[논문]치과 방사선촬영 시 구내 센서 내 차폐체 삽입을 통한 피폭선량 감소 연구

김아연; 이승재

doi:10.7742/jksr.2022.16.3.273

치과 방사선촬영 시 구내 센서 내 차폐체 삽입을 통한 피폭선량 감소 연구
A Study on the Reduction of Absorbed Dose through the Insertion of a Shielding Material in the Intraoralsensor of Dental Radiography 원문보기

한국방사선학회 논문지 = Journal of the Korean Society of Radiology, v.16 no.3, 2022년, pp.273 - 279

김아연 (이치과의원) , 이승재 (동서대학교 방사선학과)

초록
AI-Helper

치과 방사선촬영 시 환자에게 부여되는 피폭선량을 감소시키기 위해 구내 센서 내에 차폐체를 삽입하는 센서를 설계하였다. 설계한 센서를 사용하여 차폐체의 사용 유무에 따른 피폭선량의 변화를 평가하였다. 피폭선량 평가에 사용한 시스템은 바텍 사의 VEX-S300C이며, 65 kV, 3 mA, 0.15 sec의 조사 조건을 바탕으로 SPEKTR 시뮬레이션을 통해 X-선의 에너지스펙트럼을 획득하고, 각 에너지별 광자수를 도출하였다. Genat4 Application for Tomographic Emission(GATE) 시뮬레이션을 통해 시스템을 설계한 후 획득한 에너지스펙트럼을 방사선원으로 사용하여 피폭선량을 산출하였다. 차폐체는 납을 사용하였으며, 0.1 mm ~ 0.5 mm까지 0.1 mm 두께 간격으로 시뮬레이션을 수행하였으며, 이때 설계한 조사야는 직경 60 mm와 시스템의 선택 사항으로 사용 가능한 20 mm × 30 mm의 조사야에 대한 피폭선량을 평가하였다. 직경 60 mm 조사야를 사용할 경우 차폐체의 유무에 따른 피폭선량의 감소는 차폐체의 두께가 증가함에 따라 지수함수적으로 감소하였다. 또한 20 mm × 30 mm 조사야를 사용할 경우 차폐체를 사용하지 않았음에도 피폭선량은 상당히 감소하였고, 차폐체를 사용할 경우 더욱 피폭선량은 감소하는 것을 확인할 수 있었다.

Abstract ▼ AI-Helper

In order to reduce the absorbed dose given to the patient during dental radiography, a sensor that inserts a shield into the intraoralsensor was designed. Using the designed sensor, the change in absorbed dose depending on whether or not a shield was used was evaluated. The system used to evaluate the absorbed dose is VEX-S300C from Vatech, and the energy spectrum of X-rays was obtained through SPEKTR simulation based on the irradiation conditions of 65 kV, 3 mA, and 0.15 sec, and the number of photons for each energy was derived. After designing the system through Genat4 Application for Tomographic Emission(GATE) simulation, the energy spectrum obtained was used as a radiation source to calculate the absorbed dose. Lead was used for the shield, and simulations were performed at 0.1 mm thickness intervals from 0.1 mm to 0.5 mm was evaluated. In the case of using an X-ray field with a diameter of 60 mm, the decrease in absorbed dose according to the presence or absence of a shield decreased exponentially as the thickness of the shield increased. In addition, when a 20 mm × 30 mm field was used, the absorbed dose was significantly reduced even when no shield was used, and it was confirmed that the absorbed dose was further reduced when a shield was used.

주제어

표/그림 (7)

그림 Fig. 1. The structure of the intraoral sensor of dental radiography.
그림 Fig. 2. Vatech's VEX-S300C dental radiography system used in the simulation. X-rays were generated under irradiations of 65 kVp, 3 mA, and 0.15 sec.
그림 Fig. 3. Intraoral imaging of dental radiography configured in GATE simulation for dose evaluation.
그림 Fig. 4. Energy spectrum for a tube voltage of 65 kV obtained through SPEKTR simulation.
표 Table 1. Relative absorbed dose according to the use of shielding material when the X-ray field is 60 mm diameter and 20 mm × 30 mm in GATE simulation.
그림 Fig. 5. Change in relative absorbed dose depending on whether or not a shield is used for each X-ray field.
그림 Fig. 6. Dose distribuiton of head phantom according to the X-ray field. 60 mm diameter field (upper), 20 mm × 30 mm field (bottom).

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

치과 방사선의 구내 촬영에서의 피폭선량을 감소시키기 위한 방안으로 센서 후면에 차폐체를 삽입하여 인체에 조사되는 X-선의 양을 감소시키기 위한 연구를 수행하였다. 기존 시스템에 사용되는 직경 60 mm의 조사야와 선택 사항으로 구성할 수 있는 20 mm × 30 mm 조사야를 바탕으로 차폐체의 유무 및 두께에 따른 피폭선량을 획득 및 평가하였다.

제안 방법

치과 방사선의 구내 촬영에서의 피폭선량을 감소시키기 위한 방안으로 센서 후면에 차폐체를 삽입하여 인체에 조사되는 X-선의 양을 감소시키기 위한 연구를 수행하였다. 기존 시스템에 사용되는 직경 60 mm의 조사야와 선택 사항으로 구성할 수 있는 20 mm × 30 mm 조사야를 바탕으로 차폐체의 유무 및 두께에 따른 피폭선량을 획득 및 평가하였다. 모든 조사야에서 차폐체의 두께가 증가함에 따라 피폭선량은 지수함수적으로 감소되는 것을 확인할 수 있었다.
SPEKTR 시뮬레이션을 통해 획득한 X-선 광자를 GATE 시뮬레이션의 방사선원으로 적용하여 두경부 팬텀에서의 선량을 획득하였다. 센서 뒷면에 차폐체를 위치시켜, 차폐체의 유무에 따라 선량의 변화를 도출하였으며, 차폐체의 두께에 따라 변화되는 선량을 평가하였다. 차폐체로는 납을 사용하였으며, 두께는 0.

대상 데이터

SPEKTR 시뮬레이션을 통해 획득한 X-선 광자를 GATE 시뮬레이션의 방사선원으로 적용하여 두경부 팬텀에서의 선량을 획득하였다. 센서 뒷면에 차폐체를 위치시켜, 차폐체의 유무에 따라 선량의 변화를 도출하였으며, 차폐체의 두께에 따라 변화되는 선량을 평가하였다.
센서 뒷면에 차폐체를 위치시켜, 차폐체의 유무에 따라 선량의 변화를 도출하였으며, 차폐체의 두께에 따라 변화되는 선량을 평가하였다. 차폐체로는 납을 사용하였으며, 두께는 0.05 mm ~ 0.3 mm로 0.05 mm 간격으로 구성하였다.

성능/효과

직경 60 mm의 조사야를 지니고 차폐체를 사용하지 않는 기존 방식의 피폭선량에 비해, 납 차폐체를 사용하였을 경우, 두께가 증가함에 따라 피폭선량은 지수함수적으로 감소되는 것을 확인할 수 있다. 납 0.1 mm 두께를 사용하였을 경우, 차폐체를 사용하지 않는 기존 방식에 비해 3.08% 줄어드는 것을 확인할 수 있으며, 0.2 mm, 0.3 mm, 0.4 mm, 0.5 mm에서는 각각 3.56%, 3.74%, 3.83%, 3.87%로감소되는 추세를 보이는 것을 확인할 수 있다. 조사야를 20 mm × 30 mm로 설정한 경우, 차폐체 사용 유무 및 두께에 따른 피폭선량은 각 두께별로 0.
기존 시스템에 사용되는 직경 60 mm의 조사야와 선택 사항으로 구성할 수 있는 20 mm × 30 mm 조사야를 바탕으로 차폐체의 유무 및 두께에 따른 피폭선량을 획득 및 평가하였다. 모든 조사야에서 차폐체의 두께가 증가함에 따라 피폭선량은 지수함수적으로 감소되는 것을 확인할 수 있었다.
조사야를 20 mm × 30 mm로 설정한 경우, 차폐체 사용 유무 및 두께에 따른 피폭선량은 각 두께별로 0.1 mm부터 0.5 mm까지 55.58%, 64.46%, 67.85%, 69.42%, 70.14% 감소되는 것을 확인할 수 있다.
조사야의 크기를 직경 60 mm에서 20 mm × 30 mm로 변경하였을 경우, 피폭선량은 감소되어 나타났다
직경 60 mm와 20 mm × 30 mm의 조사야에서 모두 차폐체를 사용하였을 때 지수함수적으로 피폭선량이 감소하는 것을 확인할 수 있다.
직경 60 mm의 조사야를 지니고 차폐체를 사용하지 않는 기존 방식의 피폭선량에 비해, 납 차폐체를 사용하였을 경우, 두께가 증가함에 따라 피폭선량은 지수함수적으로 감소되는 것을 확인할 수 있다. 납 0.
치과 촬영을 위한 구내 촬영 시스템을 설계 시 센서 내부에 얇은 두께의 차폐체를 사용할 경우 센서의 크기 변화 없이 인체의 부여되는 피폭선량을 감소시킬 수 있을 것으로 판단된다. 또한 촬영 시스템의 조사야를 센서 크기에 맞출 경우 피폭선량을 확연히 감소시킬 수 있을 것이다.

후속연구

그러나 구강 내 센서는 센서를 보호하기 위해 덮개를 사용하므로 이러한 문제는 발생하지 않을 것으로 판단된다. 그러나 센서의 손상으로 인해 발생될 위험이 있으므로 향후 연구에서는 납이 아닌 다른 물질로 대체하여 환자의 피폭선량에 대한 연구를 수행하고자 한다.
치과 촬영을 위한 구내 촬영 시스템을 설계 시 센서 내부에 얇은 두께의 차폐체를 사용할 경우 센서의 크기 변화 없이 인체의 부여되는 피폭선량을 감소시킬 수 있을 것으로 판단된다. 또한 촬영 시스템의 조사야를 센서 크기에 맞출 경우 피폭선량을 확연히 감소시킬 수 있을 것이다.
그러나 직경 60 mm 조사야로 X-선을 조사하여 촬영할 경우 센서 이외의 영역에 X-선이 조사되어 촬영과는 필요 없는 선량이 부여된 것으로 판단된다. 센서 크기에 맞는 조사야를 선택하고 차폐체를 사용하면 환자에게 낮은 선량이 부여될 것으로 사료된다.

참고문헌 (20)

S. R. Hwang, "The need for developing guidelines for radiation protection in dental institutions", Journal of Korean Academy of Oral Health, Vol. 43, No. 2, pp. 92-99, 2019. https://doi.org/10.11149/jkaoh.2019.43.2.92.

상세보기
D. Seo, K. H. Kim, J. S. Kim, S. Han, K. Park, J. Kim, "Evaluation of radiation doses in patient and medical staff during endoscopic retrograde cholangiopancreatography procedures", Radiation Protection Dosimetry, Vol. 168, No. 4, pp. 516-522, 2016. http://dx.doi.org/10.1093/rpd/ncv373

상세보기
S. Y. Lee, K. L. Kim, H. K. Ha, I. C. Im, J. S. Lee, H. H. Park, B. J. Kwak, Y. S. Yu, "Evaluation of Radiation Exposure Dose for Examination Purposes other than the Critical Organ from Computed Tomography: A base on the Dose Reference Level (DRL)", Journal of the Korean Society of Radiology, Vol. 7, No. 2, pp. 121-129, 2013. http://dx.doi.org/10.7742/jksr.2013.7.2.121

원문보기 상세보기
A. V. B. Castilho, D. Szjenfeld, D. Nalli, V. Fornazari, A. C. Moreira, R. B. Medeiros, "A Study of Radiation Doses to the Patient and Medical Team at Embolization Procedures", Journal of Radiation Protection and Research, Vol. 44, No. 3, pp. 110-117, 2019. https://doi.org/10.14407/jrpr.2019.44.3.110.

원문보기 상세보기
J. K. Ko, Y. M. Kim, "Evaluation of effective dose during X-ray training in a radiological technology program in Korea", Journal of Radiation Research and Applied Sciences, Vol. 11, No. 4, pp. 383-392, 2018. https://doi.org/10.1016/j.jrras.2018.08.001.

상세보기
H. W. Kwon, J. P. Kim, H. J. Lee, J. C. Paeng, J. S. Lee, G. J. Cheon, D. S. Lee, J-K. Chung, and K. W. Kang, "Radiation Dose from Whole-Body F-18 Fluorodeoxyglucose Positron Emission Tomography/Computed Tomography: Nationwide Survey in Korea", Journal of Korean Medical Science, Vol. 31, No. 1, pp. 69-74, 2016. http://dx.doi.org/10.3346/jkms.2016.31.S1.S69.

상세보기
W. J. Han, "Absorbed and effective dose for periapical radiography using portable and wall type dental X-ray machines", The Journal of Korean Academy of Prosthodontics, Vol. 50, No. 3, pp. 184-190, 2012. http://dx.doi.org/10.4047/jkap.2012.50.3.184.

원문보기 상세보기
C. H. Lim, S. C. Kim, H. R. Jung, D. H. Hong, I. G. You, C. S. Jeong, "The Study for Radio Protection According to a Possible Danger of Exposure During dental X-ray Examination", Journal of the Korean Society of Radiology, Vol. 5, No. 5, pp. 237-244, 2011. http://dx.doi.org/10.7742/jksr.2011.5.5.237

원문보기 상세보기
Y. J. Oh, G. R. Hong, S. Y. Lee, "Study on the Exposure Field of Head and Neck with Measurement of X-ray dose Distribution for Dental Panoramic X-ray System", Journal of the Korean Society of Radiology, Vol. 9, No. 1, pp. 17-21, 2015. http://dx.doi.org/10.7742/Jksr.2015.9.1.17

원문보기 상세보기
I. W. Park, W. K. Jeung, H. S. Hwang, S. H. Lim, D. N. Lee, I. C. Im, J. S. Lee, H. H. Park, B. J. Kwak, Y. S. Yu, "A Study on the Patient Exposure Doses from the Panoramic Radiography using Dentistry", Journal of the Korean Society of Radiology, Vol. 7, No. 1, pp. 17-24, 2013. http://dx.doi.org/10.7742/jksr.2013.7.1.017

원문보기 상세보기
W. S. Jeon, D. K. Han, "Evaluation the absorbed dose in brain of dental radiography", Journal of the Korean Society of Radiology, Vol. 5, No. 6, pp. 343-349, 2011. https://doi.org/10.7742/jksr.2011.5.6.343

원문보기 상세보기
E. M. T. Nury, B. S. Ibrahim, "Evaluation Effective Dose for Patients Undergoing Dental X-Ray Examination", Erbil Dental Journal, Vol. 1, No. 2, pp. 117-124, 2018. http://dx.doi.org/10.15218/edj.2018.16
C. W. Liao, K. J. Huang, J. C. Chen, C. W. Kuo, Y. Y. Wu, J. T. Hsu, "A Prototype Intraoral Periapical Sensor with High Frame Rates for a 2.5D Periapical Radiography System", Applied Bionics and Biomechanics, Vol. 2019, pp. 1-9, 2019. http://dx.doi.org/10.1155/2019/7987496

상세보기
J. Punnoose, J. Xu, A. Sisniega, W. Zbijewski, and J. H. Siewerdsen, "Technical Note: SPEKTR 3.0 - A computational tool for x-ray spectrum modeling and analysis", Medical Physics, Vol. 43, No. 8, pp. 4711-4717, 2016. https://doi.org/10.1118/1.4955438

상세보기
D. Sarrut, M. Bardies, N. Boussion, N. Freud, S. Jan, J. M. Letang, G. Loudos, L. Maigne, S. Marcatili, T. Mauxion, D. R. Schaart, D. Visvikis, I. Buvat, "A review of the use and potential of the GATE Monte Carlo simulation code for radiation therapy and dosimetry applications", Medical Physics, Vol. 41, No. 6, pp. 064301, 2014. http://dx.doi.org/10.1118/1.4871617

상세보기
T. Deschler, N. Arbor, F. Carbillet, A. Nourreddine, "Dose calculations in heterogeneous volumes with the GATE Monte Carlo software for radiological protection", Radioprotection, Vol. 54, No. 2, pp. 125-132, 2019. http://dx.doi.org/10.1051/radiopro/2019014

상세보기
S. Benhalouche, D. Visvikis, A. Le Maitre, O. Pradier, N. Boussion, "Evaluation of clinical IMRT treatment planning using the GATE Monte Carlo simulation platform for absolute and relative dose calculations", Medical Physics, Vol. 40, No. 2, pp. 021711, 2013. https://doi.org/10.1118/1.4774358

상세보기
D. Sarrut, J. N. Badel, A. Halty, G. Garin, D. Perol, P. Cassier, J. Y. Blay, D. Kryza, A. L. Giraudet, "3D absorbed dose distribution estimated by Monte Carlo simulation in radionuclide therapy with a monoclonal antibody targeting synovial sarcoma", European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging Physics, Vol. 4, No. 6, pp. 1-16, 2017. http://dx.doi.org/10.1186/s40658-016-0172-1

상세보기
M. S. Lee, D. Hwang, J. H. Kim, J. S. Lee, "Deep-dose: a voxel dose estimation method using deep convolutional neural network for personalized internal dosimetry", SCIENTIFIC REPORTS, Vol. 9, pp. 10308, 2019. http://dx.doi.org/10.1038/s41598-019-46620-y

상세보기
L. Grevillot, D. J. Boersma, H. Fuchs, M. Bolsa-Ferruz, L. Scheuchenpflug, D. Georg, G. Kronrief, M. Stock, "The GATE-RTion/IDEAL Independent Dose Calculation System for Light Ion Beam Therapy", Frontiers of Physics in China, Vol. 9, pp. 704760, 2021. http://dx.doi.org/10.3389/FPHY.2021.704760

상세보기

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].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증