Evaluation of Absorbed Dose and Skin Dose with MDCT Using Ionization Chamber and TLD

이온 전리함 및 TLD 법을 이용한 Multi-Detector Computed Tomography의 흡수선량 및 체표면 선량 평가

  • Jeon, Kyung Soo (Department of Radiation Oncology, College of Medicine, Keimyung University) ;
  • Oh, Young Kee (Department of Radiation Oncology, College of Medicine, Keimyung University) ;
  • Baek, Jong Geun (Department of Radiation Oncology, College of Medicine, Keimyung University) ;
  • Kim, Ok Bae (Department of Radiation Oncology, College of Medicine, Keimyung University) ;
  • Kim, Jin Hee (Department of Radiation Oncology, College of Medicine, Keimyung University) ;
  • Choi, Tae Jin (Department of Biomedical Engineering, College of Medicine, Keimyung University) ;
  • Jeong, Dong Hyeok (Research Center, Dongnam Inst. Radiological and Medical Sciences) ;
  • Kim, Jeong Kee (Research Center, Dongnam Inst. Radiological and Medical Sciences)
  • 전경수 (계명대학교 의과대학 방사선종양학과) ;
  • 오영기 (계명대학교 의과대학 방사선종양학과) ;
  • 백종근 (계명대학교 의과대학 방사선종양학과) ;
  • 김옥배 (계명대학교 의과대학 방사선종양학과) ;
  • 김진희 (계명대학교 의과대학 방사선종양학과) ;
  • 최태진 (계명대학교 의과대학 의공학과) ;
  • 정동혁 (동남권원자력의학원) ;
  • 김정기 (동남권원자력의학원)
  • Received : 2012.06.08
  • Accepted : 2013.03.04
  • Published : 2013.03.31

Abstract

Recently, the uses of Multi-Detector Computed Tomography (MDCT) for radiation treatment simulation and planning which is used for intensity modulated radiation therapy with high technique are increasing. Because of the increasing uses of MDCT, additional doses are also increasing. The objective of this study is to evaluate the absorbed dose of body and skin undergoing in MDCT scans. In this study, the exposed dose at the surface and the center of the cylindrical water phantom was measured using an pencil ionization chamber, 30 cc ionization chamber and TL Powder. The results of MDCT were 31.84 mGy, 33.58 mGy and 32.73 mGy respectively. The absorbed dose at the surface showed that the TL reading value was 33.92 mGy from MDCT. These results showed that the surface dose was about 3.5% from the MDCT exposure higher than a dose which is located at the center of the phantom. These results mean that the total exposed dose undergoing MDCT 4 times (diagnostic, radiation therapy planning, follow-up et al.), is about 14 cGy, and have to be considered significantly to reduce the exposed dose from CT scan.

최근 세기조절 방사선치료(Intensity Modulated Radiation Therapy, IMRT)와 같은 고 정밀 방사선 치료의 발전과 함께 두 경부 환자의 진단 및 치료 계획 그리고 추적관찰(follw-up)을 목적으로 한 CT 촬영 횟수가 크게 증가하고 있다. 이러한 CT 촬영의 증가와 MDCT와 같은 CT의 발전과 한 검사로 받는 피폭 선량이 상대적으로 다른 검사에 비하여 월등히 크기 때문에 환자 피폭 선량의 정확한 선량 평가가 요구된다. 본 연구에서는 두 경부용 물팬텀(cylindrical water phantom)을 자체 제작하여, 연필형 이온 전리함 및 30 cc 이온 전리함 그리고 LiF:Mg,Cu,P TL 분말을 사용한 열형광 선량 측정법(Thermoluminescent Dosimetry, TLD)을 이용하여 Multi Detector Computed Tomography, MDCT의 흡수 선량 및 체표면 선량을 비교 평가하였다. MDCT의 슬라이스 폭의 일정한 선량 균일성을 확인하기 위하여 콜리메이션 2 mm 단일 빔의 프로필을 1 mm 간격으로 80 mm 측정한 결과 빔의 폭이 12 mm이고 선량 분포는 80~100%로 빔의 출력은 +Y 방향으로 높게 나타났다. 물팬텀의 중심부에서 연필형 이온 전리함 및 30 cc 이온 전리함과 TLD의 흡수 선량은 각각 31.83 mGy, 33.58 mGy, 32.73 mGy로 TLD의 흡수 선량은 이온전리함으로 구한 흡수선량과 오차범위 내에서 일치하고 있음을 알 수 있었다. 체표면 10 mm 깊이에서의 TLD 선량은 33.92 mGy로 중심부보다 약 3.5% 높게 평가 되었다. 이러한 흡수선량은 두 경부 환자가 최초 진단을 위한 CT 촬영으로부터 치료계획 및 추적관찰을 목적으로 한 CT촬영까지 4회의 CT촬영을 할 경우, 이로 인한 피폭 선량이 약 14 cGy임을 알 수 있었다. 따라서 방사선치료를 위한 CT 촬영으로 인한 환자의 피폭이 적지않음을 확인하였고 가능한 한 피폭을 줄이려는 노력을 기울여야 할 것이다.

Keywords

References

  1. Hu H, He HD, Foley WD, Fox SH: Four Multidetector-row helical CT: image quality and volume coverage speed. Radiology 215:55-62 (2000) https://doi.org/10.1148/radiology.215.1.r00ap3755
  2. Dawson P: Patient dose in multi-slice CT: Why is it increasing and does it matter? Br J Radiol 77:S10-S13 (2004) https://doi.org/10.1259/bjr/23162044
  3. Yates SJ, Pike LC, Goldstone KE: Effect of multi-slice scanners on patient dose from routine CT examinations in East Anglia. Br J Radiol 77:472-478 (2004) https://doi.org/10.1259/bjr/21927258
  4. Kwon SO, Dong KR, Kweon DC, et al: Estimate of Radiation Doses in MDCT Using Patient Weight. Korean J Med Phys 21(3):246-252 (2010)
  5. 김상연, 한진우, 박인우: Cone Beam CT와 일반 CT의 흡수선량 및 유효선량 비교평가. 대한구강안면방사선학회지 38:7-15 (2008)
  6. Seoung YH, Kim YO, Choe BY: Reducing of craniofacial radiation dose using automatic exposure control technique in the 64 multi-detector computed tomography. Korean J Med Phys 21(2):137-144 (2010)
  7. Lee CL, Kim HJ, Jeon SS, et al: Comparison radiation dose in the measurement of mdct radiation dose according to correction of temperatures and pressure, and calibration of ionization chamber. Korean J Med Phys 19(1):49-55 (2008)
  8. 김문찬, 임종석, 박형로, 김유현: 컴퓨터 단층 촬영시 환자 피폭 선량에 관한 연구. 방사선기술과학 27:21-27 (2007)
  9. 윤재혁, 이광원, 조영기 등: 두경부(Head & Neck) CT 검사시 장기의 유효선량 측정. 방사선기술과학 34(2):105-116 (2011)
  10. Scaf G, Lurie AG, Moisier KM, et al: Dosimetry and cost of imaging osseointegrated implants with film-based and computed tomography. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod 83:41-48 (1997) https://doi.org/10.1016/S1079-2104(97)90089-5
  11. Task Group No.66: Quality assuarance for computed-tomography simulators and the computed-tomography-simulation process, AAPM Radiation Therapy Committee, USA (2003)
  12. Zhou H, Boone JM: Monte Carlo evaluation of CTDI$\infty$ in infinitely long cylinders of water, polysthylene and PMMA with diameters from 10 mm to 500 mm. Med Phys 35:2424-2431 (2008) https://doi.org/10.1118/1.2921829
  13. 최태진, 이호준, 예지원 등: LiF:Mg,Cu,P 열형광선량계의 선량특성을 이용한 눈가림법에 의한 출력선량 평가. 의학물리 20 (4):308-316 (2009)