.0, 다목적 선량계, 유리선량계의 두개부, 복부, 골반부의 선량비교 결과

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

따라서 본 연구에서는 몬테카를로 시뮬레이션을 기반으로 한 PCXMC 2.0을 이용하여 측정된 Kerma 값과 다목적 선량계 및 유리선량계를 이용하여 나타난 선량을 비교평가해보고 장기흡수선량 평가 시 유리선량계의 유용성을 알아보고자 한다.
따라서 적절한 방사선방호와 방사선에 의한 위험성을 제대로 평가하기 위해서는 정확한 흡수선량을 측정하는 것이 중요하다고 할 수 있다. 본 연구에서는 방사선으로 인한 위험도를 정확하게 예측하기 위해서는 흡수선량 또한 과대평가해선 안된다는 점에 착안해 연구를 진행하였다.

제안 방법

선량은 부위 별로 30번 촬영한 영상의 평균으로 구하였다. 2.2의 실험방법과 동일하게 두개부는 3번, 복부는 23번, 골반부는 31번에 유리선량계를 전면과 후면에 부착하여 얻은 평균값의 차이로 장기흡수선량을 구하였다[그림 5].
PCXMC 2.0, 다목적 선량계, 유리선량계로 얻은 두개부, 복부, 골반부의 선량의 비교를 통해서 부위별, 선량계별로 측정한 Kerma와 장기흡수선량의 차이를 분석하였다.
0, 다목적 선량계, 유리선량계로 선량을 측정한 결과는 모두 차이를 보였다. PCXMC 2.0은 air Kerma모드로 Kerma를 측정하였고 다목적 선량계와 유리선량계는 부위 별 30번의 평균으로 흡수선량을 측정하였다. 두개부는 73 kVp, 25 mAs에서 PCXMC 2.
선량은 부위 별로 30번 촬영한 영상의 평균으로 구하였다. Wall 검출기에서 팬텀을 두개부, 복부, 골반부 모두 전후방향으로 위치시켰으며 노출은 광자 수가 선량에 미치는 영향을 최소화하기 위하여 수동노출을 사용하였으며, 두개부 선량은 팬텀 3번 전면에 부착하여 얻은 평균과 동일한 위치의 후면에 선량계를 부착하여 얻은 평균의 차이를 통해 얻어내었다. 촬영조건은 25 mAs로 고정하고 관전압을 73 kVp와 80 kVp로 변화시켜 실험하였다.
0에 입력되어야 하는 변수는 방사선 측면에서 촬영조건, 최대에너지, 광자 수, SID(Source Image Distance), Field Size이다. 그리고 두 가지의 조건으로 변수를 결정하여 선량을 측정하였다[표 1].
그리고 총 여과 사용 시 각 부위 별 X선의 평균에너지는 SRS–78 프로그램을 이용하여 측정하였다. 그후 다목적 선량계를 통해 얻은 입사표면선량을 입력하여 Kerma를 평가하였다[표 2].
조사된 유리선량계는 전처리가열 70°C에서 1시간을 유지한 후 측정하였으며 남아있는 잔존선량을 감산하여 선량을 평가하였다.
Wall 검출기에서 팬텀을 두개부, 복부, 골반부 모두 전후방향으로 위치시켰으며 노출은 광자 수가 선량에 미치는 영향을 최소화하기 위하여 수동노출을 사용하였으며, 두개부 선량은 팬텀 3번 전면에 부착하여 얻은 평균과 동일한 위치의 후면에 선량계를 부착하여 얻은 평균의 차이를 통해 얻어내었다. 촬영조건은 25 mAs로 고정하고 관전압을 73 kVp와 80 kVp로 변화시켜 실험하였다. Field Size는 31 × 31 cm로 SID는 100 cm이다.
골반부의 선량은 31번 전면에 부착하여 얻은 평균과 동일한 위치의 후면에 선량계를 부착하여 얻은 평균의 차이를 통해 얻어내었다. 촬영조건은 25 mAs로 고정하고 관전압을 75 kVp와 80 kVp로 변화시켜 실험하였다. Field size는 42 × 42 cm이고 SID는 100 cm이다.

대상 데이터

선량 값을 비교평가하기 위해 다목적 선량계(Unfors, Sweden)를 사용하였고 유리선량계(AGC Techno Glass Co, Japan)는 SC-1 모델로 크기는 가로 40 mm × 세로 30 mm × 폭 9 mm의 사각형 모형의 것을 사용하였다[그림 3].
실험은 2017년 5월 1일부터 31일까지 A병원의 Siemens 사의 Fluorospot Compact Manual로 모델명 YSIO-2D의 방사선 발생장치를 이용하였다.
선량 값을 비교평가하기 위해 다목적 선량계(Unfors, Sweden)를 사용하였고 유리선량계(AGC Techno Glass Co, Japan)는 SC-1 모델로 크기는 가로 40 mm × 세로 30 mm × 폭 9 mm의 사각형 모형의 것을 사용하였다[그림 3]. 유리선량계의 판독은 FGD-202(AGC Techno Glass Co, Japan)을 사용하였다.
실험은 2017년 5월 1일부터 31일까지 A병원의 Siemens 사의 Fluorospot Compact Manual로 모델명 YSIO-2D의 방사선 발생장치를 이용하였다. 팬텀은 인체등가물질로 구성된 Rando Phantom(alderson research laboratories, USA)을 사용하였다[그림 1].

데이터처리

그리고 총 여과 사용 시 각 부위 별 X선의 평균에너지는 SRS–78 프로그램을 이용하여 측정하였다.
0 Program을 이용하여 측정하였다. 또한 Kerma 측정 시 필요한 X선 평균 에너지 및 광자 수의 정보를 알기 위한 스펙트럼 분석에는 SRS-78 프로그램을 사용하였다[그림 2].
선량은 부위 별로 30번 촬영한 영상의 평균으로 구하였다. Wall 검출기에서 팬텀을 두개부, 복부, 골반부 모두 전후방향으로 위치시켰으며 노출은 광자 수가 선량에 미치는 영향을 최소화하기 위하여 수동노출을 사용하였으며, 두개부 선량은 팬텀 3번 전면에 부착하여 얻은 평균과 동일한 위치의 후면에 선량계를 부착하여 얻은 평균의 차이를 통해 얻어내었다.

성능/효과

PCXMC 2.0, 다목적 선량계, 유리선량계로 선량을 측정한 결과는 모두 차이를 보였다. PCXMC 2.
PCXMC 2.0, 다목적 선량계, 유리선량계를 통해 각각의 선량을 비교했을 때 값은 조건별, 부위별로 차이를 보였으며 다목적 선량계가 유리선량계보다 PCXMC 2.0을 통해 측정한 Kerma 값에 가까운 선량을 나타낸다는 점을 알 수 있었다. 이는 다목적 선량계를 통해 선량을 평가하는 경우 실제 흡수되는 선량보다 더 높은 값을 흡수선량으로 측정한다는 의미이다.
PCXMC 2.0을 이용하여 두개부, 복부, 골반부의 선량을 평가한 결과 두개부 선량은 73 kVp, 25 mAs일 때 0.674 mGy, 80 kVp, 25 mAs일 때 0.856 mGy로 나타났고 복부 선량의 합은 73 kVp, 25 mAs일 때 0.685 mGy, 80 kVp, 25 mAs일 때 0.811 mGy 였으며 골반부 선량의 합은 75 kVp, 25 mAs일 때 0.399 mGy, 80 kVp, 25 mAs일 때 0.546 mGy로 나타났다[표 4].
이를 통해 인체의 등가선량과 유효선량을 평가하는 경우 방사선의 위험성 또한 과대평가하게 된다는 것이다. 그리고 다목적 선량계, 유리선량계의 73 kVp와 80 kVp의 골반부의 흡수선량은 PCXMC 2.0과 비교했을 때 유리선량계는 PCXMC 2.0, 다목적 선량계의 두개부와 복부에 비해 비교적 낮은 선량값을 나타내었다. 이는 방사선 발생장치에 내장된 구리필터를 사용하여 고에너지 광자를 제거하여 나타난 결과로 여겨진다.
461 mGy로 나타났다. 그리고 부위 별 후면선량의 평균은 두개부 73 kVp, 25 mAs일 때 0.007 mGy, 80 kVp, 25 mAs일 때 0.01 mGy, 복부는 73 kVp, 25 mAs일 때 0.016 mGy, 80 kVp, 25 mAs일 때 0.1 mGy, 골반부는 75 kVp, 25 mAs일 때 0.017 mGy, 80 kVp, 25 mAs일 때 0.03 mGy로 나타났으며 그 차는 차례로 0.638 mGy, 0.813 mGy, 0.601 mGy, 0.684 mGy, 0.323 mGy, 0.431 mGy로 나타났다[표 5].
유리선량계의 잔존선량은 0.001 mGy이며 두개부 전면선량의 평균은 73 kVp, 25 mAs일 때 0.579 mGy, 80 kVp, 25 mAs일 때 0.784 mGy, 복부는 73 kVp, 25 mAs일 때 0.597 mGy, 80 kVp, 25 mAs일 때 0.661 mGy, 골반부는 75 kVp, 25 mAs일 때 0.259 mGy, 80 kVp, 25 mAs일 때 0.296 mGy로 나타났다. 후면선량의 평균은 두개부 73 kVp, 25 mAs일 때 0.
이는 다목적 선량계를 통해 선량을 평가하는 경우 실제 흡수되는 선량보다 더 높은 값을 흡수선량으로 측정한다는 의미이다. 즉 다목적 선량계를 통한 선량측정치는 유리선량계를 통한 선량측정치보다 높은 선량을 나타냈으며 방사선 영향을 과대 평과하고 있다는 것을 알 수 있었다. 이를 통해 인체의 등가선량과 유효선량을 평가하는 경우 방사선의 위험성 또한 과대평가하게 된다는 것이다.
296 mGy로 나타났다. 후면선량의 평균은 두개부 73 kVp, 25 mAs일 때 0.003 mGy, 80 kVp, 25 mAs일 때 0.012 mGy, 복부는 73 kVp, 25 mAs일 때 0.009 mGy, 80 kVp, 25 mAs일 때 0.008 mGy, 골반부는 75 kVp, 25 mAs일 때 0.012 mGy, 80 kVp, 25 mAs일 때 0.01 mGy로 나타났으며 잔존선량을 고려한 차는 차례로 0.575 mGy, 0.771 mGy, 0.587 mGy, 0.652 mGy, 0.246 mGy, 0.285 mGy로 나타났다[표 6].

후속연구

그럼에도 불구하고 Kerma를 PCXMC 2.0을 통한 몬테카를로 시뮬레이션으로 간접적으로 측정하였다는 것은 본 연구의 제한점이라고 할 수 있다. 본래 PCXMC 2.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	방사선 방호의 목적은 무엇인가?	방사선 방호는 결정적 영향을 방지하고 확률적 영향을 최소화하는데 목적이 있다. 결정적 영향과 확률적 영향을 과대평가하면 미래에 일어날 위험성에 대해 잘못된 평가를 내릴 수 있기 때문에 이들의 기본량인 흡수선량의 정확한 평가가 특히 중요하다.
	흡수선량의 평가에서 선량계를 이용한 방법과 몬테카를로 시뮬레이션을 통한 측정법은 각각 어떠한 방법을 이용하고 있는가?	흡수선량의 평가는 직접적으로 선량계를 이용하여 측정하거나 간접적으로 몬테카를로 시뮬레이션을 통한 측정법이 보편적으로 이용되고 있다. 선량계를 이용한 방법은 다목적 선량계를 이용하는 방법과 유리선량계를 이용한 방법 등이 대표적이며 몬테카를로 시뮬레이션은 PCXMC 2.0 Program을 이용하여 선량을 측정하는 방법을 사용하고 있다[9][12].
	선량 저감화를 위해 국내에서는 어떠한 연구가 진행되고있는가?	이와 더불어 선량 저감화의 일환으로 국내에서는 조사선량, 흡수선량, Kerma(Kinetic energy released in matter), 등가선량, 유효선량 등 방사선의 양과 관련된 다양한 연구 또한 진행되고 있다[8-10]. 체내에 방사선이 미치는 영향은 방사선에너지의 흡수정도로 결정이 되기 때문에 방사선 방호목적이 아니라면 등가선량과 유효선량보다는 흡수선량을 측정하여 인체의 선량을 평가하는 것이 유용하다고 할 수 있다[11].

참고문헌 (18)

http://opendata.hira.or.kr/home.do
한재복, 최남길, 성호진, "입사 표면 선량 계산에 따른 진단용 X-선 촬영시 피폭선량 비교 연구," 한국콘텐츠학회논문지, 제11권, 제12호, pp.357-363, 2011.

원문보기 상세보기
이종석, 권대철, 유병규, "흉부 및 복부에서 AEC 적용에 따른 MDCT의 선량 감소 효과," 한국콘텐츠학회논문지, 제9권, 제3호, pp.225-231, 2009.

원문보기 상세보기
김기원, 손진현, "복부팬텀을 이용한 SID 변화와 부가필터 유무에 따른 피폭선량에 관한 연구," 방사선기술과학, 제39권, 제3호, pp.407-414, 2016.

원문보기 상세보기
김계선, 김성철, "Digital Chest Tomosynthesis에서 부가필터에 따른 화질 및 유효선량," 방사선기술과학, 제38권, 제4호, pp.347-353, 2015.

원문보기 상세보기
김기원, 권용락, 서승원, 권경태, 오주영, 손순룡, 손진현, 민정환, "복부 전후 방향 검사의 자동노출 제어 사용 시 선량 비교 연구," 방사선기술과학, 제38권, 제3호, pp.205-211, 2015.

원문보기 상세보기
강인석, 안성민, "방사선 개인피폭선량계를 이용한 피폭선량 측정 및 유용성 평가," 한국콘텐츠학회논문지, 제14권, 제11호, pp.864-870, 2014.

원문보기 상세보기
이진수, 박형후, "디지털 흉부 측와위 후전방향 검사 시 Ion chamber조합 설정과 관전압 변화에 따른 장기선량 및 화질 평가," 한국콘텐츠학회논문지, 제15권, 제1호, pp.316-323, 2015.

원문보기 상세보기
강병삼, 박민주, 김승철, "CR 환경에서 흉부촬영시 Duke Phantom과 부가여과를 이용한 유효선량 및 장기선량 평가," 방사선기술과학, 제37권, 제1호, pp.7-14, 2014.
김재겸, 김정구, "유리선량계를 이용한 요추검사의 장기선량 및 영상의 평가," 방사선기술과학, 제39권, 제1호, pp.1-11, 2016.

원문보기 상세보기
김현기, 박태진, 백민, 이재성, 이화형, 장재권, 장한기, 조건우, 한은옥, 방사선 이론과 실재(개정 7판), 2015.
신성규, "골반촬영 시 내장된 필터를 이용한 환자선량 감소," 한국콘텐츠학회논문지, 제12권, 제8호, pp.233-239, 2012.

원문보기 상세보기
손진현, 민정환, 김현수, 유광열, 임현수, 김정민, 정회원, "Piranha 657의 Internal Detector를 이용한 저에너지에서 유리선량계의 선량 특성에 관한 연구," 방사선기술과학, 제35권, 제2호, pp.119-124, 2012.

원문보기 상세보기
식품의약품안전처, 복부, 골반, 요추 영상의학 검사에서의 환자선량 권고, 2011.
ICRP, ICRP Report 103, 2007.
홍선숙, 김호철, "Digital Radiography System에서 X선 광자 검출 방식에 따른 선량 및 화질 특성에 관한 연구," 전자공학회논문지, 제50권, 제12호, pp.247-253, 2013.
B. Nilson and A. Brahme, "Relation between kerma and absorbed dose in photon beams," J. of Acta radiologica, Vol.22, No.1, pp.77-85, 1983.

상세보기
J. G. P. Peixoto and P. Andreo, "Determination of absorbed dose to water in reference conditions for radiotherapy kilovoltage x-rays between 10 and 300 kV : a comparison of the data in the IAEA, IPEMB, DIN and NCS dosimetry protocols," J. of Physics in medicine & biology, Vol.45, No.3, pp.563-575, 2000.

상세보기

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].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format