KR20170004781A - 치과분야에서의 환자선량 관리시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 치과분야에서의 환자선량 관리시스템에 관한 것으로서, 구내방사선검사, 파노라마방사선검사, 치과용 CT 검사를 위한 검사장비들과, 상기 검사장비들이 전달하는 정보를 분석하여 피폭선량 값을 계산하는 선량 관리 통합서버, 및 상기 피폭 선량 값을 이용하여 환자의 유효선량(effective dose)을 계산하도록 유효선량 계산프로그램이 설치된 유효선량 관리 서버를 포함하여 구성된다. 이와 같은 환자선량 관리시스템에 따르면 치과방사선분야의 종사자가 쉽게 선량을 확인할 수 있음을 물론 환자 개인별로 피폭선량을 누적 관리할 수 있기 때문에 방사선 피폭 저감화에 기여할 수 있는 이점이 있다.

Description

치과분야에서의 환자선량 관리시스템{Patient dose Management system in dental}
본 발명은 치과분야의 환자선량 이력 관리에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 촬영빈도가 높은 치과 영상의학에서 방사선 촬영 검사 시에 선량 계산을 용이하게 수행함은 물론 검사용 장비별로 환자별 선량 정보를 지속적으로 관리할 수 있도록 하는 치과분야에서의 환자선량 관리시스템에 관한 것이다.
세계적으로 임상적 유용성이 큰 첨단 영상기기가 개발되고 발전하면서 그의 이용도 빠르게 증가함에 따라 방사선 피폭에 대한 관심과 우려도 증가하고 있다. 특히 치과분야는 비록 개별적인 방사선량이 일반 영상의학분야의 방사선 검사시보다 작지만 그 촬영빈도가 현저히 높고, 다양한 종류의 방사선 장비를 정기적으로 사용하고 있기 때문에, 환자 내원 시 방사선 피폭선량에 대한 체계적인 관리가 필수적이다. 이렇게 해야 하는 이유로는 중소 병의원의 경우라도 필수적으로 평균 2대 이상의 방사선 장비를 보유하고 있고 이를 이용한 검진 및 검진 빈도 수가 높게 나타나고 있는 경향 때문이다.
이에 국가적으로 환자선량의 저감화를 위한 다양한 연구가 진행되고 있다. 예컨대 2009년도에 '치과 X선 검사에서의 환자선량 권고량 마련을 위한 연구'에서 구내 방사선 검사, 파노라마 방사선 검사, 치과 CT 방사선 검사의 환자 권고선량에 대한 가이드라인을 제안하였고, 2013년에는 치과 파노라마 검사에서의 더 많은 데이터와 소아환자를 포함한 연령별 환자선량 권고 가이드라인을 마련하기 위해 연구가 진행된 바 있다. 그러나 현재 치과분야에서 환자의 기밀유지 및 기술부족의 이유로 인하여 개별환자에 대한 환자선량을 전면적으로 추적/기록하지 못하고 있는 실정이다.
그럼에도, 치과분야에서 선량 추적 연구는 국가적으로 반드시 필요한 사항이다. 즉 상술한 바와 같이 검진 및 검진 빈도 수가 높기 때문에 치과방사선 검사 건수가 총 의료 방사선검사에서 차지하는 비중이 커서(예컨대 약 10%를 넘고 있음), 치과 치료에서의 방사선 피폭이 우려되기 때문이다.
환자선량을 관리하는 방안은 종래에서 다양한 방안으로 제안되고 있다. 하지만, 기존 프로그램에는 몇 가지 중요한 한계점이 존재한다.
예를 들면 치과방사선 촬영에 의한 환자선량 계산방법은, 선량평가 모의체를 이용한 방사선선량 직접 측정방법, 방사선 수송 프로그램을 이용한 컴퓨터 시뮬레이션 계산법, 선량 계산 프로그램을 이용하고 있다. 그런데 그 중 선량평가 모의체를 이용한 방사선량 직접측정 방법의 경우 특정 촬영장비의 특정 촬영조건에 대해서는 방사선량 측정 실험을 수행할 수는 있으나, 수백 가지에 달하는 다양한 촬영장비, 다양한 검사조건 (kVp, mAs, 필터, 거리 등)의 조합에 대해서 모두 실험을 수행한다는 것은 사실상 불가능하다. 또한, 실제 실험을 수행하는 경우 많은 시간과 경비가 소요된다. 그리고 인체 내의 장기 일부가 방사선원에 피폭되는 경우(예, 파노라마 촬영 시 침샘의 일부만 검사영역에 포함되는 경우 의료용 피폭 시) 피폭 장기에 대한 평균 선량 계산은 불가능하다.
다른 예로 방사선 수송 프로그램을 이용한 컴퓨터 시뮬레이션 계산법이 있다. 상기 방법은 주로 몬테카를로 방법론을 이용한 방사선 수송 컴퓨터 프로그램을 이용하여 계산하는 방식이다. 그러나 이 방식은 계산 시간이 많이 소요될 뿐만 아니라, 사용 코드에 대한 전문지식이 요구된다. 따라서 별도의 전문교육을 받지 않고 치과촬영을 직접 실시하는 실무자들이 전문적인 방사선수송 코드를 사용하여 환자의 선량을 계산하는 것은 한계가 존재한다.
또 다른 예로 'PCXMC'라는 치과촬영 방사선량 계산 프로그램을 사용하지만, 이 역시 선량평가 모의체에 의해 선량평가 결과가 왜곡되는 문제가 있었다.
한국공개특허 10-2008-0039920호(2008. 05. 07. 방사선 치료 시스템에 의해 부여되는 선량을 평가하는 시스템 및 방법)
따라서 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 치과 방사선 촬영에서의 환자선량을 쉽게 계산할 수 있도록 하는 치과분야에서의 환자선량 관리시스템을 제공하는 것이다. 즉 구내방사선검사, 파노라마방사선검사, 치과용 CT 검사시 다양한 환경에서 환자선량을 계산할 수 있는 프로그램을 제공하는 것이라 할 수 있다.
또한, 본 발명은 치과촬영 검사별 환자선량 입력을 통한 DB을 구축하여 손쉽게 환자선량을 알 수 있도록 함으로써, 환자별로 치과의료 방사선에 대한 환자선량을 관리하고 피폭정도를 저감화 할 수 있도록 하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 구내방사선검사, 파노라마방사선검사, 치과용 CT 검사를 위한 검사장비들; 상기 검사장비들이 전달하는 정보를 분석하여 피폭선량 값을 계산하는 선량 관리 통합서버; 및 상기 피폭 선량 값을 이용하여 환자의 유효선량(effective dose)을 계산하도록 유효선량 계산프로그램이 설치된 유효선량 관리 서버를 포함하는 치과분야에서의 환자선량 관리시스템을 제공한다.
상기 검사장비들은, DICOM 헤더 정보를 이용하여 선량을 계산하도록 하는 제1 장비; 상기 피폭 선량 값을 보고하지 않는 장비 중에서 기제공된 룩-업 테이블의 DAP 값을 참조하여 선량을 계산하는 제2-1 장비; 및 방사선량 간접 계산법(NDD)을 이용하여 선량을 계산하는 제2-2 장비를 포함한다.
상기 NDD 법은 다음 식으로 계산한다.
Figure pat00001
, 여기서 kVp는 관전압, mAs는 관전류량, FSD는 선원-환자간 거리, A 및 B는 계산법의 보정 인자로서 각각 18.305, 0.0027이고, Fa는 알루미늄 필터두께와 관전압에 대한 간접계산 인자이다.
상기 DICOM 헤더는, 복수 개의 데이터 엘리멘트가 셋트 형태로 구성되고, 각각의 상기 데이터 엘리멘트는 2 바이트의 그룹 넘버(Module)와 2 바이트의 엘리멘트 넘버(item)로 구성되는 태그; 엘리멘트가 어떤 형태의 데이터를 가지는 지를 표현하는 VR(Value Representation); 엘리멘트 값의 사이즈를 나타내는 VL(Value Length); 실제 데이터 엘리멘트의 데이터인 'Value Field'를 포함하여 구성된다.
상기 유효 선량 관리서버는, 상기 유효선량 계산에 필요한 인자들을 상기 구내방사선검사, 파노라마방사선검사 및 치과용 CT 검사에 따라 도출하는 인자 도출부를 더 포함하고, 상기 인자 도출부는 검사별 방사선량에 영향을 미치는 인자 및 검사별 최종 환자의 선량평가를 위해 필요한 인자를 포함한다.
상기 유효선량은 다음 식으로 계산한다.
Figure pat00002
, 여기서, D-Factor는 유효선량 환산 인자이다.
상기 유효선량 계산프로그램은, 치과 방사선촬영 검사종류 선택창, 환자의 연령/성별을 선택하는 환자정보 선택창, 각 치과방사선 촬영의 세부검사종류를 선택하는 검사 유형 설정창, 관전압/관전류량/총 필터 두께 등 검사조건을 입력하는 검사조건 입력창, ICRP 60과 ICRP 103 중 어느 하나의 유효선량 평가방법을 선택하는 선택창, 계산된 장기선량 및 유효선량을 표시하는 표시창 등이 셋팅되어 표시된다.
이와 같은 본 발명에 따른 치과분야에서의 환자선량 관리시스템은 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명은 촬영빈도가 높은 치과 영상 의학검사에서 환자 선량 관리를 위한 환자선량 관리시스템을 제공한다. 이러한 환자선량 관리시스템은 치과촬영 검사별로 환자선량을 쉽게 계산할 수 있음은 물론 환자선량 평가 및 피폭관리 데이터베이스를 구축할 수 있다. 그리고 환자 개인별로 환자 선량에 대한 이력을 관리할 수 있음은 물론 환자 자신도 누적된 자신의 선량 정보를 쉽게 확인할 수 있다. 무엇보다 여러 가지 촬영 조건에 따른 유효선량의 변화를 확인할 수 있다.
따라서 의료방사선의 피폭량을 적정하게 조절할 수 있어 국민건강에 이바지할 수 있고, 또한 방사선 안전 문화 인식에 기여할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 환자선량 관리시스템을 보인 전체적인 구성도.
도 2는 본 발명에 따라 방사선 검사장비가 제공하는 DICOM 헤더 포맷구조를 보인 구성도.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 치과 방사선 촬영 종류에 따른 유효선량 계산프로그램을 도시한 예시도.
도 4 내지 도 9는 본 발명에 따라 방사선량을 구하는 프로그램 화면 상태를 보인 예시도.
도 10은 본 발명에 따른 환자선량 관리시스템의 동작을 설명한 흐름도.
본 발명은 치과방사선촬영에서 검사별로 환자선량을 용이하게 계산하도록 하고 또한, 환자별로 환자선량을 DB화하여 쉽게 확인할 수 있도록 함으로써, 궁극적으로 국가차원에서 환자선량을 저감화할 수 있는 기반을 마련하는 것을 기본적인 기술적 요지로 한다.
이하 본 발명에 의한 치과의료방사선에 의한 환자선량 관리시스템의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 환자선량 관리시스템을 보인 전체적인 구성도이다.
환자선량 관리시스템(100)에는 치과방사선 촬영 종류별로 검사장비(110)들이 제공된다. 치과 분야에서 방사선 촬영 종류는 구내방사선 검사, 파노라마방사선검사, 치과용 CT검사로 구분할 수 있고, 촬영 종류별로 검사장비도 구분될 수 있다. 이는 치과촬영 검사별로 환자선량 입력을 위한 항목 개발 및 환자의 피폭선량 계산프로그램을 개발하기 위한 것이다.
방사선 촬영 장비는 기능에 따라 다시 다음과 같이 구분된다. 즉 구내방사선 검사장비, 파노라마방사선 검사장비, 치과용 CT 검사장비들은 기기 성능/재원에 따라 방사선 촬영시 피폭 선량 값을 보고하는 장비(이하, '제1 장비'라 함)와 상기 피폭 선량 값을 보고하지 않는 장비(이하, '제2 장비'라 함)로 구분되고, 또한 상기 제2 장비는 다시 DICOM 영상 정보에서 촬영검사정보를 획득할 수 있는 장비(이하, 제2-1 장비')와 DICOM 방식을 이용하지 않는 장비(이하, '제2-2 장비')로 구분된다.
상기 방사선 촬영 장비들은 그 종류에 따라 환자의 피폭선량 값을 구하는 방식이 다르다. 제1 장비는 DICOM 헤더 정보를 통해 보고되는 선량정보를 이용하여 제1 프로그램이 피폭선량을 자동 추출한다. 여기서 상기 DICOM 헤더 정보는 도 2에 도시된 바와 같이 복수 개의 데이터 엘리멘트가 셋트 형태로 구성된다. 각 데이터 엘리멘트는 태그, VR(Optional), VL(Value length), 'Value Field'를 포함한다. 태그는 2 바이트의 그룹 넘버(Module)와 2 바이트의 엘리멘트 넘버(item)로 구성되고, VR(Value Representation)은 엘리멘트가 어떤 형태의 데이터를 갖는지를 나타내며, VL(Value Length)는 엘리멘트 값의 사이즈를 나타내며, 'Value Field'는 실제 데이터 엘리멘트의 데이터를 의미하고 있다. 그리고 피폭선량 값을 보고하지 않는 장비 중, 제2-1 장비는 제2 프로그램이 DICOM 헤더 정보를 토대로 선량 관련 인자를 추출하고 상기 추출된 선량 관련 인자를 이용하여 룩-업 테이블의 DAP 값을 참조하여 피폭선량을 계산한다. 만약 DICOM이 지원되지 않는 경우 제2-2 장비는 룩-업 테이블을 이용할 수 없기 때문에, 제3 프로그램이 NDD 기법(Non Dosimeter Dosimetry)을 이용하여 예상 피폭선량을 추정하는 방식을 사용한다.
상기 제1 프로그램 내지 제3 프로그램은 후술하는 선량 관리 통합서버(200)에 설치되어 운영된다. 그리고 상기 룩-업 테이블은 데이터베이스(400)에 저장되는데, 이는 아래에서 설명하기로 한다.
상기 NDD 기법은 방사선량 간접 계산법(Non Dosimeter Dosimetry)를 말한다. 이는 검사시 미제공되는 방사선량을 검사조건을 토대로 추정하는 방법을 말하는데, 이때 검사조건으로는 엑스선 발생에 영향을 미치는 관전압(kVp), 관전류량(mAs), 여과(Filtration), 선원-환자표면간 거리(FSD) 등이 있다. 본 실시 예에 따른 방사선량 간접 계산법은 다음 수학식 1과 같다.
[수학식 1]
Figure pat00003
여기서, kVp는 관전압, mAs는 관전류량, FSD는 선원-환자간 거리, A 및 B는 계산법의 보정 인자로서 각각 18.305, 0.0027이고, Fa는 알루미늄 필터두께와 관전압에 대한 간접계산 인자를 말한다. 상기 간접계산 인자는 다음 표 1과 같다.
[표 1]
Figure pat00004
한편, 제2-2 장비인 경우에는 제3 프로그램이 예상 피폭선량을 계산한다. 이때에는 상기 NDD 기법을 이용하여 입사공기커마(EAK) 값을 추정하는 방식이 적용된다. 상기 EAK 값은 구내방사선검사, 파노라마방사선검사, 치과용 CT 검사에 따라 다른 수식이 이용된다.
구내방사선검사(Intra Oral)인 경우에는 kVp, mAs, 필터 두께, FSD(Focus-Source Distance)를 이용하여 아래 수학식 2로 EAK를 계산하고 F 함수에 대한 환산표는 표 2와 같다. 그리고 EAK에 입사점의 면적을 곱셈 연산하는 수학식 3을 이용하여 선량 면적곱(DAP)를 계산한다.
[수학식 2]
Figure pat00005
[표 2]
Figure pat00006
[수학식 3]
Figure pat00007
, 여기서, 입사점 면적인 Area(㎠)는 π×w×h/4로 계산할 수 있으며, h(cm)는 Collimatior의 장축 길이이고, w(cm)는 단축 길이를 말한다.
파노라마검사장비인 경우에는 주요 입력항목으로 kVp, mAs, Total filtration (mmAl), Slit length(cm), DAP(mGy*㎠)이며, kVp 변화에 따른 DAP와의 관계는 수학식 4와 같다.
[수학식 4]
Figure pat00008
, 여기서 DAP_new(mGy*㎠)는 변화된 kVp에 따라 새로 계산된 값이고, DAP_ref(mGy*㎠)는 사전에 입력받은 기준선량 값이고, kVp_new는 새로 입력된 kVp 값, kVp_ref는 사전에 입력받은 기준 kVp 값이다.
그리고 mAs 변화에 따른 DAP와의 관계는 수학식 5와 같다.
[수학식 5]
Figure pat00009
여기서, mAs_new는 새로 입력된 mAs, mAs_ref는 사전에 입력받은 기준 mAs이다.
치과용 CT 장비는 선량 추정에 대한 주요 입력항목으로 kVp, mAs, Total filtration (mmAl), FOV(㎠), DAP(mGy*㎠)이며, kVp 변화에 따른 DAP와의 관계 및 mAs 변화에 따른 DAP와의 관계는 수학식 6, 수학식 7과 같다.
[수학식 6]
Figure pat00010
, 여기서 DAP_new(mGy*㎠)는 변화된 kVp에 따라 새로 계산된 값이며, DAP_ref(mGy*㎠)는 사전에 입력받은 기준선량, kVp_new는 새로 입력된 kVp kVp_ref는 사전에 입력받는 기준 kVp 값이다.
[수학식 7]
Figure pat00011
, 여기서, mAs_new는 새로 입력된 mAs, mAs_ref는 사전에 입력받은 기준 mAs 값이다.
그리고 상기 치과용 CT 장비의 경우에는 FOV에 따라서 DAP 값이 비례하기 때문에, 상기 FOV의 변화에 따른 DAP값은 수학식 8로 표시할 수 있다.
[수학식 8]
Figure pat00012
, 여기서, FOV_new는 새로 입력된 FOV, FOV_ref는 사전에 입력받은 기준 FOV 값이다.
한편, 상기 각각의 방사선 촬영장비별로 환자선량 입력을 위한 항목은 다음 표 3과 같이 정리할 수 있다.
[표 3]
Figure pat00013
환자선량 관리시스템(100)에는 선량 관리 통합서버(200)가 구성된다.
선량 관리 통합서버(200)는 상기한 검사 장비(110)들이 전달하는 정보를 분석하여 피폭선량 값을 계산하고, 환자의 유효선량(effective dose)을 계산할 수 있도록 계산한 피폭선량 값을 후술하는 유효선량 관리 서버(300)로 제공하고, 유효선량 관리서버(300)가 계산한 환자별 유효선량 값을 데이터베이스(400)에 저장하는 역할을 한다. 물론 선량 관리 통합서버(200)는 데이터베이스(400)에 저장된 피폭선량, 유효선량 등의 정보를 조회할 수 있다. 또한, 선량 관리 통합서버(200)는 RF 카드 시스템(500)과 연계되어 동작한다. RF 카드 시스템(500)과 연계될 경우 개인별 RF 카드에 환자별 선량 정보를 저장하게 하거나, 개인별 RF 카드를 이용하여 선량정보를 조회할 수 있도록 한다. 개인별 RF 카드는 RFID 태그로서, 메모리는 1KByte이고, 그 중 272Byte는 관리영역으로 할당되며, 나머지 752Byte가 사용 가능한 영역으로 할당된다. 그리고 상기 752Byte는 32byte의 개인정보 저장영역, 96byte의 종합정보 저장영역, 및 624Byte의 카드누적데이터 저장영역으로 그 영역이 구분된다.
상기 피폭선량 값은 위에서 설명한 바와 같이 제1 프로그램 내지 제3 프로그램이 계산한다. 즉, DICOM 데이터의 수신 여부에 따라 제1 프로그램이 DICOM 데이터를 분석하여 피폭선량을 추출하거나, 또는 DICOM 데이터의 수신이 불가능한 경우에는 제2 프로그램이 선량 관련 인자 및 DAP 값을 참조하여 피폭선량을 계산하거나, 제3 프로그램이 NDD 기법을 이용하여 예상 피폭선량을 추정 계산하게 된다.
선량 관리 통합서버(200)에는 상기 데이터베이스(400)가 연결된다. 데이터베이스(400)에는 장비별 룩-업 테이블, 환자 개인별 선량정보 등이 저장된다.
상기 룩 업 테이블(400)은 검사 장비(110)의 종류와 노출부위를 선택하면 선량 정보를 알 수 있도록 구성하였으며, 구내방사선 검사, 파노라마방사선 검사 및 치과용 CT 장비들 각각에 대한 룩-업 테이블 예는 다음 표 4-1, 표 4-2, 표 4-3과 같다. 표 4-1은 구내방사선검사 장비의 룩-업 테이블, 표 4-2는 파노라마방사선검사 장비의 룩-업 테이블, 표 4-3은 치과용 CT 장비의 룩-업 테이블이다.
[표 4-1]
Figure pat00014
[표 4-2]
Figure pat00015
[표 4-3]
Figure pat00016
또한 데이터베이스(400)는 검사별 환자의 장기선량 데이터베이스도 저장된다. 후술하여 설명하겠지만 장기선량 데이터베이스는 장비별 검사종류, 검사범위, 관전압 등을 고려하였다.
예를 들어 구내방사선 검사의 경우 검사 종류 및 환자별 구강구조에 따라 방사선이 입사하는 촬영 각도는 다음 표 5-1과 같이 정리되어 저장된다.
[표 5-1]
Figure pat00017
또한, 파노라마방사선검사의 경우 검사 범위는 다음과 같다. 이는 엑스선 출구 슬릿의 크기에 따라 영상으로 나타나는 2차 슬릿의 크기가 달라지는데, 파노라마 검사의 선량면적곱(DAP)은 2차 슬릿 중앙에서 측정한 선량너비곱(DWP)과 12차 슬릿의 높이를 곱하여 계산하기 때문에, 2차 슬릿의 높이는 선량면곱 계산에 중요한 인자이다. 또한, 슬릿 높이에 따라 엑스선이 환자에 조사되는 범위가 달라지게 되며 환자선량 평가에 영향을 미친다. 이에 본 실시 예에서는 다양한 자료를 근거로 슬릿 높이를 12 ~ 15cm까지 1cm 단위로 나누어 데이터를 구축하였다. 이는 표 5-2와 같다.
[표 5-2]
Figure pat00018
또한, 치과용 CT 검사의 경우 검사종류 및 회전각도, 그리고 검사범위는 표 5-3과 같다. 여기서 검사종류는 검사부위와 검사범위(Fiele of View: FOV)에 따라 결정된다.
[표 5-3]
Figure pat00019
상기 장기선량 데이터베이스에는 검사별 관전압 범위 및 검사별 필터 두께 범위 등도 저장된다. 이는 구내방사선검사, 파노라마방사선검사, 치과용 CT 검사는 검사목적과 방법이 다르기 때문에 서로 상이한 관전압 범위를 이용하기 때문이다. 그리고 장비 내에서 사용할 수 있는 관전압 범위에 따라 권고하는 최소 필터두께가 다르다. 검사 종류에 따라 사용하는 관전압 범위가 다르기 때문에 장착되는 필터두께는 상이하다. 이는 표 6-1, 표 6-2, 표 6-3으로 정리된다.
[표 6-1]
Figure pat00020
[표 6-2]
Figure pat00021
[표 6-3]
Figure pat00022
또한, 데이터베이스에는 표 6-4와 같이 환자 개인별 정보 및 표 6-5와 같이 환자 개인별 누적 선량을 위한 정보도 저장된다. 물론 표 6-4의 정보는 환자를 검진한 각 의료기관의 로컬 데이터베이스에 저장되는 것을 기본으로 하고, 표 6-5의 정보는 환자 자신이 가지는 RF 카드에 기록될 수도 있다.
[표 6-4]
Figure pat00023
[표 6-5]
Figure pat00024
본 발명의 환자선량 관리시스템(100)에 따르면 RFID 카드 시스템(500)이 구성될 수 있다. 이는 RFID 카드를 사용하여 환자의 누적정보를 저장하기 위한 것이다. 예컨대, 환자는 지정된 한 곳의 의료기관만을 내원하여 진료를 받는 것이 아니고 여러 곳의 의료기관을 내원하기 때문에 환자의 누적 선량을 편리하게 관리하기 위함이다. 다만, 상기한 RFID 카드 시스템(500)은 이미 관련 분야에서 공지된 기술이기 때문에 본 실시 예에서는 상세한 설명은 생략하기로 한다. 환자 개인이 휴대하는 RF 카드의 메모리 영역은 위에서 설명한 바 있다.
본 발명에 따라 선량 관리 통합서버(200)와 연계되는 유효선량 관리 서버(300)는 실제 환자의 피폭선량을 계산/평가하기 위한 수단이다. 즉 환자의 피폭선량 정보는 선량면적곱(DAP)로 나타나지만 이는 환자가 방사선에 얼마나 노출되었는지 실질적인 양을 확인하는 지표로서, 실제 환자의 피폭선량을 평가하기에는 어려움이 있기 때문이다. 그래서 환자선량의 기준이 되는 척도로서 환자선량 평가 시 최종적으로 도출되는 유효선량을 계산할 필요가 있는데, 유효선량 관리 서버(300)가 이를 수행한다.
유효선량 관리 서버(300)에는 유효선량 계산에 필요한 인자를 각 검사 종류별로 도출하는 인자 도출부(310), 그리고 환자의 유효선량을 계산하는 유효선량 계산프로그램(320)이 제공된다.
인자 도출부(310)는 치과촬영 검사별 방사선량에 영향을 미치는 인자들 및 치과촬영 검사별 최종 환자의 선량평가를 위해 필요한 인자들을 포함한다. 즉 방사선량은 엑스선 발생기에서 발생하는 엑스선의 세기 및 양에 따라 다르며, 엑스선은 치과 촬영 장비의 관전압, 관전류량, 여과 등 다양한 조건 등에 의해 결정된다. 그리고 상기한 조건들의 변화는 환자선량에 직접 영향을 미친다. 따라서 방사선량 및 환자의 선량평가에 영향을 미치는 인자들을 살펴볼 필요가 있다.
이들 인자들로서는 방사선의 인체 영향 척도를 위한 조사선량, 흡수선량, 등가선량 및 이들 선량 값들을 통해 얻어지는 유효선량과, 치과 촬영에서 사용되는 방사선량정보들로서 방사선 에너지가 인체 내에 조사 시 인체 표면에서의 흡수선량으로 정의되는 입사면선량(ESD), 환자의 영향이 없는 상태에서 공기 중으로 나아가는 방사선량의 측정값인 입사공기커마(EAK), 파노라마 장비에 특성화된 선량단위인 선량너비곱(DWP) 및 엑스선의 어느 지점에서의 입사공기커마와 그 지점에서의 단면 조사면적을 곱한 값으로 정의하는 선량면적곱(DAP)과, 환자가 받는 피폭선량을 계산하기 위해 방사선량에 영향을 미치는 인자로서 촬영된 영상 질을 결정하는 관전압(kVp) 및 관전류시간곱(mAs), 불필요한 엑스선 및 산란선을 제거하는 여과(filtration), 엑스선관에서 발생된 엑스선을 관심 조사영역으로 제한하는 콜리메이터(collimator), 엑스선관 초점으로부터 환자의 엑스선 입사 표면까지의 거리를 의미하는 초점표면간거리(FSD), 엑스선 발생지점과 상이 맺히는 필름 또는 센서까지의 거리인 선원이미지간거리(SID), 환자가 받는 스캔영역을 결정하는 회전각도, 엑스선 발생기가 환자의 관심영역을 스캔하면서 회전하는 경로를 나타내는 회전궤도, 치과용 CT 기기에서 회전각도를 결정하는 빔 형태(Full beam, Half beam), 환자특성, 장비마다 고유한 방사선량을 가지기 때문에 장비별 특성 등을 고려할 수 있다.
상기 인자들은 구내방사선검사, 파노라마방사선검사, 치과용 CT 검사의 3가지 검사에 따라 표 7과 같이 정리할 수 있다.
[표 7]
Figure pat00025
상기와 같이 인자를 도출하는 이유는 치과촬영은 검사장비에 따라 구내방사선검사, 파노라마방사선검사,치과용 CT로 구분되며, 각 치과촬영 검사로 인한 환자의 피폭선량 평가를 위해서는 치과 촬영장비, 촬영조건, 검사 시 방출 방사능의 강도 등 다양한 정보가 필요하기 때문이다.
유효선량 관리 서버(300)에 설치되는 유효선량 계산프로그램(320)은 치과 방사선 촬영종류에 따라 구내방사선검사, 파노라마방사선검사, 치과용 CT 검사용 프로그램으로 각각 제공된다. 이들 각각의 프로그램들은 도 3a 내지 도 3c에 도시하였다. 상기 프로그램에 대한 구성 및 동작은 아래에서 상세하게 설명하기로 한다.
여기서는 유효선량의 계산방법을 우선하여 설명한다.
유효선량은 상술한 바와 같이 인체에 미치는 방사선 영향을 나타내는 지표로서, 본 실시 예는 각 검사시 나타나는 선량 정보인 선량면적곱(DAP)을 이용하여 유효선량을 평가하고 있다.
유효선량을 계산하기 위해서는 유효선량 환산인자(D-Factor)가 필요하다. 상기 유효선량 환산인자(D-Factor)는 치과 촬영시 제공되는 선량면적곱(DAP)을 실제 환자에 대한 방사선 영향을 평가할 수 있도록 기준 지표인 유효선량으로 환산해주는 인자를 말한다. 이를 근거로 유효선량은 다음 수학식 9로 계산한다.
[수학식 9]
Figure pat00026
그리고 상기 유효선량 환산인자(D-factor)는 3가지 검사 종류별로 다음의 표 8-1, 표 8-2, 표 8-3으로 나타낼 수 있다. 여기서 치과용 CT 검사시 유효선량 환산인자는 풀 빔(Full beam)이고, 360°인 경우이다.
[표 8-1]
Figure pat00027
[표 8-2]
Figure pat00028
[표 8-3]
Figure pat00029
다음에는 유효선량 계산프로그램(320)에 대해 살펴본다.
상기 유효선량 계산프로그램(320)은 치과 방사선 촬영, 즉 구내방사선검사, 파노라마방사선검사, 치과용 CT 검사로 인한 환자의 방사선량을 쉽게 계산할 수 있도록 개발된 프로그램이다.
도 4는 본 발명에 따른 유효선량 계산프로그램의 초기 화면을 보인 예시도면이다. 이를 보면, 치과 방사선촬영 검사종류 선택창, 환자의 연령/성별을 선택하는 환자정보 선택창, 각 치과방사선 촬영의 세부검사종류를 선택하는 검사 유형 설정창, 관전압/관전류량/총 필터 두께 등 검사조건을 입력하는 검사조건 입력창, ICRP 60과 ICRP 103 중 어느 하나의 유효선량 평가방법을 선택하는 선택창, 계산된 장기선량 및 유효선량을 표시하는 표시창 등이 셋팅되게 된다. 또한, 장기선량 및 유효선량을 계산하는 계산부는 일련의 알고리즘이나 소프트웨어로 구현되어 프로그램에 제공된다.
그리고 상기 유효선량 계산프로그램을 이용한 선량 계산은, 작업자가 화면에 표시된 각종 선택, 설정, 입력 정보들을 조작하면 검사 부위에 대한 장기선량 및 유효선량 값이 계산되어 표시된다.
상기한 유효선량 계산과정을 예를 들어 더 구체적으로 설명한다.
먼저, 장비별 방사선량 환경설정을 한다. 이때 치과촬영 검사종류 별로 설정 값은 다음 표 9와 같다. 이때 파노라마방사선 검사와 치과용 CT 검사만 설정값을 입력하는 이유는 그 검사장비별로 방사선량 값이 상이하게 나타나기 때문이다.
[표 9]
Figure pat00030
상기 장비별 환경설정의 예는 도 5에 도시하였다.
다음에는 도 6과 같이 검사종류 선택창을 조작하여 구내방사선검사, 파노라마방사선검사, 치과용 CT 검사 중 하나의 검사종류를 선택한다. 도 6은 구내방사선검사가 선택된 경우의 예시도이다. 이하 설명에 따른 예시 도면 역시 구내방사선검사의 화면을 예를 들기로 한다.
그리고 환자정보 선택창을 이용하여 환자의 연령 및 성별 정보를 선택한 다음, 도 7과 같이 검사 유형 설정창을 이용하여 환자의 검사유형에 따라 검사종류, 검사부위 등을 설정한다. 또한, 도 8과 같이 검사조건 입력창을 통해 검사조건을 입력한다. 검사조건은 관전압, 관전류, 총 필터두께, 초점 표면간 거리(FSD), 입사공기커마(EAK) 등이다. 그리고 선택창을 표시하여 ICRP 60과 ICRP 103 중 어느 하나를 선택하고, 도 9와 같이 계산 버튼을 눌러 장기선량 및 유효선량을 계산한다. 이때 입사면전량(mGy) 및 선량면적곱(mGy㎠)은 입사공기커마(EAK)를 통해 자동 계산된다.
한편, 본 발명의 환자선량 관리시스템의 전체 동작은 다음과 같다. 이는 동작과정을 흐름도로 나타낸 도 10을 참조한다.
구내방사선검사 장비, 파노라마방사선검사 장비, 치과용 CT 검사 장비 중 하나의 검사종류를 선택한다(s100). 그리고 해당 검사 장비로 환자를 촬영한다(s110).
그러면 선량 관리 통합서버(200)는 어느 하나의 검사 장비(110) 또는 PACS 서버(120)로부터 DICOM 데이터를 수신하고, 상기 유효선량 계산프로그램(320)의 동작에 따라 선량정보를 추출한다. 만약 검사장비가 DICOM 데이터를 지원하지 않거나 DICOM 데이터를 수신하지 못하는 경우, NDD 방법으로 예상 피폭선량을 계산한다(s120).
상기 계산된 선량정보는 데이터베이스(400)에 저장한다. 이때 데이터베이스(400)에 저장된 선량정보는 RF 카드 시스템(500)을 실행하여 환자 개인별 RF 카드에 저장할 수 있다(s130).
저장된 선량정보는 유효선량 프로그램을 통해 조회하거나, RF카드 시스템(500)을 통해 조회할 수 있다(s140).
이와 같이 본 실시 예는 치과 치료시의 구내방사선 검사, 파노라마방사선검사 및 치과용 CT 검사시 환자의 노출선량 정보를 유효선량으로 자동 계산하고 이를 누적 관리함으로써, 의료방사선 피폭량의 저감화를 위한 환자선량 관리시스템을 제공하는 것임을 알 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 도시된 실시 예를 참고하여 설명하고 있으나, 이는 예시적인 것들에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 요지 및 범위에 벗어나지 않으면서도 다양한 변형, 변경 및 균등한 타 실시 예들이 가능하다는 것을 명백하게 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적인 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
110 : 검사장비
120 : PACS Server
200 : 선량 관리 통합 서버(제1 프로그램 내지 제3 프로그램 포함)
300 : 유효선량 관리서버
310 : 인자 도출부
320 : 유효선량 계산 프로그램
400 : 데이터 베이스
500 : RF 카드 시스템

Claims (7)

  1. 구내방사선검사, 파노라마방사선검사, 치과용 CT 검사를 위한 검사장비들;
    상기 검사장비들이 전달하는 정보를 분석하여 피폭선량 값을 계산하는 선량 관리 통합서버; 및
    상기 피폭 선량 값을 이용하여 환자의 유효선량(effective dose)을 계산하도록 유효선량 계산프로그램이 설치된 유효선량 관리 서버를 포함하는 환자선량 관리시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 검사장비들은,
    DICOM 헤더 정보를 이용하여 선량을 계산하도록 하는 제1 장비;
    상기 피폭 선량 값을 보고하지 않는 장비 중에서 기제공된 룩-업 테이블의 DAP 값을 참조하여 선량을 계산하는 제2-1 장비; 및
    방사선량 간접 계산법(NDD)을 이용하여 선량을 계산하는 제2-2 장비를 포함하는 것을 특징으로 하는 환자선량 관리시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 NDD 법은 다음 식으로 계산하는 것을 특징으로 하는 환자선량 관리시스템.
    Figure pat00031
    ,
    여기서 kVp는 관전압, mAs는 관전류량, FSD는 선원-환자간 거리, A 및 B는 계산법의 보정 인자로서 각각 18.305, 0.0027이고, Fa는 알루미늄 필터두께와 관전압에 대한 간접계산 인자임.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 DICOM 헤더는,
    복수 개의 데이터 엘리멘트가 셋트 형태로 구성되고,
    각각의 상기 데이터 엘리멘트는,
    2 바이트의 그룹 넘버(Module)와 2 바이트의 엘리멘트 넘버(item)로 구성되는 태그;
    엘리멘트가 어떤 형태의 데이터를 가지는 지를 표현하는 VR(Value Representation);
    엘리멘트 값의 사이즈를 나타내는 VL(Value Length); 및
    실제 데이터 엘리멘트의 데이터인 'Value Field'를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 환자선량 관리시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 유효 선량 관리서버는,
    상기 유효선량 계산에 필요한 인자들을 상기 구내방사선검사, 파노라마방사선검사 및 치과용 CT 검사에 따라 도출하는 인자 도출부를 더 포함하고,
    상기 인자 도출부는 검사별 방사선량에 영향을 미치는 인자 및 검사별 최종 환자의 선량평가를 위해 필요한 인자를 포함하는 것을 특징으로 하는 환자선량 관리시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 유효선량은 다음 식으로 계산하는 것을 특징으로 하는 환자선량 관리시스템.
    Figure pat00032
    ,
    여기서 D-Factor는 유효선량 환산 인자임
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 유효선량 계산프로그램은,
    치과 방사선촬영 검사종류 선택창;
    환자의 연령/성별을 선택하는 환자정보 선택창;
    각 치과방사선 촬영의 세부검사종류를 선택하는 검사 유형 설정창;
    관전압/관전류량/총 필터 두께 등 검사조건을 입력하는 검사조건 입력창;
    ICRP 60과 ICRP 103 중 어느 하나의 유효선량 평가방법을 선택하는 선택창; 및
    계산된 장기선량 및 유효선량을 표시하는 표시창이 셋팅되는 것을 특징으로 하는 환자선량 관리시스템.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080039920A1 (en) 2006-08-08 2008-02-14 Medlogics Device Corporation Tethered Self-Expanding Stent Delivery System

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4062837A4 (en) * 2019-11-18 2023-11-29 The Yoshida Dental Mfg. Co., Ltd. X-RAY DOSE MANAGEMENT SYSTEM AND X-RAY DOSE MANAGEMENT METHOD

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