PHWR 질병관리청 공식학술지
주간 건강과 질병(Public Health Weekly Report)

정확한 진단 및 치료를 위한 방사선검사 시행은 불가피하다. 하지만 방사선의 위해는 언제든지 발생 가능하다는 명제 하에 의료 행위를 위한 방사선검사는 환자에게 이익을 줄 수 있는 한도 내에서 최소로 유지되어야 한다. 이를 위해 전 세계적인 노력이 있어 왔으며, 첫 번째 단계로 ‘국가진단참고수준(diagnostic reference level)’의 분석과 활용이다. 국가진단참고수준은 각각의 병원에 특정 검사를 시행할 때 사용하는 선량 수준을 국가 차원에서 대규모로 조사한 뒤 그 값의 분포를 분석하여 3/4 분위의 값을 제안하는 것을 말한다. 이때 사용되는 선량면적곱 값은 dose-area-product (단위: mGy∙cm²)를 의미한다.

진단참고수준을 제시하는 가장 큰 이유는 사용자 스스로 최적화된 방사선검사를 시행하여 궁극적으로는 국가수준의 의료방사선을 저감화하기 위함이다. 즉, 기관에서 사용하는 선량 수준이 진단참고수준보다 비정상적으로 높거나 낮을 경우, 방사선 방어가 적절하게 최적화되었는지 혹은 화질 수준이 적정한지 검토할 수 있다. 이를 통해 사용자 스스로 방사선검사 프로토콜을 최적화할 수 있다.

치과분야에서는 1990년대 콘빔 전산화단층촬영(cone-beam computed tomography)이 도입되면서 그 사용이 기하급수적으로 증가하고 있다. 이와 더불어 치과분야에서도 방사선에 대한 지속적인 우려와 관심이 제기되어왔다. 건강보험심사평가원(Health Insurance Review & Assessment Service)에 따르면 최근 5년 내 콘빔 전산화단층촬영 보유량은 약 53%의 증가와 더불어 전체 치과 병∙의원의 절반 이상의 기관에서 콘빔 전산화단층촬영을 사용 중인 것으로 집계되었다(그림 1) [1,2].

Figure 1. 국내 치과분야 방사선검사 장비 현황
(A) 치과 방사선검사 장비 설치 대수(Reused from Health Insurance Review and Assessment Service [1]). (B) 국내 콘빔 전산화단층촬영 장비의 도입 현황(Reused from Health Insurance Review and Assessment Service [2])

기존의 치과 방사선검사의 경우 전 연령에 걸쳐 그 빈도가 상당히 높다 하더라도, 비교적 저선량을 이용하여 시행되는 검사였다면, 콘빔 전산화단층촬영 사용 시 발생하는 선량은 기존의 검사들에 비해 상당히 높은 선량을 사용한다[3]. 또한 다른 치과 검사들과 마찬가지로 치과 치료와 진단, 수술 가이드 등의 목적으로 상당히 주기적으로 촬영되고 있다[4]. 이에, 콘빔 전산화단층촬영의 도입과 확산은 치과 의료방사선의 증가에 상당히 기여하는 것으로 생각된다. 이러한 콘빔 전산화단층촬영 사용이 지속적으로 증가하고 환자들의 방사선 피폭에 대한 위험성을 인식하게 되면서 치과계에서도 환자의 방사선 노출량에 대한 인식의 개선과 더불어 지속적인 관리가 필수적이게 되었다. 이에 따라 많은 치과 의료진들은 콘빔 전산화단층촬영의 방사선 피폭량에 대해 우려를 표명하지만 실제로 사용하는 장비의 정확한 방사선 노출량은 어느 정도 수준인지 알기 어렵다. 치과분야에서도 국가진단참고수준의 주기적인 분석과 제시를 통한 방사선검사의 최적화 과정이 반드시 필요한 시점이 되었다.

미국, 영국 등의 국가에서는 약 5년 주기로 국가진단참고수준을 제시하고 있으며, 일본, 한국 등 아시아 국가에서도 치과 방사선검사 분야의 국가진단참고수준이 제시되고 있다(표 1) [5-8]. 국내에서는 2004년도부터 5년마다 치과영상검사 분야의 국가진단참고수준을 제시하여 방사선 저감화에 노력을 기울이고 있으며, 의료방사선 방호에 엄격한 유럽 국가들과 비교해 보았을 때 국내 치과 방사선검사의 선량 수준은 저감화에 있어 더 개선될 여지가 충분하다고 판단된다. 진단참고수준을 조사하기 위해서는 각 지역별 치과 병∙의원의 분포를 고려하여 선정된 일부 병원에 직접 방문하여 현장조사가 이루어진다. 우리나라에서 제시하고 있는 콘빔 전산화단층촬영의 국가진단참고수준은 상악 임플란트 식립 시 시행되는 검사를 기준으로 조사되고 있으며[5], 대부분의 국가에서는 현장조사나 설문조사의 방식을 이용하여 선량을 조사하고 이 데이터를 기반으로 진단참고수준을 제시하고 있다. 이에, 신뢰도 높은 결과의 산출을 위해 보다 많은 수의 병∙의원을 대상으로 하거나 여러 검사 프로토콜에 대한 대규모 조사 시행이 필요하지만 현실적인 한계가 존재한다.

표 1국가진단참고수준의 각 나라별 비교

검사 종류	연령대	한국(2019) [5]	미국(2019) [6]	영국(2019) [7]	일본(2020) [8]
파노라마방사선촬영	성인	227	123	81	134
	소아	163–175	67	60	-
콘빔 전산화단층촬영	성인	2,060	727	265	1,960
	소아	1,208	624	169	-

단위: mGyㆍcm²..

미국영상의학회(American College of Radiology)에서는 다채널 전산화단층촬영 검사의 선량 최적화를 위해 선량지표등록소(Dose Index Registy)를 운영하고 있다. 선량지표등록소는 전산화단층촬영 검사의 진단참고수준의 제시를 위한 목적으로 개별 의료기관의 검사 장비와 직접 연동하거나 의료기관에서 사용하는 선량관리프로그램과 호환된다. 이렇게 산출된 진단참고수준을 통해 각각의 의료기관에서는 국가나 지역 의료기관의 선량기준과 비교 평가해 볼 수 있다[9]. 이러한 시스템은 대규모 현장조사의 현실적인 한계점을 극복하기 위해 활용될 수 있다. 치과영상검사에서도 이러한 자동 선량 수집 시스템에 대한 인식이 높아지며, 최근 콘빔 전산화단층촬영 장비와 상업적으로 시판 중인 선량프로그램을 연동하여 피폭량을 모니터링한 사례도 보고되고 있다[10].

오늘날 국내 치과 병∙의원에 보급된 콘빔 전산화단층촬영 장비 수는 전국에 설치된 다채널 전산화단층촬영 보급률을 넘어서고 있는 추세이다[11]. 이러한 국내 시장의 특수성을 고려한다면 보다 면밀한 국가 차원의 선량 관리가 필요하다고 본다. 선량 정보의 관리에 있어 자동화된 시스템의 도입은 대규모의 정확한 선량 데이터 수집 및 관리가 가능하다. 이에 본 정책 연구에서는 기 개발된 전산화단층촬영 체계를 치과분야 영상검사에 최적화하여 구축된 치과영상검사의 국가선량관리시스템을 소개하고자 한다.

1. 국내 치과방사선촬영 장비 설치 현황

치과 방사선검사에 사용되는 장비 현황 파악을 위해 국가통계포털(Korean Statistical Information Service)을 통해 2023년 기준 국내 치과 병∙의원에 설치, 운영 중인 장비 현황을 파악하였다. 설치된 장비 중 조사 시점을 기준으로 사용 중이며 제조사 및 장비 모델이 명확히 기재된 장비는 총 44,985건이었으며, 이중 콘빔 전산화단층촬영은 전체 장비의 약 38% (17,519건)를 차지하고 있다. 파노라마방사선촬영 장비는 약 9% (4,179건)로 콘빔 전산화단층촬영보다 낮은 설치 건수를 보였는데, 이는 신규 도입 장비의 경우 대부분 파노라마-콘빔 전산화단층촬영 복합기로 장비 종별의 구분이 콘빔 전산화단층촬영으로 구분되었기 때문이다. 전체 콘빔 전산화단층촬영 장비 중 선량 정보를 선량면적곱의 형태로 출력하는 장비는 약 27% 이하로 파악되었다. 의료 영상의 경우 표준화된 파일 형태인 디지털의료영상표준통신(digital image and communications in medicine, DICOM)으로 출력되며 이러한 형태의 데이터에는 이미지와 더불어 검사와 관련한 모든 정보가 담겨있다. 검사 정보에는 환자 정보, 검사 장비, 검사 시행일자, 기관, 그리고 방사선 노출 조건 등을 모두 포함한다. DICOM 국제 규격에 따르면 치과에서 사용되는 모든 방사선검사 장비는 선량면적곱 값을 출력하도록 규정하고 있지만 국내에서는 비교적 최근에서야 선량면적곱 값을 출력하는 장비 모델이 생산되기 시작하였다.

2. 방사선검사 장비 및 검사 부위 별 특성 분석 및 코드 설계

치과분야 영상검사의 국가선량관리시스템 개발을 위해 치과에서 사용되는 개별 방사선 장비의 특성을 분석하여 각기 다른 종류의 검사 장비와 모두 연동이 가능한 시스템을 마련하고자 하였다[12]. 특히 구내방사선촬영 장비는 파노라마 및 콘빔 전산화단층촬영 장비와는 달리 방사선 발생기와 상수용기에 해당하는 센서가 독립적으로 구성된 경우가 빈번하여 이러한 개별 상황에 대해 모두 수용 가능한 체계가 필요하였다. 이에, 각 병원의 개별 장비에서 노출된 선량이 데이터베이스 내에 축적되기 위해 통합적이고도 유기적인 데이터의 축적 방법 개발에 중점을 두었다.

검사 특성 분석을 위해 건강보험심사평가원 코드 분류를 기반으로 검사 처방정보 시스템 매칭을 우선 시행하였다. 각각의 장비 종별 내에서 개별 코드와 피폭 선량과의 연관성에 대해 특성을 분석하였으며. 일부 처방의 경우 처방코드를 통해 피폭량에 따른 구분이 가능하였다. 특히 파노라마방사선촬영의 경우 특수 모드인 턱관절 및 상악동 파노라마검사 등이 구분되어 있으며 이 두 영상 검사에 따라 장비에서 출력하는 선량면적곱 값이 다를 것으로 사료되어 일반 및 특수 파노라마방사선촬영으로 구분 가능하였다. 하지만, 구내방사선촬영 및 콘빔 전산화단층촬영 영상의 경우 건강보험심사평가원의 코드와 선량과는 완전히 별개로 구성되어 있었다. 특히 선량 증가의 주요 요인으로 손꼽히는 콘빔 전산화단층촬영의 경우 3차원 볼륨영상 재구성 유무에 따른 코드만 구분되어 있어 건강보험심사평가원의 처방 코드를 시스템에 도입하기는 어려움이 있었으며, 새로운 코드 체계의 도입이 불가피하였다.

우선, 구내방사선촬영의 개별 치아를 모두 구분하게 되면 시스템 복잡도의 증가에 비해 검사 부위 별 피폭의 차이가 많지 않아 치식은 구분하지 않았으며, 촬영술식을 우선순위로 치근단 및 교익방사선촬영으로 구분하였다. 콘빔 전산화단층촬영의 경우 선량에 영향을 미치는 주된 변수인 검사 영역의 크기(field-of-view) 및 검사 부위를 중점적으로 고려하여 새로운 코드 분류 및 맵핑 작업을 시행하였다. 상기 모든 사항을 고려한 새로운 코드 체계는 총 5자리로 이루어졌으며 첫 번째 자릿수의 코드는 검사 종류, 두 번째는 처방명의 대분류, 세 번째는 처방명의 소분류, 네 번째는 임의의 일련번호, 마지막 다섯 번째 자리는 연령대로 구성하였다(표 2).

표 2치과 방사선검사의 종별, 처방별 피폭선량을 고려한 코드 분류체계

첫째 자리		둘째 자리		셋째 자리		넷째 자리	다섯째 자리
검사 종류		처방명 대분류		처방명 소분류		일련번호	연령대
I	구내방사선촬영	1	Bitewing	0	-	임의의 일련번호	A C	성인 소아
		2	Periapical view
		3	Tube-shift
		4	Occlusal
P	파노라마방사선촬영	1	일반 모드	0	-
		2	특수 모드
C	콘빔 전산화단층촬영	1	대면적 (~15×15 cm)	1	Facial, TMJ
				2	Maxilla
		2	중면적(~10×10 cm)	3	Mandible
				4	Panoramic, Jaw
		3	소면적(~5×5 cm)	5	Implant
				6	Tooth, Endo

TMJ=temporomandibular joint..

3. 시스템 디자인 설계

DICOM 규약에 따르면 치과영상검사, 즉 구내방사선촬영, 파노라마방사선촬영 및 콘빔 전산화단층촬영 영상 파일의 경우 방사선 선량 구조화 보고서(radiation dose structured report, RDSR)를 기본적으로 출력해야 한다(그림 2) [13]. 비교적 최근에 도입된 콘빔 전산화단층촬영의 경우에도 RDSR을 출력하는 장비는 전무하였다. 하지만, 2011년에 강화된 법령으로 그 이후에 제조된 콘빔 전산화단층촬영 장비에서는 DICOM 헤더에 선량면적곱 값을 출력하고 있어 이러한 정보와 더불어 각 장비 종별 특성을 개별적으로 고려한 시스템 설계를 진행하였다. 기본적으로는 각 검사 장비에서 촬영 후 DICOM 파일을 전송할 때 추가 경로를 하나 더 지정하여 선량 프로그램과 연동하는 방식을 취하였다. 즉, 장비에서 획득된 DICOM 영상이 이미지 뷰어 시스템에 저장되는 기존 경로와 더불어 선량관리시스템의 에이전트로도 동시 전송되도록 설계하였다. 검사 장비에서 두 개의 경로로 파일 출력이 불가능한 경우에는 이미지 뷰어 시스템, 즉 의료영상전송시스템(picture archiving and communication system)에서 시스템 에이전트로 출력하도록 설계하였다(그림 3). 전체 시스템 흐름에 대해 이전에 국내에서 개발된 치과영상검사 선량 분석 체계를 참고하였다[12].

Figure 2. 디지털의료영상표준통신 방사선 선량 구조화 보고서의 콘빔 전산화단층촬영 구조 문서 분석
Reused from Digital Imaging and Communication in Medicine [13].

Figure 3. 선량관리시스템 디자인 설계 모식도

에이전트에서는 선량면적곱 값만 추출되며 완전히 익명화된 선량 데이터만을 서버로 전송한다. 전송된 선량정보를 분석하여 각각의 설계된 검사 코드에 대해 진단참고수준을 제시할 수 있도록 하였다. 분석된 자료를 기반으로 개별 기관에 해당 검사에 대한 국가진단참고수준과 해당 의료기관에 대한 비교표 및 그래프를 발송하여, 의료기관 스스로 선량 최적화를 시행할 수 있도록 설계하였다.

방사선은 오랜 시간 동안 의료분야에서 사용되면서 그 중요성과 활용 범위가 점차적으로 증대되어 왔다. 이에 미국, 영국이나 일본 등의 선진국에서는 특히 피폭량이 높은 전산화단층촬영 검사에 대해 국가 차원의 서베이를 통한 국가진단참고수준을 제시하고 선량 저감화를 위해 일찍이 노력해 왔다. 국내에서도 질병관리청의 주도하에 의료방사선 저감화를 위한 방사선량 모니터링 체계의 구축이나 방사선검사의 적정성 확보 연구 등 다방면의 노력이 이루어지고 있다. 그동안 치과분야의 영상검사는 비교적 저선량이라는 이유로, 다수의 인구에 광범위하게 시행되고 있으면서도 비교적 엄격한 관리의 대상은 아니었다. 하지만 1990년대에 들어 콘빔 전산화단층촬영의 도입과 사용량의 증대로 인해 치과분야에서도 상당한 피폭량 증가세를 보이고 있어, 더 이상 간과할 수 없는 상황이다. 이에, 본 연구에서는 치과에서 사용하는 다기종 장비와 모두 연동이 가능한 포괄적 선량 모니터링 체계를 구축하여 여러 치과 병∙의원을 실시간으로 모니터링하여 주기적으로 정확한 진단참고수준을 제시할 수 있는 시스템을 마련하고자 하였다.

본 연구에서 제시하고자 한 체계의 경우 기본적으로는 DICOM 규격에 따라 선량을 출력하고 있는 장비를 대상으로 하여 개발된 시스템에서 선량 정보를 수집할 수 있도록 구현하였다. 하지만, 치과분야에서 사용되는 장비는 기종이나 제조사에 따라 아직까지 국제표준인 DICOM 규격에 따르지 않는 경우가 많아 시스템 도입에서 일부 한계점이 있었다. 시스템의 고도화 및 확산을 위해서는 개별 병원 관리자와 제조사 및 국가 모두의 노력이 필요하다고 생각된다.

특히 치과분야의 경우 의원급의 기관에서도 모두 방사선 장비를 사용하고 있어 세심한 관리가 필요한 실정이다. 하지만 디지털화 되어있지 않은 장비를 사용하는 기관도 상당수로 장비 수준에서 아예 선량정보를 출력하지 않는 경우가 빈번하였다. 특히 콘빔 전산화단층촬영의 경우 기존의 치과 방사선영상검사보다도 높은 피폭량을 발생하는 장비로서 엄격한 관리의 대상이 되어야 함에도 불구하고 선량정보를 출력하지 않는 장비가 73% 수준에 이른다는 것은 큰 문제점으로 생각된다. 현재 국내 치과 병∙의원에서 사용되는 대부분 장비의 제조사가 국산이란 점을 감안한다면, 앞으로 국내 제조사에 대한 지속적인 개도와 홍보만으로도 상당수의 치과분야 장비가 국제표준규격을 준수할 수 있을 것으로 기대된다.

추가적으로 치과 장비 인허가, 설치 및 검사 시 선량 표기 여부 검수 강화에 대한 제도적 보완을 통해 치과장비 선량 관리의 토대를 마련하는 것이 필요하다고 생각된다. 식품의약품안전처에서는 2011년부터 엑스선 장치의 제어판 등에 방사선량을 표시하도록 의료기기 인허가 기준이 강화되면서 제조사 측에서는 콘빔 전산화단층촬영의 DICOM 정보에 선량면적곱의 형태로 선량정보를 출력하기 시작하였다. 하지만 아직도 구내방사선촬영, 파노라마방사선촬영의 경우 방사선 피폭선량이라는 측면에서는 관리가 미흡한 점이 존재한다. 구내방사선촬영의 경우 검출기와 X선 관구가 별개의 조합으로 구성되어 사용되는 경우가 빈번하며, 이런 경우 어떠한 DICOM 정보도 표시되지 않고 있었다. 물론 구내방사선촬영의 경우 상당히 낮은 선량을 시행되는 검사로서 콘빔 전산화단층촬영에 비해 피폭에 대한 우려가 적지만, 특히 소아에서 빈번히 사용된다는 점과 이 외에도 전 연령에 걸쳐 상당히 주기적으로 적용된다는 점에 있어 선량의 관리를 소홀히 할 수 없다. 이에, 향후 지속적인 안내와 홍보를 통해 선량 정보와 연관된 DICOM 규격의 중요성을 알리는 것이 중요하겠다.

치과분야 영상검사 국가선량관리시스템의 고도화와 확산을 위해서는 다양한 이해관계자들의 의견을 수렴하는 것이 중요하다. 이를 통해 시스템을 지속적으로 발전시키고 보다 효과적으로 확산할 수 있을 것으로 기대된다. 또한, 개별 사용자들은 자가 정도 관리를 통해 방사선량을 저감하는 노력을 기울여야 한다. 이를 위해 국가는 국가진단참고수준을 제시하여 의료기관들이 효과적으로 방사선량을 관리할 수 있도록 지원해야 하겠다. 그러나, 정책적인 지원뿐만 아니라 제도적인 보상과 국가 인증 제도 등의 제도적 장치도 필요한 상황이다. 이러한 제도적 지원을 통해 치과 병∙의원들의 자율적 참여를 도모하고 인식을 개선할 수 있을 것으로 보인다. 또한, 사용자들의 인식을 개선하기 위해 치과의사, 방사선사, 치과위생사 등 실질적인 사용자들의 자율적 참여를 지속적으로 독려하여야 하겠다. 따라서, 국가진단참고수준의 정확성과 효과성을 향상시키기 위해 다양한 이해관계자들의 협력과 정부의 지속적인 정책적 지원이 필요하며, 이를 통해 치과분야의 방사선량 저감화가 보다 효과적으로 이루어질 수 있을 것으로 기대된다.

본 연구에서 개발된 국가선량관리시스템은 치과영역에서 사용되는 다종 기기, 구내방사선촬영, 파노라마방사선촬영, 콘빔 전산화단층촬영을 모두 아우르는 체계로서 사용되는 방사선검사의 진단참고수준을 수립하기 위한 중요한 플랫폼 자료로 활용될 것이다. 이 시스템의 추가적인 고도화 및 홍보, 확산 작업을 통해 실제 환자 피폭선량을 기반으로 보다 정밀한 국가선량권고수준을 제시할 수 있을 것으로 예상된다. 국가진단참고수준의 제시를 통해 사용자들은 방사선 최적화를 스스로 시행할 수 있을 뿐만 아니라 국가 수준의 의료방사선 관리 정책에도 참고 자료로 활용할 수 있을 것이다. 이러한 시스템에 기반하여 치과분야에서 지속적인 선량 관리를 위해서는 사용자, 제조사, 그리고 국가 차원에서 치과 의료장비가 의료영상표준을 준수할 수 있도록 적극적인 노력이 필요하겠다.

Acknowledgments: None.

Ethics Statement: Not applicable.

Funding Source: This work was supported by the Research Program funded by the Korea Disease Control and Prevention Agency (2023-10-007).

Conflict of Interest: The authors have no conflicts of interest to declare.

Author Contributions: Conceptualization: JHW, JWG, YJM. Data curation: JYL, CNL, JSK, SWY. Formal analysis: JYL, JSK. Funding acquisition: YJM. Investigation: JYL, CNL, JSK, SWY. Methodology: JSK, JWG. Project administration: CNL, JSK, SWY. Resources: JSK. Software: JSK. Supervision: CNL, JSK, SWY. Validation: JHW, JWG, YJM. Visualization: JYL, CNL. Writing – original draft: JYL, CNL. Writing – review & editing: JYL, CNL, JSK, SWY, JHW, JWG, YJM.