Ⅰ. 서 론
렌트겐박사에 의해 1895년 방사선이 발견된 후 가장 먼저 의료에서의 이용을 시작했고 지금도 가장 널리 그리고 가장 유용하게 이용되고 있다. 지난 120여 년 동안 방사선으로 인한 장해가 여러 문헌을 통해 알려졌으나, 그에 반해 방사 선의 이용으로 치료 효과는 매우 크다[1]. 현대의학에서 방 사선은 면역학과 같이 생명을 연장하는 가장 큰 축을 형성 하고 있다. 방사선영상검사 없이는 정확한 진단이 이루어지 지 않으며, 이제 방사선의 이용은 진단영역을 넘어 치료영 역에서도 널리 이용되고 있다[2].
인터벤션 영상의학은 혈관조영장비 등의 영상투시장치를 사용하여 수술적 노출 없이 목표하는 장기에 약물 또는 의 료용기구 등을 삽입하여 비침습적으로 질병을 진단하거나 치료하는 방사선의학 분야로 정의할 수 있다[3-4].
본격적인 인터벤션 시술(Interventional Procedure)은 1964년 Charles Dotter가 넙다리동맥 협착환자에서 coaxial teflon catheter를 이용한 혈관성형술에서 시작되었다고 여 러 문헌을 통해 알려져 있다[5]. 국내에서는 1978년 서울대 학교 한만청교수에 의해 담도의 담석제거술, 경피경간담즙 배액술(PTBD) 등 비혈관계 인터벤션 시술이 처음 소개되었 다[6].
인터벤션 시술은 새로운 시술법과 새로운 기구들이 개발 되고 있어 지속적으로 발전하고 있는 최신 의학 전문 분야 중 하나로 ‘칼 없는 영상유도 수술’이라고 표현되기도 한 다[7]. 인터벤션 시술의 확대는 외과적 수술로 접근이 어려 웠던 병소에 치료가 가능하게 되었지만, 치료 효과가 증가 하는 반면 시술이 다양해지고 복잡해짐에 따라 환자의 방사 선 피폭도 늘어나고 있다[8].
ICRP Pub. 85.에서 일부의 인터벤션 시술에서 환자의 피 부선량이 방사선으로 인한 결정적영향이 발생되는 선량까 지도 피폭되고 있다고 위험성을 알리고 있다. 이는 선량관 리가 미흡한 장비의 사용과 시술자의 시술 숙련도 부족이 주원인일 것이다. 또한, 방사선장해가 환자뿐만 아니라 시 술자에서도 발생되고 있다. 이는 환자선량이 증가함에 따라 환자에게서 발생되는 산란방사선이 증가하기 때문이다. 환 자의 급성 방사선량은 0.5 Gy를 역치선량으로 보고 있으며, 2 Gy에서 일시적 홍반을, 7 Gy에서는 영구 탈모를 그리고 12 Gy 이상이면 조직 괴사가 발생할 수 있다[9]. 최근 국내 에서도 인터벤션 시술자가 왼쪽 손가락에 피부암이 발생한 예도 있다.
인터벤션 시술에서 선량 평가는 최대선량을 받는 피부의 선량이 주된 관심이다. 그러나 시술의 특성상 여러 부위에 받는 피부선량을 모두 합한 누적피부선량으로 평가하는 방 법이 보편적인 방법이다[10]. 반복되는 시술의 경우 1 Gy, 기타 시술에서는 3 Gy를 초과하거나 근접한 선량에 대해서 는 추적검사와 환자에 대한 상담이 필요하다. 누적 피부선 량을 측정하는 선량계로 인터벤션장비에 내장된 면적선량 계를 사용한다[11]. 누적 피부선량을 관리하는 방법이 매우 중요하며, 이번 연구에서 면적선량계로 누적된 피부선량을 평가하고, 그 결과를 통하여 국내 인터벤션 시술의 진단참 고수준 설정을 위하여 연구를 진행하였다.
Ⅱ. 대상 및 방법
1. 연구대상
수도권 28개 병원, 충청권 3개 병원, 영남권 8개 병원, 호 남권 4개 병원, 강원권 2개 병원 및 제주권 2개 병원으로 총 47개 병원을 대상으로 선량평가 및 측정을 시행하였다.
인터벤션시술은 인종별, 지역별, 생활습관에 따라 발생하 는 질병이 서로 상이하며, 시술의 빈도 또한 상이한 결과이 다. 이번 연구에서는 국내 인터벤션시술실이 설치된 의료기 관에서 모두 시행되는 인터벤션시술 중 비교적 시술빈도가 많거나, 방사선 영향평가와 관련하여 시술시간이 길고 촬영 횟수가 많은 시술 11가지를 선정하였다.
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1) 간암의 경동맥화학색전술(transcatheter arterial chemoembolization; TACE)
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2) 투석용 동정맥샛길 인터벤션 시술(intervention for hemodialysis arteriovenous fistula; AVF)
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3) 하지 혈관질환의 중재적 시술(intervention for peripheral arterial occlusive disease; LE PTA & stent)
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4) 뇌혈관조영술(transfemoral cerebral angiography; TFCA)
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5) 뇌동맥류 코일 색전술 (coil embolization for cerebral aneurysm; Aneurysm coil)
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6) 경피경간 담즙배액술(percutaneous transhepatic biliary drainage; PTBD)
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7) 담도 스텐트설치술 (biliary stent placement; Biliary stent)
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8) 요로 폐색에 대한 신루설치술(percutaneous nephrostomy; PCN)
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9) 히크만 카테터 삽입술 (hickman catheter insertion)
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10) 항암제주입용 포트 삽입술 (chemoport insertion)
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11) 기관지동맥색전슬 (bronchial artery embolization; BAE)
2. 연구 방법
1) 투시시간 및 면적선량 평가
국내 인터벤션 시술을 시행하는 47개 의료기관에서 11개 대상 시술에 대한 투시 시간 및 면적선량을 수집한다. 수집 방법은 시술 후 장비에서 제공하는 선량보고서에서 투시시 간과 면적선량을 기록한다. 인터벤션 시술은 시술자의 시술 능력과 환자의 병변 위치에 따라 시술시간에 변화가 다양하 다. 인터벤션 시술이 증가함에 따라 수술로 치료가 어려운 병변에 대해서도 시술이 시행되는 관계로 투시 시간이 증가 하는 추세이다. 각 병원에서 수집된 자료를 분석하여 ICRP 103에서 진단참고수준 설정방법에 따라 3사분위 선량을 분 석한다. 인터벤션 시술 선량평가에서 도출된 진단참조수준 선량을 해외문헌자료와 비교 평가를 시행한다.
입사표면선량과 비교하여 면적선량은 한 부위에서만 받 은 선량이라 할 수 없다. 시술의 특성상 여러 부위에 방사선 이 조사된다. 특히 TACE의 경우 인터벤션 장비를 회전하여 전산화단층촬영과 유사한 영상을 만들어 낸다. 이는 목적 병변에 장비를 200도 이상 회전시켜 촬영하므로 동일한 피 부에 조사되지 않는다.
2) 시술별 유효선량 평가
방사선의 결정적영향의 경우 한 부위에 피폭 받은 등가선 량으로 평가하지만, 인터벤션 시술에서 면적선량은 한 부위 에 받은 선량이 아니므로 유효선량으로 평가한다. 인터벤션 시술에 대한 유효선량은 시술별로 조사된 면적선량과 검사 부위 혹은 검사종류별 유효선량환산인자를 고려하여 도출 된다. 유효선량을 평가하기 위하여 Table 1과 2의 영국방사 선방호위원회와 미국방사선방호위원회에서 제시하고 있는 인터벤션시술의 검사부위 및 검사종류별 유효선량환산인자 를 적용하였다. 11개 시술에 대한 유효선량 환산인자 적용 은 Table 1의 부위별 인자를 먼저 적용하고, 시술별 환산인 자와 동일한 시술은 Table 2의 환산인자를 적용하였다.
Ⅲ. 결 과
총 47개 병원에서 10,006개 시술에 대한 투시시간(fluoroscopy time)과 면적선량에 대한 자료를 수집하였고, 수집된 자료 로 기술통계 분석을 시행하였다
이번 연구에서 진단참고수준을 평가하기 위하여 실험을 진행하였으므로, 결과에서 최소값과 최대값은 표시하지 않 았다. 결과의 표시는 전체결과의 평균값과 25%, 50%, 75%, 그리고 93% 순위에 대한 결과를 표시하였다. 93% 결과 제 시 이유는 측정 불확도 7%를 제외한 실험값을 고려하여 제 시하였다. ICRP에서는 진단참고수준으로 75% 결과를 제시 하기를 권고하고 있다.
1. 시술별 투시시간
Table 3은 11개 시술별 투시시간의 결과이다. 대상 시술 에서 간세포성암을 치료하는 TACE 시술이 21.5%이며, 간 담도계 암에 시술하는 PTBD와 Biliary stent 시술이 14%로 전체 시술에서 간담도계 시술이 35% 이상을 차지하고 있다. 또한 신경계 혈관에 대한 검사 및 코일색전술 시술이 19%를 차지하며 시술방법은 다르나 중심정맥에 카테터를 삽입하 는 Hickman과 Chemoport 시술이 24%이다.
평균 투시시간은 Aneurysm coil이 2,339초(40.0분)으로 가장 길었으며, 그다음은 BAE 1,212초(20.2분), TACE 1,097초(18.3분)이었다. 11개 대상 시술 중 투시시간이 13분 이상이 6개 시술이다. Aneurysm coil의 경우 동맥류의 크 기에 따라 삽입되는 코일의 개수가 증가하므로 투시시간이 다른 시술에 비해 길게 나타났고, 실제 시술시간도 가장 긴 시술 중에 하나이다. BAE와 TACE는 작은 혈관을 선택하여 색전술을 시행하므로 투시시간이 평균 약 20분이었다.
평균 투시시간이 가장 짧은 시술은 중심정맥에 카테터를 삽입하는 Hickman과 Chemoport 시술로 모두 38초였다. 이는 시술자들이 선량을 줄이기 위하여 카테터의 길이를 측 정할 때와 카테터를 위치시킬 때만 선택적으로 투시를 작동 하기 때문이다.
75% 투시시간은 평균투시시간 대비 Aneurysm coil이 2,919초(48.7분)로 19.9% 증가되었다, 또한 BAE 1,616초 (26.9분)는 25.0%, TACE 1,451초(23.0분)는 20.5% 증가하 였다. 증가폭이 크다는 것은 시술별 투시시간의 다양성을 의미한다.
75% 투시시간과 93% 투시시간을 비교한 결과 Aneurysm coil이 4,872초(81.2분)로 75% 투시시간에 비해 40.0%증가 되었다, 또한 BAE 2,468초(41.1분)는 34.6%, TACE 2,213초 (36.9분)는 37.7% 증가하였다.
평균투시시간과 75% 투시시간 사이에는 약 20~25% 이 하로 투시시간이 증가하였으나, 75%와 93% 투시시간 사이 에는 35~40% 이상 투시시간이 증가하였다. 이는 시술의 난 이도 및 치료부위가 다양하여 일부 시술에서 투시시간이 상 대적으로 길어지기 때문이다.
2. 시술별 면적선량
Table 4의 시술별 평균 면적선량 평가결과 투시시간이 가장 길었던 Aneurysm coil이 평균면적선량이 가장 높게 나타났다. 반면 세 번째로 투시시간이 길었던 TACE의 평균 면적선량이 154.9 Gy ․ cm2이었으며, 두 번째로 투시시간이 길었던 BAE가 85.1 Gy ․ cm2로 측정되었다.
75% 면적선량은 평균면적선량 대비 Aneurysm coil이 214.3 Gy ․ cm2로 20.5% 증가되었다, 또한, TACE가 206.4 로 25.0%, BAE 104.0 Gy ․ cm2 18.2% 증가하였다. 75% 투 시시간이 다섯 번째 였던 TFCA가 121.9 Gy ․ cm2로 75% 면 적선량에서는 세 번째로 높게 평가되었다. TFCA의 경우 75% 면적선량은 평균면적선량 대비 23.0% 증가되었다.
TACE에 비해 평균투시시간이 54%가 많은 Aneurysm coil 평균 면적선량은 3% 많게 나타났다. 이 결과는 투시작 동 시 조사야의 크기 때문이다. 면적선량계는 조사야의 크 기를 반영한 선량 값이다. Aneurysm coil의 경우 시술 중 목적하는 동맥류를 대상으로 조사야를 집중시키고 시술을 진행한다. BAE의 경우에도 TACE에 비해 상대적으로 해부 학적 구조가 작은 부위의 혈관을 색전하기 때문에 조사야를 줄이고 시술하는 경우가 많다. 그러나 TACE는 목적 종양을 선택하기 위하여 비교적 큰 조사야 환경에서 카테터 조작을 시행하기 때문에 면적선량이 높게 나온 것이다. 혈관조영술 만 시행하는 TFCA의 경우 75% 투시시간은 927초(15.5분) 이나 면적선량은 121.9 Gy ․ cm2으로 혈관선택을 위해 조사 야를 크게 하여 타 시술보다 투시시간에 비해 선량이 높은 이유이다.
3. 시술별 유효선량 환산
현재 국내연구에서 면적선량을 유효선량으로 변환하는 환산인자에 대한 연구결과가 없는 실정이다. Table 5에서 제시된 결과는 75% 면적선량을 Table 1. NRPB와 Table 2. NCRP에서 제시하고 있는 인터벤션 시술의 유효선량 환산 인자를 가지고 계산한 결과이다.
간세포성 암을 치료하는 TACE가 1회 시술 시 53.7 mSv 로 가장 높은 선량으로 계산되었다. TACE의 경우 추적검사 를 통해 짧게는 1개월에서 수개월 간격으로 반복 시술을 시 행하고 있다. 의료용 피폭은 방사선 관리에 대상이 아니며, 암 환자의 생존을 위하여 시행하는 시술이지만 방사선으로 인한 2차 발암 확률을 낮추기 위해서는 주의를 요해야 할 것 이다.
면적선량이 높은 신경계 시술의 경우 대부분의 피폭이 두 개부에 한정되어 피폭이 이루어지므로 실제 유효선량은 TFCA 3.4 mSv, Aneurysm coil 6.0 mSv로 복부 시술에 비해서는 낮게 평가된다.
Ⅳ. 고 찰
이번 연구 결과를 2012년 정진욱 등에 의해 시행된 식품 의약품안전처 용역사업인 중재시술 진단참고 준위 설정이 라는 주제의 연구 결과와 비교분석 하였다[12]. 2012년 결 과에 비교하였을 때, 투시 시간은 5개 시술에서 증가하였다.
시술 시간은 시술자의 숙련도 및 시술의 난이도에 따라 변화된다. 그러나 10개 전체 시술에서 선량의 큰 폭으로 감 소하였다. 특히 TACE 경우 시술건수와 선량이 가장 많은 시술의 선량이 13% 감소한 것은 의미가 있다. 2012년에 비 해 최근 3차원 영상을 획득하는 촬영이 증가하였는데도 결 과에서 선량이 감소되었다(Table 6).
TACE는 환자의 결정적 장기가 다수 포함된 복부가 시술 부위이므로 면적 선량을 유효선량으로 변환 하였을 때 선량 도 가장 높은 시술이다. 특히 TACE는 반복 시술을 시행하 므로 선량 감소는 환자의 방사선으로 인한 확률적영향이 줄 어드는 결과이다.
시술 시간이 가장 긴 Aneurysm coil의 경우 선량이 반으 로 감소하였다. 큰 폭위 선량 감소는 장비의 발전도 영향이 있겠지만 연구 대상 장비가 모두 선량 저감을 위한 소프트 웨어가 적용된 장비가 아닌 점을 감안한다면 선량을 줄이기 위한 시술자의 노력이 포함된 결과라 볼 수 있다. 앞으로도 시술자 및 시술 보조자에 대한 선량 저감화 방법에 대한 교 육 및 인식도를 높이는 방안이 마련되어야 될 것이다.
이번 연구의 신뢰성을 확인하기 위하여 시술별로 면적선 량이 발표된 여러 나라의 자료를 참고로 주요 인터벤션 시 술의 평균 면적선량과 본 연구의 결과를 비교 고찰하였다. Table 7은 국가별 평균 면적선량을 비교한 표이다[13-16].
Table 7에서 75% 면적선량 비교 결과 간암의 TACE시 술 시술에서 미국이 296 Gy ․ cm2로 가장 높았으며 영국이 238Gy ․ cm2 등 한국의 206 Gy ․ cm2 보다 비교 가능한 4개 국 모두 높은 결과를 보이고 있다. 이러한 결과는 TACE의 시술대상인 간세포성암이 서양인 보다 동양인에서 호발하 는 관계로 상대적으로 한국에 시술건수가 많아 시술 숙련도 높기 때문이다.
이번 연구 결과 평균 면적선량이 가장 높았던 aneurysm coil 시술에서 영국과 미국의 75% 면적선량이 384, 339 Gy ․ cm2으로 한국보다 50% 이상 높게 나타났다. PTBD에 서는 한국이 평균 22 Gy ․ cm2인 반면 스페인과 미국이 80 Gy ․ cm2, 프랑스가 34 Gy ․ cm2이다. 이것 또한 한국에 간 질환이 많아 시술 숙련도가 높은 결과이다.
V. 결 론
전국 47개 주요 병원에서 국내에서 많이 시행되는 11개의 주요 중재시술에 대한 환자선량을 면적선량으로 분석하였 으며, 시술별 피폭선량에 관한 10,006 건의 국내 자료를 확 보하고, 각 주요 시술별로 진단참고준위를 제시하였다. 이 연구에서 얻어진 75% 면적선량은 TACE 206(Gy ․ cm2), AVF 12(Gy ․ cm2), LE intervention 43(Gy ․ cm2), TFCA 122(Gy ․ cm2), Cerebral aneurysm coil embolization 214(Gy ․ cm2), PTBD 22(Gy ․ cm2), Biliary stent 60(Gy ․ cm2), PCN 7(Gy ․ cm2), Hickman catheter 2.1(Gy ․ cm2), Chemoport 1.4(Gy ․ cm2), BAE 104(Gy ․ cm2)였다.
이번 연구에서 2012년 설정된 진단참고수준과 비교하여 10개 시술에서 모두 선량이 감소한 것을 확인하였다. 앞으 로도 선량 저감화에 대한 지속적인 홍보와 교육이 필요할 것이다.
