기술논문 우리나라의두부엑스선검사에서의환자선량권고량 이정은, 정진백, 이현구, 임천일, 손혜경, 진현미, 김병우, 양현규, 김혁주, 김동섭, 이광용 식품의약품안전평가원 2010 년 7 월 3 일접수 / 2010 년 8 월 20 일 1 차수정 / 2010 년 9 월 13 일 2 차수정 / 2010 년 9 월 14 일채택 진단을위한엑스선검사는의료분야에서전리방사선을가장많이사용하고있으며인공방사선피폭중가장높은비율을차지하고있다. 우리나라에서도진단엑스선검사에의한의료피폭은전체방사선피폭중 17.4% 를차지하고있으며인공방사선피폭중에서는 92% 를차지하고있다. 두부진단을위한엑스선촬영횟수도 2007 년의경우에는 111,567 건으로서 2004 년이후매년 3% 정도의증가추세를나타내고있다. 따라서환자선량권고량을국내의료기관실정에맞도록설정하여두부촬영시환자가받는방사선량을줄이고환자의방사선방어를최적화하는것이필요하다. 본논문에서는전국 114 개의료기관에서의두부촬영시피폭되는방사선량을인체팬텀과유리선량계를사용하여측정하고환자선량권고량 (DRL, Diagnostic Reference Level) 을확립하였다. 이결과에따라두부후전면촬영에서의환자선량권고량은 2.23 mgy 이며, 이는세계보건기구, 국제원자력기구등국제기구가권고하는선량 5 mgy 보다낮았으며, 두부측면찰영에서의환자선량권고량인 1.87 mgy 는국제기구가권고하는선량 3mG 보다낮았다. 중심어 : 환자선량, 환자선량권고량, 두부촬영 1. 서론 1) 의료용방사선의사용에따른환자가받는방사선량은의료의특수성을인정하여국제적으로도선량한도를정하고있지않다 [1]. 그러나의료피폭으로부터국민이받는전리방사선의평균선량은인공방사선에의한피폭의대부분을차지하고있는실정이다. 특히우리나라국민의경우에도총방사선피폭중자연방사선에의한피폭이 81% 이고, 인공방사선에의한피폭이 19% 로서이중진단방사선분야에서엑스선촬영에의한방사선피폭은인공방사선피폭의 92% 를차지하고있다 [2]. 따라서진단방사선분야에서의환자가받는방사선량평가와아울러환자선량저감화를위한국가차원의관리체계의구축이시급하다. 진단용방사선을이용한엑스선검사는방사선에의한손해보다는환자가받는진단정보에관한이득이많아정당성을확보하여의료분야에사용하고있다. 또한환자의방사선방어최적화를위하여 ALARA (As Low As Reasonably Achievable) 개념에맞게최적의영상을얻으면서환자가받는선량은최소한으로하도록하고있다 [1]. 환자가받는방사선량은검사부위별, 의료기관별, 각국가마다차별이있게마련이다. 또한환자개인이받는 책임저자 : 이광용, lky625@korea.kr 서울시은평구녹번동식품의약품안전청의료기기관리과 방사선량은엑스선검사의종류에따라서다르며, 각국가및각의료기관에따라서도서로다르다. UN 방사선영향과학위원회 (UNSCEAR, United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation) 2000 보고서에따르면유럽연합 (EC) 이나 OECD 국가의경우동일한방사선검사를받았다하더라도환자가받는선량은의료기관에따라 10~20 배의큰차이를나타내고있는실정이다 [3]. 환자가받는방사선량측정은국제방사선방어위원회 (ICRP) 에서 1984 년에진단방사선분야에서의환자에대한방어지침서인 ICRP publication 34 를마련하여환자방어를위한엑스선검사시선량평가를할수있도록권고하였으며 [4], 1996 년 ICRP publication 73 에서는환자에대하여엑스선촬영시환자선량권고량의적용을권고하였다 [5]. 또한세계보건기구 (WHO) 및국제원자력기구 (IAEA) 등 6 개국제기구에서는 1996 년공동으로의료피폭저감화를위한진단엑스선검사시검사부위별환자가받는선량의 Guidance Level 을마련하여 IAEA Basic Safety Standards (BSS) No 115 에서권고하였다 [6]. 2003 년에는의료영상에서의환자선량권고량을각국가에서마련한값을보고한바있으며 [7], 2008 년에는 2007 신권고에따라 ICRP publication 103 을마련하여의료방사선방어체계의새로운구축을요구하였다. 2007 신권고에따르면의료방사선에의한환자방어의최적화를위해서 JOURNAL OF RADIATION PROTECTION, VOL.35 NO.3 SEPTEMBER 2010 111
는환자선량권고량 (Diagnostic Reference Level) 을각국가가자국실정에맞게운영하도록권고하고있다 [8]. 환자선량권고량은의료에서의피폭에적용하는것으로서일반화된방사선방어의최적화의결과로서국가의전문기관에의해설정되는권고이다. 이를위해서는임상에서의문제가되지않는적정범위에서필요최소한으로최적화하려는노력이필요하며실제적으로이용하기위해서는의료기관을선정하고의료기관현장에출장하여임상에서의촬영조건에따라환자선량을측정하고가장널리쓰이고있는환자선량권고량확립법인환자선량분포중제 3 사분위수 (third quartile) 를기준하여확립하도록하고있다. 따라서환자선량권고량은환자선량의측정한결과를토대로하기때문에환자가받는방사선량을줄이기위한도구로서사용될수있다. 국내에서는두부엑스선검사에서의환자선량평가가일부진단부위에따라이루어지고있으나국내실정에맞는환자선량권고량이마련되어있지않다. 따라서의료기관에서의진단영상정보에대한자료분석과함께의료현장의임상에서의환자가받는방사선량을측정 평가하여국제방사선방어위원회 (ICRP) 에서 ICRP 103 에서권고하는환자의방사선방어최적화를위한환자선량권고량확립을위하여우리나라실정에맞고국제조화에부합하는두부촬영에서의환자선량권고량을마련하여환자선량저감화를유도하고자한다. 2. 재료및방법 2.1 두부엑스선검사시진단영상정보조사환자선량측정대상 114 개의료기관의 (Fig. 1) 121 개측정대상장치의진단용엑스선장치의제원, 장치모델, 형식, 제조사, 최근검사일자, 촬영노출방식, 제조일자, 촬영실명은해당의료기관에서환자선량평가신청서를작성하도록하였고, 임상에서의두부후전면 (Skull PA), 두부측면촬영 (Skull Lat) 에대하여촬영조건 ( 관전압, 관전류, 조사시간, mas) 및기술적요소인부가필터, 그리드비율, Imaging Plate 스크린종류 (DR, CR, Film), 초점 - 필름간거리, 조사야크기를기재하도록하여회수하고회수된평가서를토대로현지의료기관에출장하여임상에서의촬영조건등진단영상정보를확인하고통계처리하여자료를분석하였다. 2.2 두부엑스선검사에서의환자선량측정두부엑스선검사에서의환자선량측정은환자선량평가신청서를기초로하여측정대상의료기관에서임상에서의촬영조건에따라인체팬텀을사용하여환자선량을측정하고, 진단영상정보를확인하였으며환자선량측정판독은환자선량측정판독기제조사의매뉴얼에따라실시하였다 [9]. 임상에서의환자선량을측정하기위해유리선량계의 (Fig. 3) 초기화를 400, 30 분간 annealing 하였다. 그리고두부촬영조건에따라환자테이블위에인체팬텀인 Rando Man Phantom (Alderson Co.)(Fig. 2) 을위치하고두부후전면촬영및측면촬영시인체팬텀의중심선에위치하는곳에각각 5 개의유리선량계 (GD-352M, Fig. 2. Rando man phantom. Fig. 1. Distribution of medical institutions for patient dose measurement. Fig. 3. Glass dosimeter used for patient dose measurement. 112 JOURNAL OF RADIATION PROTECTION, VOL.35 NO.3 SEPTEMBER 2010
AGC Techno Glass Co., LTD) 를설치하여중심선속이일치하게하여조사하고 (Fig. 4) 영상을얻었다 (Fig. 5). 조사가끝난유리선량계는선량안정화를위해 pre-heating 장치에서 70, 30 분간 pre-heating 을실시하고환자선량측정판독기 (FGD-1000, ASAHI Techno Glass Corporation) 를사용하여선량값을판독한후평가하였다. 두부측면촬영시팬텀을이용하여측정함으로인하여필름촛점간거리가가까워져이에대한선량보정은식품의약품안전평가원의 60 kv, 600 mas, 80 kv, 600 mas 의조사조건으로표준 X- 선 [10] 을이용하여거리를 100 cm 와 112 cm 으로임상에서의조건과동일하게하고측정하여선량값을판독하고보정계수를구하였다. 임상에서얻은측정값은보정계수 0.78 을적용하여실제값을구하였다. 모드가 70%, 병원에서의수동모드는 71% 해당하였다 (Table 1). Table 1. Different Exposure Types depending on Medical Institutions in Skull Radiography. Types of medical institution AEC Skull Manual Medical center 48 32 Hospital 9 22 Clinic 3 7 또한, 두부엑스선검사시촬영조건중관전압을비교분석한결과두부후전면엑스선검사에서는촬영시관전압을 56~90 kvp 를사용하였고, 평균적으로 75 kvp 를사용하였으며 75% 에해당하는제 3 사분위값에서는 77 kvp 를사용하였다. 두부측면엑스선검사에서는촬영시관전압을 51~90 kvp 를사용하였고, 평균적으로 72 kvp 를사용하였으며제 3 사분위값에서는 75 kvp 를사용하고있었다 (Table 2). Fig. 4. Diagram of Patient dose measurement. Table 2. Different Tube Voltages in Skull Radiography. (unit: No. of equipment) Tube Voltage (kvp) Skull PA Skull Lat 51-55 0 1 56-60 2 3 61-65 2 8 66-70 35 43 71-75 33 44 Fig. 5. Radiographic image of Skull PA & LAT. 76-80 40 15 81-85 6 4 3. 결과및논의 전국 114 개의료기관 121 개장치에서두부엑스선검사시사용하고있는장치의영상획득방법별로분석한결과 DR(Digital Radiography), CR(Computed Radiography), Film/Screen 중에서 DR 은 67 개기관으로 55.4% 에해당하였으며, CR 은 43 개기관으로 35.5% 에해당하였고, Film/Screen 을사용하는기관은 11 개기관으로 9.1% 에해당하였다. 종합병원에서는 DR 을사용하는장치대수가 55 대로 68.8% 이상이 DR 을사용하고있는것으로나타났다. 그러나의원에서는 CR 및 Film/Screen 이각각 4 대로각각 40% 에해당하고, DR 이 2 대로 20% 에해당하여 DR 보다는 Film/Screen 을사용하고있는것으로나타났으며, 장치의노출방식에따른자동모드와수동모드의장치를비교한결과종합병원에서는수동모드가 40% 이고자동이 60% 에해당하였으나, 의원에서는수동 86-90 3 3 관전류 - 시간곱 (mas) 의분포를살펴보면두부후전면엑스선검사에서는 1~125 mas 를사용하였으며, 평균적으로 24.27 mas 를사용하였다. 16~20 mas 및 21~25 mas 를사용하는장치가각각 24 대, 24 대장치로서 48 대에해당하여전체 39.64% 에해당하였으며, 6~15 mas, 26~40 mas 를사용하는장치가각각 24.7%, 27.3% 로주로 6~40 mas 가다양하게사용되었다 (Table22). 두부측면엑스선검사에서도 1~125 mas 를사용하였으며, 평균적으로 22.69 mas 를사용하였다. 주로 16~20 mas 를사용하였으며 28.9% 에해당하였다. 그외에도 6~15 mas 및 21~25 mas 가다양하게사용되고있는것으로나타났다. 또한두부후전면엑스선검사에서의영상획득방법에따른관전류 - 시간곱을비교한결과 DR, CR, Film/Screen 을사용하는경우평균관전류 - 시간곱이각각 22.6 mas, JOURNAL OF RADIATION PROTECTION, VOL.35 NO.3 SEPTEMBER 2010 113
24.3 mas, 34.5 mas 에해당하는것으로나타났다. 두부측면엑스선검사에서도영상획득방법에따른관전류 - 시간곱을비교한결과 DR, CR, Film/Screen 을사용하는경우평균관전류 - 시간곱이각각 20.9 mas, 22.5 mas, 34.2 mas 에해당하여 Film/Screen 의경우가 DR, CR 보다도사용량이많은것으로나타났다. 두부엑스선검사에서의 75% 에해당하는관전류 - 시간곱은후전면및측면촬영에서각각 32 mas 와 25.6 mas 에해당하였다 (Table 3). Table 3. Different Tube Current in Skull Radiography. (unit: No. of equipment) mas Skull PA Skull Lat 1-5 2 2 6-10 13 15 11-15 17 16 16-20 24 35 21-25 24 19 26-30 9 8 31-35 13 10 36-40 12 10 46-50 3 3 56-60 2 1 61-65 - 1 71-75 1-121-125 1 1 두부후전면엑스선촬영시환자선량평가값을노출방식으로구분하여평균입사표면선량을살펴보면자동노 출으로사용하는검사에서는종합병원 1.33 mgy, 병원 1.81 mgy, 의원 4.63 mgy 이고, 수동노출으로사용하는검사에서는종합병원 1.75 mgy, 병원 1.94 mgy, 2.48 mgy 이었다 (Table 4). 또한두부측면엑스선촬영시환자선량평가값은자동노출으로사용하는검사에서는종합병원 1.00 mgy, 병원 1.18 mgy, 의원 3.75 mgy 이고, 수동노출으로사용하는검사에서는종합병원 1.39 mgy, 병원 1.58 mgy, 2.04 mgy 이었다.(Table 4). 두부후전면및측면엑스선검사시사용하고있는노 Table 4. Different Exposure Types depending on Medical Institutions in Skull Radiography. (unit: mgy) Types of medical institution AEC Skull PA Manual AEC Skull LAT Manual Medical center 1.33 1.75 1.00 1.39 Hospital 1.81 1.94 1.18 1.58 Clinic 4.63 2.48 3.75 2.04 Average 2.59 2.06 1.98 1.67 출방식에따라환자선량을측정평가한결과종합병원및병원에서는수동모드와자동모드의평균환자선량이유사하나수동모드가약간많은것으로나타났으나. 의원에서는자동모드가수동모드보다 1.8 배정도높은것으로나타났다. 의료기관종별에따른환자선량을비교분석한결과종합병원은 0.36~4.98 mgy 범위에있었으며평균적으로 1.50 mgy 이었으며, 병원은 0.26~3.60 mgy 범위에있었으며평균적으로 1.90 mgy 이었다. 의원에서는 0.65~7.28 mgy 범위에있었고평균적으로 3.13 mgy 로나타나의원에서의환자선량이높은것으로나타났다 (Table 5). Table 5. Distribution of Entrance Surface Doses(ESD) depending on Medical Institution Types in Skull Radiography. Skull PA Skull LAT (unit: mgy) Medical center Hospital Clinic overall Medical center Hospital Clinic overall No. of Equipment 80 31 10 121 80 31 10 121 Minimum 0.36 0.26 0.65 0.26 0.22 0.09 0.64 0.09 1st quartile 0.99 1.00 1.86 1.00 0.74 0.81 1.35 0.76 Median 1.25 2.03 2.58 1.50 0.97 1.49 2.18 1.08 3rd quartile 1.72 2.62 4.01 2.23 1.52 1.99 3.12 1.87 Maximum 4.98 3.60 7.28 7.28 3.85 3.23 6.30 6.30 Average 1.50 1.90 3.13 1.74 1.16 1.46 2.55 1.35 114 JOURNAL OF RADIATION PROTECTION, VOL.35 NO.3 SEPTEMBER 2010
우리나라의의료기관에서두부후전면엑스선검사시환자가받는방사선량은최소값 0.26 mgy 에서최대값 7.28 mgy 범위에있었고평균적으로 1.74 mgy 이었다. 환자선량을통계분석한결과제 1 사분위값은 1.00 mgy, 중앙값은 1.50 mgy 이었으며국제방사선방어위원회등국제기구에서환자선량권고량으로정하는제 3 사분위값은 2.23 으로 mgy 이었다 (Table 5). 따라서우리나라에서의두부후전면엑스선검사에서의환자선량권고량은 2.23 mgy 로확립하였다 (Fig. 6). 또한두부측면엑스선검사에서환자가받는방사선량은최소값 0.09 mgy 에서최대값 6.30 mgy 범위에있었고평균적으로 1.35 mgy 이었다. 환자선량을통계분석한결과제 1 사분위값은 0.76 mgy, 중앙값은 1.08 mgy 이었으며국제방사선방어위원회등국제기구에서환자선량권고량으로정하는제 3 사분위값은 1.87 mgy 이었다 (Table 5). 따라서우리나라에서의두부측면엑스선검사에서의환자선량권고량은 1.87 mgy 로확립하였다 (Fig. 7). Fig. 6. Diagnostic reference levels of patient radiation dose in skull PA. Fig. 7. Diagnostic reference levels of patient radiation dose in skull LAT. 4. 결론 우리나라의두부엑스선검사에서의환자선량권고량을확립한결과우리나라의의료기관에서의두부후전면엑스선검사시환자가받는방사선량은최소값 0.26 mgy 에서최대값 7.28 mgy 이었다. 환자선량평균값은 1.74 mgy 이었고, 제 1 사분위값은 1.00 mgy, 중앙값은 1.50 mgy 이었으며제 3 사분위값은 2.23 mgy 이었다. 국제방사선방어위원회등국제기구에서정하는방법에따라환자선량권고량은 2.23 mgy 로확립하였다. 환자선량권고량 2.23 mgy 는세계보건기구와국제원자력기구등 6 개국제기구가공동으로권고한선량인 5 mgy, 유럽의회에서권고하는권고량 5 mgy, 독일에서의환자선량권고량 5 mgy, 스위스의환자선량권고량 5.4 mgy 및 2009 년도에발표된인도의환자선량권고량 6.89 mgy 보다낮았으며, 영국에서 2000 년도와 2005 년도에보고한환자선량권고량 3 mgy 와 2 mgy 와는다소높거나낮은것으로나타났으며, 두부측면엑스선검사에서환자가받는방사선량은최소값 0.09 mgy 에서최대값 6.30 mgy 범위에있었다. 환자선량평균값은 1.35 mgy 이었고, 제 1 사분위값은 0.76 mgy, 중앙값은 1.08 mgy 이었으며제 3 사분위값은 1.87 mgy 이었다. 국제방사선방어위원회등국제기구에서정하는방법에따라환자선량권고량은 1.87 mgy 로확립하였다. 환자선량권고량 1.87 mgy 은세계보건기구와국제원자력기구등 6 개국제기구가공동으로권고한선량인 3 mgy, 유럽의회권고량 3 mgy, 독일환자선량권고량 3 mgy, 스위스환자선량권고량 3.5 mgy 및 2009 년도에발표된인도의환자선량권고량 5.16 mgy 보다낮았으며, 영국에서 2000 년도와 2005 년도에보고한환자선량권고량 1.6 mgy 와 1.3 mgy 보다는다소높았다. 임상에서사용한인체팬텀은 ICRP 23 의표준인을기준하여제작하였기때문에한국표준인의기준과는차이가있어임상에서의환자가받는피폭선량은다소차이가있을것으로사료된다. 또한 1994 년부터진단용방사선안전관리가제도화됨에따라진단용 X- 선장치에대한최초검사및정기적인성능검사가매 3 년마다실시하고있어장치에대한성능관리가잘수행되고있는것도환자가받는선량을줄이는데기여한것으로사료된다. 진단방사선분야에서의의료피폭저감화를위해서는국제조화에부합하는환자선량권고량을지속적으로마련하고가이드라인을만들어의료기관에권고함으로서환자방어최적화, 선량저감등환자선량을줄여나갈수있을것으로기대된다. 감사의글이연구는식품의약품안전평가원의자체연구개발사업 (09141 방사선 507) 으로수행되었음. 참고문헌 1. International Commission on Radiological Protection. ICRP Publication 60 : 1990 Recommendations of the International Radiological of Commission Protection. Annals of the ICRP 21(1-3) Oxford; Pergamon Press, 1991. 2. 한양대학교방사선안전신기술센터. 우리국민의방사선피폭백서. 2007. JOURNAL OF RADIATION PROTECTION, VOL.35 NO.3 SEPTEMBER 2010 115
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