Ⅰ. 서 론

현대사회는 경제와 과학의 발전으로 건강에 대한 인식이 높 아졌으며, 의학기술은 지난 100년 동안 비약적인 발전으로 급 격하게 변화하여 고도의 의료기술력을 갖추게 되었다[1]. 이와 함께 노령인구와 의료수요는 지속해서 증가하며[2] 의료방사선 검사의 수요도 함께 증가하게 되고, 의료 현장에서 시행되는 방 사선검사의 종류도 다양해졌으며 의료방사선 사용에서의 안전 을 보장하기 위한 여러 행정적 제도 및 법률 등이 시행되고 있 다[3,4].

의료방사선은 의료 현장뿐 아니라 교육 및 연구 등 다양한 분야에서도 이용 중이며, 국내에서는 1995년 ‘진단용 방사선 발생장치의 안전관리에 관한 규칙’에 의해 의료관계종사자에 대한 방사선안전관리가 시행되었다[3]. 방사선사는 의료기관에 서 인체에 대한 치료와 검사의 목적으로 의료기관에서 방사선 을 취급하는 직종이다. 관련 법규에 따라 방사선사는 의사 등의 지도 아래에 진료나 의화학적 검사에 종사하며 방사선 등의 취 급 또는 검사 및 방사선 관련 기기의 취급 또는 관리를 수행하 는 직종으로 영상의학검사를 위해 환자 및 피검자에게 방사선 을 조사하는 행위를 포함한 업무를 담당하고 있다[4]. 진단적 가치를 지닌 의료영상을 획득하면서 이와 함께 환자 및 피검자 의 피폭선량을 감소시키는 것도 방사선사 업무의 궁극적인 목 적이라고 볼 수 있다[5].

진단용 방사선 발생장치를 사용하는 영상의학 검사실에서는 방사선구역 내외부의 산란방사선량을 평가하는 것이 중요하 다. 방사선구역에서의 산란방사선 발생 요인은 방사선의 강도 와 조사량 및 조사면적 그리고 피사체의 두께 등 다양한 물리 적 요인이 영향을 미친다[6]. 우리나라는 국제방사선방호위원 회(International Commission on Radiological Protection, ICRP)에서 1990년 11월에 제시한 ICRP No. 60 권고에 근거 하여 ‘원자력안전법 시행령 별표 1’과 ‘진단용 방사선 발생장치 안전관리에 관한 규칙 별표 3’에서 방사선 피폭 선량한도를 제 시하고 있다[7]. 방사선사는 방사선의 이용과 이에 대한 안전관 리뿐 아니라 방사선관계종사자와 환자에 대한 피폭 관리를 수 행하는 것도 필요하다[3,8]. 그러므로 의료분야의 방사선안전 관리에서는 환자에 대한 피폭선량의 올바른 이해가 필요하며 검사 시 발생되는 산란방사선이 환자 또는 피검자에게 미치는 영향을 정량적인 정보와 함께 정확히 인지하는 것이 매우 중요 하다. 그러나 영상의학검사 시 발생되는 산란방사선에 대한 국 내의 연구는 피폭 자체에 대한 방어와 방사선구역 내의 공간선 량률에 대한 측정 연구가 대부분이다. 그러므로 산란방사선 발 생의 근본적인 원인이 되는 피사체의 조건과 방사선 조사조건 에 따른 산란방사선을 평가하고 검증하는 것이 필요하다. 본 연 구에서는 일반엑스선영상검사에서 산란방사선의 여러 발생요 인 중 피사체의 두께와 방사선의 관전압 변화에 따른 산란방사 선을 정량적으로 측정하고 각 요인의 변화에 따른 영향을 확인 하여 의료방사선 사용 분야에 기초적인 정보를 제공하고자 하 였다.

Ⅱ. 대상 및 방법

1. 실험기기 및 재료

1) 진단용 방사선 발생장치

본 연구에서는 영상의학검사의 기초적인 검사 분야인 일반 엑스선영상검사에서 발생되는 산란방사선을 측정하였으며 이 를 위하여 진단용 방사선발생장치(UD150L-40E; Shimadzu, kyoto, Japan)를 사용하였다.

2) 폴리카보네이트 팬텀

일반엑스선영상검사에서 피사체의 두께에 따른 산란방사선 의 발생을 측정하기 위하여 인체를 대신하는 폴리카보네이트 고체팬텀(polycarbonate, PC plate, MS Medicamp, Korea) 을 사용하였다. 탄산염을 주원료로 하는 폴리카보네이트 재질의 팬텀은 미국의학물리학회(American Association Physicists in Medicine, AAPM)에서 CT의 성능관리용 팬텀으로 제시하 여 사용되고 있으며 밀도 1.20 g/㎤로 인체의 조직과 유사한 특성을 가진다[9].

본 연구에서는 두께 1 ㎝의 팬텀들을 필요한 두께만큼 적층 하여 사용하였으며 각각의 팬텀 크기는 20 × 20 × 1 ㎤로 제 작되었다.

3) 방사선 검출기

팬텀의 두께에 따른 산란방사선량을 측정하기 위하여 비 례계수관형 엑스선 및 감마선 측정용 서베이미터(FH 40G; Thermo Scientific co, Tokyo, Japan, 교정인자 평균 1.39 (1000μSv 범위, 측정불확도 7.5%, 2023년 교정))를 사용하 였다.

2. 실험방법

1) 피사체 두께와 관전압의 변화

일반엑스선영상검사에서 피사체의 두께에 따른 산란방사선 의 발생을 확인하기 위하여 폴리카보네이트 팬텀의 두께를 0에 서 10 ㎝까지 1 ㎝ 단위로 증가시키며 각 두께에 따른 산란방사 선량을 측정하였다. 팬텀의 각 두께에서 관전압의 크기에 따른 산란방사선을 확인하기 위하여 40에서 100 kVp까지 10 kVp 단위로 증가시키며 엑스선을 조사하고 산란방사선량을 측정하 였다. 다른 조사조건들의 통제를 위하여 방사선조사거리는 100 ㎝, 조사면 면적은 20 × 20 ㎠, 관전류는 100 mA, 조사 시간은 100 msec로 고정하였다.

2) 산란방사선 측정

검출기의 위치는 조사면적 각 변으로부터 조사면 밖 1㎝ 거 리에 위치시키고 조사면 중심을 향하여 측정하였으며 검출기의 안정화를 위하여 측정 수치가 백그라운드 이하가 되었을 때 방 사선을 조사하여 값을 획득하였다. 산란방사선량은 흡수선량 단위로 측정되었으며 각 관전압과 팬텀의 두께별로 3회씩 반복 측정을 시행한 후 측정 평균값을 결과에 적용하였다.

3) 산란선량 분석

측정된 산란방사선량에 대하여 엑스선의 관전압과 팬텀 의 두께에 따른 상관성을 확인하였다. 통계 분석에는 SPSS Statistics 25(IBM, USA) 통계 패키지를 사용하여 Spearman 상관분석과 선형회귀분석을 시행하였다. 통계적 검증은 유의수 준 0.05를 기준으로 하였다.

Ⅲ. 결 과

1. 관전압과 팬텀두께에 따른 산란선량의 상관분석

각 관전압과 팬텀의 각 두께에 따라 측정된 산란선량은 Table 1과 같다.

각 관전압에서 폴리카보네이트 팬텀의 두께 증가에 따른 산 란방사선 발생량의 변화는 40, 50 그리고 60 kVp와 같이 비교 적 낮은 관전압에서 유의한 상관성(p<.05)을 보이며 증가하였 고 70 kVp 이상의 관전압에서는 팬텀의 두께 증가와 산란선량 의 변화 사이에 유의한 상관성을 보이지 않았다(Table 2). 동일 한 팬텀 두께에서 관전압의 증가에 따른 산란방사선 발생량의 증가는 모든 두께의 폴리카보네이트 팬텀에서 유의한 상관성 (p<.05)을 보이며 증가하였다(Table 2).

2. 관전압과 팬텀두께에 대한 회귀분석

각 관전압별 측정값에서 팬텀의 두께가 산란선량에 영향을 미치는지 확인하기 위하여 단순선형회귀분석을 실시하였다. 분 산분석의 F 통계량과 그 유의확률을 확인하여 종속변수인 산란 선량에 대한 각 독립변수의 설명의 유의성을 확인하고 결정계 수(R²)를 통하여 설명력의 수준을 확인하였다. 또한 계수의 t 통계량과 그 유의확률을 통하여 회귀모형의 유의성과 유효한 계수를 확인하였다.

분석 결과, 40, 50, 60 kVp에서 유의한 회귀모형을 나타내 는 것을 확인하였으며 70 kVp 이상의 관전압에서는 팬텀의 두 께 변화가 산란방사선량에 유의하게 영향을 미치는 것으로 나 타나지 않았다(Table 3). 관전압 40, 50 그리고 60 kVp에서 독립변수인 팬텀의 두께가 산란선량을 유의하게(<.05) 설명하 며 팬텀의 두께에 따른 계수는 각각 0.376, 0.597, 0.668이고 유의한(p<.05) 회귀모형을 보이고 각 해당 관전압에서 93.1 %, 75.3 %, 64.1 %의 설명력(R²)을 나타내었다.

또한 각 팬텀의 두께별 측정값에서 관전압의 크기가 산란선량 에 영향을 미치는지 확인하기 위하여 단순선형회귀분석을 실시 하였으며, 분석 결과, 모든 두께에서 관전압의 크기가 산란방사 선량에 유의하게 영향을 미치는 결과를 나타내었다(Table 4).

모든 팬텀 두께에서 독립변수인 관전압의 크기가 산란선량 을 유의하게(p<.05) 설명하며 각 관전압의 크기에 따른 계수는 모두 유의한(p<.05) 회귀모형을 보이고 모든 관전압에서 69 % 이상의 설명력(R²)을 나타내었다.

Ⅳ. 고 찰

의료방사선의 사용은 환자에게 의료적 혜택을 주고 있으나 방사선 피폭에 대한 정당화와 최적화가 따라야 한다. 방사선사 는 방사선 취급 및 영상의학검사를 시행함으로써 환자 및 피검 자에 대한 방사선 피폭의 영향을 발생시키며 이로 인하여 인체 에 방사선으로 인한 직간접적 작용이 나타날 수 있게 된다[10]. 그러므로 방사선사는 환자 및 피검자에게 방사선을 조사하여 검사를 시행할 때, 피폭의 수준을 감소시키면서 동시에 진단적 가치가 있는 영상을 획득하는 것이 필요하므로 방사선구역 내 에서 발생하는 선량의 관리가 매우 중요하다고 할 수 있다[11]. 이처럼 방사선의 사용에 따른 피폭선량을 경감시키는 것은 방 사선사의 인식 및 관리에 따라 달성이 가능하며[12], 방사선 피 폭의 최소화를 위한 방법은 선량계를 이용하여 피폭선량을 실 측하고 이를 관리하는 방법뿐 아니라 교육 및 홍보를 통한 인식 의 개선도 필요하다고 할 수 있다[13,14]. 방사선사는 방사선 피폭의 발생원인 및 다양한 방사선 방호의 방법을 숙지하고 있 어야 한다. 그러므로 일차선원에 의한 직접적 피폭뿐 아니라 여 러 이유로 인하여 간접적으로 발생되는 피폭도 인지하고 관리 할 수 있어야 한다. 이와 같은 간접적인 피폭 원인으로 산란방 사선에 의한 영향을 주목하지 않을 수가 없다.

최근의 방사선구역에 대한 공간선량 측정 연구는 지속적이 며 다양한 연구가 이루어지고 있다[15-17]. 그러나 방사선구역 내의 산란방사선의 발생원인 및 경향을 직접적으로 확인한 연 구는 찾아보기 어려우며 이를 위한 방사선 검출기의 선택과 사 용에 관한 연구 사례도 찾아보기 어렵다. 이에 본 연구에서는 일반엑스선영상검사 시, 방사선구역 내의 여러 산란선 발생 요 인 중 관전압의 크기와 피사체의 두께에 의한 산란방사선 발생 량을 측정하여 발생 요인 변화가 산란선량 발생에 미치는 영향 을 확인하고 평가하였다.

본 연구의 결과에서 40, 50 그리고 60 kVp와 같이 비교적 낮은 관전압 영역에서는 팬텀의 두께 증가에 따라 유의한 산란 방사선 발생량의 선형적 증가가 나타났으며, 그 이상의 관전압 은 유의한 상관성을 보이지 않았다. 낮은 관전압 영역에서는 팬 텀의 두께가 증가하면 이와 함께 산란방사선의 발생량이 증가 하지만 관전압이 60 kVp를 넘어서게 되면 산란방사선 발생량 의 증가는 이미 포화를 이루게 됨을 실험으로 확인할 수 있었 다. 다만 이와 같은 결과는 팬텀 외부에서 측정된 산란선량에 대한 평가이므로 추후에 이어지는 연구를 통하여 팬텀 내부에 서의 산란선량 변화에 따른 확인이 필요할 것으로 사료된다.

모든 두께별 팬텀에서는 관전압이 높아질수록 산란방사선 발생량이 선형적으로 증가하게 됨을 실험으로 확인할 수 있었 다. 이러한 결과를 바탕으로 회귀분석을 통한 관계식을 적용하 면 피사체의 두께별로 사용하는 관전압에 따른 산란방사선의 발생량을 예측하는 것이 가능할 것으로 사료되며 추가적인 연 구를 통하여 다양한 피검체조건과 엑스선 조사조건에 대한 데 이터를 구축한다면 방사선구역 내에서의 산란방사선 발생 패턴 자료로서 활용이 가능할 것이다.

본 연구에서 산란방사선의 발생요인 중 엑스선 조사조건에 서 선질의 변화를 고려하기 위하여 관전압의 변화만을 고려한 점과 피사체의 두께를 최대 10 ㎝까지 적용한 점은 본 연구의 한계점이라 할 수 있으며 향후 연구에서 다양한 조사조건에 대 한 산란선량의 변화를 확인하는 것이 필요할 것으로 사료된다.

Ⅴ. 결 론

본 연구에서 방사선구역에서의 일반엑스선영상검사 시, 조 사조건과 피사체조건이 산란방사선량의 발생에 미치는 영항을 확인하였다.

낮은 관전압 영역에서는 피사체 두께의 증가가 산란방사선 량의 증가에 영항을 미치나 높은 관전압 영역에서는 피사체의 두께가 증가하여도 산란방사선량의 변화에는 영향을 주지 않았 다. 피사체의 두께가 일정하고 관전압이 증가하는 경우, 관전압 의 크기는 산란방사선량의 증가에 유의하게 영향을 미치는 것 이 정량적으로 확인되었다.

특정 상황에서는 피사체의 두께보다 선질의 증가가 산란선 량의 증가에 더 영향을 주는 것으로 사료되므로 이에 대한 산란 방사선량의 방호 및 감소에 대한 연구가 더욱 필요할 것으로 보 이며 본 연구가 이를 위한 기초자료가 될 수 있을 것으로 사료 된다.