Ⅰ.서 론

방사선 진단 기기의 발전에 따라 의료에서 방사선의 이용 은 매년 증가하고 있고 연간 의료 피폭선량이 인공 방사선 원 중에서 가장 많은 부분을 차지하고 있다. 식품의약품안 전처의 보도자료 (2014.01.22.)에 의하면 2007년부터 2011 년 까지 5년간 의료기관의 방사선 검사 건수가 약 35%정도 증가하였고 이로 인한 국민 일인당 연간 진단용 방사선 검 사는 4.6회에 이르게 되었으며 피폭양은 약 51%의 증가율 을 보이게 되었다. 무엇보다 방사선 검사 건수 중 일반 X- 선 촬영이 78%를 차지하고 있는 만큼 그로인한 피폭선량이 치료목적으로 받는 선량보다는 훨씬 적지만 검사 수에 비하 면 상당하다고 볼 수 있다¹⁾.

한편 국제방사선방어위원회(ICRP) 권고 26²⁾에서는 “모 든 피폭은 경제적, 사회적 요인을 고려하면서 합리적으로 달성할 수 있는 데까지 유지하지 않으면 안 된다”라고 기술 되어 있으며 동시에 “기술에 신중한 주의를 기함으로서 의 료행위의 가치를 손실하지 않고 선량을 현저하게 경감시킬 수 있다”고 지적하고 있다. X-선 검사 시에 환자에게 조사 되는 피폭선량을 정확히 알고 있다는 것은 환자의 불안을 해소하고, 검사자의 피폭선량에 대한 경감의식을 향상시킬 수 있다. 검사자가 환자의 진단 및 검사를 위해 환자에게 방 사선을 조사함에 있어 환자가 받는 선량이 어느 정도인지 정확히 알 필요가 있다. 이에 따라 디지털 의료방사선 영역 에서 화질 개선과 환자의 피폭 선량 감소는 중요한 과제가 되고 있는 실정이다. 예전에는 의료기관에서 피폭되는 방사 선량에 대해서는 비교적 관대하거나 무관심하였으나 일본 후쿠시마 원전사고, 국내 원자력 발전소 고리1호기 가동수 명 등 사회적 이슈로 인해 방사선의 관심이 크게 높아지고 있고, 최근 삶의 질 향상과 더불어 건강증진에 대한 국민적 관심과 각종진료에 방사선 검사가 빈번히 적용됨에 따라 각 언론과 인터넷 등을 통해 국민들의 방사선 피폭에 대한 관 심은 크게 증가하였다. 또한 환자 및 보호자의 의식수준 향 상으로 피폭선량이 민감한 이슈로 등장하면서 환자에 따라 서는 검사 받은 피폭선량에 대한 문의와 불만도 제기하고 증가하고 있는 실정이다. 하지만, 방사선의 이용은 질병의 진단 및 치료에 필수적이며 인간의 건강을 보호하고 의료분 야에 큰 기여를 하고 있다.

방사선사가 담당하는 촬영기술 중 촬영조건은 인체의 정 보를 적정한 사진화상으로 묘사하기 위한 것으로 관전압, 관전류, 촬영시간 등의 물리적 조건이다. 일반촬영검사에서 동일한 검사가 촬영조건에 따라 환자의 피폭선량은 큰 차이 를 나타낸다³⁾. 또한, 최남길 등은 부가필터 및 노출변화에 따른 피폭선량을 비교 연구하였다⁴⁾.

따라서, 본 연구는 복부 일반 X-선 촬영의 선량 저감화 방안으로 복부팬텀을 이용하여 부가필터(Al Filter) 유무와 촬영거리를 변화시켜 입사표면선량(entrance surfacedose, ESD)을 측정하여 환자 피폭선량의 경감 효과에 대한 기초 자료로서 그 의의를 두고자 한다.

Ⅱ.연구대상 및 방법

1.실험기기 및 촬영조건

1)실험기기

실험에 사용된 기기는 첫째, 다기능 반도체 QA 측정기 Piranha 657 (RTI Electronic, Sweden)를 사용하였다. 측 정기는 12 nGy~1,000 Gy 사이에서 ±5% 허용오차를 가지 고, 관전압 35~155 kVp 범위에서 ±1.5% 오차를 가지며⁵⁾, 측정에 사용된 X선 관의 양극의 경사각도는 13°이다(Fig 1). 둘째, 부가필터는 알루미늄으로 100 mm × 100 mm 크기로 두께는 0.5 mmAl을 사용하였고(Fig. 2), 셋째, 인체모형팬 텀은 복부 조직등가팬텀을 사용하였다(Fig. 3).

방사선조사 장치로는 진단용 방사선 발생장치로 AccuRay -650R (Dong Kang, Korea)을 사용하였다. 이는 고주파 (Hight Frequency Type) 3상 방식으로 고유여과 (Inherent filteration)는 2.4 mmAl를 갖는다.

2)촬영조건

본 실험에서 복부조직등가 팬텀을 촬영 테이블 가운데에 바로 누운자세로 위치시키고, 촬영조건은 일반 복부영상에 서 많이 사용하는 조건으로 관전압 80 kVp, 관전류 125 mA 로 고정하고, 조사시간을 한시장치(Timer)인 자동노출제어 장치(AEC ; Auto Exposure Controler)를 사용하여 적정농 도에 노출이 되면 관전류가 차단이 되는 방법을 사용하였 다. 조사야(Field of View, FOV)는 16 × 16 inch로 설정하 였다.

2.연구방법

실험방법은 부가필터(Al Filter)를 삽입한 방법(Fig. 4) 과 부가필터(Al Filter)를 제거한 방법(Fig. 5)으로 선원과 검출기간 거리(source to image receptor distance : SID) 를 100 cm, 110 cm, 120 cm, 130 cm로 변화를 주어 각각 10회 측정하여 평균값을 사용하였다.

1)SID 증가 시 부가필터(Al Filter) 유무에 따른 관전류량 측정

등가물질로 구성된 복부 팬텀을 바로누운자세에서 SID를 100 cm부터 10 cm 단위로 130 cm까지 변화를 주어 부가필 터(Al Filter)를 사용하였을 때와 사용하지 않았을 때의 관 전류(mAs)값을 측정하였다.

2)SID 증가 시 부가필터(Al Filter) 유무에 따른 ESD 값 측정

등가물질로 구성된 복부 팬텀의 조사야 중심에 Piranha 657 선량계를 위치시켜 바로누운자세에서 SID를 100 cm부 터 10 cm 단위로 130 cm까지 변화를 주어 부가필터(Al Filter)를 사용하였을 때와 사용하지 않았을 때의 ESD 값을 측정하였다. 선량의 단위는 mGy를 사용하였다.

3)영상비교

획득한 영상파일을 JPEG 영상파일 형식으로 변환 후, 각 각의 영상에 대한 화질평가를 위해 이미지 J 프로그램⁶⁾ 을 통해 각 영상의 히스토그램을 얻고, 평균값과 표준편차 값 을 측정하였다. 히스토그램은 X축에는 영상의 농도 값, Y축 에는 각 픽셀의 농도 값에 대한 빈도수로 나타낸다. 기존의 복부 바로누운자세의 SID 100 cm의 영상과 ESD와 비교하 도록 한다^7,8).

Ⅲ.결 과

1.SID 증가 시 부가필터(Al Filter) 유무에 따른 관전류량 측정값

본 실험의 결과로 관전류량은 자동제어노출장치(AEC)를 사용하여 선원과 검출기간의 거리 변화에 따라 증가하는 것 을 확인할 수 있었으며, SID를 10 cm 간격으로 증가 시 부 가필터(Al Filter)를 사용하였을 때와, 사용하지 않았을 때 모두 선량값은 증가하였다(Table 1). 부가필터(Al Filter)를 사용하였을 때는 사용하지 않았을 때 보다 더 많은 양의 선 량 값이 측정되었다(Fig. 6)

2.SID 증가 시 부가필터(0.5 mm Al) 유무에 따른 ESD 값

SID 증가 시 부가필터(0.5 mm Al)를 사용하였을 때와 사 용하지 않았을 때 모두 ESD는 감소하였다(Fig. 7). 그 중 대표적으로 SID가 가장 긴 조건인 130 cm의 경우, 부가필 터(0.5 mm Al)를 사용하였을 때와 사용하지 않았을 때의 각각의 선량 값(mGy)으로 비교해 보았을 때, 부가필터(0.5 mm Al)를 사용하였을 때의 값이 사용하지 않았을 때의 값 보다 0.55 mGy 더 낮게 측정되었다. 이것은 부가필터(0.5 mm Al)를 사용하였을 때, 피폭선량이 더욱 줄어든다는 결 과를 얻게 되었다(Table 2).

3.영상비교

다음은 각각의 SID 촬영조건의 변화에 따라 촬영한 영상 으로 부가필터(0.5 mm Al)를 제거한 영상(Fig. 8)과 부가 필터(0.5 mm Al)를 삽입한 영상(Fig. 9)이다.

다음은 SID 변화에 따른 영상을 JPEG 영상 파일 형식으 로 변환 후 이미지 J 프로그램을 이용하여 각 영상의 히스토 그램을 비교 분석하였다(Table 3).

1)부가필터(0.5 mm Al)를 사용하지 않았을 때

표준편차는 거리가 100 cm에서 110 cm으로 변화시 2.6 증가하였으며, 120 cm에서는 1.0 증가하였다. 또한, 130 cm에서는 5.9 값이 증가하였다.

픽셀의 평균값의 경우에는 거리가 100 cm에서 110 cm으 로 1.9 증가하였으며, 120 cm에서는 8.6 증가하였다. 또한 130 cm에서는 12.3 증가하였다(Fig. 10).

2)부가필터(0.5 mm Al)를 사용하였을 때

표준편차는 거리가 100 cm에서 110 cm으로 변화시 1.1 증가하였으며, 120 cm에서는 3.6 증가하였다. 또한, 130 cm에서는 4.4 증가하였다.

픽셀의 평균값의 경우에는 거리가 100 cm에서 110 cm으 로 변화 시, 4.5 증가하였으며, 120 cm에서는 10.4 증가하 였다. 또한, 130 cm에서는 18.3 증가하였다(Fig. 11)

부가필터(0.5 mm Al)를 사용하였을 때와 사용하지 않았 을 때 모두 SID가 증가할 경우 영상의 전체적인 농도는 밝 아지는 경향을 보여 히스토그램이 우측으로 조금 이동하였 다. 결과적으로, 전체적인 영상의 변화는 큰 차이가 나타나 지 않았다.

Ⅳ.고 찰

현재 인류에 있어 방사선은 많은 혜택을 주었지만, 그로 인한 많은 신체적 장해가 유발되는 등 예기치 않은 문제들 이 발생되기도 한다. 디지털 의료방사선 영역에서 화질 개 선과 환자의 피폭 선량 감소는 중요한 과제이다. 식품의약 품안전처 보도자료(2014.01.22.)에 의하면 현대 의료에 있 어 인공 방사선을 이용한 진료의 비중도 점점 증가하고 있 는 추세이고 이러한 방사선에 의한 피폭 선량 문제제기는 국내외에 이미 많은 연구가 보고 되었다. 2003년 세계보건 기구(World Heaith Oganization : WHO)에서는 일반촬영 의 기준을 제시하고 있으며⁹⁾, 김정수 등의 논문에서 의료기 관의 형태별 조사에서 영상의학검사 일반촬영 분야의 촬영 기법에 대한 분석을 하여 동일검사에서의 환자피폭선량의 큰 차이를 보이는 것으로 조사되었다¹⁰⁾. 이와같이 같은 검 사라 하더라도 방사선 촬영장비의 조건에 따라 방사선사에 기술적 방법에 따라 환자에게 주는 피폭선량을 다르게 나타 날 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 현재 많은 검사비중을 차지하고 있는 복부를 기준으로 선량을 측정하였고, 피폭선 량 저 감화 방법 중 SID에 변화를 주었으나 focal distance 의 문제로 인해 최대 130 cm까지 거리를 늘릴 수 없다는 것 에 국한되어 세분화 하지 못했다는 점, 실제 여러 개의 병원 간에 다양한 기기로 많은 촬영이 이루어지지 않고 소수의 촬영기기로 실험이 진행된 점으로 볼 때 실제 표면입사선량 의 평균치를 크게 세분화하지 못했다는 것에는 약간의 통계 적 오차가 나타날 수 있다. 그리고 본 연구에서 측정된 ESD 와 비교 시 사용된 환자선량 권고량은 2007년에 제시되었던 권고량으로 그 차이가 있어 현실적이지 못한 부분도 있다. 이 외에 추가적인 연구로 아직까지 유효선량에 대한 가이드 라인이 없는 실정이다. 따라서 추가적으로 유효선량에 대한 연구와 실험을 통해 ESD와 같은 유효선량의 가이드라인을 제시할 필요가 있다.

본 연구에서는 SID를 10 cm단위로 증가시켜 Piranha 657 선량계^11,12) 부가필터(0.5 mm Al)를 사용해 실험을 진 행하였고, 선량 증가하지만, ESD는 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 이는 낮은 에너지를 갖는 X선 광자들이 여과판 사용으로 인해 제거되어 ESD의 감소로 나타내며, 또한, 영 상의 히스토그램상의 분포 또한, SID 변화에 따라 ESD와 조사조건의 차이가 나타나지만 영상의 히스토그램상의 분 포는 영상을 진단하는데 큰 지장은 없다는 것을 확인할 수 있었다. 최 등의⁴⁾ 이전 연구에서도 부가필터에 따라 ESD에 는 차이가 있었지만 히스토그램에 따른 분포 곡선의 차이는 크게 없다고 보고 하였다. 따라서 본 연구에서는 복부 일반 촬영에서의 거리를 100 cm 혹은 110 cm으로 제한하여 촬영 하기 보다는 SID를 더 길게 하여 영상의 질을 유지하면서, ESD를 줄여 피폭선량을 줄일 수 있을 것이라고 사료된다. 앞으로 복부 일반 촬영 시 피폭선량을 감소시킬 수 있는 방 안에 기여할 수 있을 것이다.

Ⅴ.결 론

SID를 10 cm단위로 변화를 주어 Piranha657, 부가필터 (0.5 mm Al)를 사용해 실험을 진행한 결과 다음과 같은 결 론을 얻었다.

본 연구의 결과, SID가 선량에 영향을 주고 있음을 확인 하였고, ESD를 줄여 피폭선량을 감소시킬 수 있을 것이다.