[논문]개에서 전산화단층촬영을 이용한 Calcium Oxalate결석과 Struvite결석의 감별

윤영민; 이희천

doi:10.17555/ksvc.2015.02.32.1.69

개에서 전산화단층촬영을 이용한 Calcium Oxalate결석과 Struvite결석의 감별
Differentiation of Canine Calcium Oxalate and Canine Struvite Stones using Computed Tomography 원문보기

Journal of veterinary clinics = 한국임상수의학회지, v.32 no.1, 2015년, pp.69 - 72

윤영민 (경상대학교 동물의학연구소) , 이희천 (경상대학교 동물의학연구소)

Abstract ▼ AI-Helper

This study was performed to differentiate calcium oxalate and struvite canine urinary stones using computed tomography. A total of 38 urinary stones (8 calcium oxalate and 30 struvite) were scanned using a computed tomography scanner. These urinary stones (10-15 mm diameter) extracted surgically without fragmentation were obtained from the different individual patients. The stone's Hounsfield units(HU) values, heterogenicity, and roughness of surface were evaluated to differentiate calcium oxalate and struvite. The HU values of calcium oxalate were significantly higher than those of struvite. A receiver operator characteristic (ROC) curve revealed 1272 as the best threshold value to distinguish calcium oxalate from struvite (ROC curve AUC 0.87, p < 0.0014). The heterogenicity of calcium oxalate and struvite significantly differed on bone and dental window setting (p < 0.0001). There was no significant difference between calcium oxalate and struvite in roughness of surface. On computed tomographic images, bone and dental windows setting were useful for evaluation of heterogenicity between calcium oxalate and struvite. The HU value and heterogenicity are highly promising factor that can distinguish calcium oxalate and struvite with reasonable accuracy.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구는 개의 요결석증에서 발생빈도가 가장 높은 CaOx와 struvite의 감별에 CT를 활용한 첫 보고이다. CaOx는 struvite의 감별에 있어 높은 HU값(> 1272)을 가지며, 불균질도가 높은 결석은 CaOx일 가능성이 높을 것으로 사료되며, 불균질도의 평가는 BWS와 DWS가 적합할 것이라 사료된다.
이는 결석 내부의 다양한 밀도 차이를 육안으로 확인하기 용이하게 해줄 수 있을 것이다. 본 연구에서는 흔히 사용되는 window setting인 BWS, DWS, AWS를 통해 CaOx와 struvite의 구분에 적합한 window setting을 평가하고자 하였다. 본 연구의 window setting에 따른 불균질도 평가에서 BWS와 DWS가 AWS에 비해 CaOx와 struvite와의 불균질도 차이가 확연하였다.
6%)가 발생빈도가 높으며, 이 외에는 낮은 빈도로 발생한다고 보고되어 있다(8,9). 이에 본 연구는 CaOx와 struvite를 감별하는 기준을 평가하고자 하였다.
이에 반해 전산화단층촬영(Computed tomography, CT)은 결석의 감쇠도와 부피의 측정이 가능하며, 결석의 삼차원적 외형 및 내부구조에 대한 평가도 가능하다. 이에 본 연구는 전산화단층촬영으로 평가한 결석의 감쇠도, 불균질성, 표면의 조도를 통해 CaOx와 struvite의 구분기준을 세우고자 한다.
CT는 결석의 감쇠도에 대한 절대적 수치화 및 내부구조에 대한 영상획득이 가능하며 각각의 window setting에 따라 결석의 내부구조를 평가할 수 있다는 장점을 가진다. 현재 수의학에서 나선형 CT를 활용한 결석의 평가는 미흡한 실정으로 본 연구는 CT를 이용한 결석의 종류를 감별하는데 필요한 기초자료를 제시할 수 있다고 판단된다.

제안 방법

CT 촬영으로 획득한 영상에서 결석의 표면을 거친 표면과 매끄러운 표면으로 구분하여 평가하였다.
각각 다른 환자에서 수술적으로 획득한 파쇄되지 않은 54개의 비뇨기계 결석 중 X-선 회절분석기를 이용하여 struvite 결석의 파장에 부합하는 30개의 struvite 결석과 calcium oxalate dihydrate 결석의 파장에 부합하는 8개의 CaOx 결석을 사용하였다.
측정 소프트웨어는 Lucion(인피니트헬스케어, 서울, 대한민국)를 이용하였다. 관심영역(Region of interest, ROI)은 3-4 mm²로, 하나의 결석에서 세 영역의 ROI를 측정한 뒤, 평균값을 결석의 HU 값으로 기록하였다.
0001를 유의한 차이의 한계로 하였다. 또한 수신기작동특성곡선 분석(ROC curve analysis)을 통해 CaOx와 struvite의 구분에 있어 HU 값의 타당한 척도를 평가하였다.
등급 1은 결석의 내부가 균질한 경우, 등급 2는 결석의 내부를 균질 혹은 불균질로 구분하기 어려운 경우, 등급 3은 결석의 내부가 불균질한 경우로 설정하였다. 불균질성 평가는 각각 abdomen window setting (AWS, window level 300, window width 40), bone window setting (BWS, window level 1500, window width 450), dental window setting (DWS, window level 2000, window width 400)으로 재구성한 영상에서 수행되었다(Fig 2).
Struvite는 일반적으로 매끄럽고 둥근 형태나 침골상을 나타낸다(4). 이를 바탕으로 본 연구는 조도를 기준으로 CaOx와 struvite를 평가하였다. 그 결과, CaOx와 struvite의 조도의 유의적인 차이는 확인되지 않았고, 이를 미루어 결석의 조도는 CaOx와 struvite의 감별기준이 되기 어렵다고 사료된다.

대상 데이터

HU 값은 abdomen window setting (window level 300, window width 40)에서 측정하였다. 측정 소프트웨어는 Lucion(인피니트헬스케어, 서울, 대한민국)를 이용하였다. 관심영역(Region of interest, ROI)은 3-4 mm²로, 하나의 결석에서 세 영역의 ROI를 측정한 뒤, 평균값을 결석의 HU 값으로 기록하였다.

데이터처리

CaOx와 struvite의 조도에 따른 구분은 Fisher’s exact test로 검정하였고, p-value는 0.05를 유의한 차이의 한계로 하였다.
결석에 따른 HU 값의 차이는 student’s t-test를 통해 검정하였고, p-value는 0.0001를 유의한 차이의 한계로 하였다.
불균질성 평가는 각각의 window setting에 따른 CaOx와 struvite의 불균질 등급을 Mann-Whitney test를 통해 검정하였고, p-value는 0.0001를 유의한 차이의 한계로 하였다.

이론/모형

결석-젤라틴 충진모형은 2채널 초고속 초정밀 입체 영상진단기(Somatom Emotion, Siemens Medical System, Erlangen, Germany)를 이용하여 촬영하였다. 촬영조건은75 mA, 110 kVp, 1.
결석의 CT 촬영 시 주변 구조에 의한 허상이나 영향을 최소화하기 위해 결석-젤라틴 충진모형을 제작하였다. 결석젤라틴 충진모형은 다음과 같이 제작하였다.

성능/효과

CaOx는 struvite의 감별에 있어 높은 HU값(> 1272)을 가지며, 불균질도가 높은 결석은 CaOx일 가능성이 높을 것으로 사료되며, 불균질도의 평가는 BWS와 DWS가 적합할 것이라 사료된다.
결석에 따른 HU 값은 CaOx는 1523 ± 426, struvite는 738 ± 222으로 CaOx의 HU값은 struvite의 HU 값보다 높은 것이 확인되었다(Fig 3). ROC curve 분석에서 AUC 0.8708, p = 0.0014로 HU 값은 CaOx와 struvite 구분으로 유용한 기준이라 볼 수 있었다. 또한 CaOx를 struvite와 구분할 수 있는 역치 값으로 HU 값이 1272를 초과할 때 가장 높은 민감도와 특이도가 확인되었다(Fig 4).
Student’s t-test를 통한 CaOx와 struvite의 HU 값은 유의적인 차이가 확인되었다(P < 0.0001).
Window setting에 따른 CaOx와 struvite 내부의 불균질도 평가에서 BWS과 DWS은 p < 0.0001로 CaOx와 struvite 사이의 유의적 차이가 확인되었으나, AWS에서는 p = 0.2157로 유의적 차이가 확인되지 않았다(Fig 5).
결석에 따른 HU 값은 CaOx는 1523 ± 426, struvite는 738 ± 222으로 CaOx의 HU값은 struvite의 HU 값보다 높은 것이 확인되었다(Fig 3).
이를 바탕으로 본 연구는 조도를 기준으로 CaOx와 struvite를 평가하였다. 그 결과, CaOx와 struvite의 조도의 유의적인 차이는 확인되지 않았고, 이를 미루어 결석의 조도는 CaOx와 struvite의 감별기준이 되기 어렵다고 사료된다.
인의학에서는 결석의 구성을 평가하는데 있어 HU값의 유용성에 대해서는 의견이 분분하다(1,3,5,6,7). 그러나 본 연구에서는 개의 CaOx와 struvite의 HU 값들은 유의적인 차이를 보였으며 CaOx가 struvite보다 높은 HU 값을 나타내었다.
0014로 HU 값은 CaOx와 struvite 구분으로 유용한 기준이라 볼 수 있었다. 또한 CaOx를 struvite와 구분할 수 있는 역치 값으로 HU 값이 1272를 초과할 때 가장 높은 민감도와 특이도가 확인되었다(Fig 4).
본 연구에서는 흔히 사용되는 window setting인 BWS, DWS, AWS를 통해 CaOx와 struvite의 구분에 적합한 window setting을 평가하고자 하였다. 본 연구의 window setting에 따른 불균질도 평가에서 BWS와 DWS가 AWS에 비해 CaOx와 struvite와의 불균질도 차이가 확연하였다. 이를 미루어 CaOx와 struvite의 구분에 있어 AWS보다는 BWS나 DWS가 유용할 것으로 사료된다.
본 연구는 몇 가지 한계점이 있다. 첫째로 연구에 사용된 CaOx 결석의 개수가 8개로 제한적이고 모두 calcium oxalte dihydrate 결석을 평가하였다는 점에서 통계적 검정력이 부족할 수 있다는 것을 들 수 있다. 둘째로는 본 연구에 사용된 결석은 X-선 회절분석으로 CaOx의 파장에 부합하는 결석과 struvite의 파장에 부합하는 결석을 사용하였다는 점으로, 혼합형이나 복합형 결석의 경우 본 연구의 감별기준을 적용하기에는 제한적이라는 것이다.

후속연구

첫째로 연구에 사용된 CaOx 결석의 개수가 8개로 제한적이고 모두 calcium oxalte dihydrate 결석을 평가하였다는 점에서 통계적 검정력이 부족할 수 있다는 것을 들 수 있다. 둘째로는 본 연구에 사용된 결석은 X-선 회절분석으로 CaOx의 파장에 부합하는 결석과 struvite의 파장에 부합하는 결석을 사용하였다는 점으로, 혼합형이나 복합형 결석의 경우 본 연구의 감별기준을 적용하기에는 제한적이라는 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	비뇨기계 결석은 어떻게 구성되는가?	요석증은 비뇨기계 내에 결석이 존재하여 발생하는 질환이다. 비뇨기계 결석은 요중 무기질이 과농축되면서 결정화되어 서로 응집된 불용성 고형물로 그 구성 성분이 대부분 무기 혹은 유기염의 결정과 소량의 기질로 이루어져 있다. 개에서의 비뇨기계 결석의 종류는 magnesium ammonium phosphate (struvite), calcium oxalate (CaOx), cystine, silica 등이 있다.
	요석증이란?	요석증은 비뇨기계 내에 결석이 존재하여 발생하는 질환이다. 비뇨기계 결석은 요중 무기질이 과농축되면서 결정화되어 서로 응집된 불용성 고형물로 그 구성 성분이 대부분 무기 혹은 유기염의 결정과 소량의 기질로 이루어져 있다.
	요석증의 결석의 종류를 확인하는 방법에는 어떤 것들이 있는가?	결석의 용해와 재발방지를 위한 치료방향은 결석의 종류에 따라 달라지므로 요석증의 치료에 있어 결석의 종류에 대한 감별은 중요하다 할 수 있다(3). 결석의 종류를 확인하는 방법으로는 결석의 화학분석, X-선 회절분석 등을 통해 결석의 구성성분을 확인할 수 있으며, 결석의 형태와 요침전물의 현미경 검사를 통해 추정하는 방법이 있다(4). 결석에 대한 영상의학적 평가로는 방사선사진상의 외형 및 투과도, 초음파를 통한 평가가 흔히 사용되고 있다.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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