The Effects of Reducing a Dose on the Genital Gland at a CT Scan on the Whole Abdomen According to the Shielding Material

Eun Bo Gang(강은보),Cheol Woo Park(박철우) 한국방사선학회 2016 한국방사선학회 논문지 Vol.10 No.6

whole abdomen CT촬영에서 표재성 장기에 해당하는 생식선 부위의 선량을 줄이고 화질에 영향을 적게주기 위한 차폐재를 제작하여 유용성을 확인하였다. 기존의 bismuth 재질과 비슷한 효과를 가지는 silicone 22 mm, aluminum 7.3 mm를 제작하였다. non shield, bismuth, silicone 22 mm, aluminum 7.3 mm 차폐재를 이용하여 식선의 피폭 선량 감쇠, 영상의 CT number와 noise 변화, AAPM 팬텀에서 CT number, noise, uniformity를 측정하여 비교 실험하였다. 결과에서 bismuth 29.96%, silicone 22 mm 13.10%, aluminum 7.3 mm 18.27%로 피폭 선량이 감소되었다. 그러나 bismuth 재질의 경우 영상의 CT number 변화가 크고, AAPM 팬텀영상검사 uniformity 항목에서 부적합으로 측정되어 생식선과 같은 표재성 장기에서 화질 변화가 큰 것으로 나타났다. 생식선과 같은 표재성 장기의 경우 silicone 22 mm, aluminum 7.3 mm의 차폐재를 사용한다면 화질 변화를 줄이면서 방사선 피폭을 줄이는데 도움이 될 것이라 판단된다. The purpose of this study is to produce a shielding material to reduce a dose on the genital gland, one of the superficial organs, at a CT scan on the whole abdomen and hardly affect picture quality and examine its utility. This research made 22 mm silicone and 7.3 mm aluminum having the similar material quality and effect of previous bismuth. By using the non-shield, bismuth, 22 mm silicone, and 7.3 mm aluminum shielding materials, this author conducted a comparative experiment measuring the decay rate of the genital gland’s exposure to radiation, change of the CT number and noise in the image, and the CT number, noise, and uniformity in the AAPM phantom. According to the results, exposure to radiation is reduced in bismuth as 29.96%, silicone 22 mm as 13.10%, and 7.3 mm aluminum as 18.27%. In bismuth, however, the image’s CT number varies a lot, and uniformity is measured to be inappropriate in the AAPM phantom scan; therefore, it indicates great change in terms of picture quality in superficial organs like the genital gland. Concerning superficial organs like the genital gland, if 22 mm silicone and 7.3 mm aluminum are used as shielding materials, it will be helpful in reducing variation in picture quality and also decreasing radiation exposure to radiation.

Brain Perfusion CT에서 Bismuth 차폐와 환자의 자세 변화에 따른 수정체 선량 비교 연구

강은보(Eun Bo Gang) 한국방사선학회 2018 한국방사선학회 논문지 Vol.12 No.1

Brain Perfusion CT는 시간적 제약을 많이 받는 허혈성 급성뇌경색 환자의 관류 상태에 대한 정보를 정확하고 신속하게 제공함으로써 적절한 치료를 하는데 유용한 촬영 기법으로 임상에서 많이 촬영되고 있다. 그러나 이런 장점에도 불구하고 수정체의 피폭선량이 아주 많다는 단점이 있다. 본 연구에서는 Brain Perfusion CT 검사 시 수정체 피폭선량을 최대한 감소시키기 위한 방법으로 Bismuth 차폐체와 Position의 변화를 통하여 수정체 피폭선량의 최소화 방안을 알아보기 위한 목적으로 본 실험을 진행하였다. 팬텀(PBU-50)을 사용하여 양쪽 수정체에 TLD(TLD-100)를 올려두고 IOML에 평행, IOML에 평행(Bismuth 차폐), SOML에 평행, SOML에 평행(Bismuth 차폐)의 총 4가지 Position으로 각각 5회씩 Brain Perfusion scan을 실시하여 수정체의 선량을 측정하였다. 그리고 각각의 Position에 따른 화질 변화를 측정하기 위해 4군데에 관심영역을 정하여 CT Number와 Noise의 변화를 측정하여 비교하였다. 측정된 선량을 일원배치 분산분석한 결과 유의확률 0.000으로 Position에 따라 수정체의 피폭선량에 차이가 있다고 나타났으며, Duncan 사후검정결과에서 IOML에 평행 scan을 기준으로 SOML에 평행 scan과 SOML에 평행 scan(Bismuth 차폐)에서 각각 89.16%, 89.66%로 수정체 선량이 많이 감소하였으며, IOML에 평행 scan(Bismuth 차폐) 에서 37.12%순으로 감소하여 나타났다. 연구 결과 피폭선량은 SOML에 평행한 scan과 Bismuth를 차폐하여 SOML에 평행한 scan이 동일하게 감쇠효과가 가장 크게 나타났다. 수정체의 등가선량 선량한도와 비교하여 IOML에 평행한 scan에서 종사자와 공중의 선량을 기준으로 비교하면 각각 39.47%, 394.73%로 나타났으나, Bismuth를 차폐하여 SOML에 평행한 scan에서 각각 4.08%, 40.8%로 현저하게 줄어 들었다. 화질평가에서 모든 영상의 CT Number와 Noise측정에서 팬텀 영상검사 평가기준에 적합하게 나타났다. Brain Perfusion CT 촬영 시 차폐체를 사용하고 수정체가 조사야에 들어오지 않도록 환자의 position을 조절하는 것이 수정체 피폭을 줄이는 가장 유용한 방법이라 사료된다. Brain perfusion CT scanning is often employed usefully in clinical conditions as it accurately and promptly provides information about the perfusion state of patients having acute ischemic stroke with a lot of time constraints and allows them to receive proper treatment. Despite those strengths of it, it also has a serious weakness that Lens may be exposed to a lot of dose of radiation in it. In this study, as a way to reduce the dose of radiation to Lens in brain perfusion CT scanning, this researcher conducted an experiment with Bismuth shielding and change of patients’ position. TLD (TLD-100) was placed on both lens using the phantom (PBU-50), and then, in total 4 positions, parallel to IOML, parallel to IOML (Bismuth shielding), parallel to SOML, and parallel to SOML (Bismuth shielding), brain perfusion scanning was done 5 times for each position, and dose to Lens were measured. Also, to examine how the picture quality changed in different positions, 4 areas of interest were designated in 4 spots, and then, CT number and noise changes were measured and compared. According to the results of conducting one-way ANOVA on the doses measured, as the significance probability was found to be 0.000, so there was difference found in the doses of radiation to crystalline lenses. According to the results of Duncan’s post-hoc test, with the scanning of being parallel to IOML as the reference, the reduction of 89.16% and 89.66% was observed in the scanning of being parallel to SOML and that of being parallel to SOML (Bismuth shielding) respectively, so the doses to Lens reduced significantly. Next, in the scanning of being parallel to IOML (Bismuth shielding), the reduction of 37.12% was found. According to the results, reduction in the doses of radiation was found the most significantly both in the scanning of being parallel to SOML and that of being parallel to SOML (Bismuth shielding). With the limit of the equivalent dose to Lens as the reference, this researcher conducted comparison with the dose to occupational exposure and dose to Public exposure in the scanning of being parallel to IOML and found 39.47% and 394.73% respectively; however in the scanning of being parallel to SOML (Bismuth shielding), considerable reduction was found as 4.08% and 40.8% respectively. According to the results of evaluation on picture quality, every image was found to meet the evaluative standards of phantom scanning in terms of the measurement of CT numbers and noise. In conclusion, it would be the most useful way to reduce the dose of radiation to Lens to use shields in brain perfusion CT scanning and adjust patients’ position so that their lens will not be in the field of radiation.

팬텀 내 조영제 농도에 따른 뇌 대사물질 Spectrum의 정량분석

신운재(Woon Jae Shin),강은보(Eun Bo Gang),천송이(Song I Chun) 한국방사선학회 2015 한국방사선학회 논문지 Vol.9 No.1

본 연구에서 3.0 T에서 조영제 몰 농도에 따른 뇌 대사물질의 MR spectrum을 Phantom에서 PRESS 펄스 파형으로 분석하고자 하였다. 뇌 대사물질인 N-Acetyl Asparatate(NAA), Choline(Cho), Creatine(Cr)의 spectrum은 획득할 수 있었지만, Lactate(Lac)는 획득할 수 없었다. 조영제가 없는 대조군의 TR 2000 ms가 NAA, Cho에서 TR 1700 ms와 TR 1500 ms보다 높게 측정되었고, Cr에서는 TR 1500 ms에서 높게 측정되었다. 조영제가 희석된 TR 1700 ms에서 0.1 mmol/ℓ의 NAA 73%, Cho 249%, Cr 37%로 다른 TR 값보다 가장 높게 측정되었고, 0.3 mmol/ℓ에서도 신호크기가 증가하였다. 0.5 mmol/ℓ에서는 뇌 대사물질들의 신호크기가 감소하였으며, 특히 TR 1500 ms과 TR 2000 ms에서는 대조군보다도 감소하였다. NAA/Cr, Cho/Cr에서도 조영제 농도가 0.1 mmol/ℓ, 0.3 mmol/ℓ, 0.5 mmol/ℓ로 증가할수록 신호크기가 감소하였다. 조영제에 의한 MRS PRESS 펄스파형의 적정화를 위하여 3.0T에서 TR 2000 ms보다 조영제 농도가 낮은 0.1 mmol/ℓ와 0.3 mmol/ℓ에서 신호크기가 가장 높고, 조영제 농도가 높은 0.5 mmol/ℓ에서는 신호크기가 가장 적게 감소한 TR 1700 ms로 반복시간을 단축시켜 사용하는 것이 유용할 것으로 사료된다. Quantitative analysis of MR spectrum depending on mole concentration of the contrast media in cereberal metabolite phantom was performed. PRESS pulse sequence was used to obtain MR spectrum at 3.0T MRI system (Archieva, Philips Healthcare, Best, Netherland), and the phantom contains brain metabolites such as N-Acetyl Asparatate (NAA), Choline (Cho), Creatine (Cr) and Lactate (Lac). In this study, optimization of MRS PRESS pulse sequency depending on the concentration of contrast media (0, 0.1 and 0.3 mmol/ℓ) was evaluated for various repetition time(TR; 1500, 1700 and 2000 ms). In control (cotrast-media-free) group, NAA and Cho signals were the highest at TR 2000 ms than at 1700 and 1500 ms. Cr had the highest peak signal at TR 1500 ms. When concentration of contrast media was 0.1 mmol/ℓ, the metabolites were increased NAA 73%, Cho 249%, Cr 37% at TR 1700 ms compared with other TR, and also signal increased at 0.3 mmol/ℓ, In 0.5 mmol/ℓ of contrast agent, cerebral metabolite peaks reduced, especially when TR 1500 ms and 2000 ms they decreased below those of control group. The ratio of metabolite peaks such as NAA/Cr and Cho/Cr decreased as the concentration of the contrast agent increased from 0.1 to 0.5 mmol/ℓ. Authors found that the optimization of PRESS sequence for 0.3T MRS was as follows: low density of contrast agent (0.1 mmol/ℓ and 0.3 mmol/ℓ) made the highest signal intensity, while high density of contrast agent reveals the least reduction of signal intensity at 1700 ms. In conclusion, authors believe that it is helpful to reduce TR for acquiring maximum signal intensity.

Brain CT에서 차폐 재료 변화에 따른 수정체 선량 비교 연구

황인철(In cheol Hwang),신운재(Woon jae Shin),강은보(Eun bo Gang) 한국방사선학회 2015 한국방사선학회 논문지 Vol.9 No.1

우리나라 국민의 연간 진단용 방사선 검사 건수는 매년 증가하고 있으며, 특히 의료 피폭의 절반이상을 차지하는 CT검사에 대한 각별한 주의가 요구된다. 본 연구에서는 현재 CT검사 중 가장 많은 부분을 차지하는 두부 CT에서 CT Number, Noise, Uniformity를 유지하면서 수정체 부분의 입사표면선량(ESD)을 줄이기 위해, 현재 사용하고 있는 Bismuth 차폐체와 Aluminum 6mm, Silicone 22mm를 비교 실험하였다. 실험 결과 IOML에 평행한 나선형 scan과 고식적 scan에서 차폐체를 사용하지 않을 때의 선량보다 각각 Bismuth 26.41%, 17.52%, Aluminum 18.24%, 9.39%, Silicone 19.47%, 14.39% 감소되었다. 물의 CT Number, Noise, Uniformity 항목에서 Bismuth 차폐체의 경우 팬텀영상 검사 기준을 초과하였으며, Aluminum, Silicone의 경우는 기준내에 포함되었다. 화질의 변화를 줄이면서 차폐의 효과를 보고자 할 때 가공성이 좋고 구입하기 쉬운 Silicone을 이용한 차폐체가 도움이 되리라 생각한다. The cases of radiographic inspection for medical diagnosis in Korea have been continuously increasing year after year, which pays particularly more attention to CT which occupies over the half of medical radiation exposure. To find an effective alternative for reducing radiation exposure, the researchers conducted comparative experiments using some shields made of bismuth, aluminum 6mm, and silicone 22mm. These shielding materials have been used to reduce the entrance surface dose (ESD) on lenses, maintaining the CT number, noise, and uniformity in brain CT scanning which forms the largest part in CT scanning these days. These experiments showed that the doses in the spiral scan parallel to IOML and the conventional scan in Bismuth were 26.41% and 17.52%, respectively; in Aluminum 18.24% and 9.39%; in Silicone 19.47% and 14.39% lower than compared with those in the cases without any shields. In the items of the CT number, noise, and uniformity, the bismuth shield satisfied exceedingly the standards of the phantom image test while aluminum and silicone were within. To keep the graphic quality and get good shielding effect, we recommend the silicone shield which can be manufactured and purchased with ease.