In this study, We developed a Ancillary device for child radiography for X-ray of children under 5 years old and verified its effectiveness. Chest X-rays of children younger than 5 years of age were performed by Supine method at the position of Table detector, Short - Source to Image Receptor Distan...
In this study, We developed a Ancillary device for child radiography for X-ray of children under 5 years old and verified its effectiveness. Chest X-rays of children younger than 5 years of age were performed by Supine method at the position of Table detector, Short - Source to Image Receptor Distance(SID). Existing Supine and Short -SID imaging methods cause many problems, such as errors in image reading and excessive radiation exposure dose to patients, but the use of an Ancillary device for child radiography(ADCR) solves these problems. A total of 160 children were divided into the Upright group using ADCR and Supine group without ADCR. The chest X-ray image was visually evaluated by two radiologists with reference to the European Commission's List of Quality Criteria for Diagnostic Radiographic Images in Pediatrics. The total score of the qualitative evaluation was 5.15% higher in the chest upright method using ADCR than in the chest supine method without ADCR, and the chest upright method score was higher than that of the chest supine method in items 1 to 7. whether infants have deep inspiration or not, 4.87% higher for item 1, whether infants rotate or not and the degree of tilting, 0% higher for the item 2, the reproduction of image from just above apices of lungs to T12/L1, 0% for the item 3, reproduction of the vascular pattern in central 2/3 of the lungs, 6.92% higher for the item 4, reproduction of the trachea and the proximal bronchi, 12.9% higher for the item 5, visually sharp reproduction of the diaphragm and costo-phrenic angles, 10% higher for the item 6, reproduction of the spine and paraspinal structures and visualisation of the retrocardiac lung and the mediastinum, and 3.65% higher for the item 7. Items 2 and 3 showed no statistically significant differences(P > 0.05), and items 1, 4, 5, 6, and 7 showed statistically significant differences(P < 0.05). In conclusion, Upright method using ADCR in pediatric chest X-ray is considered as a good alternative to existing Supine method.
In this study, We developed a Ancillary device for child radiography for X-ray of children under 5 years old and verified its effectiveness. Chest X-rays of children younger than 5 years of age were performed by Supine method at the position of Table detector, Short - Source to Image Receptor Distance(SID). Existing Supine and Short -SID imaging methods cause many problems, such as errors in image reading and excessive radiation exposure dose to patients, but the use of an Ancillary device for child radiography(ADCR) solves these problems. A total of 160 children were divided into the Upright group using ADCR and Supine group without ADCR. The chest X-ray image was visually evaluated by two radiologists with reference to the European Commission's List of Quality Criteria for Diagnostic Radiographic Images in Pediatrics. The total score of the qualitative evaluation was 5.15% higher in the chest upright method using ADCR than in the chest supine method without ADCR, and the chest upright method score was higher than that of the chest supine method in items 1 to 7. whether infants have deep inspiration or not, 4.87% higher for item 1, whether infants rotate or not and the degree of tilting, 0% higher for the item 2, the reproduction of image from just above apices of lungs to T12/L1, 0% for the item 3, reproduction of the vascular pattern in central 2/3 of the lungs, 6.92% higher for the item 4, reproduction of the trachea and the proximal bronchi, 12.9% higher for the item 5, visually sharp reproduction of the diaphragm and costo-phrenic angles, 10% higher for the item 6, reproduction of the spine and paraspinal structures and visualisation of the retrocardiac lung and the mediastinum, and 3.65% higher for the item 7. Items 2 and 3 showed no statistically significant differences(P > 0.05), and items 1, 4, 5, 6, and 7 showed statistically significant differences(P < 0.05). In conclusion, Upright method using ADCR in pediatric chest X-ray is considered as a good alternative to existing Supine method.
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문제 정의
본 연구는 어린이 Chest X-ray 검사에서 기존의 바로 누운 Supine 자세로 촬영하는 방식의 단점을 해결하기 위하여 방사선촬영 보조기구(Ancillary device for child radiography, ADCR)를 이용하여 바로 직립한 자세(Upright) 방식을 적용해 보았다. Upright 방식으로 촬영된 영상과 Supine 방식으로 촬영된 영상을 비교, 분석하여 어린이 Chest X-ray 검사에 있어 가장 효율적이고 적합한 방법이 무엇인지 알아보고자 한다.
기존의 바로 누운 Supine 방식의 Chest X-ray 검사는 횡격막 상승(Diaphragm rises), 심장 확대(Enlarged heart), 종격동 비대(Mediastinal hypertrophy), 대동맥 확장(Aorta expansion), 견갑골과 폐야의 겹침(Overlapping of the scapula and the lung) 등을 일으켜 영상 판독에서 오류를 야기 시키며[5], 짧은 거리(Short-SID)에서의 촬영은 환자에 대한 골수(Bone marrow)에 방사선 피폭선량을 적게 할 수는 있으나 갑상선(Thyroid)과 가슴(Chest)에 많은 방사선 피폭선량을 받게 한다[6]. 본 연구는 어린이 Chest X-ray 검사에서 기존의 바로 누운 Supine 자세로 촬영하는 방식의 단점을 해결하기 위하여 방사선촬영 보조기구(Ancillary device for child radiography, ADCR)를 이용하여 바로 직립한 자세(Upright) 방식을 적용해 보았다. Upright 방식으로 촬영된 영상과 Supine 방식으로 촬영된 영상을 비교, 분석하여 어린이 Chest X-ray 검사에 있어 가장 효율적이고 적합한 방법이 무엇인지 알아보고자 한다.
제안 방법
‘European Commission’에서 5세 어린이 Chest X-ray 검사에서 AEC mode를 사용할 것과 Tube Voltage를 60~80 kVp 및 Tube Voltage 100~120 High kVp로 설정할 것을 권고하였으므로[7] 본 연구에서는 AEC 사용과 함께 Tube Voltage 중간(mean) 값인 70kVp와 110kVp를 설정하여 각각 적용하였다.
Table Detector와 Stand Detector 간의 성능차이를 검증하기 위해 각 Detector에 Phantom(ATOM® dosimetry phantom, model 705-D, CIRS, Norfolk, VA, US)을 놓고 Multi-Function tester를 이용하여 장비의 kVp, mAs, HVL, IAK 값을 측정하였다.
X-ray 장비의 출력의 측정하기 위해 Multi-function tester (Unforsxi & R/F detector, billdal, sweden)를 사용하여 관전압(Tube voltage, Kilovoltage peak; kVp), 관전류 × 시간(Tube current × sec, Milliamperage second; mAs), 반가층(Half value layer, HVL) 그리고 Phantom의 흉부 면에 도달하는 입사면 공기선량(Incident air kerma, IAK)을 측정하였다.
본 연구에서는 Chest X-ray 검사를 위해 어린이병원 영상의학과를 방문한 생후 6개월 이상 48개월 이하의 남녀 어린이 160명 중에서 방사선촬영 보조기구(Ancillary device for child radiography, ADCR)를 이용한 Upright 방식과 방사선촬영 보조기구(ADCR)를 이용하지 않은 기존의 Supine 방식을 구분하여 검사를 진행하였다. 검사를 하기 전 환자와 보호자에게 검사의 목적 및 절차, 방법에 대하여 충분한 사전 설명을 하였고 동의한 환자에 한하여 보호자가 지켜보는 가운데 검사를 진행하였다. 환자의 신체적 특징은 남녀 성비(Male to female ratio), 키(Height), 몸무게(Weight), 나이(Age), 체질량지수(Body mass index, BMI)를 측정하였다.
Table Detector와 Stand Detector 간의 성능차이를 검증하기 위해 각 Detector에 Phantom(ATOM® dosimetry phantom, model 705-D, CIRS, Norfolk, VA, US)을 놓고 Multi-Function tester를 이용하여 장비의 kVp, mAs, HVL, IAK 값을 측정하였다. 두 검출기(Detector)와 선원(Source)과의 거리는 동일하게 120cm로 설정하였고 AEC mode를 사용한 상태에서 Tube Voltage를 60kVp에서 130kVp 까지 10kVp 단위씩 증가시켜서 각각의 값을 측정하였다.
먼저 Supine 방식은 선원 검출기간 거리(Source to image receptor distance, SID) 120 cm에서 Tube Voltage 70 kVp, Tube Current × Sec 3.56(±1.15) mAs 의 조건으로 촬영하였다.
방사선촬영 보조기구(ADCR)를 이용한 Upright 방식은 SID 180 cm에서 Tube Voltage 110 kVp, Tube Current × Sec 2.04(±0.33) mAs의 조건으로 촬영하였다.
본 연구에서는 Chest X-ray 검사를 위해 어린이병원 영상의학과를 방문한 생후 6개월 이상 48개월 이하의 남녀 어린이 160명 중에서 방사선촬영 보조기구(Ancillary device for child radiography, ADCR)를 이용한 Upright 방식과 방사선촬영 보조기구(ADCR)를 이용하지 않은 기존의 Supine 방식을 구분하여 검사를 진행하였다. 검사를 하기 전 환자와 보호자에게 검사의 목적 및 절차, 방법에 대하여 충분한 사전 설명을 하였고 동의한 환자에 한하여 보호자가 지켜보는 가운데 검사를 진행하였다.
본 연구에서는 방사선촬영 보조기구(ADCR)를 개발하여 어린이 Chest X-ray 검사에 이용하였다(그림 1). X-ray 장비로는 Digital Radiography X-ray System(InnovisionSH 3D; DK healthcare company, korea)으로 간접 전환 방식(Indirect conversion, Amorphous-silicon/cesium iodide type)의 고정용 평면 패널 검출기(Flat-panel detector)를 사용하였다.
정성적인 시각적 평가는 무작위로 선별한 어린이 160명을 대상으로 방사선촬영 보조기구(ADCR)를 이용한 바로 직립한 자세 그룹(Upright group)과 ADCR을 이용하지 않은 바로 누운 자세 그룹(Supine group)으로 구분하여 시행하였다(그림 2, 3). 촬영한 영상을 European Commission의 ‘List of Quality Criteria for Diagnostic Radiographic Images in Pediatrics[7]’를 기준으로 폐(Lung), 심장(Heart), 횡격막(Diaphragm), 흉막 각(Costo-phrenic angles), 기도 및 근위 기관지(Trachea and the proximal bronchi)의 선명도와 흉부(Chest)의 회전과 기울기 여부를 영상의학과 전문의 2명(Radiologist with 20 years experienced, Pediatric radiologist with 8 years of experienced)이 총 10점 중에서 1, 2점은 좋지 않음(Poor), 9, 10점은 좋음(Good), 6점 이상은 수용 가능한 품질(Satisfaction)로 간주하여 전반적인 영상에 점수를 부여하여 평가하였다(Table 1).
촬영한 영상을 European Commission의 ‘List of Quality Criteria for Diagnostic Radiographic Images in Pediatrics[7]’를 기준으로 폐(Lung), 심장(Heart), 횡격막(Diaphragm), 흉막 각(Costo-phrenic angles), 기도 및 근위 기관지(Trachea and the proximal bronchi)의 선명도와 흉부(Chest)의 회전과 기울기 여부를 영상의학과 전문의 2명(Radiologist with 20 years experienced, Pediatric radiologist with 8 years of experienced)이 총 10점 중에서 1, 2점은 좋지 않음(Poor), 9, 10점은 좋음(Good), 6점 이상은 수용 가능한 품질(Satisfaction)로 간주하여 전반적인 영상에 점수를 부여하여 평가하였다(Table 1).
검사를 하기 전 환자와 보호자에게 검사의 목적 및 절차, 방법에 대하여 충분한 사전 설명을 하였고 동의한 환자에 한하여 보호자가 지켜보는 가운데 검사를 진행하였다. 환자의 신체적 특징은 남녀 성비(Male to female ratio), 키(Height), 몸무게(Weight), 나이(Age), 체질량지수(Body mass index, BMI)를 측정하였다.
Supine / Upright 두 방식에서 도출된 결과를 Independent Sample T-test 하여 비교한 결과 2, 3 항목(P > 0.05, Table 3)을 제외한 Total Score, 1, 4, 5, 6, 7 항목에서는 모두 통계적으로 유의한 차이를 나타냈다(P < 0.05, Table 3).
두 그룹간의 유의한 차이를 확인하기 위해 Independent-Sample T-test를 실시하였고 통계적 유의 수준은 P < 0.05로 설정하였다.
본 연구에서는 Statistical Package for Social Science(SPSS 20.0) 통계 프로그램을 이용하여 방사선촬영 보조기구(ADCR)를 이용한 Upright Group과 ADCR을 이용하지 않은 Supine Group으로 구분한 어린이 160명의 신체 특징에 관한 부분(Male to female ratio, Age, Height, Weight, BMI)을 통계적 유의성 검증을 시행하였으며 Radiologists 2명이 European Commission의 ‘List of Quality Criteria for Diagnostic Radiographic Images in Pediatrics[7]’를 참고하여 채점(Visual scoring)한 결과를 각 항목과 총점의 평균(mean) 값과 표준편차(Standard deviation)를 산출하여 비교하였다.
이론/모형
본 연구에서는 방사선촬영 보조기구(ADCR)를 개발하여 어린이 Chest X-ray 검사에 이용하였다(그림 1). X-ray 장비로는 Digital Radiography X-ray System(InnovisionSH 3D; DK healthcare company, korea)으로 간접 전환 방식(Indirect conversion, Amorphous-silicon/cesium iodide type)의 고정용 평면 패널 검출기(Flat-panel detector)를 사용하였다. 크기는 17 × 17(43 × 43cm) inch이며 화소 수(Pixel number)는 3,072 × 3,072이다.
성능/효과
3. 폐 첨부에서 허리뼈 1번까지의 재현성(Reproduction of the chest must extend from just above the apices of the lungs to T12/L1)은 두 그룹의 점수가 같았는데, 그 이유는 어린이를 Table Detector에 누워 고정시킨 Supine 자세나 Stand Detector에서 ADCR을 이용하여 고정시킨 Upright 자세가 모두 공통적으로 Detector에 등을 맞대고 있는 자세이므로 2번 항목, 흉부의 회전과 기울기 여부에서 차이를 나타내지 않은 것으로 판단되며, Supine과 Upright 두 방식의 촬영은 Table / Stand 두 Detector size가 17 × 17inch의 같은 크기에서 시행되기 때문에 3번 항목, 폐 첨부에서 허리뼈 1번까지의 전체 구조물에 대한 표현 여부에서 차이가 없는 것으로 나타났다.
9%, 6. 횡격막과 흉막 각의 시각적 선명도(Visually sharp reproduction of the diaphragm and costo-phrenic angles)에서 10%, 7. 척추 주위 구조물과 심장 후방과 종격동의 시각화(Reproduction of the spine and paraspinal structures and visualisation of the retrocardiac lung and the mediastinum)에서 3.65%의 더 높은 비율을 보여 ADCR을 이용한 Upright 방식이 기존의 Supine 방식보다 시각적으로 주는 유익이 매우 크다고 할 수 있다(그림 4). 반면에 2.
Table Detector와 Stand Detector 간의 성능차이 검증을 위해 AEC mode를 사용한 동일한 조건으로 SID 120 cm에서 측정한 kVp, mAs, HVL, IAK 값을 Mann Whitney U-test 결과 kVp(P : 0.418), mAs(P : 0.980), HVL(P : 0.394), and IAK(P:0.758)로 모든 값은 통계적 유의한 차이가 없는 것으로(P > 0.05) 나타나 Table / Stand 두 Detector 간의 성능은 동일한 것으로 판단하였다.
05, Table 2). 그리고 Radiologists가 두 그룹에 대하여 채점(Visual scoring)한 결과는 2, 3 문항에서 점수가 같았고 1, 4, 5, 6, 7 문항에서 ADCR을 이용한 Upright 방식이 ADCR을 이용하지 않은 Supine 방식 보다 높은 점수를 획득하였다. 특히 1.
방사선촬영 보조기구(Ancillary device for child radiography, ADCR)를 이용한 Upright Group과 ADCR을 이용하지 않은 Supine Group으로 구분한 어린이 160명의 신체 특성에 관한 부분을 통계적 유의성 검증 결과 Male to female ratio, Age, Height, Weight, BMI 모두 통계적 유의한 차이가 없었다(P > 0.05, Table 2).
표 2. 방사선촬영 보조기구를 이용한 바로 직립한 자세 그룹과 방사 선촬영 보조기구를 이용하지 않은 바로 누운 자세 그룹으로 구분한 어린이 160명에 대한 신체적 특성을 독립표본 T-검정 시행 결과(성 비, 나이, 신장, 체중, 체질량지수).
그 중에서도 방사선을 이용한 검사는 비교적 간단한 방법으로 빠른 시간 안에 정확한 진단을 할 수 있어 그 사용빈도가 크게 증가하고 있다. 식품의약품안전처에서 조사한 결과에 의하면 2007년부터 2011년까지 의료기관에서 환자들에게 진단을 목적으로 실시한 방사선 검사는 5년간 약 35% 증가하였고 피폭선량은 0.93 mSv에서 1.4 mSv로 약 51% 증가하였다[1]. 최근 병원을 방문하는 어린이 환자의 수가 과거에 비해 급격히 증가하고 있으며, 따라서 어린이 흉부 엑스선(Chest X-ray) 검사의 빈도도 크게 증가하였다.
후속연구
9%, 횡격막(Diaphragm)과 흉막 각(Costo -phrenic angles)의 선명도에서 10% 이상의 큰 비율 차이를 보여 Chest X-ray 영상에서 Upright 방식은 해부학적 구조물을 표현하는 부분에서 큰 장점을 나타냈다고 할 수 있다. 따라서 어린이 Chest X-ray 검사에서 ADCR를 이용한 Upright 방식의 적용은 기존의 Supine 방식에서 발생하는 문제를 해결할 수 있는 좋은 대안으로 생각되며, 앞으로 어린이 Chest X-ray 검사에 있어서 많은 유익을 끼칠 수 있을 것으로 보인다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
2007년부터 2011년까지 의료기관에서 환자들에게 진단을 목적으로 실시한 방사선 검사에 의한 피폭선량의 증가는 얼마인가?
그 중에서도 방사선을 이용한 검사는 비교적 간단한 방법으로 빠른 시간 안에 정확한 진단을 할 수 있어 그 사용빈도가 크게 증가하고 있다. 식품의약품안전처에서 조사한 결과에 의하면 2007년부터 2011년까지 의료기관에서 환자들에게 진단을 목적으로 실시한 방사선 검사는 5년간 약 35% 증가하였고 피폭선량은 0.93 mSv에서 1.4 mSv로 약 51% 증가하였다[1]. 최근 병원을 방문하는 어린이 환자의 수가 과거에 비해 급격히 증가하고 있으며, 따라서 어린이 흉부 엑스선(Chest X-ray) 검사의 빈도도 크게 증가하였다.
2007년부터 2011년까지 의료기관에서 환자들에게 진단을 목적으로 실시한 방사선 검사의 증가량은 얼마인가?
그 중에서도 방사선을 이용한 검사는 비교적 간단한 방법으로 빠른 시간 안에 정확한 진단을 할 수 있어 그 사용빈도가 크게 증가하고 있다. 식품의약품안전처에서 조사한 결과에 의하면 2007년부터 2011년까지 의료기관에서 환자들에게 진단을 목적으로 실시한 방사선 검사는 5년간 약 35% 증가하였고 피폭선량은 0.93 mSv에서 1.
X-ray 검사시 어린이의 연령대가 낮을수록 의사소통과 행동 통제가 매우 어려워 발생하는 문제는 무엇인가?
일반적으로 5세 미만 어린이의 Chest X-ray 검사는 짧은 선원 검출기간 거리(Short-source to image receptor distance, SID)에서 전후 방향 바로 누운 자세(Anterior-posterior supine position)로 시행되는데 그 이유는 어린이의 연령대가 낮을수록 의사소통과 행동 통제가 매우 어려워 검사자와 보호자가 붙잡은 상태에서만 검사가 가능하기 때문이다. 그럼에도 신체의 움직임으로 인한 자세의 뒤틀림은 고정하기가 어려워 영상에서 장기의 구조물을 겹치게 하는 원인을 제공하기도 한다. 서울대학교 어린이병원에서 시행한 연구에 의하면 어린이 Chest X-ray 검사 중에서 Table Detector 위치에 바로 누운 자세(Supine position)로 시행하는 검사는 전체 검사 중 61%의 비율로 영상에서는 머리 회전(Head rotation), 턱 선에 의한 기도 묘사 불충분(Insufficient expression of trachea by jaw line), 쇄골에 의한 폐야의 겹침(Overlapping of the lungs by the clavicle) 등이 주로 나타났으며, 나이 분포로는 생후 24개월 이하가 가장 많 았다고 한다[2,3].
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