[논문]반복적인 복부 컴퓨터단층촬영 시행 시 환자선량 감소를 위한 관전압 변화 적용의 유용성

윤준; 김현주

doi:10.7742/jksr.2021.15.3.293

[국내논문] 반복적인 복부 컴퓨터단층촬영 시행 시 환자선량 감소를 위한 관전압 변화 적용의 유용성
Usefulness of Application of Tube Voltage Changes to Reduce Patient Dose during Abdominal CT Follow up 원문보기

한국방사선학회 논문지 = Journal of the Korean Society of Radiology, v.15 no.3, 2021년, pp.293 - 299

윤준 (동남보건대학교 방사선과) , 김현주 (동남보건대학교 방사선과)

초록
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CT 장치를 이용하여 주기적인 검사를 시행하는 환자의 불가항력적 방사선 피폭을 줄이기 위해 다양한 스캔 파라미터 중 X선의 투과력과 밀접한 관전압의 변화를 통해 환자 선량을 감소시킬 수 있는 스캔 방법을 알아보았다. 실험결과 일반적으로 임상에서 많이 적용하는 120 kVp 대신 100 kVp를 적용하여 스캔 시 CTDI가 약 41 % 감소하였다. 또한 화질 변화정도는 CT value는 1046.1±3.7 HU, Pixel value는 71.4±7.9로 측정되었으며 통계분석결과 큰 차이가 없는 것으로 분석되었다(0.05CT 검사에 의해 발생하는 피폭선량을 감소시켜 환자 선량의 감소와 더불어 CT검사에 대한 불안과 환자의 예후에도 긍정적인 영향을 줄 수 있을 것으로 사료된다.

Abstract ▼ AI-Helper

In order to reduce the irresistible radiation exposure of patients who perform periodic examinations using a CT among various scan parameters a method to reduce patient dose was investigated through changes in the tube voltage close to X-ray penetrating power. As a result of the experiment 100 kVp was applied instead of 120 kVp which is commonly used in clinical practice and CTDI decreased by about 41% during scan. In addition the degree of change in image quality was measured as 1046.1±3.7 HU for CT value and 71.4±7.9 for Pixel value and statistical analysis showed no significant difference (0.05

Keyword

표/그림 (7)

그림 Fig. 1. Dose Measurement with change in kVp.
그림 Fig. 2. Measurement of CT Value and Pixel Value Change according to kVp Change.
그림 Fig. 3. Dose Evaluation with Variation of kVp.
표 Table 1. CTDI comparative analysis according to kVp
그림 Fig. 4. Comparison using Pixel Value Graph.
표 Table 2. CT and pixel value comparative analysis according to kVp
표 Table 3. CT value by ROI according to kVp change

AI 본문요약
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제안 방법

실험은 관전압을 제외한 모든 파라미터는 동일하게 고정 후 스캔하여 결과를 도출하였다. 실험 방법은 팬텀 실험과 임상에서 획득한 영상을 활용하여 분석하는 임상 실험으로 진행하였다. 실험에 사용한 장비는 GE MDCT(Discovery 750 HD, GE HEALTHCARE, Milwaukee, USA.
실험 방법은 팬텀 실험과 임상에서 획득한 영상을 활용하여 분석하는 임상 실험으로 진행하였다. 실험에 사용한 장비는 GE MDCT(Discovery 750 HD, GE HEALTHCARE, Milwaukee, USA.)를 사용하였고 실험에 적용한 파라미터는 관전압은 120 kVp 기준, 80 kVp, 100 kVp, 140 kVp로 변화를 주었고, 50 cm 의 SFOV, 5 mm의 슬라이스 두께, 0.5초의 tube rotation time, 250 mA로 설정하였다. 팬텀 실험 중선량 측정은 아크릴 팬텀과 Ionization Chamber를 사용하여 관전압 변화에 따른 중심부와 주변부 선량을 측정하여 비교하였다.
5초의 tube rotation time, 250 mA로 설정하였다. 팬텀 실험 중선량 측정은 아크릴 팬텀과 Ionization Chamber를 사용하여 관전압 변화에 따른 중심부와 주변부 선량을 측정하여 비교하였다. 선량 측정은 FLUKE (TRAID TNT Dosimeter 35050AT, FLUKE Biomedical, USA.
선량 측정은 Fig. 1과 같이 고정 후 팬텀 주변부 (12시, 3시, 6시, 9시 방향)와 중앙부에 Ion chamber 를 삽입시킨 후 관전압을 80 kVp, 100 kVp, 120 kVp, 140 kVp로 변화 적용하여 10회씩 스캔하였다. 스캔 시 reader기에 표시된 선량을 Eq.

대상 데이터

선행 실험으로 적용했던 관전압 100 kVp, 120 kVp 적용한 영상 중 BMI(body mass index) 18.5 ~ 24.9로 정상에 해당하는 30명의 검사 영상을 이용하였다. 동맥기(Arterial phase)영상을 이용하여 ROI 를 그려 CT 값을 측정하였으며 ROI는 복부의 큰 혈관과 장기로 Aorta, Liver, Gall bladder, Pancreas, Spleen, Kidney, Abdominal fat, Lumbar vertebrae 등에 Fig.

데이터처리

스캔 시 reader기에 표시된 선량을 Eq. (1)에 적용하여 CTDI 값을 계산하였고, 임상에서 복부 CT 검사 시 많이 적용하는 120 kVp를 기준으로 평균값을 비교하였다.
2와 같이 약 5 cm 직경의 원형 ROI(Region of interesting)를 그려 Eq. (2)에 적용 CT 값을 기록하여 비교하였으며 정확도 향상을 위해 Image J 프로그램의 Histogram 분석기능을 활용하여 pixel value를 측정 후 결과의 객관성을 보완하였다.

성능/효과

관전압을 변화시켜 아크릴 팬텀을 활용하여 CTDI를 측정 후 120 kVp 기준으로 비교하였으며 Table 1과 같이 80 kVp에서 1.28 mGy, 100 kVp에서 2.59 mGy, 120 kVp에서 4.4 mGy, 140 kVp에서 6.22 mGy로 측정되어 관전압이 증가할수록 CTDI 증가하였으며, 선량 변화율은 80 kVp에서 약 70.1 % 감소, 100 kVp에서 약 41.1 % 감소, 140 kVp에서 약 29.2 % 증가하였다.
일반적으로 CT 검사 시 검사 부위 선량을 줄이기 위해 검사 프로토콜의 변경뿐만 아니라 납(Pb), 또는 비스무트(Bismuth) 등의 차폐체 적용 등의 시도는 되었지만 대부분 결과에서 불가항력적으로 화질의 저하를 감수하였다. 본 연구에서는 복부CT 추적검사를 시행하는 환자를 연구대상으로 한정하였으며 기존검사 방법과 가장 유사한 화질의 수준을 구현할 수 없지만, 화질을 기존검사와 유사하면서도 환자 선량을 낮출 수 있는 측면에서는 유용할 것으로 기대되며 특히, 추적검사를 위해 내원한 환자의 불안감소와 환자 선량한도 측면에서도 긍정적인 의미가 있을 것으로 사료된다.

후속연구

일반적으로 CT 검사 시 검사 부위 선량을 줄이기 위해 검사 프로토콜의 변경뿐만 아니라 납(Pb), 또는 비스무트(Bismuth) 등의 차폐체 적용 등의 시도는 되었지만 대부분 결과에서 불가항력적으로 화질의 저하를 감수하였다. 본 연구에서는 복부CT 추적검사를 시행하는 환자를 연구대상으로 한정하였으며 기존검사 방법과 가장 유사한 화질의 수준을 구현할 수 없지만, 화질을 기존검사와 유사하면서도 환자 선량을 낮출 수 있는 측면에서는 유용할 것으로 기대되며 특히, 추적검사를 위해 내원한 환자의 불안감소와 환자 선량한도 측면에서도 긍정적인 의미가 있을 것으로 사료된다.

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