[논문]Neck CT에서 차폐체 재료 변화에 따른 Thyroid 선량 비교 연구

강은보

doi:10.7742/jksr.2019.13.1.65

Neck CT에서 차폐체 재료 변화에 따른 Thyroid 선량 비교 연구
Comparison of Thyroid Doses for Shielding Material Changes in Neck Computed Tomography 원문보기

한국방사선학회 논문지 = Journal of the Korean Society of Radiology, v.13 no.1, 2019년, pp.65 - 71

초록
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현재 Neck CT의 경우 Thyroid와 같은 표재성 장기의 피폭을 줄이기 위해 Bismuth 차폐체를 많이 사용하고 있다. 그러나 Bismuth 차폐체의 경우 표재성 장기 부근에서 선속 경화현상이 많이 발생하고 CT Number, Noise, Uniformity값의 변동이 심하게 나타난다. 본 연구에서는 주위에서 쉽게 구할 수 있고 가공성이 좋은 Aluminum과 Silicone을 이용하여 기존의 Bismuth 차폐체와 비교하여 차폐체로서의 유용성을 알아보았다. Bismuth(0.06 mmPb)와 차폐율이 비슷한 두께의 Aluminum 7.3mm와 Silicone 21.5mm를 제작하였다. 팬텀(RS-108T)의 Thyroid부근에 TLD(TLD-100)을 올려놓고 각각 5회씩 선량을 측정하였다. 화질 비교를 위해 Neck CT 영상에서 Thyroid 부근 axial영상의 CT Number와 Noise의 변화를 비교하였다. 그리고AAPM팬텀의 영상에서 각각 CT Number와 Noise, Uniformity의 변화를 측정하여 비교하였다. 결과에서 Thyroid에 대한 차폐체별 선량 비교에서 Non-Shield에 비해 Bismuth 차폐체가 14%, Silicone 21.5mm 15%, Aluminum 7.3mm 13%가 감소되었다. 통계적으로 Bismuth 차폐체와 유의한 차이가 없는 것으로 나타났다. Thyroid 부근 영상의 CT Number의 변화에서는 Bismuth 차폐체의 변동이 가장 크게 나타났다. AAPM팬텀 영상평가의 Uniformity 평가에서는 Bismuth차폐체는 부적합으로 Aluminum 7.3mm와 Silicone 21.5mm은 합격기준을 만족하였다. 연구결과 현재 임상에 사용되고 있는 고가의 Bismuth 차폐체와 비교하여 차폐율에서 Aluminum 7.3mm와 Silicone 21.5mm은 비슷한 차폐율을 나타냈으며, 팬텀 영상평가의 항목인 CT Number의 감약 계수 변동, Noise, Uniformity의 비교 실험에서 Bismuth 차폐체보다 우수하게 나타났다. Aluminum과 Silicone을 이용하여 표재성 장기의 크기에 맞게 다양한 차폐체를 만들어 사용한다면 환자 선량을 감쇠시키는데 유용할 것으로 판단된다.

Abstract ▼ AI-Helper

With regard to current Neck CT, Bismuth shielding boards are often being used to reduce exposure to superficial organs such as the thyroid. However, beam hardening often occurs near superficial organs with Bismuth shielding boards and variations in CT Number, Noise, and Uniformity values occur severely. This study looked into the usefulness of shielding boards made from aluminum and silicone that can be easily obtained and have good machinability by comparing them to the existing Bismuth shielding board. An Aluminum 7.3mm and a Silicone 21.5mm were made with shielding ratios similar to that of the Bismuth(0.06 mmPb). TLD (TLD-100) was placed on the thyroid area of the Phantom (RS-108T) and 5 doses were measured for each. To compare image quality, CT Number and Noise variations in axial images of the thyroid area in Neck CT images were compared. Also, variations in CT Number, Noise, and Uniformity were measured in the AAPM phantom images and compared. In the results, when thyroid doses for each shielding board were compared, the Bismuth shielding board showed a 14% reduction, the Silicone 21.5mm showed a 15% reduction, and the Aluminum 7.3mm showed a 13% reduction compared to the Non-Shield. Statistically, there were no significant differences in comparison with the Bismuth shielding board. In CT Number variations of thyroid area images, variations were largest for the Bismuth shielding board. With Uniformity evaluations of the AAPM phantom, the Bismuth shielding board was found unsuitable and the Aluminum 7.3mm and Silicone 21.5mm satisfied the acceptance criteria. Research results show that the Aluminum 7.3mm and Silicone 21.5mm have a similar shielding ratio to the high-priced Bismuth shielding board that is currently being used clinically and in comparison tests of CT Number attenuation coefficient variations, Noise, and Uniformity which are phantom image evaluation items, they proved to be better than Bismuth shielding boards. If various shielding boards are made using aluminum and silicone, sized appropriately for superficial organs, it would be useful in decreasing patient doses.

주제어

표/그림 (10)

그림 Fig. 1. Manufactured shield.
그림 Fig. 2. Thyroid dose measurement.
표 Table 1. Measure the thickness of aluminum and silicone shield
표 Table 2. Reference scanning protocol parameters
그림 Fig. 3. Change of CT number and noise.
표 Table 3. Results of thyroid dose measurement
표 Table 4. One-way analysis of variance
표 Table 5. CT Number measurement of ROI
표 Table 6. Noise measurement of ROI
표 Table 7. AAPM Phantom image evaluation

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

문제 정의

그러나 Bismuth 차폐체의 경우 표재성 장기 부근에서 선속 경화현상이 많이 발생하고 CT Number, Noise, Uniformity값의 변동이 심하게 나타난다. 본 연구에서는 주위에서 쉽게 구할 수 있고 가공성이 좋은 Aluminum과 Silicone을 이용하여 기존의 Bismuth 차폐체와 비교하여 차폐체로서의 유용성을 알아보고자 하였다.
^[10] 그러나 Bismuth 차폐체의 경우 표재성 장기에 대한 화질의 저하가 많이 나타난다. 이에 본 연구에서는 기존의 Bismuth 차폐체와 비슷한 차폐율을 보이면서 화질의 저하를 최소화할 수 있는 재료를 이용하여 제작한 차폐체를 비교 평가하였다.

제안 방법

Neck CT에서 차폐의 유무에 따라서 영상에 어떤 영향을 미치는지 알아보기 위해서 Fig. 3과 같이 Thyroid 부위에 5군데 ROI를 정하여 영상의 CT Number와 Noise의 변화를 각각 비교하였다.
RS-108T 팬텀을 사용하여 Thyroid 부근에 TLD-100을 올려 두고 Non shield, Bismuth 차폐체, Aluminum 7.3mm, Silicone 21.5mm로 차폐하여 Fig. 2와 같이 Table 2의 조건으로 Neck CT를 실시하였다. 각각의 촬영에서 Bismuth 차폐체와 비교하기 위해 Thyroid 선량을 측정하였다.
X선 발생장치를 사용하여 FFD 100cm, 70kVp, 200mAs, 0.05sec의 촬영조건에서 Fluke TNT 12000X-Ray Radiation Dosimeter test장비를 사용하여 Bismuth차폐체와 차폐율이 비슷한 Aluminum과 Silicone를 Table 1과 같이 측정하였다. 두께를 측정한 결과 Aluminum 7.
2와 같이 Table 2의 조건으로 Neck CT를 실시하였다. 각각의 촬영에서 Bismuth 차폐체와 비교하기 위해 Thyroid 선량을 측정하였다.
05sec의 촬영조건에서 Fluke TNT 12000X-Ray Radiation Dosimeter test장비를 사용하여 Bismuth차폐체와 차폐율이 비슷한 Aluminum과 Silicone를 Table 1과 같이 측정하였다. 두께를 측정한 결과 Aluminum 7.3mm와 Silicone 21.5mm의 차폐능력이 Bismuth(0.06 mmPb) 차폐체와 비슷하게 측정되어 Fig. 1과 같이 차폐체를 제작하였다.
5mm를 사용하여 영상의 Thyroid 부위의 5군데에 ROI를 설정하고 Extended Brilliance^TM Workspace(Philips, Netherlands)를 이용하여 CT number와 noise의 변화를 비교하였다. 또한 AAPM팬텀을 이용하여 각각의 차폐체에 대한 물의 CT Number, Noise, Uniformity의 변화를 측정하여 특수의료장비 팬텀영상 검사 항목에 대한 적합성 여부를 비교하였다.
촬영된 영상 평가를 위해 Non shield, Bismuth차폐체, Aluminum 7.3mm, Silicone 21.5mm를 사용하여 영상의 Thyroid 부위의 5군데에 ROI를 설정하고 Extended Brilliance^TM Workspace(Philips, Netherlands)를 이용하여 CT number와 noise의 변화를 비교하였다. 또한 AAPM팬텀을 이용하여 각각의 차폐체에 대한 물의 CT Number, Noise, Uniformity의 변화를 측정하여 특수의료장비 팬텀영상 검사 항목에 대한 적합성 여부를 비교하였다.

대상 데이터

4 mmAl)을 사용하였고, 흡수 선량 측정을 위해 Multi Function meter(FLUKE,TNT 12000, USA)를 사용하였다. CT장비는 Brillance CT 64-channel scanner(Philips, Netherlands)를 사용하였고, 팬텀은 RS-108T를 사용하였다. 선량측정을 위해서 생체등가물질로 구성되어 있으며 화학적으로 안정되어 잠상퇴행이 적은 TLD-100(3.
선량측정을 위해서 생체등가물질로 구성되어 있으며 화학적으로 안정되어 잠상퇴행이 적은 TLD-100(3.175×3.175×0.625 mm^3)을 사용하였다.
차폐체의 두께 측정을 위한 X-선 발생장치는 리스템사의 REX-650R(고유여과 2.4 mmAl, 부과여과 1.0 mmAl, 총 여과 3.4 mmAl)을 사용하였고, 흡수 선량 측정을 위해 Multi Function meter(FLUKE,TNT 12000, USA)를 사용하였다. CT장비는 Brillance CT 64-channel scanner(Philips, Netherlands)를 사용하였고, 팬텀은 RS-108T를 사용하였다.

데이터처리

각각의 차폐체에 대한 결과 값의 평균과 평균값의 차이 검증은 통계프로그램 SPSS 버전 19을 사용하여 일원배치 분산분석을 하였고, 사후분석은 Duncan 분석을 하였다. Table 4에서 일원배치 분산분석 결과 유의확률 0.

성능/효과

CT Number의 측정 결과 Table 5와 같이 Nonshield을 기준으로 Bismuth 차폐체 36%, Aluminum 7.3mm 1.1%가 각각 증가하였고 Silicone 21.5mm는 4% 감소하는 것으로 나타났다.
Neck CT에서 각각의 차폐체에 대한 Thyroid의 선량을 측정하여 비교한 결과 Non shield을 기준으로 Bismuth 차폐체 14%, Aluminum 7.3mm 15%, Silicone 21.5mm 13%의 선량이 감소되는 것으로 측정되었다. 그리고 영상에 대한 화질 변화를 측정하기 위하여 Thyroid 부근에 5군데 ROI를 설정하여 영상의 CT Number와 Noise의 변화를 각각 비교한 결과 CT Number의 변화에서 Non shield을 기준으로 Bismuth 차폐체에서 36%가 증가하여 가장 큰 변화를 보였고, Aluminum 7.
5mm 4% 감소하였다. Noise의 측정에서는 Non shield을 기준으로 Bismuth 차폐체 41%, Aluminum 7.3mm 47.2%, Silicone 21.5mm 23%가 각각 증가하는 것으로 나타났다.
Noise의 측정에서는 Table 6과 같이 Non shield을 기준으로 Bismuth 차폐체 41%, Aluminum 7.3mm 47.2%, Silicone 21.5mm 23%가 각각 증가하는 것으로 나타났다.
5mm의 조건에서 각 5회 측정을 하여 Table 3과 같이 표시하였다. Thyroid에 대한 차폐체별 차폐선량을 비교 실험한 결과 Non shield를 기준으로 Bismuth 차폐체가 14%, Aluminum 7.3mm가 15%, Silicone 21.5mm가 13%의 선량이 감소하는 것으로 측정되었다.
5mm 13%의 선량이 감소되는 것으로 측정되었다. 그리고 영상에 대한 화질 변화를 측정하기 위하여 Thyroid 부근에 5군데 ROI를 설정하여 영상의 CT Number와 Noise의 변화를 각각 비교한 결과 CT Number의 변화에서 Non shield을 기준으로 Bismuth 차폐체에서 36%가 증가하여 가장 큰 변화를 보였고, Aluminum 7.3mm 1.1% 증가, Silicone 21.5mm 4% 감소하였다. Noise의 측정에서는 Non shield을 기준으로 Bismuth 차폐체 41%, Aluminum 7.
0%로 가장 높은 암유병율을 나타낸다고 하였다. 또한 가장 잘 알려진 위험 요인은 목주변의 방사선 치료와 방사선 누출 사고에 의한 갑상선암 발병위험도의 증가이며, 방사선에 노출된 나이가 어릴수록 노출량에 비례하여 위험도가 증가한다고 하였다.^[9]
본 연구에서 Neck CT의 Thyroid 차폐를 위해 현재 임상에서 사용되는 환자 보호용구인 Bismuth 차폐체와 Aluminum 7.3mm, Silicone 21.5mm를 비교 실험한 결과 차폐율에서는 유의한 차이가 없는 것으로 나타났다. 화질의 변화를 보기 위한 영상의 CT Number의 변동에서 Bismuth 차폐체보다 변화가 적은 것으로 측정되었고 AAPM팬텀 영상 평가의 Uniformity 측정에서 Aluminum 7.
5mm를 비교 실험한 결과 차폐율에서는 유의한 차이가 없는 것으로 나타났다. 화질의 변화를 보기 위한 영상의 CT Number의 변동에서 Bismuth 차폐체보다 변화가 적은 것으로 측정되었고 AAPM팬텀 영상 평가의 Uniformity 측정에서 Aluminum 7.3mm, Silicone 21.5mm은 적합하였고 Bismuth 차폐체는 부적합하게 나타났다. 주위에서 쉽게 구할 수 있고 가공성이 우수한 Aluminum과 Silicone을 사용한다면 저렴한 비용으로 표재성 장기의 환자 선량을 감쇠시키는데 유용할 것으로 판단된다.

후속연구

Uniformity 측정에서는 Bismuth 차폐체가 12 o'clock 방향에서 합격기준인 5 HU보다 크게 측정되었다. 본 연구의 제한점은 차폐체의 측정에서 70 kVp를 사용하였고 120kVp를 주로 사용하는 CT장비에서 선감약계수의 차이가 발생할 수 있어 향후 차폐체의 제작에는 이에 대한 보완이 이루어져야 할 것으로 보인다.
5mm은 적합하였고 Bismuth 차폐체는 부적합하게 나타났다. 주위에서 쉽게 구할 수 있고 가공성이 우수한 Aluminum과 Silicone을 사용한다면 저렴한 비용으로 표재성 장기의 환자 선량을 감쇠시키는데 유용할 것으로 판단된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	유효선량(Effective dose)이란?	인체에 방사선이 미치는 영향을 나타내는 선량을 유효선량(Effective dose)이라 하며 시버트(Sivert, Sv)로 나타낸다. 음식물과 토양, 공기 중 호흡, 우주선 등의 노출로 인한 1년간의 자연방사선이 약 2.
	컴퓨터단층촬영(Computed Tomography, CT)에서 주의해야 할 점은?	컴퓨터단층촬영(Computed Tomography, CT)은 1972년 최초의 두부전용 CT장치가 개발되었고, 1977년 최초로 우리나라에 도입된 후 영상진단 분야에서 매우 유익한 검사법으로 비중이 점차 증가하고 있다.[1] 그러나 CT는 영상의학 분야에서 중요한 부분을 차지하고 있지만 환자가 받는 피폭선량이 높아 환자의 이익과 피폭의 위험성과의 사이에서 적절한 균형을 이루어야 할 필요성이 있다.
	현재 Bismuth 차폐체가 많이 사용되는 이유는?	현재 Neck CT의 경우 Thyroid와 같은 표재성 장기의 피폭을 줄이기 위해 Bismuth 차폐체를 많이 사용하고 있다. 그러나 Bismuth 차폐체의 경우 표재성 장기 부근에서 선속 경화현상이 많이 발생하고 CT Number, Noise, Uniformity값의 변동이 심하게 나타난다.

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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