Ⅰ.서 론

핵의학과에서 사용하고 있는 방사성동위원소는 질병의 진 단 및 치료에서 널리 이용되고 있다. 한국방사선진흥협회에 서 발표한 2012년도 방사선이용통계¹⁾ 중 핵의학관련 분야 별 검사현황에 따르면 고에너지 γ선을 이용하여 환자의 병 적상태를 영상학적으로 진단하는 γ카메라를 이용한 영상검 사와 β선을 이용한 치료, 그리고 PET-CT 영상검사는 2008 년부터 2012년까지 각각 574,741건, 31,122건, 401,429건 으로 꾸준히 증가하고 있다. 특히, PET-CT 검사의 증가는 국민소득 향상으로 건강에 대한 관심이 높아져 정기적인 건 강검진이 많아지고, 노령화에 따른 기대수명 증가와 청진기 등 경험에 의존하는 진단보다는 방사선영상촬영 등 과학적 인 진단방법이 보편화되는 최근 의료경향을 반영하는 것으 로 분석된다²⁾. 또한, 핵의학 관련 종사자 현황 중 방사선사 의 수는 2008년 549명에서 2012년 727명으로 2008년에 비 해 약 33 % 증가하였고, 핵의학 관련 동위원소 이용현황 통 계에서는 전체적인 방사성동위원소의 사용량들이 증가하였 다¹⁾. 이는 국산 ⁹⁹MO-^99mTc generator와 PET-CT의 보급 이 활발해 지면서 동반되는 사이클로트론의 설치가 2000년 대 들어 두드러지게 증가하여 이로 인하여 관련되는 방사성 동위원소의 생산량도 증가하게 되었기 때문이다³⁾. 현재 병 원에서 많이 사용되고 있는 방사선은 Χ선과 γ선으로 Χ선은 일반촬영실에서 저에너지를 사용하고 있고⁴⁾, 영상의학의 방사선에너지 영역은 대개 40 kVp에서 150 kVp 사이에 있 다⁵⁾. 반면에 핵의학 영상검사에서 사용하는 에너지는 140 keV, 364 keV, 511 keV 등 고에너지 γ선을 이용하고 있다 ⁶⁾. 핵의학적 검사 방법은 방사성동위원소를 환자에게 투여 하면 환자는 그 자체로서 방사선원으로 방사선을 방출하게 되며, 이러한 특징이 방사선종사자 및 환자주변인에 대한 높은 방사선 피폭위험성을 가지게 된다⁷⁾. 방사선은 양면성 을 가지고 있어 적절하게 관리될 때 유용하게 사용되지만, 관리에 소홀하거나 방심하게 되면 방사선을 취급하는 사람 뿐만 아니라 방사선을 이용하는 환자나 보호자 등에게 까지 방사선 피폭의 영향을 주고 그 정도에 따라 심각한 장애가 발생할 수 있다⁸⁾. 따라서 방사선으로부터 피폭선량을 감소 시키는 방안은 방사선방어용 앞치마(이하 납 앞치마)를 착 용하거나 납 안경, 갑상선 보호대, 1차선이 신체일부에 피폭 되지 않도록 하는 방법 등이 있다⁹⁾. 그 중 Χ선에 대한 개인 피폭선량을 최소화하기 위해 가장 많이 사용하는 납 앞치마 에 대한 연구^10,11)는 많이 보고되고 있지만 고 에너지 γ선을 사용하는 핵의학 환경에서의 납 앞치마에 대한 연구는 매우 부족한 실정이다.

본 연구는 영상의학과에서 사용하는 Χ선용 납 앞치마을 핵의학과에서도 사용하고 있다는 점에 착안하여 방사성동 위원소의 종류 즉, γ선 에너지에 따라 납 앞치마의 차폐율 을 분석하여 방호효과를 알아보고자 한다.

Ⅱ.실험도구 및 방법

1.실험도구 및 재료

1)방사성동위원소(Radioisotope)

핵의학과에서 사용중인 ^99mTc(140 keV), ¹⁸F(511 keV), ¹³¹I(364 keV-γ선), ²⁰¹Tl(135, 167 keV), ¹²³I(159 keV) 5종류 의 방사성동위원소를 이용하였다. ^99mTc은 Ultra-Technekow (Fujifilm Ri Pharma, Japan)에서 용출한 370 MBq(10 mCi), ¹⁸F은 ¹⁸F-FDG 형태로(Nambuk Medical, Korea) 공급된 370 MBq(10 mCi), ¹³¹I과 ²⁰¹Tl, ¹²³I은 한국원자력연구원과 한국원자력의학원에서 생산된 111 MBq(3 mCi)을 사용하 였다.

2)진공바이알 및 바이알 차폐체

3)주사기(Syringe) 및 줄자, 고정기구

4)납 앞치마(Apron)

현재 5곳의 병원(a∼e) 핵의학과에서 사용하고 있는 납 앞치마 중에서 육안형태 검사를 통과한 것 중 납 당량이 모 두 0.35 ㎜Pb인 1개를 무작위 선택하여 차폐율을 측정하였 다(Fig. 1).

5)측정기구

방사성동위원소의 방사능량을 측정하기 위해 Fig. 2a와 같이 Dose calibrator(CRC^Ⓡ-15R, Capintec, USA)를 이 용하였고, 납 앞치마의 차폐율을 측정하기 위한 검출기로 국가측정표준대표기관(KRISS)으로부터 2016년 4월 14일에 교정을 받은 GM-Tube식 Digital survey meter(Inspector, SE international, USA)를 사용하였다(Fig. 2b).

2.실험방법

납 앞치마의 차폐율 실험은 KS A 4025(Χ선 방어용품류 의 납 당량 시험 방법)의 규정에 따라 Fig. 3(a)과 같이 방사 성동위원소 별로 납 앞치마 5곳에 대하여 10회 반복 측정하 여 평균값을 냈다.

차폐율은 납 앞치마를 두지 않았을 경우와 두었을 경우를 비교하여 다음 식에 의해 산출하였다.

차폐율 = A p r o n 사용전선량 − A p r o n 사용후선량 A p r o n 사용전선량 × 100 %

Ⅲ.결 과

1.^99mTc(Technetium-99m)

^99mTc의 차폐율 측정 결과는 Fig. 4와 같이 납 앞치마를 두지 않았을 경우(non apron)와 0.35 ㎜Pb를 두었을 경우 에 각각 선량률은 a병원 4.692 mR/hr, 3.084 mR/hr이었 고, b병원 4.721 mR/hr, 3.015 mR/hr이었다. c병원은 4.712 mR/hr, 3.427 mR/hr d병원은 4.681 mR/hr, 3.382 mR/hr이었으며, e병원은 4.743 mR/hr, 3.215 mR/hr으로 측정되었다.

각 병원별 납 앞치마의 차폐율(shield rate)을 분석한 결 과는 a병원 34.32%, b병원 36.22%, c병원 27.38 %, d병원 27.77%, e병원 32.27%로 나타나 평균 차폐율이 31.59%를 보였다.

2.¹⁸F(Fluorine-18)

¹⁸F의 차폐율 측정 결과는 Fig. 5와 같이 차폐효과가 거의 없는 것으로 나타났다. 납 앞치마를 두지 않았을 경우와 0.35 ㎜Pb를 두었을 경우의 각각 선량률은 a병원 20.625 mR/hr, 20.523 mR/hr이었고, b병원은 21.747 mR/hr, 21.816 mR/hr으로 측정되었다. c병원은 21.595 mR/hr, 21.486 mR/hr이었고, d병원은 20.724 mR/hr, 20.744 mR/hr이었으며, e병원은 20.531 mR/hr, 20.612 mR/hr으 로 측정되었다. 각 병원별 납 앞치마의 차폐율을 분석할 결 과는 a병원 0.48%, b병원 -0.32%, c병원 0.51 %, d병원 -0.09%, e병원 -0.39%로 나타나 차폐효과가 거의 없는 것 (평균 차폐율: -0.315%)으로 나타났다.

3.¹³¹I(Iodine-131)

¹³¹I의 차폐율 측정 결과는 Fig. 6에 제시하였다. 납 앞치 마를 두지 않았을 경우와 0.35 ㎜Pb를 두었을 경우 각각 선 량률은 a병원 2.562 mR/hr, 3.584 mR/hr이었고, b병원 2.781 mR/hr, 3.648 mR/hr이었다. c병원은 2.723 mR/hr, 3.464 mR/hr d병원은 2.694 mR/hr, 3.696 mR/hr이었으 며, e병원은 2.815 mR/hr, 3.752 mR/hr으로 측정되었다. 각 병원별 차폐율을 분석할 결과는 a병원 -39.84%, b병원 -30.93%, c병원 -27.20%, d병원 -37.17%, e병원 -33.45% 로 나타나 납 앞치마를 사용했을 때 오히려 선량률이 평균 33.72%가 증가되어 나타났다.

4.²⁰¹Tl(Thallium-201)

²⁰¹Tl의 차폐율 측정 결과는 Fig. 7과 같이 납 앞치마를 두 지 않았을 경우와 0.35 ㎜Pb를 두었을 경우 각각 선량률은 a병원 2.001 mR/hr, 0.707 mR/hr이었고, b병원 2.062 mR/hr, 0.585 mR/hr이었다. c병원은 2.162 mR/hr, 0.625 mR/hr d병원은 1.964 mR/hr, 0.693 mR/hr이었으며, e병 원은 2.283 mR/hr, 0.684 mR/hr으로 측정되었다. 각 병원 별 납 앞치마의 차폐율을 분석할 결과는 a병원 64.66%, b병 원 71.62%, c병원 71.06%, d병원 64.71%, e병원 70.03%의 차폐율을 보여 평균 68.42%의 차폐율을 나타냈다.

5.¹²³I(Iodine-123)

¹²³I의 차폐율 측정 결과는 Fig. 8에 나타내었다. 납 앞치 마를 두지 않았을 경우와 0.35 ㎜Pb를 두었을 경우 각각 선 량률은 a병원 3.620 mR/hr, 0.952 mR/hr이었고, b병원 3.515 mR/hr, 0.886 mR/hr이었다. c병원은 3.754 mR/hr, 0.776 mR/hr d병원은 3.663 mR/hr, 0.825 mR/hr이었으 며, e병원은 3.727 mR/hr, 0.843 mR/hr으로 측정되었다.

각 병원별 납 앞치마의 차폐율을 분석할 결과는 a병원 73.75%, b병원 74.93%, c병원 79.46%, d병원 77.59%, e병 원 77.42%의 차폐율을 나타냈다. 따라서 평균 76.63%의 차 폐율을 보여 ¹²³I의 차폐율이 가장 높게 나타났다.

Ⅳ.고 찰

납 앞치마는 방사선작업종사가 그 직무상 가장 필수적인 최선의 방사선방호도구이다. 하지만 핵의학에 종사하는 방 사선작업종사자들은 직무 특성상 납 앞치마의 착용을 꺼리 고 있는 실정이다. 그렇다면 왜 착용을 꺼리고 있는 것일까? 그것은 납 앞치마 차폐효과의 불신과 무거움, 작업 시 불편 함 때문으로 조사되고 있다^6,12). 현재 사용되고 있는 납 앞치 마의 성분은 대부분 납을 주성분으로 하는 합금과 고무형태 로 생산되어 사용되고 있으며 납의 중독성과 무게감 때문에 납 앞치마의 무게를 줄이면서 착용도 편리하고 납과 비슷한 차폐율을 보이는 납 앞치마들이 연구 및 개발되고 있다 ^5,10,13-15). 하지만 이마저도 Χ선 방호에 대한 납 앞치마로 개 발되고 있는데 이는 국제기준규격(IEC 61331-3:2003)과 ^｢의료기기 품목 및 품목별 등급에 관한 규정_｣¹⁶⁾에 따라 적용 하다 보니 진단용 Χ선을 이용한 기준에 맞춰 규격화되고 생 산 및 사용되고 있는 실정이다.

핵의학과에서는 많은 종류의 방사성동위원소를 사용하고 있다. 가장 많이 사용하고 있는 140 keV의 ^99mTc에서 부터 PET-CT 영상검사에 사용하는 511 keV의 ¹⁸F, 그리고 365 keV의 γ선과 606 keV의 β선을 이용해 갑상선 종양치료에 널리 이용되고 있는 ¹³¹I 등 모두 방사성동위원소 고유의 물 리적 특성으로 인해 방출되는 에너지가 다르다. 이렇듯 본 연구에서는 각기 다른 에너지 특성이 있음에도 불구하고 모 두 Χ선용 납 앞치마를 사용하고 있는 점에 착안하여 실험을 진행하였다. 결과에 제시했듯이 저에너지 방사성동위원소 (^99mTc, ²⁰¹Tl, ¹²³I)에서는 일부 차폐효과가 있는 것으로 나 타났으나 X선을 이용한 실험^17,18)에서처럼 90% 이상의 차폐 율은 보여주지 못했다. 고에너지 방사성동위원소 중 ¹⁸F을 이용한 차폐율 실험은 그 에너지가 매우 강하기 때문에 차 폐효과가 거의 없는 것으로 나타났는데 이는 선행연구¹⁹⁾와 같은 결과로 나타냈고, 이 등의 연구²⁰⁾와는 다소 상이한 결 과를 나타냈다. 이는 실험에 사용된 선량계와 측정위치 등 이 다르기 때문인 것으로 판단된다. ¹³¹I의 차폐율은 -33.72 %로 납 앞치마 사용 후 선량이 더 높게 나타났다. 이것은 고 에너지 β선이 납 앞치마와 상호작용으로 생긴 제동복사선 때문인 것으로 생각된다.

따라서 핵의학 작업종사자들은 외부피폭 방어 3원칙을 고 려하여 납 앞치마 착용으로 인해, 오히려 피폭선량이 증가될 우려가 있는 경우 차라리 납 앞치마를 착용하지 말고 최단 시간에 작업을 끝낼 수 있는 반복훈련(cold-run training) 및 모의훈련(mock-up training)을 통하여 피폭선량을 최 소화 하도록 해야 할 것이다. 또한 γ선을 차폐하기 위해 두 껍고 무거운 납 앞치마를 착용하기에는 현실적으로 힘들기 때문에 올바른 피폭방지를 위하여 핵의학 환경 즉, 방사성 동위원소의 특성에 맞는 핵의학 전용 납 앞치마의 개발이 요구된다.

추후 연구에서는 방사성동위원소 종류별에 따른 차폐제 의 물질성분을 알아내는 연구와 실험이 필요할 것으로 생각 되고 실험 부분에서 방사성동위원소를 방사시킬 때 4π 방향 이 아닌 좁은 선 선원의 형태로 투과하여 실험한다면 더 정 확한 측정 값을 얻을 수 있을 것으로 생각된다.

Ⅴ.결 론

본 연구는 납 앞치마의 차폐율을 방사성동위원소 종류별 로 실험을 하였다. 현재 핵의학과에서 사용하고 있는 납 앞 치마는 진단 Χ선용으로 평균 차폐율은 ^99mTc이 31.59%, ²⁰¹Tl은 68.42%, ¹²³I이 76.63%로 나타났다. ¹³¹I의 차폐율은 납 앞치마를 사용했을 경우가 오히려 선량률이 평균 33.72% 가 증가되어 나타났고 ¹⁸F의 경우 평균 차폐율이 -0.315%으 로 나타나 차폐효과가 거의 없는 것으로 나타났다.

결론적으로 차폐율이 높은 방사성동위원소의 순서는 ¹²³I, ²⁰¹Tl, ^99mTc, ¹⁸F, ¹³¹I이었다. ^99mTc과 ²⁰¹Tl, ¹²³I은 종사자들 의 피폭선량을 일부 저감시켜 주어 차폐효과를 나타낼 수 있지만 ¹³¹I과 ¹⁸F의 경우에는 2차선으로 인한 선량이 증가하 여 차폐율이 감소하는 것으로 나타났다. 따라서 본 연구 결 과를 토대로 핵의학 작업종사자들이 기존의 방사선 방호효 과가 미미한 Χ선용 납 앞치마를 착용해 오히려 피폭선량을 증가시키는 잘못된 행위를 방지할 것으로 생각되고, 효과적 인 방사선 방호와 작업능률을 더욱더 높일 수 있는 계기가 될 것이며, 앞으로 추가연구를 통해 핵의학 작업종사자들의 안전성을 더욱 확보할 수 있는 방안이 필요하다. 끝으로 핵 의학과에서 사용하는 납 앞치마의 규격을 γ선 기준에 맞도 록 하는 제도화가 필요할 것으로 사료된다.