[논문]자동노출조절장치를 이용한 흉부 방사선검사 시 갑상샘 장기선량 최소화를 위한 새로운 차폐 방법에 관한 연구

주영철; 홍동희; 한범희

doi:10.17946/jrst.2020.43.5.323

Abstract ▼ AI-Helper

The purpose of this study is to investigate the effect of radiation shielding on the thyroid organ dose and image quality during Chest PA examination using automatic exposure control system. This study was conducted in the patient posture and examination conditions such as Chest PA using human model...

The purpose of this study is to investigate the effect of radiation shielding on the thyroid organ dose and image quality during Chest PA examination using automatic exposure control system. This study was conducted in the patient posture and examination conditions such as Chest PA using human model phantom. An experiment without shielding was set as a control group (non) and the cases of using paper coated with a contrast agent (contrast) and bismuth (bismuth) were used as experimental groups. Compared to non-shielded(non), the dose at bismuth increased about 7% in C(cervical vertebrae)5 and C6 and 14% in C7 and contrast showed dose increases of about 17 to 19% in C5 and C6 and about 21% in C7. As a result of the image quality comparison, when measured in the center of the cervical vertebrae, both SNR and CNR in bismuth increased about 40% higher than non, and contrast showed about 8 to 9% improvement. Compared with soft tissues of the cervix, bismuth reduced SNR by about 15% and CNR by about 13%, in contrast, SNR decreased by 11%, and CNR decreased by about 10%. In the Chest PA using AEC, the method of using the shield in front of the collimator has the advantage to observe the anatomical structure of the neck area well compared to the method using the lead. However, the dose at the neck can be increased by 7-21% depending on shielding materials.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

본 연구는 AEC를 적용한 Chest PA 검사 시 갑상샘 부위의 선량 감소를 위한 새로운 방법 및 차폐체 적용의 유용성과 갑상샘 선량감소 효과를 제시하였으며, 그 결과는 다음과 같다.
본 연구는 CXR 검사 시 갑상샘 선량 감소를 위한 새로운 차폐 방법과 bismuth를 대체할 수 있는 차폐 방법을 제안한 점 그리고 AEC를 적용하는 검사에서 차폐체의 적용이 환자의 피폭선량을 증가시킬 수 있다는 점을 제시했다는 점에서 의의가 있다.
이에 본 연구에서는 AEC를 이용하는 Chest PA 검사 시 갑상샘에 미치는 방사선 선량 최소화를 위한 방법으로 차폐체를 신체부위에 직접 적용하는 방법이 아닌 선속조절기(collimator)에 부착하는 새로운 방식의 효율성과 기존의 납이 아닌 bismuth 와 CT 조영제를 도포한 물질의 차폐체 설치 시 갑상샘 장기 선량에 미치는 영향과 영상에 미치는 영향에 대해 고찰해 보고자 한다.

제안 방법

* This study was used SNR and CNR for image quality comparison at image of control and experimental group. SNR and CNR was measured on center and left side soft tissue of C7 vertebrae.
bismuth는 1 ㎜ 시제품을 이용하였으며, Contrast는 CT 조영제(omnipaque 300)를 도포한 1 ㎜ 두께의 종이는 연구자가 직접 1 ㎜ 두께의 종이의 앞･뒷면에 조영제를 바르고 1일을 건조시켜 제작하였다.
선량 측정은 1회 측정 시 10회 조사 후 선량계의 평균값을 이용하였으며, 대조군과 실험군 각각 30회씩 측정하였다.
선량 측정을 위한 유리선량계는 경추 5～7번 높이에서 phantom의 전면부 갑상샘 위치에 각각 좌･우 1개씩 동일한 높이에 삽입하였다.
유리선량계는 pre heating과정을 거친 후 방사선 조사 전 선량계 고유의 선량값을 측정하였고, 방사선 조사 후 선량계의 측정치에서 조사 전 값을 뺀 값을 갑상샘 위치에서의 선량으로 설정하였다.
본 연구에서는 화질 측정을 위해 신호대잡음비(signal to noise ratio; SNR)와 대조도대잡음비(contrast to noise ratio; CNR)를 이용하였다. 화질 측정을 위한 관심 영역은 경추 7번의 중심과 좌측 연부조직으로 설정하였으며, background 자료는 영상의 좌측 상단에서 측정하였다[Fig. 2].

대상 데이터

inc], phantom)을 대상으로 하였다. X선 발생장치는 XGEO GC 85(Samsung Electronics, Korea)를 이용했다. 선량 측정은 유리선량계 GD-352M(Agc techno glass)를 사용하였고, 선량측정판독기는 FDG-1000(ASAHI Techno Glass Cororation)을 이용하였다.
본 연구는 인체모형팬텀(Alderson Radiation Therapy Phantom[radiology support device.inc], phantom)을 대상으로 하였다. X선 발생장치는 XGEO GC 85(Samsung Electronics, Korea)를 이용했다.
X선 발생장치는 XGEO GC 85(Samsung Electronics, Korea)를 이용했다. 선량 측정은 유리선량계 GD-352M(Agc techno glass)를 사용하였고, 선량측정판독기는 FDG-1000(ASAHI Techno Glass Cororation)을 이용하였다. 영상의 화질 측정은 Image J program(Image processing and analysis in Java, Java, wayne Rasband, USA)를 사용하였다.
조사조건은 110 kVp, 320 ㎃, 50㎳, 조사야 크기는 35.56 X 43.18 cm, 중심X선과 detector간 거리(source to image receptor distance; SID)는 180 ㎝로 고정하였으며, AEC 챔버는 상위 2개만 사용했고, 중심 X선 입사점은 흉추 6번 높이로 설정하였다.

데이터처리

갑상샘의 선량값은 좌･우 두 곳에서 측정된 값의 합에 대한 평균값을 평가하였다. 갑상샘 선량에 대한 평균 비교 시 경추 각 위치의 좌･우에서 측정된 값의 합에 대한 평균값으로 비교 분석하였다. 대조군과 실험군 선량의 평균값 비교는 일원배치분산분석(one-way ANOVA)을 통해 비교하였으며, 사후분석으로 Duncan을 적용하였다.
측정된 선량값과 SNR, CNR값은 기술통계로 나타냈다. 갑상샘의 선량값은 좌･우 두 곳에서 측정된 값의 합에 대한 평균값을 평가하였다. 갑상샘 선량에 대한 평균 비교 시 경추 각 위치의 좌･우에서 측정된 값의 합에 대한 평균값으로 비교 분석하였다.
갑상샘 선량에 대한 평균 비교 시 경추 각 위치의 좌･우에서 측정된 값의 합에 대한 평균값으로 비교 분석하였다. 대조군과 실험군 선량의 평균값 비교는 일원배치분산분석(one-way ANOVA)을 통해 비교하였으며, 사후분석으로 Duncan을 적용하였다. 통계프로그램은 SPSS(version 22.
측정된 선량값과 SNR, CNR값은 기술통계로 나타냈다. 갑상샘의 선량값은 좌･우 두 곳에서 측정된 값의 합에 대한 평균값을 평가하였다.
대조군과 실험군 선량의 평균값 비교는 일원배치분산분석(one-way ANOVA)을 통해 비교하였으며, 사후분석으로 Duncan을 적용하였다. 통계프로그램은 SPSS(version 22.0, SPSS, Chicago, IL, USA)를 사용하였고, 통계적 유의수준 95%의 신뢰구간으로 설정하였다.

이론/모형

본 연구에서는 화질 측정을 위해 신호대잡음비(signal to noise ratio; SNR)와 대조도대잡음비(contrast to noise ratio; CNR)를 이용하였다. 화질 측정을 위한 관심 영역은 경추 7번의 중심과 좌측 연부조직으로 설정하였으며, background 자료는 영상의 좌측 상단에서 측정하였다[Fig.
선량 측정은 유리선량계 GD-352M(Agc techno glass)를 사용하였고, 선량측정판독기는 FDG-1000(ASAHI Techno Glass Cororation)을 이용하였다. 영상의 화질 측정은 Image J program(Image processing and analysis in Java, Java, wayne Rasband, USA)를 사용하였다.

성능/효과

7번 경추 중심에서 측정된 SNR 값은 non의 경우5.06±0.06㏈, bismuth는 7.14±0.48 ㏈, contrast는 5.52±0.06 ㏈로 나타났으며, CNR은 non에서는 7.08±0.08 ㏈, bismuth는 9.88±0.66 ㏈, contrast는 7.71±0.09 ㏈이었다.
본 연구 결과, 실험군에서 갑상샘 선량 증가 원인은 AEC의 특징 때문으로 사료된다. bismuth와 contrast의 차폐 비교 결과 contrast가 bismuth 에 비해 약 10%정도 높은 선량 차폐 효과가 있는 것으로 나타났으며, 화질의 경우에서는 수치적인 차이는 있으나 무시할 수 있을 정도의 차이라고 생각되며, 이 경우 contrast를 도포하여 차폐체로 사용하는 것도 가능할 것으로 생각된다.
경추 5~7번 높이의 좌･우에서 측정된 선량을 합한 후 그에 대한 평균값을 비교 분석한 결과, 경추 5번에서의 평균 선량은 non의 경우 322.03±15.85 μ㏉, bismuth는 344.90±46.16μ㏉, contrast는 379.97±9.77 μ㏉로 나타났다.
경추 5~7번 모두 non과 bismuth, contrast의 평균값의 차이는 통계적으로 유의한 차이를 보였으며(p<0.01), 사후 분석에서도 모두 다른 그룹으로 나타났다(Table 3).
경추 7번의 중심과 연부조직에서의 SNR과 CNR은 Non과 Bismuth, Contrast 모두 평균값의 차이가 통계적으로 유의하였으며(p<0.01), 사후분석에서도 SNR, CNR 모두 독립적인 그룹으로 나타났다(Table 4), (Fig. 3).
본 연구에서는 차폐하지 않은 경우는 Non, Bismuth를 사용한 경우는 Bismuth, 조영제를 도포한 종이를 사용한 경우는 Contrast라고 명명하였다[Fig. 1].
연부조직에서 SNR은 non의 경우3.15±0.14 ㏈, bismuth는 2.68±0.07 ㏈, contrast는 2.81±0.06 ㏈이었으며, CNR은 non에서는 4.22±0.19 ㏈, bismuth는 3.68±0.10 ㏈, contrast는 3.79±0.08 ㏈로 측정되었다(Table 2).

후속연구

본 연구의 제한점으로는 실제 환자가 아닌 팬텀으로 진행되었다는 점이다. 그리고 차폐체 적용 시 AEC 이온쳄버의 변화에 대한 추가적인 연구가 필요할 것으로 생각된다.
본 연구의 제한점으로는 실제 환자가 아닌 팬텀으로 진행되었다는 점이다. 그리고 차폐체 적용 시 AEC 이온쳄버의 변화에 대한 추가적인 연구가 필요할 것으로 생각된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	CXR의 장점은?	흉부 방사선검사(chest radiography; CXR)는 의료분야에서 가장 많이 이용되는 영상의학과의 대표적인 검사방법으로 전체 방사선검사의 30～60%를 차지할 정도로 빈도수가 높다고 보고되고 있다. CXR은 흉부 질환을 진단할 수 있는 영상의학과적 검사 중 검사 시간이 가장 짧고, 방법이 간단하며, 다른 영상의학과적 검사법에 비해 낮은 방사선 선량으로 검사가 가능하다[1]. CXR은 복잡한 해부학적 구조와 여러 방사선 감약치를 가진 흉부의 구조를 하나의 2차원 평면영상으로 나타낼 수 있다.
	CXR획득을 위한 일반적인 검사법은 무엇인가?	CXR획득을 위한 일반적인 검사법은 환자의 등에서 가슴 방향으로 X선이 조사되는 흉부 후-전방향 검사(chest posteroanterior projection; chest PA)법이 이용된다. 하지만 Chest PA 시 흉부 이외의 목과 하복부 부위에 불필요한 방사선 피폭이 발생할 수 있다.
	흉부 후-전방향 검사법 이용 시, 발생할 수 있는 문제는?	CXR획득을 위한 일반적인 검사법은 환자의 등에서 가슴 방향으로 X선이 조사되는 흉부 후-전방향 검사(chest posteroanterior projection; chest PA)법이 이용된다. 하지만 Chest PA 시 흉부 이외의 목과 하복부 부위에 불필요한 방사선 피폭이 발생할 수 있다. 목과 하복부에 위치한 장기 중 방사선 감수성이 높은 장기로는 갑상샘과 생식선이 있다.

참고문헌 (10)

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Vahid K, Mansour Z, Mehradad G, Nasin Sh, Zahra FN. Dose reduction to the thyroid gland in pediatric chest raiography. International Journal of Pediatrics. 2016;4(7):2183-91.

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