Comparison of Thyroid Doses for Shielding Material Changes in Neck Computed Tomography

With regard to current Neck CT, Bismuth shielding boards are often being used to reduce exposure to superficial organs such as the thyroid. However, beam hardening often occurs near superficial organs with Bismuth shielding boards and variations in CT Number, Noise, and Uniformity values occur severely. This study looked into the usefulness of shielding boards made from aluminum and silicone that can be easily obtained and have good machinability by comparing them to the existing Bismuth shielding board. An Aluminum 7.3mm and a Silicone 21.5mm were made with shielding ratios similar to that of the Bismuth(0.06 mmPb). TLD (TLD-100) was placed on the thyroid area of the Phantom (RS-108T) and 5 doses were measured for each. To compare image quality, CT Number and Noise variations in axial images of the thyroid area in Neck CT images were compared. Also, variations in CT Number, Noise, and Uniformity were measured in the AAPM phantom images and compared. In the results, when thyroid doses for each shielding board were compared, the Bismuth shielding board showed a 14% reduction, the Silicone 21.5mm showed a 15% reduction, and the Aluminum 7.3mm showed a 13% reduction compared to the Non-Shield. Statistically, there were no significant differences in comparison with the Bismuth shielding board. In CT Number variations of thyroid area images, variations were largest for the Bismuth shielding board. With Uniformity evaluations of the AAPM phantom, the Bismuth shielding board was found unsuitable and the Aluminum 7.3mm and Silicone 21.5mm satisfied the acceptance criteria. Research results show that the Aluminum 7.3mm and Silicone 21.5mm have a similar shielding ratio to the high-priced Bismuth shielding board that is currently being used clinically and in comparison tests of CT Number attenuation coefficient variations, Noise, and Uniformity which are phantom image evaluation items, they proved to be better than Bismuth shielding boards. If various shielding boards are made using aluminum and silicone, sized appropriately for superficial organs, it would be useful in decreasing patient doses.

Neck CT에서 차폐체 재료 변화에 따른 Thyroid 선량 비교 연구

현재 Neck CT의 경우 Thyroid와 같은 표재성 장기의 피폭을 줄이기 위해 Bismuth 차폐체를 많이 사용하고 있다. 그러나 Bismuth 차폐체의 경우 표재성 장기 부근에서 선속 경화현상이 많이 발생하고 CT Number, Noise, Uniformity값의 변동이 심하게 나타난다. 본 연구에서는 주위에서 쉽게 구할 수 있고 가공성이 좋은 Aluminum과 Silicone을 이용하여 기존의 Bismuth 차폐체와 비교하여 차폐체로서의 유용성을 알아보았다. Bismuth(0.06 mmPb)와 차폐율이 비슷한 두께의 Aluminum 7.3mm와 Silicone 21.5mm를 제작하였다. 팬텀(RS-108T)의 Thyroid부근에 TLD(TLD-100)을 올려놓고 각각 5회씩 선량을 측정하였다. 화질 비교를 위해 Neck CT 영상에서 Thyroid 부근 axial영상의 CT Number와 Noise의 변화를 비교하였다. 그리고AAPM팬텀의 영상에서 각각 CT Number와 Noise, Uniformity의 변화를 측정하여 비교하였다. 결과에서 Thyroid에 대한 차폐체별 선량 비교에서 Non-Shield에 비해 Bismuth 차폐체가 14%, Silicone 21.5mm 15%, Aluminum 7.3mm 13%가 감소되었다. 통계적으로 Bismuth 차폐체와 유의한 차이가 없는 것으로 나타났다. Thyroid 부근 영상의 CT Number의 변화에서는 Bismuth 차폐체의 변동이 가장 크게 나타났다. AAPM팬텀 영상평가의 Uniformity 평가에서는 Bismuth차폐체는 부적합으로 Aluminum 7.3mm와 Silicone 21.5mm은 합격기준을 만족하였다. 연구결과 현재 임상에 사용되고 있는 고가의 Bismuth 차폐체와 비교하여 차폐율에서 Aluminum 7.3mm와 Silicone 21.5mm은 비슷한 차폐율을 나타냈으며, 팬텀 영상평가의 항목인 CT Number의 감약 계수 변동, Noise, Uniformity의 비교 실험에서 Bismuth 차폐체보다 우수하게 나타났다. Aluminum과 Silicone을 이용하여 표재성 장기의 크기에 맞게 다양한 차폐체를 만들어 사용한다면 환자 선량을 감쇠시키는데 유용할 것으로 판단된다.