Ⅰ. 서 론

식생활의 서구화와 노인 인구의 증가로 인해 우리나라에 서도 선진국 질환인 허혈성 심장질환이 급격히 늘고 있는 데, 2019년 사망원인 통계 결과에 인구 10만 명당 60.4명으 로 심장질환으로 인한 사망이 전체 사망률 2위로 파악된다. 순환계통 질환 사망률은 인구 10만 명당 117.4명으로, 뇌혈 관 질환 42명, 고혈압성 질환 11명, 심장질환 60.4명으로 가장 높았고, 40~60대에서는, 심장질환 중 심장동맥(관상 동맥)이 좁아지거나 막혀서 발생하는 허혈성 심장질환이 사 망률이 가장 높았다[1].

우리나라 국민 1인당 연간 진단용 방사선검사에 의한 유 효 선량은 2012년 1.20 mSv에서 2015년 1.38 mSv로, 4년 간 약 16% 증가한 것으로 나타났다. 이는 의료방사선에 의 한 세계 1인당 유효 선량 약 0.62 mSv과 비교했을 때, 약 2배 정도 높은 수준이다. 검사 종류별 우리나라 국민 1인당 유효선량 결과에서는 2015년 기준 전산화단층촬영에 의한 기여도가 전체의 50.8%를 차지하였고, 그다음으로 일반촬 영(38.9%), 투시촬영(5%), 혈관촬영(3.3%) 등의 순으로 높 게 나타났고, 검사 건수 역시 2016년 3억 1,200만 여건에서 2019년 3억 7,000만 여건으로 20%의 증가를 보였다[2]. 특 히, 심혈관조영술 및 인터벤션(intervention)은 혈관조영용 장치를 이용하기 때문에 오랜 시간의 투시와 연속 촬영으로 인해서 심혈관조영술 시 4.6~15.8 mSv, 심혈관 인터벤션 (intervention)까지 시행한다면, 7.5~57.0 mSv까지도 유효 선량이 측정되는 것으로 보고되어 위험성을 경고하였다[3]. 2020년 건강보험심사평가원 발표에 따르면, 인구 10만 명 당 허혈성 심장질환 수진자는 2009년 1,342명, 2014년 1,626명, 2019년 1,935명으로 해마다, 증가 추이를 보이고 있으며, 국민 소득향상으로 건강에 대한 관심이 높아져 정 기적인 건강검진이 많아지고, 노령화에 따른 기대수명 증가 와 청진기 등 경험에 의존하는 진단보다는 방사선영상 촬영 등 과학적인 진단 방법이 보편화되는 최근 의료경향을 반영 하면 의료 피폭은 증가할 것으로 분석된다[4, 5].

그런데도, 중재적 방사선 시술은 최소한의 침습으로 가이 드 와이어, 풍선, 스텐트 등을 체내에 삽입하여 시술함으로 써, 감염의 위험성과 고령 환자 등 전신 마취에 대한 부담감 이 있는 환자의 위험성을 낮추는 등 환자에게 방사선에 대 한 위험성보다는 이익 성을 제공함으로써, 정당성을 확보하 였다[6].

그러나, 여전히 방사선에 대한 위험도는 크기 때문에 선행 연구들에서 이런 방사선에 대한 피폭을 줄이고자 하는 노력 이 있었고, 심혈관 촬영실에서 근무자가 조절 가능한 기하학 적 특성을 변화시켜, 유효 선량을 측정하였는데, 단순 투시 는 연속촬영인 Cine 촬영과 비교하면 6~7배 낮은 선량을 나 타냈고, Fluoro pulse rate를 낮추면 선량을 최대 70%까지 감소시킬 수 있었고, SID가 낮아지면 낮아질수록, FOV가 낮 으면 낮을수록 선량을 감소하는 것으로 보고하였다[7, 8].

심혈관조영술 및 인터벤션(이하 ‘심혈관조영술 등’) 시에 대부분 방사선 감수성이 높은 수정체, 갑상샘, 생식샘에 대 해서 차폐체를 시행하지 않는 점을 인지하여, 심혈관조영술 등 시에 환자에게 불필요하게, 방사선에 노출되는 수정체, 갑상샘, 생식샘의 피폭선량을 측정하고, 기하학적 요건의 변화로 인한 선량의 감소와 차폐체를 이용한 선량의 감소를 확인하고 비교함으로써, 더욱더 효율적인 차폐 방법을 연구 하고자 한다.

Ⅱ. 대상 및 방법

1. 대상

혈관조영용장치는 INFX-8000V (Toshiba, Japan)를 이 용하였고, 촬영 조건은 자동노출제어장치로 60~70 kV, 200~250 mA, Copper 0.3 mm filter, middle focus로 촬 영하였으며, 팬텀은 Whole body Phantom PBU-50 (KYOTO KAGAKU, JAPAN), 선량 측정은 NanoDot dosimeter (LANDAUER Co, France), 차폐체는 선량 측정 부위에 따 라서 수정체는 0.07 mmPb, 갑상샘은 0.5 mmPb 차폐체, 생식샘은 스커트 형식의 차폐체로 앞쪽 0.35 mmPb, 뒤쪽 은 0.25 mmPb 납 당량의 차폐체를 사용하였다[Fig. 1]. 선 량 측정은 OSLD Reader (MicroStar reader, LANDAUER Co., France)를 이용하여 진행하였다. 투시 영상으로 팬텀 위치를 확인하여, 오른쪽 수정체의 중앙 부분, 갑상샘의 중 앙 부분, 생식샘의 중앙 부분에 피폭선량을 측정하기 위한 OSLD를 위치시켰고, 같은 위치에 선량을 측정하기 위하여 표시하였다.

2. 실험방법

대조군 및 각 실험군은 심혈관조영술 등에 가장 많이 사 용되는, AP Cranial view (0°, 40°), LAO Cranial view (30°, 40°), LAO Caudal view (45°, 30°) RAO Caudal view (30°, 20°), RAO Cranial view (30°, 30°) 총 5가지 view에서 10초간 5회 누적 선량을 측정하였고, view마다 심장의 음영이 화면의 중앙에 오도록 팬텀을 위치시켰다 [Fig. 2].

대조군으로 사용되는 기본 선량의 기하학적 요건은 Table 높이 95 cm, SID 100 cm, Cine 15 f/s 하였고, 실험군 1은 table 높이 95 cm, SID 100 cm, Cine 7.5 f/s로 Cine pulse rate를 낮췄고, 실험군 2는 Table 높이 95 cm, SID 100 cm, Cine 15 f/s로 기하학적 요건은 같게 하되, 팬텀의 눈에는 0.07 mmPb 고글을, 갑상샘에는 0.5 mmPb의 차폐 체를, 생식샘에는 전방 0.35 mmPb, 후방 0.25 mmPb의 차 폐체를 치마처럼 두르게 하여, 총 0.6 mmPb의 차폐체의 효 과를 보도록 하였다[Fig. 3]. 실험군 3은 Table 높이 95 cm, SID 95 cm, Cine 15 f/s로 SID만 낮추어 촬영하였다.

실험에 사용된 OSLD는 소거 후 리더기에서 background 값을 측정하였고, 실험 후에 측정된 선량에서 background 값을 뺀 값으로 선량을 측정하였다.

3. 통계 방법

자료의 분석은 SPSS 프로그램을 사용하여 통계 분석하였 고, 통계 방법은 대응표본 t 검정을 이용하여, 유의성을 검 증하였고, 모든 분석에서 P<0.05인 경우 유의하다고 판단 하였다.

Ⅲ. 결 과

1. 대조군과 실험군의 수정체 선량 감소율 비교

대조군의 수정체 선량은 RAO caudal view에서의 선량이 가장 높았으며, 평균 선량은 1.42 mGy였고, Cine frame을 7.5 f/s로 낮춘 실험군 1은 LAO cranial이 감소율 63%로 가장 많은 감소 효과가 나타났으며, 평균 선량은 0.68 mGy, 평균 선량 감소율은 52%를 보여주었고, 팬텀에 차폐 체를 한 실험군 2는, RAO cranial이 감소율 62%로 가장 많 은 감소 효과가 나타났으며, 평균 선량은 0.88 mGy, 평균 선량 감소율은 40.4%를 보여주었고, SID를 95 cm으로 낮 춘 실험군 3은, LAO caudal이 감소율 31%로 가장 많은 감 소 효과가 나타났으며, 평균 선량은 1.14 mGy, 평균 선량 감소율은 18.8%를 보여주었다<Table 1, 2>.

수정체의 가장 효과적인 차폐 방법은 평균 선량과 평균 감소율로 볼 때 Cine frame을 7.5 f/s 낮춘 것이 가장 효과 적이었고, 대조군과 비교하여 실험군 3군 모두 통계적으로 유의하게 선량 감소의 효과를 나타내었다<Table 3>.

2. 대조군과 실험군의 갑상샘 선량 감소율 비교

대조군의 수정체 선량은 LAO caudal view에서의 선량이 가장 높았으며, 평균 선량은 10.23 mGy였고, Cine frame 을 7.5 f/s로 낮춘 실험군 1은 RAO cranial이 감소율 64% 로 가장 많은 감소 효과가 나타났으며, 평균 선량은 4.41 mGy, 평균 선량 감소율은 56.6%를 보여주었고. 팬텀에 차 폐체를 한 실험군 2는, LAO cranial이 감소율 51%로 가장 많은 감소 효과가 나타났으며, 평균 선량은 5.73 mGy, 평 균 선량 감소율은 40%를 보여주었고, SID를 95 cm으로 낮 춘 실험군 3은, RAO caudal이 감소율 28%로 가장 많은 감 소 효과가 나타났으며, 평균 선량은 8.08 mGy, 평균 선량 감소율은 22.4%를 보여주었다<Table 4, 5>.

갑상샘의 가장 효과적인 차폐 방법은 평균 선량과 평균 감소율로 볼 때 Cine frame을 7.5 f/s 낮춘 것이 가장 효과 적이었고, 대조군과 비교했을 때, SID 95 cm 낮춘 실험군 3은 P value 0.059로 통계적으로 유의한 감소 효과를 내지 못하였고, 나머지 두 군은 통계적으로도 유의한 감소 효과 를 나타냈다<Table 6>.

3. 대조군과 실험군의 생식샘 선량 감소율 비교

대조군의 생식샘 선량은 LAO cranial view에서의 선량 이 가장 높았으며, 평균 선량은 1.56 mGy였고, Cine frame 을 7.5 f/s로 낮춘 실험군 1은 AP cranial이 감소율 78%로 가장 많은 감소 효과가 나타났으며, 평균 선량은 0.64 mGy, 평균 선량 감소율은 61%를 보여주었고. 팬텀에 차폐 체를 한 실험군 2는 RAO caudal이 감소율 56%로 가장 많 은 감소 효과가 나타났으며, 평균 선량은 0.84 mGy, 평균 선량 감소율은 46.6%를 보여주었고, SID를 95 cm으로 낮 춘 실험군 3은, RAO cranial이 감소율 24%로 가장 많은 감 소 효과가 나타났으며, 평균 선량은 1.38 mGy, 평균 선량 감소율은 11.6%를 보여주었다<Table 7, 8>.

생식샘 역시 가장 효과적인 차폐 방법은 평균 선량과 평 균 감소율로 볼 때 Cine frame을 7.5 f/s 낮춘 것이 가장 효과적이었고, 대조군과 비교했을 때, SID 95 cm 낮춘 실 험군 3은 갑상샘과 마찬가지로 P-value 0.058로 통계적으 로 유의한 감소 효과를 내지 못하였고, 나머지 두 군은 통계 적으로도 유의한 감소 효과를 나타냈다<Table 9>.

Ⅳ. 고 찰

심혈관조영술 등에서 환자에게 불필요하게 조사되는 부 분의 선량을 알아보고자 수정체, 갑상샘, 생식샘의 피폭선 량을 분석한 결과, 수정체는 평균 1.42 mGy의 선량을, 갑상 샘은 평균 10.23 mGy의 선량을, 생식샘은 평균 1.56 mGy 의 선량을 기록하여, 갑상샘의 피폭선량이 수정체와 생식샘 의 피폭선량에 비하여 평균 10배 가까운 피폭선량을 받는 것으로 확인되었고, 특히 LAO Caudal view에서 19.49 mGy로 가장 높은 피폭 선량을 기록하였다. 이는 심장의 위 치가 가슴 중앙에서 왼쪽으로 치우쳐 양쪽 폐 사이에 위치 하고 X-ray 튜브와 환자와의 거리가 RAO보다 LAO에서 더 짧으므로 같은 시간을 조사하더라도 LAO 많은 선량을 받기 때문으로 설명할 수 있다[9]. 이전 연구에서 방사선의 피폭 과 갑상샘 암의 관계성을 보고하였기 때문에, 갑상샘 차폐 의 경각심을 더욱더 가져야 하겠다[10, 11].

혈관조영용장치를 이용한 검사 및 시술 시 피폭선량을 저 감하는 방법으로, 선행 연구에서는 Frame 수를 낮추는 방 법, SID를 줄이는 방법, 영상의 확대를 최소화하는 방법, FOV를 좁게 설정하는 방법 등 기하학적 요인들의 설정을 변경하는 방법들을 많이 제시하였고, 이 중 가장 선량을 줄 이는 방법으로 Frame 수를 낮추는 것이 Cine 촬영에서는 최대 80%까지 선량을 줄이는 것으로 한 논문에서는 연구 결 과를 보여주었다[12, 13].

실제 본 연구에서도 수정체의 선량은 42~62%, 갑상샘의 선량은 49~64%, 생식샘의 선량은 46~78%의 선량 감소율 로 다른 방법보다는 높은 감소율을 보여주었다. 이전 선행 연구의 결과와 이번 실험의 결과를 살펴보면 분명, Frame 수를 낮추는 것이 환자의 피폭선량을 줄이는 가장 효과적인 방법이긴 하다. 그러나, 영상의 화질이 저하되고, 진단 시간 이 길어질 수 있다는 것은 가장 큰 우려 중 하나로 Frame 수를 줄이는 것에 대해서 적극적인 공감을 얻지 못했다[14].

환자에 직접 차폐체를 직접 입혀 피폭 선량을 낮추고자 하는 노력은 이전에도 시도됐으나, 검사 및 시술 준비과정 에서 환자를 준비시키는 시간이 증가하는 불편함과 넙다리 동맥(femoral artery)을 이용한 검사 및 시술이 많았기 때 문에, 생식샘을 차폐하기에는 현실적으로 불가능하였다. 그 러나, 최근, 심혈관조영술 등은 환자의 노동맥(radial artery)을 이용하여 많은 검사 및 시술을 진행하고 있어서, 환자의 생식샘 부위까지 차폐체를 착용시킬 수 있고, 이는 진단 및 치료의 과정에 지장을 주지 않으면서 수정체, 갑상 샘, 생식샘에 효과적인 차폐를 기대할 수 있다[14, 15].

선행 연구와 비교하여, 기하학적 요건의 변화 또는 차폐 체를 입히는 경우와 입히지 않는 경우만을 비교하여 실험을 진행한 반면에, 이번 실험에서는 두 가지 경우를 진행함으 로 인하여 선량의 감소율 차이를 볼 수 있었고, 실험 결과, 차폐체를 입히게 되면, 수정체의 선량은 28~62%, 갑상샘의 선량은 30~51%, 생식샘의 선량은 37~56%의 감소율을 결 과를 보여줘서, Frame 수를 낮추는 것에 예민한 시술자에 게 적용 가능한 차선책으로 선택할 수 있다.

기하학적 요건 또는 차폐체를 입히는 방법을 분리해서 적 용하기보다는 검사 및 시술에 방해가 되지 않는다면, 두 가 지 모두 적용하여 최선의 방사선 방어에 노력해야 할 것으 로 사료된다.

본 연구의 제한점은, 기하학적 매개 변수로, Frame 수를 낮추는 방법, SID를 낮추는 방법 두 가지만 실험군에 넣어, 다른 기하학적 요건들을 추가하지 못하였고, 최근 중재적 시술 시 3D 프린팅 재료를 이용하여, 납 대비 효율적인 차 폐 효과를 보여준 선행 연구가 있어서 이에 대한 복합적인 비교 연구가 필요하다[16].

Ⅴ. 결 론

본 연구는 심혈관조영술 등에 효과적인 환자의 피폭선량 감소방안을 확인하기 위하여, 기하학적 요건과 차폐체를 착 용한 군의 선량 감소를 비교하여, 가장 효율적인 선량 감소 의 방법은 Cine Frame 수를 낮추는 방법이고, 차폐체를 입 히는 방법과 SID를 낮추는 방법 순으로 선량 감소 효과가 있었고, 갑상샘과 생식샘에서는 SID를 낮추는 것만으로 유 의한 선량 감소 효과를 얻지 못했다.

본 연구를 통하여, 기하학적 요건을 조절하는 것과 차폐 체를 착용하는 군 모두에서, 선량의 감소 효과를 확인할 수 있었고, 검사 및 시술 환경에 따라서 적합한 차폐 방법을 선 택하여 사용하길 권하며, 가능하다면 기하학적 요건 및 차 폐체를 모두 적용하여, 심혈관조영술 등의 방사선의 정당성 을 더욱더 확보하기를 희망한다.