방사선 의료영상 선량과 건강위험 이해

▼ 방사선치료

  방사선 의료영상 선량과 건강위험 이해

  방사선 의학영상검사

  임산부 방사선피폭

<요 약>
- 의료영상 방사선은 그 사용이 정당하고, 관련 절차는 최적화 되어 있다.
- 저 선량(0~100 mSv) 영역에서 방사선이 인체에 끼치는 건강상의 영향은 명확하게 발견되지 않는다.(그 영향은 없거나 현재의 과학으로 확인하기 어렵다.)

건강검진이나 질병치료 확인 목적으로 방사선을 사용하는 가장 대표적인 경우는 흉부 엑스선 촬영, 컴튜터 단층영상(CT) 촬영, 유방촬영, 그리고 파노라믹 치아 영상촬영 등 의료영상을 찍는 경우다. 당사자는 아주 작게는 수 마이크로 시버트에서 많게는 수 십 밀리 시버트의 선량에 노출하게 된다. 얻은 영상자료를 통해 질병의 확인, 진단, 경과 추적 등을 할 수 있으니 환자 혹은 당사자에게 분명한 이익을 준다. 그렇기 때문에 영상 촬영에 따른 방사선 노출은 정당하다.^주1)

주1) ICRP는 행위가 정당하면 방사선을 사용하는 것을 지나치게 억제하지 말라고 한다. 방사선 방호의 3원칙은 행위의 정당화, 방호의 최적화, 선량한도의 적용이다. 의료방사선 사용의 경우, 방사선안전관리는 정당화와 최적화가 강조된다.

당연한 이야기이지만 의료진은 단지 좋은 영상을 얻기 위해 사용하는 방사선의 양(선량)을 늘리지 않는다. 꼭 필요한 만큼 최소한의 방사선 노출만으로 진단과 확인, 치료에 필요한 의료영상을 얻는다. 그리고 그 양 조차 아주 작거나 대체로 작다. 이로 인한 건강영향은 없다는 이야기다. 또한 다른 방법이 없거나 효과가 없는 경우(초음파 검사 등)에 방사선 의료영상을 찍는다. 필요하지 않은데도 방사선에 노출되게 하는 것이 아니다.^주2)

주2) 질병관리청/대한영상의학회, 의료방사선안전관리, 영상진단 정당성 가이드라인, 2판;의료방사선게시판 자료 번호 68, 2023

비록 그 양이 작아도 우리 몸이 방사선에 노출되는 것이니, 이로 인해 당사자 중 일부는 걱정하고 심지어 두려워하는 것도 사실이다. 그래서 문제다. 확인하고자 방사선 의료영상을 찍었는데 아무 이상이 없다고 확인되면 어쩐지 손해 본 것 같고, 할 필요가 없었던 검사가 아니었는가 한다. 그렇지 않다. 확인하지 않으면 환자에게나 의료진에게 손해다. 세상일에는 모르는 것이 약인 경우도 있다. 그러나, 많은 경우 알아야 걱정하지 않고, 필요하면 대응할 수 있다. 특히 건강문제가 그렇다. 호미로 막을 일이 가래로도 막지 못하는 일로 커질 수 있다.

의료영상 촬영에 대한 우려는 방사선에 대한 막연한 두려움, 공포 때문이다. 생명체이건 그렇지 않건 만물은 방사선을 피할 수 없다. 자연적인 현상이다. 하늘에서도 방사선이 온다. 산이나 하늘에 높이 오르면 오를수록 땅 아래로 내려가면 내려갈수록 지표에서 보다 상대적으로 더 많은 방사선에 노출된다. 특정 지역에선 지질구조(암석 내 방사성인 광물)로 인해 아주 많은 양의 방사선이 나온다.^주3) 의료방사선(인공방사선)이나 자연방사선이 다르지 않다. 음식에도 그렇고 우리 몸 안에서도 방사선이 나온다. 이미 모든 생명체는 생활터전에서 이런 방사선환경에 나름 완벽하게 적응하고 있는 셈이다. 중요한 것은 그 양이지, 단지 있고 없음만으로 문제가 되지 않는다.
주3) UNSCEAR, Sources of Ionizing Radiation, UNSCEAR 2000 Report Volume I; Annex B: Exposures from natural radiation sources

엑스선 발견 이후 방사선은 병을 진단하고 치료하며 심지어 미용과 건강 개선에 사용되는 신비로운 물질이었다. 하지만 얼마 지나지 않아 방사선을 사용하는 의사들은 사람에게 방사선을 지나치게 많이 노출하면 건강에 악영향을 끼치는 것을 알게 되었다. 이후 오늘에 이르기까지 방사선 관련 전문가에 의해 방사선 의학, 역학, 생물학 관련 지식과 방호 및 규제 기술이 축적되었으며, 그 결과 인간과 환경을 보호하는 방법을 갖게 되었다. 현재 전문가들은 약 100 mSv의 방사선량 아래에서는 건강에 영향이 없거나, 있다고 하더라도 너무 작아서 그 영향을 발견할 수 없다고 한다.^주4) 다시 말하면 개인별로 생활과 환경에서 접하는 다른 것(식습관, 흡연, 화학물질에의 노출 등)이 주는 건강영향과 뒤섞이고 가려져 단일 요인으로서 방사선에 의한 건강영향이 구분되지 않는다. 결과적으로 저 선량의 방사선에 의한 건강 영향은 다른 (원인 혹은) 물질에 의한 것에 비하면 실제 그 크기가 아주 작으니 무시할 수 있다는 뜻이다.
주4) HPS, Position Statement; Radiation Risk in Perspective(updated, Feb. 2019),방사선위험의 이해

일상에서 방사선 저 선량은 0 ~ 100 mSv 범위를 말한다. 선량(보통 유효선량, 단위는 시버트, Sv)은 방사선이 전달하는 에너지가 생체에 흡수되고(물리 반응), 그 생체 혹은 조직이 방사선이 일으킨 반응에 얼마나 민감하고 취약한가(화학,^주5) 물리 반응) 등을 고려하여 결정한 양이다. 이는 물리량이 아니라 영향의 크기를 이해하고자 유도한 양이다. 따라서 이 양을 직접 측정할 수 없으니 흡수된 에너지(물리량)를 측정하고 여기에 가중인자를 사용해 보정한다. 이렇게 하면 방사선의 종류(알파, 베타, 감마, 전자, 중입자 등등)와 에너지(eV, Joule 등), 그리고 생물학적 효과(생체의 방사선 민감도, 취약성 등) 까지 포괄하는 양이 된다. 그 유도과정이 다소 혼란스럽지만, 이렇게 해서 일상에서 일관성 있게 사용할 수 있는 양(선량, 시버트)이 되는 것이다. 그러니, 다른 일반적인 경우와 다르게 물질의 양(무게, 부피 혹은 개수)이 아니라 선량(밀리 시버트 등)으로 기준을 만들어 대상을 방호하고 규제하며 임상에도 사용한다.
주5) 생체는 쉼 없이 가동하는 화학공장이다. 모든 신진대사는 곧 화학반응이고 이 과정에서 에너지가 전환되는 과정이다. 부산물인 활성산소종(ROS, Reactive Oxygen Species)은 반응성이 높아 건강한 세포를 파괴한다. 전달된 방사선 에너지는 생체 내 반응성이 큰 라디칼(수산기, OH- 등)을 생성해 화학반응에 기여한다.

저 선량의 영역에서도 건강상의 위험(암 발생) 크기는 선량에 선형 비례한다는 가설이 문턱 없는 선형모델(LNT, Linear No-Threshold)이고, 그 가설의 참과 거짓을 떠나 이는 현재 방사선방호의 기본 가정이다. 의료방사선 피폭의 경우, 당사자 개인의 건강이익을 위한 행위이니 아주 큰 정당성이 있어 방호의 대상은 아니다. 그럼에도, 그 효용성의 유무를 떠나 작은 위험이라도 그 크기를 다른 위험들과 비교하고 싶다면, 저 선량의 방사선 노출로 인한 (생애) 위해의 크기를 LNT에 근거하여 추정해 볼 수는 있다.

암 발생 환자의 약 절반이 사망한다고 하면, ICRP 권고에 따른 위해 값 지수, 5%/Sv^주6)로부터 생애 암 발생 위험도는 10%/Sv가 된다. 다시 표현하면 저 선량 기준의 끝 값 100 mSv를 피폭하면, 인구 100인 중 1인(100 mSv 당 1%인 위험도)에게서 추가로 암 환자가 생길 수 있다고 추정한다. 전제에 문제가 있긴 하지만^주7) LNT 가설에 근거하면, 단지 수식 상으로 그렇다. 10 mSv를 피폭하면, 인구 1,000인 중 1인(10 mSv 당 0.1%인 위험도) 추가, 1 mSv를 피폭하면 인구 10,000인 중 1인(1 mSv 당 0.01%인 위험도) 추가 등이다.
주6) ICRP Publication 103; The 2007 recommendations of the International Commission on Radiological Protection. International Commission on Radiological Protection (2007)

주7) LNT 가설은 100 mSv 보다 큰 고 선량 영역에서는 명확하지만, 그 아래 저 선량에서는 그렇지 않다. 즉 영향의 크기를 고 선량에서 저 선량(심지어 ‘0’ 선량)에 까지 단순 외삽하여 선형 관계를 가정하지만, 실제 생물학적 관점에서 보면 무리한 설정이다. 대표적으로 생명현상에서는 언제나 외부 충격에 대한 방어기작이 작용하여 충격으로 인한 위험의 크기를 줄이거나 아예 없앤다.

문제는 암 발생 위험도를 잘 못 이해하여 사용하는데 있다. 100인이 100 mSv 씩 피폭하면, 총 선량이 10 Sv이니 100인 모두가 생애 암에 걸릴까? 또는 1,000인이 10 mSv 씩 피폭하면 1,000인 모두 암에 걸리게 되나? 같은 식으로 10,000인이 1 mSv 씩 피폭하면 10,000인이 모두 생애 암 환자가 되나? 심지어 1,000,000인이 0.01 mSv(10 마이크로 시버트) 씩 피폭하면? 이러한 해석은 명백한 오류다. 방사선 방호 전문가는 이런 식의 접근이 잘못이라고 말한다. 작은 위험도를 많은 인구에 곱한 결과로 개인의 위험을 말할 수 없다. 더군다나 개인의 위험은 집단에서 구한 위험도를 적용해 평가하는 것이 아니다.^주8)
주8) 어떤 대상에 대해 집단에서 구한 위험도는 그 사회 특정 환경, 운영체계, 사건 등의 위험속성을 이해하는 방법일 뿐이다. 그 다음엔 합리적인 방법으로 해당 위험을 줄이거나 없애는 노력을 하는 것이다.

방사선 의료영상 촬영은 대부분 단일 혹은 필요에 따라 단기간에 걸쳐 여러 번 이루어진다. 암세포 사멸과 같은 치료가 아닌 진단의 경우다. 영상촬영으로 인한 선량으로 인해 유의할만한 생애 건강 영향이 없거나, 있다고 하더라도 너무 작아서 관찰되지 않는다는 것을 전제로 한 것이다, 낮은 수준의 방사선량과 건강영향에 관한 전문가 사회의 의견 요약은 다음과 같다.

미국 보건물리학회(Health Physics Society, HPS); Radiation Risk in Perspective, updated 2019
과학적 자료들은 고 선량 피폭이 건강상에 영향을 주는 것을 분명히 알려 주지만, 약 100 mSv 아래 저 선량의 방사선 영역에서 방사선에 의한 건강영향이 관찰된 경우는 통계적으로 “0”과 다르지 않다(“0”이다).^주9)
주9) HPS, Position Statement; Radiation Risk in Perspective(updated, Feb. 2019)

미국 의학물리학 협회(American Association of Physics in Medicine, AAPM); PS 4-B, revised, 2023
모든 수준의 방사선량에 대해 이론적으로는 생체영향과 관련이 있으나, 대부분의 진단영상 선량에서는 유해한 효과가 나타나거나 암 발생을 명확하게 예측할 수 있는 결정적인 증거는 없다. 그러한 예측은 불확실성이 분명하기에 진단영상 촬영을 지나치게 막아서는 안 된다. 필요한 진단영상 촬영으로 환자에게 기대되는 이익은 잠재적인 방사선에 의한 영향보다 훨씬 크다.^주10)
주10) AAPM, PS 4-B; Position statement on Radiation Risks from Medical Imaging Procedures (2023)

유엔 방사선영향과학위원회(UN Scientific Committee on Effect of Atomic Radiation, UNSCEAR)
자연방사선량 수준으로 만성 노출이 있는 경우에 인구 집단 내 건강상의 영향이 믿을만한 수준으로는 발생하지 않는다. 전 세계 자연방사선량 노출 수준은 2 ~ 13 mSv/y다.^주11)
주11) UNSCEAR, Chap. II, Sect. 1(f) Attributing health effects to radiation exposure and inferring risks, Report of the UNSCEAR-52 sssion, 21-25 May 2012, Supp. No.46 (2012)

이 자료의 최초 작성 및 등록 : 김봉환(KAERI) bhkim2@kaeri.re.kr