Ⅰ. 서 론

방사선을 이용한 영상 의료기기는 과학의 발달로 컴퓨터 를 기반으로 더욱 발전하여 현재에는 디지털 방사선 검사 기술이 영상 정보를 직접 디지털 신호로 변환할 수 있는 평 판형 검출기(Flat Panel Detector; FPD)가 개발되면서 디 지털 방사선(Digital Radiography; DR) 검사가 일반화되 었다. 특히, X선 발생 장치와 검출기(Detector)를 연결하지 않고도 조사되는 X선을 검출하여 간편하고 빠르게 디지털 방사선 영상을 획득할 수 있는 이동형 X선 장치가 사용되고 있다[1].

환자 질병의 진료 및 치료 과정에서 의료 영상을 활용하 는 비중은 갈수록 증가되는 추세로 의료 기관에서 2017년 에 시행한 일반 방사선 검사는 29,986,258명으로 검사의 총 회수는 181,755,820회이며, 2021년에는 31,935,716명으 로 202,593,359회를 실시하여 의료 기관을 방문하는 대부 분의 환자들이 일반 방사선 검사를 시행하고 있다는 것을 알 수 있다[2]. 일반 방사선 검사에서 흉부 검사는 가장 빈 번하게 행해지는 방사선 진단 검사로 2017년에 실시한 흉부 검사 환자는 8,471,950명으로 검사의 총 회수는 19,421,157 회였으며, 2021년에는 8,703,021명으로 21,432,859회를 실시하여 꾸준히 증가하고 있다[3]. 이와 같이 의료 기관에 서는 방사선을 이용한 영상의학과 검사는 필수적이다. 특 히, 흉부 방사선 검사는 가장 빈번하게 시행하는 방사선을 이용하는 진단 검사로 폐결핵, 폐수종, 폐렴 등 다양한 질환 외에 흉수 등의 진단에 이용된다[4].

흉부 방사선 검사는 환자의 자세가 선 자세, 앉은 자세 혹 은 누운 자세에서 검출기(Detector)를 가슴 혹은 등에 대고 중심선을 흉추 제6번 높이에 맞춰 검사 거리(Source to Image Receptor Distance; SID)를 180 cm 또는 100 cm에 서 입사 시켜 검사를 시행한다[5,6].

한편, 의료진의 지속적인 관찰이 필요하여 병실을 벗어 날 수 없는 응급 환자, 감염이 우려되는 환자, 중증 질환으 로 이동이 어려운 환자를 대상으로 이동형 방사선 발생 장 치를 이동하여 검사하는 방법을 이동형 방사선검사(Mobile Radiography)라고 한다[7].

2020년 이후 전 세계적으로 코로나 바이러스 감염증-19 (Coronavirus disease 2019; COVID-19)의 확산이 지속되 면서 2021년 9월 6일 국내 누적 확진자 261,778명, 1일 확 진자 1,375명이 감염되고 있다[8].

COVID-19 초기 단계에서는 X선을 이용하는 흉부 방사 선 검사보다는 정밀 폐 전산화단층촬영(High Resolution Computed Tomography; HRCT)은 조기 진단에 유용하고 [9], 흉부 영역에서 일반 방사선 검사는 흉부 CT와 비교를 하였을 경우 민감도는 69% 정도이지만, 대유행이 진행됨에 따라 의료계는 CT의 가용성과 감염 관리 문제 감소를 위해 서 이동형 흉부 방사선검사(Portable Chest Radiography) 의 활용도가 증가하는 추세에 있다[10]. 그리고 이동형 방 사선 발생 장치를 이용하여 시행되는 흉부 전-후방향검사 (Chest Anterior-Posterior Projection; Chest AP)의 경 우에는 누운 자세(Supine Position)에서는 낮은 품질을 나 타낸다[11]. 이로 인해 앉은 자세(Sitting Position)에서 검 사하는 비율이 점점 늘어나는 현상이 나타나고 있다.

고정형 방사선 발생 장치에서는 검출기와 X선 관이 기계 적으로 연결되어 X선 초점이 격자의 초점 축과 검출기와 일 치하도록 설계되어 있다. 그러나 이동형 방사선 발생 장치 의 검출기는 환자와 침대 매트리스 사이에 위치되고, X선 관은 수동으로 환자 위에 위치한다. 따라서 정확한 SID와 격자(Grid)에 수직으로 입사하는 X선을 사용하여 검출기 위 에 X선 관을 중앙에 맞추는 작업은 방사선사가 시행한다[7].

특히, 중환자실 환자의 검사를 시행할 때에는 여러 생명 유지 장치로 인하여 바른 자세를 잡기 어려운 상황이 많고, 환자가 호흡을 멈출 수 없는 경우와 더불어 앉은 자세에서 의 검사는 검출기의 각도 및 자세의 불안정성으로 영상의 질이 저하되어 진단에 어려움이 많이 발생한다[12]. 상황에 따라 검출기(Detector)의 각도가 변경됨에 따라 영상의 왜 곡이 야기될 수 있다.

이동형 방사선 검사에서 화질에 영향을 미치는 인자는 영 상을 획득하는 검출기, 영상을 처리하는 소프트웨어, 모니 터 등 매우 다양하다. 그리고 영상 획득 과정에서 초점-격 자 간 거리(Focus-Grid Distance), 격자비(Grid Ratio), 중심 X선 변위(Decentering)와 환자 자세의 검출기 내 위 치 변위 등 여러 가지 요인들에 의해 영상 획득에 장애가 생 길 수 있다[13].

이에 본 연구에서는 중환자, 이동이 불가능한 환자, 응급 환자를 검사할 때 이동형 방사선 발생 장치의 X선 관이 고 정되어 있을 경우에 검출기(Detector)의 각도 변화에 따른 영상의 왜곡 정도와 이동형 방사선 검출기의 위치에 따른 선량의 차이를 분석하고자 한다.

Ⅱ. 연구 대상 및 방법

1. 연구대상

의료 기관에서 사용하는 이동형 방사선 발생 장치 Mobile Dart Evolution(Shimadzu Corporation. Ltd, Japan) [Fig. 1]와 a-Si TFT 기반의 14”×17” wireless FPD 검출기 [Fig. 2], 필름-스크린 접촉 시험 장치(Screen film contact test tool)[Fig. 3], 각도기[Fig. 4], 선량 측정을 위해서 Unfors Raysafe ThinX RAD(Unfors, Sweden)[Fig. 5]를 사용하였다.

2. 연구방법

1) 검출기 각도에 따른 영상 왜곡도

본 연구에서는 A 병원에서 사용하고 있는 14”×17” wireless FPD 검출기(With-Grid)에 screen flim test tool을 부착 시킨 후 앉은 자세에 상응하는 기준인 90˚로 고정시켰다. 그 후 이동형 방사선 발생 장치의 tube angle을 검출기에 수직으로 고정시켰다. 90˚를 기준으로 0˚로 설정한 후 자세 가 변경됨에 따라 침대 매트리스가 뒤로 젖혀지는 것을 설 정하여 0˚, -5, -10˚, -15˚, -20˚, -25˚, -30˚, -35˚로 검 출기의 각도를 변경하면서 영상을 획득하였다. SID는 110 cm로 고정을 하였고, 노출 조건은 Chest AP 검사 기준으로 100 kVp, 1.2 mAs(400 mA)로 고정하여 영상을 획득하였 다[Fig. 6].

2) 검출기에서 위치에 따른 선량 분석

A 병원에서 사용하고 있는 이동형 방사선 발생 장치와 14”×17” wireless FPD 검출기를 사용하였다. 검출기는 평 평한 table에 위치 시킨 후 이동형 방사선 발생 장치의 tube 를 검출기에 수직으로 고정으로 하였다. SID는 110 cm로 고 정하였으며, 노출 조건은 65 kVp, 4 mAs(400 mA)로 조사 하였다. 측정 위치는 검출기의 중심, 중심에서 상방으로 10 cm, 중심에서 하방으로 10 cm, 중심에서 –극으로 10 cm, 중심에서 +극으로 10 cm, 상방으로 10 cm와 +극으로 10c m, 상방으로 10 cm와 –극으로 10 cm, 하방으로 10 cm와 +극으로 10 cm, 하방으로 10 cm와 –극으로 10 cm 지점에 서 각각 선량을 측정하였다[Fig. 7].

3. 영상 분석

1) 검출기 각도 변경에 따른 왜곡도

영상의 평가를 위해 Image J(Wayne rasband National institutes of health, USA) 프로그램을 이용하였으며, 14”×17” wireless FPD 검출기에 screen film test tool을 부착시켜 획득한 영상의 중심부, 좌측 상단부, 우측 상단부, 좌측 하단부, 우측 하단부 총 5곳의 관심 영역(region of interest; ROI)을 설정하여 왜곡도를 분석하였다[Fig. 8].

2) 검출기에서 위치에 따른 선량 분석

Raysafe 선량계를 사용하여 검출기의 위치별로 선량을 측정하였다. 총 9곳(검출기의 중심, 중심에서 상방으로 10 cm, 중심에서 하방으로 10 cm, 중심에서 –극으로 10 cm, 중심에서 +극으로 10 cm, 상방으로 10 cm와 +극으로 10 cm, 상방으로 10 cm와 –극으로 10 cm, 하방으로 10 cm와 +극으로 10 cm, 하방으로 10 cm와 –극으로 10 cm)의 선량 을 각각 3번씩 측정한 후 평균값을 산출하여 위치에 따른 선 량의 차이를 분석하였다[Fig. 7].

3) 통계학적 분석

검출기의 각도에 따른 위치별 통계학적 분석은 일원 배 치 분석 방법을 사용하였으며, 통계적으로 유의미할 경우 Tukey 방법으로 사후 검정을 실시하였다. 분석 결과에서 p 값이 0.05이하 이면 통계적으로 유의 하다고 판단하였다.

Ⅲ. 결 과

1. 검출기 각도에 따른 영상 왜곡도 분석

1) 검출기 각도 0°

검출기의 각도 0˚는 앉은 자세에 상응하는 각도인 수직 상태 에서 영상을 획득한 후에 분석한 결과이다. 중심부는 60.481, 좌측 상단부는 79.387, 우측 상단부는 52.247, 좌측 하단부는 85.150, 우측 하단부는 48.561로 나타났다[Table 1].

2) 검출기 각도 –5°

검출기의 각도를 수직에서 -5˚를 기울여서 영상을 획득 하였다. 획득한 영상의 중심부는 58.430, 좌측 상단부는 91.606, 우측 상단부는 53.717, 좌측 하단부는 85.332, 우 측 하단부는 42.940로 나타났다[Table 2].

3) 검출기 각도 –10°

검출기의 각도를 수직에서 -10˚를 기울여서 영상을 획득 하였다. 획득한 영상의 중심부는 64.751, 좌측 상단부는 98.386, 우측 상단부는 63.445, 좌측 하단부는 81.743, 우 측 하단부는 48.868로 나타났다[Table 3].

4) 검출기 각도 –15°

검출기의 각도를 수직에서 -15˚로 기울여서 영상을 획득 하였다. 획득한 영상의 중심부는 61.596, 좌측 상단부는 97.203, 우측 상단부는 55.987, 좌측 하단부는 79.775, 우 측 하단부는 44.912로 나타났다[Table 4].

5) 검출기 각도 –20°

검출기의 각도를 수직에서 -20˚로 기울여서 영상을 획득 하였다. 획득한 영상의 중심부는 65.936, 좌측 상단부는 99.703, 우측 상단부는 62.465, 좌측 하단부는 75.614, 우 측 하단부는 40.179로 나타났다[Table 5].

6) 검출기 각도 –25°

검출기의 각도를 수직에서 - 25˚로 기울여서 영상을 획 득하였다. 획득한 영상의 중심부는 65.031, 좌측 상단부는 89.346, 우측 상단부는 70.089, 좌측 하단부는 79.773, 우 측 하단부는 42.466로 나타났다[Table 6].

7) 검출기 각도 –30°

검출기의 각도를 수직에서 –30˚로 기울여서 영상을 획득 하였다. 획득한 영상의 중심부는 70.541, 좌측 상단부는 113.718, 우측 상단부는 69.622, 좌측 하단부는 75.721, 우 측 하단부는 41.707로 나타났다[Table 7].

8) 검출기 각도 –35°

검출기의 각도를 수직에서 -35˚로 기울여서 영상을 획득 하였다. 획득한 영상의 중심부는 72.327, 좌측 상단부는 96.174, 우측 상단부는 79.748, 좌측 하단부는 71.073, 우 측 하단부는 49.723로 나타났다[Table 8].

2. 검출기의 각도에 따른 왜곡도 통계 분석

일원 배치 분산 분석 결과에서 중심은 64.89 ± 4.78, 좌 측 상단은 95.69 ± 3.70, 우측 상단은 63.43 ± 9.41, 좌측 하단은 79.27 ± 4.94, 우측 하단에서는 44.91 ± 3.67으로 나타났으며, 통계적으로 유의미한 차이를 나타났다(f=58.74, p<0.000).

사후 검정 결과는 a 그룹에서 d 그룹까지로 구분되었으 며, 중심은 a, b 그룹, 중심과 좌측 상단 및 우측 상단은 b 그룹에 속하였고, 좌측 하단이 c 그룹에 속하였으며, 우측 하단이 d 그룹에 포함되는 것으로 나타났다[Table 9].

3. 검출기의 위치에 따른 선량 분석

이동형 방사선 발생 장치를 사용하여 65 kVp, 4 mAs (400 mA)의 노출 조건에서 검출기의 중심 선량은 10.8 mGy 로 측정되었다. 중심에서 –극으로 10 cm 위치에서는 11.1 mGy, 중심부에서 +극으로 10 cm 위치에서는 9.82 mGy, 중심에 서 상방으로 10 cm 위치에서는 10.7 mGy, 중심에서 하방으 로 10 cm 위치에서는 10.3 mGy, 중심에서 상방으로 10 cm 와 +극으로 10 cm 위치에서는 9.77 mGy, 중심에서 상방으 로 10 cm와 –극으로 10 cm 위치에서는 10.8 mGy, 중심에 서 하방으로 10cm와 +극으로 10 cm 위치에서는 9.16 mGy, 중심에서 하방으로 10 cm와 –극으로 10 cm 위치에서는 10.8 mGy로 측정되었다[Table 10].

Ⅳ. 고 찰

흉부 방사선 검사는 다른 부위의 검사보다 많은 진단적 정 보를 포함한다. 방사선 투과성이 매우 높은 폐와 낮은 종격 동 및 흉곽 조직이 함께 위치하고 있어 X선으로 검사 될 수 있는 가장 복잡한 부위이다[14]. 특히, COVID-19는 폐 질 환의 형태로 발병하는 양상으로 지속적인 확산이 되면서 이 동형 방사선 검사의 횟수가 증가하고 있다. 고정형 방사선 발생 장치와 비교하여 환자의 자세와 검출기의 위치가 불안 정하여 영상의 왜곡과 영상 품질의 저하가 예측되어 이에 본 연구에서는 검출기의 각도 변화에 따른 왜곡의 정도와 검출 기의 위치에 따른 선량의 차이를 분석하고자 하였다.

검출기에 screen film test tool을 이용하여 영상화하고, 왜곡도 차이를 분석하였다. 검출기의 각도에 따른 위치별 일원 배치 분산 분석 결과는 통계적으로 유의미한 차이가 나타났다(f=58.74, p<0.000). 그러므로 이동형 방사선 발 생 장치의 Tube와 검출기의 각도는 영상의 왜곡도와 밀접 하게 관계하고 있음을 알 수 있었다. 선행 연구에서 이진수 등(2015)은 중환자실에서 기관삽관(Intubation), 중심정맥 카테터 삽입 시술(Central Venous Catheter Insertion) 및 Levin-tube(L-tube) 등 다양한 관(Tube)의 위치를 확인하 기 위해서 이동형 방사선 발생 장치로 흉부 검사를 실시할 때에 X선 관의 각도 변경으로 인하여 영상의 왜곡이 발생되 어 환자가 위험에 빠질 수 있는 문제가 제시되고 있으며 [12], 신준봉 등(2017)은 하지(Lower Extremity))의 전장 검사의 경우에 검출기에 한 번에 들어가지 않아 영상을 합 성하는 Stitching method(2spot, 3spot)라는 검사법을 사 용하는데 X선 관의 각도에 따른 주선속 방사선의 방향과 퍼 짐에 의해 왜곡이 발생하는 문제를 제기하였다[15].

14”×17” wireless FPD 검출기의 위치별 선량의 차이는 중심을 기준으로 –극으로 10 cm 지점은 2.8 % 증가, +극으 로 10 cm 지점은 9.1 % 감소, 상방으로 10 cm 지점에서는 0.9 % 감소, 하방으로 10 cm 지점에서는 4.6 % 감소, 상방 으로 10 cm와 +극으로 10 cm 지점에서는 9.5 % 감소, 상방 으로 10 cm와 –극으로 10 cm 지점에서는 차이가 없었으며, 하방으로 10 cm와 +극으로 10 cm 지점에서는 15.2 % 감소, 하방으로 10 cm와 –극으로 10 cm 지점에서는 차이가 나타 나지 않았다. 안지현 등(2013)은 고정형 방사선 검출기에서 도 중심 X선 및 피사체의 검출기 내 위치 변화에 따라 영상 에 미치는 영향에 대한 문제를 제기하고 있다[16].

본 연구는 A 병원에서 사용하고 있는 4 종류의 이동형 방 사선발생장치(총 18대) 중 하나의 발생 장치만을 사용했다 는 것이 한계점이며, 시차를 두고 재 측정을 하지 않은 것 또한 한계점이다. 이후 다른 종류의 이동형 방사선 발생 장 치와 검출기에서도 나타나는 검출기 각도에 따른 왜곡도 및 검출기 위치 변화에 따른 선량 변화에 대한 연구가 진행되 기를 바란다.

Ⅴ. 결 론

COVID-19로 인해서 감염 환자 및 중증도가 높은 환자 를 대상으로 하는 이동형 방사선 검사의 횟수가 증가하고 있다. 그러나 환자가 앉은 자세에서의 검사가 필요할 때에 검출기의 각도 및 자세의 불안정성으로 인하여 영상의 왜 곡도와 영상 품질이 저하가 되어 진단에 어려움이 발생하 게 된다.

본 연구 결과는 0˚를 기준으로 검출기의 각도가 변경되 면 영상의 왜곡이 발생하였다. 또한, 검출기에서의 위치 변 화로 선량이 중심부와 비교하여 하방으로 10 cm와 +극으로 10 cm 지점에서 15.2% 감소한 것을 알 수 있으며, 중심에서 –극으로 10 cm 지점에서는 2.8% 증가로 검출기에서 선량 분포도의 일치성이 저하되게 나타났다.

의료 기관에서는 디지털 방사선 검사가 일반화되면서 이 동형 방사선 발생 장치를 이용한 검사가 증가되고 있다. 그 러므로 방사선사는 환자의 정확한 자세, 검출기의 각도 및 Tube의 각도를 수평으로 조정하여 검사를 정확하게 실시하 여야 한다. 그리고 검출기의 중심에 검사 부위가 위치하도 록 노력하여 영상의 최적화에 노력하여야 한다.