[논문]진단참고준위(DRL)를 기준으로 PCXMC 프로그램을 이용한 성인의 일반촬영 부위별 유효선량 평가

정희철; 이삼열

doi:10.7742/jksr.2018.12.7.807

진단참고준위(DRL)를 기준으로 PCXMC 프로그램을 이용한 성인의 일반촬영 부위별 유효선량 평가
Assessment of Effective Dose for General Radiography of Adults Based on Diagnostic Reference Level(DRL) by Using PCXMC Program 원문보기

한국방사선학회 논문지 = Journal of the Korean Society of Radiology, v.12 no.7, 2018년, pp.807 - 812

정희철 (동서대학교 방사선학과) , 이삼열 (동서대학교 방사선학과)

초록
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본 연구에서는 국가에서 권고하고 있는 일발촬영 진단참고준위 설정에 사용된 조건을 조사하여 PCXMC v2.0 프로그램을 이용하여 유효선량을 측정하고 생물학적 평가를 해보고자 한다. 그 결과 ICRP 60에서 유효선량은 가장 높은 Pelvis AP는 0.794 mSv 가장 낮은 Chest PA는 0.050 mSv이었다. ICRP 103에서는 남성이 가장 높은 T-Spine AP는 0.733 mSv 가장 낮은 Chest PA는 0.057 mSv, 여성은 가장 높은 T-Spine AP는 0.906 mSv 가장 낮은 Chest PA는 0.052 mSv이었다. 남녀 성인 40세 기준으로 일반촬영별 유효선량을 평가 해 보았고, 선량한도의 제한을 받지 않는 의료피폭이라도 방사선위해의 확률적 영향을 최소화하기 위해서 선량을 권고량 이하로 유지하여 국민의 의료피폭을 줄이기 위해 노력이 필요할 것으로 사료된다.

Abstract ▼ AI-Helper

In this study, we investigated the conditions used in setting the recommendation level of general radiography diagnostic reference and tried to evaluate the effective dose and biological evaluation using PCXMC v2.0 program. As a result based on the effective dose of male in ICRP 60, the highest Pelvis AP was 0.794 mSv. The lowest Chest PA was 0.050 mSv. In the case of ICRP 103, the highest T-Spine AP was 0.906 mSv The lowest Chest PA was 0.052 mSv. For 40 years old male and female adults, effective doses of general radiography were evaluated and even if the medical exposures are not subject to the limit of dose, efforts should be made to reduce the medical exposures of the people by keeping the dose below the recommended amount in order to minimize the probable effect of radiation hazard.

주제어

표/그림 (7)

그림 Fig. 1. PCXMC v2.0 Program.
표 Table 1. Parameters by inspection site
그림 Fig. 2. Risk assessment of the PCXMC v2.0 Program.
표 Table 2. Parameters by inspection site
표 Table 3. Organ dose
표 Table 4. Effective Dose
표 Table 5. Biological Risk Assessment(stochastic radiation risks)

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구는 국가에서 권고하는 진단참고준위에 대한 일반촬영 부위별 장기선량과 유효선량을 확인할 수 있었다. 남녀의 유효선량이 높은 부위는 Pelvis AP, T-Spine AP 낮은 부위는 Brain AP, Chest PA로 낮은 부위의 경우 뼈와 공기 등으로 대부분 구성 되며 감수성이 민감하지 않은 장기들로 구성되어 있고 높은 부위는 인체 중 비교적 두꺼운 부위로 광자의 흡수가 많아 높은 입사선량이 요구되고 검사필드도 커서 방사선에 노출되는 장기가 많은 것으로 인해 유효선량이 높게 나오는 것으로 생각된다.

제안 방법

[7] 본 연구에서는 한국 성인 40대 남(171.78 cm, 73.34 kg) 여(158.90 cm, 58.09 kg)의 키와 몸무게를 기준으로 몬테카를로 시뮬레이션을 기반으로 하는 PCXMC 프로그램을 이용하여 우리나라에서 권고하는 DRL의 설정 조건으로 일반촬영 8개 부위(① Brain AP, ② Chest PA, ③ Chest LAT, ④ Abdomen AP, ⑤ Pelvis AP, ⑥ C-Spine AP, ⑦ T-Spine AP, ⑧ L-Spine AP)의 장기선량과 유효선량을 평가하고 계산된 장기선량을 가지고 아시아인을 기준으로 생물학적 위험도평가를 해보았다.
본 연구에서는 국가에서 권고하고 있는 DRL설정에 사용된 조건을 사용하여 몬테카를로 시뮬레이션 기반의 PCXMC(PC-Based Monte Carlo Program, PCXMC)프로그램으로 장기선량과 유효선량을 측정하고 계산되어진 장기선량을 가지고 생물학적 평가를 하였다.
시뮬레이션 과정에서 Error를 최소화하기 위해 5회 반복 시뮬레이션을 시행하였고 정확한 조건을 입력한 후 중심선속의 좌표값을 동일하게 하여 재현성을 유지 시켰다.

대상 데이터

PCXMC 프로그램을 사용하여 성인 남녀 40세 기준의 키와 몸무게를 입력하고 부위별 시뮬레이션의 결과를 얻기 위해 Table 1의 조건을 각각 입력한 다음 광자수는 20,000개로 설정하였다. 그 이유는 프로그램 개발자에 의해 설정되어진 디폴트값이자 몬테카를로 시뮬레이션은 난수를 발생시켜 어떤 ‘발생률’ 즉 방사선과 상호작용할 확률을 통계적 기법으로 계산한다.
국내에서는 식품의약품안전평가원을 중심으로 환자선량 조사 및 DRL에 대한 연구 및 활동이 활발히 진행되어 2011년 연구과제로 지역별 국가 환자선량 권고량 개발에 관한 연구로 490곳의 종합병원, 병원, 의원에서 보유하고 있는 508개의 장치에 대한선량측정이 이루어졌고 이에 사용된 조건(제 3사분위값)을 조사하였다.^[8]
그 이유는 프로그램 개발자에 의해 설정되어진 디폴트값이자 몬테카를로 시뮬레이션은 난수를 발생시켜 어떤 ‘발생률’ 즉 방사선과 상호작용할 확률을 통계적 기법으로 계산한다. 즉 난수의 발생이 많으면 정보량이 더 많이 발생되어 오차가 줄어들지만 그만큼 시뮬레이션 시간이 길어지기 때문에 20,000개로 설정하였다. 빔의 중심선속은 X, Y, Z축 중 X, Y축은 0으로 고정시키고 Z축을 이동하여 위치 시켰고 남녀의 키 차이로 좌표의 차이가 약간 있었고 부위별 좌표 값은 Table 2에 나타내었다.
프로그램은 검사범위가 지정되면 29개의 인체기관과 조직을 대상으로 계산되며 X-선과 물질과의 상호작용에 대한 확률적 시뮬레이션을 기반으로 계산되어 진다. 유효선량 계산은 ICRP Publication 103(2007)의 조직 가중치와 ICRP Publication 60(1991)의 조직 가중치를 모두 사용하여 계산한다.

데이터처리

시뮬레이션의 결과값으로 29개의 평균장기선량을 가지고 위의 수식에 따라 유효선량이 계산되어지고 이를 토대로 생물학적 평가를 하였다.

이론/모형

암 발생 생애귀속 위험 평가는 미국의 전리방사선 생물학적 효과 위원회의 7차 보고서(Biological Effects of Ionizing Radiation committee VII; BEIR VII)에 의해 개발 된 모델을 사용하였다.
프로그램은 검사범위가 지정되면 29개의 인체기관과 조직을 대상으로 계산되며 X-선과 물질과의 상호작용에 대한 확률적 시뮬레이션을 기반으로 계산되어 진다. 유효선량 계산은 ICRP Publication 103(2007)의 조직 가중치와 ICRP Publication 60(1991)의 조직 가중치를 모두 사용하여 계산한다.^[5,6] 또한, 수학적 선량평가를 하는 자웅동체 모의체를 사용하며 환자의 모델을 신생아, 1살, 5살, 10살, 15살, 성인으로 구분하여 X-선 검사 기술을 자유롭게 선택할 수 있고 계산된 장기선량을 방사선 노출로 인한 암 발생률 및 암 사망률에 대한 위험도 평가에 사용할 수 있다.

성능/효과

PCXMC 프로그램을 통한 장기선량 평가 결과 중 잔여 조직을 제외한 가장 높은 부위는 Brain AP에서 남성 Salivary grand 0.65 mGy, 여성 Thyroid 0.97 mGy, Chest PA에서 남성 Lung 0.16 mGy, 여성 Lung 0.17 mGy, Chest LAT에서 남성 Breast 0.932 mGy, 여성 Breast 1.05 mGy, Abdomen AP에서 남성 Urinary bladder 1.43 mGy, 여성 Urinary bladder 1.57 mGy, Pelvis AP에서 남성 Testicles/Ovaries 2.01 mGy, 여성 Testicles/Ovaries 2.25 mGy, C-spine AP에서 남성 Thyroid 1.83 mGy, 여성 Thyroid 1.77 mGy, T-spine AP에서 남성 Breast 2.33 mGy, 여성 Breast 2.95 mGy, L-spine AP에서 남성 Urinary bladder 2.26 mGy, 여성 Urinary bladder 2.53 mGy으로 나왔다.
남녀 모두 ICRP 60에서 유효선량이 가장 높은 검사 부위는 Pelvis AP로 0.680 mGy, 0.794 mGy였고, 가장 낮은 검사 부위는 남성에서는 Brain AP가 0.037 mGy 여성에서는 Chest PA로 0.050 mGy였다.
남성의 생물학적 위해 평가 결과 예상되는 남은 수명은 36.5년으로 나왔고 방사선 노출로 인한 암 발생 위험과 기대수명손실은 동일한 결과로 T-Spine AP⟩Abdomen AP⟩L-Spine AP⟩Chest LAT⟩Pelvis AP⟩C-Spine AP⟩Chest PA⟩Brain AP 순으로 가장 높은 기대수명손실은 4.6 시간으로 나왔다.
남성의 유효선량 평가 결과 ICRP 60에서는 Pelvis AP⟩L-Spine AP⟩T-Spine AP⟩Abdomen AP⟩Chest LAT⟩C-Spine AP⟩Chest PA⟩Brain AP순으로 높게 나왔고, ICRP 103에서는 T-Spine AP⟩L-Spine AP⟩Pelvis AP⟩Abdomen AP⟩Chest LAT⟩C-spine AP⟩Brian AP⟩Chest PA순으로 높게 나왔다.
생물학적 위해 평가 결과 역시 조직가중치가 높은 장기들이 많이 분포하고 있는 흉부와 복부에서 위해정도가 높았으며 상대적으로 조직가중치가 낮은 장기들이 분포하고 있는 Brain AP에서 위해정도가 낮게 나타났다.
여성의 생물학적 위해 평가 결과 예상되는 남은 수명은 40.9년으로 나왔고 방사선 노출로 인한 암 발생 위험과 기대수명손실은 동일한 결과로 T-Spine AP⟩Chest LAT⟩L-Spine AP⟩Abdomen AP⟩Pelvis AP⟩C-Spine AP⟩Chest PA⟩Brain AP 순으로 가장 높은 기대수명손실은 10.5 시간으로 나왔다.
여성의 유효선량 평가 결과 ICRP 60에서는 Pelvis AP⟩L-Spine AP⟩T-Spine AP⟩Abdomen AP⟩Chest LAT⟩C-Spine AP⟩Brain AP⟩Chest PA순으로 높게 나왔고, ICRP 103에서는 T-Spine AP⟩L-Spine AP⟩Abdomen AP⟩Pelvis AP⟩Chest LAT⟩C-spine AP⟩Brian AP⟩Chest PA순으로 높게 나왔다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	DRL이란?	이와 같이 전 세계와 국내 모두 진단용 의료방사선의 사용량 증대로 국민들의 의료피폭이 증가되고 이에 대한 국가차원의 안전관리를 위하여 진단참고준위(Diagnostic Reference Level, DRL)를 정하고 그 이하로 유지하도록 권고 하고 있다. DRL란 진단영상의학 검사 시 환자가 받는 방사선량을 측정하고 평가하여 진단에 참고할 수 있도록 권고하는 선량준위로서 환자선량 분포 중에서 제 3사분위수를 기준으로 설정하고 있다.[3]
	국민 의료방사선 피폭이 증가하는 이유는?	의료기술 발전과 건강에 대한 국민들의 관심증가로 인하여 국민 의료방사선 피폭도 증가추세에 있다. 미국 방사선방어측정심의회(NCRP) 보고서에서는 1980년대에 0.

참고문헌 (8)

NCRP, "Ionizing radiation exposure of the population of the United States. Bethesda, MD," National Council on Radiation Protection and Measurements, Report No. 160, 2009.
K. P. Kim, "Evaluation of National Radiation Doses according to the Use of Diagnostic Radiation," Ministry of Food and Drug Safety research report 13172Radiation579, 2013.
G. H. Lee, "Guidelines for patient dose recommendations for general radiology," Ministry of Food and Drug Safety, 2012.
D. U. Seong, "A study on patient dose history management in the field of radiology," Ministry of Food and Drug Safety research report, 11172Radiation852, 2013.
ICRP, "1990 recommendations of the international commission on radiological protection," International Commission on Radiological Protection, ICRP Publication 60, Ann ICRP 21 (1-3), 1991.
ICRP, "The 2007 recommendations of the International Commission on Radiological Protection New York, NY," International Commission on Radiological Protection, ICRP Publication 103, 2007.
http://kosis.kr/statHtml/statHtml.do?orgId117&tblIdDT_117N_A00023&conn_pathI3, 2014
D. U. Seong, "Study on the development of national patient dose recommendation amount by regio," Ministry of Food and Drug Safety research report, 11172Radiation524, 2011.

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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