[논문]Bolus tracking 기법을 이용한 복부 CT 검사 시 조영제 도달시간에 따른 환자 피폭선량 감소에 관한 연구

이승용; 한동균

doi:10.7742/jksr.2021.15.2.93

Bolus tracking 기법을 이용한 복부 CT 검사 시 조영제 도달시간에 따른 환자 피폭선량 감소에 관한 연구
A Study on the Reduction of Patient's Exposure Dose according to the Arrival Time of Contrast Media in Abdominal CT Scan using Bolus Tracking Technique 원문보기

한국방사선학회 논문지 = Journal of the Korean Society of Radiology, v.15 no.2, 2021년, pp.93 - 100

이승용 (을지대학교 대학원 방사선학과) , 한동균 (을지대학교 방사선학과)

초록
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본 연구는 bolus tracking 기법을 이용한 복부 CT 검사 시 환자 피폭선량에 영향을 미치는 인자를 알아보고 인자를 통해 지연시간을 조절하여 추후 bolus tracking 기법을 이용한 복부 CT 검사 시 환자의 방사선 피폭선량을 감소시키는 목적이 있다. 실험은 두 가지로 나누어 실시하였고, 첫 번째 실험은 환자 300명을 대상으로 하였고 남자 188명, 여자 112명, 평균나이는 58±12.18세(19~85세)이었다. 대상자의 신장, 체중, 체질량지수, 수축기혈압, 이완기혈압, 심박동수에 따른 조영제 도달시간(Arrival time)을 측정하였고, 영향 인자 그룹별 도달시간의 평균값을 기준으로 영향 인자에 따른 지연시간을 정하여 두 번째 실험에 적용하였다. 두 번째 실험은 첫 번째 실험 대상자 중 추적검사를 시행하는 150명(남자 100명, 여자 50명)을 대상으로하였고, 영향 인자에 따른 지연시간을 적용하여 적용 전·후 선량을 비교하였다. 첫 번째 실험 결과 조영제 도달시간과 심박동수가 관계가 있었고, 두 번째 실험 결과 심박동수에 따른 지연시간 적용 전·후 CTDIvol와 DLP 의 평균선량은 남자 4.98 mGy, 5.33 mGy·cm 감소하였고, 여자 3.53 mGy, 3.88 mGy·cm 감소하였다. 따라서 bolus tracking 기법을 이용한 복부 CT 검사 시 환자의 심박동수에 따른 지연시간 적용으로 방사선 피폭선량을 감소시킬 수 있다.

Abstract ▼ AI-Helper

The purpose of this study is to find out the factors that affect the patient's exposure dose during the abdominal CT scan using the bolus tracking technique, and reducing the radiation exposure to the patient during the abdominal CT scan using the bolus tracking technique by adjusting the delay time according to the corresponding factor. The experiment was divided into two parts, and the first experiment was conducted with 300 patients There were 188 males and 112 females, and their average age was 58±12.18(19~85). In the second experiment, 150 subjects (100 males and 50 females) who were undergoing their follow-up examination among the first experiment subjects, and the difference in dose before and after was compared by applying the delay time according to the influencing factor. As a result of the first experiment, there was a relationship between the arrival time of the contrast media and the heart rate, and it was found that the arrival time decreased as the heart rate increased for both men and women. As a result of the second experiment, the average dose of CTDIvol and DLP before/after applying the delay time according to the heart rate decreased 4.98 mGy and 5.33 mGy·cm in the male group, and 3.54 mGy and 3.88 mGy·cm in the female group. By applying proper delay time according to the patient's heart rate during abdominal CT scan with the bolus tracking technique, the radiation exposure dose of the patient can be reduced.

주제어

표/그림 (8)

표 Table 1. Characteristics of the subjects
표 Table 2. Delay time to be applied to follow-up patients (Unit : second)
표 Table 3. Analysis result according to male's factor
그림 Fig. 1. Analysis result according to heart rate group.
그림 Fig. 2. Box plot of CTDIvol results pre and post applying delay time according to heart rate.
그림 Fig. 3. Box plot of DLP results pre and post applying delay time according to heart rate.
표 Table 4. Analysis result according to female's factor
표 Table. 5. Results pre and post applying the delay time according to heart rate

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구는 bolus tracking 기법을 사용하는 CT 검사 시 아무런 정보도 없는 환자를 검사자 경험에 의한 지연시간 적용이 아닌 환자의 신장, 체중, 체 질량지수, 혈압, 심박동수와 조영제의 조영증강 시 간에 대한 상관관계를 분석하여 영향 인자에 따른 지연시간을 도출함으로써 추후 bolus tracking 기법을 이용한 복부 CT 검사 시 환자의 방사선 피폭선량을 감소시키는데 목적이 있다.

가설 설정

이 연구의 제한점은 여러 제조사별 CT 장비, 조영제 농도의 변수를 고려하지 않았다. 제조사별, 장 비 버전별, 조영제 농도별 환자의 피폭선량과 조영제 도달 시간과 선량이 차이가 있을 것을 가정하 여, 연구 계획 시 환자 인자를 제외한 모든 변수는 동일하게 진행하였다. 추후 제조사별, 장비 버전별, 조영제 농도별로 추가적인 연구가 필요하다.

제안 방법

5초, 최대 scan 횟수는 30회로 하였으며, 정확한 시간 측정을 위해 지연시간을 10 초로 변경하여 조영제 주입과 동시에 지연시간을 시작하게 하였다. Bolus tracking 기법의 관심 영역은 복강동맥(Celiac trunk)부위의 복부대동맥(Abdomen aorta)에 정한 후 조영증강 정도가 100 HU가 넘으면 검사부위에 설정된 시간 후 동맥기(Arterial phase) 검사를 시작하였다.
검사 조건은 A 대학병원에서 사용하는 프로토콜을 사용하였다. bolus tracking 기법의 조건은 관전압 120 kVp, 관전류 20 mAs로 하였고, cycle time은 1.5초, scan time은 0.5초, 최대 scan 횟수는 30회로 하였으며, 정확한 시간 측정을 위해 지연시간을 10 초로 변경하여 조영제 주입과 동시에 지연시간을 시작하게 하였다. Bolus tracking 기법의 관심 영역은 복강동맥(Celiac trunk)부위의 복부대동맥(Abdomen aorta)에 정한 후 조영증강 정도가 100 HU가 넘으면 검사부위에 설정된 시간 후 동맥기(Arterial phase) 검사를 시작하였다.
두 번째 실험은 조영제 도달시간에 영향을 주는 인자의 그룹별 평균시간을 추후 추적검사 시 지연 시간으로 적용하여 환자의 피폭선량이 감소하는지 알아보는 실험으로 지연시간 적용 전・후 CTDIvol, DLP 의 평균선량을 비교・분석하였다.
두 선행 연구와 본 연구 모두 병명 나누어 연구 하지 않았다. 선행연구 결과도 병명, 연령별로 분석 했을 때 규칙적인 모니터링 횟수를 찾을 수 없다는 연구 결과가 나왔고 본 연구에서도 연구 계획 시 병명 구분을 고려하지 않고 조영제 도달시간의 영향 인자에 맞추어 연구를 진행하였다. 그러나 두 선행 연구가 성별에서는 본 연구와 결과 차이가 있었다.
영향 인자에 따른 지연시간 적용 전·후 CTDIvol, DLP 선량의 평균값, 최대값, 최소값을 측정하였다
조 영제 주입 10초전의 측정된 혈압과 심박동수 데이 터를 수집하였다. 조영제 주입 후 복강동맥(Celiac trunk) 부위의 복부대동맥(Abdomen aorta)의 미리 설정한 관심영역에 조영제 도달시간을 측정하였다. 체질량지수는 신장과 체중의 정보를 직접 입력 후 체질량지수 정보를 얻었다.
첫 번째 실험은 조영제 도달시간에 영향을 주는 인자를 알아보기 위한 실험으로 CT 검사 시 측정 한 인자와 조영제 도달시간을 분석하였다.
추적검사 시 측정된 CTDIvol, DLP 선량과 이전 검사의 CTDIvol, DLP 선량을 PACS의 patient protocol에서 비교・분석 하였다.

대상 데이터

A 대학병원에 2020년 9월부터 10월까지 복부 CT 검사를 하는 만 19세 이상 환자 중 bolus tracking 기법을 사용하는 검사(위, 간, 췌장 CT)를 실시하는 환자 343명에게 ‘연구대상자 동의 설명문’을 배포 하였고, 정보수집에 동의하는 300명을 대상으로 하였다
CT 장비는 Siemens 사의 SOMATOM Definition Flash(Dual source 128 slice MDCT, Siemens Healthcare, Erlangen, Germany)를 사용하였고, 환자 감시장치는 Philips사의 M3046A Monitoring unit(Patient monitor, Philips Medizin System Bobligen Gmbh, Germany)을 사용하였으며 신장과 체중측정은 InBody사의 BSM330(InBody(주), Seoul, Korea)을 사용하였다.
대상자 전원 좌측 정중 주와정맥(Median Cubital Vein)에 주사바늘 굵기 20G(gauge)로 조영제 주입 통로를 확보 하였다. 혈관 상태가 좋지 않은 경우나 미성년자는 초당 조영제 양의 변수가 생길 수 있으므로 대상자에서 제외하였고, 유방절제술이나 혈액투석 등으로 인해 혈관 확보가 되지 않는 경우도 제외하였다.
실험 전 본원 기관윤리심의위원회(Institutional Review Board, IRB)에서 연구 승인(AJIRB-MEDOBS-20-322)을 받았으며 연구에 동의하는 환자를 대상으로 실시하였다.
이들 300명은 남자 188명, 여자 112명이며, 평균나이는 58±12.18세(19~85세)이었다
검사 장비, 사용 재료, 검사 조건은 1차 실험과 동일하게 진행하였다. 환자는 CT 테이블에 바로 누운 상태에서 심박동수 측정기만 장착하고 검사를 진행하였고, 전과 동일하게 조영제 주입 10초전 심박동수 데이터를 사용하였으며, 심박동수에 따른 지연시간으로 적용한 시간은 Table 2와 같다.

데이터처리

대응표본 t 검정을 통해 적용 전·후 CTDIvol, DLP의 평균선량을 분석하였다
측정한 인자와 조영제 도달시간을 각각 상관분석을 실시하였고, 인자별 전체 평균과 그룹별 평균 조영제 도달시간을 분석하였다. 측정된 인자 중 영 향 인자의 그룹별 평균과 표준편차를 분석하였다.
측정한 인자와 조영제 도달시간을 각각 상관분석을 실시하였고, 인자별 전체 평균과 그룹별 평균 조영제 도달시간을 분석하였다. 측정된 인자 중 영 향 인자의 그룹별 평균과 표준편차를 분석하였다.

이론/모형

검사 조건은 A 대학병원에서 사용하는 프로토콜을 사용하였다. bolus tracking 기법의 조건은 관전압 120 kVp, 관전류 20 mAs로 하였고, cycle time은 1.

성능/효과

본 연구를 통해 bolus tracking 기법을 사용하여 복부 CT 검사 시 환자의 심박동수에 따른 지연시 간의 적용으로 환자의 CTDIvol와 DLP 선량을 감소시킬 수 있었다. 또 심박동수 그룹별 CTDIvol 와 DLP 의 평균 선량을 비교한 결과 bolus tracking 기법을 사용 시 심박동수가 낮을수록 방사선피폭이 더 많았고 높을수록 방사선피폭이 적었다. 이는 본 연구 결과에서 보듯 환자의 심박동수가 낮은 경우 관심영역의 조영제 도달시간이 늦어져 심박동수를 측정하지 않고 경험에 의한 지연시간을 적용한 검사에서 방사선 피폭이 많았다는 것을 의미한다.
본 연구를 통해 bolus tracking 기법을 사용하여 복부 CT 검사 시 환자의 심박동수에 따른 지연시 간의 적용으로 환자의 CTDIvol와 DLP 선량을 감소시킬 수 있었다. 또 심박동수 그룹별 CTDIvol 와 DLP 의 평균 선량을 비교한 결과 bolus tracking 기법을 사용 시 심박동수가 낮을수록 방사선피폭이 더 많았고 높을수록 방사선피폭이 적었다.
심박동수에 따른 지연시간 적용 전·후 CTDIvol, DLP 의 평균선량 차이를 검증하기 위한 대응표본 t 검정 결과는 CTDIvol, DLP 의 평균선량은 남자・ 여자 모두 p=0.00으로 유의수준 0.05을 기준으로 유의하게 나타났다

후속연구

bolus tracking 기법을 이용한 복부 CT 검사 시 검사 중 심박동수 측정하고 심박동수에 따른 지연 시간 적용으로 조영제 도달시간을 예측하고 검사를 하게 된다면 환자에게는 방사선 피폭선량을 감 소시킬 수 있는 하나의 방법이 될 것이다. 더 나아가 환자정보를 미리 입력을 하면 자동으로 설정이 되는 CT 장비의 소프트웨어 개발도 환자의 방사선 피폭선량 감소를 위해 필요하다.
bolus tracking 기법을 이용한 복부 CT 검사 시 검사 중 심박동수 측정하고 심박동수에 따른 지연 시간 적용으로 조영제 도달시간을 예측하고 검사를 하게 된다면 환자에게는 방사선 피폭선량을 감 소시킬 수 있는 하나의 방법이 될 것이다. 더 나아가 환자정보를 미리 입력을 하면 자동으로 설정이 되는 CT 장비의 소프트웨어 개발도 환자의 방사선 피폭선량 감소를 위해 필요하다. 또 본 연구가 bolus tracking 기법을 사용하는 다른 부위의 CT 검사 시 환자의 방사선 피폭선량 감소에 대한 연구에 기초 자료가 될 것이라고 기대된다.
더 나아가 환자정보를 미리 입력을 하면 자동으로 설정이 되는 CT 장비의 소프트웨어 개발도 환자의 방사선 피폭선량 감소를 위해 필요하다. 또 본 연구가 bolus tracking 기법을 사용하는 다른 부위의 CT 검사 시 환자의 방사선 피폭선량 감소에 대한 연구에 기초 자료가 될 것이라고 기대된다.
05). 이 부분은 추가적인 연구가 필요하다.
이 연구의 제한점은 여러 제조사별 CT 장비, 조영제 농도의 변수를 고려하지 않았다. 제조사별, 장 비 버전별, 조영제 농도별 환자의 피폭선량과 조영제 도달 시간과 선량이 차이가 있을 것을 가정하 여, 연구 계획 시 환자 인자를 제외한 모든 변수는 동일하게 진행하였다.
이는 인자 하나만 고려하는 것 보다 신체적인 조건이 종합적으로 작용했을 것으로 판단된다. 추후 성별에 따른 연구가 필요하다.
제조사별, 장 비 버전별, 조영제 농도별 환자의 피폭선량과 조영제 도달 시간과 선량이 차이가 있을 것을 가정하 여, 연구 계획 시 환자 인자를 제외한 모든 변수는 동일하게 진행하였다. 추후 제조사별, 장비 버전별, 조영제 농도별로 추가적인 연구가 필요하다.

참고문헌 (8)

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상세보기
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상세보기
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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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