[국내논문]심장전산화단층촬영을 이용한 관상동맥 죽상경화반의 분류 : 혈관내초음파 결과를 통한 후향적 분석 Analysis of Coronary Artery Atheromatous Plaque by Cardiac Computed Tomographic Angiography : Retrospective Analysis of Intravascular Ultrasound Results원문보기
관상동맥 죽상경화반(atheromatous plaque)의 진단에 있어 혈관내초음파(Intravascular Ultrasound: IVUS)와 비교하여 심장전산화단층촬영(Cardiac Computed Tomographic Angiography: CCTA)의 진단 정확도를 알아보고, IVUS에서 발견된 죽상경화반의 성상을 CCTA에서 전산화단층촬영 수치(Hounsfield Unit: HU)로 구하고자 하였다. 2006년 4월부터 2008년 8월까지 관상동맥질환(Coronary Artery Disease: CAD)으로 확진 되었거나 CAD가 의심스러운 환자들 중 CCTA를 시행하여 죽상경화반을 발견하고 추후 IVUS를 시행한 200명의 환자를 대상으로 하였다. CCTA후 IVUS를 시행한 200명의 환자에서 476개의 죽상경화반이 발견되었으며, CCTA에서는 460개의 죽상경화반이 발견되었다. IVUS의 결과는 soft plaque(n; 84), fibrous plaque(n; 63), mixed plaque(n; 97), calcific plaque(n; 232)이었다. 이 결과에 따라 IVUS에서 분류된 죽상경화반의 HU는 soft plaque : $53.8{\pm}10.5$, fibrous plaque : $108.1{\pm}20.0$, mixed plaque : $371.2{\pm}113.1$, 그리고 calcific plaque : $731.0{\pm}160.4$ 이었으며, CCTA에서 민감도와 신뢰구간은 97%, 95.0-98.3이었다. CCTA를 이용한 관상동맥 죽상경화반의 진단을 위한 이번 연구에서 IVUS와 비교하여 높은 민감도와 신뢰구간을 확인할 수 있었고, IVUS 결과를 기준으로 CCTA에서 분석한 HU를 통해 죽상경화반의 성상을 구분할 수 있어 CAD 환자의 치료에 도움을 줄 수 있을 것으로 기대된다.
관상동맥 죽상경화반(atheromatous plaque)의 진단에 있어 혈관내초음파(Intravascular Ultrasound: IVUS)와 비교하여 심장전산화단층촬영(Cardiac Computed Tomographic Angiography: CCTA)의 진단 정확도를 알아보고, IVUS에서 발견된 죽상경화반의 성상을 CCTA에서 전산화단층촬영 수치(Hounsfield Unit: HU)로 구하고자 하였다. 2006년 4월부터 2008년 8월까지 관상동맥질환(Coronary Artery Disease: CAD)으로 확진 되었거나 CAD가 의심스러운 환자들 중 CCTA를 시행하여 죽상경화반을 발견하고 추후 IVUS를 시행한 200명의 환자를 대상으로 하였다. CCTA후 IVUS를 시행한 200명의 환자에서 476개의 죽상경화반이 발견되었으며, CCTA에서는 460개의 죽상경화반이 발견되었다. IVUS의 결과는 soft plaque(n; 84), fibrous plaque(n; 63), mixed plaque(n; 97), calcific plaque(n; 232)이었다. 이 결과에 따라 IVUS에서 분류된 죽상경화반의 HU는 soft plaque : $53.8{\pm}10.5$, fibrous plaque : $108.1{\pm}20.0$, mixed plaque : $371.2{\pm}113.1$, 그리고 calcific plaque : $731.0{\pm}160.4$ 이었으며, CCTA에서 민감도와 신뢰구간은 97%, 95.0-98.3이었다. CCTA를 이용한 관상동맥 죽상경화반의 진단을 위한 이번 연구에서 IVUS와 비교하여 높은 민감도와 신뢰구간을 확인할 수 있었고, IVUS 결과를 기준으로 CCTA에서 분석한 HU를 통해 죽상경화반의 성상을 구분할 수 있어 CAD 환자의 치료에 도움을 줄 수 있을 것으로 기대된다.
In the diagnosis of coronary artery atheromatous plaque, Cardiac computed tomography (Cardiac Computed Tomographic Angiography: CCTA) compared with IVUS(Intravascular Ultrasound: IVUS) investigate the diagnostic accuracy, Interested in CCTA atheromatous plaque in computed tomography values (Hounsfie...
In the diagnosis of coronary artery atheromatous plaque, Cardiac computed tomography (Cardiac Computed Tomographic Angiography: CCTA) compared with IVUS(Intravascular Ultrasound: IVUS) investigate the diagnostic accuracy, Interested in CCTA atheromatous plaque in computed tomography values (Hounsfield Unit: HU) try to find out. From April 2006 to August 2008 among coronary artery disease(Coronary Artery Disease: CAD) patients with confirmed or suspicious of CAD by CCTA performed atherosclerotic plaques and found 200 patients who underwent IVUS were enrolled. 200 patients who underwent CCTA and IVUS results from the 476 plaque was found, IVUS results of the soft plaque(n; 84), fibrous plaque(n; 63), mixed plaque (n; 97), calcific plaque(n; 232). The results are classified according to the IVUS plaque in HU in the soft plaque : $53.8{\pm}10.5$, fibrous plaque : $108.1{\pm}20.0$, mixed plaque : $371.2{\pm}113.1$, and calcific plaque : $731.0{\pm}160.4$. CCTA had sensitivity of 97% and confidence interval of 95.0-98.3. This study that is the diagnosis of coronary atheromatous plaque for using CCTA, we confirm the high sensitivity and the confidence interval Based on IVUS results CCTA atheromatous plaque with HU in the analysis could be classified to characterize in the treatment of patients with CAD is expected to help.
In the diagnosis of coronary artery atheromatous plaque, Cardiac computed tomography (Cardiac Computed Tomographic Angiography: CCTA) compared with IVUS(Intravascular Ultrasound: IVUS) investigate the diagnostic accuracy, Interested in CCTA atheromatous plaque in computed tomography values (Hounsfield Unit: HU) try to find out. From April 2006 to August 2008 among coronary artery disease(Coronary Artery Disease: CAD) patients with confirmed or suspicious of CAD by CCTA performed atherosclerotic plaques and found 200 patients who underwent IVUS were enrolled. 200 patients who underwent CCTA and IVUS results from the 476 plaque was found, IVUS results of the soft plaque(n; 84), fibrous plaque(n; 63), mixed plaque (n; 97), calcific plaque(n; 232). The results are classified according to the IVUS plaque in HU in the soft plaque : $53.8{\pm}10.5$, fibrous plaque : $108.1{\pm}20.0$, mixed plaque : $371.2{\pm}113.1$, and calcific plaque : $731.0{\pm}160.4$. CCTA had sensitivity of 97% and confidence interval of 95.0-98.3. This study that is the diagnosis of coronary atheromatous plaque for using CCTA, we confirm the high sensitivity and the confidence interval Based on IVUS results CCTA atheromatous plaque with HU in the analysis could be classified to characterize in the treatment of patients with CAD is expected to help.
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문제 정의
이에 이번 연구는 관상동맥 죽상경화반의 진단에 있어 정확한 검사법인 IVUS와 비교하여 CCTA의 진단 정확도를 알아보고, IVUS에서 발견된 죽상경화반의 결과를 토대로 CCTA에서 성상에 따른 전산화단층촬영수치(Hounsfield Unit: HU)를 분석하고자 하였다.
첫째, 죽상경화반이 있는 환자들에 대하여만 IVUS를 시행하였기 때문에 IVUS와 CCTA의 진단정확도를 평가함에 있어 여러 가지 통계학적 방법을 적용할 수 없었던 점을 들 수 있다. 그러나 이 연구의 목적은 CCTA를 이용하여 죽상경화반을 분석하는 방법에 대해 의의를 두었으며 향후 추가적으로 환자군의 설정에 다양한 조건들을 추가 되었으면 한다.
제안 방법
CCTA 검사 대상 환자에서 심박동수가 60 beats/min 이상인 경우 베타 차단제(atenolol, tepra) 25-75 mg을 CCTA 촬영 1시간 전에 복용하여 심박동수를 60 beats/min 이하로 유지하였다. 조영제 주입을 위하여 우측 팔에 18-20 gauge의 정맥주사 도관을 삽입하였고, 심리적 불안감에 의해 심박동수가 빨라지는 것을 막기 위해 최대한 안정을 취하도록 유도하였다.
전산화단층촬영 장비(Sensation Cardiac 64, Siemens Forcheim, Germany)는 330 msec의 X선 관구 회전속도를 갖는 64채널 다중검출기전산화단층촬영장비(Multi Detector Computed Tomography: MDCT)를 사용하였으며, 환자의 심박동수가 60 beats/min 이하로 안정된 후 심전도 동조화를 위하여 환자 가슴 부위에 심전도 장치를 부착하여 심전도를 모니터링하였다. 조영증강을 위해 환자의 팔에 확보된 수액선을 통해 조영제(Iopromide 370 mgI/mL, Ultravist) 70 cc를 주입한 후, 이어서 생리식염수 60 cc를 주입하였다.
전산화단층촬영 장비(Sensation Cardiac 64, Siemens Forcheim, Germany)는 330 msec의 X선 관구 회전속도를 갖는 64채널 다중검출기전산화단층촬영장비(Multi Detector Computed Tomography: MDCT)를 사용하였으며, 환자의 심박동수가 60 beats/min 이하로 안정된 후 심전도 동조화를 위하여 환자 가슴 부위에 심전도 장치를 부착하여 심전도를 모니터링하였다. 조영증강을 위해 환자의 팔에 확보된 수액선을 통해 조영제(Iopromide 370 mgI/mL, Ultravist) 70 cc를 주입한 후, 이어서 생리식염수 60 cc를 주입하였다. 조영제 및 생리식염수의 주입은 자동 수액 주입기(Empower CTA injector system, E-Z-EM Inc, Westbury, NY, USA)를 이용하여 4.
5 cc/sec의 속도로 급속 주입하였다. 조영제 주입 후 환자의 상행 대동맥의 관심영역에서 일정 역치(100 HU)를 넘으면 6초의 스캔 지연시간 후에 기관 분지부에서 심장 기저부까지 심전도 동조화와 함께 CCTA를 시행하였다. CCTA 검사 시 측정기의 폭 조절은 0.
심장주기에서 R-R 간격의 약 65% 데이터를 기본적으로 획득 하였고, 이 데이터가 움직임에 의한 허상(motion artifact)으로 인하여 관상동맥 구조를 정확하게 표현할 수 없을 때 R-R 간격의 30-70% 사이에서 여러 개의 영상세트를 재구성한 후 최고의 질을 보이는 영상 세트를 선택하여 획득 데이터를 WizardTM(Siemens Medical Solution, Forcheim, Germany)에서 다면상 재구성(Multi Planar Reformation: MPR) 방법으로 단축상(short axis), 이방상(2 chamber), 사방상(4 chamber), 굽어진 다면상(curved MPR)으로 재구성하였다. 그 후 재구성된 영상을 영상저장 및 전송 시스템(Picture Archiving and Communication System: PACS)으로 전송을 한 후 죽상경화반을 HU로 측정하였다[그림 1].
심장주기에서 R-R 간격의 약 65% 데이터를 기본적으로 획득 하였고, 이 데이터가 움직임에 의한 허상(motion artifact)으로 인하여 관상동맥 구조를 정확하게 표현할 수 없을 때 R-R 간격의 30-70% 사이에서 여러 개의 영상세트를 재구성한 후 최고의 질을 보이는 영상 세트를 선택하여 획득 데이터를 WizardTM(Siemens Medical Solution, Forcheim, Germany)에서 다면상 재구성(Multi Planar Reformation: MPR) 방법으로 단축상(short axis), 이방상(2 chamber), 사방상(4 chamber), 굽어진 다면상(curved MPR)으로 재구성하였다. 그 후 재구성된 영상을 영상저장 및 전송 시스템(Picture Archiving and Communication System: PACS)으로 전송을 한 후 죽상경화반을 HU로 측정하였다[그림 1].
대상 데이터
2006년 4월부터 2008년 8월까지 CAD로 확진 되었거나, CAD가 의심스러운 환자들 중 CCTA에서 죽상경화반을 발견하고 중재적 시술 전 IVUS를 시행한 200명의 환자를 대상으로 하였다. 성별로는 남성이 124명(62%), 여성이 76명(38%), 연령분포는 38-89세(평균연령 :64±10세)였다.
데이터처리
통계적 분석은 SPSS 프로그램 (SPSS 12.0 for Windows)을 사용하여 IVUS 결과와 비교한 CCTA에서 죽상경화반의 진단 정확도를 평가하기 위해 민감도와 신뢰구간을 계산하였고, CCTA에서 죽상경화반의 성상의 HU는 평균, 표준편차로 나타내었다.
성능/효과
이 결과를 토대로 각각 죽상경화반의 HU를 측정한 결과 soft plaque : 53.8±10.5, fibrous plaque : 108.1±20.0, mixed plaque : 371.2±113.1, 그리고 calcific plaque :731.0±160.4으로 측정되었다[표 2][그림 3-6].
IVUS에서는 총 476개의 죽상경화반이 진단되었고, CCTA에서는 총 460개의 죽상경화반을 진단 할 수 있었다. 각각의 주요 혈관별로는 LM(56건/56건), LAD(181건/187건), LCX(105건/108건), RCA(118건/125건)으로 나타났으며, IVUS와 비교하였을 때 CCTA의 민감도와 신뢰구간은 97%, 95.0-98.3 이었다[표 1].
CCTA 후 IVUS를 시행한 200명의 환자에서 476의 죽상경화반이 발견되었으며, IVUS를 분석해 본 결과 soft plaque(n=84개), fibrous plaque(n=63개), mixed plaque(n=97개), calcific plaque(n=232개)이었다. 이 결과를 토대로 각각 죽상경화반의 HU를 측정한 결과 soft plaque : 53.
이번 연구에 이용한 CT 장비는 64개 열을 가지고 있는 MDCT로 과거 장비에 비해 시간분해능의 향상으로 심장의 움직임에 의한 허상 발생을 줄였고, 높아진 공간분해능으로 복잡한 해부학적 양상을 가지고 있는 관상동맥 혈관을 영상화 할 수 있었다. 또한 대조도 분해능의 향상으로 관상동맥의 경화반 내에 보다 낮은 감쇠계수와 높은 감쇠계수를 육안으로 확인할 수 있어 지방 음영부터 석회화 음영까지 죽상경화반의 다양한 음영이 구별 가능하여 성상에 따른 HU 값을 구할 수가 있었다.
이번 연구에 이용한 CT 장비는 64개 열을 가지고 있는 MDCT로 과거 장비에 비해 시간분해능의 향상으로 심장의 움직임에 의한 허상 발생을 줄였고, 높아진 공간분해능으로 복잡한 해부학적 양상을 가지고 있는 관상동맥 혈관을 영상화 할 수 있었다. 또한 대조도 분해능의 향상으로 관상동맥의 경화반 내에 보다 낮은 감쇠계수와 높은 감쇠계수를 육안으로 확인할 수 있어 지방 음영부터 석회화 음영까지 죽상경화반의 다양한 음영이 구별 가능하여 성상에 따른 HU 값을 구할 수가 있었다.
2. IVUS 결과를 기준으로 하여 CCTA에서 얻은 관상동맥 죽상경화반의 성상에 따른 HU는 soft plaque(53.8±10.5), fibrous plaque(108.1±20.0), mixed plaque(371.2±113.1), calcific plaque (731.0±160.4)으로 분류할 수 있다.
죽상경화반의 HU를 측정하기 위해 CT 장비가 아닌 PACS를 이용하였고 이는 관심영역 지정 시 평균값과 표준편차값이 측정되기 때문에 PACS가 설치된 어떤곳이든 측정이 가능하다. 이번 연구에서 측정된 죽상경화반의 HU는 성상에 따라 다양하게 나타났으며 다른 죽상경화반에 비해 mixed plaque의 표준편차에 대한 평균값이 높은 것으로 측정되었다. 그 이유는 다양한 성상의 경화반, 즉 non-calcific plaque과 calcific plaque이 섞여 있으므로 발생하는 불균일성 때문으로 보여 진다.
둘째, CCTA를 통해 환자가 받은 유효선량은 평균 11.88mSv로 CAG 검사의 2.1～2.5mSv보다 상대적으로 높은 것을 알 수 있었다. 이는 심장의 영상 획득방법 중 심장의 주기에 상관없이 연속적인 촬영을 요하는 후향적 동조화 기법을 이용하였기 때문이며, 이로 인해 환자의 피폭선량이 늘어났다.
후속연구
따라서 추후 CT를 이용하여 죽상경화반의 성상을 연구하기 위해서는 최근 개발된 이중선원 CT(전향적 동조화 이용 시 1∼5mSv)를 이용하거나 CT의 재구성 방법 중 하나인 통계적 반복 재구성법(ASIR)을 통하여 영상의 질 저하없이 피폭선량을 줄일 수 있는 기법[18]들을 이용하여 진행되길 바란다.
마지막으로 죽상경화반의 성상에 따른 HU의 측정오차를 들 수 있다. 이는 죽상경화반의 HU를 측정할 때 분석자들 간에 따라 차이를 보일 수 있어 향후 더 많은 분석자들에 의해 죽상경화반의 성상에 따른 HU가 측정되길 기대하는 바이다.
따라서 CCTA는 비침습적이며, 관상동맥 죽상경화반을 진단하는데 정확한 검사법으로 HU를 통해 죽상경화반의 성상을 구분할 수 있어 CAD 환자의 치료에 도움을 줄 수 있을 것으로 기대된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
CAD의 검사법으로는 어떤 것들이 있는가?
CAD는 심장의 관상동맥에 죽상경화반이 침착되면서 혈관내강이 좁아져 심장 근육의 혈류공급에 장애가 생기는 질환으로 임상적으로 협심증, 심근경색증, 돌연사, 만성 허혈성 질환 중 하나의 양상으로 나타난다. 이 질환의 검사법으로는 심전도(ECG), 심장초음파, 운동부하검사와 활동혈압측정, 단일광자방출단층촬영(SPECT), 관상동맥조영술(Coronary Angiogrpahy: CAG), 혈관내초음파(Intravascular Ultrasound: IVUS), 심장전산화단층촬영(Cardiac Computed Tomographic Angiography: CCTA), 심장자기공명영상(CMRI)등 여러 검사법들이 있지만 현재 임상적 유용성을 고려하여 가장 널리 쓰이고 있는 검사법은 CAG이다[2]. 이 검사법은 시간 및 공간해상도가 뛰어나고 관상동맥 풍선 확장술, 스텐트 삽입술과 같은 중재적 시술을 직접적으로 시행할 수 있다는 장점으로 CAD의 표준 검사법으로 자리를 잡아 왔었다.
관상동맥질환은 무엇과 더불어 현대인의 주요한 사망 원인 중 하나인가?
관상동맥질환(Coronary Artery Disease: CAD)은 뇌졸중, 암 등과 더불어 현대인의 주요한 사망 원인 중 하나이다[1]. CAD는 심장의 관상동맥에 죽상경화반이 침착되면서 혈관내강이 좁아져 심장 근육의 혈류공급에 장애가 생기는 질환으로 임상적으로 협심증, 심근경색증, 돌연사, 만성 허혈성 질환 중 하나의 양상으로 나타난다.
CAD는 어떤 질환인가?
관상동맥질환(Coronary Artery Disease: CAD)은 뇌졸중, 암 등과 더불어 현대인의 주요한 사망 원인 중 하나이다[1]. CAD는 심장의 관상동맥에 죽상경화반이 침착되면서 혈관내강이 좁아져 심장 근육의 혈류공급에 장애가 생기는 질환으로 임상적으로 협심증, 심근경색증, 돌연사, 만성 허혈성 질환 중 하나의 양상으로 나타난다. 이 질환의 검사법으로는 심전도(ECG), 심장초음파, 운동부하검사와 활동혈압측정, 단일광자방출단층촬영(SPECT), 관상동맥조영술(Coronary Angiogrpahy: CAG), 혈관내초음파(Intravascular Ultrasound: IVUS), 심장전산화단층촬영(Cardiac Computed Tomographic Angiography: CCTA), 심장자기공명영상(CMRI)등 여러 검사법들이 있지만 현재 임상적 유용성을 고려하여 가장 널리 쓰이고 있는 검사법은 CAG이다[2].
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