컴퓨터 단층촬영(COMPUTED TOMOGRAPHY)의 조영과 HU

 

저번 포스팅 컴퓨터 단층촬영 1편에서 이어집니다.

 

이미지 표시(Image display)

일반적인 스캐너 범위로 측정할 수 있는 HU 값은 총 4,096개의 회색 음영 중 약 -1000에서 3,095이다. 90의 회색음영 이상을 구별할 수 없는 사람의 눈으로는 이 값들을 구별해낼 수는 없다. HU의 다양한 구성에 의해 모든 조직은 시각화가 되고 인식할 수 있게 된다. 이를 위해선 관심 영역을 구성하는 HU값의 평균과 범위에 따라 window width(W)와 level(L)의 회색 스케일을 보정하여야 한다. DICOM viewing software는 영상화된 회색음영(W)의 정도(최소와 최대까지)와 window 중앙의 HU값을 조절할 수 있다. W/L은 평가할 조직들에 적합해야만 하고 대개 모든 조직들을 완전히 평가하기 위해 몇 가지 조정을 필요로 한다. 

CT 영상의 해석을 위해서는 방사선 불투과도와 해부학에 대한 적절한 이해가 필요하다. 조직의 감쇠 특성이 질적으로 평가될 수 잇다. 그러나 CT의 다른 중요한 이점은 예전의 방사선 영상에서는 적용되지 않던 HU값이 정량화되어 있다는 사실이다. CT치는 DICOM viewing software를 사용하여 픽셀의 정확한 숫자를 통해 관심 영역(ROI)을 정의한 후 정확하게 결정된다. 이것을 통해 HU값의 미묘한 차이를 구별할 수 있고 이로 인해 대조해상도가 증가한다. 

 

* HU(Hounsfield units) 

Hounsfield units (HU)는 컴퓨터 단층촬영(CT)에서 방사선 밀도를 표준화된 형태로 나타내기 위해 사용되는 공통으로 사용되는 단위이다. HU 값은 측정된 감쇠 계수를 선형 변환하여 얻어지며, 공기와 순수 물의 방사선 밀도를 임의로 정의한 기준에 기반을 둔다.

순수 물의 HU 값을 0, 공기의 HU값을 -1000을 기준으로 설정한다. 이 기준을 통해 HU값은 다음과 같은 범위를 가지게 된다. 

(숫자가 커질수록 화면에서 밝게 보인다고 생각하면 된다)

• air: -1000 HU
• bone (cortical): >1000 HU
• bone (trabecular): 300 to 800 HU
• brain (grey matter): 40 HU
• brain (white matter): 30 HU
• subcutaneous fat: -100 to -115 HU
• liver: 45-50 HU
• lungs: -950 to -650 HU
• metal: >3000 HU
• muscle: 45 to 50 HU
• renal cortex: 25 to 30 HU
• spleen: 40 to 45 HU
• blood : 30 to 80 HU
• water: 0 HU (by definition)

*Attenuation(감쇠)

- attenuation이란 X선이 조직에 흡수되는 정도를 의미한다.

- Hyperattenuated(고감쇠) : 뼈와 같은 물질처럼 X선을 많이 흡수하는 경우, 높은 HU값을 가지며, 밝게 영상화된다.

- hypoattenuated(저감쇠) : 공기와 같은 것처럼 X선을 적게 흡수하는 경우, 낮은 HU값을 가지며, 어둡게 영상화된다.

- Isoattenuated(등감쇠) : 동일한 attenuation을 가지는 부분을 의미

 

조영제 투여를 통한 검사(Contrast-Enhanced Procedures)

수의학에서 CT 검사 과정 중 요오드 조영제의 사용은 일반화되고 있다. 조영제를 정맥에 주사하여, 고밀도 물질의 분포를 통해 신체의 내부를 검사할 수 있으며 신체 내 조직의 관류 상태와 장벽(예: 혈뇌장벽)의 상태를 확인할 수 있다. 혈관 촬영 이외의 검사에서는 조영제 주사 후 조영제가 혈관 내부를 통해 혈관 외부로 이동할 때까지 몇 분간 기다린 뒤 조영 후 스캔을 실시한다. 따라서 조직의 HU값은 조영제 농도 및 혈액 공간의 부피와, 모세혈관 벽의 투과성의 정도에 따라 증가한다. 조영 전 CT 영상과 조영 후 CT 영상을 비교할 때, 이러한 조영 증강 효과를 정성적 그리고 정량적으로 평가할 수 있다. 조영제를 통한 조영 증강은 신체 조직의 형태학적 관찰을 보완하며 CT 검사의 민감도와 특이도를 향상시킬 목적으로 사용된다. 

 

혈관조영술(Angiography)은 수의학에서 사용되는 CT 기술의 또다른 핵심 분야이다. 나선형 촬영 방식으로 실시되는 혈관조영술은 다열형 탐지기가 사용되며, 조영제 자동주입기가 함께 연결된다. 촬영은 조영제 주입 후 신속하게 진행되며, 혈관상과 조영제의 최대 증강 시점에 따라 촬영 시간을 조절할 수 있다. 예를 들어, 동물 환자의 요골측피부정맥(cephalic vein)에 조영제를 주사하면, 조영제는 전대정맥->우심방->우심실->폐동맥->폐정맥->좌심방->좌심실->대동맥->말초동맥을 거쳐 대정맥을 통해 심장으로, 간문맥을 거쳐 간으로 이동한다. 전신문맥단락과 같은 질환의 진단을 위해서는 조영제가 각 혈관을 통과하는 시점(획득시간)을 정확하게 포착하여야 한다. 

요오드 조영제는 사구체 여과를 통해 제거되기 때문에 조영제를 사용한 CT 촬영을 통해 사구체 여과 비율 측정이 가능하고 신장 집합관의 상태를 파악할 수 있다. CT를 사용한 경정맥 요로 조영술(intravenous urography)은 중첩이 발생하지 않아 이소성 요관 등의 질환을 정확하게 확인할 수 있기 때문에 방사선을 사용한 검사보다 우수하다. 

CT 촬영에 의한 방사능 노출이 반려동물에 미치는 영향에 대해 연구한 자료는 아직 없는 상태이다. 그러나 조영제의 정맥 투여와 관련되어 동물들에게 발생하는 부작용은 잘 알려져 있으며, 조영제 투여시 장점과 위험성을 적절하게 감안하여 실시하여야 한다.