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문제 정의
- 이를 위해 장비 제조사에서 제공한 움직임을 보정할 수 있는 새로운 방식의 움직임 보정 방법이 사용되고 있으나 큰 효과는 없었으며, 실제 보정 효과가 미비하다는 문헌들도 발표되었다. 이에 본 연구에서는 D530c에서 심근관류 SPECT 촬영 중 발생되는 환자의 움직임 감소활동을 통해 영상 품질의 최적화를 목적으로 한다.
제안 방법
- 개선 전·후 촬영된 영상에서 심장의 움직임 발생 시간을 측정하고 비교 분석하였다.
- 검사를 시행하기 전에 artifact가 발생된 영상자료를 보여주며 검사 중 움직이지 않아야 한다는 점을 강조하였고, 얕은 호흡의 중요성에 대하여 교육하였다. 이를 통해 환자가 움직임이나 깊은 호흡에 의해서 문제점이 발생할 수 있다는 사실을 자각하여 검사 중 움직임을 최소화 할 수 있도록 유도하였다(Fig.
- 복부를 압박대로 고정하던 방식을 개선하여, 종양학과에서 환자 움직임 고정 기구로 사용하는 조직등가물질인 RTMEV-Cradle 활용하여 복부를 압박 할 수 있는 형태로 도구를 제작하였다. 이를 이용하여 환자의 복부에 일정한 압박을 실시함으로 검사 중 얕은 호흡을 할 수 있도록 유도하여 횡격막에 의한 심장의 움직임을 최소화 하였다(Fig.
- 심근관류 SPECT 검사는 D530c(General Electric Healthcare,Israel)를 사용하였으며, 아데노신 약물부하 후 6분간 stress 촬영을 하였고, 3시간 뒤에 6분간 rest 촬영을 하여 영상을 획득하였다(Fig. 1). 팬텀 실험을 위해 cardiac phantom을 이용하였고, 실제 stress와 rest 촬영 시 측정되는 count rate와 동일한 비율로 201Tl 44 kBq/ml와 201Tl20 kBq/ml를 각각 주입하여 팬텀 영상을 획득하였다(Fig.
- 개선 전에는 아데노신 약물 부하가 끝난 후 약 5분 정도 검사실 앞 의자에 대기하면서 심호흡을 설명 하였으나, 검사 중에도 심호흡이 지속되어 복부 및 가슴의 팽창을 통해 심장의 움직임이 발생 할 수 있었다. 이를 개선하여 약물 부하가 끝난 후에도 침대에 누워서 검사 시작 전까지 호흡의 안정을 위해 심호흡을 시행하였고, 검사 중에는 환자가 얕은 호흡을 할 수 있도록 간호사가 교육 및 사전 연습(simulation)을 시행하였다(Fig. 5).
- 0(General Electric Healthcare, USA) 프로그램을 사용하였다. 제조사에서 제공한 프로그램(Motion Detection and Correction)을 이용하여 stress와 rest 촬영이 끝난 후 검사 시작 전 위치에서 X, Y, Z 축으로 이동된 심장의 변동거리(4 mm, 8 mm, 12 mm 이상)별 총 발생시간을 측정하여 각 군 간의 평균과 표준편차를 비교 분석하였다(Fig. 3,4). 각각의 축 방향으로 변동된 거리별로 총 발생시간을 기술통계와 독립표본 T 검정으로 비교 분석하였다.
- 앞에 결과에서 stress 영상에 비해 rest 영상에서 환자의 움직임이 증가하는 추세를 보였다. 환자의 움직임 외에 rest 촬영 시 count의 감소에 의한 움직임 발생시간을 확인하기 위하여 팬텀 실험을 하였다. 실제 환자의 stress 촬영 시에 측정되는 count rate와 같은 비율로 용량을 팬텀에 주입하여 촬영을 한결과에서는 6분 동안 각 축 별로 움직임 발생시간이 전혀 없었다.
대상 데이터
- 1. D530c was used for acquisition.
- 개선 활동 전 2016년 11월에 D530c에서 심근관류 SPECT 검사를 시행한 70명의 성인 환자(남성 44명, 여성 26명, 평균연령 62.5±11.6세)를 대상으로 하였다(Table 1).
- 개선 후 2017년 2월 14일부터 2017년 2월 21일까지 동일한 검사를 시행한 환자 70명(남성 45명, 여성 25명, 평균 연령 63.2±10.2세)과 비교 분석하였다(Table 2).
- 1). 팬텀 실험을 위해 cardiac phantom을 이용하였고, 실제 stress와 rest 촬영 시 측정되는 count rate와 동일한 비율로 201Tl 44 kBq/ml와 201Tl20 kBq/ml를 각각 주입하여 팬텀 영상을 획득하였다(Fig. 2).
데이터처리
- 각각의 축 방향으로 변동된 거리별로 총 발생시간을 기술통계와 독립표본 T 검정으로 비교 분석하였다. p값은 0.05미만일 경우에 통계적 유의성을 인정하였으며, SPSS Ver. 12를 이용하여 통계분석 하였다.
- 3,4). 각각의 축 방향으로 변동된 거리별로 총 발생시간을 기술통계와 독립표본 T 검정으로 비교 분석하였다. p값은 0.
성능/효과
- 환자 1인 당 심장의 움직임 발생 시간을 비교하였을 때, stress와 rest 영상에서 모두 움직임 발생 시간이 감소되었다. Stress 영상에서 축 4mm, 8mm 변동거리의 움직임은 유의수준 5%에서 통계적으로 유의한 차이가 있었다. Rest 영상에서 stress에 비해 모든 변동거리에서 움직임 발생시간이 증가되었다(Table 3).
- 개선 활동 전·후 활동 모든 결과에서 stress에 비해 rest 촬영에서 모든 축과 변동거리 별 환자의 움직임 발생시간이 증가된 것을 확인 할 수 있었다.
- 실제 환자의 stress 촬영 시에 측정되는 count rate와 같은 비율로 용량을 팬텀에 주입하여 촬영을 한결과에서는 6분 동안 각 축 별로 움직임 발생시간이 전혀 없었다. 두 번째 실험에는 rest 촬영 시에 측정되는 count rate와 같은 비율로 용량을 주입 후 촬영을 한 결과에서 모든 축 방향으로 일부 움직임이 발생하는 수치를 확인할 수 있었다(Fig. 9,10).
- 움직임 감소활동을 통해 변동거리에 따른 심장의 움직임 발생 시간의 감소를 통계적으로 확인 할 수 있었다. 개선 활동 전·후 활동 모든 결과에서 stress에 비해 rest 촬영에서 모든 축과 변동거리 별 환자의 움직임 발생시간이 증가된 것을 확인 할 수 있었다.
- 복부를 압박대로 고정하던 방식을 개선하여, 종양학과에서 환자 움직임 고정 기구로 사용하는 조직등가물질인 RTMEV-Cradle 활용하여 복부를 압박 할 수 있는 형태로 도구를 제작하였다. 이를 이용하여 환자의 복부에 일정한 압박을 실시함으로 검사 중 얕은 호흡을 할 수 있도록 유도하여 횡격막에 의한 심장의 움직임을 최소화 하였다(Fig. 7,8).
- 평균적으로 환자 1인당 심장의 움직임 발생 시간을 비교하였을 때, stress와 rest 영상에서 모두 감소되었다. 특히 개선 후 stress 영상에서는 호흡 이외에 환자의 움직임에 의해 발생된다고 판단되는 12 mm 이상의 큰 움직임이 0회(발생시간 0초)로 기록되었다.
- 평균적으로 환자 1인 당 심장의 움직임 발생 시간 역시 stress와 rest 영상에서 모두 감소되었으며, stress와 rest의 모든 구간에서 통계적으로 유의한 차이는 없었다. X축과 동일하게 모든 변동거리에서stress에 비해 rest에서 움직임 발생시간이 증가 되었다(Table 4).
- 개선 전·후 촬영된 영상에서 심장의 움직임 발생 시간을 측정하고 비교 분석하였다. 평균적으로 환자 1인당 심장의 움직임 발생 시간을 비교하였을 때, stress와 rest 영상에서 모두 감소되었다. 특히 개선 후 stress 영상에서는 호흡 이외에 환자의 움직임에 의해 발생된다고 판단되는 12 mm 이상의 큰 움직임이 0회(발생시간 0초)로 기록되었다.
- 이는 rest 촬영 시 낮은 count로 인해 실제 환자의 움직임에 비해 발생시간이 증가된 결과일수도 있지만, stress 촬영 시 rest 촬영과는 다르게 안정적인 호흡과 심장박동 차이에 의해 발생된 결과일 가능성도 고려할 필요가 있다. 호흡에 의해서도 발생 가능한 4 mm 변동거리에 따른 움직임 발생 시간의 감소는 교육 및 사전연습과 움직임 방지 도구를 통해 검사 중 환자의 호흡이 보정된 결과로 파악되며, 호흡 이외의 환자의 실제 움직임으로 예상되는 8 mm, 12 mm 이상의 변동거리에 따른 발생시간 감소를 통해 영상품질의 향상을 가져올 것으로 사료된다.
- 환자 1인 당 심장의 움직임 발생 시간을 비교하였을 때, stress와 rest 영상에서 모두 움직임 발생 시간이 감소되었다. Stress 영상에서 축 4mm, 8mm 변동거리의 움직임은 유의수준 5%에서 통계적으로 유의한 차이가 있었다.
- 환자 1인당 심장의 움직임 발생 시간 역시, stress와 rest 모든 변동거리 별에서 감소되었으며, Stress 촬영 시 Z축 8 mm 변동거리의 움직임 발생시간은 유의수준 5%에서 통계적으로 유의한 차이가 있었다. 이전 결과와 동일하게 rest 영상에서 stress에 비해 모든 변동거리에서 발생시간이 증가되었다(Table 5).
- D530c는 국내 최초로 설치된 유일한 장비로서 본 연구에 대한 다양한 경험이나 정보교환에 있어 제한이 있었다. 환자의 움직임으로 발생한 artifact에 관하여 동일한 장비가 설치되어 있는 해외병원의 상황을 확인한 결과, 몇몇 병원에서 본원과 같은 문제점을 인식하고 있음을 확인 할 수 있었다. 하지만 검사 중 호흡으로 인한 복부의 환자의 움직임을 감소하기 위하여 수건이나 시트 등으로 복부를 압박하는 방법과 움직임이 발생 시 재촬영을 하는 방법 외에는 D530c가 설치되어 있는 세계 어느 병원에서도 환자의 움직임을 감소하기 위한 활동은 확인할 수 없었다.
후속연구
- 개선 활동 전·후의 심장의 움직임이 감소된 시간을 수치로 비교 분석하였으나, 감소 시간의 정도에 따른 영상품질의 향상을 직접적으로 측정 할 수는 없었다. 본 연구는 파킨슨 환자나 신경외과 환자와 같이 교육이 불가능한 경우나 환자의 당일 컨디션에 따라 큰 효과를 기대할 수 없었으나, 성별, 체중, 연령 외의 환자의 추가적인 정보를 통해 더욱 다양한 환자의 움직임 발생 상황을 파악할 수 있을 것으로 예상된다. 팬텀 실험을 통해 rest 촬영 시에는 환자의 움직임 외에 count의 감소로 인한 심장의 움직임이 추가로 발생하는 사실을 확인 할 수 있었으며, 이에 관하여 스캔시간, 용량 등의 변화에 따른 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.
- 본 연구는 파킨슨 환자나 신경외과 환자와 같이 교육이 불가능한 경우나 환자의 당일 컨디션에 따라 큰 효과를 기대할 수 없었으나, 성별, 체중, 연령 외의 환자의 추가적인 정보를 통해 더욱 다양한 환자의 움직임 발생 상황을 파악할 수 있을 것으로 예상된다. 팬텀 실험을 통해 rest 촬영 시에는 환자의 움직임 외에 count의 감소로 인한 심장의 움직임이 추가로 발생하는 사실을 확인 할 수 있었으며, 이에 관하여 스캔시간, 용량 등의 변화에 따른 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.
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