Ⅰ.서 론

의료분야에서의 방사선은 가장 기본적으로 사용되며 진 단 및 치료에 이득을 제공하고 있는 반면, 방사선 피폭이 장 해를 발생시키는 것은 부인할 수 없다[1].

매년 의료기관에서는 수천 명의 환자와 방사선작업종사 자 및 관계종사자들이 방사선 피폭에 노출되고 있으며, 방 사선 이용 시에는 기본적으로 안전성 확보가 가장 중요한 요소로 인식되고 있다[2]. 따라서 국내에서는 방사선작업종 사자 및 관계종사자의 연간 선량한도를 최대 50 mSv 이하, 5년간 누적선량을 100 mSv 이하로 규정하고 있으며 일반인 에 대한 연간 선량한도를 1 mSv 이하로 규정하고 있다[3].

방사선 사용시설은 방사선 안전관리 등의 기술기준에 관 한 규칙(과학기술부)에 따라 1주당 400 μSv를 초과할 우려 가 있는 경우 방사선관리구역으로 설정하여야 하며[4], 진 단용방사선 발생장치의 안전관리에 관한 규칙(보건복지부) 에 따라 주당 0.3mSv 이상인 경우 “방사선 구역”으로 설정 하여야 한다[5]. 또한 수술실, 응급실 또는 중환자실 외의 장소에서 검사할 경우 반드시 이동형 진료용 엑스선 방어 칸막이를 갖추어야 한다고 명시되어 있다[6]. 하지만 이러 한 규정에도 불구하고 다수의 사람들이 공동으로 사용하는 다인병실의 방사선 차폐시설이 공간상의 문제와 운영상의 문제로 이행되는데 어려움이 있다[7,8].

이에 본 연구에서는 다인병실 내의 피검자를 제외한 주변 환자 및 보호자들에게 방사선 피폭을 일으키는 요인으로 첫 째, 방사선의약품을 인체 내에 투여하여 주변에 장시간 피 폭을 발생시키는 핵의학 검사 환자로 설정하였다. 둘째, 거 동이 불편한 중환자들을 대상으로 한 이동형 X선 발생장치 의 검사를 선정하여 다인병실 내에서 발생되는 공간선량률 을 몬테카를로 모의모사를 통해 분석하고자 한다.

Ⅱ.대상 및 방법

1.실험재료

다인병실에서 주변 환자 및 보호자에게 영향을 줄 수 있 는 선원항으로 첫째, 대표적인 핵의학 검사인 전신 뼈검사 환자 둘째, 이동형 X선 발생장치의 검사로 설정하였다.

1)전신 뼈검사 환자

전신 뼈검사 환자의 모사는 ORNL MIRD(Oak Ridge National Laboratory Medical Internal Radiation Dose) 에 개발된 인체 표준 팬텀을 이용하였으며, 방사능의 세기 는 미국 핵의학회에서 제공되는 전신 뼈검사 가이드라인에 따라 전신 뼈검사에 투여되는 최대 방사능인 1110 Bq(30 mCi)[9]을 기준으로 하였으며, 반감기를 고려하지 않은 최 대 피폭선량을 알아보기 위해 주사 직후 상태인 혈액 풀 상 태로 모사하였다[Fig. 1].

2)이동형 X선 발생장치

X선의 세기는 가장 기본적인 검사인 흉부검사(Chest AP)와 복부검사(Abdomen AP)를 기준으로 조건을 설정하 였으며<Table 1>, X선에 대한 스펙트럼을 제공하는 프로 그램인 SRS-78 Report에 따라 keV로 환산하여 적용하였 다[10].

조사야는 최대 크기인 56 × 56 cm로[11] 설정하기 위하 여 X선을 cosine 16°로 발생시켰으며, 인체 팬텀과 선원 간 의 거리는 100 cm로 설정하였다[Fig. 2].

3)다인병실

병실설치기준 개선안 입법예고에 따라 병상 간 1.5 m [12], 침대의 크기는 95 × 215 cm로 설정하여[13], 병실의 크기를 588 × 578 cm로 모사하였으며, 내부 구조물은 생략 하였다[Fig. 3].

2.실험방법

본 연구에 사용된 몬테카를로 모의모사 방법은 입자의 거 동을 모사할 수 있는 Monte Carlo N-Particle Transport Code(MCNPX, Los Alamos National Laboratory ver. 2.5.0, USA)[14]를 사용하였다. 실험 결과는 mesh Tally를 이용하여 획득하였으며, XY축 평면에서 인체 팬텀을 기준 으로 하여 공간선량률을 그래픽 프로그램인 Tecplot 360 (Tecplot inc., Bellevue, WA, USA)으로 표현하였다. 실험 의 통계적인 오차를 5% 이하로 줄이기 위해 10⁷번 모의 추 정하였다.

Ⅲ.결 과

1.전신 뼈검사 환자의 공간선량률 분포

방사성의약품 주사 직후 전신 뼈검사 환자를 모사한 결 과, 환자 주변에서 높은 선량률을 나타냈으며, 거리가 증가 함에 따라 선량률은 감소되었다[Fig. 4].

인체 팬텀으로부터 10 cm 단위로 측면과 발쪽 공간선량 률을 평가하였으며, 핵의학검사의 특성상 장시간 주변에 방사선 피폭을 발생시키므로 μSv/hr 단위로 선량을 측정 하였다. 인체 팬텀 측면의 공간선량률은 인체 팬텀 주변에 서 262 μSv/hr, 10 cm 거리에서는 72.8 μSv/hr로 급격히 감소하였으며, 이후 30 cm 거리에서 33.9 μSv/hr, 50 cm 거리에서 20.8 μSv/hr로 지수 함수적으로 감소하였다 [Fig. 5].

인체 팬텀 발쪽의 공간선량률은 인체 팬텀 주변에서 3.27 μSv/hr, 10 cm 거리에서는 7.10 μSv/hr로 급격히 감소하였으 며, 이후 30 cm 거리에서 4.06 μSv/hr, 50 cm 거리에서 3.23 μSv/hr를 나타내며 지수 함수적으로 감소하였다[Fig. 6].

2.이동형 X선 발생장치 검사 시 공간선량률 분포

1)SRS-78 Report에 따른 에너지 스펙트럼

X선에 대한 스펙트럼을 제공하는 SRS-78을 이용하여 X선 발생조건(kvp, mA)을 keV로 환산한 결과 Fig. 7, 8과 같은 에너지 스펙트럼을 나타냈으며, 결과는 keV/mA 단위 로 표시하였다<Table 2>.

2)흉부검사(Chest AP) 시 거리에 따른 공간선량률

이동형 X선 발생장치를 이용하여 인체 모형의 흉부에 X 선을 조사하였을 때 인체 모형의 주변에서 높은 선량률을 나타냈으며, 거리가 증가함에 따라 선량률은 감소하였다 [Fig. 9].

인체 팬텀으로부터 10 cm 단위로 측면과 발쪽 공간선량 률을 평가하였으며, X선 검사는 주변에 일시적으로 방사선 피폭을 발생시키므로 μSv/irradiation 단위로 설정하였다. 인체 팬텀 측면의 공간선량률은 인체 팬텀 주변에서 6.36 × 10^-8 μSv/irradiation, 10 cm 거리에서 6.76 × 10^-8 μ Sv/irradiation로 다소 증가하였으며, 이후 30 cm 거리에 서 5.91 × 10^-8 μSv/irradiation, 50 cm 거리에서 5.04 × 10^-8 μSv/irradiation을 보이며 지수 함수적으로 감소하였 다[Fig. 10].

인체 팬텀 발쪽의 공간선량률은 인체 팬텀 주변에서 2.63 × 10^-8 μSv/irradiation, 10 cm 거리에서는 2.56 × 10^-8 μSv/ irradiation로 감소하였으며, 이후 30 cm 거리에서 2.21 × 10^-8 μSv/irradiation, 50 cm 거리에서 1.86 × 10^-8 μSv/ irradiation로 지수 함수적으로 감소하였다[Fig. 11].

3)복부검사(Abdomen AP) 시 거리에 따른 공간선량률

이동형 X선 발생장치를 이용하여 인체 팬텀의 복부에 X 선을 조사하였을 때 인체 팬텀의 주변에서 높은 선량률을 나타냈으며, 거리가 증가함에 따라 선량률은 감소되었다 [Fig. 12].

인체 팬텀으로부터 10 cm 단위로 측면과 발쪽 공간선량 률을 평가하였으며, X선 검사는 주변에 일시적으로 방사선 피폭을 발생시키므로 단위는 μSv/irradiation으로 설정하 였다. 인체 팬텀 측면의 공간선량률은 인체 팬텀 주변에서 1.31 × 10^-7 μSv/irradiation, 10 cm 거리에서 1.36 × 10^-7 μSv/irradiation으로 다소 증가하였으며, 이후 30 cm 거리 에서 1.18 × 10^-7 μSv/irradiation, 50 cm 거리에서 1.01 × 10^-7 μSv/irradiation을 보이며 지수 함수적으로 감소하 였다[Fig. 13].

인체 팬텀의 발 주변에서는 7.03 × 10^-8 μSv/irradiation, 10 cm 거리에서는 6.72 × 10^-8 μSv/irradiation 으로 감소하 였으며, 30 cm 에서 5.65 × 10^-8 μSv /irradiation, 50 cm에 서 4.75 × 10^-8 μSv/irradiation으로 공간선량률이 지수 함 수적으로 감소하였다[Fig. 14].

Ⅳ.고 찰

본 실험에서는 다인 병실 내에서 이루어지는 이동형 X선 발생장치를 이용한 검사와 방사성동위원소를 주입한 전신 뼈검사 환자가 병실에서 머무는 것을 가정했을 때, 환자 주 변으로 발생할 수 있는 방사선의 공간선량률을 알아보고자 실험을 진행하였다.

첫째, 전신 뼈검사 환자를 모사한 결과 인체 팬텀의 측면 50 cm에서 20.9 μSv/hr로 나타났으며, Myeong Hwan Park, et al.[15]의 연구에 따르면 전신 뼈검사 환자의 주변 선량을 실측한 결과 50 cm 거리에서 22 μSv/hr로 나타나, 본 연구의 결과와 유사하였다. 이를 토대로 전신 뼈검사 환 자의 인체 팬텀이 정확히 재현되었음을 확인하였다.

둘째, 이동형 X선 발생장치를 이용한 검사를 모사한 결과 복부검사에서는 인체 팬텀을 기준으로 측면 50 cm에서 5.04 × 10^-8 μSv/irradiation(3.02 × 10-3 μSv/hr)로 나타났으 며, 다른 연구자들의 연구 결과와 비교하였을 때, Chang Hee Park, et al.[16]의 X선 실측 연구에서는 측면 50 cm에서 3.32 μSv/hr, Sungjong Eun, et al.[17]의 X선 실측 연구에 서는 측면 40 cm에서 34.22 μSv/hr의 값으로 연구자들 간에 결과 값이 상이하게 나타났다. 연구자들 간에 공간선량률이 상이하게 나타나는 이유로는 계측기를 이용하여 방사선량을 측정할 경우 수 초 정도의 계측시간이 필요하지만[18], X선 검사의 경우 조사시간이 소수점 이하로 매우 짧아, 방사선의 요동이 반영되지 못한 것으로 판단되었으며, 뿐만 아니라 방 사선량은 에너지와 방사능에 비례하므로 신뢰성이 확보된 전 신 뼈검사를 기준으로 복부 X선 에너지에 대한 선량률을 산술 적으로 환산하게 되면 측면 50 cm에서 약 2.36 × 10^-10 μ Sv/irradiation이 나타난다. 이를 토대로 X선으로 인해 발생 된 산란선의 피폭선량은 매우 낮으며, 실측에 의한 실험방법 보다 전산모사를 이용한 방법이 더 정확한 실험방법인 것으로 추정되었다.

전산모사의 한 종류인 MCNPX를 이용하여 두 개의 선원 항에 대한 공간선량률을 측정한 결과 첫째, 전신 뼈검사 환 자 주변부에서 급격히 감소하는 선량률이 나타났으며, 이는 인체에서 발생된 산란선이 기여하였기 때문으로 사료되며, 인접한 병상 환자 위치인 측면 200 cm와 발쪽 260 cm의 공 간선량률은 각각 3.46 μSv/hr, 6.96 × 10^-1 μSv/hr로 연간 자연 방사선량인 2.4 mSv/y(2.85 × 10^-4 μSv/hr)를 초과 하였지만, 일반인의 연간선량한도에는 미치지 못하는 것으 로 나타났다.

전신 뼈검사 환자가 같은 병실에 여러 명 존재 할 경우 혹 은 일주일간 한 병실에 전신 뼈검사 환자가 반복적으로 상 주할 경우 주변인에 대한 외부선량률이 400 μSv/week를 초과할 가능성도 배제할 수 없는 것으로 사료되었다.

둘째, 이동형 X선 발생장치를 이용한 흉부검사 시 주변 환자에 미치는 영향을 평가한 결과 팬텀 주변부에서 다소 선 량률이 증가하였으며, 이는 팬텀의 크기보다 큰 조사야를 사 용하였기 때문으로 사료되며, 인접한 병상 환자 위치인 측면 200 cm와 발쪽 260 cm의 공간선량률을 평가한 결과 각각 1.47 × 10^-8 μSv/irradiation, 5.10 × 10-9 μSv/irradiation 으로 연간 자연 방사선량인 2.4 mSv/y(2.85 × 10^-4 μSv/hr) 와 비교했을 때 상당히 미미한 것으로 나타났다.

이동형 X선 발생장치를 이용한 검사의 경우 주변인에 미 치는 방사선 피폭은 자연방사선량과 유사하게 매우 낮게 나 타났다. 하지만 ALARA에 따라 불필요한 방사선에 대한 방 호가 필요하며, 일반인들은 ‘방사선은 위험하다’ 라고 인식 하고 있기 때문에[19], 이동형 X선 발생장치를 이용한 검사 시 실제 피폭의 유무와 관계없이 노시보 효과(Nocebo effect)와 같은 부정적인 영향을 줄 수 있어 일부 병원에서 는 입원환자를 대상으로 병실이 아닌 독립적인 공간으로 이 동하여 방사선검사를 실시하기도 한다[8].

현재 우리나라에서는 이동형 X선 발생장치를 이용한 검 사 시 이동형 차폐체의 이용을 법으로 권고하고 있으나 기 존의 병상 간격이 70 cm로 좁아 이동형 X선 발생장치와 차 폐체를 같은 공간에 두고 사용하기가 매우 불편한 실정이었 다. 하지만 2017년 공포된 의료법 시행규칙[12]에 따라 병 상간격이 150 cm로 늘어나므로 이동형 X선 발생장치를 이 용한 검사 시 차폐체 사용이 의무화 되어야 할 것으로 사료 된다.

전신 뼈검사 환자의 경우 주변인에게 높은 피폭선량을 발 생시킴에도 불구하고 차폐에 대한 권고안이 마련되어 있지 않으며 방사선방호에 대한 규제가 명확하지 않다. 따라서 이동식 차폐체 이용 및 격리 공간 확보에 대한 권고안이 필 요할 것으로 판단된다.

Ⅴ.결 론

본 연구에서는 다인 병실 내 선원항에 따라 발생되는 공간 선량률를 분석하고자 하였다. 그 결과 다인병상 내에 불필요 한 방사선 피폭이 발생되는 것으로 나타났으며, ALARA 원칙 에 따라 다인병실에서의 방사선방호에 대한 체계적인 방안이 마련되어져야 할 것이다.