The aim of this study was to set up the optimal exposure condition according to detector type considering image quality (IQ) with radiation dose in chest digital radiography. We used three detector type such as flat-panel detector (FP) and computed radiography (CR), and charge-coupled device (CCD). Entrance surface dose (ESD) was measured at each exposure condition combined tube voltage with tube current using dosimeter, after attaching on human phantom, it was repeated 3 times. Phantom images were evaluated independently by three chest radiologists after blinding image informations. Standard exposure condition using each institution was 117 kVp-AEC at FP and 117 kVp-8 mAs at CR, and 117 kVp-8 mAs at CCD. Statistical analysis was performed by One way ANOVA (Dunnett T3 test) using SPSS ver. 19.0. In FP, IQ scores were not significant difference between 102 kVp-4 mAs and 117 kVp-AEC (28.4 vs. 31.1, p=1.000), even though ESD was decreased up to 50% (62.3 μGy vs. 125.1 μGy). In CR, ESD was greatly decreased from 117 kVp-8 mAs to 90 kVp-8 mAs without significant difference of IQ score (p=1.000, 24.6 vs. 19.5). In CCD, IQ score of 117 kVp-8 mAs was similar with 109 kVp-8 mAs (29.6 vs. 29.0), with decreasing from 320.8 μGy to 284.7 μGy (about 11%). We conclude that optimal x-ray exposure condition for chest digital radiography is 102 kVp-4 mAs in FP and 90 kVp-8 mAs in CR, and 109 kVp-8 mAs in CCD.

환자 피폭선량 관리에 입사표면선량(ESD, entrance surface dose)이 국내외적으로 진단참고준위(국내 흉부 촬영 340 μGy)로 사용되고 있지만, ESD측정을 위해서는 선량계가 필요하다. 하지만 대부분 병의원에서는 선량계가 구비되어 있지 않고 정기검사 시 전문 업체 측정에 의해 확인할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 흉부 디지털촬영에서 사용자가 쉽게 ESD를 예측할 수 있는 방법에 대해 알아보았다. 흉부 디지털촬영에서 평판형 디텍터(FP, Flat-panel detector)와 IP (Imaging plate detector)를 대상으로 하였고, ESD는 선량계(XI-Plat inum, Unfors, Sweden)를 흉부 팬텀(07-646 Duke QC chest phantom, Supertech, Elkhart, USA)의 중앙 표면에 부착시킨 후, 튜브와 디텍터를 180㎝ 거리를 유지시켜 각 노출조건 조합(관전압과 노출선량)에서 3회 반복 측정한 후 평균값을 얻었다. 흉부 팬텀 영상의 다이콤 헤더 정보에서 FP영상은 선량면적곱(DAP, dose-area product)을 확인하였고, IP영상에서는 노출 지수(EI, exposure index)를 확인하였다. 단순선형회귀분석을 통해 FP촬영에서 DAP로부터, IP촬영에서 EI로부터 ESD를 예측할 수 있는 회귀방정식(y=α+βX, α=직선의 절편, β=직선의 기울기)을 구하였다. FP가 IP 보다 유의하게 낮은 선량을 보였고(85.7 μGy vs. 124.6 μGy, p=0.01 7), 두 디텍터 모두 ESD와 화질 간에 높은 양의 상관성을 보였다. FP에서 수정된 R 제곱(adjusted R2)은 0.9 78로 ESD의 변동은 DAP 변동에 의해 97.8%의 높은 설명력을 보였다. 단순 회귀식은 ESD=0.407+68.810×D AP 이었다. 위의 회귀식을 이용하여 국내 권고선량(340 μGy)과 같은 DAP를 추정한 결과(DAP=0.021+0.014 ×340 μGy), DAP는 4.781 이었다. IP에서 수정된 R 제곱(adjusted R2)은 0.645로 ESD의 변동은 EI 변동에 의 해 64.5%의 설명력을 보였다. 단순 회귀식은 ESD=-63.339+0.188×EI 이었다. 위의 회귀식을 이용하여 국내 권고선량(340 μGy)과 같은 EI를 추정한 결과(EI=565.431+3.481×340 μGy), EI는 1748.97 이었다. 흉부 디지털 촬영에서는 팍스 워크스테이션 영상의 다이콤 헤더 정보에서 ESD를 사용자가 쉽게 예측할 수 있다.

Chest PA 검사 시 디지털 촬영에 대한 검사 조건 권고안은 마련되어 있지 않다. 각 기기 회사들도 이전의 아날로그 촬영에 적용되었던 고관전압 촬영 조건을 권고하고 있다. 디지털 흉부 X-선 촬영시 관전압, 관전류, 부가여과 필터 변화에 따른 피폭선량을 비교하기 위해 Philips 사에서 권고하는 적정 노출지수( Expos ure Index ) 값인 200 ~ 800사이 값을 만족하는 검사조건을 선별하였다. 유효선량을 평가하기 위해 몬테카를로 시뮬레이션을 시행하였으며 SNR과 CNR을 측정하여 영상평가를 시행하였다. 관전압과 관전류, 부가여과 필터를 조절하여 유효 선량을 최대 77% 까지 감소시킬 수 있었다. 검사조건별로 다소간의 차이는 있으나 영상평가 결과 비슷한 품질의 영상을 얻을 수 있었다.

방사선학 영역에서의 디지털 영상 장치의 사용이 급격히 증가되고 있음에도 불구하고, 사용 장치에서의 최적 조사 조건 설정이 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 디지털 방사선 장치의 촬영조건에 따른 피폭선량 과 화질을 비교 평가하고자 하였다. 이에 CR, DR의 디지털 방사선 촬영장치를 이용하여 현재 사용하고 있 는 촬영조건을 기준으로 각 5단계씩 조건을 변경시키면서 피폭선량을 측정하였으며, 획득한 영상은 의료 영상전문가 20명에게 일본 결핵예방학회의 평가법을 준용하여 평가하였다. 그 결과, CR 시스템의 경우 기 준 조건인 110 kVp, 3.2 mAs에서의 화질평가 86점 보다 120 kVp, 1.5~2.4 mAs에서 화질평가 91, 95.5 점으로 보다 우수하게 나타났으며, 이 때 피폭선량 또한 기준 조건에서의 105.11 μGy 보다 낮은 61.3~98.4 μGy로 평가되었다. DR 시스템 경우는 오히려 기준 조건인 125 kVp, 3.2 mAs에서의 화질평가 91점보다 관전압이 낮은 영역인 112 kVp, 2.4~3.2 mAs에서 97점, 98.6점 사이의 높은 화질평가 점수를 나타내었으며, 피폭선량 또한 기준 조건에서의 93 μGy 보다 낮은 61.5 μGy, 77.2 μGy로 평가되었다. 이 러한 결과는 디지털 장치의 적절한 조사조건을 설정함으로써 동일한 화질의 영상에 대해 환자 피폭선량을 저감시킬 수 있음을 확인할 수 있었다.

X선을 이용한 chest radiography는 일반적으로 180 cm의 SID에서 실시되고 있다. digital chest radiography에서 AEC를 적용하고 120 kVp, 320 mA에서 SID를 180 cm부터 340 cm까지 20 cm 단위로 증가시켜 가며 영상의 질과 환자선량의 관계를 알아보았다. chest phantom 영상의 정성적인 영상평가를 위해 VGA를, 정량적인 평가를 위해 SNR을 분석하였다. 선량은 ESAK로 측정하고 effective dose는 PCXMC를 이용하였다. 연구결과 일반적으로 시행되는 SID 180 cm를 기준으로 했을 때, ESAK의 경우 240 cm, 280 cm, 320 cm에서 각각 8.7%, 11.47%, 13.56%의 유의한 감소가 있었다. effective dose의 경우 전신에 대해 2.89%, 4.67%, 6.41%의 감소, 폐에서 5.08%, 6.98%, 9.6%의 감소가 관찰되었다. SNR의 경우 각각 9.04%, 8.24%, 11.46%의 감소가 관찰되었으며 특히, SID 260 cm ~ 300 cm 구간에서 8.03%의 작은 감소가 나타났고 SID 340 cm까지도 5.24로 5이하로 감소되지 않았다. VGA에서는 통계적으로 유의한 차이가 없는 진단적 가치가 높은 영상으로 평가되었다. 따라서 eigital chest radiography에서 SID를 300 cm까지 증가시킴으로 화질의 저하 없이 환자선량을 감소시킬 수 있을 것으로 기대된다.